JP2020151298A - スプリンクラヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】外力が作用した場合に、断熱材が変形したとしても作動に支障がでることがなく、また大きな外力を受けても作動に支障がでることのないスプリンクラヘッドを提供する。【解決手段】本発明に係るスプリンクラヘッド１は、放水口７を有するヘッド本体５と、放水口７を閉鎖する弁体１１と、感熱分解部１３とを有し、感熱分解部１３は、プランジャー３１と、半田３７と、感熱カバー３５と、感熱カバー３５に当接してプランジャー３１の外周を囲むように配設された断熱材３３と、リング状に形成され、一端が断熱材３３に当接すると共にプランジャー３１が軸穴３９に挿通されバランサー２９とを備えて構成され、プランジャー３１における断熱材３３の高さ方向１／２の位置より基端側の外周面に、該基端側が薄肉となる段部３１ｃが形成され、段部３１ｃによって縮径した外周面が少なくともバランサー２９が配置されている部位については同径のまま連続するようにした。【選択図】 図１

Description

本発明は、消火用のスプリンクラヘッドに関する。

スプリンクラヘッドは、内部にノズルを有する本体が、充水された消火設備配管と接続されており、火災が発生したときに火災の熱を感知して自動的に作動し、水を散布して消火を行うものである。

スプリンクラヘッドには、常時はノズルを閉止する弁体を保持し、火災時には火災の熱により分解してスプリンクラヘッドの弁体を開放する感熱分解部が設けられている。感熱分解部の構成部品のなかで熱を感知する感熱体には融点が低い低融点合金が使用され、火災の熱により低融点合金が溶融することで感熱分解部が分解作動して、ノズルから消火水が外部に放出される。

このようなスプリンクラヘッドの一例として、特許文献１には、「中空状であり内部がノズルとなっている本体と、ノズルの出口を閉塞している弁体と、弁体を保持しており火災時には火災の熱により分解してスプリンクラヘッドの弁体を開放する感熱分解部が本体に係止されており、感熱分解部には、開口部が下向きに配置され底面に穴を有する有底円筒形状のシリンダーと、シリンダーの内部に収容されたリング状の低融点合金と、低融点合金およびシリンダー底面の穴に挿通される筒部を有しており、筒部の一端にはシリンダー内に収容された低融点合金に接するフランジ部が形成されたプランジャーから成り、シリンダー底面の穴から外部に突出したプランジャーの筒部の外周部に設けられた溝の部分の厚さがシリンダー内部に配置されたプランジャーの筒部の厚さよりも薄い薄肉部となっていることを特徴とするスプリンクラヘッド。」（特許文献１の請求項１参照）が開示されている。

そして、特許文献１においては、薄肉部を形成したことにより、薄肉部の断熱性が向上してプランジャーの上部に熱を伝えにくくなり、これによりプランジャーの下部と接している低融点合金に熱を伝播してその溶融を促進することができるとしている。また、プランジャーに薄肉部を形成したことにより、スプリンクラヘッドが外力による衝撃を受けた際に薄肉部が変形する可能性があるが、薄肉部の変形がプランジャーの筒部の外周面より突出しない程度とすれば薄肉部の変形による感熱分解部の構成品との摺動動作に支障をきたすことがないとしている（特許文献１の段落［００１１］、［００１２］参照）。

特許６０４９０６３号公報

しかしながら、特許文献１に開示のものは、プランジャーに形成する薄肉部が溝であり、かつこの溝が断熱材と対向する位置に設けているため、下記のような課題が残されていた。
スプリンクラヘッドに外力が作用すると、かかる外力はプランジャーのみならず樹脂製の断熱材にも影響を与え、断熱材が変形することがある。断熱材とプランジャーの外周に形成した溝との間には空間があり、この空間に断熱材が変形し作動に至るまでの半田変形量以下で、断熱材の食い込み部分が溝の下側の壁に当たることや、変形した断熱材と変形した薄肉部の噛み合いにより、スプリンクラヘッドの開放時おいて断熱材が下動する動作を阻害する可能性がある。

また、溝よりも上方が厚肉であり熱容量が大きいため、断熱効果として十分とは言えない。さらに、仮に断熱材が変形せずにプランジャーの溝のみが変形したとしても、外力による溝の変形量がプランジャーの外周径を超えると、変形した部分が断熱材に食い込むことで作動に悪影響があり、許容できる変形量が限定される。換言すれば、あまり強い外力が作用した場合には対応できないという課題もある。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、感度を良好に保ちつつ、スプリンクラヘッドに外力が作用して、断熱材が変形したとしても作動に支障がでることがなく、また大きな外力を受けて変形量が大きい場合にも作動に支障がでることのないスプリンクラヘッドを提供することを目的としている。

（１）本発明に係るスプリンクラヘッドは、放水口を有するヘッド本体と、前記放水口を閉鎖する弁体と、該弁体を支持すると共に火災の熱によって分解して前記弁体を開放する感熱分解部とを有し、該感熱分解部は、先端側にフランジ部を有する円筒状のプランジャーと、該プランジャーのフランジ部に配設された感熱体と、該感熱体に接するように設けられた感熱板と、該感熱板に当接して前記プランジャーの外周を囲むように配設された断熱材と、中心に軸穴を有するリング状に形成され、一端が前記断熱材に当接すると共に前記プランジャーが前記軸穴に挿通されることで、前記プランジャーを中心軸として軸方向に移動可能に配設されたバランサーとを備え、
前記プランジャーにおける前記断熱材の高さ方向１／２の位置より基端側の外周面に、該基端側が薄肉となる段部が形成され、該段部によって縮径した外周面が少なくとも前記バランサーが配置されている部位については同径のまま連続又は縮径しており、前記プランジャーに外力が作用した際に前記段部よりも基端側に変形が誘発されるようにしたことを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記バランサーの軸穴における前記プランジャーの段部の近傍が、穴径が拡大された拡大軸穴部となっていることを特徴とするものである。

本発明においては、プランジャーにおける断熱材の高さ方向１／２の位置より基端側の外周面に、該基端側が薄肉となる段部が形成され、該段部によって縮径した外周面が少なくともバランサーが配置されている部位については同径のまま連続又は縮径しており、プランジャーに外力が作用した際に前記段部よりも基端側に変形が誘発されるようにしたので、段部よりも基端側の薄肉の部分が熱抵抗となり感熱体の溶融を促進できると共に、断熱材の変形よって断熱材が下方に移動する障害となることがない。
したがって、本発明のスプリンクラヘッドは、感度を良好に保ちつつ、外力の作用に対しても作動に支障をきたすことのない耐外力性にも優れている。

本実施の形態に係るスプリンクラヘッドの断面図である。 図１に示したスプリンクラヘッドにおいてプランジャー及びその周囲の形状を説明する図である。 外力が作用した場合におけるプランジャーの変形の様子を説明する図である。

本実施の形態に係るスプリンクラヘッド１は、図１、図２に示すように、本体フランジ部３を有するヘッド本体５の中央に放水口７を有し、本体フランジ部３には、円筒フレーム９が螺着されている。円筒フレーム９には、弁体１１を有し、放水口７に押し付けて加圧された消火水を封止する感熱分解部１３と、支柱１５を有し、支柱１５を介してストッパリング１７に連結されているデフレクタ１９とが設けられている。

感熱分解部１３は、セットピン２１、皿ばね２３、スライダー２５、ボール２７、バランサー２９、先端側にフランジ部３１ａを有するプランジャー３１、断熱材３３、感熱板としての感熱カバー３５、プランジャー３１のフランジ部３１ａに配設された感熱体としての半田３７を備えて構成されている。以下、本発明の特徴であるプランジャー３１及びその周辺機器を中心に説明する。

＜プランジャー＞
プランジャー３１は、先端側にフランジ部３１ａを有する円筒状をしており、プランジャー３１における断熱材３３よりも基端側の外周面に、該基端側が薄肉部３１ｂとなる段部３１ｃが形成されている（図２参照）。図２において、段部３１ｃの薄肉側の起点を「Ｂ点」としている。
そして、段部３１ｃによって縮径した外周面が少なくともバランサー２９が配置されている部位については同径のまま連続しており、プランジャー３１に外力が作用した際に段部３１ｃよりも基端側に変形が誘発されるようにしている。

また、プランジャー３１の内周面は、先端側から基端側に向かって所定の位置（図中の「Ａ点」）まで同一径であり、Ａ点よりも基端側には内側段部３１ｄが形成され、内側段部３１ｄ以降は縮径して厚肉になっている。

＜断熱材＞
断熱材３３は、ＰＰＳという樹脂素材によって形成され、感熱カバー３５に当接してプランジャー３１の外周を囲むように配設されている。

＜バランサー＞
バランサー２９は、中心に軸穴３９を有するリング状に形成され、一端が断熱材３３に当接すると共にプランジャー３１が軸穴３９に挿通されることで、プランジャー３１を中心軸として軸方向に移動可能に配設されている。
本実施の形態のバランサー２９は、図２に示すように、軸穴３９におけるプランジャー３１の段部３１ｃの近傍が、穴径が拡大された拡大軸穴部３９ａとなっている。より具体的には、軸穴３９の基端側が軸穴径の小さい小径軸穴部３９ｂであり、小径軸穴部３９ｂの先端位置（図中の「Ｃ」点）から段部３１ｃを介して段部３１ｃよりも先端側が拡大軸穴部３９ａとなっている。

図２における、Ａ点、Ｂ点及びＣ点の高さ方向の位置関係は以下の通りである。
設置状態において、最も下がＢ点、その上がＡ点、Ａ点のさらに上がＣ点となっている。

以上のように構成された本実施の形態のスプリンクラヘッド１の作用について説明する。
まず、プランジャー３１に薄肉部３１ｂを形成したことにより、薄肉部３１ｂが熱抵抗となるので、火災時においてプランジャー３１に吸収された熱がプランジャー３１の基端側に伝播しにくくなり、半田３７の溶融を促進でき、感度を向上できる。しかも、本実施の形態では、段部３１ｃによって縮径したプランジャー３１の外周面が、バランサー２９が配置されている部位については、同径のまま連続していることから、従来のような溝形状に比較して薄肉部３１ｂの長さが長くなっており、熱抵抗がより大きいため、半田３７の溶融をより促進できる。

また、薄肉部３１ｂを形成する位置が、断熱材３３よりも基端側であるため、断熱材３３の内周側にはプランジャー３１の外周面が対向配置されており、外力によって断熱材３３がプランジャー３１側に変形することがない。そのため、断熱材３３がプランジャー３１に形成した溝に対向配置される従来例で懸念されるように、断熱材３３の変形よって断熱材３３が下方に移動する障害となることがない。

また、薄肉部３１ｂを形成する位置が、断熱材３３よりも基端側であるため、図３に示すように、外力よって薄肉部３１ｂが変形しても、断熱材３３と干渉することがなく、断熱材３３が下方に移動する障害になることがない。
また、本実施の形態では、バランサー２９の軸穴３９における薄肉部３１ｂに対向する部分は、拡大軸穴部３９ａとなっており、薄肉部３１ｂとの隙間が大きくなっている。
このため、大きな外力が作用して薄肉部３１ｂの変形が大きい場合であってもバランサー２９が変形した薄肉部３１ｂに当接することがない。そのため、本実施の形態のスプリンクラヘッド１は大きな外力にも対応できると言える。

外力の作用によってプランジャー３１が変形する部位は、図２におけるＡ点とＢ点の間の部位であるため、この部位のいずれの箇所が変形したとしても、バランサー２９との干渉を確実に避けられるようにするには、Ａ点とＣ点の高さ方向の距離が、スプリンクラヘッド１作動時のバランサー２９の移動距離、すなわち作動に至るまでの半田変形量以上であるのが好ましい。バランサー２９の移動距離すなわち半田変形量としては、半田３７の高さの半分もしくは２／３程度である。

なお、上記の例では、段部３１ｃを形成する位置を、プランジャー３１における断熱材３３よりも基端側の外周面としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、プランジャー３１における断熱材３３の高さ方向１／２の位置より基端側の位置であればよい。
このような位置に薄肉部３１ｂが形成された場合、断熱材３３とプランジャー３１の薄肉部３１ｂとの間に隙間が形成されるので、外力が作用した際に断熱材３３がプランジャー３１側に変形することが考えられる。しかし、本実施の形態の薄肉部３１ｂは溝形状ではなく、薄肉部３１ｂはバランサー２９が配置されている部位については同径のまま連続しているので、従来例のように、断熱材３３が溝形状の空間に局所的に突出して変形することなく、また断熱材３３の高さ方向１/２の位置より基端側全体が変形するため、断熱材の突出量が小さく、断熱材３３の下動の障害となることはない。

なお、上記の実施の形態では、段部３１ｃによって縮径した外周面が、バランサー２９が配置されている部位については同径のまま連続している例を示したが、段部３１ｃによって縮径した外周面における図中の「Ｃ」点（バランサー２９における小径軸穴部３９ｂの先端位置）よりも基端側の部分については、スプリンクラヘッド１の作動時にバランサー２９のガイドとならないので、同径のまま連続する必要はなく、例えば縮径しても問題ない。

１ スプリンクラヘッド
３ 本体フランジ部
５ ヘッド本体
７ 放水口
９ 円筒フレーム
１１ 弁体
１３ 感熱分解部
１５ 支柱
１７ ストッパリング
１９ デフレクタ
２１ セットピン
２３ 皿ばね
２５ スライダー
２７ ボール
２９ バランサー
３１ プランジャー
３１ａ フランジ部
３１ｂ 薄肉部
３１ｃ 段部
３１ｄ 内側段部
３３ 断熱材
３５ 感熱カバー
３７ 半田
３９ 軸穴
３９ａ 拡大軸穴部
３９ｂ 小径軸穴部

Claims (2)

1. 放水口を有するヘッド本体と、前記放水口を閉鎖する弁体と、該弁体を支持すると共に火災の熱によって分解して前記弁体を開放する感熱分解部とを有し、該感熱分解部は、先端側にフランジ部を有する円筒状のプランジャーと、該プランジャーのフランジ部に配設された感熱体と、該感熱体に接するように設けられた感熱板と、該感熱板に当接して前記プランジャーの外周を囲むように配設された断熱材と、中心に軸穴を有するリング状に形成され、一端が前記断熱材に当接すると共に前記プランジャーが前記軸穴に挿通されることで、前記プランジャーを中心軸として軸方向に移動可能に配設されたバランサーとを備え、
   前記プランジャーにおける前記断熱材の高さ方向１／２の位置より基端側の外周面に、該基端側が薄肉となる段部が形成され、該段部によって縮径した外周面が少なくとも前記バランサーが配置されている部位については同径のまま連続又は縮径しており、前記プランジャーに外力が作用した際に前記段部よりも基端側に変形が誘発されるようにしたことを特徴とするスプリンクラヘッド。
2. 前記バランサーの軸穴における前記プランジャーの段部の近傍が、穴径が拡大された拡大軸穴部となっていることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラヘッド。

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