JP2597317B2 - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高層のオフィスやホテ
ルその他工場等の天井に敷設した消火配水管に接続し、
火災発生等の緊急時に自動的に放水して消火動作するス
プリンクラーヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スプリンクラーヘッドには多くの
種類が存在する。例えば図７に示すスプリンクラーヘッ
ドは、消火配水管に接続するヘッド本体の吐水口を通常
閉止する止水部と、該止水部の止水状態を維持するロッ
ク機構と、温度の異常を感じて直ちに応動し前記ロック
機構を解除する感熱部とで構成している。即ち通水を阻
止する止水手段としては、ヘッド本体１に螺着したフレ
ーム２の下端内周に掛止突縁２ｃを突設し、該掛止突縁
２ｃとバルブ３の中心部を押圧する板バネ９との間に、
屈曲レバー１０の上端１０ａを介在させ、前記バルブ３
をヘッド本体１の吐水口１ｃに押し当て止水するもので
あり、又、ロックする手段としては、該屈曲レバー１０
の他端即ち下端をバランサー１２の両端に形成した上向
屈曲部１２ａで係止し、左右にある屈曲レバー１０、
（１０）間に亘ってその中程に架橋したセッティングプ
レート１１とバランサー１２との間の緊張を保つことに
より屈曲レバー１０の動作を阻止し、止水状態を維持す
るものであり、更に、感熱部は、前記セッティングプレ
ート１１とバランサー１２との間に、可溶片１７を保持
した感熱体シリンダー１３と該可溶片１７を加圧する感
熱体ピストン１４とを介在させて、可溶片が溶出しセッ
ティングプレート１１とバランサー１２との緊張が緩ん
だ時、前記ロック機構を解除するようにしている。

【０００３】従って、フレーム２をスプリンクラーヘッ
ド本体１に締着し、止水状態を維持している時の状態
は、バルブ３の反力が板バネ９を介して前記レバー１０
の上端１０ａに作用する。この時上端１０ａの上下の２
接点は互いにフレーム２の中心方向へ僅かに“ずれ”
（上部接点は下部接点よりヘッド本体１の中心寄り）て
いるため、フレーム２には下端部を外方へ回動しようと
するトルクが発生するが、該レバー１０の回動はバラン
サー１２の屈曲部１２ａで阻止している。その結果、レ
バー１０に作用する反力は、フレーム２の下端部の内周
掛止突縁２ｃに作用し、図８に示すように開口部２ｄの
下辺で弾力的（点線のような撓みによって）に受け止め
て平衡を保ち、止水状態を維持するようにしている。
又、上記スプリンクラーヘッドは、天井板２３を貫いて
消火配水管の先端に取り付け、装飾板２５をフレーム２
の外周に被嵌する事によりフレーム２と天井板２３との
隙間２４を隠蔽して良好な外観を保つと共に、装飾板２
５の鞘環部２６でフレーム２の開口部２ｄを閉鎖し塵埃
の進入を防止するようにしている。

【０００４】若し、感熱板１６その他で前記感熱体シリ
ンダー１３内に保持した可溶片１７が異常温度を感じて
溶出した場合、該シリンダー１３と感熱体ピストン１４
とのなす容積変化によりセッティングプレート１１とバ
ランサー１２との間の緊張（セッティングプレートとバ
ランサーとの間隔維持）が緩むと同時に、これと相俟っ
てレバー１０はヘッド本体１へのフレーム２の締着時に
蓄えた板バネ９、開口部２ｄの下辺の反力（復元弾力）
よって、該レバー１０の下端を外方へ弾回しながらバラ
ンサー１２の屈曲部１２ａとの掛止状態を解除すると共
に、通水孔４からの水圧によってバルブ３を吐水口１ｃ
から押し離すことにより瞬間的に散水するようにしてい
る。その他の実施例として実公昭５７−９７５６号、実
公平２−２３３３３号、実公平２−２９９７２号、平５
−２０３４２号、実公昭５６−４９６３６号参照。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例は
いずれも、開口部２ｄの下辺の弾性変形を利用して、そ
の弾力で前記バルブ３を吐水口１ｃへ緊密に圧接すると
共に、緊急時にその復元弾性を利用して解除動作を速や
かに終了させる機能を果たしている。しかし、その反
面、該開口部２ｄが存在すると、天井部に長年設置して
いるとこの開口部２ｄから塵埃が入って内部の作動部に
付着して固化し、緊急時の円滑な動作を妨げたり、設置
環境例えば化学工場等の特殊な場所においては、絶えず
薬品ミストに曝されスプリンクラーヘッド内の各種部品
の表面を酸化或いは、薬品が膠着して機能を著しく低下
させる。そこで、フレーム２には装飾板２５を被嵌して
天井板２３と該フレーム２との隙間を隠蔽すると共に、
鞘環部２６で開口部２ｄを閉鎖するようにしているが、
スプリンクラーヘッドの設置は現場での作業であり、ス
プリンクラーヘッドと天井板との位置関係はそれ程正確
なものではない。従って天井板が所定位置より例えばＳ
だけ高い位置にあったとすると、装飾板２５の鞘環部２
６は完全に開口部２ｄより外れてしまい閉鎖する目的は
果たせなくなると言う工事の信頼性によって設置状態が
異なってくる欠点がある。本発明は上記従来例の欠点を
除去し、長年の使用によっても設置環境に左右されず安
定的に機能を発揮できるスプリンクラーヘッドを提供す
るものである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】スプリンクラーヘッド本体
と、該ヘッド本体に締着するフレームの下端内周に突設
した掛止突縁との間にあって、前記ヘッド本体の吐水口
に作用するバルブを閉止状態に維持するようにした止水
部において、該フレーム上の上下間の適所に凹状或いは
凸状又は蛇腹状の環状褶曲部を形成し、前記吐水口に圧
接するバルブへの弾圧力を増強するようにしてなる。

【０００７】

【作用】スプリンクラーヘッドにフレームをセットした
場合、バルブには該バルブを直接加圧している板バネ或
いはコイルバネの弾力と、該フレームの環状褶曲部に生
じる撓みの弾力とが累積して作用し、バルブの緊締力を
増強すると同時に、止水部のロック解除応力を高めて速
やかに解除動作を終了させる。

【０００８】

【実施例】以下本発明について図面に示す実施例により
詳細に説明すると、先ず図１の実施例はフラッシュ型ス
プリンクラーヘッドを示し、その概要は、消火配水管に
接続するヘッド本体の吐水口を通常閉鎖する止水部Ａ
と、該止水部Ａの止水状態を維持するロック部Ｂと、感
熱板その他により異常温度を感知した時前記ロック部を
解除して消火動作を開始する感熱部Ｃとから構成され
る。

【０００９】そこで、本発明の最も要旨とするところ
は、止水部Ａの改良に関するものであり、以下順次詳説
すると止水部Ａは、中央に通水孔４を有し、一端には外
螺子を設けた接続部１ａと、他端には吐水口１ｃを設
け、外周の中程に内螺子を設けたナット状の鍔部１ｂと
を形成してヘッド本体１を構成し、吐水口１ｃの外側に
緩嵌したデフレクターリング６には、ヘッド本体１の吐
水口１ｃに圧接して止水作用するバルブ３とデフレクタ
ー５とを共に懸下保持させる。他方、前記ヘッド本体１
のナット状鍔部１ｂへ螺着するようにしたフレーム２に
は、稍々上部寄りに環状の褶曲部２ａ1 を形成してお
り、更に下端内周に環状の掛止突縁２ｃを突設して、該
掛止突縁２ｃと板バネ９の周縁との間に、屈曲レバー１
０の上端１０ａを介在させ、該板バネ９の中央部に突設
した加圧部７の加圧ピン７ａを前記バルブ３の中心部に
当接して、フレーム２を前記ヘッド本体１のナット状鍔
部１ｂへ螺着した際、バルブ３を吐水口１ｃへ弾力的に
圧接して止水するように構成している。

【００１０】次にロック部Ｂは、前記屈曲レバー１０の
他端即ち下端１０ｂをバランサー１２の両端に形成した
上向屈曲部１２ａで係止し、左右にある屈曲レバー１
０、（１０）間に亘ってその中程に架橋したセッティン
グプレート１１とバランサー１２との間の緊張を保つこ
とにより屈曲レバー１０の回動を阻止し、止水状態を維
持するようにしている。又、感熱部Ｃは、前記セッティ
ングプレート１１とバランサー１２との対向間隔を安定
保持する為の機構で、該バランサー１２には可溶片１７
（ある特定温度以内では固体）を内部に保持した感熱体
シリンダー１３を定設すると共に、セッティングプレー
ト１１には、該感熱体シリンダー１３に緩嵌した感熱体
ピストン１４の軸杆１４ａをダブルナット１５により緊
締すると共に、温度の異常を感知して該可溶片１７が溶
出し、セッティングプレート１１とバランサー１２との
緊張が緩んだ時、前記ロック機構Ｂを解除するように構
成している。

【００１１】従って、前述のようにヘッド本体１のナッ
ト状鍔部１ｂにフレーム２の螺子部２ｂを螺合締着する
ことにより、バルブ３を吐水口１ｃへ弾圧する力が板バ
ネ９上の加圧ピン７ａによって与えられる。即ち、該バ
ルブ３に作用する圧力は、前記板バネ９の弾性力と、該
板バネ９の反力をレバー１０の上端１０ａを介して受容
するフレーム２の褶曲部２ａ1 の弾性力とかなり、これ
によって止水状態を維持する。この時上端１０ａの上下
の２接点は互いにフレーム２の中心方向へ僅かに“ず
れ”（上部接点は下部接点よりフレームの中心寄り）て
いるため、フレーム２にはトルクが発生して下端部１０
ｂを外方へ回動しようとするが、該レバー１０はバラン
サー１２の屈曲部１２ａで回動を阻止しているため、レ
バー１０に作用する反力は、フレーム２の下端部の内周
掛止突縁２ｃに作用し、環状褶曲部２ａ1 の弾性撓みに
よって受け止められて平衡を保ち、止水状態を維持する
ものである。

【００１２】次に上記実施例の動作について述べると、
本発明のフラッシュ型スプリンクラーヘッドは、以上の
ように構成され、スプリンクラー配水管に接続した状態
で、若し感熱板１６その他で前記感熱体シリンダー１３
内に保持した可溶片１７が異常温度を感じた場合、可溶
片１７は感熱体シリンダー１３の内周と感熱体ピストン
１４の外周との間隙１８から溶出し、可溶片１７の容量
減少に伴ってセッティングプレート１１とバランサー１
２との間の緊張（セッティングプレートとバランサーと
の間隔維持）が緩むと同時に、これと相俟ってレバー１
０はヘッド本体１へのフレーム２の締着時に蓄えた板バ
ネ９、褶曲部２ａ1 の反力（復元弾力）よって、バラン
サー１２の屈曲部１２ａとレバー１０の下端１０ｂとの
掛合が外れる。その結果、レバー１０はこれに作用して
いるトルクによって下端１０ｂが外方へ回動して、フレ
ーム２が掛止突縁２ｃから外れ、ロック部Ａ及び感熱部
Ｃは、分解、飛散する。この時、板バネ９は支持部を失
い加圧部７及びガイド８と共に、該ガイド８による自ら
の案内によりフレーム２内に滞ることなく落下する。

【００１３】そしてバルブ３は、当然板バネ９の落下に
よって支えを失うのでデフレクター５と共に、デフレク
ターリング６に懸下されたまま、吐水口１ｃからの放水
圧力によって一瞬に押し下げられ、デフレクターリング
６がフレーム２の掛止突縁２ｃで掛止された時点でバル
ブ及びデフレクターはフレーム２の下端口縁部に垂下保
持される。従って吐水口１ｃから放出される加圧水は直
下にあるデフレクター５で受け止められ、周囲へ水を均
一に飛散させ、消火動作を行う。又、火事の時でなくと
も、可溶片１７に加わる圧縮力や周囲の温度及び径年変
化による劣化等により可溶片１７がクリープの発生を起
こすと、該可溶片１７の一部が、感熱体ピストン周囲と
感熱体シリンダーのなす間隙から徐々に流出する為、ス
プリンクラーヘッドの取り替え時期即ち寿命を検知する
ことが可能である。

【００１４】次に図２に示す実施例に就いて説明する。
この実施例のスプリンクラーヘッドは本特許出願人の先
願に係る平成５年特許願第３５４１３８号の改良発明に
関するものであり、しかも同一符号を付した部分は前者
実施例の構成と同じであるので、重複を避けるため説明
を省略する。この発明のスプリンクラーヘッドは、消火
配水管に接続するヘッド本体の吐水口を通常閉鎖する止
水部Ａと、該止水部Ａの止水状態を維持するロック機構
Ｂ′と、温度の異常を感じて直ちに応動し前記ロック機
構Ｂ′を解く感熱部Ｃ′とからなる。具体的には、消火
配水管の先端に取り付けるスプリンクラーヘッド本体１
のナット状鍔部１ｂへ、下端内周に掛止突縁２ｃを突設
し且つ上部寄りに角型の褶曲部２ａ2 を形成した円筒状
のフレーム２を、上端の螺子部２ｂにより螺着し、該フ
レーム２内の上部には、止水用バルブ３を嵌着した散水
用のデフレクター５を、前記フレーム２内に保持したデ
フレクターリング６から懸下して、該リング６と共に上
下動可能に支持し、該バルブ３はヘッド本体１の通水孔
４の下端にある吐水口１ｃに当接して止水状態を保つよ
うにしいる。更に又、前記フレーム２内には、掛止突縁
２ｃの上位にスライダー１９を上下動可能に嵌入し、該
スライダー１９の周壁部１９ｂには複数個の通孔１９
ｃ、１９ｃ、…を等隔列設し、該通孔１９ｃ、１９ｃ、
…内に前記周壁部１９ｂの肉厚より大きい直径のボール
２１、２１、…を嵌入して、夫々ボール２１、２１、…
の一部が該周壁部１９ｂより内外に露出するようにして
いる。そして、スライダー１９の周壁部１９ｂ内下部に
はバランサー２２を該スライダーに対して摺動自由に嵌
入すると共に、該バランサー２２の上端周縁部に形成し
た傾斜角部を前記通孔１９ｃ、１９ｃ、…内に嵌入した
各ボール２１、２１、…と圧接させ、該バランサー２２
によって各ボール２１、２１、…を常時スライダー１９
の外周面からその一部を迫り出して、前記フレーム２の
掛止突縁２ｃに掛合させている。

【００１５】更に該バランサー２２の下部は、感熱板１
６ａを一体不可分に形成した感熱体シリンダー１３と連
設しており、感熱体シリンダー１３内にドーナッツ状を
なす可溶片（半田金属）１７を嵌入し、該可溶片１７の
中心孔を経て感熱体ピストン１４の茎杆部１４′を感熱
体シリンダー１３及びバランサー２２の中央部を貫通し
て、その上端の一部を前記スライダー１９の中心孔へ臨
ませると共に、該スライダー１９の上面からセットボル
ト１５′で茎杆部１４′に螺着する事により、スライダ
ー１９とバランサー２２、感熱体シリンダー１３、可溶
片１７及び感熱体ピストン１４を一体的に結合し、各ボ
ール２１、２１、…の外周部がフレーム２に内接した状
態で該フレーム２の掛止突縁２ｃで掛止される。スライ
ダー１９の上面凹所１９ａと板バネ９に定着した加圧部
７の下面中央突起との間に円錐コイルバネ２０を弾介さ
せて、該加圧部７の上面中央に突設した加圧ピン７ａの
上端部を前記バルブ３の下面凹所３ａ（図４参照）に当
接させることにより該バルブを支承するようにし、板バ
ネ９と共に嵌着したガイド８の外周に下向突設したガイ
ド片８ａによって熱応動時に前記スライダーが掛止突縁
２ｃとの間で抉る事なく円滑に下降動作するようにして
いる。

【００１６】次に上記実施例の動作について述べると、
図２の状態は通常使用状態であり、一定トルクでフレー
ム２をヘッド本体１に螺着することによりバルブ３は、
加圧部７の加圧ピン７ａを介して加圧部７に定設した板
バネ９、円錐コイルバネ２０の弾力によって吐水口１ｃ
に押し当てられ、しかも該スライダー１９はフレーム２
の掛止突縁２ｃとバランサー２２の外周との迫り合いに
よって保持されたボール２１を介してフレーム２内で掛
止され、脱出しないように保持されている。板バネ９、
円錐コイルバネ２０は、スライダー１９を下方へ押出す
力として作用し、フレーム２の掛止突縁２ｃに接するボ
ール２１、２１、…をスライダー１９内へ押没させる力
として作用し、スライダー１９とバランサー２２とはボ
ール２１、２１、…により互いに反対方向へ移動するよ
うな力を絶えず受ける。その結果、感熱体シリンダー１
３と感熱体ピストン１４とは常に接近方向に加圧され、
該シリンダー１３とピストン１４間に介在する可溶片１
７に圧縮力が作用して、力のバランスは保たれている。
従って、消火配水管に送水されない状態、つまり、水圧
が作用してない時でも、可溶片１７が溶解した時は、前
記板バネ９と、コイルバネ２０の弾力によってバランサ
ー２２がボールに押されて該可溶片１７が全部溶出する
までにボール２１、２１、…はスライダー１９の周側面
から露出した部分は完全に没入して掛止突縁２ｃとの掛
合が解け、スライダー１９は板バネ９と、コイルバネ２
０の余剰弾力によって完全に押し出される。

【００１７】次に消火配水管に給水した状態で火災など
の非常事態が発生した場合感熱板１６ａ自らが熱を受け
て感熱部Ｃ′へ熱を伝え、該感熱部Ｃ′を構成する感熱
体シリンダー１３と、感熱体ピストン１４との間の可溶
片１７が溶解することにより、先ず各バネ９、２０と褶
曲部２ａ2 との弾力がピストンとシリンダーに作用して
いる為、溶けた可溶片１７はピストンとシリンダーとの
間の微小間隙から漏出し、溶出相当量だけボール２１、
２１、…はスライダー１９の外周部より徐々に陥没し、
可溶片がシリンダーとピストンとの間に略々無くなった
時点で前記ボール２１、２１、…とフレーム２の掛止突
縁２ｃとの掛合が解けて一瞬にしてスライダー１９はバ
ルブ３に作用している水圧によりフレーム２から図４の
ように下方へ押し出されて落下し、バルブ３のみがフレ
ームの掛止突縁２ｃに掛止されているデフレクターリン
グ６によって垂下保持され、ヘッド本体１の吐水口１ｃ
から強力に噴出する水を該バルブ３の上面に衝突させ、
四方に拡散しさせる。

【００１８】更に図５に示す実施例は、本発明の最も主
要部とする部分のみを示すフレーム２の改良に関するも
ので、ヘッド本体１の鍔部１ｂに螺着するフレーム２の
上端寄りに、図１、２とは逆に凹環状の褶曲部２ａ3 を
形成したものであり、その目的及び作用は前記実施例と
同様、フレーム２をヘッド本体１に取り付けた場合、バ
ルブに該褶曲部２ａ3 の撓みの弾性を作用させて確実な
止水状態を得ようとするものである。

【００１９】また図６に示す実施例は、図１、２と図５
の例を複合した蛇腹状の褶曲部２ａ4 とした場合であ
り、しかも、その目的及び作用は前記実施例と同様であ
るが、撓み量は前記いずれの場合よりも多く、止水解除
の場合に分解動作のモーションを大きくすることができ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、上述のように止水部Ａ及びロ
ック部Ｂを収容保持するフレーム２に褶曲部２ａ1 、２
ａ2 、２ａ3 、２ａ4 、を形成する事により該フレーム
２の周側部に全く開口を設けなくとも、該フレームをヘ
ッド本体１に螺着した場合、バルブ３を吐水口１ｃに一
定の圧力（各板バネ、コイルバネ等と共同して）を以て
弾圧させる事ができる。また上述のように該フレームを
閉鎖型とした事によりヘッド本体を消火配水管に接続し
て長期間使用した場合でも、該フレームの内部に塵埃や
薬品ミストが侵入せず各部品を何時までも良好な状態に
維持することができる。しかも、該褶曲部２ａ1 、２ａ
2 、２ａ3 、２ａ4 はフレーム２の円周に沿って環状に
形成されているため、弾性がこれまでのように開口（ス
リット等）側辺だけに局部的に生じるのではなく、バル
ブ３と吐水口１ｃとの圧接力が全周均等に作用するの
で、より一層確実に水密を保つ事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明スプリンクラーヘッドの要部切欠側面図

【図２】同上他の実施例の要部縦断側面図

【図３】図２のＸ−Ｘ横断平面図

【図４】図２の消火時における分解状態を示す部分縦断
側面図

【図５】図１、２と異なる実施例の要部切欠縦断側面図

【図６】同上他の実施例の部品要部切欠縦断側面図

【図７】従来例の切欠縦断側面図

【図８】同上の下半右外観側面図

【符号の説明】

Ａ 止水部 Ｂ ロック部 Ｃ 感熱部 １ ヘッド本体 １ｃ 吐水口 ２ フレーム ２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 ，２ａ4 環状部 ２ｃ 内周掛止突縁 ３ バルブ ７ 加圧部 ７ａ 加圧ピン １３ 感熱体シリンダー １４ 感熱体ピストン １７ 可溶片

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプリンクラーヘッド本体と、該ヘッド
   本体に締着するフレームの下端内周に突設した掛止突縁
   との間にあって、前記ヘッド本体の吐水口に作用するバ
   ルブを閉止状態に維持するようにした止水部において、
   該フレーム上の上下間の適所に凹状或いは凸状又は蛇腹
   状の環状褶曲部を形成したことにより、前記吐水口に作
   用するバルブを均一に弾圧するようにしたことを特徴と
   するスプリンクラーヘッド。