JP3082075B2 - スプリンクラーヘッド用感熱分解部分 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災発生時に水を
散布して消火を行うスプリンクラーヘッドの感熱分解部
分に関する。

【０００２】

【従来の技術】スプリンクラーヘッドは、火災の異常高
温で感熱分解部分が分解し、該感熱分解部分で保持して
いた弁体を開放することにより、水を散布して消火を行
うものである。

【０００３】スプリンクラーヘッド用の感熱分解部分
（以下単に感熱分解部分という）には、グラスバルブ
型、ラップジョイント型、圧縮型がある。

【０００４】グラスバルブ型とは、ガラス製のアンプル
の中にアルコールのような低沸点の液体と少量の空気が
充填されたもので、アンプルがスプリンクラーヘッドの
弁体と本体間に設置されている。グラスバルブ型は、火
災が発生すると、アンプル内のアルコールが沸騰し、気
化することにより内圧を高めてアンプルを破壊する。そ
してアンプルで保持していた弁体を開放するものであ
る。

【０００５】ラップジョイント型とは、二枚の小判状の
金属片を融点が７２℃、９６℃のような低融点合金で接
着したものである。ラップジョイント型では、それぞれ
の金属片の端部にレバーを係合し、一方のレバーで弁体
を保持するとともに、もう一方のレバーをスプリンクラ
ーヘッドの本体に当接して弁体を押圧する力を支えるよ
うになっている。ラップジョイント型の感熱分解部分を
組み込んだスプリンクラーヘッドでは、火災が発生する
と、火災の熱で低融点合金が溶融し、金属片が分離して
レバーが外れ、弁体を開放する。

【０００６】圧縮型とは、シリンダー内に７２℃、９６
℃のような低融点合金を充填し、さらに該低融点合金を
プランジャーが押圧しているもので、シリンダーとプラ
ンジャーが他の構成部品を介して弁体を保持したり、本
体に係合したりしている。この圧縮型の感熱分解部分を
組み込んだスプリンクラーヘッドでは、火災が発生する
と、シリンダー内の低融点合金が溶融してプランジャー
がシリンダー内に没入することにより感熱分解部分の構
成部品がバランスを崩して分解し、弁体を開放するもの
である。

【０００７】ところで、グラスバルブ型は、感熱分解部
分がガラス製のアンプルだけであるため、構造が非常に
簡単であり、また安価であるという生産性、経済性に優
れたものであるが、一定温度で必ず作動するとは限らな
いという安定性に欠けるものである。なぜならば、グラ
スバルブ型は、アンプル内のアルコールが気化して、そ
の圧力でアンプルを破壊するものであるため、アンプル
の厚さ、強さ、内部のアルコール量、空気量、等が多少
相違するだけで、アンプルが破壊するまでの時間にバラ
ツキが出てしまうからである。

【０００８】また、ラップジョイント型は、二枚の金属
片を溶融温度がはっきりしている低融点合金で接合して
あるため、作動温度は正確であるが、スプリンクラーヘ
ッドに組み込んだときに二枚の金属片を引っ張る力が掛
けられていることから、長年月経過するうちにクリープ
現象で接着部分が剥離してしまう恐れがある。

【０００９】圧縮型は、低融点合金を用いてあるため、
作動温度は正確であり、しかも低融点合金をシリンダー
内に充填して、それをプランジャーで押圧していること
から、長年月低融点合金に強い力が掛かっても、低融点
合金が変形するようなクリープ現象は起こらない。従っ
て、圧縮型は最も信頼性に優れた感熱分解部分であり、
それ故、今日の多くのスプリンクラーヘッドでは、この
圧縮型を多く採用している。

【００１０】ところでスプリンクラーヘッドでは、火災
が発生した場合、感熱分解部分が火災の熱をなるべく早
く吸収して分解し、初期消火を行って小火災のうちに消
火することが好ましいものである。従来から火災の熱を
早く吸収するため、圧縮型の感熱分解部分には、シリン
ダーやプランジャーに集熱板と称する熱伝導の良好な金
属でできた板を設置している。集熱板は、火災の熱を大
きな面積で大量に吸収し、その熱をシリンダーやプラン
ジャーを介して低融点合金に早く伝播して、低融点合金
を溶融させることにより、感熱分解部分を分解させるも
のである。

【００１１】従来のスプリンクラーヘッドは、火災発生
時の散水量が８０リットル／分という大量の水を散布するも
のであったため、消火には大変効果があるが、一方には
この大量散布は水損という問題もかかえていた。つま
り、火災発生時、火災現場に対しては大量の水を散布し
て充分な消火を行い、大量の水が散布されると、火災現
場の階下や隣室まで水が侵入し、火災現場でない部屋の
高価な什器、事務機、重要書類等を水で濡らしてしまう
という水損事故を発生させる。

【００１２】そこで火災時、火災現場での水損を少なく
するため、初期消火、つまり火災が極めて小さいうちに
短時間で消火を行ってスプリンクラーヘッドからの散水
量を少なくすることが望まれている。そのためには感熱
分解部分が小さな火災を感知して分解するような高感度
のものでなければならない。

【００１３】従来の感熱分解部分では、集熱板が感熱分
解部分のシリンダーやプランジャーに取り付けられてい
たものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】感熱分解部分に集熱板
を設置すると、集熱板を設置していない感熱分解部分よ
りも早く火災の感知を行うことはできるが、それでも従
来の集熱板を設置した感熱分解部分は初期消火に対して
充分な早さで作動するとはいえなかった。本発明は小火
災のうちに、それを早く感知してスプリンクラーヘッド
を作動させることができる圧縮型の感熱分解部分を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】従来の感熱分解部分は、
集熱効率を高める手段としてシリンダーやプランジャー
に集熱板を設置することがなされていた。集熱板の作用
は、ここで集熱した熱をシリンダーやプランジャーを介
して低融点合金に伝播するものである。しかしながら、
シリンダーやプランジャーは機械的強度を強くするた
め、肉厚を厚くしてあり、熱の伝導があまり良好ではな
い。またシリンダーやプランジャーが耐食性に優れたス
テンレスのような材料で作られていると、ステンレスは
熱伝導性が悪いため、集熱板の熱が低融点合金に伝わる
まで時間がかかってしまう。そこで本発明者らは、集熱
板で集熱した熱を直接低融点合金に伝播することができ
れば、低融点合金が早く溶融することに着目して本発明
を完成させた。

【００１６】本発明は、シリンダー内の低融点合金をプ
ランジャーが押圧する構造のスプリンクラーヘッド用感
熱分解部分において、集熱板の一側が低融点合金と直接
接触していることを特徴とするスプリンクラーヘッド用
感熱分解部分である。

【００１７】

【発明の実施の形態】

【００１８】集熱板の熱を低融点合金に効率よく伝える
には、集熱板と低融点合金とを単に接触させるだけでも
よいが、さらに熱の伝播を良好にするためには集熱板と
低融点合金とを該低融点合金ではんだ付けしておいても
よい。

【００１８】感熱分解部分では、集熱板で吸収した熱を
他の構成部品から逃げないようにして直接、低融点合金
に伝播させるようにした方が効率がよくなる。そこで集
熱板とプランジャー間に断熱材を設置しておくと、集熱
板の熱がプランジャーから逃げるのを少なくすることも
できる。

【００１９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明を説明する。図
１は本発明の感熱分解部分の正面断面図、図２は集熱板
の斜視図、図３は本発明の感熱分解部分を組み込んだス
プリンクラーヘッドの正面断面図、図４は同作動途中の
正面断面図、図５は同作動後の散水状態を説明する図、
図６は板バネの斜視図である。

【００２０】本発明の感熱分解部分６０は、シリンダー
１、低融点合金２、集熱板３、およびプランジャー４か
ら構成されている。

【００２１】シリンダー１は有底筒状であり、底面中央
には孔が穿設されていて、シリンダー１の開口部には大
径のフランジ６が形成されている。該フランジは後述低
融点合金への熱の伝播を良好にする集熱効果を有してい
る。

【００２２】低融点合金２は、シリンダー１内に略七〜
八分目程充填されており、中央には前記シリンダーの孔
と同一径の孔が穿設されている。圧縮型の感熱分解部分
に使用する低融点合金としては、前述のように融点７２
℃、９６℃が一般的であるが、平時スプリンクラーヘッ
ドの取り付け箇所が室温よりも高温となるところ、例え
ば厨房のレンジ上方やエアーコンデショナーの暖気の吹
き出し口近傍のようなところでは、１３９℃や１８３℃
のような融点の高い低融点合金を用いることもある。

【００２３】集熱板３は、図に示すように有底円筒７の
開口部に広面積のフランジ８が形成されたものである。
有底円筒７は前記シリンダー１の内径よりも小径でシリ
ンダー１内に容易に挿入できるようになっている。図中
有底円筒７の上面が底面外側９である。集熱板の材質と
しては熱伝導が良好な銅や銅合金のような金属が適して
いる。また有底円筒７の中央にも前記シリンダー１の孔
と同一径の孔が穿設されている。

【００２４】プランジャー４は、前記集熱板３の有底円
筒７の内径よりも小径の円盤部１０と軸部１１から成る
ものである。軸部１１は円盤部１０の中央に突設され、
その先端に牡ネジ１２が螺設されている。

【００２５】低融点合金２とプランジャーの円盤部１０
間には断熱材５が設置されている。断熱材５の中央には
低融点合金２の孔と同一の孔が穿設されている。断熱材
５の材質としては、熱を伝えにくく、しかも圧縮変形し
にくいもの、たとえば硬質の合成樹脂、紙、皮革、セラ
ミックス等である。

【００２６】本発明の感熱分解部分の組立は、シリンダ
ー１内に充填された低融点合金２に集熱板３の有底筒７
の底面外側９が直接接触するようにして置き、集熱板３
の有底円筒７の中にプランジャー４を載置する。このと
きプランジャー４の軸部１１を集熱板３の孔、低融点合
金２の孔、シリンダー１の孔、断熱材５の孔を貫通さ
せ、他の構成部品である押さえ片７０の上片７１に螺合
させる。プランジャー４の円盤部１０と低融点合金３間
には断熱材５が設置され、低融点合金とプランジャーと
が直接接触しないようになっている。

【００２７】次に本発明の感熱分解部分を組み込んだス
プリンクラーヘッドについて説明する。

【００２８】実施例に示すスプリンクラーヘッドは、全
体を天井内に埋め込み、火災発生時にデフレクターが一
定距離だけ落下する所謂フラッシュ型スプリンクラーヘ
ッドである。スプリンクラーヘッドは、本体２０、弁体
３０、フレーム４０、デフレクター５０、および感熱分
解部分６０から構成されている。

【００２９】本体２０は中央にノズル２１が穿設されて
おり、ノズルの下方は弁座２２となっている。また本体
２０の外部には図示しない配管に取り付けるための牡ネ
ジ２３が螺設されており、牡ネジ２２の下部にはスプリ
ンクラーヘッドを配管に取り付けるときに工具を係合す
るための係合片２４が形成され、さらに該係合片の下部
にはフレーム４０と螺合する牡ネジ２５が螺設されてい
る。

【００３０】弁体３０は、上部が半球状で、下部がフラ
ンジ３１となっており、底面中央には突起３２が形成さ
れている。フランジ３１の少し上方はノズル２１の下部
の内径よりもごく僅かだけ小径となっており、この部分
にはＯリング３３が嵌合されている。Ｏリング３３はノ
ズル２１の内側と密着して水密状態を保つようになって
いる。

【００３１】フレーム４０は円筒形であり、内側上部に
前述本体の牡ネジ２５と螺合する牝ネジ４１が螺設さ
れ、また内側下部には内側フランジ４２が形成されてい
る。

【００３２】デフレクター５０は、多数の羽根を有する
円盤状であり、上方に伸びた複数の吊設脚５１が設置さ
れている。該吊設脚の上端はワッシャー状のリング５２
に固定されており、該リングの上にはつる巻バネ５３が
圧縮した状態で設置されている。リング５２はフレーム
４０の内径よりも僅かに小径であり、フレーム４０の内
方フランジ４２よりも大径となっている。デフレクター
５０の中心には孔が穿設され、該孔には前述弁体の突起
３２が嵌合されていて、デフレクター５０と弁体３０と
は一体となっている。

【００３３】感熱分解部分６０は、シリンダー１、低融
点合金２、集熱板３、プランジャー４、および断熱材５
から構成されており、これらの構成は前述の如くであ
る。

【００３４】感熱分解部分のプランジャー４の軸部１１
と螺合した押さえ片７０は、円盤状の上片７１、円盤状
の下片７２、皿状の板バネ７３、断熱材７４から構成さ
れている。上片７１と下片７２は同一径であり、フレー
ム４０の内側フランジ４２の内径よりも少し小径であ
る。上片７１の中央には前述プランジャー４の軸部１１
の牡ネジ１２と螺合する牝ネジ７５が螺設され、下片７
２の中央には軸部１１を容易に挿通することのできる孔
が穿設されている。また下片７２の下部にはシリンダー
１を嵌合できる円形溝７６が刻設されており、該円形溝
には断熱材７４が敷設されている。上片７１の上部には
球状溝が形成されており、該溝は皿バネを介して弁体の
突起３２を保持している。

【００３５】板バネ７３は、図６に示すように多数の羽
根７７を有する皿状であり、外羽根は上方にバネ付勢さ
れている。板バネ７３の羽根の外周径は押さえ片７０の
外径と同一か、或いは少し小径となっており、バネ付勢
に抗して板バネを平らにしたときには羽根７７の外周径
は押さえ片７０の外径よりも大径となるようになってい
る。板バネ７３の中央にはプランジャー４の軸部１１を
容易に挿通することのできる孔が穿設されている。平
時、板バネ７３は上片７１と下片７２で挟持され、バネ
付勢に抗して平らな状態、即ち押さえ片７０の周囲から
突出した状態となっている。

【００３６】続いて本発明の感熱分解部分を組み込んだ
上記スプリンクラーヘッドの作動状態について説明す
る。

【００３７】火災が発生し、火災の熱気が天井に取り付
けてあるスプリンクラーヘッドに到達すると、熱気はス
プリンクラーヘッドの下部にある集熱板８を加熱する。
このとき集熱板８は広面積であるため、大量に熱を吸収
して効率よく熱せられる。すると集熱板８は銅や銅合金
のような熱伝導性の良好な材料で作製されているため、
外部に大きく露出した部分で受けた大量の熱は、直接熱
気で熱せられていない中央部の有底円筒７に素早く伝播
するようになる。

【００３８】本発明の感熱分解部分は、集熱板３が低融
点合金と直接接触しているため、火災の熱は低融点合金
２に直接伝播される。従って、集熱板４で受けた熱は、
早く低融点合金２に伝播され、集熱板が低融点合金の溶
融温度に達すると低融点合金もすぐに溶融するようにな
る。

【００３９】また集熱板３とプランジャー間に断熱材５
を設置しておくと、集熱板で吸収した熱は断熱材に妨げ
られてプランジャー４には殆ど伝播されず、熱が逃げず
に効率よく低融点合金に伝播されるようになる。

【００３９】ところで感４０解部分を取り付けた押さえ
片７０では、板バネ７３がバネ付勢に抗して上片７１と
下片７２間で挟持されているため、常時、上片７１と下
片７２とは互いに離れる方向に力が作用している。その
力はプランジャー４の円盤部１０が図中上方に引っ張ら
れる力となっており、集熱板の有底円筒７を介してシリ
ンダー１内の低融点合金２を押す方に作用している。従
って、低融点合金２が集熱板３からの熱の伝播で昇温
し、溶融すると集熱板３の有底筒７に押されてシリンダ
ー１と有底筒７の隙間から流出するため、集熱板３の有
底筒部７はシリンダー１内に没入する。すると押さえ片
７０の上片７１と下片７２は板バネ７３のバネ力で分離
し、平らであった板バネ７３は図６のように羽根７７が
上方に屈曲して外周径が小さくなる。

【００４１】平時、板バネ７３は押さえ片７０の外部に
突出し、羽根７７の外周がフレーム４０内方フランジ４
２に係合していたものが、火災の熱で図４に示すように
感熱分解部分の作動、即ち低融点合金２が溶融してプラ
ンジャー４がシリンダー１内に没入することにより羽根
７７の外周が内方フランジ４２から外れるようになる。

【００４２】押さえ片７０の上部で弁体３の突起３２を
保持しているものであるが、押さえ片７０が板バネ７３
の外れることにより下方に落下するため、弁体３０およ
び外弁体と一体となったデフレクター５０が落下する。
このときデフレクター５０の吊設脚５１を固定している
リング５２は、フレームの内壁に沿って落下し、フレー
ムの内方フランジ４２に係合して落下が停止する。図５
に示すように、弁体が落下すると弁座２２が開放される
ため、図示しない配管内にあった水がノズル先端から噴
出し、それが途中で停止したデフレクターに当たり、こ
こで四方に分散されて均一な散布となり、消火を行うも
のである。

【００４３】なお実施例では、円盤部と軸部から成るプ
ランジャーを用い、軸部が押さえ片の上片に螺合された
もので示したが、本発明はシリンダー内の低融点合金を
押圧する圧縮型であれば如何なる感熱分解部分にも採用
できることはいうまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の感熱分解
部分は、集熱板が直接低融点合金に接触している構造と
なっているため、集熱板で吸収した火災の熱を素早く低
融点合金に伝播し、低融点合金の溶融を早めることがで
きる。従って、本発明の感熱分解部分は火災発生時、火
災が小火災のうちにスプリンクラーヘッドを作動させて
短時間で消火を行うことができることから、実際の散水
量を少なくして極力水損を少なくできるという従来にな
い優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の感熱分解部分の正面断面図

【図２】集熱板の斜視図

【図３】本発明の感熱分解部分を組み込んだスプリンク
ラーヘッドの正面断面図

【図４】本発明の感熱分解部分を組み込んだスプリンク
ラーヘッドの作動途中の正面断面図

【図５】本発明の感熱分解部分を組み込んだスプリンク
ラーヘッドの散水状態を説明するの正面断面図

【図６】板バネの斜視図

【符号の説明】

１ シリンダー ２ 低融点合金 ３ 集熱板 ４ プランジャー ５ 断熱材 ７ 有底円筒 ８ フランジ ９ 円盤部 １０ 軸部 ７０ 押さえ片

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダー内の低融点合金をプランジャ
   ーが押圧する構造のスプリンクラーヘッド用感熱分解部
   分において、集熱板の一側が低融点合金に直接接触して
   おり、該集熱板はプランジャーにより低融点合金を押圧
   していることを特徴とするスプリンクラーヘッド用感熱
   分解部分。
2. 【請求項２】 前記集熱板は、中心がシリンダーの内径
   よりも小径の有底円筒となっており、その開口部に大径
   のフランジを形成してあることを特徴とするスプリンク
   ラーヘッド用感熱分解部分。
3. 【請求項３】 前記集熱板は、有底円筒の底面外側が低
   融点合金と接触していることを特徴とする請求項１乃至
   ２記載のスプリンクラーヘッド用感熱分解部分。
4. 【請求項４】 前記集熱板は、一側が低融点合金とはん
   だ付けされた状態で接触していることを特徴とする請求
   項１乃至３記載のスプリンクラーヘッド用感熱分解部
   分。
5. 【請求項５】 前記集熱板は、他側が断熱材を介してプ
   ランジャーと接触していることを特徴とする請求項１乃
   至４記載のスプリンクラーヘッド。