JP4906820B2

JP4906820B2 - スプリンクラヘッド及びスプリンクラヘッドの点検方法

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Publication number: JP4906820B2
Application number: JP2008230866A
Authority: JP
Inventors: 匡史村上
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
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Priority date: 2008-09-09
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Publication date: 2012-03-28
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Description

本発明は、スプリンクラヘッド及びスプリンクラヘッドの点検方法に関するものである。

従来のスプリンクラヘッドとしては、例えば、内部に放水口を有するヘッド本体と、ヘッド本体の下方に接続された円筒状のフレームと、放水口を封止する弁体と、弁体を支持する感熱分解機構とを備えたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。このスプリンクラヘッドの感熱分解機構は、一対のアームを備え、そのアームをフレームの段部の２箇所で係止させて弁体を支持している。また、このスプリンクラヘッドの感熱分解機構は、火災時に発生する熱気流から熱を収集するための感熱部を下端に備え、この感熱部はフレームの下端から突出して設けられている。

特開平７−２３１９４９号公報

従来のスプリンクラヘッド（例えば特許文献１参照）は、美観を良好にするため、スプリンクラヘッドのヘッド本体の上部が配管に接続された状態においては、ヘッド本体及びフレームが監視空間の天井板よりも上方に設けられるようになっている。しかしながら、火災時に発生する熱気流から熱を収集する感熱部は、熱の収集効率を向上させるため、天井板の下方に突出して設ける必要がある。このため、感熱部は外力の影響を受けやすく、外的衝撃によってスプリンクラヘッドに破損等が生じる恐れがあるという問題点があった。

また、従来のスプリンクラヘッドは、動作を確認する試験を行うと、感熱分解機構が分解してしまい復元できない。このため、監視空間に設置された後は、スプリンクラヘッドの動作試験を行うことができないという問題点があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、感熱分解機構の下部をフレームの内部に収めることが可能で、スプリンクラヘッドの動作確認を行うことが可能なスプリンクラヘッド及びこのスプリンクラヘッドの点検方法を提供することを目的とする。

本発明に係るスプリンクラヘッドは、円筒状の筒部の内部に放水口が形成されたヘッド本体と、該ヘッド本体の下部に接続される円筒状のフレームと、前記放水口を封止する弁体と、該弁体を支持する感熱分解機構とを有し、該感熱分解機構が保持部材と、該保持部材を支えるピストンとを備えたスプリンクラヘッドにおいて、前記弁体は円柱状に形成され、前記筒部の内部に摺動可能に設けられており、前記感熱分解機構の前記保持部材は、前記フレームの内部に移動可能に設けられているものである。

また、前記ヘッド本体の上部は配管に接続され、該配管の内部が負圧の状態においては、前記弁体及び前記感熱分解機構は上方に移動し、前記感熱分解機構の下部が前記フレームの内部に収まるものである。

また、前記ヘッド本体と前記感熱分解機構との間には、円板状のデフレクタが設けられ、該デフレクタには支柱を介してストッパ部が設けられ、前記配管の内部が負圧の状態においては、前記デフレクタ、又は前記デフレクタ、前記支柱及び前記ストッパ部が、前記ヘッド本体と前記弁体又は前記感熱分解機構との間に挟持され、前記弁体及び前記感熱分解機構の上方への移動が停止した状態となるものである。

また、前記筒部は、前記配管の内部が正圧で、前記弁体及び前記感熱分解機構が下方へ移動した状態において、前記弁体が前記放水口を封止できる長さとなっているものである。

また、本発明に係るスプリンクラヘッドの点検方法は、上記記載のスプリンクラヘッドの点検方法であって、前記スプリンクラヘッドが接続された配管の内部圧力を変化させ、前記感熱分解機構の移動を確認するものである。

本発明においては、弁体を筒部の内部に摺動可能に設けている。また、弁体を支持する感熱分解機構の保持部材をフレームの内部に移動可能に設けている。つまり、弁体を支持する感熱分解機構をフレームの内部に移動可能に設けている。このため、スプリンクラヘッドのヘッド本体の上部が接続された配管を負圧の状態にすることにより、弁体及び感熱分解機構を上方に移動し、感熱分解機構の下部をフレームの内部に収めることができる。したがって、感熱分解機構は外力の影響を受けにくくなり、外的衝撃による漏水等を防止することができる。また、監視空間の天井板から突出するものがないので、美観がさらに向上する。

また、本発明においては、デフレクタ、又はデフレクタ、支柱及びストッパ部（以下、デフレクタアッセンブリという）が、弁体及び感熱分解機構の上方への移動を停止させるストッパとして機能する。このため、弁体及び感熱分解機構の上方への移動を停止させるストッパを新たに形成する必要がなく、スプリンクラヘッドの構造が簡易となる。

また、本発明においては、ヘッド本体の筒部は、弁体及び感熱分解機構が下方へ移動した状態において、弁体が放水口を封止できる長さとなっている。したがって、火災感知器が動作し、弁体及び感熱分解機構が下方へ移動した場合でも、放水口を封止した状態を保つことができる。

また、本発明においては、スプリンクラヘッドのヘッド本体の上部が接続された配管の内部圧力を変化させることによって、弁体及び感熱分解機構が移動するか否か及びＯリングの固着の有無を確認することができる。つまり、スプリンクラヘッドの動作確認を間接的に行うことができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの縦断面模式図である。なお、この図１は、スプリンクラヘッドが接続される配管の内部圧力が負圧状態のときのスプリンクラヘッドを表す。

（構造）
スプリンクラヘッド１００は、ヘッド本体１、フレーム１０、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０等から構成されている。
ヘッド本体１は円筒状の筒部２を備え、中心部に放水口３が貫設されている。このヘッド本体１の上部には配管に接続されるねじ部４が形成されており、ヘッド本体１の下部には円筒状のフランジ５が設けられている。このフランジ５の下部には、溝部６が形成されており、内周部には後述するフレーム１０が螺合される雌ねじ部８が形成されている。この溝部６には、放水口３の外周部に円筒状の筒部７が下方に突出して設けられている。

円筒状のフレーム１０は、上部外周面側に雄ねじ部１１が形成されている。この雄ねじ部１１とヘッド本体１の雌ねじ部８とを螺合することにより、フレーム１０はヘッド本体１の下方に接続されている。また、フレーム１０の下部内周面側には、デフレクタアッセンブリ３０のストッパリング３４を係止するための段部１２が設けられている。この段部１２の下部には、感熱分解機構４０のロックボール４５を係止するため係止段部１３が設けられており、係止段部１３のロックボール４５との当接範囲にはテーパ部１４が形成されている。

円柱状に形成された弁体２０は、上部が放水口３に挿入され、放水口３内に摺動可能に設けられている。つまり弁体２０は、筒部２の内部及び筒部７の内部と摺動可能に設けられている。この弁体２０の上部外周側には、放水口３の内径よりもわずかに小さい段部２１が設けられている。そして、段部２１の外周部には溝部２２が形成され、この溝部２２にはＯリング２３が取り付けられている。これにより、弁体２０が放水口３内を摺動しても、弁体２０が放水口３を封止できる構成となっている。
なお、本発明においては、弁体２０の外周部の一部に段部が形成されているものも円柱状と称することとする。

弁体２０の下端には円板状のプレート２６が取り付けられている。プレート２６には貫通孔が形成されており、この貫通孔に下側から挿入されたねじ２５が弁体２０の下端に形成された雌ねじ部２４に螺合されることによって、プレート２６は弁体２０の下端に取り付けられている。このプレート２６の外周部には、感熱分解機構４０のボール支持筒４１が螺合される雄ねじ部２７が形成されている。このプレート２６は、弁体２０と一体形成してもよい。

なお、本実施の形態１では弁体２０の段部２１にＯリング２３を設けて放水口３を封止する構成としているが、弁体２０が放水口３を封止できる構造であれば種々の構成が可能である。例えば、弁体２０（又は段部２１）に弾性体からなるリング状の突縁を設けて放水口３を封止してもよい。また、例えば、弁体２０の段部２１の形状と放水口３の形状を加工精度よく形成し、いわゆるメカニカルシール構造としてもよい。

感熱分解機構４０は弁体２０の下方に設けられており、弁体２０を支持している。この感熱分解機構４０は、ボール支持筒４１、保持部材としてのロックボール４５、ピストン４６、シリンダ４９、感熱板５１及び可溶合金５２から構成されている。ここで、シリンダ４９、感熱板５１及び可溶合金５２が感熱部となる。なお、保持部材としてロックボールのかわりに、径方向に縮むように付勢されたＣ型のリングバネを使用してもよい。

ボール支持筒４１は有底円筒形状をしており、その外径はフレーム１０の係止段部１３の内径よりもわずかに小さくなっている。このボール支持筒４１の上部の開口部には雌ねじ部４２が形成されており、この雌ねじ部４２とプレート２６の雄ねじ部２７とを螺合することによって、ボール支持筒４１はプレート２６に接続されている。ボール支持筒４１の側面部には、ロックボールを挿入するための複数の挿入穴４３が、等間隔で貫設されている。なお、本実施の形態１に係るボール支持筒４１には４個の挿入穴４３が設けられている。また、ボール支持筒４１の底部の略中央部には雌ねじ部４４が貫設されている。

ボール支持筒４１の各挿入穴４３には、この挿入穴４３の直径よりもわずかに小さなロックボール４５が挿入されている。スプリンクラヘッド１００が組み立てられた状態においては、このロックボール４５は、フレーム１０の段部１２、ボール支持筒４１の挿入穴４３、及び後述するピストン４６のロックボール受け部４７で形成される空間に配置されることとなる。このとき、ロックボール４５はボール支持筒４１の外周部からわずかに突出した状態となっている。これにより、ロックボール４５はフレーム１０の内部で移動可能、より正確には転動可能となっている。つまり、感熱分解機構４０はフレーム１０の内部で摺動可能となっている。

なお、本実施の形態１においては、フレーム１０に設けられた段部１２の内周部がロックボール４５の転送面となっている。しかしながら、段部１２をロックボール４５の転送面以外の場所に設け、フレーム１０の内周部をロックボール４５の転送面としてもよい。つまり、感熱分解機構４０がフレーム１０の内部で摺動可能となっていればよい。

シリンダ４９は有底円筒形状をしており、上部外周側には雄ねじ部５０が形成されている。この雄ねじ部５０とボール支持筒４１の雌ねじ部４４とを螺合することにより、シリンダ４９はボール支持筒４１と接合されている。このシリンダ４９の内部には、例えばコンプレッション半田等からなる可溶合金５２が収容されている。また、シリンダ４９の下部には、円板状の感熱板５１が設けられている。この感熱板５１の外径は、フレーム１０の係止段部１３の内径よりもわずかに小さくなっている。

ボール支持筒４１の内部に設けられているピストン４６は、円板の下面部に円筒状の凸部が形成された、縦断面Ｔ字型に形成されている。このピストン４６は、円筒状の凸部がシリンダの内部に挿入され、可溶合金５２の上方に摺動可能に設けられている。ピストン４６の円板部分の外周はロックボール受け部４７となっており、ロックボール受け部４７のロックボール４５が当接する範囲には、テーパ部４８が形成されている。

デフレクタアッセンブリ３０は、ヘッド本体１と感熱分解機構４０との間に設けられており、デフレクタ３１、支柱３３及びストッパリング３４から構成されている。
デフレクタ３１は円板状に形成されており、その外径はフレーム１０の係止段部１３の内径よりもわずかに小さくなっている。このデフレクタ３１には穴部３２が形成されており、穴部３２には弁体２０が遊嵌されている。この穴部３２の直径は弁体２０の段部２１の外径よりも小さくなっている。このため、感熱分解機構４０が分解して弁体２０が落下した際、弁体２０の段部２１がデフレクタ３１の穴部３２に係止されることとなる。

デフレクタ３１の上面部には、複数の支柱３３が立設されている。この支柱３３は、スプリンクラヘッド１００が組み立てられた際、支柱３３の上部がフレーム１０の筒部７を囲むようにしてフレーム１０の溝部６に配置される。これら支柱３３の上端部にはドーナツ状のストッパリング３４が設けられている。ここで、ストッパリング３４が本発明のストッパ部に相当する。ストッパリング３４は、内径がヘッド本体１の筒部７の外径よりも大きくなっており、外径がフレーム１０の段部１２の内径よりも大きくなっている。このため、感熱分解機構４０が分解してデフレクタアッセンブリ３０が落下した際、デフレクタアッセンブリ３０のストッパリング３４がフレーム１０の段部１２の上部に係止されることとなる。

なお、本実施の形態１ではストッパ部としてストッパリング３４を設けたが、例えば支柱３３の上部を鍵型に形成してストッパ部としてもよい。つまり、感熱分解機構４０が分解してデフレクタアッセンブリ３０が落下した際、ストッパ部がフレーム１０の段部１２の上部に係止される形状であれば、ストッパ部の形状は任意である。

このように構成されたスプリンクラヘッド１００の動作について説明する。スプリンクラヘッド１００の具体的動作説明に先立ち、まず、スプリンクラヘッド１００が用いられる消火設備のシステムの概略について説明する。

（消火設備のシステム構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドを用いた消火設備のシステム構成図である。
監視空間２０１には、複数のスプリンクラヘッド１００が設けられている。また、この監視空間２０１には、監視空間２０１内で発生した火災を感知する火災感知器２０２が設けられている。

各スプリンクラヘッド１００は立ち下がり配管３０１に接続されており、立ち下がり配管３０１のそれぞれは配管３０２に接続されている。この配管３０２の端部は開閉弁２０３の一方の端部に接続されている。この開閉弁２０３の他方の端部は配管３０３を介して真空チャンバー２０４に接続されており、この真空チャンバー２０４には真空ポンプ２０５が接続されている。

また、配管３０２には、配管３１０を介して流水検知装置２１０が接続されている。この流水検知装置２１０は、配管３１１を介して消火ポンプ２１１の吐出口に接続されている。この消火ポンプ２１１は、吸水口に配管３１２が接続されており、消火水槽２１２から消火水を吸引することが可能となっている。
なお、開閉弁２０３と真空チャンバー２０４の間には、排水配管３２０が接続されている。

火災感知器２０２、開閉弁２０３及び流水検知装置２１０は、信号線によって制御盤２２０と接続されている。この制御盤２２０は、火災感知器２０２からの火災信号の有無等によって、開閉弁２０３及び流水検知装置２１０の開閉弁の開閉を制御し、真空ポンプ２０５及び消火ポンプ２１１の起動及び停止を制御する。

（消火設備動作説明）
スプリンクラヘッド１００を立ち下がり配管３０１に接続した後、流水検知装置２１０の開閉弁を開いた状態で消火ポンプを起動させ、配管内を充水する。その後、開閉弁２０３を開いた状態で真空ポンプ２０５を起動させる。これにより、立ち下がり配管３０１、配管３０２、配管３０３及び配管３１０の内部は負圧の状態となる。また、配管３１１は、消火水槽２１２に貯留されていた消火水で満たされた状態となる。その後、開閉弁２０３を閉じ、真空ポンプ２０５及び消火ポンプ２１１を停止させる。この状態が、火災感知器２０２が火災を感知していない状態である。つまり、火災感知器２０２が火災を感知していない状態では、スプリンクラヘッド１００が接続されている立ち下がり配管３０１の内部は負圧の状態となっている。

火災感知器２０２が火災を感知すると、火災感知器２０２はその火災信号を制御盤２２０に送信する。そして、火災信号を受信した制御盤２２０は、流水検知装置２１０の開閉弁を開き、消火ポンプ２１１を起動させる。これにより、立ち下がり配管３０１、配管３０２及び配管３１０の内部に正圧の消火水が満たされる。つまり、火災感知器２０２が火災を感知した状態では、スプリンクラヘッド１００が接続されている立ち下がり配管３０１の内部は正圧の状態となっている。
なお、配管３１１に貯留されている消火水が立ち下がり配管３０１、配管３０２及び配管３１０の内部へ流入することにより立ち下がり配管３０１の内部が正圧になるのであれば、火災感知器２０２が火災を感知したときに消火ポンプ２１１を起動させる必要はない。
なお、本発明のスプリンクラヘッドは、通常のスプリンクラ消火設備等に設置してもよい。

（スプリンクラヘッド動作説明）
次に、スプリンクラヘッド１００の具体的な動作の説明をする。
図３は、立ち下がり配管が正圧の状態であり、感熱分解機構が分解する前の状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。また、図４は、感熱分解機構が分解した後の状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。以下、これら図３及び図４と、図１を用いて、スプリンクラヘッド１００の具体的な動作について説明する。

上述のように、火災感知器２０２が火災を感知していない状態では、立ち下がり配管３０１の内部は負圧の状態となっている。このため、図１に示すように、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０は、上方に移動した状態となっている。このとき、ヘッド本体１の溝部６の上面部と感熱分解機構４０のボール支持筒４１の上面部との間にデフレクタアッセンブリ３０が挟持され、言い換えればストッパリング３４が溝部６の上面部に当接して、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の上方への移動が停止している。このとき、感熱分解機構４０の下端となる感熱板５１は、フレーム１０の内部に収まった状態となっている。

放水口３は、下部が円筒形状となっており、上部が上方に拡径するテーパ形状となっている。デフレクタアッセンブリ３０の上下方向長さを調整することにより、弁体２０の段部２１に設けられたＯリング２３を放水口３の円筒部分に接触させるようになっている。このため、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０が上方へ移動しても、スプリンクラヘッド１００は水漏れをおこすことがない。

なお、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０が上方に移動した状態では、デフレクタアッセンブリ３０のデフレクタ３１は、弁体２０の下端に設けられたプレート２６にも着座している。このため、ヘッド本体１の溝部６の上面部と弁体２０との間にデフレクタアッセンブリ３０が挟持され、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の上方への移動が停止しているといってもよい。

また、本実施の形態１では、ヘッド本体１の溝部６の上面部と感熱分解機構４０又は弁体２０との間にデフレクタアッセンブリ３０が挟持され、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の上方への移動が停止している。しかしながら、例えばヘッド本体１の筒部７の長さを長く設け、ヘッド本体１の筒部７の下端と感熱分解機構４０又は弁体２０との間にデフレクタ３１を挟持して、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の上方への移動を停止してもよい。

上述のように、火災感知器２０２が火災を感知すると、立ち下がり配管３０１の内部は正圧の状態となる。このため、図３に示すように、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０は、各々の自重と弁体２０にかかる消火水の水圧（外力）によって下方に移動する。そして、感熱分解機構４０のロックボール４５は、フレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４に当接する。

弁体２０にかかる消火水の水圧は、プレート２６を介してボール支持筒４１を下方に押圧する。そして、ボール支持筒４１に設けられた挿入穴４３の内面上部を介して、ロックボール４５を上方から押圧する。このときロックボール４５の外周面はテーパ部１４にあたることとなり、ロックボール４５には、ボール支持筒４１の内部に移動しようとする力が働く。しかしながら、ピストン４６のロックボール受け部４７に形成されたテーパ部４８によって、ロックボール４５の内側への移動は制限されている。このため、感熱分解機構４０のロックボール４５はフレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４に係止され、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の移動が停止する。このとき、感熱分解機構４０の感熱部（シリンダ４９、感熱板５１及び可溶合金５２）がフレーム１０の下端から突出した状態となっている。

なお、ヘッド本体１に設けられた筒部７の長さは、この状態において弁体２０の上部が放水口３に挿入された状態となるように調整されている。したがって、弁体２０の段部２１に設けられたＯリング２３によって、放水口３は封止された状態となっている。

図３に示すように、感熱分解機構４０のロックボール４５がフレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４に係止されている状態においては、ヘッド本体１の溝部６の上面部とデフレクタアッセンブリ３０のストッパリング３４の上面部との間に間隙が形成されている。この間隙の距離Ｌ１は、フレーム１０の下端と感熱分解機構４０の下端（感熱板５１）との距離Ｌ２以上の長さに形成されている。このため、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０が上方へ移動した状態においては、感熱分解機構４０の下端は、フレーム１０の内部に収まった状態となっている。なお、距離Ｌ１を少し短めにすることで、通常時に感熱部がわずかにフレーム１０の下端より突出するようにしてもよい。この場合でも、感熱分解機構４０の下部はフレーム１０の内部に収まるので、外力があたりにくく、美観は向上する。なお、距離Ｌ１と段部１２の高さはほぼ同じであり、この距離（高さ）により、感熱分解部分の移動量が決まる。

火災によって発生した熱気流は、監視空間２０１の天井板の下面に沿って流れ、感熱板５１を加熱する。その熱はシリンダ４９に伝播し、シリンダ４９の内部に収容された可溶合金５２を溶融し始める。溶融した可溶合金５２はシリンダ４９とピストン４６との間から流出し、ピストン４６の下方に収容されている可溶合金５２の体積が減少していく。

ピストン４６の下方に収容されている可溶合金５２の体積が減少すると、ピストン４６はその体積の減少に対応して降下する。ピストン４６のロックボール受け部４７に形成されたテーパ部４８によって移動が制限されていたロックボール４５は、ピストン４６の降下に伴って、ボール支持筒４１の内部へ移動を開始する。そして、ロックボール４５がボール支持筒４１の内部へ移動すると、ロックボール４５とフレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４との係止状態は解除される。その結果、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０は、各々の自重と弁体２０にかかる消火水の水圧（外力）によって下降する。

弁体２０及び感熱分解機構４０が下降すると、図４に示すように、デフレクタアッセンブリ３０のストッパリング３４はフレーム１０に設けられた段部１２の上部に係止される。また、弁体２０の段部２１がデフレクタアッセンブリ３０のデフレクタ３１に形成された穴部３２に係止される。そして、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の下降が停止する。以上の動作により、ヘッド本体１の放水口３が開放され、消火水がデフレクタ３１から散水されることにより火災を消火する。

（点検方法）
続いて、本実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００の点検方法について説明する。
火災が発生した際、感熱分解機構４０が分解することによってヘッド本体１の放水口３が開放され、消火水がデフレクタ３１から散水されることにより火災を消火する。このため、スプリンクラヘッド１００が正常に動作するか否かを点検するためには、感熱分解機構４０が正常に分解するか否かを点検することが重要となる。しかしながら、点検作業で感熱分解機構４０を加熱して分解すると、可溶合金５２が溶けてしまうため、感熱分解機構４０を復元することはできない。

一般的に、ロックボールを使用したスプリンクラヘッドの動作不良が発生する場合として、ロックボールのフレームとの当接箇所においてロックボールに過剰な力がかかることによってフレームに食い込んでしまい、感熱分解機構が正常に分解しなくなることに起因する場合がある。また、本実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００の動作不良の原因としては、スプリンクラヘッド１００が長年設置されることにより、弁体２０のＯリング２３が放水口３の内面部と固着してしまうことも考えられる。

そこで、本実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００の点検方法では、スプリンクラヘッド１００が接続されている配管の内部圧力を変化させ、弁体２０及び感熱分解機構４０が上下方向に移動するか否かを確認する。これにより、スプリンクラヘッド１００に上記の動作不良原因が発生しているか否かを確認することができる。つまり、本実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００の点検方法は、スプリンクラヘッド１００が正常に動作するか否かを間接的に確認することができる。
なお、スプリンクラヘッド１００が動作不良となる主原因は感熱分解機構４０の動作不良であるため、感熱分解機構４０のみの動作確認でも、十分にスプリンクラヘッド１００が正常に動作するか否かを確認することが可能である。

以下に、より具体的なスプリンクラヘッド１００の点検方法について説明する。
図２に示す真空ポンプ２０５の起動と停止を繰り返すことにより、スプリンクラヘッド１００が接続されている立ち下がり配管３０１の内部の圧力状態を変化させる。スプリンクラヘッド１００が正常な状態であれば、立ち下がり配管３０１の内部が負圧の状態となったとき、弁体２０及び感熱分解機構４０は上昇する。また、立ち下がり配管３０１の内部が正圧の状態となったとき、弁体２０及び感熱分解機構４０は下降する。

スプリンクラヘッド１００に動作不良原因が発生すると、弁体２０及び感熱分解機構４０は、立ち下がり配管３０１の内部圧力の変化に対応した上下動（上昇又は下降）ができなくなる。例えば、弁体２０にかかる外力（例えば消火水の圧力）によって、感熱分解機構４０のフレーム１０との当接箇所においてロックボール４５がフレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４に食い込んでしまった場合、立ち下がり配管３０１の内部を負圧にしても感熱分解機構４０は上昇しない。また、スプリンクラヘッド１００が長年設置されることにより、例えば感熱分解機構４０のロックボール４５とフレームの段部１２の内周部が固着してしまった場合、立ち下がり配管３０１の内部を正圧にしても感熱分解機構４０は下降しない。また、スプリンクラヘッド１００が長年設置されることにより、例えば弁体２０のＯリング２３が放水口３の内面部と固着してしまった場合、立ち下がり配管３０１の内部圧力を変化させても、感熱分解機構４０は上下動しない。

このように、弁体２０及び感熱分解機構４０が立ち下がり配管３０１の内部圧力の変化に対応した上下動（上昇又は下降）をするか否かを確認し、スプリンクラヘッド１００が正常に動作するか否かを間接的に確認する。この配管の内部圧力を変化させる手段としては、図２のような常設の真空ポンプでもよいが、点検時だけ配管に真空ポンプを接続して、配管内を負圧にするようにしてもよい。

このように構成されたスプリンクラヘッド１００においては、弁体２０を筒部２の内部及び筒部７の内部に摺動可能に設けている。また、弁体２０を支持する感熱分解機構４０をフレーム１０の内部に摺動可能に設けている。このため、ヘッド本体１が接続された立ち下がり配管３０１を負圧の状態にすることにより、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０を上方に移動し、感熱分解機構４０の下端（感熱板５１）をフレーム１０の内部に収めることができる。したがって、感熱分解機構４０は外力の影響を受けにくくなり、外的衝撃による破損等を防止することができる。また、ヘッド本体１及びフレーム１０を監視空間２０１の天井板よりも上方に設けることにより、監視空間２０１の天井板から突出するものがなくなるので、監視空間２０１の美観が向上する。

また、デフレクタアッセンブリ３０が、弁体２０及び感熱分解機構４０の上方への移動を停止させるストッパとして機能する。このため、弁体２０及び感熱分解機構４０の上方への移動を停止させるストッパを新たに形成する必要がなく、スプリンクラヘッド１００の構造が簡易となる。

また、ヘッド本体１の筒部７の長さは、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０が下降し、感熱分解機構４０のロックボール４５がフレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４に係止されている状態となっても、弁体２０が放水口３を封止できるように調整されている。したがって、火災感知器２０２が動作した場合でも、放水口３を封止した状態を保つことができる。

また、このように構成されたスプリンクラヘッド１００の点検方法においては、立ち下がり配管３０１の内部圧力を変化させることによって、弁体２０及び感熱分解機構４０が移動するか否かを確認することができる。したがって、スプリンクラヘッド１００の動作確認を間接的に行うことができる。

実施の形態２．
スプリンクラヘッド１００を以下のように構成しても、本発明を実施することが可能である。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図５は、本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの縦断面模式図である。なお、この図５は、スプリンクラヘッドが接続される配管の内部圧力が負圧状態のときのスプリンクラヘッドを表す。

（構造）
本実施の形態２に係るスプリンクラヘッド１１０は、弁体２０と感熱分解機構４０とを接続する構造が実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００とは異なる。
感熱分解機構４０のピストン４６は、ロックボール受け部４７の上面部に円筒状の凸部５３が形成されており、この凸部５３の外周部には雄ねじ部５４が形成されている。この雄ねじ部５４が弁体２０の下端に形成された雌ねじ部２４に螺合されることによって、弁体２０と感熱分解機構４０とが接続されている。

（動作）
このように構成されたスプリンクラヘッド１１０の動作について説明する。
図６は、立ち下がり配管が正圧の状態であり、感熱分解機構が分解する前の状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。また、図７は、感熱分解機構が分解した後の状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。以下、これら図６及び図７と、図５を用いて、スプリンクラヘッド１００の動作について説明する。

火災感知器２０２が火災を感知していない状態では、立ち下がり配管３０１の内部は負圧の状態となっている。このため、図５に示すように、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０は、上方に移動した状態となっている。このとき、実施の形態１と同様、感熱分解機構４０の下端となる感熱板５１は、フレーム１０の内部に収まった状態となっている。

火災感知器２０２が火災を感知すると、立ち下がり配管３０１の内部は正圧の状態となる。このため、図６に示すように、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０は、各々の自重と弁体２０にかかる消火水の水圧（外力）によって下方に移動する。そして、感熱分解機構４０のロックボール４５は、フレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４に当接する。

弁体２０にかかる消火水の水圧は、ピストン４６及び可溶合金５２を介してシリンダ４９を下方に押圧する。これにより、シリンダ４９に接続されたボール支持筒４１には、下向きの力が働く。そして、この力は、ボール支持筒４１に設けられた挿入穴４３の内面上部を介して、ロックボール４５を上方から押圧する。このときロックボール４５の外周面はテーパ部１４にあたることとなり、ロックボール４５には、ボール支持筒４１の内部に移動しようとする力が働く。しかしながら、ピストン４６のロックボール受け部４７に形成されたテーパ部４８によって、ロックボール４５の移動は制限されている。このため、感熱分解機構４０のロックボール４５はフレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４に係止され、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の移動が停止する。このとき、感熱分解機構４０の感熱部（シリンダ４９、感熱板５１及び可溶合金５２）がフレーム１０の下端から突出した状態となっている。

火災によって発生した熱気流は、監視空間２０１の天井板の下面に沿って流れ、感熱板５１を加熱する。その熱はシリンダ４９に伝播し、シリンダ４９の内部に収容された可溶合金５２は溶融し始める。ピストン４６の下方に収容されている可溶合金５２の体積が減少すると、ピストン４６はその体積の減少に対応して降下する。ピストン４６のロックボール受け部４７に形成されたテーパ部４８によって移動が制限されていたロックボール４５は、ピストン４６の降下に伴って、ボール支持筒４１の内部へ移動を開始する。そして、ロックボール４５がボール支持筒４１の内部へ移動すると、ロックボール４５とフレーム１０の係止段部１３に形成されたテーパ部１４との係止状態は解除される。その結果、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０は、各々の自重と弁体２０にかかる消火水の水圧（外力）によって下降する。

弁体２０及び感熱分解機構４０が下降すると、図７に示すように、デフレクタアッセンブリ３０のストッパリング３４はフレーム１０に設けられた段部１２の上部に係止される。また、弁体２０の段部２１がデフレクタアッセンブリ３０のデフレクタ３１に形成された穴部３２に係止される。そして、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の下降が停止する。以上の動作により、ヘッド本体１の放水口３が開放され、消火水がデフレクタ３１から散水されることにより火災を消火する。このとき、感熱分解機構４０のうち、弁体２０と接続されているピストン４６以外の部品は床面に落下する。

このように構成されたスプリンクラヘッド１１０においても、弁体２０を筒部２の内部及び筒部７の内部に摺動可能に設けている。また、弁体２０を支持する感熱分解機構４０をフレーム１０の内部に摺動可能に設けている。このため、スプリンクラヘッド１１０のヘッド本体１が接続された立ち下がり配管３０１を負圧の状態にすることにより、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０を上方に移動し、感熱分解機構４０の下端（感熱板５１）をフレーム１０の内部に収めることができる。したがって、感熱分解機構４０は外力の影響を受けにくくなり、外的衝撃による破損等を防止することができる。また、スプリンクラヘッド１００のヘッド本体１及びフレーム１０を監視空間２０１の天井板よりも上方に設けることによりヘッド本体、監視空間２０１の天井板から突出するものがなくなるので、監視空間２０１の美観が向上する。

実施の形態３．
例えば監視空間２０１においてスプリンクラヘッドの直下で小さな火災が発生したときであって、火災感知器２０２が火災を感知する前に消火器等によって消火される場合がある。このとき、感熱分解機構４０の可溶合金５２が溶け出した状態（以下、この状態を異常状態という）となっている場合がある。スプリンクラヘッドがこの異常状態のとき、火災感知器２０２の誤作動等により立ち下がり配管３０１の内部が正圧になると、放水口３が開放され、消火水がデフレクタ３１から散水されてしまう。実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００及び実施の形態２に係るスプリンクラヘッド１１０に以下の構成を追加することにより、スプリンクラヘッドの異常状態を検出することが可能となる。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図８及び図９は、本発明の実施の形態３に係るスプリンクラヘッドの縦断面模式図である。なお、図８及び図９は、スプリンクラヘッドが接続される配管の内部圧力が負圧状態のときのスプリンクラヘッドを表している。また、図８は通常状態（可溶合金が溶融していない状態）のスプリンクラヘッドを表し、図９は異常状態のスプリンクラヘッドを表している。

本実施の形態３に係るスプリンクラヘッド１２０には、実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００に、溝部９及び係止段部１５が設けられている。係止段部１５はフレーム１０の段部１２の上部に内側方向に突出するように設けられている。図８に示すように、立ち下がり配管３０１の内部が負圧の状態でありスプリンクラヘッド１２０が通常状態においては、この係止段部１５に感熱分解機構４０のロックボール４５が係止される。ロックボール４５が係止段部１５に係止されることで、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０の上方への移動が制限され、ストッパリング３４は溝部６の上面部にあたらない。係止段部１５のロックボール４５との当接範囲にはテーパ部１６が形成されている。溝部９は放水口３の内周面に設けられており、溝部９の幅（高さ）は弁体２０に設けられたＯリング２３の幅よりもわずかに大きくなっている。この溝部９は、立ち下がり配管３０１の内部が負圧の状態でありスプリンクラヘッド１２０が通常状態においては、Ｏリング２３よりも上側となる位置に設けられている。

立ち下がり配管３０１の内部が負圧の状態でスプリンクラヘッド１２０が異常状態になると、ピストン４６が自重により下方に落ちるので、それに伴ってロックボール４５が内側に入り込み、ロックボール４５と係止段部１５に形成されたテーパ部１６との係止状態が解除され、弁体２０、デフレクタアッセンブリ３０及び感熱分解機構４０は上方に移動する。そして図９に示すように、この移動はストッパリング３４が溝部６の上面部に当接することにより停止する。このとき、弁体２０に設けられたＯリング２３と溝部９とは対向した状態となる（図９（ｂ））。そして、溝部９の幅（高さ）はＯリング２３の幅よりもわずかに大きく形成されているので、溝部９とＯリング２３との間から立ち下がり配管３０１内へ監視空間２０１の空気が流入する。

通常、図２に示すような消火設備には配管内の圧力を監視するために圧力センサが設けられている。したがって、このように構成されたスプリンクラヘッド１２０においては、この圧力センサの検出値を用いて、スプリンクラヘッド１２０が異常状態であることを検出することができる。より詳しくは、溝部９とＯリング２３との間から立ち下がり配管３０１内へ空気が流入することにより、消火設備の配管内の圧力が上昇する。この圧力上昇を圧力センサで検出することにより、スプリンクラヘッド１２０が異常状態であることを検出することができる。

本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの縦断面模式図である。本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドを用いた消火設備のシステム構成図である。立ち下がり配管が正圧の状態であり、感熱分解機構が分解する前の状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。感熱分解機構が分解した後の状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの縦断面模式図である。立ち下がり配管が正圧の状態であり、感熱分解機構が分解する前の状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。感熱分解機構が分解した後の状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。本発明の実施の形態３に係る通常状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。本発明の実施の形態３に係る異常状態のスプリンクラヘッドを示す縦断面模式図である。

符号の説明

１ヘッド本体、２筒部、３放水口、４ねじ部、５フランジ、６溝部、７筒部、８雌ねじ部、９溝部、１０フレーム、１１雄ねじ部、１２段部、１３係止段部、１４テーパ部、１５係止段部、１６テーパ部、２０弁体、２１段部、２２溝部、２３Ｏリング、２４雌ねじ部、２５ねじ、２６プレート、２７雄ねじ部、３０デフレクタアッセンブリ、３１デフレクタ、３２穴部、３３支柱、３４ストッパリング、４０感熱分解機構、４１ボール支持筒、４２雌ねじ部、４３挿入穴、４４雌ねじ部、４５ロックボール、４６ピストン、４７ロックボール受け部、４８テーパ部、４９シリンダ、５０雄ねじ部、５１感熱板、５２可溶合金、５３凸部、５４雄ねじ部、１００スプリンクラヘッド、１１０スプリンクラヘッド、１２０スプリンクラヘッド、２０１監視空間、２０２火災感知器、２０３開閉弁、２０４真空チャンバー、２０５真空ポンプ、２１０流水検知装置、２１１消火ポンプ、２１２消火水槽、２２０制御盤、３０１立ち下がり配管、３０２配管、３０３配管、３１０配管、３１１配管、３１２配管。

Claims

円筒状の筒部の内部に放水口が形成されたヘッド本体と、該ヘッド本体の下部に接続される円筒状のフレームと、前記放水口を封止する弁体と、該弁体を支持する感熱分解機構とを有し、該感熱分解機構が保持部材と、該保持部材を支えるピストンとを備えたスプリンクラヘッドにおいて、
前記弁体は円柱状に形成され、前記筒部の内部に摺動可能に設けられており、
前記感熱分解機構の前記保持部材は、前記フレームの内部に移動可能に設けられていることを特徴とするスプリンクラヘッド。
前記ヘッド本体の上部は配管に接続され、
該配管の内部が負圧の状態においては、
前記弁体及び前記感熱分解機構は上方に移動し、前記感熱分解機構の下部が前記フレームの内部に収まることを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラヘッド。
前記ヘッド本体と前記感熱分解機構との間には、円板状のデフレクタが設けられ、
該デフレクタには支柱を介してストッパ部が設けられ、
前記配管の内部が負圧の状態においては、
前記デフレクタ、又は前記デフレクタ、前記支柱及び前記ストッパ部が、前記ヘッド本体と前記弁体又は前記感熱分解機構との間に挟持され、
前記弁体及び前記感熱分解機構の上方への移動が停止した状態となることを特徴とする請求項２に記載のスプリンクラヘッド。
前記筒部は、
前記配管の内部が正圧で、前記弁体及び前記感熱分解機構が下方へ移動した状態において、
前記弁体が前記放水口を封止できる長さとなっていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のスプリンクラヘッド。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のスプリンクラヘッドの点検方法であって、
前記スプリンクラヘッドが接続された配管の内部圧力を変化させ、前記感熱分解機構の移動を確認することを特徴とするスプリンクラヘッドの点検方法。