JP5651049B2 - スプリンクラヘッド - Google Patents

Description

本発明は火災を消火するスプリンクラヘッドに関するものである。

従来のスプリンクラヘッドは、給水管に接続されるねじ部を有し中心部に放水口が貫設された本体と、本体の放水口を封止する弁体と、フレーム等の円筒体内に収容され、前記弁体を放水口に圧接すると共に、火災発生時にその熱により落下する感熱分解部とを有している。

弁体には、フッ素樹脂がコーティングされた皿バネからなる弾発体が設けられ、弁体はこの皿バネを介して放水口に圧接され止水している。皿バネの中央部には弁体頭部と連結する連結穴が形成され、皿バネの連結穴は弁体の頭部にはめ込まれる。また、皿バネの外周縁は放水口周縁と弁体の鍔部の間に設けられ、弁体の鍔部にて上方に押圧力をもって皿バネを弁座に押しつけて水密を保っているものが提案されている（特許文献１参照）。

特開平１１−１３７７１４

従来のスプリンクラヘッドは、火災により感熱分解部がフレームから離脱して落下した後、デフレクタが降下し、次いで弁体がデフレクタ上に着座する。散水時において、皿バネは弁体の頭部と連結されて弁体上に残っているため、放水口から流出する消火水は皿バネにも当たり、散水分布を乱すことになるため、適切な散水分布の設計が難しくなるという問題があった。また、弁体上に皿バネが残るので、皿バネの形状に制限が生じるという問題があった。

本発明は、内部に放水口が貫設されたヘッド本体と、該ヘッド本体に接続されるフレームと、常時は該フレームに設けられたデフレクタと、放水口を封止し、火災時には開栓する弁体と、該弁体と本体間に設けられ、弁体に圧接される止水部材と、弁体を支持する感熱部材とを備えたスプリンクラヘッドにおいて、止水部材を保持する保持手段をフレーム内又はヘッド本体に備え、記保持手段は、感熱部材が落下して弁体が降下したときにおける弁体の頂部の位置より上側に設けられ、止水部材は、弁体が降下しても、フレーム内に保持されることを特徴とするものである。

スプリンクラヘッドが作動後、弁体が開栓しても、フレーム内又はヘッド本体に設けられている保持手段によって止水部材が保持されて、止水部材はヘッド本体側又はフレーム内に残るため、散水時に止水部材によって散水分布に悪影響を及ぼすことはない。また、止水部材の直径を大きくすることで、止水部材のストロークを長くすることができる。止水部材と弁体との接触面は、弁体の垂直方向の位置の変化に伴って移動するので、スプリンクラヘッド作動時において、弁体の降下するときに、その降下量に追従可能な距離が長くなるので、止水が保たれる。

また、止水部材の外周部がヘッド本体とフレームに挟持されて、止水部材がフレームの上側で保持されるため、皿バネ外周部の止水は、皿バネによる荷重の他に、ヘッド本体にフレームを螺着させることによる押圧力によってされる。

本発明のスプリンクラヘッドの縦断面図（作動前）である。 本発明のスプリンクラヘッドの縦断面図（作動後）である。 他の実施例を示したスプリンクラヘッドの縦断面図（作動後）である。

以下、本発明のスプリンクラヘッドを、図面を用いて説明する。図１において、１はヘッド本体で、ヘッド本体１の中央内部には消火水が放水される放水口２が貫設されている。ヘッド本体１の上部外周には、立ち下がり管と接続するためのねじ部が形成されている。ヘッド本体１の下部にあるフランジ部１Ａの内側には雌ねじが形成され、そこに円筒状のフレーム３の上部が螺着される。フレーム３の内壁下端には内側に突出した係止段部３Ａが形成されている。

４はデフレクタで、中央に開口部を有する円板によって構成されており、その開口部には、後述する弁体５の挿入部５Ｃが挿入された状態で、弁体５の下面部に取り付けられている。デフレクタ４にはガイドロッド７が挿入される挿入穴があり、常時は、ガイドロッド７の下部がデフレクタ４の挿通穴から突出した状態で、フレーム３内に収容されている。また、火災時には、デフレクタ４はガイドロッド７にガイドされて降下する。そして、ガイドロッド７の上端に固定されたストッパリング８が係止段部３Ａに係止することで、デフレクタ４はフレーム３の下端から露出した所定の位置で停止する。

５は弁体で、フランジ部５Ｂの上部には頭部５Ａ、下部には挿入部５Ｃを有する。弁体５は、常時は放水口２を封止する。１０は感熱部材としての感熱分解部で、常時は弁体５を支持し、火災時には熱により分解されて落下する。感熱分解部１０が分解されると、放水口２を封止していた弁体５が開栓する。

感熱分解部１０は、感熱体１１、ボール１２、バランサ１３、スライダ１４及び弁体５を支えるセットスクリュー１５を備えている。感熱体１１は半田等であり、バランサ１３から圧縮するように力がかかっている。ボール１２は、バランサ１３とスライダ１４とフレーム３の下端の係止段部３Ａの３点で係止された状態を維持している。ボール１２は、内側へ向かう力がはたらいているが、バランサ１３とスライダ１４に挟持されているため係止段部３Ａに係止された状態で保持されている。

６は止水部材で、例えば皿バネである。止水部材６は、弁体５と、弁体５に圧接される放水口２との間に介設される。止水部材６は、断面ほぼハ字状で円形であり、止水部材６の外径はフレーム３の内径より大きく、ヘッド本体１のフランジ部１Ａの内径より小さく形成され、止水部材６の外周部６Ａはヘッド本体１とフレーム３の上端で挟持される。

止水部材６はドーナツ状に形成され、中央には連結穴６Ｂが設けられている。連結穴６Ｂの内径は、弁体５の頭部５Ａの外径よりも大きく、弁体５のフランジ部５Ｂの外径よりも小さく形成される。その範囲内でも特に、連結穴６Ｂの内径は、放水口２の内径とほぼ同じか、それよりも大きく形成されることが望ましい。弁体５の頭部５Ａは、止水部材６の連結穴６Ｂに通されて、常時は放水口２を圧接するように取り付けられる。止水部材６と弁体５との接触面は、弁体５の垂直方向の位置の変化に伴って移動し、火災時は止水部材６が弁体５から離されるように設けられる。つまり、弁体５のスプリンクラヘッド軸心方向の動きにあわせて、止水部材６がスプリンクラヘッド軸心方向に移動可能となっている。

これにより、止水部材６の外周側には上方に作用する所定の復元力が生じ、止水部材６の内周側には下方に作用する所定の復元力が生じるので、止水部材６の内周縁が弁体５の上面と圧接し、放水口２と弁体５の水密を保っている。また、止水部材６の耐腐食性を向上させるために、例えば、止水部材６の表層にフッ素樹脂をコーティングしている。

以下、本発明におけるスプリンクラヘッドの火災時の動作を図１及び図２を用いて説明する。火災時には、火災の熱により感熱体１１が融解して外部に流出する。その感熱体１１の流出量に応じて、感熱体１１に圧縮するように力をかけているバランサ１３が降下する。バランサ１３が降下すると、スライダ１４との間隙が広がり、内側に付勢されているボール１２が内側に移動し、ボール１２とフレーム３の係止段部３Ａとの係止が解かれる。そして、バランサ１３、スライダ１４と落下していき、感熱分解部１０が全て落下することとなる。

感熱分解部１０がフレーム３から離脱して落下すると、続いて、デフレクタ４がデフレクタ４に取り付けられているガイドロッド７にガイドされて降下し、ストッパリング８がフレーム３の内面を沿って、ガイドロッド７と共に降下する。ストッパリング８はフレーム３の係止段部３Ａに係止され、図２に示すように、デフレクタ４はガイドロッド７によりフレーム３から吊り下げられた状態となる。そして、弁体５が降下してデフレクタ４の上に位置し、放水口２から消火水が放水される。

止水部材６の連結穴６Ｂ内に設けられる弁体５の頭部５Ａは、自重及び消火水の水圧により連結穴６Ｂから抜けて落下し、デフレクタ４上に着座する。止水部材６は、外周部６Ａがヘッド本体１とフレーム３に挟持されているため、弁体５が落下した後もフレーム３内に残っている。

本発明は、以上のように、止水部材６の外周部６Ａがヘッド本体１とフレーム３とに挟持され、火災時においても止水部材６がフレーム３内に残る様な構成にしたため、弁体の頭部に皿バネが残った状態で散水していた従来のスプリンクラヘッドと比べて、散水時に止水部材６によって散水分布に悪影響を及ぼすことはない。また、弁体上に止水部材が残っていた場合と比べて、止水部材の形状に制限が生じづらくなる。

さらに、止水部材６の連結穴６Ｂの内径は、放水口２の内径とほぼ同じか、それより大きいため、止水部材６は放水口２から放水される消火水に触れないため、散水に影響を及ぼさない。また、止水部材６の直径を大きくすることで、止水部材６のストロークを長くすることができるので、スプリンクラヘッド作動時に弁体５が降下し始めた際に、弁体５の降下量に追従可能な距離が長くなる。この止水部材６のストロークが長くなった分だけ、止水が保たれる距離が長くなる。

また、止水部材の外周部がヘッド本体とフレームに挟持されて、止水部材がフレームの上側で保持されるため、皿バネ外周部の止水は、皿バネによる荷重の他に、ヘッド本体にフレームを螺着させることによる押圧力によってされる。

フレーム３内にある止水部材６を保持する保持手段は、ヘッド本体１とフレーム３で挟持するものだけに限られない。止水部材６の保持手段は、スプリンクラ作動時における弁体５の頂部の位置より上側に設けられればよく、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような変形例が考えられる。以下、図３を用いて、他の実施例について説明する。図３において、図１と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。

図３（ａ）のスプリンクラヘッドは、ヘッド本体１にあるフランジ部１Ａの放水口２側の基部に、内壁から中央寄りに突出するように、止水部材６を係止する段部１Ｂを設けたものである。段部１Ｂの内径は、止水部材６の外周部６Ａの外径とほぼ同径であり、止水部材６を段部１Ｂに圧入する。これにより、スプリンクラヘッドが作動して弁体５が降下しても、止水手段６はヘッド本体１内の段部１Ｂに係止されたまま保持される。また止水部材６の圧入ではなく、止水部材６と段部１Ｂとをかしめてもよい。

図３（ｂ）のスプリンクラヘッドは、ストッパリング８上であって、ヘッド本体１のフランジ部１Ａ内に、ストッパリング８を降下させる方向に付勢するコイルバネ９が設けられており、止水部材６はヘッド本体１の下面側にコイルバネ９によって押圧されているものである。つまり、止水部材６は、コイルバネ９とヘッド本体１に挟まれている。コイルバネ９の径は、止水部材６の外径より短く、連結穴６Ｂの内径より長くしているので、スプリンクラヘッドが作動して弁体５が降下しても、フレーム３内に残るコイルバネ９の上に止水部材６が乗ったままとなり保持される。

図３（ｃ）のスプリンクラヘッドは、荷重がかかっていないときの外径がフレーム３内の内径よりも小さく、ストッパリング８の外径とほぼ同径である止水部材６を設けたものである。これにより、スプリンクラヘッドが作動したときには、ストッパリング８の降下に伴って、止水部材６も降下する。弁体５が降下しても、止水部材６はスプリンクラヘッドのフレーム３内から落下することなく、ストッパリング８上に残ることになるので、ストッパリング８が係止段部３Ａに係止されたときに、止水部材６はストッパリング８上で保持される。

図３（ａ）〜（ｃ）以外にも、止水部材６とヘッド本体１とを接着剤で接着する、又は止水部材６をフレーム３又はヘッド本体１のいずれかに保持手段を設けることで、止水部材６の保持手段が、スプリンクラ作動時における弁体５の位置より上位に設けられる。

また、上記実施例はデフレクタが降下するフラッシュ型スプリンクラヘッドで説明したが、ノズルに散水穴を有するマルチ型スプリンクラヘッドや、デフレクタがフレーム（アーム）の下端部に固定されているフレーム型スプリンクラヘッドに、本発明の止水部材６の保持手段を設けるようにしてもよい。

また、感熱部材としては、ボール、バランサ等から構成される感熱分解部を使用したが、火災時に破裂するグラスバルブを用いるようにしてもよい。

１ ヘッド本体、１Ａ フランジ部、１Ｂ 段部、２ 放水口、３ フレーム、３Ａ 係止段部、 ４ デフレクタ、５ 弁体、５Ａ 頭部、５Ｂ フランジ部、５Ｃ 挿入部、６ 止水部材、６Ａ 外周部、６Ｂ 連結穴、７ ガイドロッド、８ ストッパリング、９ コイルバネ、１０ 感熱分解部、１１ 感熱体、１２ ボール、１３ バランサ、１４ スライダ。

Claims (5)

1. 内部に放水口が貫設されたヘッド本体と、該ヘッド本体に接続されるフレームと、常時は該フレームに設けられたデフレクタと、前記放水口を封止し、火災時には開栓する弁体と、該弁体と前記本体間に設けられ、前記弁体に圧接される止水部材と、前記弁体を支持する感熱部材とを備えたスプリンクラヘッドにおいて、
   前記止水部材を保持する保持手段を前記フレーム内又は前記ヘッド本体に備え、
   前記保持手段は、前記感熱部材が落下して前記弁体が降下したときにおける前記弁体の頂部の位置より上側に設けられ、
   前記止水部材は、前記弁体が降下しても、前記フレーム内に保持されることを特徴とするスプリンクラヘッド。
2. 内部に放水口が貫設されたヘッド本体と、該ヘッド本体の下部に接続されるフレームと、常時は該フレーム内に収容され、火災時には前記フレームの下方に降下するデフレクタと、前記放水口を封止し、火災時には前記デフレクタと共に降下して前記デフレクタの上に位置する弁体と、該弁体上部に設けられ、前記弁体に圧接される止水部材と、前記弁体を支持する感熱分解部とを備えたスプリンクラヘッドにおいて、
   前記止水部材を保持する保持手段を前記フレーム内又は前記ヘッド本体に備え、
   前記保持手段は、前記感熱分解部が落下して前記弁体が降下したときにおける前記弁体の頂部の位置より上側に設けられ、
   前記止水部材は、前記弁体が降下しても、前記フレーム内に保持されることを特徴とするスプリンクラヘッド。
3. 前記保持手段は前記ヘッド本体と前記フレームとから構成され、
   前記止水部材の外径は前記フレームの内径より大きく、前記ヘッド本体のフランジ部の内径より小さく形成され、
   前記止水部材の外周部は前記ヘッド本体と前記フレームに挟持されることを特徴とする請求項１又は２記載のスプリンクラヘッド。
4. 前記止水部材は中央に連結穴を有し、該連結穴の内径は、前記放水口の内径より大きいことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のスプリンクラヘッド。
5. 前記止水部材と前記弁体との接触面は、前記弁体の垂直方向の位置の変化に伴って移動することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載のスプリンクラヘッド。