JP5901068B2 - スプリンクラーヘッドカバー - Google Patents

Description

本発明は、通常はスプリンクラーヘッドがカバーで覆われており、火災時に該カバーが落下するスプリンクラーヘッドカバーに関するものである。

スプリンクラーヘッドカバーは、天井またはスプリンクラーヘッドに設置されており、常時はカバープレートによってスプリンクラーヘッドを覆い隠し、火災時にはカバープレートが落下して内部のスプリンクラーヘッドが露出され、スプリンクラーヘッドを作動可能な状態にする。

従来のスプリンクラーヘッドカバーの一例として図９に示すものがある（例えば、特許文献１参照）。図９のスプリンクラーヘッドカバーは、スプリンクラーヘッドに接続される筒状の本体５０の下端にフランジ５１を有している。スプリンクラーヘッドを覆い隠すカバー５２は低融点合金５３、係止材５４を介してフランジ５１に接続される。

本体５０の側面には複数の開口５５が形成されており、火災の熱でカバー５２が落下した後に天井下面に漂う熱気流を本体５０内に取り込み、開口５５から排出可能に構成している。これにより、本体５０の内部に配置されたスプリンクラーヘッドの作動を促進させている。

特開２００３−２４５３７１号公報 実公平７−３７６３８号公報

上記のスプリンクラーヘッドカバーでは、カバー５３が落下した後に本体５０内へ熱気流を導くことができたが、さらにスプリンクラーヘッドの作動を早めるには、カバー５３が落下する前の段階でスプリンクラーヘッドへ熱を伝えなければならない。

しかしながら、カバー５２とフランジ５１の間から本体５０内へ流入できる気流の量が少ないため開口５５から排出される気流も少なく、天井下の熱気流を本体５０内へ導入・排出することがスムーズに行われずに、本体５０内に気流が滞留してスプリンクラーヘッドへ熱を十分伝えることができなかった。

これを解消するために、カバー５２とフランジ５１の間の間隔を大きくすれば本体５０へ流入する熱気流の量を増やすことができるが、カバー５３とフランジ５１の間隔が大きくなると、斜めからスプリンクラーヘッドカバーを見た際に、本体５０内部のスプリンクラーヘッドが見えてしまいスプリンクラーヘッドカバーを設置したことによるデザイン優位性が著しく低下してしまうという問題があった。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、スプリンクラーヘッドカバーのデザイン優位性を損ねずに、火災発生からスプリンクラーヘッドが作動に至るまでの時間を短縮可能なスプリンクラーヘッドカバーを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は以下のスプリンクラーヘッドカバーを提供する。
筒状部材の内部にはスプリンクラーヘッドが収容されており、筒状部材の下方にはスプリンクラーヘッドを覆い隠すカバープレートが配置され、筒状部材とカバープレートは低融点合金によって接合されているスプリンクラーヘッドカバーにおいて、筒状部材はスプリンクラーヘッドに接続されるサポートカップと、下端にカバープレートを備えるリテーナーとからなり、サポートカップに気流出口を形成し、リテーナーに気流入口を形成し、サポートカップとリテーナーを着脱可能に構成したことを特徴とするスプリンクラーヘッドカバーである。
これによれば、サポートカップに気流出口を形成し、リテーナーに気流入口を形成したことで、筒状部材内部の気流の流動量を増加させた。より具体的に説明するとサポートカップに気流出口を形成したことでリテーナーおよびサポートカップ内の気体を外部へ排出しやすくした。火災時に天井下面を漂う熱気流は、カバープレートとリテーナーの間からリテーナー内へ流入してくる。この熱気流はリテーナーおよびサポートカップ内を通過して気流出口から外部へ排出される。このリテーナー内を流れる気流に引き寄せられ、外部の気体がリテーナーの気流入口からリテーナー内部に導かれるので、リテーナーおよびサポートカップ内を通過して外部へ排出される気流の量が増加する。これにより、リテーナーおよびサポートカップ内の気流通過量を増加することができ、リテーナーおよびサポートカップ内に気流が留まることを防止してカバープレートが落下する前の段階からスプリンクラーヘッドに火災による熱気流の熱を伝えて作動を促すことができる。

また、火災により熱を帯びた気流は上昇するので、その流れに逆らわずに天井板付近に配置されるリテーナーから流入した熱気流が天井裏に配置されたサポートカップから排出されるという下方から上方に向かう気流通過経路を形成したことで熱気流の流れの抵抗を抑えて筒状部材内の気流の流動を促進することができる。

前記本発明については、気流出口をサポートカップの上部端面に穿設した穴または切欠きで構成可能である。
これによれば、サポートカップの上部端面の穴または切欠を設けたことでリテーナー内に流入した熱気流を上方に向かって流動させることができ、スプリンクラーヘッドの感熱部に熱を伝えることができる。

前記本発明については、気流入口をリテーナーの側面に穿設した穴または切欠きで構成可能である。
これによれば、リテーナーの側面に穴または切欠きを設けたことでカバープレートと天井の隙間からリテーナー内に流入してくる気流に加えて、リテーナー側面の穴または切欠きからもリテーナー内に気流を導入することが可能となり、リテーナー内の気流の流動量を増加することができる。

前記本発明については、気流入口をリテーナーの下部に外方へ拡張して形成したフランジに穿設した穴または切欠きにて構成可能である。
これによれば、フランジに穴または切欠きを設けたことで火災時に天井下面に滞留している熱気流をフランジの穴または切欠きを通過させてリテーナー側面の穴または切欠きからリテーナー内に導入することが可能となる。

前記本発明については、気流入口の近傍に気流の流れを変える偏向部を設置可能である。
これによれば、偏向部に衝突した気流は偏向部の傾きによってリテーナー側面の穴または切欠きの方向へ気流の向きを変えられ、リテーナー内部へ気流を導入することができる。

前記本発明については、サポートカップがリテーナーの気流入口を塞いでしまうことを防止するストッパーを設置可能である。
これによれば、ストッパーを設置したことで気流入口を常に開放状態にすることができる。ストッパーの具体的構成例として、気流入口の近傍に突起を形成してサポートカップの下端が係止可能に構成することや、サポートカップ側に突起を形成してリテーナーの上端が係止可能に構成することができる。または前述の偏向部をストッパーとして用いることも可能である。

前記本発明については、天井面接触部をカバープレートに設置したことで構成可能である。
これによれば、カバープレートに天井面接触部を設置したことでフランジが不要となり、フランジを無くしたことで、より多くの気流をリテーナー内に流入させることが可能となる。

前記本発明については、天井面接触部をリテーナーのカバープレート接合部に設置したことで構成可能である。
これによれば、カバープレート接合部に天井面接触部を設けたことで、天井面接触部が吸収した熱をカバープレート接合部の低融点合金に伝播することができ、低融点合金の溶融を促進してカバープレートの落下を早めることができる。

以上、説明したように本発明によれば、火災時にカバープレートが落下する前の段階において熱気流をリテーナー内に導入させることができ、これによりスプリンクラーヘッドの感熱部に熱を伝えることができるので、カバープレートが落下した際にはスプリンクラーヘッドが遅滞なく作動可能とすることができる。

第１実施形態のスプリンクラーヘッドカバーが設置されたスプリンクラーヘッドの断面図 図１のＸ−Ｘ断面図 図１の平面図 スプリンクラーヘッドカバーの分解断面図 図１のカバープレートが落下した状態の断面図 図１のスプリンクラーヘッドが作動した状態の断面図 第２実施形態のスプリンクラーヘッドカバー平面図とＹ−Ｙ断面図 第３実施形態のスプリンクラーヘッドカバーの断面図 従来のスプリンクラーヘッドカバーの分解断面図 スプリンクラーヘッドが天井の奥側に配置された場合のＸ−Ｘ断面図

第１実施形態（図１〜図６）
第１実施形態のスプリンクラーヘッドカバーＣは、スプリンクラーヘッド１に設置され、サポートカップ２、リテーナー３、カバープレート４から構成される。

スプリンクラーヘッド１は、天井面や壁面に設置され、天井裏の配管（図１において二点鎖線で示す）と接続されている。スプリンクラーヘッド１は、内部に感熱分解部５を有しており該感熱分解部５によってノズル６の末端に設置された弁体７をノズル６側に保持している。感熱分解部５内には内部に低融点合金８が充填されているシリンダー９を備えており、火災の熱でシリンダー９内の低融点合金８が溶融することで感熱分解部５が分解作動して、感熱分解部５にて保持していた弁体７が解放されることでノズル６から水が放出される。スプリンクラーヘッド１および感熱分解部５の詳細な構造については特開平７−２８４５４５号公報に記載されているので詳細な説明は省略する。

ノズル６の外方は前述の配管と接続するための牡ネジ１０が螺刻されている。牡ネジ１０の根元部分１１にはサポートカップ２が固定設置されている。

サポートカップ２は筒状であり上端側に端面１２を有する。端面１２には穴１２Ａが穿設されており、該穴にはスプリンクラーヘッド１の牡ネジ１０が挿通され、端面１２の外部に突出している。穴１２Ａの周囲には気流出口１２Ｂが複数形成されている。気流出口１２Ｂの開口部面積が大きい程、サポートカップ２およびリテーナー３内の気体の排出効果が向上する。

サポートカップ２の側面には、リテーナー３と着脱可能に接続できる螺旋溝１３が刻設されている。

リテーナー３は筒状であり、前述のサポートカップ２の螺旋溝１３と螺合可能な係合部１４が外側面に形成されている。係合部１４は螺旋溝１３側の斜め下方へ突出して切り起こされた形状をしており、サポートカップ２にリテーナー３を取付ける際にはリテーナー３をサポートカップ２の内側に挿通させると係合部１４の折り曲げ部側が先に螺旋溝１３に当たるので係合部１４の先端側は弾性により変形して螺旋溝１３を乗り越えて通過可能である。反対にサポートカップ２からリテーナー３を取外す際には、リテーナー３を下方に引張っても係合部１４の先端が螺旋溝１３に係合されて引き抜くことができないのでリテーナー３を回転させて螺旋溝１３に沿って係合部１４を回転させて取外す。

リテーナー３の下方には外方へ拡張して形成したフランジ１５が設置されている。フランジ１５は天井面接触部であり、これによってカバープレート４の縁と天井Ｔの間に隙間２０を確保することができる。フランジ１５からはカバープレート接合部１６が垂下して形成されている。フランジ１５と係合部１４の間には気流入口１７が形成されており、リテーナー３の側面に複数設けられている。気流入口１７の開口部面積が大きい程、サポートカップ２およびリテーナー３内への気体の導入効果が向上する。また、気流入口１７はフランジに１５に近い位置に設置することで気流入口１７と気流出口１２Ｂの高低差が大きくなり、サポートカップ２およびリテーナー３の内部において上方（端面１２側）へ向かう気流が形成しやすい。

気流入口１７の近傍にはストッパー１８が形成され、サポートカップ２の端が係止可能となっており、気流入口１７がサポートカップ２によって塞がれることを防止している。本実施形態ではストッパー１８がリテーナー３に設けられているが、これに限らず例えばサポートカップ２側に設置することも可能である。具体的にはサポートカップ２の内部に、リテーナー３の上端が係止され端面１２側への移動を規制する突起を形成することで構成可能である。

カバープレート４は薄板を円盤状に形成したものであり、外周縁はリテーナー３側に屈曲されている。カバープレート４の内側には前述のカバープレート接合部１６が配置され、低融点合金１９によって接合されている。低融点合金１９はスプリンクラーヘッド１に使用されている低融点合金８よりも融点が低いものを用いる。

続いて、第１実施形態の作動について説明する。

スプリンクラーヘッドカバーＣは、図１に示すように天井裏の配管に接続されたスプリンクラーヘッド１に設置され、リテーナー３のフランジ１５の上面が天井Ｔの下面に接した状態で設置されている。フランジ１５の下面とカバープレート４の縁の間には隙間２０が設けられており、隙間２０から気流がリテーナー３の内部に流入可能な構成となっている。

火災が発生すると、火災による熱気流が上昇して天井Ｔの下面に滞留する。図２において点線で示す熱気流は隙間２０からリテーナー３内に流入してサポートカップ２の気流出口１２Ｂより排出され、リテーナー３の下端側からサポートカップ２の上端側へ向かう気流が生じる。その気流に誘導され、リテーナー３の側面に設けた気流入口１７からリテーナー３内へ流れる気流が生じ、リテーナー３内の気流の流動量が増える。気流の流動量が増えたことでリテーナー３内に気流が停滞することがなく、天井下面の熱気流が隙間２０を通過してリテーナー３内へ流入し、気流出口１２Ｂから滞りなく排出されることで熱気流からシリンダー９内の低融点合金８へ熱が伝播される。
上記においては隙間２０からシリンダー９までの距離が近い位置関係にあり隙間２０を通過した熱気流がシリンダー９に熱を伝えやすい構成であるが、図１０に示すようにスプリンクラーヘッド１が天井Ｔの奥側に設置された場合、つまり隙間２０からシリンダー９までの距離が遠いときは、隙間２０から流入した熱気流がシリンダー９に伝わりにくい構成となっている。この場合において気流入口１７からリテーナー３内に気流を取り込むことで、リテーナー３内の気流の流動量を増加させシリンダー９に熱気流の熱を伝えることが可能となる。

リテーナー３とカバープレート４を接合している低融点合金１９は低融点合金８よりも融点が低いので低融点合金８よりも早い段階で溶融してカバープレート４が落下する（図５）。カバープレート４が落下したことでスプリンクラーヘッド１が露出され、天井Ｔの下面の熱気流から熱を吸収しやすい状態になり、シリンダー９内の低融点合金８が溶融してスプリンクラーヘッド１内の感熱分解部５が分解作動する。

感熱分解部５の作動によりノズル６が開放されて水が放出され、放出された水はデフレクターＤに衝突して四方へ飛散する。これにより火災の鎮圧がなされる（図６）。

第２実施形態（図７）
第２実施形態のスプリンクラーヘッドカバーは、第１実施形態のスプリンクラーヘッドカバーの気流入口１７をフランジ１５にも設けたものであり図７に示す。図７ではカバープレート４が接合されたリテーナー３の平面図と該平面図のＹ−Ｙ断面拡大図を参照して説明する。尚、これ以降は第１実施形態と構成が同じ部分には同符号を付して説明は省略する。

図７（ａ−１）はカバープレート４が接合されたリテーナー３の平面図であり（ａ−２）は（ａ−１）のＹ−Ｙ断面図を示す。これはフランジ１５に穴１７Ａを複数穿設したものであり、隙間２０を通過した気流が穴１７Ａを通り、リテーナー３の側面の穴１７からリテーナー３の内部へ導入可能としたものである。また穴１７の近傍には偏向板２１を設置しており、フランジ１５に形成した穴１７Ａを通過してきた熱気流を偏向板２１によってリテーナー３の内側へ導くことが可能である。

上記の変形例として同図（ｂ−１）、（ｂ−２）はフランジ１５に切欠き１７Ｂを複数形成したものである。さらに同様な変形例として同図（ｃ−１）、（ｃ−２）にはフランジ１５からリテーナー３の側面にかけて穿設した複数の穴１７Ｃを気流入口としたものや、同図（ｄ−１）、（ｄ−２）ではフランジ１５からリテーナー３の側面にかけて形成した複数の切欠き１７Ｄを気流入口として構成することが可能である。これらのフランジ１５からリテーナー３の側面にかけて穴１７Ｃや切欠き１７Ｄを形成したものは、前述の（ａ−１）や（ｂ−１）の構成と比較して気流を通過させる穴や切欠きの面積が大きくなったことで熱気流の流れの抵抗が少なくすることができる。これによりリテーナー３内部への気流の流動の損失が減り、気流の流動量を増加することができる。

第３実施形態（図８）
第３実施形態のスプリンクラーヘッドカバーは、第１実施形態のスプリンクラーヘッドカバーのフランジ１５が無い形態である。フランジ１５が無いことで火災時における天井下面に漂う熱気流を、より多くリテーナー３内に導入させることができる。しかしながら、フランジ１５が無くなったことによりカバープレート４の外周縁を天井Ｔの下面と接触させて設置すると、気流をリテーナー３内に取り込む隙間２０が無くなってしまうので、隙間２０を確保するために図８（ａ）ではカバープレート４の外縁部に天井Ｔの下面と接する突起部４Ａを複数設置して構成したものである。

同図（ｂ）はリテーナー３のカバープレート接合部１６を天井下面側に延出させた突出部１６Ａを形成することで突出部１６Ａの先端を天井Ｔの下面と接触させて隙間２０を確保可能である。これに加えて突出部１６Ａで吸収した熱が低融点合金１９に伝播されるので低融点合金１９の溶融が促進されカバープレート４の落下を早める効果がある。

同図（ｃ）ではリテーナー３の側面に外方へ突出して形成した突起部３Ａ（天井面接触部）を形成して天井Ｔの下面と接触させることで隙間２０を確保可能である。また突起部３Ａにリング部材３０を設置すると突起部３Ａの剛性を高めることができる。さらに、リング部材３０の内周縁をリテーナー３の側面から離間して設置することでリング部材３０の内周側とリテーナー３の側面の間に気流が通過可能な空間３１を形成することができる。これにより突起部３Ａに剛性を持たせ、且つ天井下面の気流をより多くリテーナー３の内部へ導入させることができる。

上記の（ａ）〜（ｃ）の実施形態において、図８（ａ）に示すリテーナー３の筒部分の下端３Ｂを天井Ｔの上面よりも上方に位置するように構成すると、天井上面の気体が下端３Ｂの下方を通過してリテーナー３の内部に流入する際の気流の抵抗を減らすことができる。これにより、より多くの気体をリテーナー３の内部に導入させることができる。

１ スプリンクラーヘッド
２ サポートカップ
３ リテーナー
４ カバープレート
１２ 端面
１２Ａ 穴
１２Ｂ 気流出口
１３ 螺旋溝
１４ 係合部
１５ フランジ（天井面接触部）
１６ カバープレート接合部
１７ 気流入口
１８ ストッパー
１９ 低融点合金
２０ 隙間
２１ 偏向板（偏向部）

Claims (12)

1. 内部にスプリンクラーヘッドが収容された筒状部材と、
   筒状部材の下方にはスプリンクラーヘッドを覆い隠し、天井面の近傍に設置されるカバープレートとを備え、
   筒状部材とカバープレートは低融点合金によって接合されているスプリンクラーヘッドカバーにおいて、
   筒状部材は
   スプリンクラーヘッドとの接続部を上端側に備えるサポートカップと、
   下端にカバープレートを備えるリテーナーとからなり、
   サポートカップの上端側に気流出口を形成し、
   リテーナーに気流入口を形成し、
   サポートカップの下端側とリテーナーを着脱可能に構成しており、
   カバープレートとリテーナーの気流入口の間に天井面接触部が設置され、該天井面接触部はカバープレートの縁と天井の間に隙間を確保する
   ことを特徴とするスプリンクラーヘッドカバー。
2. 内部にスプリンクラーヘッドが収容された筒状部材と、
   筒状部材の下方にはスプリンクラーヘッドを覆い隠し、天井面の近傍に設置されるカバープレートとを備え、
   筒状部材とカバープレートは低融点合金によって接合されているスプリンクラーヘッドカバーにおいて、
   筒状部材は
   スプリンクラーヘッドとの接続部を上端側に備えるサポートカップと、
   筒の下端からカバープレート側に延出されたカバープレート接合部を備えるリテーナーとからなり、
   サポートカップの上端側に気流出口を形成し、
   リテーナーに気流入口を形成し、
   サポートカップの下端側とリテーナーを着脱可能に構成しており、
   カバープレート接合部におけるカバープレートとの接続面とリテーナーの筒との間に天井面接触部が設置され、該天井面接触部はカバープレートの縁と天井の間に隙間を確保する
   ことを特徴とするスプリンクラーヘッドカバー。
3. 気流出口をサポートカップの上部端面に穿設した穴または切欠きとした請求項１または請求項２記載のスプリンクラーヘッドカバー。
4. 気流入口をリテーナーの側面に穿設した穴または切欠きとした請求項１から請求項３の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
5. 気流入口をリテーナーの下部に外方へ拡張して形成したフランジに穿設した穴または切欠きとした請求項１から請求項４の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
6. 気流入口をフランジからリテーナーの側面にかけて穿設した穴または切欠きとした請求項１から請求項５の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
7. 気流入口の近傍に気流の流れを変える偏向部を設置した請求項１から請求項６の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
8. サポートカップがリテーナーの気流入口を塞いでしまうことを防止するストッパーを設置した請求項１から請求項７の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
9. 天井面接触部をカバープレートに設置した請求項１から請求項８の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
10. 天井面接触部をリテーナーのカバープレート接合部に設置した請求項１から請求項９の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
11. リテーナー側面の気流入口より下方から外方に突出して形成した天井面接触部にリング部材を設置し、リング部材の内周縁をリテーナーの側面から離間して設置した請求項１から請求項１０の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
12. リテーナーの筒の下端と天井面接触部の間に気流入口を設けた請求項１から請求項１１の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。

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