JP6034680B2

JP6034680B2 - スプリンクラーヘッド

Info

Publication number: JP6034680B2
Application number: JP2012266838A
Authority: JP
Inventors: 幸典狩原
Original assignee: Senju Sprinkler Co Ltd
Current assignee: Senju Sprinkler Co Ltd
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: JP2014113173A

Description

本発明は、消火用のスプリンクラーヘッドに関するものである。

スプリンクラーヘッドは、内部にノズルを有する本体が、充水された消火設備配管と接続されており、火災が発生したときに火災の熱を感知して自動的に作動し、水を散布して消火を行うものである。

上記スプリンクラーヘッドにおいて、常時はノズルを閉止する弁体を保持し、火災時には火災の熱により分解してスプリンクラーヘッドの弁体を開放する部分を感熱分解部分と言う。感熱分解部分の構成品のなかで熱を感知する感熱体には融点が低い低融点合金が使用されており、低融点合金は有底筒状のシリンダー内に入れられ、さらにシリンダー内には低融点合金の表面上にプランジャーが配置される。

感熱分解部分は弁体をノズルが閉止される位置に支持し、さらに前述のプランジャーをシリンダー底面側に押圧しており、火災の熱により感熱体に組み込まれた低融点合金が溶融してシリンダー内から溶け出し、プランジャーがシリンダー内に没入することで感熱分解部分が分解作動して弁体の支持が解除され弁体が開放する。弁体の開放によって本体のノズルから消火設備配管内に充填されていた水が外部に放出される。

上記のスプリンクラーヘッドにおいて、火災の熱を収集してシリンダー内の低融点合金に熱を伝播するヒートコレクターをシリンダーと一体に形成したスプリンクラーヘッドがある（例えば、特許文献１参照）。シリンダーとヒートコレクターを一体形成したことでヒートコレクターで収集した熱を損失無くシリンダー内の低融点合金に伝播することが可能である。

国際公開第２０１１／０８１１４７号

特許文献１に記載されているスプリンクラーヘッドは、前述のようにヒートコレクターで収集した熱を損失無くシリンダー内の低融点合金に伝播することが可能である。ヒートコレクターおよびシリンダーの板厚を薄くすると、熱伝導性能が向上するので、火災の発生から低融点合金が溶融してスプリンクラーヘッドが作動に至るまでの時間を短縮させることが可能である。

しかしながら、ヒートコレクターおよびシリンダーの板厚を薄くし過ぎると、ヒートコレクター部分に外力が加わったときにシリンダーの部分まで変形が及ぶ可能性がある。シリンダーが変形すると、火災時に低融点合金が溶融した際に低融点合金がシリンダーから流出しにくくなったり、プランジャーの動作を阻害するおそれがある。これによりスプリンクラーヘッドの作動が遅れたり、場合によっては不作動となる可能性がある。

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が火災発生から作動に至るまでの時間を早くするとともに、ある程度までの外力が加わった際に作動信頼性を損なわないスプリンクラーヘッド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を提供する。
中空状であり内部がノズルとなっている本体と、ノズルの出口を閉塞している弁体と、弁体を保持しており火災時には火災の熱により分解してスプリンクラーヘッドの弁体を開放する感熱分解部が本体と係止されており、感熱分解部には低融点合金が収容されている有底円筒形状のシリンダーと、低融点合金の表面に接しておりシリンダー内に挿入されているプランジャーとを備えており、プランジャーは常時において低融点合金をシリンダーの底面側に押圧している構造であり、シリンダー内部には段部が形成されており前記段部より底面側に低融点合金を収容し、前記段部より開口側の外周部にヒートコレクターを接続させ、シリンダーにおける前記段部よりも開口側に衝撃吸収部を設置したスプリンクラーヘッドである。

シリンダー内部に形成した段部を境としてシリンダーの底面側を低融点合金収容部とし、開口側を衝撃吸収部として構成したことで、開口側にヒートコレクターを接続させてヒートコレクターにより外力を受け衝撃を吸収させることで低融点合金収容部の変形を避けることができる。ヒートコレクターが受けた外力によりシリンダー開口側が変形しても底面側の低融点合金収容部が変形していなければスプリンクラーヘッドの作動に支障をきたすことはない。ヒートコレクターが受けた外力によってシリンダーが変形するとき、ヒートコレクターと接続している開口側が変形するが、段部によって区切られていることで底面側の側面にまで変形は及ばない。従って低融点合金収容部の変形を阻止することができる。また、外力によって衝撃吸収部が変形することで衝撃を吸収・緩和して低融点合金が収容されているシリンダーの段部よりも底面側が衝撃によって変形することを防止している。

前記本発明については、シリンダーの側面部の厚さよりもヒートコレクターの厚さを薄くして構成可能である。
これによれば、シリンダーの側面部の厚さを増すことで外力による変形を防ぐことができる。しかしながらそれによって火災時にシリンダー内に収容されている低融点合金の溶融が遅れることから、それを補うためにヒートコレクターの厚さを薄くして集熱効果を向上させることで感度性能を確保することができる。

前記本発明については、シリンダーの底面側の側面厚さよりも開口側の側面厚さの方を薄くして構成可能である。
これによれば、低融点合金が収容されているシリンダーの底面側の側面の厚さを増すことで外力による変形を防止することができる。

前記本発明については、ヒートコレクターの下端面はシリンダーの開口端よりも下方へ突出して設置することができる。
これによれば、スプリンクラーヘッドの下方から外力が加わった際に、外力をヒートコレクターで受けてヒートコレクターが変形して衝撃を吸収することでシリンダーの変形を抑制することができる。

前記本発明については、プランジャーはシリンダー内部の段部よりも底面側に設置することができる。
これによれば、シリンダー内部の段部よりも開口側が外力により変形したとしても、シリンダーの底面側が変形していなければスプリンクラーヘッドの作動時にプランジャーに沿って移動するシリンダーの動きを妨げないので作動信頼性を確保できる。

前記本発明については、シリンダー内部の段部よりも開口側にリング状のキャップを設置することができる。
これによれば、キャップによって外力による衝撃を吸収できるとともに、シリンダー内にキャップを設置してシリンダーが変形可能な空間を埋めたことで外力によるシリンダーの変形を抑制することができる。

前記本発明については、シリンダーの開口が下方側に設置して構成することができる。
これによれば、シリンダーの開口側を下方側に設置したことでスプリンクラーヘッドの下方から外力が加わった場合に、シリンダーの開口側が変形して衝撃を吸収することでシリンダーの底面側およびその内部に収容されている低融点合金とプランジャーの変形を防止することができる。

本発明によれば、スプリンクラーヘッドが火災発生から作動に至るまでの時間を早くするとともに、スプリンクラーヘッドに外力が加わっても作動信頼性を損なわないスプリンクラーヘッドを提供することができる。

本発明の一実施形態によるスプリンクラーヘッドの断面図図１のスプリンクラーヘッドの作動経過を示す断面図図１で示す感熱分解部の拡大断面図図１で示す感熱部の分解断面図図１で示す弁体、散水部、皿バネ、セットピンの分解断面図

以下、本発明の一実施形態によるスプリンクラーヘッドについて図面を参照しつつ説明する。本実施形態のスプリンクラーヘッドＳＨは、本体１、フレーム２、弁体３、散水部４、感熱分解部５から構成される。

〔本体１〕
本体１は中空状であり、内部は円筒状のノズル１１となっている。本体１の外部の一端側には給水配管と接続する牡ネジ１２が形成されている。他端側には外部へ拡張したフランジ１３が形成されており、フランジ１３にはフレーム２と接続するための牝ネジ１４が形成されている。ノズル１１のフランジ１３側の端は、図中下方にフランジ１３よりも突出して延出された筒部１５となっており、その端面は弁体３が着座する弁座１６となっている。

〔フレーム２〕
フレーム２は筒状であり、一端側には本体１の牝ネジ１４と螺合する牡ネジが形成されている。他端側には内側に突出して形成された内フランジ２１が形成されており、そこには後述する感熱分解部５が係止される。フレーム２の外周部には溝が刻設されており、この溝にシーリングプレートＣＰが係合設置される。

〔弁体３〕
弁体３は円盤形状をしており、ノズル１１の弁座１６に着座している。弁体３の中心部はノズル１１側に突出した凸部３１が形成されている。凸部３１が形成された面と反対側の面には凹部３２が形成されており、凹部３２には後述するセットピン８０の頭部が入り込み弁体３を押圧する。凹部３２の縁には凹部３２に沿って延出された筒部３３が形成されている。

〔散水部４〕
散水部４は、デフレクター４１、ピン４２、ガイドリング４３から構成される。

〔デフレクター４１〕
デフレクター４１は円盤状であり、周縁部には散水を制御する複数のスリットが形成されている。中心には穴４１Ａが穿設されており、穴４１Ａには弁体３の筒部３３が挿通される。デフレクター４１は筒部３３を挿通した状態で回転可能であり、デフレクター４１が弁体３から外れないように接続される。デフレクター４１の周縁部にはピン４２を挿通するための穴４１Ｂが複数穿設されている。

〔ピン４２〕
ピン４２は棒状であり、一端側にフランジ４２Ａが形成されている。ピン４２は後述するガイドリング４３の穴４３Ａに挿通された後、フランジ４２Ａが形成された側と反対側の端をデフレクター４１の穴４１Ｂに挿通させてデフレクター４１と固定接続される。

〔ガイドリング４３〕
ガイドリング４３は環状であり、外径はフレーム２の内径よりも小さく、内径は本体１の筒部１５の外径よりも大きい。ガイドリング４３には複数の穴４３Ａが穿設されており、それぞれの穴４３Ａにはピン４２が挿通される。穴４３Ａの内径は、ピン４２の外径よりも僅かに大きく、ガイドリング４３はピン４２に沿って自由に移動可能となっている。

ガイドリング４３は、平時において本体１の筒部１５の外周部に挿通され、フレーム２の内部に収容されている。ガイドリング４３と本体１のフランジ１３の間にはフレーム２の内部に収容されたコイルバネ４４が設置されており、コイルバネ４４によってガイドリング４３は感熱分解部５側に付勢されている。感熱分解部５が分解作動してフレーム２から脱落するとガイドリング４３はコイルバネ４４の作用により図中下方へ移動して内フランジ２１に係止される。

〔感熱分解部５〕
感熱分解部５は、感熱部５０、ボール保持機構６０から構成される。

〔感熱部５０〕
感熱部５０は、プランジャー５１、シリンダー５２、低融点合金５３、断熱材５４から成る（図３）。

〔プランジャー５１〕
プランジャー５１は筒状をしており、下部にフランジ部５１Ａが形成されている。フランジ部５１Ａの外径はシリンダー５２の内径よりも小さい。プランジャー５１のフランジ部５１Ａが形成された側と反対側の端５１Ｂは、シリンダー５２の中心穴５２Ａに挿通される。

プランジャー５１の端５１Ｂには牡ネジ５１Ｃが刻設される。牡ネジ５１Ｃとフランジ部５１Ａの間には薄肉部として溝５１Ｄが形成されている。溝５１Ｄは断熱材５４の内周部と近接する位置に形成され、後述する低融点合金５３の溶融によってバランサー６３および断熱材５４が下方へ移動しても溝５１Ｄは断熱材５４の内周部の範囲内に収まる。より具体的に説明すると、スプリンクラーヘッドＳＨが作動するときにバランサー６３と断熱材５４の内周部がプランジャー５１の外周部に沿ってシリンダー５２側に移動する際に、溝５１Ｄがバランサー６３や断熱材５４との間に隙間を形成する。これによりバランサー６３や断熱材５４の端がプランジャー５１の外周部に引っかかって作動の妨げとなることを防止できる。

また溝５１Ｄ（薄肉部）によって意図的に強度が弱い部分を設けたことで、スプリンクラーヘッドＳＨが下方から外力を受けた場合に溝５１Ｄのある薄肉部分が座屈して外周側に膨出して変形する。溝５１Ｄとバランサー６３の穴６３Ｂの内周部との間には、この変形を許容する空間が形成されており、この変形によって外力による衝撃を吸収することができる。

一方、プランジャー５１が変形すると作動信頼性の低下が懸念される。しかしながら、プランジャー５１のフランジ部５１の先端をシリンダー５２内に配置し、さらに後述するヒートコレクター５５の下面５５Ｄをシリンダー５２の開口端より下方へ配置したことでスプリンクラーヘッドが外力による衝撃を受けた際に、プランジャー５１より先にヒートコレクター５５やシリンダー５２の開口部が変形をして衝撃を緩和するため溝５１Ｄの過剰な変形を抑制することができる。これにより溝５１Ｄの変形をスプリンクラーヘッドの作動に支障をきたさない程度の変形に留めることができる。

〔シリンダー５２〕
シリンダー５２は、有底円筒形状をしており底面の中心には穴５２Ａが穿設されている。
シリンダー５２の内部には段部５２Ｂが形成されており、段部５２Ｂより底面側には低融点合金５３とプランジャー５１のフランジ部５１Ａが配置される。段部５２Ｂより開口側の内径は、低融点合金５３が充填されている底面側の内径よりも大きく形成されている。

〔ヒートコレクター５５〕
シリンダー５２の外部にはヒートコレクター５５が設置される。ヒートコレクター５５は椀状をしており、中心にシリンダー５２の外径と略等しい内径の穴５５Ａが穿設されている。ヒートコレクター５５は銅や銅合金の薄板から形成されており熱伝導性能が良好である。ヒートコレクター５５には穴５５Ａの縁からシリンダー５２側に向かって筒部５５Ｂが形成されている。筒部５５Ｂはシリンダー５２の外周部に接続される。これによりヒートコレクター５５が吸収した火災の熱をシリンダー５２内部の低融点合金５３に伝播することができる。

シリンダー５２にヒートコレクター５５を接続するには、先ずシリンダー５２の外周部を筒部５５Ｂに挿通させ、シリンダー５２の外周側の段５２Ｃと筒部５５Ｂの上端部を係合させる。筒部５５Ｂの上端部は内側に屈曲して形成されており、段５２Ｃと係合可能である。その後、筒部５５Ｂの外周面（より具体的には下面５５Ｄと筒部５５Ｂの上端部の中間付近）の数箇所を内側へ押圧してかしめ固定する（図３）。このときシリンダー５２の側面の変形は段部５２Ｂ、５２Ｃよりも下方（シリンダー開口側）のみに生じる。また、かしめ固定の際にシリンダー５２の側面が内側へ凹んで変形する可能性があるが、変形は段部５２Ｂ、５２Ｃより下方に生じるので、段部５２Ｂ、５２Ｃの上方に配置されているフランジ部５１Ａや低融点合金５３には何ら影響を及ぼさない。

また、段部５２Ｂによりシリンダー５２の開口側の内径とフランジ５１Ａの外径には差があることから、この差よりもかしめ固定によるシリンダー５２の側面の変形量が少なければスプリンクラーヘッドＳＨの動作に支障をきたすことはない。

シリンダー５２とヒートコレクター５５は、それぞれ別体で形成して接続した構造としている。このためシリンダー５２には外力によって変形しない十分な強度を持たせ、ヒートコレクター５５には外力によって変形することで衝撃を緩和させる作用を持たせている。また、ヒートコレクター５５の厚さ（板厚）はシリンダー５２の側面部の厚さよりも薄くなっている。しがたってヒートコレクター５５の集熱効果が向上され、火災が発生してからスプリンクラーヘッドが作動するまでの時間を早めることができる。

ヒートコレクター５５は椀状をしていることから、ヒートコレクター５５の下面および側面から天井下面に沿って流れてくる水平方向の火災の熱気流をより多く吸収することができる。特にヒートコレクター５５の側面には複数の穴５５Ｃが形成されており、その中心軸Ｌ側にはシリンダー５２の段部５２Ｂより底面側の側面が配置されている。したがって段部５２Ｂより底面側の側面が穴５５Ｃによって露出され、火災時に穴５５Ｃを通過してヒートコレクター５５内に流入してきた熱気流がシリンダー５２の段部５２Ｂより底面側の側面にて直接熱を吸収して内部の低融点合金５３に熱を効率的に伝えることができる。

ヒートコレクター５５に外力が印加された場合、シリンダー５２はヒートコレクター５５によって覆い隠されているのでシリンダー５２に直接外力が作用することを防止できる。しかしながら、シリンダー５２とヒートコレクター５５が接続する段部５２Ｂより開口側の側面が変形する可能性がある。これに対して、低融点合金５３およびプランジャー５１のフランジ部５１Ａは段部５２Ｂよりも底面側に配置されているので、外力による変形のリスクを低減できる。また開口側の側面が変形しても段部５２Ｂの底面側の部分が変形していなければスプリンクラーヘッドＳＨの作動に支障をきたすことはない。

ヒートコレクター５５の厚さはシリンダー５２の側面の厚さよりも薄く形成している。これによりヒートコレクター５５の熱収集効率が向上してシリンダー５２内の低融点合金５３の溶融を促進することができる。一方、スプリンクラーヘッドＳＨに外力が印加された場合には、ヒートコレクター５５が外力により変形することで衝撃を緩和するとともに、シリンダー５２は外力によって変形しない程度の強度を有しているのでスプリンクラーヘッドの作動信頼性を確保できる。特に、低融点合金５３およびプランジャー５１のフランジ部５１Ａが収容されている段部５２Ｂよりも底面側の側面の厚さを開口側の側面の厚さよりも厚く形成することで作動信頼性をさらに高めることができる。

ヒートコレクター５５の下面５５Ｄはシリンダー５２の開口端よりも下方に配置されている。これにより、スプリンクラーヘッドＳＨの下方から外力が印加された場合に、外力によりヒートコレクター５５が変形することで衝撃を緩和させ、シリンダー５２やプランジャー５１へのダメージを抑えることができる。

〔キャップ５７〕
シリンダー５２の開口側の内周部にはキャップ５７が嵌め込まれる。キャップ５７はリング形状をしており中心部はフランジ部５１Ａ側に突出した筒部５７Ａが形成されている。筒部５７Ａの端面はフランジ部５１Ａの下面に近接または当接しており、筒部５７Ａの外周面とシリンダー５２の内周面との間には環状の空間５７Ｂが形成される。

この空間５７Ｂには、火災により低融点合金５３が溶融した際にシリンダー５２の内周部とフランジ部５１Ａの外周部の隙間からシリンダー５２の開口側に流出した低融点合金５３を空間５７Ｂに収容させることができる。

キャップ５７はスプリンクラーヘッドの下側から外力が加わった際にヒートコレクター５５およびシリンダー５２、プランジャー５１の変形を防止する作用を有する。また、シリンダー５２内に異物が入るのを防止する作用がある。具体的にはシリンダー５２の内部に塵や腐食生成物の付着を防止する。

上記に説明したキャップ５７や、ヒートコレクター５５、シリンダー５２の開口側、プランジャー５１の溝５１Ｄは「衝撃吸収部」として作用する。衝撃吸収部はシリンダー５２の段部５２Ｂより底面側部分の付近に設置されており、外力を受けた際に衝撃吸収部が変形することで外力による衝撃を吸収・緩和して低融点合金５３が収容されているシリンダー５２の底面側の部分が外力によって変形することを防止している。また「衝撃吸収部」は、その部分が変形したことで建物内の住人や管理人等にスプリンクラーヘッドの異常を知らせるものである。

衝撃吸収部は、ある程度の外力であればその部分が変形して衝撃が吸収されて、直ちにスプリンクラーヘッドが不時放水したり漏れが発生することを回避できるが、より大きな外力が加わった際には衝撃吸収部が十分に機能せずスプリンクラーヘッドが破損して不時放水となるおそれがある。従って大きな外力や衝撃が加わることが想定される場合には予め衝撃保護用ガードを設置する等の措置をしておく。また衝撃吸収部が変形したスプリンクラーヘッドをそのまま設置していると後々になって不時放水や漏れや発生するおそれがあることから、変形が生じたスプリンクラーヘッドは速やかに交換する。

〔低融点合金５３〕
低融点合金５３はシリンダー５２内に収容されリング状をしており、内径は穴５２Ａの内径と略等しい。低融点合金５３の下面にはプランジャー５１のフランジ５１Ａの平面が当接しており、プランジャー５１の端５１Ｂが低融点合金５３と穴５２Ａを貫いて設置されている。このときフランジ部５１Ａの外周面は、シリンダー５２の段部５２Ｂより底面側の内周部に近接して配置されている。

低融点合金５３は火災の熱で溶融してシリンダー５２の内周部とプランジャー５１のフランジ部５１Ａの外周部の隙間からシリンダー５２の開口側（下側）へ流出する。低融点合金５３には融点が約７０℃〜１４０℃の範囲にあるものが使用される。

〔断熱材５４〕
断熱材５４は、リング状をしており、シリンダー５２の外部底面とボール保持機構６０の間に設置される。断熱材５４の中心穴にはシリンダー５２や低融点合金５３とともにプランジャー５１が挿通されている。断熱材５４とシリンダー５２の間には板状のヒートコレクター５６を設置している。ヒートコレクター５６によってシリンダー５２の底面側から低融点合金５３に熱を伝播することができる。

〔ボール保持機構６０〕
ボール保持機構６０は、ボール６１、スライダー６２、バランサー６３から構成される。

〔ボール６１〕
ボール６１は、フレーム２の内フランジ２１と、スライダー６２、バランサー６３と係止して保持されている。本実施形態ではボール６１を８個設置している。

〔スライダー６２〕
スライダー６２は円盤状であり下面周縁に形成された斜面部６２Ａでボール６１を押圧している。ボール６１はスライダー６２と内フランジ２１との接触部によってスプリンクラーヘッドＳＨの中心側に付勢されている。バランサー６３は外周部に形成された斜面部６３Ａによりボール６１を支持しており、前述のスライダー６２の押圧力によってボール６１が中心側に動くのを阻止している。

スライダー６２は中心部に牝ネジ６２Ｂが形成されており、プランジャー５１の牡ネジ５１Ｃと螺合される。

〔バランサー６３〕
バランサー６３は円盤状をしており、前述の斜面部６３Ａによってボール６１が中心側へ動くことを阻止している。バランサー６３には中心部に穴６３Ｂが穿設されており、バランサー６３の穴６３Ｂにはプランジャー５１が挿通される。バランサー６３はプランジャー５１に沿って上下方向に移動可能となっている。

感熱部５０のプランジャー５１をバランサー６３の穴６３Ｂを挿通させてスライダー６２の牝ネジ６２Ｂと牡ネジ５１Ｃを螺合させると、スライダー６２の斜面部６２Ａとバランサー６３の斜面部６３Ａによりボール６１が外側へ押し出されるのでフレーム２の内フランジ２１にボール６１を係止することができる。

火災時には感熱部５０の低融点合金５３が溶融してシリンダー５２の空間５７Ｂに流出することでバランサー６３がシリンダー５２側に移動可能になる。ボール６１はスライダー６２によって付勢されており、ボール６１がバランサー６３の斜面部６３Ａを押圧する。この押圧力によりバランサー６３はシリンダー５２側に移動してボール６１が内側へ移動する。これによりボール６１とフレーム２の内フランジ２１との係合が解除され、ボール保持機構６０は感熱部５０とともに脱落する。

〔皿バネ７０〕
ボール保持機構６０と弁体３の間には、皿バネ７０とセットピン８０が設けられる。
皿バネ７０の外周縁はボール保持機構６０のスライダー６２の上面に載置される。中心穴にはセットピン８０が挿通され、セットピン８０の頭部８１が弁体３の凹部３２に挿通され弁体３を弁座１６側に押圧する。

皿バネ７０の形状は、少なくとも無負荷の状態で外周縁に対して内周縁が上方に突出する傘状に形成されている。このような皿バネ７０としては、例えば特許文献１に記載されているものと同一のものを使用することができる。皿バネ７０は、弁体３を弁座１６側に付勢しているとともにスライダー６２を図中下方へ付勢している。

〔セットピン８０〕
セットピン８０は、弁体３側が頭部８１となっており、ボール保持機構６０側が頭部８１の外径よりも小径である脚部８２となっている。頭部８１は弁体３の凹部３２に挿入されている。頭部８１の外径は凹部３２の内径よりも僅かに小径となっており、頭部８１の先端は球面形状をしている。

脚部８２は棒状であり、プランジャー５１の筒内に固定せずに挿通されている。したがって脚部８２の外径はプランジャー５１の内周径よりも小さい。脚部８２の先端部は先細りのテーパー部８２Ａとなっており、感熱分解部５が分解作動するときにプランジャー５１の内周部と脚部８２の先端が干渉することを防止している。

頭部８１と脚部８２の間には段部８３が形成されている。段部８３の外径は皿バネ７０の中心穴径よりも僅かに小径であり、段部８３には皿バネ７０が挿通され、段部８３の外周面には皿バネ７０の内周部が遊び無く係止する。段部８３と頭部８１の間の平面８４には皿バネ７０の内周縁が当接しており、皿バネ７０の荷重は平面８４を介して頭部８１から弁体３に付与される。

〔スプリンクラーヘッドＳＨの動作〕
続いて本実施形態のスプリンクラーヘッドＳＨの動作について図２を参照して説明する。

図２（ａ）に示すようにスプリンクラーヘッドＳＨは図示しない給水配管に接続されており、ノズル１１内は充水状態にある。弁体３とボール保持機構６０の間に設置された皿バネ７０は、セットピン８０の頭部８１を介して弁体３を弁座１６側に付勢しているとともにスライダー６２を図中下方へ付勢している。

火災が発生すると火災の熱気流をヒートコレクター５５、５６が吸収してシリンダー５２内の低融点合金５３に熱を伝える。これにより低融点合金５３は溶融してシリンダー５２の内周部とプランジャー５１のフランジ部５１Ａの外周部の隙間からシリンダー５２の開口側の空間５７Ｂへ流出する。低融点合金５３が流出することでバランサー６３はシリンダー５２側に移動可能になる。

ボール６１には皿バネ７０によって付勢されたスライダー６２と内フランジ２１との接触部によりスプリンクラーヘッドの中心側へ移動する力が作用していることから、ボール６１はバランサー６３の斜面部６３Ａを押圧する。この押圧力によりバランサー６３はシリンダー５２側（図中下方）に移動してボール６１が内側へ移動する（図２（ｂ）参照）。これによりボール６１とフレーム２の内フランジ２１との係合が解除され、ボール保持機構６０は感熱部５０とともに脱落する（図２（ｃ）参照）。

ボール６１が中心側への移動を開始してボール保持機構６０が脱落するまでの間、皿バネ７０の内周部と内周縁とに係止して付勢を受けているセットピン８０が弁体３を弁座１６側に押圧しており、弁体３の閉止状態を維持している。図２（ｂ）に示すようにボール保持機構６０が傾きながら動作した場合、皿バネ７０およびセットピン８０も傾いてしまうが、このような傾いた状態となってもセットピン８０の頭部８１が球面形状をしているのでセットピン８０と係合している皿バネ７０の荷重を頭部８１を介して弁体３に均一に付与することができることから、ボール保持機構６０が脱落するまでの間、弁体３の閉止状態を維持することができる。

また、ボール保持機構６０が傾くことでセットピン８０の脚部８２の先端が、プランジャー５１の内周部と干渉してスムーズに抜けないおそれがあるが、テーパー部８２Ａを設けたことによりこれを防止してボール保持機構６０が脱落するまでの動作をスムーズに行うことができる。

ボール保持機構６０の脱落に続き、皿バネ７０、セットピン８０も脱落する。そして弁体３も弁座１６から離れて降下しノズル１１内の水が放出される。またコイルバネ４４によって付勢されていたガイドリング４３が下方に移動してフレーム２の内フランジ２１に係止される。弁体３の降下とともに弁体３に接続しているデフレクター４１、ピン４２も下方に移動するが、ピン４２のフランジ４２Ａがガイドリング４３に係止されると、その場でデフレクター４１が吊るされた状態に維持される。

ノズルから放出された水は、弁体３およびデフレクター４１に衝突して四方へ散布され、火災を消火する。以上のようにして本実施形態のスプリンクラーヘッドＳＨは火災を感知して消火する。

１本体
２フレーム
３弁体
４散水部
５感熱分解部
１１ノズル
３２凹部
３３筒部
４１デフレクター
４２ピン
４３ガイドリング
５０感熱部
５１プランジャー
５２シリンダー
５３低融点合金
５４断熱材
５５、５６ヒートコレクター
５７キャップ
６０ボール保持機構
６１ボール
６２スライダー
６３バランサー
７０皿バネ
８０セットピン
８１頭部
８２脚部
８３段部

Claims

中空状であり内部がノズルとなっている本体と、
ノズルの出口を閉塞している弁体と、
弁体を保持しており火災時には火災の熱により分解してスプリンクラーヘッドの弁体を開放する感熱分解部が本体と係止されており、
感熱分解部には低融点合金が収容されている有底円筒形状のシリンダーと、
低融点合金の表面に接しておりシリンダー内に挿入されているプランジャーとを備えており、
プランジャーは常時において低融点合金をシリンダーの底面側に押圧している構造であり、
シリンダー内部には段部が形成されており、前記段部より底面側に低融点合金を収容し、
前記段部より開口側の外周部にヒートコレクターを接続させ、
シリンダーにおける前記段部よりも開口側に衝撃吸収部を設置したことを特徴としたスプリンクラーヘッド。
シリンダーの側面部の厚さよりもヒートコレクターの厚さを薄くした請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
ヒートコレクターの下端面はシリンダーの開口端よりも下方へ突出して設置される請求項１または請求項２記載のスプリンクラーヘッド。
プランジャーはシリンダー内部の前記段部よりも底面側に設置される請求項１〜請求項３の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
シリンダー内部の前記段部よりも開口側にリング状のキャップが設置される請求項１〜請求項４の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
シリンダーの開口が下方側に設置されている請求項１〜請求項５の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
シリンダーにおける前記段部よりも開口側の内径は、底面側の内径よりも大きい請求項１〜請求項６の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。