JP6378934B2 - スプリンクラーヘッド - Google Patents

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建物内の天井や壁面に設置され、本体の一端には給水源に続いたノズルを有しており、ノズルは弁体により封止されている。弁体は本体の他端側に配置された感熱分解部によって支持されており、火災が発生すると感熱分解部が分解作動して弁体がノズルから離れてノズル内から水が放出される。ノズルから放出された水はノズルの出口側の延長上に設けられたデフレクターに衝突して四方へ飛散して火災を消火する。

上記のスプリンクラーヘッドの一例としてフレームヨーク型のスプリンクラーヘッドがある（例えば、特許文献１参照）。図９に示すフレームヨーク型のスプリンクラーヘッド１００の本体１０１は、内部がノズル１０２となっている。ノズル１０２の出口付近には２本の湾曲したアーム１０３が設置されており、アーム１０３はノズル１０２の延長上で連結し、その連結部Ｂにはデフレクター１０４が設置されている。

ノズル１０２は円盤状の弁１０５によって封止されており、弁１０５とアーム１０３の連結部の間には感熱分解部１０６が設置されている。弁１０５のノズル側の面にはシール部材として銅製のパッキン１０７が設置されている。

上記のフレームヨーク型スプリンクラーヘッドでは、しばしばロッジメントが問題となる。ロッジメントとはスプリンクラーヘッドの作動時に弁や感熱分解部の構成部品が、ノズルからの水流によってデフレクターやアームの連結部に係留されてしまう現象である。

ロッジメントが発生すると係留された部品が散水の妨げとなり正規の散水パターンが得られずに散水分布に偏りが生じてしまう。そのため従来のフレームヨーク型スプリンクラーヘッドでは様々なロッジメント対策が施されてきた（例えば、特許文献２、３参照。）。

特開平１１−１２３２５０号公報 実開昭６１−１５１７５０号公報 実開昭６３−１２２４５２号公報

上記のフレームヨーク型スプリンクラーヘッド（以下、「スプリンクラーヘッド」という）は、建物内のスプリンクラー設備に用いられる他に、駐車場に設置される泡消火設備の感知ヘッドとしても用いられている。駐車場に設置されたスプリンクラーヘッドは常に自動車の排気ガスに曝されており、排気ガスに含まれる化学成分が銅製のパッキンを劣化させるおそれがある。

また、建物内に設置されるスプリンクラー設備においても、環境問題や省資源化への対応として、スプリンクラー設備に用いる消火水を中水や地下水等にする動きがあり、水質の変化・多様化によって従来よりも銅パッキンが劣化しやすい状況にある。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、駐車場での使用や配管内の消火水の性質に影響されにくいシール部材を用いるとともに、ロッジメントを防止可能な作動信頼性に優れた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。
すなわち、ノズルを有する本体と、ノズル出口から放水方向へ延出されたアームと、アームの先端に設置されたデフレクターと、ノズル出口を閉塞する弁と、デフレクターと弁の間に設置され、常時は弁を閉止位置に保持しており火災の熱により分解作動する感熱分解部とを備えており、弁のノズル出口接触面には樹脂シートが貼付され、弁を保持可能な開口および本体に係合可能な脚を有するハンガーを設けたスプリンクラーヘッドである。

これによれば、シール部材を従来の銅パッキンから樹脂シートに替えたことで多様な水質に対しても腐食や劣化を防ぎ長期間シール性能を維持することができる。また、弁にハンガーを設置してハンガーの脚を本体と係合させたことでスプリンクラーヘッドの作動時にノズル内の水の圧力によって弁が開放すると、脚の本体との係合位置を支点として弁体が回転移動する。その回転移動によって弁をノズルの水流から遠ざけながらスプリンクラーヘッドの外部に放出するのでロッジメントを防止することができる。

加えて、ハンガーの開口に弁を係合させたことでスプリンクラーヘッドの作動時に弁体とハンガーが一体に動作して、動作の途中で外れないように構成している。また、ハンガーの外縁には脚以外の突出部を設けていない。これによりハンガーがデフレクターや本体のアームに引っかかることを防止している。

さらに、弁とハンガーとを弁の樹脂シート貼付面から離間した位置で係合させると、ハンガーを弁体に係合するときにハンガーによって樹脂シートに傷が付くことを防止できる。具体的な構成として、弁の側面に形成した溝とハンガーの開口の縁を差し込んで係合させることができる。

開口に段を設けると、ハンガーの内側に形成した開口の縁に弁の溝を差し込むことができる。また、弁の差込み部付近に弁の溝径よりも狭い括れ部を形成すると、弁を開口の内側に保持して弁の移動を阻止することができる。

以上説明したように本発明によれば、駐車場での使用や配管内の水の性質に影響されにくいシール部材を用いてシール性能の劣化を防ぐとともに、ロッジメントを防止可能な作動信頼性に優れたスプリンクラーヘッドを実現できる。

本発明のスプリンクラーヘッドの正面図 図１のＸ−Ｘ断面図 図１のＹ−Ｙ断面図（感熱分解部は省略） （ａ）ハンガーの平面図、（ｂ）ハンガーの側面図、（ｃ）弁を設置したハンガーの側面図 弁を設置する前のハンガーの斜視図 弁を設置した後のハンガーの斜視図 スプリンクラーヘッドの作動時の弁およびハンガーの動作を示す図 スプリンクラーヘッドの散水時の断面図 従来のスプリンクラーヘッドの断面図

本発明のスプリンクラーヘッドＳは本体１、デフレクター２、弁３、ハンガー４、感熱分解部５から構成される。

本体１は筒状であり内部にノズル１１を有する。本体１の外部は牡ネジ１２が形成されており、牡ネジ１２は消火設備配管Ｐの牝ネジと螺合する（図１参照）。ノズル１１の内部にはノズルチップ１１Ａが設置されている。ノズル１１から放出される水量はノズルチップ１１Ａに穿設されたオリフィス１１Ｂの穴径により調整される。

ノズル１１の出口側の端部には弁座１３が形成されている。弁座１３はノズル１１側に凹んだ凹部として形成されている。

本体１には、弁座１３の近傍からノズル１１から放出される水の放出方向に伸びる２本のアーム１４、１４が設置されている。アーム１４、１４は弁座１３の近傍から湾曲して伸長してノズル１１の中心軸の延長上で連結しており、連結部分はボス１５となっている。ボス１５の内部はノズル１１の中心軸上に形成された牝ネジ１６を有する。牝ネジ１６にはネジ頭の無い止めネジ１７が螺合される。

本体１の弁座１３付近の外周面には、後述するハンガー４の脚４２が係合される段部１８が形成されている。段部１８は２本のアーム１４から離れた位置に設けられている。

デフレクター２は、ボス１５の先端に設置される。デフレクター２は円盤状をしており、周縁部には波状に連続する爪２１が形成されている。

弁３は円盤状であり、ノズル１１側の面にはシール部材として樹脂シート３１が設置されている。本実施形態ではフッ素樹脂性のシートを接着剤で弁体３に貼り付けて弁体３と一体に構成している。

弁３の樹脂シート３１が貼付された側と反対側の面には感熱分解部５の支柱５１が係止されるライン状の溝３２が刻設されている。また、弁体３の側面には溝３３が刻設されており、溝３３はハンガー４の開口４１と係合される。

ハンガー４は金属の薄板から形成される。ハンガー４は弁３を係止する開口４１と、ハンガー４の外縁から延出して形成された脚４２を有する。ハンガー４は中間部分の屈曲部４３で折り曲げられて段４３Ａが形成されおり、段４３Ａにより開口４１が形成された開口面４４と脚４２とに区切られている。

図４（ａ）に示す開口４１は略Ｄ字型をしており、図中において屈曲部４３の縁が直線部分４１１であり、直線部分４１１の右側が曲線部分４１Ａとなっている。直線部分４１１と曲線部分４１Ａの間には段４３Ａが形成されており、直線部分４１１と曲線部分４１Ａの間には段差がある。この段４３Ａから開口４１の内側に弁３の溝３３を差込むことができる。

曲線部分４１Ａの径は弁体３の溝３３の幅Ｗよりも僅かに大径となっている。また、直線部分４１１の長さＬは曲線部分４１Ａの径寸法Ｄよりも大きい。また、段４３Ａと曲線部分４１Ａとの間にはテーパー４１Ｂが付けられており、弁３の溝３３と開口４１の縁がスムーズに係合できるように構成している。

さらに、図４（ａ）や図５に示すように、テーパー４１Ｂと曲線部分４１Ａの境を若干内側に突出させて括れ部４１Ｃを設けると、曲線部分４１Ａに弁３を保持させた後に開口４１の内側に弁３を保持することができる。括れ部４１Ｃの幅は弁３の溝３３の径よりも僅かに狭く形成されており、弁３が括れ部４１Ｃを通過する際には開口部４４が弾性変形して弁３が開口４１に差し込まれる。

脚４２は開口面４４に対して略９０°屈曲して形成されている。脚４２は弁３が開口４１に差し込まれた後に折り曲げられる。具体的には図４（ｂ）に示すように弁３が開口４１に差し込まれる前の段階では、脚４２と開口面４４とは屈曲部４３の段４３Ａを境にして平行に形成されている。

図４（ｃ）は、開口４１に弁３を差し込んだ後に脚４２を折り曲げた状態である。これにより、図４（ｂ）の状態においては、屈曲部４３の段４３Ａによって脚４２と開口面４４が段違いになっていることで脚４２の下方を通過して弁３の溝３３と開口４１の縁を係合させることができる。脚４２を折り曲げた図４（ｃ）の状態では脚４２がストッパーとなり、弁３が開口４１から外れないように構成している。

脚４２の先端には本体１の段部１８との係合部４５が設けられている。係合部４５はＴ字形状となっており、本体１の段部１８と係合する。

感熱分解部５は、支柱５１、天秤５２、レバー５３、シリンダー５４、プランジャー５５、低融点合金５６、集熱板５７から構成される。感熱分解部５については実公昭４２−１６５５３号や、特開平１１−１２３２５０号に詳細な説明が記載されているのでここでの説明は省略する。

続いて、本発明のスプリンクラーヘッドの作動について説明する。

スプリンクラーヘッドＳは、天井または屋根の付近に敷設された給水配管Ｐに接続されている。給水配管Ｐは図示しない給水源と接続されており、その内部には水が充填されている。

火災が発生すると、感熱分解部５の低融点合金５６が溶融して感熱分解部５が分解作動する。それにより弁３は感熱分解部５の支持から開放され、ノズル１１内部に充填されている水の圧力によって弁座１３から離れる。

弁３と係合しているハンガー４の脚４２は、本体１の段部１８と係合しており、弁３およびハンガー４は段部１８を支点として回転動作をする（図７参照）。この回転動作によってノズル１１から放出される水の流れに対して弁３およびハンガー４を遠ざけることができる。

弁３とハンガー４は所定の位置まで回転動作すると、段部１８と脚４２の係合が外れて弁３およびハンガー４は本体１から脱落する。これにより弁３およびハンガー４がデフレクター２やアーム１４に係留されずにノズル１１から放出される水がデフレクター２に衝突して四方に飛散され、火災が消し止められる。

上記実施形態の変形例として、スプリンクラーヘッドの作動時に弁３とハンガー４が一体に動作できれば、弁３とハンガー４の係合構造は先に説明した差込み構造に限らず、嵌合や螺合、接着剤による接合等を用いてもよい。

上記では放水方向が上向きのスプリンクラーヘッドについて説明したが、放水方向が下方や水平方向のスプリンクラーヘッドにも適用可能である。また本願発明は、上記に説明したスプリンクラー設備に設置されるスプリンクラーヘッドの他に、泡消火設備の感知ヘッドや閉鎖型泡ヘッドにも適用可能である。

１ 本体
１１ ノズル
１３ 弁座
１４ アーム
１８ 段部
２ デフレクター
３ 弁
３１ 樹脂シート
３２ 溝
３３ 側面の溝
４ ハンガー
４１ 開口
４２ 脚
５ 感熱分解部

Claims (5)

1. ノズルを有する本体と、
   ノズル出口から放水方向へ延出されたアームと、
   アームの先端に設置されたデフレクターと、
   ノズル出口を閉塞する弁と、
   デフレクターと弁の間に設置され、常時は弁を閉止位置に保持しており火災の熱により分解作動する感熱分解部とを備えており、
   弁のノズル出口との接触面には樹脂シートが貼付され、
   一端側の平面の内側に設置した開口には段が設けられており、他端側は本体に係合可能な脚を有するハンガーが設けられ、
   開口は弁の側面を保持可能であり、段から開口の内側に弁を差し込み可能であることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
2. ハンガーの開口と弁は、弁のシート貼付面から離間した位置で係合している請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
3. 開口の形状は略Ｄ字型であり直線部分と曲線部分を有しており、直線部分と曲線部分の間には段が設置されており、直線部分の長さは曲線部分の径寸法よりも大きい請求項１または請求項２記載のスプリンクラーヘッド。
4. 弁の側面には溝が形成されており、その溝がハンガーの開口の縁に差し込まれて係合している請求項１〜請求項３何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
5. ハンガーの開口において、弁の差込み部付近に弁の溝径よりも狭い括れ部を有する請求項４記載のスプリンクラーヘッド。

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