JPH09308704A - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のスプリンクラーヘッドは外的衝撃に遭
遇すると、感熱分解部分がずれたり破壊したりして、漏
水や暴発の発生しやすいものであった。本発明は外的衝
撃に強く、しかもゴミやホコリ等が付着しにくいという
スプリンクラーヘッドを提供することにある。 【解決手段】 弁体４を保持する感熱分解部分６が内方
または外方に開閉するコレット１８からなり、コレット
１８の環状の突出部１９がフレーム３の環状溝１２に係
合していて、コレットの開閉を低融点合金２５が拘束し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災発生時に水を
散布して消火を行うスプリンクラーヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】スプリンクラーヘッドは、本体の弁座に
弁体が水密状態に設置されており、該弁体を感熱分解部
分が保持していて、火災が発生すると、火災の異常高温
で感熱分解部分が分解し、感熱分解部分で保持されてい
た弁体が落下することにより、弁座が開放されて水が散
布されるものである。該感熱分解部分は、火災が発生し
たときに感熱分解部分の中の低融点合金が溶融し、低融
点合金で支えていた感熱分解部分の構成部材が少し移動
することにより完全に分解するように精密に組み立てら
れている。

【０００３】ところでスプリンクラーヘッドは建物が建
てられたときに天井に取り付けられ、火災が発生しない
かぎり、建物が古くなって取り壊されるまで取り付けら
れたままとなる。従って、スプリンクラーヘッドの弁座
は長年月弁体で水密状態を保つように押圧されている。
また、スプリンクラーヘッドを取り付ける配管には常時
約１０Kgf/cm²の水圧がかかった水が充填されているた
め、スプリンクラーヘッドの弁体はこの水圧に耐えて漏
水させないように、相当に強い力で弁座を押圧しなけれ
ばならない。このように弁体に強い力をかけることは、
弁体を保持する感熱分解部分にも強い力が掛かるように
なる。しかしながら、感熱分解部分は前述のように精密
に組み立てられたものであり、長年月間強い力が掛かっ
た状態を続けているとクリープ現象により、構成部材が
変形したり組み立て部分がずれたりして、弁座を押圧す
る弁体の押圧力が弱まって漏水してしまうようになる。

【０００４】そこでスプリンクラーヘッドでは、弁体を
押圧する大きな力を減少させる手段を講じて小さい力が
感熱分解部分に掛かるようにしてある。その力の減少手
段とは、梃子の原理を応用したものである。つまり梃子
は一方の作用点と支点との距離に該作用点にかかる力を
かけたものが、他方の作用点と支点との距離に該作用点
にかかる力をかけたものと等しくなるようになってい
る。

【０００５】従来のスプリンクラーヘッドにおける梃子
の応用部分は、特公昭５８３６９８５号のように平板を
屈曲させた一対のレバーであった。該レバーは、断面が
釣り針状をした平板であり、レバーの屈曲した頂部が作
用点となり、ここに弁体を押圧する大きな力がそのまま
掛かっており、釣り針の針側となる短い足の先端が支点
となっている。そして釣り針の糸を結ぶ側となる長い足
の先端がもう一方の作用点となっており、支点と該作用
点の距離は前述短い脚の作用点と支点間よりも長くなっ
ている。従って、長い足の先端にかかる力、つまり感熱
分解部分にかかる力は小さい力で済むようになってい
る。

【０００６】従来のスプリンクラーヘッドでは、このレ
バーを一対使用することにより、両方のレバーの頂部に
弁体を押圧する強い力が均等にかかるようになってい
た。

【０００７】ところでスプリンクラーヘッドを取り付け
た部屋や廊下を人が長い物を持って歩いたり、子供が物
を投げて遊んだりすると、長い物や投げられた物がスプ
リンクラーヘッドに当たってしまうことがある。スプリ
ンクラーヘッドに物が当たる（外的衝撃という）と、精
度よく組み立てられた感熱分解部分の組み立て部分がず
れたり、破壊されたりする。このように外的衝撃で感熱
分解部分に異変が生ずると弁座を押圧する弁体の力が弱
くなって漏水したり、完全に弁体が外れて水が散布され
たりするという暴発事故を起こしてしまう。

【０００８】火災発生時に弁体が開放されて水が散布さ
れるのは消火のためであり、それにともなって室内の事
務機、重要書類、家具、敷物等が水濡れするのはやむお
えないことであるが、火災発生でないにもかかわらずス
プリンクラーヘッドの漏れや暴発で室内に置かれた物が
水濡れするのは大変な水損となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のスプリンクラー
ヘッドは少しの外的衝撃でも感熱分解部分に異変を生じ
やすく、水損事故を起こしてしまうものであった。また
従来のスプリンクラーヘッドは、長年月経過するうちに
感熱分解部分にゴミやホコリが付着して、作動性を悪く
するものでもあった。つまり感熱分解部分にゴミやホコ
リが付着すると、これらが空気中の水分を吸湿して、感
熱分解部分の構成部材に腐食生成物を発生させてしま
う。腐食生成物は、金属の滑りを妨げるため、腐食生成
物が発生したスプリンクラーヘッドでは、火災発生時に
感熱分解部分の構成部材の移動が悪くなって感熱分解部
分が完全に分解できなくなり充分な散水状態を得ること
ができなくなる恐れがある。

【００１０】本発明は、外的衝撃に対して感熱分解部分
がずれたり破壊したりすることがないばかりでなく、天
井に取り付け後、長年月経過してもゴミやホコリが付着
しにくく火災時に完全に作動するという信頼性に優れた
スプリンクラーヘッドを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のス
プリンクラーヘッドが外的衝撃に弱く、また感熱分解部
分にゴミやホコリが付着しやすい原因について鋭意検討
を加えた結果、外的衝撃に弱いのは独立したレバーを一
対使用しているために、たとえば片方のレバーに外的衝
撃が加わると、一対のレバーのバランスが崩れてレバー
が簡単にずれたり外れたりしてしまうものであり、また
感熱分解部分にゴミやホコリが付着しやすいのは、板状
のレバーの周囲が開放状態となっているためであること
が判明した。

【００１２】そこで本発明者らは、レバーとなるものが
それぞれ独立したものでなく、一体となっていれば全体
が強靱となり、またレバー周囲に開放部分がなくなれ
ば、ゴミやホコリが侵入しにくくなることに着目して本
発明を完成させた。

【００１３】本発明は、平時弁体が弁座を閉塞している
スプリンクラーヘッドにおいて、端部を外方に開くかま
たは内方に閉めることのできるコレットがスプリンクラ
ーヘッドの構成部に係合されており、弁体はコレットで
保持されていて、しかもコレットの開閉が低融点合金で
拘束されていることを特徴とするスプリンクラーヘッド
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に使用するコレットは円筒
状であり、端部が内方に閉まるか、或は外方に開くこと
のできるものである。コレットの端部を内方に閉めたり
外方に開かせるには、コレットの端部から縦方に複数の
スリットを付したり、或は縦方に複数の折畳み部を形成
したりすることにより可能となる。またコレットは内方
にバネ付勢されていたり、外方にバネ付勢されたもので
あると、作動時に該バネ付勢でコレットの作動をさらに
確実にすることができるようになる。

【００１５】本発明でコレットをスプリンクラーヘッド
に係合させる構成部とは、フレームやノズル等である。

【００１６】本発明は、弁体が弁座を水密状態で設置さ
れたスプリンクラーヘッド、たとえば平時デフレクター
がスプリンクラーヘッドの内部に収納されていて火災発
生時に一定距離だけ落下するフラッシュ型、椀状の本体
に多数の穴が穿設されたマルチ型、本体の下部にデフレ
クターが吊設されたフレームヨーク型等に適応できる。

【００１７】

【実施例】以下図面に基づいて本発明を説明する。図１
は本発明のスプリンクラーヘッドのうちのフラッシュ型
スプリンクラーヘッドの正面断面図、図２は同作動途中
の正面断面図、図３は同作動終了後の状態を説明する正
面断面図、図４はフレームヨーク型スプリンクラーヘッ
ドの正面断面図、図５は同作動途中の正面断面図、図６
は同作動終了後の状態を説明する正面断面図である。

【００１８】先ず図１〜３に示すフラッシュ型スプリン
クラーヘッドについて説明する。

【００１９】フラッシュ型スプリンクラーヘッド１は、
本体２、フレーム３、弁体４、デフレクター５、感熱分
解部分６から構成されている。

【００２０】本体２は、中央にノズル７が穿設されてお
り、その下部は弁座８となっている。本体１の外部には
図示しない配管に取り付けるための牡ネジ９が螺設され
ていて、下部にはフランジ１０が形成されている。

【００２１】フレーム３は円筒状で、上部に牡ネジが螺
設されていて該牡ネジが前述本体２のフランジ１０に螺
合されており、下部には内方フランジ１１が形成されて
いる。またフレーム３の内側には環状溝１２が刻設され
ている。

【００２２】弁体４は下面中央に突起１３が形成されて
おり、平時は上面が本体の弁座８を水密状態で閉塞して
いる。

【００２３】デフレクター５は、周囲に多数の羽根を有
する円盤状であり、中央に穴１４が穿設されていて、該
穴には弁体の下面突起１３が挿入固定されている。また
デフレクター５の周囲には複数の摺動孔が穿設されてお
り、該摺動孔には吊設脚１５が摺動自在に挿通されてい
る。吊設脚１５の下部には摺動孔よりも太径の係止部が
形成されており、また吊設脚１５の上部はリング１６に
固定されている。リング１６の上には平時つる巻バネ１
７が圧縮状態で設置されている。リング１６の外径はフ
レーム３の内径よりも小さく、しかるにフレーム３の内
方フランジ１１の内径よりも大きくなっている。

【００２４】感熱分解部分６は弁体の力を受ける部分に
コレット１８が設置されている。フラッシュ型スプリン
クラーヘッドに使用するコレットは、図７に示すように
壺状で下部が細く、上方中間部が環状の突出部１９とな
っており、上端部が狭まっている。またコレットには図
７に示すように上端部から下方に複数のスリット２０…
が形成されている。フラッシュ型スプリンクラーヘッド
に使用するコレットは常時上端部が内方へ狭まるような
バネ付勢となっている。

【００２５】なお、コレットは、端部が開閉する構造で
あれば実施例のようなスリットに限らず如何なるもので
も採用できる。たとえば図８に示すように上端部から縦
方に複数の折畳み部２１が形成されたものでもよい。

【００２６】コレット１８は、平時フレーム３内に収納
されており、コレット１８の突出部１９がフレーム内側
の環状溝１２と係合している。

【００２７】コレット１８の底面には穴２２が穿設され
ており、該穴には断熱材２３を介してシリンダー２４が
嵌合されている。シリンダー２４内には低融点合金２５
が充填されており、その上にはプランジャー２６が載置
されている。またシリンダー２４の下部には複数の集熱
板２７、２７が取り付けられている。

【００２８】コレット１８の内部には、コレット上端部
の内径よりも太径で皿状のリリースプレート２８がコレ
ットの内側上端部を押圧した状態で設置されている。

【００２９】リリースプレート２８の下面中央には棒状
のセットスクリュウ２９が螺合されており、該セットス
クリュウの下端がプランジャー２６を押圧している。

【００３０】リリースプレート２８の上面には板バネ３
０を介してサドル３１が載置されており、サドルの上面
を弁体４の下面突起１３が押圧している。

【００３１】上記構造のフラッシュ型スプリンクラーヘ
ッドは、平時は図１に示すように弁体４が弁座８を閉塞
しており、弁体４に固定されたデフレクター５は弁体４
とともに上方に位置している。またリング１６はデフレ
クター５の上に載置されていてデフレクター５よりも上
方に位置しており、上部がつる巻バネ１７で下方に押圧
されている。

【００３２】弁体４の下面突起１３はサドル３１の上面
に載置されており、サドル３１は下面周縁がコレット１
８の上端部に載置されているとともに、板バネ３０を介
してリリースプレート２８の上にも載置されている。

【００３３】リリースプレート２８は、上面周縁がコレ
ット１８の上部周縁を押圧しており、リリースプレート
２８のセットスクリュウ２９はコレットの底面に嵌合さ
れたシリンダー２４のプランジャー２６を押圧してい
る。

【００３４】この状態では、コレット１８は上端部が内
方にバネ付勢され、しかもコレットの上端部にサドル３
１が載置されてコレット上端部を下方に押圧しているた
め、コレット１８の上端部は内方に狭まる力が働いてい
るが、リリースプレート２８がコレットの内側上端部を
押圧していてコレット上端部が内方に狭まるのを阻止し
ている。

【００３５】コレット１８の底面に嵌合されたシリンダ
ー２４内の低融点合金２５はプランジャー２６を介して
セットスクリュウ２９で押圧されているが、この押圧力
はリリースプレート２８の下方へ押す力とサドル３１間
に設置された板バネ３０の総合力となっている。

【００３６】続いて実施例のフラッシュ型スプリンクラ
ーヘッドにおける作動状態を説明する。火災が発生する
と、その異常高温を集熱板２７、２７が集熱し、シリン
ダー２４内の低融点合金２５に伝播する。低融点合金は
溶融温度（一般には７２℃或は９６℃）になると溶融す
るが、プランジャー２６を介してセットスクリュウ２９
で押されているため、溶融した低融点合金２５は、図２
に示すようにシリンダー２４とプランジャー２６の間隙
から流出する。するとプランジャー２６がシリンダー２
４内に没入するため、プランジャーを押圧していたセッ
トスクリュウ２９とリリースプレート２８が下方に移動
する。そのためリリースプレート２８で内方に狭まるこ
とを阻止されていたコレット１８は上端部が内方に狭ま
り、コレット１８の屈曲部１９の外径が細くなる。

【００３７】平時、コレット１８の突出部１９は広がっ
た状態でフレーム３の環状溝１２と係合しているもので
あるが、コレット１８の突出部１９の外径が狭くなる
と、環状溝１２との係合が解け離脱する。

【００３８】コレット１８の上端には板バネ３０、サド
ル３１、弁体４、リング１６、つる巻バネ１７等が順次
載置されており、コレット１８が環状溝から離脱する
と、配管内の水圧とつる巻バネ１７のバネ力でこれらが
全て下方に落下させられる。

【００３９】この落下時にコレット１８、板バネ３０、
サドル３１はフレーム３の内方フランジ１１を通り抜け
て下方に落下するが、リング１６は内方フランジ１１の
内径よりも太径となっているため、図３に示すように内
方フランジ１１に引っ掛かって落下が停止する。

【００４０】また弁座８を開放した弁体４はデフレクタ
ー５とともに落下するが、デフレクター５はリング１６
に固定された摺動脚１５に沿って落下し、摺動脚の係止
部で係止されてデフレクターの落下がここで停止する。

【００４１】弁体４が落下すると図３に示すように弁座
が開放される。すると水がノズル７から噴出し、摺動脚
で吊設されたデフレクター５に当たって四方に分散され
消火が行われる。

【００４２】次に別の実施例であるフレームヨーク型ス
プリンクラーヘッドを図４〜６に基づいて説明する。

【００４３】フレームヨーク型スプリンクラーヘッド４
０は、本体４１、デフレクター４２、弁体４３、感熱分
解部分４４から構成されている。

【００４４】本体４１は中央にノズル４５が穿設されて
おり、ノズルの上部外側には図示しない配管に取り付け
るための牡ネジ４６が螺設されている。牡ネジ４６の下
部からは湾曲した１本のフレームヨーク４７が突出して
いる。従来のフレームヨーク型スプリンクラーヘッドは
ノズル下部とフレームヨーク下部間で強い力のかかった
感熱分解部分を保持する構造であったため、フレームヨ
ークが２本必要であった。しかしながらフレームヨーク
は散水時、散水状態に影響を及ぼすため、フレームヨー
クはなるべく少なく、また細い方が好ましいものであ
る。本発明のフレームヨーク型スプリンクラーヘッドは
感熱分解部分をノズル下部とフレームヨーク間で保持し
なくとも済むためフレームヨークは１本にし、しかも従
来のものよりも細くすることができる。ノズル４５の下
部内側には環状溝４８が刻設されており、その上方には
蟻溝が刻設されていて、該蟻溝にはＯリング４９が嵌合
されている。

【００４５】デフレクター４２、４２は周縁に多数の羽
根を有する円盤状であり、前述フレームヨーク４７の下
部に２枚取り付けられている。

【００４６】弁体４３は、外径が前述ノズル４５の内径
よりも極僅かだけ小さい径の円柱状であり、前述ノズル
内に嵌合されたＯリング４９と一致したところに位置し
ている。

【００４７】感熱分解部分４４は、コレット５０、シリ
ンダー５１、プランジャー５２、低融点合金５３、等か
ら構成されている。

【００４８】実施例のフレームヨーク型スプリンクラー
ヘッドに使用するコレットは、図９に示すように有底筒
状で、底面に穴５４が穿設されており、端部にはフラン
ジ５５が形成され、また略中間部には環状の突出部５６
が形成されていて、しかもフランジ５５から縦方に複数
のスリット５７…が付されている。ここに使用するコレ
ットは、内方に閉まろうとするバネ付勢がなされている
ものである。

【００４９】シリンダー５１は、底面外側が円錐台形部
５８となっており、その中央に穴５９が穿設されてい
る。シリンダー５１は円錐台形部５８が前述コレットの
フランジ５５と接した状態で設置されている。

【００５０】プランジャー５２は、上部にネジが螺設さ
れ、下部にはフランジ６０が形成されていて、上部がコ
レットの穴５４を通して弁体４３の下面に螺合されてお
り、下部はシリンダー５１の穴５９を通してシリンダー
内に位置している。

【００５１】低融点合金５３はシリンダー５１の底面と
プランジャー５２のフランジ６０間に充填されている。

【００５２】高圧水の配管に取り付けられたスプリンク
ラーヘッドでは、弁体が平時約１０Kgf/cm²の力で押圧
されている。従って、図示しない配管に取り付けられた
実施例のフレームヨーク型スプリンクラーヘッドは、弁
体４３に約１０Kgf/cm²の水圧がかかっており、弁体は
常時下方に押圧されている。

【００５３】しかるに弁体４３の下部にはコレット５０
が設置され、該コレットの環状突出部５６が広がった状
態でノズル４５の環状溝４８に係合しているため、弁体
４３は下方へは移動せずノズル内に留まっている。

【００５４】弁体４３に押されているコレット５０には
環状溝４８で内方に狭める力がかかっているが、コレッ
ト５０の下部のシリンダー５１の円錐台形部５８の斜面
に阻止されて内方へ狭まることができなくなっている。
またシリンダー５１は、コレット５０の端部の狭まる方
向の力で円錐台形部５８が押されて下方に移動しようと
するが、シリンダー５１の低融点合金５３を介して弁体
４３と一体となったプランジャー５２で移動が阻止され
ている。つまりコレット５０は低融点合金５３の存在で
閉まることが拘束されているものである。

【００５５】次に上記実施例のフレームヨーク型スプリ
ンクラーヘッドにおける作動状態を説明する。

【００５６】火災が発生すると、図５に示すようにシリ
ンダー５１内の低融点合金５３が溶融してシリンダー５
１とプランジャー５２のフランジ５０間から流出する。
するとコレット５０の端部はシリンダー５１の円錐台形
部５８の斜面を滑って狭まるようになる。コレット５０
の端部が狭まると中間部の環状突出部５６も径が細くな
り、ノズル４５の環状溝４８との係合が解け、弁体４３
にかかっている水圧で下方に移動させられ、ついには図
６に示すように弁体４３、コレット５０、シリンダー５
１、プランジャー５２がノズル４５から完全に落下し、
配管内の水がノズル４５から噴出する。ノズルから噴出
した水は、デフレクター４２に衝突して四方に散布され
消火が行われる。

【００５７】実施例のフレームヨーク型スプリンクラー
ヘッドは、コレット、シリンダー等がノズル内に設置さ
れているため、フレームヨークは単なるデフレクターの
設置機構である。従って、本発明のフレームヨーク型ス
プリンクラーヘッドでは、フレームヨークに噴出水以外
の力はかからないため、散水に影響を及ぼさないように
できるだけ形状を細くするとともに、従来のように２本
のフレームヨークでなく１本のフレームヨークにするこ
とができる。

【００５８】マルチ型スプリンクラーヘッドに本発明を
適用する場合は、ノズルを前述フレームヨーク型スプリ
ンクラーヘッドと同一形状にし、感熱分解部分もそれと
同一構造にすることができるため、マルチ型スプリンク
ラーヘッドについては説明を省略する。

【００５９】実施例ではコレットをスプリンクラーヘッ
ドの構成部であるフレームやノズルに係合したもので示
したが、本発明のスプリンクラーヘッドではコレットの
係合はフレームやノズルに限らず、コレットが係合でき
るスプリンクラーヘッドの構成部であれば如何なる構成
部でもよいことはいうまでもない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明のスプリンク
ラーヘッドは、弁体の力を受ける部分にコレットを使用
し、コレットとスプリンクラーヘッドの係合部分をコレ
ット全周で係合させてあるため、感熱分解部分に外的衝
撃が加わっても、感熱分解部分の組み立てがずれたり破
壊したりすることがなく、また長年月にわたって弁体に
高圧水がかかっていても、弁体からの押圧をコレット全
周で受けるため耐クリープ性も有しているという従来の
スプリンクラーヘッドにない優れた効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラッシュ型スプリンクラーヘッドの
正面断面図

【図２】本発明のフラッシュ型スプリンクラーヘッドの
作動途中の正面断面図

【図３】本発明のフラッシュ型スプリンクラーヘッドの
作動終了後の正面断面図

【図４】本発明のフレームヨーク型スプリンクラーヘッ
ドの正面断面図

【図５】本発明のフレームヨーク型スプリンクラーヘッ
ドの作動途中の正面断面図

【図６】本発明のフレームヨーク型スプリンクラーヘッ
ドの作動終了後の正面断面図

【図７】本発明のスプリンクラーヘッドに使用するコレ
ットの斜視断面図

【図８】本発明のスプリンクラーヘッドに使用する他の
形状のコレットの斜視断面図

【図９】本発明のスプリンクラーヘッドに使用する他の
形状のコレットの斜視断面図

【符号の説明】

１ フラッシュ型スプリンクラーヘッド ２ 本体 ３ フレーム ４ 弁体 ５ デフレクター ６ 感熱分解部分 １２ 環状溝 １８ コレット １９ 突出部 ２０ スリット ２４ シリンダー ２５ 低融点合金 ２６ プランジャー ２８ リリースプレート ２９ セットスクリュウ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平時弁体が弁座を閉塞しているスプリン
   クラーヘッドにおいて、端部を外方に開くかまたは内方
   に閉めることのできるコレットがスプリンクラーヘッド
   の構成部に係合されており、弁体はコレットで保持され
   ていて、しかもコレットの開閉が低融点合金で拘束され
   ていることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
2. 【請求項２】 前記コレットは、縦方に複数のスリット
   が刻設されていることを特徴とする請求項１記載のスプ
   リンクラーヘッド。
3. 【請求項３】 前記コレットは、縦方に複数の折畳み部
   が形成されていることを特徴とする請求項１記載のスプ
   リンクラーヘッド。
4. 【請求項４】 前記コレットの一端は、内方にバネ付勢
   されていることを特徴とする請求項１記載のスプリンク
   ラーヘッド。
5. 【請求項５】 前記コレットの一端は、外方にバネ付勢
   されていることを特徴とする請求項１記載のスプリンク
   ラーヘッド。
6. 【請求項６】 前記コレットが係合されるスプリンクラ
   ーヘッドの構成部は、フレームであることを特徴とする
   請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
7. 【請求項７】 前記コレットが係合されるスプリンクラ
   ーヘッドの構成部は、ノズルであることを特徴とする請
   求項１記載のスプリンクラーヘッド。