JPWO2013105241A1 - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 負圧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弁体をノズル端から引き離すための力が小さな力で済むスプリンクラーヘッドを提供する。
【解決手段】 本体１の一端に給水源に続いた配管と接続可能なノズル６を有しており、ノズル６の出口は火災の熱により分解作動する感熱分解部４により支持された弁体３によって閉塞されており、ノズル６の出口近傍に設けたバネＳは弁体３の外周部の一部をノズル６の出口から引き離す方向へ付勢しており、さらにバネＳはノズル６と弁体３の同軸状態を解除する方向へ弁体３を付勢している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、消火用のスプリンクラーヘッドに関する。

スプリンクラーヘッドは、建物内の天井面や壁面に設置され、一端に給水源に続いた配管と接続可能なノズルを有し、他端には感熱分解部が設けられている。平時において感熱作動部はノズルを閉止する弁体を支持している。

上記スプリンクラーヘッドの一例として、配管内が負圧である負圧スプリンクラー設備に対応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）。

図９に示す特許文献１のスプリンクラーヘッドは、給水配管と接続されたノズルを閉塞している「封止板」をノズル端から引き離す方向に付勢した「バネ」が設置されている。常時において「封止板」は「低融点合金」が組み込まれた感熱分解部により支持されているが、火災の熱により「低融点合金」が溶融して感熱分解部が分解作動すると「封止板」の支持が解除されて「封止板」はノズル端から開放可能となる。このときノズル内は負圧であり「封止板」はノズル端に吸着した状態であるが、前記「バネ」の付勢力によりノズル内の負圧に抗して「封止板」がノズル端から引き離され、ノズルが開放される。

特開平１１−２０６９０８号

上記のスプリンクラーヘッドは「封止板」の全周を「バネ」により付勢していたが、ノズルの径が大きくなる程「バネ」の付勢力も大きくしなければならないという問題があった。また、上記に加えてノズルから引き離された「封止板」がノズル内の負圧によって吸引され、再びノズルを閉塞することを防ぐ構成にしなければならいという問題があった。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、負圧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弁体をノズル端から引き離すための力が小さな力で済み、且つ一度ノズルから引き離された弁体がノズル内の負圧により吸引されて再びノズルを閉塞することを防止可能な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べく本発明は以下のスプリンクラーヘッドを提供する。
即ち本発明は、本体の一端に給水源に続いた配管と接続可能なノズルを有しており、ノズルの出口付近から放水方向へ延出されたフレーム部の先端に係合され火災の熱により分解作動する感熱分解部により支持された弁体によってノズルが閉塞されており、ノズル出口近傍に設けたバネは弁体をノズル出口から引き離し、さらにバネはノズルと弁体の同軸状態を解除する方向へ弁体を付勢していることを特徴とする。

上記構造のスプリンクラーヘッドは、配管の内部が負圧である負圧スプリンクラー設備に設置される。火災時の熱により感熱分解部が作動して弁体の支持が解除された際に、弁体はバネの力によりノズル出口から引き離されて開放する。さらに弁体がノズル出口より離れた状態を維持するためにノズルの軸と弁体の軸を同軸状態とさせないことで、開放した弁体が再びノズル内の負圧によって吸引され、ノズルを塞ぐことを防止する。

弁体が閉止した状態において同軸であったノズルの軸と弁体の軸は、弁体が開放するとノズルの軸と弁体の軸の同軸状態が解除される。弁体が開放した際に、ノズルと弁体が同軸の状態だとノズル内の負圧によって弁体がノズル側に吸引されやすい状態となるが、弁体が開放した状態においてノズルと弁体が同軸でない場合はノズル内の負圧により弁体をノズル側に吸引する力の及ぶ範囲が減少する。具体的に説明すると、ノズルの軸と弁体の軸が平行であり、2つの軸の間に所定間隔を有する場合、ノズル内の負圧が弁体に作用する面積が減少することや、あるいはノズルの軸に対して弁体の軸が傾いている場合は、弁体とノズル出口端の間隔が弁体上において近い部分と遠い部分が生じ、遠い部分においてはノズル内の負圧による吸引力が小さくなるので弁体がノズル側に吸引されることを抑止することができる。

前記本発明については、弁体にはバネが装着されており、バネが無負荷の状態ではノズルの中心軸に対して弁体の中心軸は傾いた位置関係にある。
これにより、スプリンクラーヘッドが作動してバネの作用によって弁体がノズルから離れた際に、弁体の中心軸がノズルの中心軸に対して傾いているのでノズルから水が放出されると傾いた状態の弁体に衝突する。弁体が傾いているので弁体は斜め方向に飛散して、ノズルの中心軸の延長上に設置されたデフレクターと干渉することなくスプリンクラーヘッドの外部に放出される。あるいはバネの付勢力を増加させてスプリンクラーヘッドが作動したときにバネの付勢力で弁体をスプリンクラーヘッドの外部に弾き飛ばすことも可能である。また、ノズルの放水方向が下向きに設置される下向型スプリンクラーヘッドでは、スプリンクラーヘッドが作動した際に、弁体は自重およびバネの付勢によって斜め下方に変位してノズル端から離れ、ノズルの中心軸の延長上に設置されたデフレクターと干渉することなく弁体とバネがスプリンクラーヘッドの外部へ放出させることができる。

前記本発明については、バネの一端側は弁体を保持する弁体保持部であり、他端側はノズル近傍に設置される支持部として構成される。
これによりバネを形成する際には、ワイヤー状のバネ材を屈曲させて構成することが可能である。または平板状のバネ材を折り曲げて一端側に弁体保持部を形成し、他端側に支持部を形成することも可能である。その際、弁体保持部を弁体の外周部に沿って弁体の上面および下面を覆うように折り曲げて弁体を保持する構成にすると弁体をバネに固定設置することができる。また、上記構成とすることでバネ自体を大きくすることができ、バネによる変位量や付勢力を増大することができる。

前記本発明については、バネの支持部はノズル出口の環状突起部に挿通して設置される。
バネの支持部をノズル出口の環状突起部に挿通させて設置することでスプリンクラーヘッドを組み立てる際にバネの支持部とノズルを同軸上に設置することが可能である。

前記本発明については、弁体保持部と支持部を接続する連結部をフレームから９０°回転した方向に配置して構成される。
これによれば、スプリンクラーヘッドが作動した際に弁体の軸がフレームの方向に向くことを防止し、ノズルから放出する水の勢いで弁体がレームに衝突することを回避できる。

前記本発明については、バネは弁体のノズル側の面でノズルより外側の外周部の一部を付勢している。
これによれば、従来のスプリンクラーヘッドにおいてはバネが弁体の全周を付勢しており、バネが弁体を付勢する方向がノズルの放水方向であったので弁体にかかる負圧以上の付勢力を加えなければ弁体は開放しなかった。本発明のスプリンクラーヘッドでは、弁体がノズルの軸と弁体の軸が異なる方向、例えば弁体の外周部の一部のみに集中してバネ付勢させていることで弁体には常に傾くような力または弁体とノズルの同軸状態を解除する力を作用させる。感熱分解部が分解作動した際には前記バネにより弁体は傾きながら、また弁体とノズルの同軸状態を解除しながらノズル出口から離れるので小さな力でノズルを開放することができる。例えば、ガラスに吸着している吸盤を外す際に吸盤の中心部を引っ張ってもなかなか吸盤を外すことができないが、吸盤の縁を捲ると簡単に吸盤を外すことができるのと同じ原理である。

前記本発明については、バネは切り欠きを有するリング形状をしており、各々の端は互いに離れる方向へ屈曲されている。
バネをリング形状に形成することでノズル出口の外周に挿通させて設置可能であり、これにより弁体の外周部の一部のみを付勢するバネの位置決めをすることができる。
さらにリングの各々の端を互いに離れる方向へ屈曲させることで、切欠き部分においてリングの軸方向への変位量が確保でき、弁体の切欠き部と接する部分のみを付勢することができる。

前記本発明については、バネはリング形状であり、リングの周縁の一部が外方へ延出して形成され、該延出部が折り曲げられて板バネ部が形成されている。
前述と同様にリング状にすることでノズル出口の外周に挿通させて設置可能であり、さらにリング周縁の一部を外方へ延出させ、該延出部を折り曲げて板バネ部を形成したことで、弁体の板バネ部が接触する部分のみを付勢することができる。

前記本発明については、弁体は前記バネが係止されるバネ係止部が弁体外周部に形成されている。
弁体にバネが係止されるバネ係止部を設けることで、バネ係止部のみにバネの付勢力を作用させることができ、弁体が傾いて動作する力を付勢することができる。

前記本発明については、バネには回転を防止する本体との係合部が形成されている。
本体との係合部を設けたことでバネが回転して所定の付勢位置からずれることを防止可能である。

前記本発明については、スプリンクラーヘッドは、ノズルの放水方向が上向きの上向き型スプリンクラーヘッドである。
前述のバネを上向き型スプリンクラーヘッドに適用することで、スプリンクラーヘッドの感熱分解部が作動した場合には確実に弁体をノズル端から引き離して開放させることができる。また、ノズルから放出される水によって弁体をスプリンクラーヘッドの外部に放出させることができる。

以上説明したように本発明によれば、負圧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弁体をバネ付勢させ、弁体を傾いた状態で開放させることでノズル端から弁体を引き離すための力が小さな力で済み、且つ一度ノズルから引き離された弁体がノズル内の負圧により吸引されて再びノズルを閉塞することを防止可能な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 図２の弁体部分の拡大断面図：（ａ）平時、（ｂ）作動時 本発明のスプリンクラーヘッドが設置されたスプリンクラー設備の系統図 板バネの変形例：（ａ）平時、（ｂ）作動時 図６の板バネの側面図 弁体の変形例：（ａ）弁体部分の拡大断面図、（ｂ）弁体の平面図 従来のスプリンクラーヘッドの断面図 第２実施形態のスプリンクラーヘッドの断面図 （ａ）図１０の弁体およびバネ部分のみの平面図、（ｂ）図１０の弁体部分の拡大断面図（作動後）、（ｃ）バネ部分のみの側面図 （ａ）第２実施形態のバネ変形例１の斜視図、（ｂ）上記のバネを組み込んだスプリンクラーヘッドの弁体部分の拡大断面図（作動後）、（ｃ）上記のバネの片４０ａの平面図：爪部を設置した状態 （ａ）第２実施形態のバネ変形例２の斜視図、（ｂ）上記のバネをスプリンクラーヘッドに組み込んだ状態（バネのみ図示）

第１実施形態（図１〜図５）
以下、第１実施形態のスプリンクラーヘッドについて図１〜図５を参照して説明する。
スプリンクラーヘッドＡは、本体１、デフレクター２、弁体３、感熱分解部４、感熱体５から構成される。

本体１は外周面に消火設備配管に接続する牡ネジを有しており、内部には配管内の水を放出可能なノズル６が穿設されている。ノズル６の出口側の端面６Ａ近傍には、該端面６Ａからノズル６の放水方向（図１及び図２の上方向）に延出された２本のフレーム７が設けられ、該フレーム７にはノズル６の軸線上で交差するボス部８が形成されている。

ボス部８の先端にはノズル６より放水された水を衝突させ、四方に飛散させるデフレクター２が固定設置されている。デフレクター２は円盤状をしており、周縁には複数の切欠きが形成されている（図２において切欠きの図示は省略）。ボス部８の内部には牝ネジ８Ａが形成されている。牝ネジ８Ａには後述するインプレスネジ２１が螺入され、インプレスネジ２１の先端が感熱分解部４を係止している。

ノズル６の出口側のフレーム７、７の間には後述のバネＳを係止するための鍔部６Ｂが形成されており、さらに鍔部には凹部６Ｃが形成されている。

弁体３はノズル６を閉塞するものでありノズル６の出口端に配置され、後述の感熱分解部４によりノズル６側に押圧されている。弁体３とノズル６の端面６Ａの間にはシール材３Ａが介在されている。シール材３Ａは粘着剤によって弁体３側に貼付けられているが、ノズル６の端面６Ａに貼付けてもよい。

弁体３のノズル端面６Ａ側にはバネＳが設置され、弁体３の外周部の一部を弁体３が開く方向に付勢している。バネＳは図３に示すようにリング形状をしており、ノズル端面６Ａからノズル６の外周部に挿通される。バネＳの外周縁の一部には外方へ延出した延出部Ｓ１（図３にて点線で示す）が形成されており、該延出部Ｓ１を屈曲させてバネ部Ｓ２を設けている。バネ部Ｓ２はリング部の内周縁から内方へ延出させて設置することも可能である。

バネ部Ｓ２により弁体３の外周部の一部のみが開放方向に付勢され、感熱分解部４が分解作動した際にはバネ部Ｓ２の作用により弁体３をノズル端面６Ａから引き離すことができる。

バネ部Ｓ２と対向する側には本体１の鍔部６Ｂと係合されるように延出した係合部Ｓ３が形成されている。係合部Ｓ３の先端Ｓ４（図中点線で示す）は幅が広く形成されており、バネＳをノズル６の外周部に挿通した際に、係合部Ｓ３を鍔部６Ｂの凹部６Ｃ内に係合させながら屈曲して設置すると先端Ｓ４は鍔部６Ｂと係合される。

係合部Ｓ３を凹部６の内側に係合させたことによりバネＳの回転を防止する作用を有する。さらに係合部Ｓ３の先端Ｓ４を鍔部６Ｂと係合させたことで、バネＳの脱落防止の作用を有する。上記実施形態では係合部Ｓ３が１箇所のみに設置されていたが、本体１の凹部６Ｃは２箇所あるのでこれに合わせて係合部Ｓ３を２箇所設けることも可能である。その際延出部Ｓ１は２つの係合部Ｓ３の間、例えば一方のフレーム７側に設けることも可能である。

感熱分解部４は、レバー１０、支柱１１、天秤１２から構成されている。感熱分解部４は各々の部品と後述の感熱体５を組み合わせて構成されており、各々の部品には荷重が印加された状態で組み立てられている。

レバー１０は断面Ｌ字形となっており、ボス部８側の表面には半球溝１０Ａが刻設され、裏面には半球溝１０Ａよりも内側にＶ字溝１０Ｂが刻設されている。

支柱１１は略楕円形状で中央に穴１１Ａが穿設され、該穴の端部からは係合枝１１Ｂが穴１１Ａから外方に屈曲しており、穴１１Ａの他端からは支承枝１１Ｃが係合枝１１Ｂと同一方向に屈曲している。支柱４１の両端はナイフエッヂとなっている。

天秤１２は一端が太巾となった鎌首状で、太巾部には半球状の突起１２Ａが形成され、他端は斜め方向に屈曲した係合部１２Ｂが形成されている。

感熱体５は、シリンダー１４、可溶合金１５、ピストン１６から構成され、シリンダー１４は有底円筒形状をしており内部に可溶合金１５が入れられている。この可溶合金１５は溶融状態の合金材料をシリンダー１４に注入硬化させることで一体化される。また、予め図示の可溶合金１５をシリンダー１４の内部に差し込んで一体化してもよい。シリンダー１４の底面の外部側には、すり鉢形状の係合穴１４Ａが形成されている。

上記構成から成る感熱体５は、レバー１０、可動片１１、天秤１２に組み込まれ感熱分解部４のユニットを構成する。以下にユニットの構成を示す。

レバー１０の半球溝１０Ａがインプレスネジ２１の半球状の先端と係合し、レバー１０の端部が天秤１２の係合部１２Ｂと係合している。またレバー１０のＶ字溝１０Ｂが支柱１１の一端と係合し、支柱１１の他端が弁体３のＶ字状溝と係合している。レバー１０の端部と係合している天秤１２は支柱１１の穴１１Ａを挿通し、図２中下面となるところが支柱１１の支承枝１１Ｃ上に乗っている。

支柱１１の係合枝１１Ｂにはシリンダー１４の係合穴１４Ａが係合している。シリンダー４４内に挿入されたピストン１６の穴１６Ａには天秤１２の半球状の突起１２Ａが係合している。

本体１のボス部８の牝ネジ８Ａからインプレスネジ２１を螺入させていくとインプレスネジ２１の先端から、感熱分解部４に荷重が印加されると共に、弁体３をノズル６側に押圧してノズル６を閉塞する。

感熱分解部４は、弁体３とインプレスネジ２１により常に荷重が印加された状態になり、支柱１１の係合枝１１Ｂからシリンダー１４へ力が作用すると共に、天秤１２の半球状の突起１２Ａからピストン１６へ力が作用して、可溶合金１５に圧縮力が作用される。

次に第１実施形態のスプリンクラーヘッドＡの作動について説明する。

本発明のスプリンクラーヘッドは、負圧スプリンクラー設備に設置されており、配管内が負圧となるよう維持されている。負圧スプリンクラー設備については特許第３２６４９３９号公報や特開２００４−２０１７４６号公報に記載されているので、詳細な説明は省略する。

スプリンクラーヘッドＡは図５に示すように屋根１３０の下側つまり屋内に配設された消火設備配管Ｐの立設部１３１にスプリンクラーヘッドＳＨの牡ネジ５が接続され、デフレクター２およびノズル６の放水方向が屋根１３０側（上向き）に向くように設置されている。

スプリンクラーヘッドＡの近傍には火災感知器Ｋが設置されている。火災感知器Ｋは火災を感知すると給水装置を起動させ、配管Ｐに水を供給する。

火災が発生すると、火災の熱により周囲温度が上昇してスプリンクラーヘッドＡのシリンダー１４が熱を吸収してシリンダー１４内の可溶合金１５が溶ける。一方、火災感知器Ｋは周囲温度の上昇により作動して作動信号を出力する。

可溶合金１５が溶融するとピストン１６がシリンダー１４内に没入して、感熱分解部４の力のバランスが崩れ、天秤１２が支承枝１１Ｃの先端を支点として半球状の突起１２Ａがピストン１６側に回転する。天秤１２の回転により天秤１２の係合部１２Ｂに対するレバー１０の下端部の係合が外れてその下端部は半球溝１０Ａを支点として回転する。レバー１０の回転に伴い支柱１１もレバー１０との係止が解除され、感熱分解部４が分解作動する。

弁体３を支持していた感熱分解部４が分解したことで弁体３をノズル６側に押圧していた力が解放されるので弁体３は開放可能な状態となる。バネＳが弁体３をノズル端面６Ａから引き離す方向へ作用して弁体３はノズル６から離れ、ノズル６内および配管内が加圧され、弁体３を吸引する力が弱まりノズル６が開放される。図４に示すように、作動する前のスプリンクラーヘッド（図４（ａ））においては、ノズル６の軸６Ｅと弁体３の軸３Ｅが同軸となっているが、作動後のスプリンクラーヘッド（図４（ｂ））においては、ノズル６の軸に対して弁体３の軸が傾いた状態となっている。

スプリンクラーヘッドＡの近傍に設けられた火災感知器Ｋの作動信号によって給水装置が起動しているのでスプリンクラーヘッドＡに給水が開始され、水はノズル６より放出される。水の勢いにより弁体３とバネＳをスプリンクラーヘッドＡの外部へ放出され、デフレクター２に衝突した水は四方へ飛散されることで火災の抑制・消火が行われる。

また、スプリンクラーヘッドＡが作動したあとで火災感知器Ｋが作動するケースについて説明する。

火災の熱によりスプリンクラーヘッドＡが作動すると弁体３を支持していた感熱分解部４が分解作動してスプリンクラーヘッドＡの外部に放出される。弁体３はバネＳによって付勢されているのでノズル端面６Ａから引き離され、弁体３が傾いた状態で開放する。

配管Ｐ内は弁体３の開放によってノズル６から配管Ｐ内に外気が流入してくるので圧力が上昇する。配管Ｐ内の圧力が上昇して所定の圧力に達すると、配管Ｐに接続された図示しない吸引装置が作動して配管Ｐ内の圧力を再び負圧化させる。弁体３はバネＳによって傾いた状態で保持されているので、ノズル６内の負圧によって弁体３がノズル端面６Ａに引き寄せられるのを防止する。

火災感知器Ｋが作動すると、吸引装置が停止して配管Ｐ上に設置された給水装置が起動して水源から作動したスプリンクラーヘッドＢへ加圧水が送水される。作動したスプリンクラーヘッドＢのノズル６からは水が放出され、水の勢いにより弁体３はバネＳとともにスプリンクラーヘッドＢの外部へ放出される。水はデフレクター２に衝突して四方へ飛散し、火災の抑制・消火が行われる。

第１実施形態の変形例（図６〜図８）
上記の実施形態の変形例を図６、図７に示す。図中に示すようにバネＳをリングの一部を切欠いた形状とし、リングの切欠き部２２の各々の端２２Ａ、２２Ｂを互いに離れる方向へ屈曲させて構成したものである。図７では２種類のバネが示されており、（ａ）はリングの切欠きの先端部を各々の端が互いに離れる方向へ屈曲させたものである。図中においては切欠きの先端の両方の端を屈曲させて形成しているが、片側のみを屈曲させて形成することも可能である。図７（ｂ）はリングの切欠き部分において各々の端が離れるようにリング全体を撓ませて形成したものである。

さらに弁体の変形例を図８に示す。図８に示す弁体は外周部の一部のみを外方へ突出させバネ係止部３Ｂを形成したものである。

第２実施形態（図１０〜図１１）
続いて第２実施形態のスプリンクラーヘッドについて説明する。尚、第１実施形態と構成が同じ箇所については、同符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態は、図６、図７で説明した第１実施形態の変形例の発展型であり、バネの一端側に弁体保持部を設けて他端側にはノズル近傍に設置される支持部を設けたものである。図１０のスプリンクラーヘッドＢは弁体３のノズル端面６Ａ側にバネ３０が設置されている。図６、図７に示す第１実施形態の変形例ではバネＳの先端部分のみで弁体３を付勢していたが、第２実施形態のバネ３０は、弁体保持部３１により弁体３の大部分を付勢している。

バネ３０は図１１（ａ）〜（ｃ）に示すようにワイヤー状のバネ材を層状に屈曲させて構成しており、弁体３を保持する弁体保持部３１と、ノズル６の出口近傍に設置される支持部３２から成る。弁体保持部３１はワイヤー状のバネ材が円板状の弁体３の外周部に沿って弁体３の上面および下面を覆うように折り曲げられ弁体３を保持している。弁体保持部３１は弁体３のノズル６と当接する箇所よりも外周側に設置されており、スプリンクラーヘッドＢを組み立てる際に弁体保持部３１が弁体３とノズル６の間に挟まれて干渉することが無い様に構成される。より具体的に説明すると、図１１（ａ）に破線で示す弁体保持部３１は弁体３のノズル６側の面に配設される部分であり、同図に二点鎖線で示す環状突起部３３の外周径の外側に上記の破線部分が配置するよう構成されている。

支持部３２は矩形型に折り曲げられており、内側はフレーム７の根元付近からボス８側に突出して形成されたノズル６の出口端の環状突起部３３に挿通して設置される。上記構成では支持部３２を矩形型としたが、これに限らず円形状に形成してもよい。また、支持部３２をコイルバネのように螺旋状に積層して形成することも可能であり、バネ３０の付勢力を増加させることができる。より具体的には、螺旋状に積層させた支持部３２によりノズル６の放水方向への付勢力が得られ、後述する連結部３４によりノズル６の軸３６より傾いた方向への付勢力が得られることでバネ３０は斜め上方へ付勢している。これによりスプリンクラーヘッドＢの作動時にバネ３０の作用によって支持部３２がノズル６の環状突起部３３から抜け出して弁体３とバネ３０をスプリンクラーヘッドＢの外部に放出させることができる。

弁体保持部３１と支持部３２の間は連結部３４となっている。平時（スプリンクラーヘッドＢが作動する前の状態）においては図１０に示すように、連結部３４は弁体３とインプレスネジ２１の間に組み込まれる感熱分解部４によって押圧され屈曲した状態となっている。

スプリンクラーヘッドＢが作動して感熱分解部４がスプリンクラーヘッドＢの外部に放出されると図１１（ｂ）に示すように連結部３４は元の直線形状に戻り、弁体３の軸３５がノズル６の軸３６から傾いた状態で保持される。連結部３４の長さを長くする程、スプリンクラーヘッドＢの作動時に弁体３がノズル６から離れる距離を大きくすることができる。

また、弁体保持部３１と支持部３２の間の角度は所定の角度θに設定される。この角度θはバネ３０が無負荷状態において１５°〜５０°の間隔であり、より好ましくは２０°〜４０°である。この角度θの傾きを有することによりノズル６から放出された水によって弁体３をスプリンクラーヘッドの外部に放出することができる。仮に、弁体保持部３１と支持部３２が平行な位置に保持された場合、ノズル６から放出された水によって弁体３はボス８の方向に飛散してデフレクター２の周縁部に係留されるおそれがある。

これにより、スプリンクラーヘッドＢが接続されている配管内が負圧の状態であっても弁体３がノズル６側に吸引されて再びノズル６を閉塞することを防止可能である。さらに、弁体３の軸３５とノズル６の軸３６が同軸でないことで、スプリンクラーヘッドＢの作動後にノズル６から水が放出された際には弁体３が水流によってスプリンクラーヘッドＢの外部に放出することができる。

支持部３２には本体１と係合可能な係合部３７が設けられている。係合部３７は支持部３２の末端に形成されており、本体１のノズル６付近に形成された凹部６Ｃの内側に係合する。これによりバネ３０の回転を防止することができ、バネ３０の付勢位置を維持することができる。

係合部３７を連結部３４の近傍に形成すると、一対のフレーム７、７の中間に形成された凹部６に係合部３７が係合され、スプリンクラーヘッドＢが作動した際には弁体３の軸３５がフレーム７の方向に向くことを防止できる。これにより弁体３はノズル６から放出される水流によって飛散する際にフレーム７に衝突することを回避できる。

また、第２実施形態のバネ３０は弁体保持部３１により弁体３の大部分を付勢したことで第１実施形態のバネＳと比較して大型化されており、バネ３０の付勢力や変位量が第１実施形態のバネＳよりも増加している。
より具体的に説明すると、第１実施形態のバネＳは弁体３の外周部の一部分のみをバネ部Ｓ３により付勢しているが、第２実施形態のバネ３０は弁体３の外周部の大部分がバネ３０により保持されており、
スプリンクラーヘッドＢの作動後の状態（図１１（ｂ））では弁体３の変位量も大きくなっている。しかしながらスプリンクラーヘッドＢに組み込まれた状態（図１０）では、バネ３０全体の大きさが第１実施形態のバネＳと略同じ程度であり、バネ３０の設置位置は第１実施形態のバネＳと同様にノズル出口端付近に設置される。本実施形態はバネ３０による弁体３の変位量を増加させつつバネ３０の設置スペースをコンパクトに収めることができるというメリットを有するものである。

第２実施形態の変形例１（図１２）
次に第２実施形態の変形例について説明する。図１２に示すバネ４０は２ツ折の板バネ形状をしており、一方の片４０ａに弁体保持部として凹部４１が設置され、他方の片４０ｂには支持部としてノズル６の出口端の環状突起部３３に挿通可能な穴４２が形成されている。

凹部４１は円形をしており、その内径は弁体３の外径より僅かに大きい。凹部４１には内方フランジ４１ａが形成されており、内方フランジ４１ａに弁体３の外周部が係止される。ノズル６の出口端は、内方フランジ４１ａの内側の弁体３と接触しており、内方フランジ４１ａが弁体３とノズル６の間に挟まれて干渉しないように構成する。

片４０ａと片４０ｂの中間は屈曲部４３となっており、第２実施形態の連結部３４に相当する。屈曲部４３はバネ４０が無負荷状態にあるときは片４０ａと片４０ｂの間の角度を所定の角度に維持する。この角度は無負荷状態において１５°〜５０°の間隔であり、より好ましくは２０°〜４０°である。図１２（ｂ）に示す無負荷状態において、弁体３の軸４４は穴４２の軸４５に対して傾いており、これによりノズル６から放出された水によって弁体３をスプリンクラーヘッドの外部に放出することができる。穴４２がノズル６の環状突起部３３に挿通されているので穴２４の軸４５はノズル６の軸３６と同軸である。

また、屈曲部４３をフレーム７、７が設置された方向から９０°回転した方向に設置することでスプリンクラーヘッドが作動した際には弁体３の軸４４がフレーム７の方向に向くことを防止できる。これにより弁体３はノズル６から放出される水流によって飛散する際にフレーム７に衝突することを回避できる。

さらに、図１２（ｃ）に示すように凹部４１の縁にコ字型の切欠き４６を形成して、切欠き４６と凹４１部の間に形成された爪部４７を設置する。凹部４１内に弁体３を収容した後に爪部４７を凹部４１の内側に折り曲げると爪部４７は点線で示した状態になり、弁体３の上面および下面を覆うように弁体３を保持することが可能となりバネ４０に弁体３を固定設置できる。

第２実施形態の変形例２（図１３）
上記とは異なる第２実施形態の変形例について説明する。図１３に示すバネ５０は３ツ折の板バネ形状をしており、一方の片５０ａに弁体保持部として穴５１が設置され、他方の片５０ｂには支持部としてノズル６の出口端の環状突起部３３に挿通可能な穴５２が形成されている。片５０ａ、５０ｂの間は連結部５０ｃとなっている。

穴５１は円形をしており、内径は弁体３の外径より小さくノズル６の出口端の外径よりも大きい。平時において弁体３の外周部は穴５１の周縁部と接触した状態でノズル６の出口端に押圧される。バネ５０は弁体３の外周部を付勢している。穴５１の構成は前述の変形例１と同様な凹部４１と置換えることができる。

連結部５０ｃは、バネ５０が無荷重状態のときには穴５１の軸５３と穴５２の軸５４を所定間隔で離す作用を有する。平時（スプリンクラーヘッドが作動する前の状態）においては連結部５０ｃは片５０ａ、５０ｂの間に折りたたまれ、軸５３、５４は同軸であるが、スプリンクラーヘッドが作動した後の状態では穴５１、５２の同軸状態は解除され、それぞれの軸は間隙により隔てられる。これによりスプリンクラーヘッドの作動後にノズル６内の負圧によって弁体３がノズル６側へ引き寄せられ、ノズル６を閉塞することを防止できる。

さらに、弁体３が収容される穴５１の軸５３と、ノズル６の環状突起部３３に挿通される穴５２の軸５４との間に所定間隔を有することから、スプリンクラーヘッドの作動時にバネ５０は弁体３が保持されている片５０ａがバネ５０の復元力と弁体３の自重によって片５０ｂを支点として回動動作を行い、バネ５０および弁体３をスプリンクラーヘッドの外部へ放出することができる。

１ 本体
２ デフレクター
３ 弁体
４ 感熱分解部
５ 感熱体
６ ノズル
６Ａ ノズル端面
６Ｂ 鍔部
６Ｃ 凹部
７ フレーム
２２ 切欠き部
Ｓ バネ
Ｓ１ 延出部
Ｓ２ バネ部
Ｓ３ 係合部
Ｓ４ 係合部の先端
３０、４０ バネ
３１ 弁体保持部
３２ 支持部
３３ 環状突起部
３４ 連結部
３５ 弁体の軸
３６ ノズルの軸
３７ 係合部

Claims (14)

1. 本体の一端に給水源に続いた配管と接続可能なノズルを有しており、ノズルの出口付近から放水方向へ延出されたフレーム部の先端に係合され火災の熱により分解作動する感熱分解部により支持された弁体によってノズルが閉塞されており、ノズル出口近傍に設けたバネは弁体をノズル出口から引き離し、さらにバネはノズルと弁体の同軸状態を解除する方向へ弁体を付勢していることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
   
2. 弁体にはバネが装着されており、バネが無負荷の状態ではノズルの中心軸に対して弁体の中心軸は傾いた位置関係にある請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
   
3. バネの一端側は弁体を保持する弁体保持部であり、他端側はノズル近傍に設置される支持部として構成される請求項１または請求項２記載のスプリンクラーヘッド。
   
4. バネの支持部はノズル出口の環状突起部に挿通して設置される請求項１〜請求項３の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
   
5. バネはワイヤー状のバネ材を層状に屈曲させて構成している請求項１〜請求項４の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
   
6. バネは平板状のバネ材を折り曲げて形成しており、一端側を弁体保持部とし、他端側をノズル近傍に設置される支持部として構成した請求項１〜請求項４の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
   
7. 弁体保持部は弁体の外周部に沿って弁体の上面および下面を覆うように形成され弁体を保持している請求項５または請求項６記載のスプリンクラーヘッド。
   
8. 弁体保持部と支持部を接続する連結部をフレームから９０°回転した方向に配置させた請求項１〜請求項７の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
   
9. バネは弁体のノズル側の面でノズルより外側の外周部の一部を付勢している請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
   
10. バネは切り欠きを有するリング形状をしており、各々の端は互いに離れる方向へ屈曲されている請求項９記載のスプリンクラーヘッド。
    
11. バネはリング形状であり、リングの周縁の一部が外方へ延出して形成され、該延出部が折り曲げられて板バネ部が形成されている請求項９または請求項１０記載のスプリンクラーヘッド。
    
12. 弁体は前記バネが係止されるバネ係止部が弁体外周部に形成されている請求項１〜請求項１１の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
    
13. バネには回転を防止する本体との係合部が形成されている請求項１〜請求項１２の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
    
14. スプリンクラーヘッドは、ノズルの放水方向が上向きの上向き型スプリンクラーヘッドである請求項１〜請求項１３の何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
    
    

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