JP3538000B2

JP3538000B2 - スプリンクラーヘッド

Info

Publication number: JP3538000B2
Application number: JP19968797A
Authority: JP
Inventors: 利秀辻; 賢昭外村; 傑下川
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2017-07-25
Also published as: JPH1142294A; US6073700A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災による周囲温
度の上昇で弁を開放作動して消火用水を自動的に放水す
ると共に、火災鎮火による周囲温度の低下で弁を閉鎖駆
動して消火用水の放水を自動的に停止する自動開閉型の
スプリンクラーヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスプリンクラーヘッドは、消火配
管に対するヘッド接続部の給水口とヘッド先端の放水口
とを結ぶ流路を、可溶合金等の火災時の熱で解ける感熱
材によって封止しておき、所定温度以上になると感熱材
が溶けて流路を開放することにより、放水が行われる構
成となっている。

【０００３】このため、スプリンクラーヘッドが火災に
よる熱気流を受けて作動することによって一度流路が開
放されると、鎮火後も給水源からの消火用水の供給が無
くなるまで、もしくは係員が現場を確認して手動でバル
ブを閉めるまで放水が続けられ、消火用水の放水による
被害が大きかった。そこで、形状記憶合金等を使用し
て、火災による温度上昇で弁を開放して消火用水を自動
的に放水し、鎮火による温度低下で弁を閉鎖して放水を
自動的に停止するスプリンクラーヘッドが提案されてい
る。このような自動開閉型のスプリンクラーヘッドとし
ては例えば図９のものが知られている（特開平５−１２
３４１９号）。

【０００４】図９のスプリンクラーヘッドは、本体１０
１の下部にコイルバネ状の形状記憶合金１２０を設けて
おり、火災により規定温度を越えると形状記憶合金１２
０が予め記憶したコイルバネを伸ばした形状に復元し、
バネ１１３に抗して弁軸１１１に設けたパイロット弁体
１１２を押し上げてパイロット弁孔１１０を開く。この
ためピストン１０８の上側の部屋の圧力が低下し、ピス
トン１０８が上昇してゴムパッキン１１４が弁座から離
れ、放水口１１６から消火用水を放出させる。

【０００５】消火用水の放出により火災が鎮火して温度
が低下すると、形状記憶合金１２０は記憶形状への復元
力は低下し、バネ１１３に押されてパイロット弁体１１
２が押し下げられてパイロット弁孔１１０が閉じる。こ
のためパイロット導入孔１０４からの消火用水の圧力導
入でピストン１０８が押し下げられてゴムパッキン１１
４で弁座を閉じ、放水を自動的に停止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな形状記憶合金を用いた自動開閉型のスプリンクラー
ヘッドにあっては、火災時に、予め決められた規定温度
で弁を開放させて確実に作動させることができないとい
う問題があった。図１０は形状記憶合金の温度に対する
弾性係数であり、復元力は弾性係数に比例する関係にあ
る。形状記憶合金は、低温時はマルテンサイト相の結晶
状態にあり、温度が増加するとオーステナイト相の結晶
状態に遷移し、その間に２相領域として知られた形状記
憶領域がある。この形状記憶領域は、温度方向で例えば
数十度以上といった幅をもっている。

【０００７】このような特性の形状記憶合金１２０を用
いて火災時に弁を開放させるためには、まず火災による
熱気流を受けたときに放水を開始するため規定の作動温
度Ｔ１を決め、この作動温度Ｔ１に対応したＰ点の弾性
係数Ｇ１を求める。弾性係数Ｇ１が求まると、コイルバ
ネ形状をもつ形状記憶合金１２０の作動温度Ｔ１におけ
る復元力が決まり、この復元力でパイロット弁体１１２
が開くようにバネ１１３の力を設定する。

【０００８】そして、規定の作動温度Ｔ１に加熱した状
態で、形状記憶合金１２０を伸展した記憶形状に変形さ
せ、その後に常温に戻して記憶前の初期形状に縮めて図
９のように組み込む。しかし、形状記憶合金は、図１０
のように、温度上昇に伴って形状記憶領域で弾性係数が
序々に増加し、このため記憶形状への復元力も除々に増
加する。これに対しパイロット弁体１１２を開放させる
ための力は、バネ１１３の力以外にピストン室１０９に
導入された消火用水の圧力や弁軸１１１の摺動抵抗等に
よって変動し、ある程度のバラ付きをもっている。

【０００９】このため規定の作動温度Ｔ１で形状記憶合
金１２０に伸展形状を記憶して規定の復元力を設定して
いたとしても、温度上昇に伴って復元力は序々に増加す
るため、パイロット弁１１２の開放力が低下していると
規定の作動温度Ｔ１より低めの温度で放水を開始し、ま
たパイロット弁１１２の開放力が増加していると、規定
の作動温度Ｔ１より高い温度で放水を開始することにな
る。

【００１０】この結果、火災時に受ける熱気流による規
定の作動温度Ｔ１への到達で確実に放水を開始する保証
はなく、放水を開始する作動温度が安定しないという問
題があり、信頼性に欠けることから量産することが極め
て困難であった。また、火災時にピストン１０８が上昇
して放水口１１６から消火用水を放出するとスプリンク
ラーヘッドより下方に散水されるため、消火用水が蓋１
１５にかかってしまい、消火用水自体で形状記憶合金１
２０を冷却して、火災がまだ鎮火していないにもかかわ
らずスプリンクラーヘッドが放水停止してしまう。

【００１１】更に、スプリンクラーヘッドに物がぶつか
って蓋１１５などが損壊した場合には、火災時にスプリ
ンクラーヘッドが作動しないこともある。本発明は、こ
のような従来の問題点に鑑みてなされたもので、形状記
憶合金を用いて火災時に決められた温度で正確に弁を開
放作動して消火用水を放水することができ、信頼性と量
産性に優れた自動開閉型のスプリンクラーヘッドを提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。まず本発明は、加圧消火
用水が充填された消火配管に接続され、火災時に加圧供
給された消火用水を放水する閉鎖型のスプリンクラーヘ
ッドを対象とする。このような閉鎖型のスプリンクラー
ヘッドとして本発明にあっては、形状記憶合金と復旧付
勢部材を対向させて配置し、所定の記憶回復温度より低
い温度の時は復旧付勢部材により形状記憶合金を初期形
状に変形させて弁機構を放水停止位置に保持し、記憶回
復温度に達した時は形状記憶合金の記憶形状への復元力
で弁機構を放水位置へ作動可能な状態とする第１感熱作
動部と、記憶回復温度より高い所定の放水開始温度を設
定し、放水開始温度より低い温度の時は、第１感熱作動
部の作動状態に関わらず弁機構を閉鎖状態に保持し、放
水開始温度に達した時は、熱により分解して弁機構の閉
鎖保持を解除して消火用水を放水させる第２感熱作動部
とを設けたことを特徴とする。

【００１３】そして、第１感熱作動部は、第２感熱作動
部の作動による放水中に、記憶回復温度より低い温度に
低下した時は、復旧付勢部材により形状記憶合金を初期
形状に変形させることにより弁機構を閉鎖状態に作動し
て放水を停止させる。このような本発明のスプリンクラ
ーヘッドにあっては、火災による熱気流を受けると、ま
ず低めに設定している記憶回復温度に達した時に、形状
記憶合金が記憶形状に変形する復元力を生じ、第１感熱
作動部を作動して弁機構を放水可能状態とする。この状
態で更に熱気流による温度が上昇して規定の放水開始温
度に達すると、可溶合金やグラスバルブ等を使用した第
２感熱作動部が熱により分解し、放水可能状態に既に動
作している第１感熱作動部の保持を解除して放水を開始
できる。

【００１４】このため形状記憶合金の記憶回復温度に幅
があっても、放水開始温度を第２感熱作動部に感熱材と
して設けている可溶金属やグラスバルブにより規定温度
に設定して保証することができ、形状記憶合金を用いた
自動開閉型のスプリンクラーヘッドの信頼性を確保して
量産を可能とする。また第１感熱作動部と第２感熱作動
部の両方が働いて初めて放水が開始される構造としてい
るため、監視時に例えば物をぶつけて破損したような場
合にも、両方を破損により作動状態としてしまうことは
ほとんどありえず、破損による放水を確実に防止でき
る。

【００１５】また放水による火災が鎮火して温度が低下
すると、形状記憶合金が復旧付勢部材によって初期形状
に変形されることで第１感熱作動部の弁機構が閉鎖状態
となって自動的に放水を停止し、火災消火後の水損を最
小限に抑えることができる。また放水を停止するための
温度は、第２感熱作動機構に設定している放水開始温度
に対し低めに設定した形状回復温度となり、この放水停
止温度を十分に低くすることで、消火後の再発火の可能
性を大幅に低減できる。

【００１６】第１感熱作動部は、放水による温度低下で
形状記憶合金を初期形状に変形させて放水を停止させた
後に再び記憶回復温度に達した時は、形状記憶合金の記
憶形状への復元力で弁機構を放水位置へ作動して再放水
させる。このため放水停止後に万が一、再度燃え上がっ
たような場合にも、再放水が自動的に行われ、確実に消
火できる。

【００１７】第１感熱作動部は、形状記憶合金を第２感
熱作動部の周囲に複数配置し、複数の形状記憶合金の少
なくとも１つが記憶回復温度への到達で作動した時の復
元力で弁機構を放水位置へ作動可能な状態とする。この
ように記憶形状金属を複数配置したことで、火災時の熱
気流の方向による温度差をなくし、確実に放水作動でき
る。

【００１８】また複数の形状記憶合金の全てが初期形状
に復旧した時に弁機構を閉鎖状態に作動して放水を停止
させる。このため周囲のいずれかの方向から熱気流を受
けている限り放水は停止されず、確実に消火できる。ま
た形状記憶合金は、第２感熱作動部が作動した際に下方
に露出する散水部よりも上方に配置することにより、消
火用水自体で形状記憶合金が冷却して鎮火前の放水停止
を防ぐことができると共に、形状記憶合金に向かう熱気
流を消火用水で遮って誤動作することを防ぐことができ
る。

【００１９】第１感熱作動部に使用する形状記憶合金
は、初期形状として軸方向に縮んだコイルバネ形状を有
し、記憶回復温度への到達で軸方向に伸展したコイルバ
ネ形状に変形する。また形状記憶合金は、初期形状とし
て中央を円弧状に屈曲した板バネ形状としてもよく、記
憶回復温度への到達で軸方向に伸展した板バネ形状に変
形する。

【００２０】第１感熱作動部の弁機構は、流入口から放
水口に至る流路の途中に開閉自在に配置された主弁と、
パイロット圧の供給で主弁を閉鎖位置に作動し、パイロ
ット圧の排出で主弁を開放位置に作動して放水させるア
クチュエータと、形状記憶合金の初期形状による弁位置
でパイロット圧をアクチュエータに供給して主弁を閉鎖
状態とし、形状記憶合金の記憶形状への変形による弁位
置でパイロット圧をアクチュエータから排出させて主弁
を開放状態として放水させるパイロット弁とを備える。

【００２１】ここで、アクチュエータは、第２感熱作動
部により閉鎖位置に保持される軸部材を備えたダイヤフ
ラムピストン又はピストンを、パイロット圧の導入と排
出により摺動自在に備える。第１感熱作動部の弁構造の
他の形態としては、流入口から放水口に至る流路の途中
に開閉自在に配置され、第２感熱作動部により閉鎖位置
に保持され、放水開始温度に達した時の保持解除により
開放位置に作動して放水させる第１弁部材と、第１弁部
材の二次側の流路に配置されて流路を開閉自在な第２弁
部材と、流入口側からのパイロット圧の導入で第２弁部
材を閉鎖位置に作動し、パイロット圧の排出で第２弁部
材を開放位置に作動して放水させるアクチュエータと、
形状記憶合金の初期形状による弁位置でアクチュエータ
にパイロット圧を導入して第２弁部材を閉鎖位置とし、
形状記憶合金の記憶形状への変形による弁位置でパイロ
ット圧を排出して第２弁部材を開放位置に移動させて放
水させ、更に、第１弁部材が開放位置に作動した後に形
状記憶合金が初期形状に復旧した際のパイロット圧の再
導入で第２弁部材を閉鎖位置に作動させて放水を停止さ
せるパイロット弁とを備える。

【００２２】更に、第２感熱作動部は、放水開始温度に
到達した時の熱で分解して離脱させる可溶合金又はグラ
スバルブを備え、これによって放水開始温度を正確に設
定できる。これ以外にも、例えばＮｉＴｉ合金を用いた
形状記憶合金は、その材質的な特徴として耐腐食性が高
く、更に、放水の開始と停止につき、火災感知器による
火災検出信号に頼らないため、火災感知器の誤作動によ
る放水の問題がなく、信頼性が高い。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の自動開閉型のスプ
リンクラーヘッドの第１実施形態の断面図であり、軸方
向の中心線の右側に放水を停止している定常監視状態の
断面構造を示し、左側に火災による熱気流を受けて放水
動作した状態の断面構造を示している。

【００２４】図１において、スプリンクラーヘッド１
は、上部よりヘッド接続部１ａ、ヘッド本体部１ｂ及び
ヘッド放水部１ｃの軸方向のねじ込みで構成され、中央
のヘッド本体部１ｂの内部にはアクチュエータ収納部１
ｄが組み込まれている。ヘッド接続部１ａは加圧消火用
水が供給される給水配管に接続される接続ネジ４を有
し、流入口３によって給水配管に充填されている加圧さ
れた消火用水を導入している。この流入口３の突き当た
り部分には、ゴミを除去するためのストレーナ２１が装
着されている。

【００２５】ストレーナ２１の組み込み部分に続いては
スプール穴３ａが設けられ、スプール穴３ａは内部流路
３ｂに連通し、更にアクチュエータ収納部１ｄの軸方向
周辺部に設けている連通穴２０を通って下部の内部流路
３ｃに至り、最終的にヘッド放水部１ｃの内部に開口し
た放水口５に連通している。流入口３に続いて形成され
たスプール穴３ａには、定常監視状態でスプール弁体７
ａが位置し、流入口３と内部流路３ｂの間を閉鎖してい
る。スプール弁体７ａは弁軸７ｃの一端に形成されてお
り、スプール弁体７ａに続いてはアクチュエータ収納部
１ｄの部分にピストン部７ｂを一体に形成している。ア
クチュエータ収納部１ｄの内部には、スプール弁体７ａ
を開閉駆動するためのアクチュエータ８が組み込まれて
いる。

【００２６】アクチュエータ８は弁軸７ｃに一体に形成
したピストン部７ｂにダイヤフラム８ａの内周部を装着
し、ダイヤフラム８ａの外周部を上下に分割した構造の
アクチュエータ収納部１ｄの間に挟み込み固定してい
る。これによってダイヤフラム８ａの収納室は、下側の
ダイヤフラム室９ａと上側のダイヤフラム室９ｂに仕切
られている。

【００２７】アクチュエータ８に対しては、ヘッド本体
部１ｂの右側に示すようにパイロット弁１２が設けられ
ている。パイロット弁１２はパイロット弁室１２ｂにパ
イロット弁体１２ａを収納しており、パイロット弁体１
２ａの下部より弁軸１２ｃを下方に取り出している。パ
イロット弁室１２ｂに対しては流入口３のストレーナ２
１の組み込み部分からパイロット流入路１５が連通され
る。またパイロット弁室１２ｂはパイロット供給路１６
によってダイヤフラム室９ａに連通される。更に、パイ
ロット弁体１２ａの下部からヘッド放水部１ｃの内側の
開放部分に向けてパイロット排出路１８が連通されてい
る。

【００２８】ここで、パイロット排出路１８をヘッド放
水部１ｃの内側に開口している理由は、パイロット弁１
２の作動によるパイロット圧の排出でパイロット排出路
１８から排出された消火用水がヘッド放水部１ｃの外側
に配置している形状記憶合金１０にかかり、熱気流によ
る加熱温度を冷却してしまうことを防止するためであ
る。

【００２９】パイロット弁１２に対しては、その下側に
復旧スプリング（復旧付勢部材）１４と形状記憶合金１
０が、間にヘッド散水部１ｃの外周を囲む円筒状のスペ
ーサ１１を介して互いに押し合うように配置される。形
状記憶合金１０は、この実施形態にあってはコイルスプ
リング状に巻き回された形状をもち、ヘッド放水部１ｃ
の下端部外周の鍔部１ｅの内側の複数箇所に組み込まれ
ている。

【００３０】形状記憶合金１０に続いてヘッド放水部１
ｃの外周部で軸方向に摺動自在に設けたスペーサ１１に
対しては、パイロット弁１２の弁軸１２ｃの下端が固定
され、スペーサ１１との間に復旧スプリング１４を組み
込んでいる。形状記憶合金１０としては、例えばＮｉＴ
ｉ合金等を用いた耐腐食性の高い一方向性のものを使用
している。ここで形状記憶合金の一方向性とは、所定の
記憶回復温度で一定の形状を記憶させた後に低温で初期
形状に変形させ、その後に変態点以上の記憶回復温度に
加熱すると記憶した形状に戻るが、その後に再び低温に
しても、低温で変形した初期形状にはならないことを意
味する。

【００３１】このような一方向性の形状記憶合金１０に
は、所定の記憶回復温度Ｔ１でコイルバネを軸方向に引
き伸ばした復元形状が記憶され、低温に戻した状態で図
示のように初期形状に縮めて、鍔部１ｅとスペーサ１１
の間に組み込んでいる。この形状記憶合金１０の低温状
態での初期形状による復元力Ｆ１は、パイロット弁１２
側に組み込んでいる復旧スプリング１４の復元力Ｆ２よ
り十分に低く、復旧スプリング１４の復元力Ｆ２による
押圧を受けて形状記憶合金１０は図示の初期形状に保っ
ている。

【００３２】形状記憶合金１０が初期形状となっている
低温時にあっては、復旧スプリング１４の復元力Ｆ２で
パイロット弁体１２ａは、図示のようにパイロット排出
路１８を閉鎖する位置に保持されている。このため流入
口３に供給されている加圧消火用水から分岐したパイロ
ット流入路１５によるパイロット圧は、パイロット弁１
２からパイロット供給路１６を通ってアクチュエータ８
のダイヤフラム室９ａに供給され、ダイヤフラム８ａと
共にピストン部７ｂを図示のように上方に押し上げ、こ
れによってスプール弁体７ａをスプール穴３ａに嵌め入
れて流入口３から内部流路３ｂに至る流路を閉鎖してい
る。

【００３３】これに対し、火災による熱気流をスプリン
クラーヘッド１が受けてヘッド放水部１ｃの周囲に組み
込んでいる形状記憶合金１０が加熱されると、形状記憶
合金１０が記憶形状に伸びることで復元力Ｆ１が増加
し、復旧スプリング１４の復元力Ｆ２を超えた時にスペ
ーサ１１を介して弁軸１２ｃによりパイロット弁体１２
ａを上側に押し上げ、パイロット弁室１２ｂに対するパ
イロット排出路１８を開き、同時にパイロット流入路１
５を閉じる。

【００３４】このためアクチュエータ８のダイヤフラム
室９ａに供給されていたパイロット圧がパイロット排出
路１８を通って抜け、スプール弁体７ａに作用している
消火用水の圧力を受けてスプール弁体７ａを下方に押す
力が生じ、スプール穴３ａを開放可能な状態とする。図
２は図１のヘッド本体部１ｂのＡ−Ａ断面であり、内部
に組み込んだアクチュエータ収納部１ｄの周辺部に２箇
所に分けて連通穴２０を設けており、中央にアクチュエ
ータ８のダイヤフラム室９ａが形成されている。ダイヤ
フラム室９ａには、ヘッド本体部１２ｂ側に組み込まれ
ているパイロット弁１２のパイロット弁室１２ｂからの
パイロット供給路１６が開口し、更に上部に向けてパイ
ロット流入路１５が設けられている。

【００３５】更に図１の左半断面から明らかなように、
ダイヤフラム８ａの上側のダイヤフラム室９ｂは大気連
通路１７により大気に開放しており、ピストン部７ｂの
上下動が可能となっている。このような図１，２のスプ
リンクラーヘッド１に設けられているスプール弁体７
ａ、アクチュエータ８、形状記憶合金１０、復旧スプリ
ング１４及びパイロット弁１２を含む構造によって、本
発明における第１感熱作動部６が構成されている。

【００３６】この第１感熱作動部６に対しては、ヘッド
放水部１ｃ側に第２感熱作動部２２が設けられている。
第２感熱作動部２２は放水口５の下部にデフレクタ２３
を下降自在に収納し、可溶合金３０を用いた感熱作動機
構により保持している。即ち、デフレクタ２３の中央部
には支持部材２４が装着され、支持部材２４の中央の凹
部にスプール弁体７ａ及びピストン部７ｂを一体に備え
た弁軸７ｃの先端を当接している。

【００３７】支持部材２４は可溶合金３０を備えた感熱
作動機構により支持されている。この感熱作動機構は、
支持プレート２５、押え板２６、ロックボール２７、集
熱板２８，２９、可溶合金３０、スペーサ３１及び止め
ネジ３２で構成される。即ち、止めネジ３２により可溶
合金３０を固着した２枚の集熱板２８，２９をスペーサ
３１及び押え板２６を介して支持プレート２５にねじ込
み固定し、この状態で支持プレート２５と押え板２６の
外周部にロックボール２７を嵌め入れた状態でヘッド放
水部１ｃの内側の鍔部１ｇとその下の嵌合凹部１ｆに図
示のように嵌め込むことで支持固定している。

【００３８】第２感熱作動部２２は、火災による熱気流
を受けて可溶合金３０が解けると、スペーサ３１を介し
て支持している押え板２６が緩むことでロックボール２
７が支持プレート２５との隙間に入り込み、左半断面の
下部に示すように支持プレート２５より下側の部分がヘ
ッド放水部１ｃから分離脱落し、弁軸７ｃの保持を解除
するようになる。第２感熱作動部２２が作動すると、ヘ
ッド放水部１ｃ内に収納されていたデフレクタ２３（散
水部）が下降し、スプリンクラーヘッド１の下方に露出
する。

【００３９】この第２感熱作動部２２の可溶合金３０が
火災による熱で溶けたときの分離脱落により弁軸７ｃの
保持が解除された時、それより低い形状記憶温度で第１
感熱作動部６のスプール弁体７ａは既に開放可能な状態
にある。このため、弁軸７ｃの保持が解除されるとスプ
ール弁体７ａがスプール穴３ａから抜けて流路を開放
し、流入口３からの加圧消火用水はアクチュエータ収納
部１ｄの連通穴２０、更に内部流路３ｃを通って放水口
５から放出され、デフレクタ２３に当たって周囲に散水
される。

【００４０】ここで、第１感熱作動部６に設けたパイロ
ット弁１２の作動でアクチュエータ８によるスプール弁
体７ａの開放可能状態を作り出す形状記憶合金１０の復
元温度をＴ１、第２感熱作動部２２が作動する可溶合金
３０の溶融温度で決まる放水開始温度をＴ２とすると、
放水開始温度Ｔ２に対し形状記憶合金１０の記憶回復温
度Ｔ１を低めに設定している。

【００４１】このため火災による熱気流を受けたとき
に、まず形状記憶合金１０の記憶回復温度Ｔ１に上昇し
て、パイロット弁１２の作動によりアクチュエータ８を
スプール弁体７ａの開放可能状態とし、次に火災による
熱気流で放水開始温度Ｔ２に達したときの可溶合金３０
の溶解で、第２感熱作動部２２による弁軸７ｃを介して
スプール弁体７ａの保持が解除されて放水が開始され
る。

【００４２】この放水が開始される可溶合金３０の放水
開始温度Ｔ２は、可溶合金３０の材質によって正確に決
まっており、形状記憶合金１０の記憶回復温度Ｔ１は放
水開始の前段階の作動であることから、形状記憶合金１
０の復元力が温度上昇に対し幅をもっていても、この影
響を受けることなく、可溶合金３０の材質で決まる所定
の放水開始温度Ｔ２で確実に放水を行うことができる。

【００４３】図３は図１のスプリンクラーヘッド１に設
けたコイルバネ形状をもった形状記憶合金１０の温度Ｔ
に対するその弾性係数Ｇの実測特性である。例えば第２
感熱作動部２２の可溶合金３０で決まる放水開始温度を
Ｔ２＝７４℃とすると、形状記憶合金の復元力によるパ
イロット弁１２の作動温度範囲を例えばＴ１＝３０〜６
０℃の範囲、例えばＴ１＝５０℃に設定する。

【００４４】具体的に説明すると、図３の温度５０℃の
ときの弾性係数Ｇ50に基づく形状記憶合金１０の復元力
Ｆ１にバランスしてパイロット弁体１２ａのパイロット
排出路１８の流路を閉鎖する位置となるように、復旧ス
プリング１４の復元力Ｆ２を決める。即ち、形状記憶合
金１０の復元力Ｆ１に対し復旧スプリング１４の復元力
Ｆ２が等しいか若干大きめに設定する。

【００４５】これにより形状記憶合金１０の温度がＴ１
＝５０℃に達すると、形状記憶合金１０の復元力Ｆ１が
復旧スプリング１４の復元力Ｆ２に打ち勝ってパイロッ
ト弁体１２ａを押し上げ、同時にパイロット流入路１５
を閉鎖して、アクチュエータ８のダイヤフラム室９ａか
らのパイロット圧の排出状態とする。尚、ヘッド放水部
１ｃの外周に設けた複数の形状記憶合金１０のうち、一
つでも形状回復温度Ｔ１に達すれば、スペーサ１１を上
昇させ、パイロット弁体１２を作動させて放水可能状態
とする。これにより、気流の影響による温度検知の遅れ
を防ぎ、熱気流の方向に関係なく確実に火災温度を検知
して放水が行われる。

【００４６】また、ヘッド放水部１ｃの端部外周に延在
した鍔部１ｅは、デフレクタ２３にあたって放水される
消火用水が形状記憶合金１０にかかり、直接冷却して鎮
火前に放水を停止することを防ぐ水避けの機能も有して
いる。また、第２感熱作動部２２の周囲に配置した複数
の形状記憶合金１０は、第２感熱作動部２２の作動時
に、周囲に消火用水を散水する散水部としてのデフレク
タ２３の露出位置よりも上方に位置している。よって、
放水する消火用水で形状記憶合金１０を冷却することな
く、更に消火用水により形状記憶合金１０に向かう熱気
流を遮って、鎮火前に放水停止することを防ぎ、周囲の
熱を正確に検出して誤作動を防いでいる。

【００４７】次に図１の実施形態の動作を図４を参照し
ながら説明する。図４はスプリンクラーヘッドの周囲の
温度における各部の動作を示したグラフである。ここ
で、曲線ａは火源直上における温度曲線を示し、曲線ｂ
は火源直上から離れて配置されたスプリンクラーヘッド
１における周囲の温度曲線を示している。定常監視状態
となる低温時にあっては、第１感熱作動部６に設けた形
状記憶合金１０の定常温度での復元力Ｆ１に対し復旧ス
プリング１４の復元力Ｆ２が大きく、スペーサ１１を介
して図示の初期形状に縮められている。このためパイロ
ット弁１２はパイロット弁体１２ａによりパイロット流
入路１５をパイロット弁室１２ｂに開放し、パイロット
排出路１８を閉鎖した弁位置に保持されている。

【００４８】従って、流入口３に供給されている消火配
管に充填している加圧消火用水からの圧力がパイロット
圧としてアクチュエータ８のダイヤフラム室９ａに供給
され、ダイヤフラム８ａ及びピストン部７ｂを図示のよ
うに上方に押し上げ、弁軸３ｃの先端のスプール弁体７
ａをスプール穴３ａに位置させて、内部流路３ｂに対す
る流入口３からの流路を閉鎖している。

【００４９】この状態で火災による熱気流を受けると、
形状記憶合金１０は形状記憶を行った所定の記憶回復温
度Ｔ１に達したときにその復元力Ｆ１が復旧スプリング
１４の復元力Ｆ２に打ち勝ち、スペーサ１１を介して弁
軸１２ｃによりパイロット弁体１２ａを押し上げ、パイ
ロット流入路１５を閉鎖すると同時にパイロット排出路
１８をパイロット弁室１２ｂに対し開放する。

【００５０】そのため、アクチュエータ８のダイヤフラ
ム室９ａに供給されていたパイロット圧は、パイロット
供給路１６、パイロット弁室１２ｂを通ってパイロット
排出路１８から排出され、スプール本体７ａをスプール
穴３ａの閉鎖位置に押す力が解除される。しかしなが
ら、このとき第２感熱作動部２２は作動しておらず、弁
軸７ｃをスプール弁体７ａがスプール穴３ａに位置する
閉鎖状態に保持している。

【００５１】このように第１感熱作動部６が作動した状
態で火災による熱気流による温度が更に上昇し、第２感
熱作動部２２の可溶合金３０が溶ける放水開始温度Ｔ２
に上昇すると、可溶合金３０が溶けて支持プレート２６
がスペーサ３１及び周熱板２８，２９と共に下がり、ロ
ックボール２７によるロックが解除され、図１の左半断
面の下部に示すように支持プレート２５より下側の感熱
作動機構の部材が分解して脱落する。

【００５２】このため支持部材２４による弁軸７ｃの閉
鎖状態での保持が解除され、デフレクタ２３と共にヘッ
ド放水部１ｃの開口部１ｈに落下して鍔部１ｇにより保
持される。このような弁軸７ｃの保持解除により、既に
アクチュエータ８はスプール弁体７ａの開放状態への作
動を可能としていることから、スプール弁体７ａは流入
口３からの消火用水の圧力を受けて下降し、スプール穴
３ａを開放する。

【００５３】このため流入口３からの消火用水はスプー
ル穴３ａ、内部流路３ｂ、貫通穴２０及び内部流路３ｃ
を通って放水口５からデフレクタ２３に向けて放出さ
れ、デフレクタ２３に当たって周囲に散水される。消火
用水の放水で炎の勢いが衰えることで、図４の曲線ｂに
示すように、熱気流の温度が徐々に低下する。このよう
な消火用水の放水によって火災が鎮火すると、熱気流を
受けなくなることで温度が低下する。この温度低下によ
り形状記憶合金１０が記憶回復温度Ｔ１以下に下がる
と、形状記憶合金１０の復元力Ｆ１が復旧スプリング１
４の復元力Ｆ２より小さくなり、復旧スプリング１４に
押されて形状記憶合金１０は図示の初期形状に変形され
る。

【００５４】このときパイロット弁１２のパイロット弁
体１２ａは、パイロット排出路１８を閉じると同時にパ
イロット流入路１５を開き、流入口３に対する加圧消火
用水の圧力がパイロット圧力としてアクチュエータ８の
ダイヤフラム室９ａに供給される。このためダイヤフラ
ム８ａ及びピストン部７ｂによってスプール弁体７ａが
押し上げられ、スプール穴３ａに嵌まり込んで流路を閉
鎖する。これによって消火用水の放水が自動的に停止さ
れる。

【００５５】消火用水の放水が自動停止した後に、万が
一、図４の破線で示すように、再度燃え上がって熱気流
を受けて形状記憶合金１０が記憶回復温度Ｔ１に上昇す
ると、パイロット弁１２が再び作動してダイヤフラム室
９ａのパイロット圧を排出させる。このとき第２感熱作
動部２２は既に作動していることから、ダイヤフラム室
９ａからのパイロット圧の排出に伴う消火用水の圧力に
よってスプール弁体７ａはスプール穴３ａから下方に引
き出されて流路を開放し、消火用水の放水が再開され
る。

【００５６】もちろん、放水を再開した後に火災が鎮火
して形状記憶合金１０の温度が記憶回復温度Ｔ１以下に
下がれば、復旧スプリング１４の復元力Ｆ２を受けて形
状記憶合金１０は初期形状に変形し、パイロット弁１２
がダイヤフラム室９ａに対するパイロット圧の供給状態
に切り替わり、これによってスプール弁体７ａがスプー
ル穴３ａに戻って再び流路を閉鎖し、放水停止となる。

【００５７】図５は本発明の自動開閉型のスプリンクラ
ーヘッドの第２実施形態であり、軸方向の中心線の右側
に低温時の放水停止状態の断面を、左側に火災による熱
気流を受けて放水動作を行った状態の断面を示してい
る。この第２実施形態にあっては、第２感熱作動部２２
にグラスバルブを使用している。図５において、自動開
閉型のスプリンクラーヘッド１は、上部よりヘッド接続
部１ａ、ヘッド本体部１ｂ、ヘッド放水部１ｃのねじ込
み構造で構成され、ヘッド本体部１ｂの内部にアクチュ
エータ収納部１ｄを組み込んでいる。ヘッド接続部１ａ
には流入口３が設けられ、その突き当たり部分にスプー
ル穴３ａを形成し、弁軸７ｃの一端に形成したスプール
弁体７ａを摺動自在に組み込んでいる。

【００５８】ヘッド本体部１ｂの内部に収納されたアク
チュエータ収納部１ｂにはアクチュエータ８が組み込ま
れており、この実施形態にあっては、アクチュエータ８
としてダイヤフラムピストンの代わりに、弁軸７ｃにア
クチュエータピストン７ｄを形成し、シリンダ９に摺動
自在に組み込んでいる。シリンダ９はアクチュエータピ
ストン７ｄによって下部のシリンダ室９ｃと上部のシリ
ンダ室９ｄに仕切られている。アクチュエータ８は複数
のパイロット弁１２により作動される。パイロット弁１
２は、パイロット弁体１２ａをパイロット弁室１２ｂに
組み込んでおり、パイロット弁室１２ｂには上部よりパ
イロット流入路１５が連通し、またシリンダ室９ｃに対
しパイロット供給路１６を連通している。

【００５９】更にパイロット弁体１２ａの下部からは一
体に弁軸１３が延在され、この弁軸１３の収納における
ヘッド放水部１ｃの内側にパイロット排出路１８を開口
している。弁軸１３の先端はスペーサ１１に固定され、
スペーサ１１の下側に形状記憶合金１０を組み込み、ス
ペーサ１１の上側に復旧スプリング１４を組み込んでい
る。

【００６０】このスプール弁体７ａ、アクチュエータ
８、形状記憶合金１０、復旧スプリング１４及びパイロ
ット弁１２を含む構造によって、この実施形態における
第１感熱作動部６が構成されている。図６は図５のヘッ
ド本体部１ｂのＢ−Ｂ断面である。この断面から明らか
なように、ヘッド本体１ｂの内部にはアクチュエータ収
納部１ｄが組み込まれており、アクチュエータ収納部１
ｄには２箇所に分けて連通穴２０が形成されている。ま
たアクチュエータ収納部１ｄの中心部分にはシリンダ９
が形成され、中央をスプール弁体７ａ及びアクチュエー
タピストン７ｄを備えた弁軸７ｃが貫通している。

【００６１】シリンダ９のシリンダ室に対しては、形状
記憶合金の数だけ設けたパイロット弁室１２ｂよりパイ
ロット供給路１６が連通し、内１つのパイロット弁室１
２ｂからは上部に向けてパイロット流入路１５が形成さ
れている。再び図５を参照するに、シリンダ９のアクチ
ュエータピストンの上側となるシリンダ室９ｄに対して
は大気連通路１７が開口している。

【００６２】ヘッド放水部１ｃに対しては第２感熱作動
部２２が設けられる。この実施形態の第２感熱作動部２
２にあっては、図１の可溶合金３０の代わりにグラスバ
ルブ３６を使用している。グラスバルブ３６は、弁軸７
ｃの下端とヘッド放水部１ｃの下部開口部に装着したデ
フレクタ３７の中央の支持部材３８にねじ込み固定した
支持部材３９との間に配置され、弁軸７ｃの先端のスプ
ール弁体７ａをスプール穴３ａに位置する閉鎖位置に保
持している。このグラスバルブ３６によるスプール弁体
７ａの位置は、支持部材３９に対する支持部材３８のね
じ込み調整で若干の位置調整ができる。グラスバルブ３
６は周知のように、カプセル状のガラス容器の中にアル
コール系の溶液を封入しており、熱気流を受けたときに
溶液が膨脹してガラスカプセルを破壊する構造であり、
所定の作動温度、即ち本発明のスプリンクラーヘッド１
における規定の放水開始温度Ｔ２を設定している。この
グラスバルブ３６で決まる放水開始温度Ｔ２に対し、第
１感熱作動部６に設けている形状記憶合金１０の記憶回
復温度Ｔ１は低めの温度に設定されている。

【００６３】更に図５の実施形態にあっては、ヘッド放
水部１ｃの周囲に形状記憶合金１０を複数配置すると同
時に、各形状記憶合金１０ごとにスペーサ１１、復旧ス
プリング１４、パイロット弁１２を設けている。このよ
うにスプリンクラーヘッド１の周囲の複数箇所に形状記
憶合金１０、復旧スプリング１４及びバイロット弁１２
を設けたことで、火災による熱気流の方向にかかわら
ず、最も熱気流を受け易い位置の形状記憶合金１０が最
初に作動してパイロット弁１２によるシリンダ室９ｃか
らのパイロット圧の排出を行い、次に熱気流による温度
がグラスバルブ３６で決まる放水開始温度Ｔ２に達する
と、グラスバルブ３６の破壊によりスプール弁体７ａの
閉鎖保持が解除されて消火用水の放水が行われる。

【００６４】これに対し放水開始後で火災が鎮火したと
きの温度低下による放水停止は、スプリンクラーヘッド
１の周囲の複数箇所に設けている形状記憶合金１０の全
てが記憶回復温度Ｔ１以下となって、復旧スプリング１
４により図示の初期形状に変形したときのパイロット弁
１２の復旧で初めてアクチュエータ８のシリンダ室９ｃ
に対するパイロット圧の供給が有効となり、このときア
クチュエータピストン７ｄの押し上げでスプール弁体７
ａがスプール穴３ａに戻って流路を閉鎖して放水を停止
するようになる。

【００６５】図７は本発明による自動開閉型のスプリン
クラーヘッドの第３実施形態であり、軸方向の中心線の
右側に低温時の放水停止状態の断面を、左側に火災によ
る熱気流を受けて放水動作を行った状態の断面を示して
いる。図７の第３実施形態にあっても、スプリンクラー
ヘッド１はヘッド接続部１ａ、ヘッド本体部１ｂ及びヘ
ッド放水部１ｃを軸方向にねじ込み固定した分割構造を
もっている。ヘッド接続部１ａには流入口３が設けら
れ、流入口３の奥にストレーナ２１が組み込まれ、続い
てスプール弁体７ａを収納するスプール穴３ａを形成し
ている。

【００６６】スプール弁体７ａは第１弁機構４１を構成
しており、弁軸７ｃの先端を下部に装着した第２感熱作
動部２２で閉鎖状態に保持しているだけである。この第
１弁機構４１の周囲には第２弁機構４２が設けられる。
第２弁機構４２は、ヘッド接続部１ａとヘッド本体部１
ｂの仕切壁５０で区切られたシリンダ４３の中に、バル
ブピストン４４を上部にスプリング４５を介して摺動自
在に組み込んでいる。

【００６７】バルブピストン４４は、流入口３に続くス
プール穴３ａを囲んで形成された円筒状のガイド部５１
に小径部４４ａの内周穴を摺動自在に組み込み、円筒部
４４ｂを介して軸方向に段下げした大径部４４ｃをシリ
ンダ４３に摺動自在に組み込んでおり、更に大径部４４
ｃの端面にバルブシール４６を装着し、ヘッド本体部１
ｂの仕切壁５０の端面に対する押圧で開閉動作を行うよ
うにしている。

【００６８】図８は図７のＣ−Ｃ断面であり、ヘッド本
体部１ｂの仕切壁５０に２箇所に分けて連通穴２０を形
成しており、その中央部にはスプール弁体７ａを備えた
弁軸７ｃが貫通しており、また周壁の部分にはパイロッ
ト弁１２に対するパイロット流入路１５が形成されてい
る。再び図７を参照するに、バルブピストン４４のスプ
リング４５が組み込まれたシリンダ室に対しては、流入
口３よりパイロット流入路４８が開口されている。また
ヘッド本体部１ｂにはパイロット弁１２が設けられてお
り、パイロット弁１２のパイロット弁室１２ｂに第２弁
機構４２のシリンダ室からパイロット流入路１５を連通
している。更にパイロット弁体１２ａの反対側はパイロ
ット排出路１８によりヘッド放水部１ｃの内側に開口し
ている。

【００６９】パイロット弁１２の弁軸１２ｃは下方に取
り出されており、弁軸１２ｃの先端に円筒状のスペーサ
１１を固着し、スペーサ１１の下部とヘッド放水部１ｃ
の端部外周に延在した鍔部１ｅとの間に形状記憶合金４
０を装着している。この実施形態において形状記憶合金
４０は、中央部で円弧状に屈曲したバネ板形状のものを
使用しており、火災による熱気流を受けて記憶回復温度
を超えると、左半断面のように円弧部分が伸展した形状
を記憶している。

【００７０】このような第２弁機構４２、形状記憶合金
４０、復旧スプリング１４及びパイロット弁１２によっ
て、この実施形態における第１感熱作動部６が構成され
ている。尚、第２弁機構４２は、パイロット圧の導入排
出で作動するアクチュエータの機能も有する。またヘッ
ド放水部１ｃ側に設けられた第２感熱作動部２２は、図
１の第１実施形態と同じ可溶合金３０を用いたものを使
用している。更に可溶合金３０で決まる第２感熱作動部
２２による放水開始温度Ｔ２に対し、第１感熱作動部６
に設けている形状記憶合金４０の記憶回復温度Ｔ１は低
めに設定されている。

【００７１】次に図７の第３実施形態の動作を説明す
る。低温となる定常監視状態にあっては、図７の右半断
面のように、形状記憶合金４０は復旧スプリング１４の
押圧力を受けて中央を円弧状に屈曲した板バネ形状とな
る初期形状を保持しており、このときパイロット弁１２
はパイロット弁体１２ａによってパイロット排出路１８
との連通を閉鎖している。

【００７２】このため、第２弁機構４２のシリンダ室に
対してはパイロット流入路４８より加圧消火用水の圧力
が加わり、スプリング４６の力と合わせてバルブピスト
ン４４を押し下げ、大径部４４ｃの端面に装着している
バルブシール４６をヘッド本体部１ｂの仕切壁５０に押
圧して弁閉鎖状態としている。このような低温の定常監
視状態で火災による熱気流を受けて形状記憶合金４０が
所定の記憶回復温度Ｔ１に加熱されると、形状記憶合金
４０が軸方向に伸展し、スペーサ１１を介して復旧スプ
リング１４に抗して弁軸１２ｃによりパイロット弁体１
２ａを押し上げ、パイロット流入路１５をパイロット排
出路１８に開放し、第２弁機構４２のシリンダ室に加わ
っている圧力を排出する。このためバルブピストン４４
は、スプリング４５のみにより閉鎖状態に押圧支持され
ている。

【００７３】続いて熱気流による温度が上昇して放水開
始温度Ｔ２に到達すると、第２感熱作動部２２に設けて
いる可溶合金３０が溶け、左半断面の下側のように支持
プレート２５より下側に位置する部材が分離して脱落す
る。これによって弁軸７ｃを介した第１弁機構４１にお
けるスプール弁体７ａの閉鎖状態での保持が解除され、
スプール弁体７ａは流入口３からの消火用水の圧力を受
けて下降し、スプール収納部４７に収納される。

【００７４】このため、流入口３及びスプール穴３ａを
通って加圧消火用水がバルブピストン４４の内側に流れ
込み、スプリング４５に抗してバルブピストン４４を左
半断面のように上方に押し上げ、バルブシール４６によ
る第２弁機構４２の閉鎖状態が解除されて開放する。流
入した消火用水は仕切壁５０の周辺部に破線のように開
口した連通穴２０を通って下部の放水口５から放出さ
れ、第２感熱作動部２２の感熱作動で下側に落ちている
デフレクタ２３に当たって周囲に散水される。

【００７５】スプリンクラーヘッド１からの消火用水の
散水で火災が鎮火し、熱気流がなくなって温度が低下す
ると、所定の記憶回復温度Ｔ１より低くなったときに形
状記憶合金４０の復元力Ｆ１が復旧スプリング１４の復
元力Ｆ２を下回り、復旧スプリング１４に押されて形状
記憶合金４０は左半断面の初期形状に変形され、パイロ
ット弁１２のパイロット弁体１２ａがパイロット排出路
１８に対する連通を遮断する。

【００７６】このため、バルブピストン４４のシリンダ
室に対しパイロット流入路４８より加圧消火用水の圧力
が導入され、バルブピストン４４が右半断面のように下
降してバルブシール４６を仕切壁５０に当接し、貫通穴
２０に至る流入路を閉鎖し、放水が自動的に停止され
る。また放水停止後に再度火災となって熱気流により形
状記憶合金４０の記憶回復温度Ｔ１以上になると、その
復元力によってパイロット弁１２のパイロット弁体１２
ａが作動してパイロット排出路１８に対する連通状態と
なり、第２弁機構４２のスプリング４５を組み込んだシ
リンダ室に加わる圧力が排出されることで、バルブピス
トン４４の内側に加わっている消火用水の圧力でバルブ
ピストン４４は左半断面のように上昇し、バルブシール
４６を仕切壁５０の端面から離して再び流路を開放して
再放水させる。もちろん、再放水により形状記憶合金４
０が記憶回復温度Ｔ１以下に下がれば、再び放水停止を
自動的に行うようになる。

【００７７】尚、本発明は上記の実施形態に限定され
ず、第１感熱作動部を感熱作動するための復元力を発生
する形状記憶合金の記憶回復温度Ｔ１を、第２感熱作動
部で放水開始を行わせる可溶合金やグラスバルブ等によ
る放水開始温度Ｔ２より低めに設定する構造であれば、
適宜の構造をとることができ、実施形態による限定は受
けない。

【００７８】また形状記憶合金１０と復旧スプリング１
４は、必ずしも互いに押し合う配置でなくとも良く、形
状記憶合金１０が記憶回復温度Ｔ１より低い場合に、初
期状態に戻すように復旧スプリング１４が作用する対向
した配置であれば良い。

【００７９】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、火災による熱気流を受けると、まず低めに設定して
いる形状記憶合金の記憶回復温度に達したときの復元力
によって第１感熱作動部を作動して弁機構を放水可能状
態とし、この状態で更に熱気流による温度が上昇して規
定の放水開始温度に達すると、可溶合金やグラスバルブ
等を使用した第２感熱作動部が熱分解して、第１感熱作
動部によって既に放水可能状態となっている弁機構の保
持を解除して放水を開始でき、この結果、形状記憶合金
の記憶回復温度に幅があっても、放水開始温度を可溶合
金やグラスバルブ等により規定温度に正確に設定して放
水開始温度を保証し、形状記憶合金を用いた自動開閉型
のスプリンクラーヘッドの信頼性を確保して、同時に量
産を可能とする。

【００８０】また形状記憶合金を用いた第１感熱作動部
と可溶合金やグラスバルブを用いた第２感熱作動部の両
方が働いて初めて放水が開始される構造としているた
め、監視時にスプリンクラーヘッドに例えば物をぶつけ
て破損したような場合にも、同時に両方が破損により作
動することはほとんどないことから、破損による放水を
確実に防止できる。

【００８１】また放水により火災が鎮火して温度が下が
ると、形状記憶合金の復元力が低下して、復旧スプリン
グによって初期形状に変形され、これによって第１感熱
作動部の弁機構が閉鎖状態となって自動的に放水を停止
し、火災消火後の水損を最小限に抑えることができる。
また放水を停止するための温度は可溶合金やグラスバル
ブで決まる放水開始温度に対し十分に低めに設定した形
状記憶合金の記憶回復温度であり、このように放水停止
のための温度が十分に低くできることで、消火後の再発
火の可能性を大幅に低減できる。

【００８２】もちろん、消火後の再発火による熱気流を
受けると所定の記憶回復温度で再度第１感熱作動部の弁
機構が作動して再放水でき、万が一最初の消火が不十分
であったような場合にも、再放水で確実に消火できる。
更に形状記憶合金は、その材質的な特徴として耐腐食性
が高く、長期間に亘る設置監視にあっても、確実に火災
による熱気流を受けたときに動作して高い信頼性が保証
できる。更にまた、放水の停止と開始について火災感知
器などによる火災検出信号に全く頼る必要がないため、
火災感知器の誤作動による放水の問題がなく、固定式消
火設備に設置した際の信頼性を保証できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を監視状態と放水状態の
各々につき半断面で示した断面図

【図２】図１のＡ−Ａ断面図

【図３】図１の形状記憶合金の温度に対する弾性係数を
実測した特性図

【図４】本発明の第１実施形態の動作を説明する説明図

【図５】本発明の第２実施形態を監視状態と放水状態の
各々につき半断面で示した断面図

【図６】図４のＢ−Ｂ断面図

【図７】本発明の第３実施形態を監視状態と放水状態の
各々につき半断面で示した断面図

【図８】図７のＣ−Ｃ断面図

【図９】従来のスプリンクラーヘッドの断面図

【図１０】形状記憶金属の温度に対する弾性係数の特性
図

【符号の説明】

１：スプリンクラーヘッド３ｂ，３ｃ：内部流路６：第１感熱作動部７ａ：スプール弁体７ｂ：ピストン部７ｃ：弁軸８：アクチュエータ８ａ：ダイヤフラム９ａ，９ｂ：ダイヤフラム室１０：形状記憶合金１２：パイロット弁１２ａ：パイロット弁体１２ｂ：パイロット弁室１２ｃ：弁軸１４：復旧スプリング（復旧付勢部材）１５：パイロット流入路１６：パイロット供給路１８：パイロット排出路２２：第２感熱作動部３０：可溶合金３６：グラスバルブ４０：形状記憶合金４１：第１弁機構４２：第２弁機構４３：シリンダ室４４：バルブピストン４６：バルブシール４７：スプール受け穴４８：パイロット流入路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−123419（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−206456（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−157363（ＪＰ，Ａ) 特表平７−506027（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A62C 37/11

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧消火用水が充填された消火配管に接続
され、火災時に加圧供給された消火用水を放水する閉鎖
型スプリンクラーヘッドに於いて、形状記憶合金と復旧付勢部材を対向させて配置し、所定
の記憶回復温度より低い温度の時は前記復旧付勢部材に
より前記形状記憶合金を初期形状に変形させて弁機構を
放水停止位置に保持し、前記記憶回復温度に達した時は
前記形状記憶合金の記憶形状への復元力で前記弁機構を
放水位置へ作動可能な状態とする第１感熱作動部と、前記記憶回復温度より高い所定の放水開始温度を設定
し、該放水開始温度より低い温度の時は、前記第１感熱
作動部の作動状態に関わらず前記弁機構を閉鎖状態に保
持し、前記放水開始温度に達した時は、熱により分解し
て前記弁機構の閉鎖保持を解除して消火用水を放水させ
る第２感熱作動部と、を備えたことを特徴とするスプリ
ンクラーヘッド。
【請求項２】請求項１記載のスプリンクラーヘッドに於
いて、前記第１感熱作動部は、前記第２感熱作動部の作
動による放水中に、前記記憶回復温度より低い温度に低
下した時は、前記復旧付勢部材により形状記憶合金を初
期形状に変形させることにより前記弁機構を閉鎖状態に
作動して放水を停止させることを特徴とするスプリンク
ラーヘッド。
【請求項３】請求項２記載のスプリンクラーヘッドに於
いて、前記第１感熱作動部は、前記復旧付勢部材により
前記形状記憶合金を初期形状に変形させて放水を停止さ
せた後に、前記記憶回復温度に達した時は前記形状記憶
合金の記憶形状への復元力で前記弁機構を放水位置へ作
動して再放水させることを特徴とするスプリンクラーヘ
ッド。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のスプリ
ンクラーヘッドに於いて、前記第１感熱作動部は、前記形状記憶合金を前記第２感
熱作動部の周囲に複数配置し、複数の形状記憶合金の少
くとも１つが前記記憶回復温度への到達で作動した時の
復元力で前記弁機構を放水位置へ作動可能な状態とし、
放水中に複数の形状記憶合金の全てが初期形状に復旧し
た時に前記弁機構を閉鎖状態に作動して放水を停止させ
ることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
【請求項５】請求項４記載のスプリンクラーヘッドに於
いて、前記複数の形状記憶合金は、前記第２感熱作動部
が作動した際に下方に露出する散水部よりも上方に配置
することを特徴とするスプリンクラーヘッド。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載のスプリ
ンクラーヘッドに於いて、前記形状記憶合金は、前記初
期形状として軸方向に縮んだコイルバネ形状を有し、前
記記憶回復温度への到達で軸方向に伸展したコイルバネ
形状に変形することを特徴とするスプリンクラーヘッ
ド。
【請求項７】請求項１乃至５のいずれかに記載のスプリ
ンクラーヘッドに於いて、前記形状記憶合金は、前記初
期形状として中央を円弧状に屈曲した板バネ形状を有
し、前記記憶回復温度への到達で軸方向に伸展した板バ
ネ形状に変形することを特徴とするスプリンクラーヘッ
ド。
【請求項８】請求項１記載のスプリンクラーヘッドに於
いて、前記第１感熱作動部の弁機構は、流入口から放水口に至る流路の途中に開閉自在に配置さ
れた主弁と、パイロット圧の供給で前記主弁を閉鎖位置に作動し、パ
イロット圧の排出で前記主弁を開放位置に作動して放水
させるアクチュエータと、前記形状記憶合金の初期形状による弁位置でパイロット
圧を前記アクチュエータに供給して前記主弁を閉鎖状態
とし、前記形状記憶合金の記憶形状への変形による弁位
置でパイロット圧を前記アクチュエータから排出させて
前記主弁を開放状態として放水させるパイロット弁と、
を備えたことを特徴とするスプリンクラーヘッド。
【請求項９】請求項８記載のスプリンクラーヘッドに於
いて、前記アクチュエータは、通常時、前記第２感熱作
動部により閉鎖位置に保持される軸部材を一体に備えた
ダイヤフラムピストン又はピストンをパイロット圧の導
入と排出により摺動自在に備えたことを特徴とするスプ
リンクラーヘッド。
【請求項１０】請求項１記載のスプリンクラーヘッドに
於いて、前記第１感熱作動部の弁機構は、流入口から放水口に至る流路の途中に開閉自在に配置さ
れ、前記第２感熱作動部により閉鎖位置に保持され、前
記放水開始温度に達した時の保持解除により開放位置に
作動して放水させる第１弁部材と、前記第１弁部材の二次側の流路に配置されて該流路を開
閉自在な第２弁部材と、流入口側からのパイロット圧の導入で前記第２弁部材を
閉鎖位置に作動し、パイロット圧の排出で前記第２弁部
材を開放位置に作動して放水させるアクチュエータと、前記形状記憶合金の初期形状による弁位置で前記アクチ
ュエータにパイロット圧を導入して前記第２弁部材を閉
鎖位置とし、前記形状記憶合金の記憶形状への変形によ
る弁位置でパイロット圧を排出して前記第２弁部材を開
放位置に移動させて放水させ、更に、前記第１弁部材が
開放位置に作動した後に前記形状記憶合金が初期形状に
復旧した際のパイロット圧の再導入で前記第２弁部材を
閉鎖位置に作動させて放水を停止させるパイロット弁
と、備えたことを特徴とするスプリンクラーヘッド。
【請求項１１】請求項１記載のスプリンクラーヘッドに
於いて、前記第２感熱作動部は、前記放水開始温度に到
達した時の熱で分解して離脱させる可溶合金又はグラス
バルブを備えたことを特徴とする閉鎖型スプリンクラー
ヘッド。