JPH08289940A - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチ型においては天井面からの突出を少な
くして外的衝撃に遭遇しにくくし、またフラッシュ型に
おいては製造を容易にして安価にすることができ、さら
にまたフレームヨーク型においては散布状態に影響のあ
るフレームヨークを細くて薄く、しかも一本にすること
ができる。 【構成】 断面略コ字型の形状記憶合金１３は平時上部
が横方に屈曲した複数の係止片１４…となっており、該
係止片がスプリンクラーヘッドの係止部に係止されてい
て、形状記憶合金の底面１５で弁体３を保持している。
火災が発生すると係止片が上方に立ち上がり、スプリン
クラーヘッドの係止部から外れて落下することにより弁
体３を解放してノズル２から消火液を散布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火災発生時に火災の異
常高温を感知して消火液を散布する消火用のスプリンク
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の種類としてはマ
ルチ型、フラッシュ型、フレームヨーク型がある。

【０００３】マルチ型とは、図１１に示すように大きな
フランジ状の本体１の中心にノズル２が形成されてお
り、該ノズルに弁体３が設置されている。そして本体１
には多数の多数の散水孔１１…を穿設した椀状のカバー
９が取り付けられている。マルチ型のカバー９は中心に
大きな穴Ｈが開いており、該穴と弁体３間に感熱分解部
分Ｋが設置されている。マルチ型は外観が優れているた
め、今日のインテリアデザインを重視する建物には最適
なものといえる。

【０００４】フラッシュ型とは、図１２に示すように弁
体３と一体となったデフレクター２２が平時フレームＦ
内に収納されており、火災が発生するとデフレクター２
２が一定距離だけ摺動落下するようになっている。フラ
ッシュ型はデフレクター２２とフレーム下部間に感熱分
解部分Ｋが設置されている。このフラッシュ型は天井内
に埋め込むことができるため、天井面からの突出をほと
んどなくすことができ、外的衝撃には遭遇しにくいとい
う優れた特長を有している。

【０００５】フレームヨーク型とは、図１３に示すよう
にノズル２を弁体３が閉塞しており、ノズルの周囲から
二本のフレームヨーク２４、２４が馬蹄形に突出してい
る。二本のフレームヨークの結合部はボス２７となって
おり、そして弁体３とボス２７間に感熱分解部分Ｋが設
置されている。フレームヨーク型は、フレームヨークが
大きく突出しているため、外観はよくないが、安価であ
ることから工場や駐車場のように外観を重視しないよう
なところに取り付けられる。

【０００６】これら全てのスプリンクラーヘッドは、火
災の熱で分解する感熱分解部分が必ず設置されていた。
感熱分解部分はノズルを閉塞している弁体を保持してい
て、火災の熱で分解すると弁体を落下させることにより
ノズルを開放してノズルから消火液を噴出させるもので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

【０００８】ところでマルチ型は天井面からの突出が少
なく、また美的効果については、ほとんど完成されたも
のといえるが、最近の建物に対しては十分に満足できる
ものではなかった。それは従来のマルチ型は天井面から
の突出が少ないといえども、それでも未だ天井面からの
突出は大きく、また感熱分解部分の一部が外部に出てし
まっているからである。つまり最近の建物は、高層で多
数階となってきているため、各階の床と天井間の間隔が
短いという所謂「低天井」である。このような低天井に
マルチ型を取り付けた場合、長い物を持った人がマルチ
型の下を通ると、長い物の先端が少し突出したマルチ型
に当たり、さらに外部に出ている感熱分解部分に当たっ
て、これを破壊し、消火液を散布させてしまうという暴
発事故を起こすことになる。そのため、マルチ型ではさ
らに天井面からの突出が少なく、しかも感熱分解部分が
全く外部に出ていないものが望まれるようになってきて
いる。

【０００９】フラッシュ型は、全体が天井内に入ってし
まうため、低天井に取り付けても外的衝撃に遭遇するこ
とはほとんどない。しかしながら、フラッシュ型は、平
時はデフレクターがフレーム内に収納され、火災発生時
にそれがフレーム内から摺動落下する構造であるため、
狭い空間への感熱分解部分の組み込みに手間がかかると
いう問題があった。

【００１０】フレームヨーク型は、安価であるという特
長を有しているものの、消火液の散布状態が今一つ満足
できるものではなかった。その原因は、ノズルの両側か
ら突出した太い二本のフレームヨークにある。つまりフ
レームヨーク型では弁体とフレームヨークの内側間に感
熱分解部分を設置しなければならない構造であり、ノズ
ルからの消火液の漏洩を防ぐため、感熱分解部分には弁
体をノズルに強く押し付ける力がかかっている。従っ
て、それを支えるフレームヨークは太くて丈夫なものが
必ず二本必要となるものであった。

【００１１】フレームヨーク型では火災発生時にノズル
から噴出された消火液がフレームヨークの外側下部に設
置されたデフレクターに当たる前にボスに当たり、そし
て二本の太いフレームヨークに当たるため、このフレー
ムヨークで二つの流れに分断される。分断された消火液
はフレームヨークに対して両側方向には均一に散布され
るが、フレームヨーク方向には散布量が少なくなってし
まう。そこでフレームヨーク型で完全な均一散布を行う
のであれば、フレームヨークが全くないものが望ましい
が、デフレクターを設置する必要上からフレームヨーク
をなくすことはできない。しかしながらフレームヨーク
をさらに細くして、しかも一本にすることができれば、
ノズルから噴出した消火液は二つに分断されなくなり、
フレームヨークの影響が少なくなる。

【００１２】本発明は、マルチ型に対しては天井面から
の突出をさらに少なくできるばかりでなく、従来のよう
に感熱分解部分の一部を外部に出すようなことがないも
のであり、またフラッシュ型に対しては内部構造を簡単
にして製造を容易にすることができ、さらにまたフレー
ムヨーク型に対してはフレームヨークに細いものが使用
でき、しかもたった一本のフレームヨークでも十分機能
を果たせるようになるというスプリンクラーヘッドを提
供することにある。

【００１３】本発明者が従来の各種のスプリンクラーヘ
ッドにおける欠点について鋭意検討を行った結果、従来
の全てのスプリンクラーヘッドにおける欠点は感熱分解
部分を設置しなければならなかったが故のものであるこ
とが分かった。つまり感熱分解部分は多数の部品から構
成されており、部品の製造と組立に多大な手間がかかる
ばかりでなく、如何に小さい感熱分解部分でも弁体を保
持するためには或る程度の大きさが必要であった。その
感熱分解部分がマルチ型では外部に出てしまい、フラッ
シュ型では製造を困難にし、フレームヨーク型では太い
フレームヨークを二本必要とする原因となっていた。

【００１４】構造が簡単な感熱分解部分としては、従来
よりガラス製アンプルの中にアルコールのように沸点の
低い溶剤と少量の空気を充填したグラスバルブというも
のがあった。グラスバルブは、火災の熱で内部の空気が
熱膨張するとともに、アルコールが沸騰して内圧を高め
ることによりアンプルを破壊して、アンプルで保持して
いた弁体を落下させるものである。しかしながら、グラ
スバルブは外的衝撃に弱いばかりでなく、製造上作動温
度の管理が非常に難しいという問題があった。これはガ
ラスの厚さや空気の充填量によって、アンプルの破壊さ
れる温度や時間が定まらないからである。

【００１５】また感熱分解部分の構造を簡単にするため
に、感熱分解部分の構成部品の一部に形状記憶合金を組
み込んだものもある（実公昭５６−１８１３０号）。こ
の形状記憶合金を組み込んだスプリンクラーヘッドは、
構造が簡単であるため感熱分解部分の部品点数が少なく
組立が容易であり、しかも必ず所定の温度で作動すると
いう信頼性に富むものである。しかしながら、これは感
熱分解部分に形状記憶合金を組み込んだものであるた
め、感熱分解部分であることに変わりがなく、前述のよ
うな欠点は免れなかった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、スプ
リンクラーヘッドから感熱分解部分をなくしても必ず火
災発生時にスプリンクラーヘッドが作動することができ
るようにすれば、従来のスプリンクラーヘッドにおける
欠点が全て解消できることに着目して本発明を完成させ
た。

【００１７】本発明は、平時は弁体がノズルを閉塞して
おり、火災発生時に弁体がノズルを開放してノズルから
消火液を散布することにより消火を行うスプリンクラー
ヘッドにおいて、スプリンクラーヘッドに設置する形状
記憶合金は平時に上部が横方に屈曲した複数の係止片に
なっており、該複数の係止片がスプリンクラーヘッドの
係止部に係止しているとともに、複数の係止片間にある
底面で弁体を保持し、しかも火災時には係止片が変形し
てスプリンクラーヘッドの係止部から外れる構造となっ
ていることを特徴とするスプリンクラーヘッドである。

【００１８】本発明に使用する形状記憶合金は、断面略
コ字形で平時には上部が横方に屈曲した複数の係止片と
なっており、火災時には該係止片が上方に立ち上がるも
のである。上部の係止片をスプリンクラーヘッドの係止
部、例えば本体、フレーム、カバー等に係止させ、底面
の中央で弁体を保持するようにする。本発明に使用する
形状記憶合金の形状は、図７、８に示すように上部に多
数の係止片が形成され、下部が円形となった有底筒状、
或いは図９、１０に示すように板を屈曲させて上部両側
が矩形の係止片となっており、下部が矩形となった板状
等である。

【００１９】有底筒状の形状記憶合金は、上部に多数の
切り込みがなされ、平時は図７に示すように横方に屈曲
していて、この屈曲した部分が係止片となっている。複
数の係止片間は係止片よりも低い位置で円形の底面とな
っている。該形状記憶合金は火災が発生して高温に曝さ
れると、図８に示すように全ての係止片が上方に立ち上
がるようになっている。また板状の形状記憶合金は、両
端が上方に立ち上がっており、平時は図９に示すよう
に、その両端部が横方に屈曲した係止片となっている。
二つの係止片間は係止片よりも低い位置で矩形の底面と
なっている。該形状記憶合金も火災が発生して高温に曝
されると、図１０に示すように両端の係止片が上方に立
ち上がるようになっている。

【００２０】

【作用】上部を横方に屈曲させた係止片をスプリンクラ
ーヘッドの係止部に係止させると、平時は形状記憶合金
が係止部から絶対に外れることがないため、底面で保持
する弁体を強固にノズルに押し付けることができる。ま
た形状記憶合金をスプリンクラーヘッドの係止部に係止
させるようにすると、感熱分解部分を全く必要としなく
なり、スプリンクラーヘッドの内部に感熱分解部分を設
置するスペースが全く不要となる。その結果、マルチ型
では天井からの突出が小さくなり、フラッシュ型では製
造がきわめて容易となり、フレームヨーク型ではフレー
ムが一本で、しかも細いもので済むようになる。特に形
状記憶合金を有底筒状にし、上部に複数の係止片を形成
させるようにすると、係止片とスプリンクラーヘッドと
の係止がさらに強固になり、耐クリープ性も良好とな
る。

【００２１】

【実施例】以下図面に基づいて本発明を説明する。図１
は本発明に係るマルチ型スプリンクラーヘッドの半断面
図、図２は同要部拡大断面図、図３は本発明に係るフラ
ッシュ型スプリンクラーヘッドの半断面図、図４は同要
部拡大断面図、図５は本発明に係るフレームヨーク型ス
プリンクラーヘッドの正面図、図６は同要部拡大断面
図、図７は平時における有底筒状の形状記憶合金の斜視
図、図８は火災時における有底筒の状形状記憶合金の斜
視図、図９は平時における板状の形状記憶合金の斜視
図、図１０は火災時における板状の形状記憶合金の斜視
図である。

【００２２】先ず本発明に係るマルチ型スプリンクラー
ヘッドについて説明する。

【００２３】マルチ型は、本体１の下部がノズル２とな
っており、該ノズル内には弁体３が挿入されている。弁
体３は下部にフランジ状の当設片４が形成されており、
中央がノズル２の内側を容易に摺動できる突部５となっ
ている。突部５の略中央には環状溝が刻設されていて、
該環状溝内にＯリング６が嵌合されている。従って、突
部５はノズル２の内側と水密状態で、しかも摺動容易と
なっている。また弁体３の当設片４と本体１間にはコイ
ルスプリング７が設置されており、常時弁体３を下方に
バネ付勢している。

【００２４】マルチ型スプリンクラーヘッドではノズル
２の少し上のところにフランジ８が形成されており、該
フランジ８には従来のマルチ型よりも高さの低い椀状の
カバー９が設置されている。カバー９には、中央にガイ
ド孔１０と周辺に多数の散水孔１１…が穿設されてい
る。

【００２５】弁体３の下部中央にはガイド棒１２が螺入
されている。ガイド棒１２はカバー９の中央のガイド孔
１０に係止された形状記憶合金１３に保持されている。

【００２６】マルチ型スプリンクラーヘッドに用いる形
状記憶合金は図１、２、７、８に示すように有底筒状で
あり、上部に複数の係止片１４…が形成され、下部が底
面１５となっている。係止片１４がスプリンクラーヘッ
ドの係止部であるガイド孔１０に係止され、ガイド棒１
２が底面１５に保持されるようになっている。

【００２７】ここに使用する有底筒状の形状記憶合金
は、室温では複数の係止片１４…が横方に屈曲してお
り、所定の温度、例えば１００℃になると係止片１４…
が図８の破線で示すように上方に立ち上がり、室温にな
ると上法に立ち上がっていたものが元に戻るという可逆
性を有している。従って、室温では有底筒状の形状記憶
合金１３の係止片１４…がガイド孔１０に係止されてい
て、弁体２が落下するのを防いでいる。

【００２８】火災発生時、加熱された形状記憶合金の熱
が他に伝播して逃げないように、形状記憶合金と接する
部分、即ち係止片１４とカバー９間や底面１５とガイド
棒１２間に断熱材１６を介在させておくとよい。

【００２９】また火災発生時に形状記憶合金の温度上昇
を早めて速動型にするのであれば、図１、２に示すよう
に形状記憶合金１３に集熱板１７を取り付けてもよい。

【００３０】本発明に係るマルチ型スプリンクラーヘッ
ドは、火災が発生すると、図２に示すように火災の熱で
形状記憶合金１３の複数の係止片１４…が矢印の如く上
方に立ち上がる。すると係止片１４…はガイド孔１０と
の係止が解かれる。弁体３はコイルスプリング７で下方
にバネ付勢されているため、弁体３に螺入されていたガ
イド棒１２は形状記憶合金１３の底面１５を下方に押
し、ガイド棒と一体となった弁体３は下方に落下する。
このとき弁体３はカバー９のガイド孔１０よりも大きい
ため、該ガイド孔で落下が停止される。弁体が落下して
ノズル２が解放されると、図示しない配管から送られて
きた消火液がノズルから噴出し、カバー９の散水孔１１
…から散布されて消火が行われる。

【００３１】次に本発明に係るフラッシュ型スプリンク
ラーヘッドについて説明する。

【００３２】フラッシュ型は、本体１の下部が延長され
たノズル２となっており、ノズル２の上方にはフランジ
１８が形成され、該フランジには円筒状の外壁１９が形
成されている。外壁１９の下部内側には係止部である環
状溝２０が刻設されている。環状溝２０の少し上方とノ
ズル２間には停止部２１が形成されており、該停止部に
は複数の穴が穿設されている。

【００３３】ノズル２内には、下部にフランジ状の当設
片４が形成され、中央が突部５となっていて、突部の略
中央にＯリング６が嵌合された弁体３が摺動可能に挿入
されている。弁体３はデフレクター２２に固定されてお
り、またデフレクター２２は複数の吊設棒２３…に吊設
されている。吊設棒２３は停止部２１の穴に挿入されて
おり、吊設棒２３の上部はノズルに対して摺動自在とな
ったリング２４に固定されている。そしてリング２４と
本体１間にはコイルスプリング７が設置されており、常
時リング２４を下方にバネ付勢している。つまり、コイ
ルスプリング７はリング２４、吊設棒２３、デフレルタ
ー２２を介して弁体３を下方にバネ付勢していることに
なる。

【００３４】弁体３が固定されたデフレクター２２の下
部には断熱材１６を介して有底筒状の形状記憶合金１３
が設置されている。形状記憶合金１３は底面１５でデフ
レクター２２上の弁体３を保持し、複数の係止片１４…
が外壁１９の環状溝２０に係止されている。

【００３５】このフラッシュ型スプリンクラーヘッドは
火災が発生すると、有底筒状の形状記憶合金１３の複数
の係止片１４…が上方に立ち上がり、係止溝２０から外
れる。するとリング２４がコイルスプリング７で下方に
バネ付勢されているため、リングに固定されたデフレク
ター２２および、該デフレクターと一体となった弁体３
が下方に落下する。このときリング２４は停止部２１で
停止されて落下が途中で停止する。このようにして途中
で落下が停止したデフレクター２２にノズル２から噴出
してきた消火液が当たって四方に散布され、消火が行わ
れる。

【００３６】そして最後に本発明に係るフレームヨーク
型スプリンクラーヘッドについて説明する。

【００３７】フレームヨーク型は、本体１の下部がノズ
ル２となっており、該ノズル内には弁体３が摺動可能に
挿入されている。弁体３は下部に当設片４が形成されて
おり、中央がノズル２の内側を容易に摺動できる突部５
となっている。突部５の略中央には環状溝が刻設されて
おり、該環状溝内にＯリング６が嵌合されている。また
弁体３の当設片４と本体１間にはコイルスプリング７が
設置されており、常時弁体３を下方にバネ付勢してい
る。

【００３８】ノズル２の近傍から一本のフレームヨーク
２４と一本の係止腕２５が下方に突出している。本発明
に使用するフレームヨークは、火災発生時にノズルから
噴出する消火液の圧力に耐えられることができるような
ものであれば、従来のものよりも細くて厚さの薄いもの
でよい。係止腕２５はフレームヨークを途中で切断した
形状である。フレームヨーク２４の上部内側、および係
止腕１９の内側には係止部である係止溝２６、２６が刻
設されている。フレームヨーク２４の下部はボス２７を
形成しており、ボスの下端にはデフレクター２８が設置
されている。

【００３９】係止溝２６、２６には形状記憶合金１３が
係止されている。フレームヨーク型に用いる形状記憶合
金は図９に示すように板の両端を上方に立ち上げ、その
両端を横方に屈曲させて係止片１４、１４とし、中央部
を底面１５としたものである。

【００４０】形状記憶合金１３のフレームヨーク型への
設置状態は、底面１５で弁体３を保持し、両端の係止片
１４、１４をフレームヨーク２４と係止腕２５の係止溝
２６、２６に係止させる。

【００４１】本発明に係るフレームヨーク型スプリンク
ラーヘッドは、火災が発生すると、火災の熱で形状記憶
合金の係止片１４、１４が上方に立ち上がり、スプリン
クラーヘッドとの係止が解かれる。すると弁体３はコイ
ルスプリング７でバネ付勢されているため、弁体３を下
方に押しやり、下方に落下するようになる。弁体の落下
は、コイルスプリングのバネ力だけでなく、スプリンク
ラーヘッドを取り付けた配管内の消火液の圧力でも下方
に落下させられるものである。

【００４２】このようにしてノズル２を閉塞していた弁
体３がなくなると、消火液がノズル２から噴出し、ボス
２７に当たる。ボス２７にはフレームヨークがあるが、
フレームヨークは、たったの一本であり、しかも従来の
ものよりも細く、また厚さも薄いため、ボスに当たった
消火液は、ほんの少しフレームヨークに影響されるだけ
でデフレクター２８に流れていく。フレームヨークでの
影響は、フレームヨークが一本であるため、円形散布、
つまり３６０度のうちの僅かの部分であり、またフレー
ムヨークを細くて薄いものにしておけば、その影響も従
来のものよりも非常に少なくなる。デフレクターに流れ
た消火液は、ここで分散され、四方に散布されて消火を
行う。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、マルチ型ではカバーの
高さを低くするとともに、カバーからの突出物を全くな
くすことができるため、低天井に取り付けても外的衝撃
に遭遇しにくくなる。またフラッシュ型では内部構造を
従来にものに比べて極めて簡単にすることができるた
め、製造が容易となる。さらにまたフレームヨーク型で
はフレームヨークを一本にし、しかもそれを細くて薄い
ものにすることができるため、フレームヨークによる散
布の影響を極力少なくして均一散布を可能にする。以上
の如く本発明のスプリンクラーヘッドは、信頼性、経済
性、散布機能の面で従来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】本発明に係るマルチ型スプリンクラーヘッドの
半断面図

【図２】図１の要部拡大断面図

【図３】本発明に係るフラッシュ型スプリンクラーヘッ
ドの半断面図

【図４】図３の要部拡大断面図

【図５】本発明に係るフレームヨーク型スプリンクラー
ヘッドの正面図

【図６】図５の要部拡大断面図

【図７】平時における有底筒状の形状記憶合金の斜視図

【図８】火災時における有底筒状形状記憶合金の斜視図

【図９】平時における板状の形状記憶合金の斜視図

【図１０】火災時における板状の形状記憶合金の斜視図

【図１１】従来のマルチ型スプリンクラーヘッドの半断
面図

【図１２】従来のフラッシュ型スプリンクラーヘッドの
半断面図

【図１３】従来のフレームヨーク型スプリンクラーヘッ
ドの正面図

【符号の説明】

１ 本体 ２ ノズル ３ 弁体 ４ 弁体の当接片 ５ 弁体の突部 ６ Ｏリング ７ コイルスプリング １３ 形状記憶合金 １４ 形状記憶合金の係止片 １５ 形状記憶合金の底面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平時は弁体がノズルを閉塞しており、火
   災発生時に弁体がノズルを開放してノズルから消火液を
   散布することにより消火を行うスプリンクラーヘッドに
   おいて、スプリンクラーヘッドに設置する形状記憶合金
   は平時に上部が横方に屈曲した複数の係止片になってお
   り、該複数の係止片がスプリンクラーヘッドの係止部に
   係止しているとともに、複数の係止片間にある底面で弁
   体を保持し、しかも火災時には係止片が変形してスプリ
   ンクラーヘッドの係止部から外れる構造となっているこ
   とを特徴とするスプリンクラーヘッド。
2. 【請求項２】 前記形状記憶合金は、有底筒状であり、
   平時は複数の係止片が横方に屈曲し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】 前記形状記憶合金は、屈曲した板状であ
   り、両端が立ち上がっていて、その先端は平時は横方に
   屈曲し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】 前記スプリンクラーヘッドの係止部は、
   マルチ型スプリンクラーヘッドのカバーの中央に穿設さ
   れたガイド穴であること特徴とする請求項１記載のスプ
   リンクラーヘッド。
5. 【請求項５】 前記スプリンクラーヘッドの係止部は、
   フラッシュ型スプリンクラーヘッドのフレームに刻設さ
   れた環状溝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。
6. 【請求項６】 前記スプリンクラーヘッドの係止部は、
   フレームヨーク型スプリンクラーヘッドのフレームヨー
   クと係止腕の内側に刻設された係止溝であることを特徴
   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】 前記弁体は、コイルスプリングで下方に
   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。