JPWO2016170819A1 - 消火設備配管の接続構造及びスプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 スプリンクラーヘッドと給水配管との接続作業において、作業者の技量によらず、漏れを防止可能なスプリンクラーヘッドの接続継手およびスプリンクラーヘッドを提供する。【解決手段】 スプリンクラーヘッドの接続継手１は、一端側が消火設備配管と接続され他端側がスプリンクラーヘッド２のノズル２２と接続されており、他端側にはスプリンクラーヘッド２のノズル２２の外側に設置された牡ネジ２４と螺合する牝ネジ１７を備え、該牝ネジ１７よりも内側にスプリンクラーヘッド２のノズル２２の内側に挿通される連結部１４を設置し、連結部１４とノズル２２の間にシール部材１５が設置されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、消火設備配管の接続構造として、例えばスプリンクラーヘッドが接続される継手および該継手に接続されるスプリンクラーヘッドに関するものである。

特許文献１に記載されている消火用のスプリンクラーヘッドは主に建物の天井面に設置されており、火災時に自動的に作動して水を散布し消火を行うものである。スプリンクラーヘッドは天井裏に敷設された消火設備配管と接続されており、消火設備配管は水源と接続しており常時水が充填されている。

スプリンクラーヘッドは天井面に所定間隔で設置されており、建物の設計時に設置位置が定められる。所定の位置にスプリンクラーヘッドを設置するため、スプリンクラーヘッドと消火設備配管は、可撓性を有する金属性のフレキ配管や樹脂配管を介して接続されていることが多い。

図４に示すスプリンクラーヘッド５０は金属性のフレキ配管や樹脂配管等による配管５１を介して消火設備配管（図示しない）と接続されている。スプリンクラーヘッド５０と配管５１の接続部はネジ構造となっており、スプリンクラーヘッド５０の牡ネジ５２にシールテープ（図示しない）を巻いてから配管５１の牝ネジ５３と螺合接続している。ネジを所定のトルクで締め付けることでシールテープが牡ネジ５２と牝ネジ５３の隙間に密着して水漏れを防いでいる。

特開２００９−２９１３５９公報

通常において、スプリンクラーヘッドを消火設備配管に接続した後には、漏れ検査を実施している。先に説明したシールテープを用いたネジ構造による接続は、作業者の技量に依存する傾向があり、不慣れな作業者が施工すると接続部分から水漏れが発生することがしばしば見られた。水漏れが発生した場合、スプリンクラーヘッドを配管から取り外してシールテープを巻き直し、再びスプリンクラーヘッドを配管にねじ込んで接続しており、この手直し作業が手間や時間のかかる作業となっていた。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、作業者の技量によらず、漏れを防止可能な消火設備配管の接続構造の提供を目的とし、さらに具体的にはスプリンクラーヘッドの接続継手およびスプリンクラーヘッドの提供を目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の消火設備配管の接続構造及びスプリンクラーヘッドを提供する。

すなわち、一端側が消火設備配管と接続され他端側がスプリンクラーヘッドのノズルと接続された配管継手であり、他端側にはスプリンクラーヘッドのノズルの外側に設置された牡ネジと螺合する牝ネジを備え、該牝ネジよりも内側にスプリンクラーヘッドのノズル内に挿通される連結部を設置し、連結部とノズルの間にシール部材が設置されていることを特徴とする消火設備配管の接続構造である。

これによれば、連結部とノズルの間にシール部材が設置されていることで従来のようにネジシール等のシール材をネジ部に巻く手間を省くことができる。また配管継手とスプリンクラーヘッドとの接続構造は従来からのネジ構造であるから、接続の手順は従来と同じであり作業者が直感的に理解しやすいものである。

さらに連結部は円筒形状をしており、シール部材は連結部の外周面とノズルの内周面の間に設置されている。より具体的には、連結部の外周部に環状のシール部材が設置されている。これによれば、側面シール構造によってシール部材を複数設置することが可能となり止水性能が向上する。また、従来のように所定のトルクにて締め付ける必要は無く、手で締め付けられる程度の力で止水性能が確保できる。

前記本発明については、配管継手の牝ネジの端はシール部材よりもスプリンクラーヘッド側に配置して構成可能である。このような構成にすることで、スプリンクラーヘッドを取り外す際に、ネジの係合状態が外れるよりも先にシール部材の止水作用が解除されることから継手内部に残留していた流体の圧力が降下した後にネジの係合が外れるのでスプリンクラーヘッドを安全に取り外すことができる。

上記のスプリンクラーヘッドは、配管継手の連結部をノズル内に挿通可能である。具体的にはノズルの入口側に前記連結部が挿通される空間が形成されている。これにより前述の配管継手と接続可能な構造を有する他に、牝ネジが形成された通常の配管継手とも接続可能な構成である。

また、本発明の消火設備配管の接続構造は、消火設備に設置される配管であり、管状をしており端部の内側に牝ネジが設置された牝配管部材と、管状をしており端部の外側に牝配管部材の牝ネジと螺合する牡ネジが設置された牡配管部材と、牝配管部材の内部に、牡配管部材の内周面と接触する外周面を有する筒状の連結部が設置され、連結部と牡配管部材の内周面の間にシール部材が設置されているものである。これにより、例えば消火設備配管の主配管の末端に設置された多数の接続口を有する継手に牝配管部材を設置し、該牝配管部材に接続される樹脂配管等に牡配管部材を設置して接続可能な構成することができる。

以上説明したように本発明によれば、作業者の技量によらず、漏れを防止可能な消火設備配管の接続構造が実現可能であり、より具体的にはスプリンクラーヘッドの接続継手およびスプリンクラーヘッドを実現することができる。

第１実施形態の継手とヘッドの断面図（接続前）。 第１実施形態の継手とヘッドの断面図（ヘッド取外し時）。 第１実施形態の継手とヘッドの断面図（接続後）。 従来のスプリンクラーヘッドと給水配管との接続構造。 図１の継手の変形例であり、（ａ）は接続後の断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ断面図。 第２実施形態の継手の接続構造であり、（ａ）は接続後の断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＹ−Ｙ断面図。

第１実施形態（図１〜図３、図５）
本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。本発明は消火設備配管に接続される継手１と、その継手１に接続されるスプリンクラーヘッド２により構成される。

継手１は、継手本体１１と外筒１２から構成される。継手本体１１は円筒形状をしており、その内径は後述するスプリンクラーヘッド２のノズル２２の最小口径よりも大きく形成されている。図中において継手本体１1の上側１３は可撓性を有する金属性のフレキ配管や樹脂配管（図示しない）と接合され、これらの配管を介して消火設備配管と接続される。

継手本体１１の下側１４はスプリンクラーヘッド２との連結部となっており、その外周部には、シール部材１５が設置されている。シール部材１５はリング状をしており、より具体的にはシール部材１５としてＯリングが設置されている。

継手本体１１の中間部分１６の外径は、前述の上側１３や下側１４の外径よりも大きい。中間部分１６の外周部には牡ネジ１７が螺刻されており、外筒１２の内部の牝ネジ１８と螺合される。

外筒１２は筒状であり、内部には継手本体１１の牡ネジ１７と螺合される牝ネジ１８が形成されている。外筒１２の内部の上側は段１９となっており、段１９の下面に継手本体１１の中間部分１６の端面が当り止めされる。牡ネジ１７と牝ネジ１８は図１のように螺合された状態で接着剤等により固定接続される。

また牝ネジ１８の下端は、シール部材１５よりも下方つまりスプリンクラーヘッド２側に配置されている。これにより、スプリンクラーヘッド２を取り外す際には、図２に示すようにネジの係合状態が外れるよりも先にシール部材１５の密閉作用が解除されることから継手本体１１やノズル２２の内部に残留していた流体の圧力が降下する。残留流体の圧力が下がった状態でネジの係合が外れるのでスプリンクラーヘッド２を安全に取り外すことができる。

スプリンクラーヘッド２は、前述の継手１と接続される本体２１の内部にノズル２２を有している。スプリンクラーヘッドの構造については既に公知なので、ここでは継手１との接続構造について説明を行い、それ以外の部分の詳細な説明は省略する。

本体２１は、円筒形状であり内部がノズル２２となっている。ノズル２２は入口側（図中上方）の口径が大きく、出口側（図中下側）は口径が入口側よりも小さくなっている。常時においてノズル２２の出口は弁Ｄにより閉塞されている。火災時には弁Ｄがノズル２２から離れてノズル２２が開放される。

ノズル２２の入口側（図中上側）には継手本体１１の下側１４が挿通される空間２３が形成されている。空間２３の側面はシール面となっており、継手本体１１の下側１４が空間２３に挿通されると、シール部材１５が空間２３の側面と接触することでノズル２２の内部が密閉される。これにより継手１の外部にノズル２２の内部流体が漏れることを防止している。

ノズル２２の外部には、牡ネジ２４が螺刻されている。牡ネジ２４は継手１の牝ネジ１８と螺合可能である。一例として牡ネジ２４が管用テーパーねじの場合、牝ネジ１８は管用テーパーねじまたは管用平行ねじを使用することができる。

また、前述のシール部材１５によってノズル２２内部の流体は牡ネジ２４や牝ネジ１８には及ばないので、従来のように牡ネジ２４にシールテープを巻く作業は不要となる。これにより、従来のシールテープを使用した場合のように所定のトルクにて締め付ける必要は無く、手で締め付けてネジが緩まない程度の力で十分な止水性能が確保できる。従って継手１とスプリンクラーヘッド２との接続作業を効率的に行うことができる。

牡ネジ２４の下側には外部に拡張した鍔部２５が形成されている。鍔部２５は円筒状のフレーム２６とネジ構造により接続される。フレーム２６の内部には前述の弁Ｄや、弁Ｄを支持する感熱分解部（図示しない）等が収容されている。鍔部２５の外径はフレーム２６の外径よりも大径となっている。

以下、既に説明済みのものを除き、本実施形態の継手およびスプリンクラーヘッドの作用・効果を説明する。

スプリンクラーヘッド２は、継手１と接続可能であるが、これ以外に従来の牝ネジを有する配管継手とも接続可能である。このときには従来の方法と同様に、牡ネジ２４にシールテープを巻いて配管継手と螺合させる。

継手１のシール部材１５は、外筒１２によって覆われているので輸送時等に傷が付きにくくなっている。またスプリンクラーヘッド２と接続する際には、シール部材１５が牝ネジ１８や牡ネジ２４のネジ山やネジ部の先端の鋭利な部分に触れることがないのでシール部材に傷が付きにくい構造となっている。

第１実施形態の変形例として、ネジの緩み止め機能を有する継手を図５に示す。図５において外筒１２は断面が六角形または八角形の多角形状をしている。外筒１２の外部にはストッパー３０が設置されている。

ストッパー３０は弾性を備えた樹脂から成り、筒状で上部は外筒１２の断面形状と同じ多角形状をしている。あるいは外筒１２の側面における向かい合う２つの辺に近接する平面３１、３１を内側に備えている。これにより外筒１２の側面と平面３１が近接している状態においてストッパー３０は軸まわりに回転できない状態にある。

ストッパー３０の下部は上部に対して拡径されており、複数の切欠きによって複数の係合部３２が設けられている。係合部３２は細長い短冊状をしており、スプリンクラーヘッド２の鍔部２５の側面に均等間隔で設けられた複数の溝２７と係合される。本実施形態では本体１の溝２７が鍔部２５の外周上に６０度間隔で６か所設けられている。係合部３２の幅は溝２７の幅よりも小さい。係合部３２の下端の内側には斜面３３が形成されている。

ストッパー３０の上部と下部の間の内周面には突起３４が設置されている。突起３４は間隔をおいて複数設置することも可能である。図５において突起３４は外筒１２の環状溝１２Ａに係合しており、ストッパー３０が中心軸Ｌに沿った方向（図中の上下方向）への移動を阻まれている。

次に、ストッパー３０の操作手順について説明する。

ストッパー３０は初期状態において、係合部３２がスプリンクラーヘッド２の鍔部２５よりも上方に配置されており、牝ネジ１８と牡ネジ２４は着脱自在な状態にある。このときストッパー３０の突起３４は外筒１２の上端面に載置されており、中心軸Ｌまわりに回転可能である。

牝ネジ１８と牡ネジ２４を螺合した状態において、ネジの緩みを防止するためにストッパー３０を図中下方に移動させる。このとき断面が多角形状をした外筒１２の側面の平面とストッパー３０の内側の平面３１を対向させる。

ストッパー３０を下方に移動すると、突起３４が外筒１２の環状溝１２Ａに係合する。さらに、係合部３２の下端が鍔部２５に到達し、溝２７の上部に配置された係合部３２は溝２７の内部に挿通される。溝２７が無い箇所の係合部３２は、鍔部２５の上端の縁の斜面２８と係合部３２の斜面３３によりガイドされ、外側に弾性変形した状態となる（図中、二点鎖線で示す）。

ストッパー３０により、外筒１２とスプリンクラーヘッド２は回転を阻止され、ネジの緩みが防止された状態となる。スプリンクラーヘッド２を継手１から取外す場合には、ストッパー３０を上方に移動させて鍔部２５と係合部３２との係合を解除する。

図５の実施形態によれば、ストッパー３０の位置によってネジの緩み止め機能が作用しているかどうかを確認可能である。より具体的に説明すると、ストッパー３０の係合部３２がスプリンクラーヘッド２の鍔部２５から離れている場合は、スプリンクラーヘッド２が取り外せる状態にある。一方、係合部３２が鍔部２５の溝２７と係合している場合は、ネジの緩みがストッパー３０により阻止されており、スプリンクラーヘッド２が取り外せない状態にある。以上よりストッパー３０の位置を目視にて確認することでネジの緩み止め機能の状態を容易に確認することができる。

第２実施形態（図６）
第２実施形態の消火設備配管の接続構造は、牝配管部材６０と牡配管部材７０から成る。

図６（ａ）に示すように、牝配管部材６０は、外筒６１と内筒６２から成る二重筒構造となっている。外筒６１は内部が空洞をした筒状であり、断面形状は図６（ｂ）に示すように六角形や八角形のような多角形状をしている。図中において外筒６１の右側の端の内側に牝ネジ６３が設置されている。牝ネジ６３は牡配管部材７０の牡ネジ７１と螺合可能である。

外筒６１において牝ネジ６３が設置された側と反対側の端の内側には段６４が設けられている。牝ネジ６３と段６４の間には開口６５が穿設されており、外筒６１の外周において開口６５が形成された位置に環状溝６６が設置されている。

環状溝６６の内部には図６（ｂ）に示すロックリング６７が設置される。ロックリング６７は弾性素材から形成されており、牝ネジ６３と牡ネジ７１の緩みを防止するストッパーである。ロックリング６７はリングの一部が切欠かれており、開口６５に対応した位置は中心側に折り曲げられたロック部６７ａになっている。

ロック部６７ａはロックリング６７が環状溝６６に嵌め込まれた状態において開口６５を貫いて外筒６１の内周面よりも内筒６２側に突き出た状態となる（図６（ｂ）参照）。この状態においてロックリング６７を故意に外せないように環状溝６６の幅を数ｍｍ〜１０ｍｍ程にしておくことが好ましい。

内筒６２は、外筒６１の内側に設置されている。内筒６２は筒状をしており、その内部は流体が通過可能な流通路となっている。図中において内筒６２の右側の端は外筒６１の内側に挿通された連結部となっており、その挿通部分の外周面にはシール部材としてＯリング６８、６８が設置されている。内筒６２の左側は図示しないスプリンクラーヘッド２が末端に接続された配管と接続している。

内筒６２の外周面には段６９が設置されている。段６９の外径は、内筒６２の外径および段６４の内径よりも大きい。段６４と段６９が係合した状態で、Ｏリング６８、６８は外筒６１の内部に配置される。また外筒６１が内筒６２から抜けないように構成される。外筒６１は内筒６２に対して軸周りに回転自在に係合されており、より具体的に説明すると、外筒６１のみを軸周りに回転させて牡ネジ７１と螺合させることができる。

また、段６９から左側の外周面には止め輪７２が設置されており、段６４は止め輪７２に係止され、外筒６１は図中左側への移動を制限されている。段６９と止め輪７２によって段６４が挟まれ、外筒６１と内筒６２が分離しないようにしている。

内筒６２の図示しない左側は数メートルの長さを有しており、牝ネジ６３と牡ネジ７１を螺合する際には、牝ネジ６３が設置された外筒６１のみを回転させて牡ネジ７１と螺合できるので、内筒６２は回転させなくて済むことから作業効率を向上することができる。

牡配管部材７０は、図６（ａ）に示すように牡ネジ７１備えた多口継手７６の接続口に設置されている。多口継手７６はカップ状をしており、側面には複数の接続口が設置されている。多口継手７６の上端は、図中にて二点鎖線で示す給水源と接続している消火設備配管と接続されており、下端は底面となっている。

牡ネジ７１の内部は空洞となっており、流体の通過が可能である。牡ネジ７１は前述の牝ネジ６３と螺合可能であり、牝ネジ６３と螺合した状態において牡ネジ７１の内側はＯリング６８、６８と接触する。消火設備配管から供給された水は牡ネジ７１の内側を通って内筒６２の末端に設置された図示しないスプリンクラーヘッド２へ供給可能である。

牡ネジ７１よりも先端側の外周端には、斜面７３が形成されている。斜面７３の先端は、ロックリング６７のロック部６７ａの先端よりも牡ネジ７１を備えた管部の図示しない中心軸側に配置されている。

斜面７３と牡ネジ７１の間には、環状をしたロック溝７４が設置されている。ロック溝７４はロック部６７ａと係合可能である。また牡ネジ７１の根元側には牡ネジ７１の外周径よりも大きい段７５が形成されており、段７５の端面と外筒６１の端面が接触する位置まで牝ネジ６３と牡ネジ７１を螺合させると、ロック溝７４の内部にロック部６７ａの先端が差し込まれる。

上記のロックリング６７は特開２００４−５２８３９号に記載された継手に用いられており、この継手は接続された樹脂管を外すことを前提としていないので一度締めたネジはそのままの状態で保持される。これに対して本発明では牝配管部材６０と牡配管部材７０が着脱可能であり、特開２００４−５２８３９号とはロックリング６７の用いられ方が異なるものとなっている。

より具体的に説明すると、本願ではロック部６７ａを開口６５に挿通させてロック部６７ａの先端をロック溝７４に係合させている。これによりネジを緩む方向に回転させようとするとロック部６７ａの先端がロック溝７４の側面７４ａに当たって回転が阻止され、外筒６１の回転が阻止される。

一方、特開２００４−５２８３９号では、ネジが螺合した状態でロック部６７ａが牡ネジ側の穴と牝ネジ側の穴に挿通されていることでネジの回転を阻止している。このため、螺合状態で穴の位置が重なるように精度の高い加工技術が必要であった。本発明においては、前述のようにロック溝７４の側面７４ａによって回転を阻止しているので、加工が容易となるメリットを有する。

上記に説明した牝配管部材６０と牡配管部材７０の構造において、構成部品との接続をスムーズにするために端部をテーパー形状や曲面形状にしたり、面取りを施すことが好ましい。さらに牝ネジ６３と牡ネジ７１の形状を多条ねじ構造とすれば、少ない回転数で迅速に螺合可能となる。

続いて、上記に説明した牝配管部材６０と牡配管部材７０の接続手順を説明する。

牡配管部材７０が設置された多口継手７６は室内の上部に設置された消火設備配管の末端に接続されている。まず牝配管部材６０の外筒６１の牝ネジ６３を、牡配管部材７０の牡ネジ７１に螺合させる。このとき、外筒６１は内筒６２に対して空回りするので、牝ネジ６３と牡ネジ７１を螺合させる際に、内筒６２を回転させなくてもよい。

牝ネジ６３と牡ネジ７１を螺合させると、牡ネジ７１の先端の斜面７３がロックリング６７のロック部６７ａの先端に接触する。さらにネジを締め込むと、斜面７３によってロック部６７ａの先端は外筒６１の方向に弾性変形して、ロック部６７ａが斜面７３を乗り越えてロック溝７４と係合する。外筒６１の端面が段７５と接触するまでネジを締め込んだら接続を完了する。

上記において、牝ネジ６３と牡ネジ７１を螺合させる過程でＯリング６８、６８は牡ネジ７１の内周面と密閉状態に接触される。またロック部６７ａがロック溝７４に係合されていることで牝ネジ６３と牡ネジ７１は回転不可能であり、接続後において振動等によってネジが緩むことを防止できる。

牝ネジ６３と牡ネジ７１を外したい場合には、環状溝６６の中にあるロックリング６７に、ドライバー等の工具の先端を引っかけてロックリング６７を環状溝６６から取り外すことでネジが回転可能になり、牝ネジ６３と牡ネジ７１を外すことができる。

１ 継手 （配管継手）
２ スプリンクラーヘッド
１１ 継手本体
１２、６１ 外筒
１４ 下側（連結部）
１５ シール部材
１７、２４、７１ 牡ネジ
１８、６３ 牝ネジ
２１ 本体
２２ ノズル
２３ 空間
６０ 牝配管部材
６１ 外筒
６２ 内筒
６７ ロックリング
７０ 牡配管部材

Claims (9)

1. 一端側が消火設備配管と接続され他端側がスプリンクラーヘッドのノズルと接続された配管継手であり、
   他端側にはスプリンクラーヘッドのノズルの外側に設置された牡ネジと螺合する牝ネジを備え、
   前記牝ネジよりも内側にスプリンクラーヘッドのノズル内に挿通される連結部を設置し、
   連結部とノズルの間にシール部材が設置されていることを特徴とする消火設備配管の接続構造。
2. 連結部は円筒形状をしており、連結部の外周面とノズルの内周面の間にシール部材が設置されている請求項１記載の消火設備配管の接続構造。
3. 牝ネジの端はシール部材よりもスプリンクラーヘッド側に配置される請求項１または請求項２記載の消火設備配管の接続構造。
4. 前記連結部をノズル内に挿通可能としたことを特徴とするスプリンクラーヘッド。
5. ノズルの入口側に前記連結部が挿通される空間を形成した請求項４記載のスプリンクラーヘッド。
6. 消火設備に設置される配管であり、
   管状をしており端部の内側に牝ネジが設置された牝配管部材と、
   管状をしており端部の外側に牝配管部材の牝ネジと螺合する牡ネジが設置された牡配管部材と、
   牝配管部材の内部に、牡配管部材の内周面と接触する外周面を有する筒状の連結部が設置され、
   連結部と牡配管部材の内周面の間にシール部材が設置されていることを特徴とする消火設備配管の接続構造。
7. 配管部材の中心軸に沿って移動可能であり、ネジの回転を阻止するストッパーが牝配管部材または牡配管部材の一方に設置されており、ネジが締結した状態においてストッパーを他方の配管部材に係合可能とした請求項６記載の消火設備配管の接続構造。
8. ネジの回転を阻止するストッパーが牝配管部材と牡配管部材の接続部に設置され、ネジが締結した状態においてストッパーは牝配管部材の側面を貫いて牡配管部材の外周側に設置された段部と係合される請求項６記載の消火設備配管の接続構造。
9. 牝配管部材において、管部に対して牝ネジ部を中心軸まわりに回転可能とした請求項６〜８の何れか１項記載の消火設備配管の接続構造。
   
   

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