JP7719023B2 - スプリンクラーヘッド - Google Patents

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、火災の熱を感知して消火液（消火水）を散布するものであり、所定の散水分布が得られるようにするため、噴出口から噴出する消火水を衝突させて所定の方向に分散させるデフレクターが設けられている。

デフレクターは、所定の方向に消火水を分散させるものであるが、散水圧力や散水量によって散布範囲が影響を受けることが知られている。
そこで、消火水の水量が少ない場合でも、所定の散水分布が得られるようにしたものとして、例えば特許文献１に開示された「消火用の噴霧ヘッド」がある。

特許文献１の消火用の噴霧ヘッドは、第１のデフレクターとその下に設けた第２のデフレクターからなる２枚のデフレクターを備えたものであり、第１のデフレクターには通水孔が設けられている。
第１のデフレクターは、消火水を第２のデフレクターに誘導する機能と第２のデフレクターによる跳ね返り水が天井側にいくのを防止する機能を有し、第２のデフレクターは誘導された消火水を所定の方向に分散させる機能を有している。

特許第６４２２２５１号公報

特許文献１の第１のデフレクターは、消火水を分散させる機能も有するもののその主たる機能は第２のデフレクターへの消火水の誘導である。そのため、特許文献１に記載されているように、消火水の流量が少ない場合において、散水を十分に行うことは可能である。
しかし、散水圧力や消火水の流量を問わず、均一な散水が得ることまではできない。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、散水圧力や水量に関わらず均一な散水が得られる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。

（１）本発明に係るスプリンクラーヘッドは、消火水を散水するデフレクターを備えたスものであって、
上側に設けられた上側デフレクターと、該上側デフレクターの下側に前記上側デフレクターの下面に対向して設けられた下側デフレクターと、該下側デフレクターと上側デフレクターの間に設けられ、上側デフレクターを通過した消火水を下側デフレクターに誘導するディスクと、を備え、
前記上側デフレクター及び下側デフレクターは共に、周方向に所定の間隔を空けて放射状に設けられた複数の爪を備えてなり、
前記ディスクは、外方に張り出す張り出し部と、該張り出し部の下方に、散水時に負圧を発生させる負圧発生空間を有していることを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記張り出し部は、そろばん玉の形状をしたそろばん玉形状部によって構成され、該そろばん玉形状部の下方に該そろばん玉形状部の外径よりも小径の円柱部を備え、前記そろばん玉形状部の下方空間が前記負圧発生空間となっていることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記張り出し部は、円錐台の形状をした円錐台形状部によって構成され、該円錐台形状部の下方に該円錐台形状部の外径よりも小径の円柱部を備え、前記円錐台形状部の下方空間が前記負圧発生空間となっていることを特徴とするものである。

（４）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記張り出し部は、円錐台を逆さにした逆円錐台形状部によって構成され、該逆円錐台形状部における下部の縮径部周囲が前記負圧発生空間となっていることを特徴とするものである。

本発明においては、上側デフレクターと下側デフレクターとの間にディスクを設け、該ディスクが外方に張り出す張り出し部と、該張り出し部の下方に、散水時に負圧を発生させる負圧発生空間を有していることにより、上側デフレクターを通過した消火水が、下側デフレクターの径方向内側及び外側に誘導され、散水圧力や水量に関わらず均一な散水が得られる。

本実施の形態に係るスプリンクラ―ヘッドの外観図である。 図１に示したスプリンクラ―ヘッドの縦断面図である。 図１に示したスプリンクラ―ヘッドを構成する主たる部品の分解斜視図である。 本実施の形態に係るスプリンクラ―ヘッドの作用の説明図である。 本実施の形態に係るスプリンクラ―ヘッドの他の態様１の説明図である。 本実施の形態に係るスプリンクラ―ヘッドの他の態様２の説明図である。

本発明の一実施の形態に係るスプリンクラーヘッド１は、図１、図２に示すように、上側を配管に接続し配管から送られた消火液を開栓状態で下方に放出する放出口３が形成されたヘッド本体５と、放出口３を塞ぐ弁体７と、弁体７を支持する感熱部材９と、ヘッド本体５から下方に延出するフレーム１１と、放出口３から放出される消火液を整流する整流筒１３と、整流筒１３内に挿入され各デフレクターを支持する円柱状のデフレクター支持体１４と、整流筒１３の下方に設けられて消火水を散水する上側デフレクター１５と、下側デフレクター１７と、下側デフレクター１７と上側デフレクター１５の間に設けられたディスク１９と、を備えている。

図１、２に示したものは、感熱部材９が火災時の熱によって破壊されることで、弁体７が開弁して放水するいわゆる閉鎖型のものである。もっとも、本発明は湿式タイプのものに限られず、弁体７や感熱部材９を備えていないいわゆる開放型のものも含む。
以下、本発明の特徴である上側デフレクター１５、下側デフレクター１７及びディスク１９について説明する。

＜上側デフレクター＞
上側デフレクター１５は、図３に示すように、中心部にデフレクター支持体１４が挿入される上孔部１５ａと、その周囲の上面部１５ｂと、面部の外周部から周方向に所定の間隔を空けて放射状に設けられた複数の上爪１５ｃを備えてなる。そして、図３に示すように、上爪１５ｃは、先端部の幅が基部の幅よりも広くなった略台形状をしている。そして、上爪１５ｃは基部が下方に屈曲され、中央部で水平方向より若干だけ上向きに屈曲された形状、換言すればＣ字を横に倒したような形状（以下、「倒伏Ｃ字形状」という）になっている。

上側デフレクター１５は、上爪１５ｃがこのような倒伏Ｃ字形状を備えることで、遠方への散水機能が増幅されている。
また、上爪１５ｃの隙間は消火水を下方へ流すための通路となる。
なお、本発明の上側デフレクター１５は上記のような形状に限定されるものではなく、例えば後述する下側デフレクター１７の下爪１７ｃと同じような平坦な形状であってもよい。

＜下側デフレクター＞
下側デフレクター１７は、上側デフレクター１５の下側に上側デフレクター１５の下面に対向して設けられている。
下側デフレクター１７は、上側デフレクター１５と同様に、下孔部１７ａと下面部１７ｂと、面部の外周部から周方向に所定の間隔を空けて放射状に設けられた複数の下爪１７ｃを備えてなる。そして、図３に示すように、下爪１７ｃは、先端部の幅が基部の幅よりも広くなった略台形状をしている。

下側デフレクター１７が上側デフレクター１５と異なる点は、上側デフレクター１５の上爪１５ｃが屈曲しているのに対して、下側デフレクター１７の下爪１７ｃは屈曲しない平坦面となっている点である。
換言すれば、上爪１５ｃは下爪１７ｃを屈曲して形成されている。
また、下側デフレクター１７の下爪１７ｃは、平面視において上側デフレクター１５の上爪１５ｃと重なる位置に配置されている。

＜ディスク＞
ディスク１９は、図３に示すように、外方に張り出す張り出し部としてのそろばん玉形状部１９ａと、そろばん玉形状部１９ａの下方にそろばん玉形状部１９ａの外径よりも小径の円柱部１９ｂを備えている。
そろばん玉形状部１９ａは、上部側の円錐台形状と下部側の逆円錐台形状が底部を対向して一体化され、あたかもそろばん（算盤）玉のような形状になった部位である。
そろばん玉形状部１９ａの張出し量は、平面視で上面部１５ｂと同径程度が望ましい。
その理由は、以下の通りである。
上面部１５ｂよりもそろばん玉形状部１９ａの張出し量が大きすぎると、上側デフレクター１５からディスク１９に衝突することなく下側デフレクター１７にストレートに到達する水量が減少するため中距離への散水量が減少する。
他方、ディスク１９の径が上面部１５ｂよりも小さくなりすぎると、ディスク１９に衝突する水量が少なくなって、近傍への散水量が減少してしまう。
以上のように、バランスのよい散水を行うには、そろばん玉形状部１９ａの張出し量は、平面視で上面部１５ｂと同径程度が望ましい。
そして、そろばん玉形状部１９ａの下方空間が、散水時に流水の外側よりも内側が低圧となる負圧を発生させる負圧発生空間Ｓとなっている。

上記のように構成された本実施の形態のスプリンクラーヘッド１の作用を、図４に基づいて説明する。なお、図４に示す破線の矢印は消火水の流れを示している。
火災の熱によって、感熱部材９が破壊されると弁体７が開弁して放出口３から消火水がフレーム１１の下方に向かって放出される。
放出された消火水は、整流筒１３に入り、整流筒１３内で整流されて、各デフレクターに向けて放出される。

整流筒１３から放出される消火水は、図４において破線の矢印で示すように、その一部が上側デフレクター１５に衝突し、その他が上側デフレクター１５の上爪１５ｃの間を通過する。
消火水の圧力が低圧、高圧、あるいは水量が多い、少ないのいずれの場合も、上側デフレクター１５は消火水を主として遠方に散水する機能を有している。もっとも、上側デフレクター１５は、遠方のみならず、中程度の距離への散水も行う。
そして、上側デフレクター１５を通過する消火水は、高圧（水量多）のときに多く、低圧（水量少）のときには少なくなる。換言すれば、低圧（水量少）のときは上側デフレクター１５の上爪１５ｃに衝突して遠方への散水されるものが多くなる。特に、本実施の形態では、上側デフレクター１５の上爪１５ｃの形状を倒伏Ｃ字形状としているので、消火水が低圧（水量少）であっても、この形状に沿って滑り台を滑るかのように比較的遠方に向けて散水されるため、より好ましい。
このように、上側デフレクター１５は、消火水が高圧、低圧にかかわらず消火水を遠方へ散水する機能を有している。

上側デフレクター１５を通過した消火水は、直接下側デフレクター１７に到達するものと、ディスク１９に衝突するものとに分かれる。
直接下側デフレクター１７に到達した消火水は、下側デフレクター１７の下爪１７ｃに衝突して、中程度の距離に散水されるものと、下爪１７ｃの隙間から真下やその近傍に散水されるものとに分かれる。

また、ディスク１９に衝突した消火水は、ディスク１９がそろばん玉形状部１９ａを有していることから、外方に向かって広がり、下側デフレクター１７の径方向外側に向けて誘導され、下側デフレクター１７に衝突したものは中程度あるいはそれよりも少し遠方程度に散水され、下側デフレクター１７に衝突しないものは、中程度よりも近傍に散水される。

また、消火水がディスク１９のそろばん玉形状部１９ａに衝突することで、水流の外側と内側で圧力差が生じ、外側が高圧、内側が低圧となる。このため、水流の内側であるそろばん玉形状部１９ａの下方の空間が低圧の負圧発生空間Ｓとなり、この負圧発生空間Ｓにおいては、消火水はディスク１９に沿うように流れ（図４の破線矢印参照）、下側デフレクター１７の径方向内側に誘導される。誘導された消火水は、下側デフレクター１７の隙間から吐出して近傍に散水される。
このように、下側デフレクター１７に直接到達した消火水は、下側デフレクター１７及びディスク１９の機能によって、中程度の距離から近傍まで均等に散水される。

以上のように、本実施の形態のスプリンクラーヘッド１は、上側デフレクター１５、下側デフレクター１７及びディスク１９を備えることで、スプリンクラーヘッド１の直下近傍、中間、遠方とすべての範囲に均等に散水される。
また、本実施の形態ではデフレクターが２枚設けられ、上述したように、消火水の圧力や量に関わらず、上側デフレクター１５の作用により、遠方への散水が可能となっている。

なお、上記の説明ではディスク１９における張り出し部の形状がそろばん玉形状部１９ａであったが、本発明はこれに限られず、図５に示すように、張り出し部が円錐台の形状をした円錐台形状部１９ｃによって構成されてもよい。

また、図６に示すように、張り出し部は、円錐台を逆さにした逆円錐台形状部１９ｄによって構成されてもよい。この場合、逆円錐台形状部１９ｄにおける下部の縮径部周囲が負圧発生空間Ｓとなっている。
なお、図６においては、上側デフレクター１５の図示を省略している。

また、そろばん玉形状部１９ａにおける上部側の円錐台形状と下部側の逆円錐台形状の接続部を、面取りした滑らかな湾曲面で接続することにより、消火水の径方向内側への誘導がより円滑になり好ましい。

なお、本発明では、上側デフレクターと下側デフレクターの間にディスクを設けるというものであったが、上側デフレクターを設けない場合であってもディスクの作用により下側デフレクターへの消火水の誘導を均等化することができる。すなわち、デフレクターが１枚の場合であっても、ディスクを設けることで均等散水の効果を高めることができる。
なお、デフレクターを１枚する場合、その形状は本明細書において特定した上側デフレクター１５の形状であっても下側デフレクター１７の形状であってもよい。

１ スプリンクラーヘッド
３ 放出口
５ ヘッド本体
７ 弁体
９ 感熱部材
１１ フレーム
１３ 整流筒
１４ デフレクター支持体
１５ 上側デフレクター
１５ａ 上孔部
１５ｂ 上面部
１５ｃ 上爪
１７ 下側デフレクター
１７ａ 下孔部
１７ｂ 下面部
１７ｃ 下爪
１９ ディスク
１９ａ そろばん玉形状部
１９ｂ 円柱部
１９ｃ 円錐台形状部
１９ｄ 逆円錐台形状部
Ｓ 負圧発生空間

Claims (4)

1. 消火水を散水するデフレクターを備えたスプリンクラーヘッドであって、
   上側に設けられた上側デフレクターと、該上側デフレクターの下側に前記上側デフレクターの下面に対向して設けられた下側デフレクターと、該下側デフレクターと上側デフレクターの間に設けられ、上側デフレクターを通過した消火水を下側デフレクターに誘導するディスクと、を備え、
   前記上側デフレクター及び下側デフレクターは共に、周方向に所定の間隔を空けて放射状に設けられた複数の爪を備えてなり、
   前記ディスクは、外方に張り出す張り出し部と、該張り出し部の下方に、散水時に負圧を発生させる負圧発生空間を有していることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
2. 前記張り出し部は、そろばん玉の形状をしたそろばん玉形状部によって構成され、該そろばん玉形状部の下方に該そろばん玉形状部の外径よりも小径の円柱部を備え、前記そろばん玉形状部の下方空間が前記負圧発生空間となっ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. 前記張り出し部は、円錐台の形状をした円錐台形状部によって構成され、該円錐台形状部の下方に該円錐台形状部の外径よりも小径の円柱部を備え、前記円錐台形状部の下方空間が前記負圧発生空間となっ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. 前記張り出し部は、円錐台を逆さにした逆円錐台形状部によって構成され、該逆円錐台形状部における下部の縮径部周囲が前記負圧発生空間となっ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。