JP2008154697A - スプリンクラーヘッドのリンク - Google Patents

Abstract

【課題】 給水配管に接続された本体内部にノズルを有し、該ノズルを常時閉塞する弁体が、一対の金属板を低融点合金によって接合したリンクに係止したレバーにより弁体を保持しているスプリンクラーヘッドにおいて、クリープ現象を引き起こしにくくして長期間に渡り接合強度を維持可能なリンクが設置可能なスプリンクラーヘッドのリンクを提供する。
【解決手段】 リンクの接合面に形成されたエンボスの断面形状を略台形型にし、低融点合金によって接合された状態のとき一方の金属板のエンボスが、他方の金属板に穿設された穴に重なるよう配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、消火用のスプリンクラーヘッドのリンクに関するものである。

消火用のスプリンクラーヘッドは、給水配管と接続された本体内部のノズルが常時感熱分解部分により支持された弁体によって閉塞されている。感熱分解部分は火災の熱を感知して分解作動することで弁体を開放し、ノズルから放出された水をノズルの先に設けられた板状のデフレクターに水を衝突させて室内に水を飛散させて消火を行うものである。

スプリンクラーヘッドの感熱分解部分に使用する感熱材料として低融点合金が用いられていることが広く知られている。感熱分解部分の感熱材料として低融点合金を用いたスプリンクラーヘッドは、低融点合金が配合組成や配合比率等によって融点が定まっているため、作動にバラツキが生じないという優れた特長を有している。低融点合金を用いた感熱分解部分の一例として、ラップジョイント型のものがある。

ラップジョイント型とは、二枚の板状の金属板を低融点合金で接着したリンクを一対のレバーにより係止したものである。ラップジョイント型では、それぞれの金属板の端部にレバーの一端を係合し、他端側でスプリンクラーヘッドの弁体を保持する構造になっている。ラップジョイント型の感熱分解部分を組み込んだスプリンクラーヘッドでは、火災が発生すると火災の熱で低融点合金が溶融し、リンクを構成する金属板が分離してレバーが外れ、弁体を開放する（特許文献１、２参照。）。

図６に一例として特許文献１に記載されているスプリンクラーヘッドを示す。該スプリンクラーヘッドは、本体110にノズル114が形成されており、該ノズル114の出口がシール部材130を介して弁体126により閉止されている。弁体126はノズル114側とは反対の面から調整ねじ134によって押圧されており、該調整ネジ134は弁体126と、前述のレバーに相当する一対のピン138の間に介在している調整板136の中央の牝ネジ部と螺合している。

ピン138の一端は本体110の下端142に形成された段部に係止されており、前述の調整板136と本体下端142の段部によって挟持されている。ピン138の他端には、２枚の金属板を低融点合金で接合したリンク40が係止されている。

火災時には金属板を接合している低融点合金が溶融して２枚の金属板が分離されるとともにピン138も本体110から外れて弁体126が開放されるものである。弁体126の開放によってノズル114内の水が放出され火災が消し止められる。

米国特許明細書 第６１５２２３６号 ＦＩＧ．１ 米国特許明細書 第４７５７８６５号 ＦＩＧ．２

上記のリンク40は２枚の金属板を低融点合金によって貼り合せることにより構成されている。該リンク40は、前述のとおりピン138によって常に引張られた状態にあり、ピン138の引張り荷重によって低融点合金にクリープ現象が発生する可能性があり、該クリープ現象によってリンクの接合強度が低下すると非火災時にリンクが剥れてしまいスプリンクラーヘッドが作動して室内を水浸しにしてしまうおそれがある。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、クリープ現象を引き起こしにくくして長期間に渡り接合強度を維持可能なスプリンクラーヘッドのリンクを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、給水配管に接続された本体内部にノズルを有し、該ノズルを常時閉塞する弁体が、一対の金属板を低融点合金によって接合したリンクに係止したレバーにより保持されているスプリンクラーヘッドにおいて、リンクの接合面に形成されたエンボスの断面形状を略台形型にしたスプリンクラーヘッドのリンクである。

請求項２記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドのリンクにおいて、低融点合金によって接合された状態のとき一方の金属板のエンボスが、他方の金属板に穿設された穴に重なるよう配置されている請求項１記載のスプリンクラーヘッドのリンクである。

請求項３記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドのリンクにおいて、低融点合金によって接合された状態のときリンクの中心に貫通穴が形成される請求項１記載のスプリンクラーヘッドのリンクである。

リンクの接合面に形成されたエンボスの断面形状を略台形型にしたことで、エンボスの立ち上がり角度を大きくしてクリープ現象が発生しにくくした。さらにエンボスの頂部を平面にすることで、リンクを接合している低融点合金が溶融した際に、嵌合状態の穴とエンボスが縦方向に離れ、穴からエンボスが抜けるまでの距離を短くすることができ、作動性にも優れたリンクを得ることができる。

本発明を実施するにあたって、一対の金属板を低融点合金によって接合したリンクは、表面に複数の穴とエンボスが形成されており、低融点合金によって接合した状態では、各々の穴とエンボスが嵌合された状態で接合されている。また、接合状態においてリンクの中心には貫通穴が形成される。

以下、この発明の実施例を図１から図５を参照して説明する。図１は本発明のスプリンクラーヘッドの断面図、図２は図１に示すＸ−Ｘ断面図、図３はリンクの平面図、図４は図３に示すＹ−Ｙ断面図、図５は本発明のスプリンクラーヘッドの作動時の状態である。

図１、２に示すスプリンクラーヘッドは、本体１、弁体２、デフレクター３、サドル４、一対のレバー５、リンク６から構成される。

本体１は、内部にノズル７を有する円筒形状であり、ノズル７の外周部には給水配管と接続するための牡ネジ８が螺刻されている。牡ネジ８の下方は外側に拡張されたフランジ状の鍔部９となっており、鍔部９には本体１と接続される円筒１０を固定設置するための孔１１が等間隔で複数穿設されている。

円筒１０は前述のように本体１に固定設置されるものであり、上端には本体の鍔部９に設けられた孔１１に嵌入れられる突起１２が形成されている。該突起１２を鍔部９の孔１１に挿入して突起１２の先端に荷重を加えて変形させることで円筒１０が本体１に固定される。円筒１０の下端は内側に張り出した段部１３が形成されている。該段部１３にはレバー５の一端が係止されている。

円筒１０の外周には円筒形状をしたリテーナー１４が嵌められている。リテーナー１4は円筒１０と摺動可能であり、内面に形成された爪１５によって円筒１０に係止される。リテーナー１４の下端はフランジ状に外側に拡がった鍔部１６になっており、本体１の牡ネジ８を給水配管に接続した後に、鍔部１６の上面が天井下面に接触するように位置調整される。

弁体２はノズル７の出口を封止するものであり弁体２の鍔部がシール部材１７を介してノズル７の端に押圧されている。弁体２には板状のデフレクター３が固定設置されている。デフレクター３はノズル７が開放された際にノズル７から放出される水を衝突させて、室内へ均一に飛散させる作用を有する。

デフレクター３の周縁付近には孔が穿設されており、該孔には下端に鍔部を有するガイドピン１８が挿通されている。ガイドピン１８の上端側は円筒１０内を摺動可能なガイドリング１９に固定されており、ノズル７が開放された際に弁体２の落下とともにデフレクター３およびガイドピン１８、ガイドリング１９も落下し、ガイドリング１９が円筒１０の段部１３に係止されることでデフレクター３が所定の位置で吊るされた状態になる。

平時において、弁体２はノズル７側に押圧する力を受けており、ノズル７の封止面とは反対側から止めねじ２０によってノズル７側に押圧されている。止めねじ２０は弁体２とレバー５の間に介在されている板状のサドル４の中央に設けられた牝ネジ２１と螺合している。サドル４の牝ネジ２１に止めねじ２０をレバー５側からノズル７側に向かって螺入していくと、弁体２はノズル７の端に押圧されるとともに、サドル４の端部と円筒１０の段部１３に挟まれているレバー５にもサドル４から荷重が印加される。

レバー５は前述のように、一端が円筒１０の段部１３に係止されており、他端がリンク６に係止されている。サドル４からレバー５に印加された荷重によってレバー５は円筒１０の段部１３に係止されている端を支点として、他端が外向きに回動する方向の力が作用しているが、他端がリンク６に係止されていることで回動を阻止されている。

レバー５は略く字型に屈曲しており、円筒１０側に係止される端は円弧状に屈曲され、端面が略水平となるように形成されている。他端側にはリンク６を係止するためのＶ字溝が刻設されている。

レバー５において、く字型をした中間にあるコーナー部分の屈曲部２２は略垂直に形成されている。レバー５の下端にリンク６が設置された状態において、レバー５同士の屈曲部２２が接触した状態になる。互いの屈曲部２２が接触した状態において、屈曲部２２には空間２３が形成され、止めねじ２０をレバー５のリンク６側から空間２３を通して、サドル４の牝ネジ２１に螺合させることができる。

リンク６は、図３に示すように、２枚の円盤の一部を切欠いた形状の金属板２４から構成され、金属板２４の中心から左右対称に複数の穴６Ａやエンボス６Ｂが形成されている。該穴６Ａやエンボス６Ｂは金属板２４同士を接合した際に各々が嵌合する位置に配置される。

本発明のエンボスの断面形状は、図３のＹ−Ｙ断面を表した図４（ａ）に示すように略台形型であり頂部が平面となっている。ここで本発明の構造について詳しく説明する。図３（ｂ）はエンボス断面形状が円弧形状をしている。エンボス６Ｂ側の金属板２４Ｂとエンボス６Ｂの立ち上がり角度θが小さいと、穴６Ａ側の金属板２４Ａは低融点合金Ｓが溶融した際にエンボス６Ｂを乗り越えてリンク６が分離しやすい、つまり縦方向の変位量ｙが小さくて済み作動性がよくなるが、クリープ現状に対しては強度が弱いものである。

対して、同図（ｃ）に示すように立ち上がり角度θが大きいと、金属板２４Ａは低融点合金Ｓが溶融した際にエンボス６Ｂを乗り越えるためにより多く縦方向に変位しなければならなくなり作動性が低下するが、クリープ現象に対しては同図（ｂ）のリンクよりも強度を有するものである。

本発明は上記の（ｂ）、（ｃ）の長所を兼ね備えた形状として（ａ）の構造としたものであり、立ち上がり角度θを大きく設定してクリープ現象の発生を抑え、またエンボス６Ｂの頂部を平面として断面形状が円弧状のエンボスよりも縦方向の変位量を低減して作動性のよいリンクを構成したものである。

金属板２４にはレバー５を係止するための穴２５が穿設されており、該穴の一辺にレバー５が係止される。このレバーが係止される辺をレバー係止部２６とし、レバー５による荷重によって金属板が破壊されないように補強部が設けられる。

補強部は、金属板２４の一片を折り曲げてレバー係止部２６の上に重ね、レバー係止部２６を厚くすることで強度が向上される。さらにこのレバー係止部の金属板を溶接等で接合することで更なる強度アップが図れる。また補強部にエンボス２６ａを形成することで金属板２４の一片と金属板２４との間に隙間を形成することができ、該隙間に低融点合金Ｓ等の溶融した状態の合金あるいは金属を流し込むことで金属板２４の一片と金属板２４を接合することができる。または、エンボス２６ａを形成することで強度は増加できることから、隙間に金属を流し込まずに溶接によって金属板２４の一片と金属板２４を接合してもよい。

上記の２枚の金属板２４は、前述の穴とエンボスが各々嵌め入れられるように重ね合わせるとレバー係止穴２５が外側に位置した状態になる。この状態で低融点合金Ｓによって接合されリンク６が形成される。

金属板２４、２４が接合した状態において、リンク６の中央には穴２７が形成された状態となる。該穴２７は止めねじ２０をサドル４に螺入させる際に、止めねじ２０の締付工具が挿通可能となっている。

次に、本発明のスプリンクラーヘッドの組立手順について説明する。まず、一対のレバー５の接触部２２同士を組合せ、下端にリンク６を係止させる。その際にレバー５の寸法および形状のバラツキにより一対のレバー５にリンク６を係止させた状態で接触部２２同士が完全に接触しない可能性もある。

続いて弁体２とデフレクター３を固定させ、デフレクター３の周縁付近の孔にガイドピン１８を通し、ガイドピン１８、１８の端をガイドリング１９に固定する。

円筒１０に前述の組立状態のレバー５、５およびリンク６を、レバー５の上側の先端が円筒１０の段部１３に係止されるよう円筒１０内に挿入する。続いて、サドル４、デフレクター３と弁体２、ガイドリング１９等の組立品、シール部材１７を円筒内に順次入れる。

次に、円筒１０と本体１とを接合させる。本体１の下方から円筒１０の突起１２を孔１１に嵌入れた状態で、突起１２の先端に荷重を加えて変形させ、本体１と円筒１０とを固定する。そして、サドル４の牝ネジ２１に止めねじ２０を螺合させる。その際、止めねじ２０はレバー５の空間２３を通過して牝ネジ２１と螺合される。

止めねじ２０を牝ネジ２２に螺入させることによって、止めねじ２０の先端が弁体２をノズル７の出口端に押圧させる。同時に、レバー５にもサドル４を介して荷重が印加され、レバー５は外側に回転する方向に力が作用して、リンク６に引張荷重が印加された状態となる。

続いて、本発明のスプリンクラーヘッド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、本体１の牡ネジ８によって給水配管に接続され、下端のリンク６部分が天井面と略同じ高さになるように設置され、リテーナー１４の鍔部１６が天井下面に接触した状態に設置されている。火災が発生すると、火災の熱によって加熱された空気が上昇して天井下面を漂う。天井下面の熱気流は、リンク６に熱を伝え、リンク６を接合している低融点合金Ｓを溶融させる。低融点合金Ｓの溶融によってリンク６を構成していた２枚の金属板２４は離れ、金属板２４に係止されていたレバー５のリンク６を係止していた側の端が外側に向かって回動する。

レバー５が回動することで円筒１０の段部１３からレバー５が外れると、レバー５により保持されていた弁体２、デフレクター３、サドル４が落下する。すると、ガイドピン１８によってデフレクター３と連結しているガイドリング１９が、円筒１０内を摺動して下方に移動し段部１３に係止され、デフレクター３は所定の位置で吊設される。弁体２が落下したことによりノズル７が開放され給水配管内の水が放出される。

ノズル７より放出された水はデフレクター３および弁体２に衝突し、四方に飛散して室内に均一に散布され、火災を消火に至らす。

本発明のリンクはスプリンクラーヘッドのみに使用されるものではなく、例えば温度の異常上昇によって作動する安全装置や消火装置に使用することも可能である。

本発明のスプリンクラーヘッドの断面図 図１に示すＸ−Ｘ断面図 リンクの平面図 図３に示すＹ−Ｙ断面のエンボスの断面形状 本発明のスプリンクラーヘッドの作動時の状態 特許文献１に記載されているスプリンクラーヘッド

符号の説明

１ 本体
２ 弁体
３ デフレクター
４ サドル
５ レバー
６ リンク
７ ノズル
１０ 円筒
１４ リテーナー
１７ シール部材
１８ ガイドピン
１９ ガイドリング
２０ 止めねじ
２４ 金属板
２５ リンクのレバー係止穴
２６ レバー係止部

Claims (3)

1. 給水配管に接続された本体内部にノズルを有し、該ノズルを常時閉塞する弁体が、一対の金属板を低融点合金によって接合したリンクに係止したレバーにより保持されているスプリンクラーヘッドにおいて、リンクの接合面に形成されたエンボスの断面形状を略台形型にしたことを特徴とするスプリンクラーヘッドのリンク。
2. 前記スプリンクラーヘッドのリンクにおいて、低融点合金によって接合された状態のとき一方の金属板のエンボスが、他方の金属板に穿設された穴に重なるよう配置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のリンク。
3. 前記スプリンクラーヘッドのリンクにおいて、低融点合金によって接合された状態のときリンクの中心に貫通穴が形成され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のリンク。
   

Images