TW201932160A

TW201932160A - 灑水頭

Info

Publication number: TW201932160A
Application number: TW107142440A
Authority: TW
Inventors: 小岩康明
Original assignee: 日商千住撒水股份有限公司
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-08-16
Also published as: WO2019123711A1; CN111432894A; US20210094051A1; JPWO2019123711A1

Abstract

提供一種能夠滿足對地板面之噴水量與牆面之潤濕兩者的灑水頭。灑水頭S1具有，於內部具備與給水配管連接之噴嘴12之本體1；從本體1向噴嘴12之排水方向延伸而出之一對臂14之前端與設置於噴嘴12之中心軸A上的柱狀之凸座15連結；凸座15之內部具有內螺紋15B；與該內螺紋15B螺合且前端於噴嘴12側突出之按壓螺絲16；從設置於凸座之前端的圓板狀之轉向板2之外周朝向噴嘴之中心軸而刻設之複數個狹縫；進而設置有從轉向板2之中心朝向外周而變細之帶錐形之狹縫25；與一對臂14、14所通過之平面垂直交叉且設置於對通過噴嘴12之中心軸A之線C而言最近之位置的第3直縫22與其他狹縫相比而言最長。

Description

灑水頭

本發明係關於一種滅火用之灑水頭，尤其關於一種住宅用之灑水頭。

灑水器設備設置於建築物內，感應火災之熱而自動地作動，灑水來進行滅火。灑水頭於內部具有噴嘴，噴嘴係與連接於給水源之配管連接，平時噴嘴處於關閉之狀態。若發生火災，由於熱而灑水頭作動，則噴嘴打開，從噴嘴中釋放出配管內所填充之水。灑水頭於噴嘴之出口之延長線上具備使水向四方飛散之轉向板，衝擊轉向板之水於既定之範圍內噴灑而鎮壓・消滅火災。

灑水器設備設置於商業設施或公共設施、住宅等中，規定有用以設置或施工之基準。於美國，由the National Fire Protection Association standards規定為NFPA 13，從而規定用以進行與建築物之用途相應之灑水器設備之設計及設置之基準。住宅用灑水器設備之基準有NFPA 13D、13R。另外，作為住宅用灑水頭之基準，由Underwriters Laboratories（ULLLC）規定了UL 1626。

住宅用灑水頭以除對地板面噴水以外，亦對牆面進行噴水之方式規定於UL 1626。關於對牆面之噴水，牆面之潤濕必須從天花板面朝向地板面而達到既定之距離以下。以往之住宅用灑水頭有美國專利第6516893號或美國專利第7201234號。
[現有技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]美國專利第6516893號說明書
[專利文獻2]美國專利第7201234號說明書

[發明所欲解決之問題]

上述中，對地板面之噴水量與牆面之潤濕處於互償（trade-off）之關係。本發明中，目的在於提供一種可滿足對地板面之噴水量與牆面之潤濕之兩者的灑水頭。
[解決問題之手段]

為達成上述目的，本發明提供以下之灑水頭。
上述灑水頭具有，於內部具備與給水配管連接之噴嘴之本體；從本體向噴嘴之排水方向延伸而出之一對臂；臂之前端係與設置於噴嘴之中心軸上的柱狀之凸座連結，凸座之內部具有內螺紋，與該內螺紋螺合且前端於噴嘴側突出之按壓螺絲；設置於凸座之前端之圓板狀之轉向板，從轉向板之外周朝向噴嘴之中心軸而刻設之複數個狹縫；進而設置有從轉向板之中心朝向外周而前端變細之帶錐形之狹縫；與一對臂所通過之平面垂直交叉且設置於對通過噴嘴之中心軸之線而言最近之位置的第3直縫與其他狹縫相比而言最長。

上述灑水頭為住宅用灑水頭，由噴嘴之流量與排水壓力所導出之K因數之值成為3至5.8。於轉向板上具有從其外周朝向噴嘴之中心軸而刻設之複數個狹縫，進而設置有從轉向板之中心朝向外周而變細之帶錐形之狹縫。帶錐形之狹縫的於噴嘴中心軸側之端部形成為圓弧狀，且於轉向板之外周側之端部之寬度小於上述圓弧之直徑。帶錐形之狹縫中，從噴嘴中心軸側之端部釋放出之水向下釋放出，對地板面之噴水量增加。另一方面，從轉向板之外周側之端部釋放出之水係越接近前端，狹縫之寬度變得越窄而流速上升，因此向牆面方向飛散。

帶錐形之狹縫具有一面抑制飛行距離之下降，一面使對地板面之噴水量增加之效果。帶錐形之狹縫可與噴嘴中心軸側之寬度及轉向板之外周側之寬度相等之直縫鄰接而設置，或者與一對臂所通過之平面鄰接而設置。藉由上述，可控制對地板面之噴水量與牆面之潤濕。

帶錐形之狹縫之角度為8°～10°，若角度小於此，則無法獲得上述效果。相反，若角度過大，則導致使從轉向板之外周側之端部所釋放出之水勢減弱，牆面方向之飛行距離縮短。

除此以外，可藉由轉向板以及設置有轉向板之凸座、設置於凸座上之按壓螺絲之形狀來防止亂流之發生。若更具體地說明，藉由設為從噴嘴中釋放出之水於最初所衝擊之按壓螺絲之前端以及按壓螺絲與凸座之邊界部分難以產生亂流之構成，從而噴水模式之控制變得容易。

按壓螺絲之前端於噴嘴側突出，其形狀尖銳。藉此，水流之阻力減少，並且具有使衝擊前端之水向四方均勻分配之效果。從按壓螺絲之前端至凸座側為止成為斜面，水流沿著斜面流淌。沿著斜面之延長線係與凸座之外周端之曲面近接或接觸，水流從斜面沿著凸座外周端之曲面而順利地流淌。而且，通過凸座之外周而到達轉向板之平面之水流係通過設置於轉向板之外周上之狹縫而向地板面飛散。或者到達轉向板之外周而向牆面飛散。

此時，與通過一對臂之平面垂直交叉且通過噴嘴之中心軸之線之方向為因臂而阻礙水流之影響最少之位置，不存在阻礙水流之物，流淌順利。因此，水勢強，水飛散地更遠，因此對於牆面可獲得超過規定之潤濕高度之噴水量。但是，另一方面，存在灑水頭正下方之近距離範圍之噴水量不足之傾向。對此，可使該位置之狹縫較其他狹縫更長而將水流引導至地板面，從而增加近距離範圍之噴水量。藉此，可對地板面均勻地噴水，對於牆面亦可獲得所需之潤濕高度。
[發明之效果]

如以上所說明，依據本發明，能夠實現可滿足對地板面之噴水量與牆面之潤濕之兩者的灑水頭。進而藉由於按壓螺絲之前端及凸座中抑制亂流之發生，而防止亂流之發生。進而，依據上述構成之灑水頭，能夠實現可以最少之流量來通過UL 1626中規定之噴水試驗及滅火試驗的灑水頭。

圖1及圖2所示之本發明之灑水頭S1包括本體1、轉向板2、閥3、感熱分解部4。

本體1為中空狀，外部設置有用以與天花板背面之配管連接之外螺紋11，內部成為噴嘴12。關於噴嘴12之尺寸，由噴嘴12之流量及排水壓力所導出之K因數之值在3至5.8之範圍內，本實施方式中，K因數之值為4.9。與配管連接之外螺紋11之尺寸設為NPT1/2或者R1/2。

於噴嘴12之出口附近，設置有大致矩形之基座13，且設置有從基座13向噴嘴12之排水方向延伸之一對臂14。臂14包括：直線部14A，其與噴嘴之中心軸A大致略平行地延伸；以及交叉部14B，其從直線部14A之端部起，與設置於噴嘴12之中心軸A上之凸座15連結。如圖3所示，交叉部14B較直線部14A更細，剖面形狀為橢圓形。

凸座15為帶有錐形之圓柱狀，且於其前端設置有轉向板2，與轉向板2接觸之側之凸座15之直徑D1為9～10 mm。凸座15之噴嘴12側之直徑小於轉向板2側之直徑D1。凸座15之噴嘴12側之外周端15A為曲面形狀，曲面之半徑設為1 mm～3 mm之範圍，本實施方式中設為2 mm。

於凸座15之內部設置有內螺紋15B，螺入按壓螺絲16。按壓螺絲16之前端16A尖銳，具備斜面16B。前端16A係與噴嘴12對向，斜面16B之角度α較佳為80°～100°之範圍，本實施方式中為90°。前端16A之頂點成為球面狀，球面半徑較佳為2 mm以下，本實施方式中設為1 mm以下。

按壓螺絲16具有透過感熱分解部4而將閥3向噴嘴12側按壓之功能。圖3中，沿著按壓螺絲16之前端16A之斜面16B的延長線16C係對於凸座15之外周端15A之曲面而近接或接觸，於沿著前端16A之表面流淌之水通過外周端15A時，不會成為流淌之阻礙，防止亂流之發生。此時，按壓螺絲16之斜面16B與凸座15之噴嘴12側之端部面之間隔a設為2 mm以下，更佳為1 mm以下。若間隔進一步擴大，則亂流發生之可能性變大。

圖4所示之轉向板2為圓板形狀，其外周直徑設為28～32 mm之範圍，本實施方式中為30 mm。於轉向板2之周緣設置有複數個狹縫。狹縫係從轉向板2之周緣朝向中心側而形成。

圖4中，由虛線表示之臂14配置於直線B上。直線B表示通過一對臂14之平面，在與直線B垂直交叉且通過中心軸A之線C之線上設置有狹縫22（第3直縫）。狹縫22係與其他狹縫相比而言最長之狹縫。與狹縫22鄰接而設置有狹縫21。狹縫21、22為狹縫之寬度一定之「直縫」，噴嘴中心軸側之寬度與轉向板之外周側之寬度相等。

於一對臂14所通過之直線B上刻設有狹縫23（第1直縫），於以中心軸A為軸而使直線B旋轉45°之位置刻設有最短之狹縫24（第2直縫）。與狹縫23鄰接而刻設有帶錐形之狹縫25。另外，與狹縫24鄰接而刻設有帶錐形之狹縫26。如此一來，於直縫之兩鄰設置有帶錐形之狹縫。

將作為直縫之狹縫21～24、與帶錐形之狹縫25、26合併之狹縫之總數設為16～28個之範圍，本實施方式中設為24個。狹縫21～24之寬度W設定為1～2 mm之範圍。轉向板2相對於線B而為對稱形狀，進而相對於線C而為對稱形狀。

狹縫21～24的於噴嘴之中心軸A側之端部為圓弧狀，形成從該圓弧狀之端部至轉向板之外周側之端部為止寬度一定之狹縫。圓弧之直徑尺寸係與上述狹縫21～24之寬度W相同。另外，狹縫之寬度小於臂14之交叉部14B之寬度。

帶錐形之狹縫25、26的於噴嘴之中心軸A側之端部為圓弧狀，圓弧之直徑d為1.5～2 mm。圓弧之直徑d小於臂14之交叉部14B之寬度。帶錐形之狹縫25、26中，於轉向板2之外周側之端部之寬度W1為1～1.6 mm，狹縫之角度α為8°～10°。此外，圓弧之直徑d大於外周側之端部之寬度W1。帶錐形之狹縫25、26之形狀為水滴型，於圓弧部分與錐形部分之邊界無凹凸而變得光滑。

於圖5所示之灑水頭S1與噴水試驗設備之位置關係中，灑水頭S1設置於縱橫無間隙地排列之採水格M之角之位置之天花板上。圖中之一點鍊線係表示設置於與採水格M鄰接之位置的牆面。圖5中，於箭頭X方向上配置有臂14，且於箭頭Y方向上配置有狹縫22。UL 1626中，必須對1格M確保既定之水量以上。該試驗設備中，可對灑水頭S1之防護區域之1/4測定噴水量。噴水圖案反映出轉向板2之形狀，成為大致圓形，理想而言，較佳為對位於圖5中以虛線表示之1/4之圓中的所有採水格均勻地噴灑水。

然而，臂14成為從噴嘴12中釋放出之水流之阻礙，向箭頭X方向之水之飛行距離短於Y方向。相反，Y方向存在對距離灑水頭S1遠之區域Y1之噴水量多、且對近前之區域Y2之噴水量少的傾向，但可藉由調整狹縫22之長度，來減少對區域Y1之噴水量，且增加對區域Y2之噴水量，水大致均勻地噴灑於噴水容器整體。藉此，可任意地控制對區域Y1、Y2之噴水量。

另外，與臂14鄰接而配置之帶錐形之狹縫25增加臂14方向（圖中，箭頭X方向）之地板面噴水量。若具體說明，存在臂14成為從噴嘴12中釋放出之水流之阻礙，臂14方向之噴水量不足之傾向，但由帶錐形之狹縫25來補充對地板面及牆面之噴水量。設置於2個帶錐形之狹縫25之間的狹縫23之長度較帶錐形之狹縫25長。

帶錐形之狹縫26係與狹縫24鄰接而配置。狹縫24設置於距離灑水頭S1最遠之區域Y3之方向，狹縫24抑制其長度而延長噴水飛行距離，從而構成為水可到達牆面。因此，存在對地板面之噴水量不足之傾向，但藉由帶錐形之狹縫26，不會降低飛行距離，從而確保對區域Y3之地板面之噴水量。狹縫24之長度較帶錐形之狹縫26短。

閥3於平時堵塞噴嘴12之出口。閥3包括閥蓋31、圓碟32、碟形彈簧33。閥蓋31為筒狀，且一端側成為球狀之底部31A。另一端側擴大直徑，設置有段差31B。

於段差31B之內周側載置有圓盤狀之圓碟32。圓碟32於中心具有凹陷32A，於凹陷32A中與感熱分解部3之支柱42之一端卡合。

於段差31B之外周側卡止碟形彈簧33。碟形彈簧33從閥蓋31之底部31A插通。碟形彈簧33之表面係由氟樹脂所覆蓋。碟形彈簧33之外周緣配置於噴嘴12之出口端，若碟形彈簧33將按壓螺絲16螺入凸座15之內螺紋15B中，則透過感熱分解部4而被按壓，因彈性變形而成為壓扁之形狀。此時，氟樹脂起到密封材之作用，將噴嘴12密封。

感熱分解部4包括連桿41、支柱42、閘柄43。連桿41係藉由火災之熱而作動之感熱體，係將2片薄金屬板44以低熔點合金接合而構成。低熔點合金係使用於60～200℃之範圍內具有熔點者，通常使用熔點為72℃或96℃之低熔點合金。

大致四角形之2片金屬板44於其中一端具有孔45，且於另一端設置有匚字型之缺口部46。2片金屬板44係於將設置有缺口部46之側之端部重疊之狀態下，由低熔點合金所接合。此時，於其中一片金屬板44之孔45之位置，重合另一片金屬板44之缺口部46。於接合後之連桿41之2個孔45中，分別插通支柱42及閘柄43。

支柱42為長條型，一端與設置於噴嘴12之出口處之閥3之圓碟32卡合，另一端與閘柄43之前端卡合。如上所述，支柱42中插通有連桿41之孔45。於支柱42之中間設置有突起47，且於設置於突起47之附近之溝槽47A中卡止連桿41。

閘柄43係使細長之板彎曲成大致L字型而構成。如上所述，閘柄43之一端側於連桿41之孔45中插通。閘柄43之另一端側係與支柱42卡合，於閘柄43上設置有支柱42之前端所卡合之溝槽48。

於設置有溝槽48之面之背側之面上設置有凹部49。凹部49較溝槽48而言設置於靠近閘柄43之另一端。按壓螺絲16接觸凹部49。若按壓螺絲16之前端按壓閘柄43之凹部49，則產生閘柄43以卡止支柱42之溝槽48為支點而旋轉之力。然而，於閘柄43之一端側插通有連桿41之孔45，阻止閘柄43之旋轉。藉此，構成感熱分解部4之連桿41、支柱42、閘柄43維持卡合狀態。另外，按壓螺絲16透過感熱分解部4而將閥3按壓保持於噴嘴12側。

火災時，若連桿41之低熔點合金熔融，則其中一片金屬板44隨著上述閘柄43之旋轉而從另一片金屬板44上剝落。藉此，感熱分解部4之卡合狀態解除，隨著連桿41、支柱42、閘柄43之卡合脫落，由支柱42所支持之閥3從噴嘴12上分離而脫落，噴嘴12打開。

以上，已對本發明之實施方式進行說明，將除此以外之結構、作用記載於以下。

先前所說明之實施方式中，閘柄43之與按壓螺絲16卡合之部位之形狀設為凹部49，但並不限定於此，亦可設為突起形狀。此時，按壓螺絲16之前端形狀可變更為與上述突起形狀對應之凹陷或溝槽。

另外，亦可應用於對感熱分解部4使用玻璃殼之灑水頭。此時，按壓螺絲16之前端形狀亦可為了可容納玻璃殼而設為凹形狀。

所有之狹縫21～26可將於轉向板2之外周上鄰接之狹縫之間隔28構成為相等。狹縫21～26亦可配置於從轉向板2之外周通過噴嘴之中心軸A的假想直線上。狹縫21～24之寬度可構成為全部相同。狹縫25、26之角度α亦可設為相同。或者，若為8～10°之範圍內，則亦可設為不同之角度。

最長之狹縫22設置於對線C而言最近之位置。於上述實施方式中雖設置於線C上，但亦可與線C鄰接而設置，可獲得同樣之效果。

S1‧‧‧灑水頭

1‧‧‧本體

2‧‧‧轉向板

3‧‧‧閥

4‧‧‧感熱分解部

12‧‧‧噴嘴

14‧‧‧臂

14A‧‧‧直線部

14B‧‧‧交叉部

15‧‧‧凸座

15A‧‧‧凸座之外周端

16‧‧‧按壓螺絲

16B‧‧‧斜面

21、23、24‧‧‧狹縫

22‧‧‧狹縫（第3直縫）

25、26‧‧‧帶錐形之狹縫

28‧‧‧間隔

31‧‧‧閥蓋

32‧‧‧圓碟

33‧‧‧碟形彈簧

41‧‧‧連桿

42‧‧‧支柱

43‧‧‧閘柄

B‧‧‧直線

C‧‧‧線

d‧‧‧圓弧之直徑

W、W1‧‧‧寬度

α‧‧‧角度

圖1係本發明之灑水頭之外觀圖。

圖2係圖1之II-II剖面圖。

圖3係圖2之凸座周邊之放大圖。

圖4係轉向板之俯視圖。

圖5係表示灑水頭與噴水試驗設備之位置關係的圖。

圖6係圖1之6-6剖面圖。

Claims

一種灑水頭，其特徵在於具有：於內部具備與給水配管連接之噴嘴之本體；從本體向噴嘴之排水方向延伸而出之一對臂；臂之前端係與設置於噴嘴之中心軸上的柱狀之凸座連結；凸座之內部具有內螺紋，與該內螺紋螺合且前端於噴嘴側突出之按壓螺絲；設置於凸座之前端之圓板狀之轉向板；從轉向板之外周朝向噴嘴之中心軸而刻設之複數個狹縫；進而設置有從轉向板之中心朝向外周而前端變細之帶錐形之狹縫；與一對臂所通過之平面垂直交叉且設置於對通過噴嘴之中心軸之線而言最近之位置的第3直縫與其他狹縫相比而言最長。
如申請專利範圍第1項之灑水頭，其中帶錐形之狹縫係與狹縫之寬度為一定之直縫鄰接而設置。
如申請專利範圍第1或2項之灑水頭，其中帶錐形之狹縫係與一對臂所通過之平面鄰接而設置。
如申請專利範圍第1項之灑水頭，其中狹縫之寬度為一定之第1直縫設置於一對臂所通過之平面上，且與第1直縫鄰接而設置有帶錐形之狹縫。
如申請專利範圍第4項之灑水頭，其中第1直縫較鄰接之帶錐形之狹縫長。
如申請專利範圍第1項之灑水頭，其中狹縫之寬度為一定之第2直縫係設置於相對於一對臂所通過之平面，以噴嘴之中心軸為軸而旋轉45°之位置，且與第2直縫鄰接而設置有帶錐形之狹縫。
如申請專利範圍第6項之灑水頭，其中第2直縫較鄰接之帶錐形之狹縫短。
如申請專利範圍第1項之灑水頭，其中帶錐形之狹縫的於噴嘴之中心軸側之端部為圓弧狀，且於轉向板之外周側之端部之寬度小於上述圓弧之直徑。
如申請專利範圍第8項之灑水頭，其中帶錐形之狹縫之角度為8°～10°。
如申請專利範圍第8或9項之灑水頭，其中上述圓弧之直徑小於臂之寬度。
如申請專利範圍第1項之灑水頭，其中凸座之噴嘴側之外周端成為曲面形狀，沿著按壓螺絲之前端形狀的延長線與上述曲面近接或接觸。
如申請專利範圍第1項之灑水頭，其中按壓螺絲前端之斜面之角度為100°～80°。
如申請專利範圍第12項之灑水頭，其中按壓螺絲之前端尖銳，其頂點為曲面狀且曲面半徑為2 mm以下。
如申請專利範圍第1項之灑水頭，其中凸座之噴嘴側之外周端為曲面狀。
如申請專利範圍第14項之灑水頭，其中凸座之噴嘴側之外周端之曲面半徑為1 mm～3 mm。
如申請專利範圍第1項之灑水頭，其中由噴嘴之流量及排水壓力所導出之K因數之值為3～5.8。