特開 2024-128414 カバー装置およびスプリンクラーヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024128414

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】カバー装置およびスプリンクラーヘッド

(51)【国際特許分類】

   A62C 37/12 20060101AFI20240913BHJP

【ＦＩ】

A62C37/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037378

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000233826

【氏名又は名称】能美防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青山 脩

【テーマコード（参考）】

2E189

【Ｆターム（参考）】

2E189CC09

2E189CD01

(57)【要約】

【課題】火災が生じた際には、早期に消火することが重要である。そのためには、スプリンクラーヘッド本体を覆うカバー部が早期に除去されて、スプリンクラーヘッド本体が早い段階で室内に向けて露出することが望ましい。本発明は、火災が生じた際に、早期にカバー部が除去される、カバー装置およびスプリンクラーヘッドを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明のカバー装置は、スプリンクラーヘッド本体を覆うカバー部を有したカバー装置であって、火災の熱気流により前記スプリンクラーヘッド本体から前記カバー部が離脱し、前記カバー部の外表面に複数の吸熱凹凸を有している、ことを特徴とする。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スプリンクラーヘッド本体を覆うカバー部を有したカバー装置であって、
火災の熱気流により前記スプリンクラーヘッド本体から前記カバー部が離脱し、
前記カバー部の外表面に複数の吸熱凹凸を有している、
ことを特徴とするカバー装置。

【請求項2】

前記吸熱凹凸は、前記カバー部の外表面の中心領域に設けられていない、
ことを特徴とする請求項１に記載されたカバー装置。

【請求項3】

前記スプリンクラーヘッド本体を、請求項１または２に記載された前記カバー装置で覆った、
ことを特徴とするスプリンクラーヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、天井等に設置されるスプリンクラーヘッドのカバー装置およびスプリンクラーヘッドに関するものである。

【背景技術】

【0002】

スプリンクラーは、天井等にスプリンクラーヘッドを設置して、室内に消火水を散布する。スプリンクラーヘッド本体は、熱を収集する複数枚の板状のヒートコレクターなどの構造が露出するなどしており、室内の天井等に設置した際にデザインの観点等から隠したい場合がある。そのような場合には、スプリンクラーヘッド本体にカバーを被せることにより、このようなスプリンクラーヘッド本体を見えなくすることができる。また、カバーによって、スプリンクラーヘッド本体に外的衝撃が加わって散水してしまうことを抑止できる。

【0003】

特許文献１には、ヒートコレクターがカバープレートにより隠されたスプリンクラーヘッドが記載されている。特許文献１のスプリンクラーヘッドでは、火災が発生するとカバープレートが熱を吸収して低融点合金が融解し、カバープレートが落下する。カバープレートが落下することにより、ヒートコレクターが露出する。そして、露出したヒートコレクターが吸収した熱により、スプリンクラーヘッド本体の感熱分解部が分解・落下すると、弁体が開いて消火水を散布する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－２７９０８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

火災が生じた際には、早期に消火することが重要である。そのためには、スプリンクラーヘッド本体を覆うカバー部が早期に除去されて、スプリンクラーヘッド本体が早い段階で室内に向けて露出することが望ましい。本発明は、火災が生じた際に、早期にカバー部が除去される、カバー装置およびスプリンクラーヘッドを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態におけるカバー装置は、スプリンクラーヘッド本体を覆うカバー部を有したカバー装置であって、火災の熱気流により前記スプリンクラーヘッド本体から前記カバー部が離脱し、前記カバー部の外表面に複数の吸熱凹凸を有している、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明により、カバー部からの火災時の熱気流の剥離が少なくなると共に、熱を吸収するカバー部の受熱面積が大きくなり、火災の熱をカバー部が効果的に吸収して、カバー部を高感度で離脱させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】スプリンクラーヘッド本体にカバー装置を取り付ける直前を示す側面図。

【図2】天井に設置したスプリンクラーヘッドの側面図。

【図3】スプリンクラーヘッドからカバー部が離脱した際の側面図。

【図4】従来のカバー部における気流を示す図。

【図5】本発明の実施形態のカバー部における気流を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態におけるスプリンクラーヘッドは、スプリンクラーヘッド本体１とカバー装置２を有する。カバー装置２はスプリンクラーヘッド本体１に取り付けられる。図１に、スプリンクラーヘッド本体１にカバー装置２を取り付ける直前を示す側面図を示す。図１では、天井板Ｃのみ断面で記載している。図１において、スプリンクラーヘッド本体１は、天井板Ｃに開けた略円形の穴Ｈから室内を臨む形で設置されている。スプリンクラーヘッド本体１は、消火水を供給する給水配管３に固定されており、給水配管３が天井裏に固定されている。実施形態において、消火水は水道水を使用する。火災の熱を感知するスプリンクラーヘッド本体１のヒートコレクター１１は、天井板Ｃよりも下方に突出して設置される。ヒートコレクター１１により、火災による熱気流から熱を吸収する。ヒートコレクター１１の中心には半田１２が設けられている。ヒートコレクター１１を介して半田１２が加熱されると、半田１２が融解してスプリンクラーヘッド本体１の先端が落下する。そして、消火水の散水が行われる。また、図１に示すように、スプリンクラーヘッド本体１の一部はネジ状部１３となっている。

【0010】

図１のスプリンクラーヘッド本体１の下方には、実施形態における取り付け前のカバー装置２を図示している。カバー装置２では、装置ベース２１の下方にカバー部２２が取り付けられている。また、装置ベース２１の上方からは、導線２３が延びている。装置ベース２１は、円筒状の取付部２１１の下方に環状に拡がるフランジ２１２が設けられている。

【0011】

また、カバー部２２の外表面には複数の窪みが設けられている。これらの窪みは、吸熱のために設けられた吸熱凹凸２２１である。複数の吸熱凹凸２２１は、カバー部２２の外表面の全体にわたって設けられている。ただし、カバー部２２の外表面の中心領域ＣＡの内側は、後述する半田２５で固定しているため、中心領域ＣＡには吸熱凹凸２２１は設けられていない。カバー部２２は、熱伝達性が高い金属製のプレートを湾曲させたものであり、周囲の全体に窪みを有したボウル状に形成されている。

【0012】

上記のカバー装置２を、スプリンクラーヘッド本体１に取り付けることにより、スプリンクラーヘッドが形成される。カバー装置２を取り付ける際には、図１に示した導線２３を天井板Ｃの上方から導出した配線に繋いだ後に穴Ｈから天井板Ｃの上側に押し込む。そして、カバー装置２の筒状の取付部２１１も穴Ｈから差し入れて、取付部２１１の内側にスプリンクラーヘッド本体１を嵌める。スプリンクラーヘッド本体１の外周の一部はネジ状部１３となっており、取付部２１１の内側は、スプリンクラーヘッド本体１の外周に取り付けた際に落下しない構造となっている。そして、カバー装置２を上方に押し込んだ後にカバー装置２を回転して微調整し、天井板Ｃの下面とフランジ２１２の上面の隙間をなくして取り付けを行う。このようにして、スプリンクラーヘッド本体１は室内側からカバー装置２に覆われ、ヒートコレクター１１は、カバー部２２により覆われる。

【0013】

図２に天井に設置したスプリンクラーヘッドの側面図を示す。スプリンクラーヘッド本体１へカバー装置２を取り付けて、スプリンクラーヘッドの天井への取り付けが終了した状態である。図２においても、天井板Ｃのみ断面で記載している。カバー装置２は、筒状の取付部２１１の内側にスプリンクラーヘッド本体１を保持しており、スプリンクラーヘッド本体１は、天井裏に固定された給水配管３に繋がっているため、スプリンクラーヘッドは落下せずに保持される。スプリンクラーヘッド本体１と天井板Ｃの穴Ｈはカバー装置２により覆われている。天井板Ｃの下方の室内から見て、カバー装置２は、環状のフランジ２１２とその内側で下方に突出したカバー部２２のみが見えている。スプリンクラーヘッド本体１はカバー装置２に覆われており、見えない。

【0014】

火災が生じると、図２に矢印で示すように、熱気流ＨＦが上昇して天井板Ｃの下面に達し、側方へ流れる。そして、熱気流ＨＦはカバー部２２の外側を通過する。カバー部２２は熱伝達性が高い物質で形成されていており、実施形態では、湾曲した金属製のプレートで形成されている。また、カバー部２２には、複数の吸熱凹凸２２１が設けられている。そのため、カバー部２２は吸熱率が高い。カバー部２２は、熱気流ＨＦの熱を吸収しやすく、容易に温度が上昇する。

【0015】

カバー部２２の中心領域ＣＡの内側は、半田２５によって後述する内カバー２４に固定されている。そして、温度上昇により半田２５が融解すると、カバー装置２の装置ベース２１からカバー部２２が離脱する。装置ベース２１は、取付部２１１でスプリンクラーヘッド本体１に固定されていることから、この離脱により、スプリンクラーヘッド本体１からカバー部２２が離脱する。

【0016】

図３に、スプリンクラーヘッド本体１からカバー部２２が離脱した際の側面図を示す。内カバー２４の下方の中心部分には半田２５が設けられており、内カバー２４とカバー部２２の間には、スプリング２６が設けられている。離脱前の状態では、内カバー２４、半田２５、スプリング２６は、カバー部２２の内側に収容されている。さらに離脱前の状態では、内カバー２４は半田２５によりカバー部２２の内側に固定されており、この固定があることにより、内カバー２４は図示しない機構により装置ベース２１に固定されている。半田２５による固定部は凹凸がない方が形成しやすいため、半田２５で固定されるカバー部２２の中心領域ＣＡには吸熱凹凸２２１は形成されていない。

【0017】

火災の熱気流ＨＦによるカバー部２２の温度上昇により半田２５が融解すると、重力とスプリング２６の作用により内カバー２４からカバー部２２が離脱する。この離脱により図示しない機構により内カバー２４も装置ベース２１から離脱する。そして、図３に示すように、天井板Ｃの下方にスプリンクラーヘッド本体１のヒートコレクター１１が露出する。

【0018】

また、内カバー２４が離脱すると、装置ベース２１に設けたスイッチ２１３がオン状態になる。スイッチ２１３は導線２３に繋がっている。導線２３は配線（図示せず）を介して制御盤（図示せず）に接続している。そして、スイッチ２１３がオン状態になると、導線２３と配線を介して制御盤に伝わったオン信号により、水道管に繋がる電動弁（図示せず）が開く。電動弁が開くことにより、給水配管３に消火水を供給する圧力が生じる。なお、本実施形態では、水道の圧力により散水するが、水道の圧力だけで基準の散水が確保できない場合にはポンプを使用してもよい。また、実施形態のシステムは、乾式スプリンクラー設備であるが、乾式に限らず、湿式であってもよい。

【0019】

カバー部２２が離脱すると、スプリンクラーヘッド本体１のヒートコレクター１１が室内に向けて露出する。そして、スイッチ２１３がオンになったことにより開いた電動弁によって、給水配管３へは消火水を供給する水道圧力が生じている。この状態で、火災の熱気流ＨＦにより、スプリンクラーヘッド本体１のヒートコレクター１１を介して半田１２に十分な熱が伝わると、半田１２が融解してスプリンクラーヘッド本体１の先端部分が離脱する。そして、スプリンクラーヘッド本体１から消火水が噴霧される。

【0020】

＜吸熱凹凸の効果＞
次に、吸熱凹凸により効果が生じる状況を模式的に示す。図４に、従来のカバー部４２における気流を示す図を示す。図４（ａ）は側面図であり、図４（ｂ）は下面図である。側面図である図４（ａ）では、天井板Ｃの下面に装置ベース４１のフランジ４１２が密着し、その下にカバー部４２が固定されている。図４におけるカバー部４２の中心領域ＣＡは、カバー部４２の内面に半田（図示せず）が設けられて内カバー（図示せず）に固定されている。従来のカバー部４２はボウル状であるが、実施形態のカバー部２２と異なり吸熱凹凸がない。

【0021】

図４に示すように左方から火災による熱気流ＨＦが到達すると、カバー部４２を避けて流れる。そして、カバー部４２は、熱気流ＨＦから熱を得て高温になり、内側の半田が融けることにより、実施形態の図３で示したのと同様に装置ベース４１から離脱する。

【0022】

熱気流ＨＦがカバー部４２に到達した際に、熱気流ＨＦは、図４の剥離点ＤＰで剥離して剥離気流線ＤＦの外側を流れる。剥離気流線ＤＦの内側では多数の渦Ｖが生じる。剥離点ＤＰは、カバー部４２の表面に沿って連続的に形成されて剥離線ＤＬとなる。図４に示すように、従来例のカバー部４２では、温度が高い熱気流ＨＦが剥離線ＤＬで剥離し、カバー部４２の表面は図４に示す剥離線ＤＬの右側では熱気流ＨＦから熱を得にくい。熱気流ＨＦは剥離線ＤＬに示すように早い段階で剥離してしまうため、カバー部４２は熱気流ＨＦから熱を得にくく、温度は上がりにくい。その結果、カバー部４２の中心領域ＣＡの内面に設けた半田の融解タイミングは遅くなり、カバー部４２は遅いタイミングで離脱する。

【0023】

図５に、本発明の実施形態のカバー部２２における気流を示す図を示す。図５（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は下面図である。側面図である図５（ａ）では、図４（ａ）の従来例と同様に天井板Ｃの下面に装置ベース２１のフランジ２１２が密着し、その下にカバー部２２が固定されている。実施形態のカバー部２２には、表面の全体に複数の吸熱凹凸２２１が設けられている。図５（ｂ）では、吸熱凹凸２２１の記載を省略し、吸熱凹凸２２１のある領域を斜線で示す。吸熱凹凸２２１は、中心領域ＣＡには設けられていない。カバー部２２における中心領域ＣＡの内側は、半田２５により内カバー２４に固定されている。

【0024】

図５に示す様に左方から火災による熱気流ＨＦが到達すると、カバー部２２を避けて流れる。そして、カバー部２２は、熱気流ＨＦから熱を得て高温になり、内側の半田２５が融けることにより、実施形態の図３で示したように装置ベース２１から離脱する。

【0025】

熱気流ＨＦはカバー部２２に到達した後にカバー部２２の表面に沿って流れる。このとき、熱気流ＨＦには、図５に示すように吸熱凹凸２２１により小さい乱流Ｔが発生する。そのため、熱気流ＨＦはカバー部２２の表面から剥離しにくい。そして、熱気流ＨＦは、図５に示す剥離点ＤＰで剥離して剥離気流線ＤＦの外側を流れる。剥離気流線ＤＦの内側では多数の渦Ｖが生じる。剥離点ＤＰはカバー部４２の表面に沿って連続的に形成されて剥離線ＤＬとなっている。

【0026】

実施形態のカバー部２２においても、図４に示した従来のカバー部４２と同様に温度が高い熱気流ＨＦが剥離線ＤＬで剥離してしまう。しかし、剥離線ＤＬは従来のカバー部４２よりも熱気流ＨＦの下流に移動し、カバー部２２からの熱気流ＨＦの剥離が少なくなる。カバー部２２の表面における剥離線ＤＬの右側で示す熱気流ＨＦから熱を得にくい領域の面積は小さくなって、熱を吸収するカバー部２２の受熱面積が大きくなる。そして、カバー部２２の表面はより広い範囲で熱気流ＨＦから熱を得て、カバー部２２は素早く温度が上昇する。その結果、カバー部２２の中心領域ＣＡの内面に設けた半田２５は早期に融解し、カバー部２２は早いタイミングで離脱する。このように、複数の吸熱凹凸を設けることによって、カバー部２２は、火災の熱に対して高感度で離脱することができる。

【0027】

実施形態の吸熱凹凸２２１は球面状の窪みであるが、吸熱する凹凸であれば、吸熱凹凸は他の形状であってもよい。例えば、球面状の凸部や、溝状や線状に突出した突条であっても良い。また、これらが混ざった凹凸であってもよい。

【0028】

実施形態のスプリンクラーヘッド本体１はヒートコレクター１１を有しており、カバー装置２の半田２５による熱感知と２重の熱感知をしている。しかし、ヒートコレクターを有さないスプリンクラーヘッド本体であってもよい。この場合には、カバー部が離脱してスイッチ等により離脱を検知すると、水道に繋がる電動弁が開いたことによる消火水の圧力でそのままスプリンクラーヘッド本体から散水するようにするなどしてもよい。実施形態の半田１２は感熱装置であるが、半田以外の感熱装置を用いてもよい。また、実施形態と異なる場所に感熱装置を設置してもよい。

【0029】

その他、具体的な構成は実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0030】

ＣＡ 中心領域、ＤＰ 剥離点、ＤＬ 剥離線、ＨＦ 熱気流、Ｔ 乱流、ＤＦ 剥離気流線、Ｖ 渦、
Ｃ 天井板、Ｈ 穴、
１ スプリンクラーヘッド本体、１１ ヒートコレクター、１２ 半田、１３ ネジ状部、
２ カバー装置、２１ 装置ベース、２１１ 取付部、２１２ フランジ、２１３ スイッチ、２２ カバー部、２２１ 吸熱凹凸、２３ 導線、２４ 内カバー、２５ 半田、２６ スプリング、
３ 給水配管、
４ カバー装置、４１ 装置ベース、４１２ フランジ、４２ カバー部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】