(57)【要約】    【課題】規定の火災温度で正確に弁を開いて放水し、規定の火災温度以下に低下した際には速やかに弁を閉じて放水を停止する。    【解決手段】  スプリンクラー消火設備は、１次側に加圧消火用水が供給された開閉弁１０と、開閉弁１０の２次側に連結され、周囲温度が第１設定温度に達した時に開放動作する閉鎖型スプリンクラーヘッド１２と、周囲温度が第１設定温度より低い第２設定温度に達した際に動作して開閉弁１０を開動作可能状態に保持し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の開放動作に伴う開閉弁１０の開動作中に周囲温度が第２設定温度以下に低下した際に復旧動作して開閉弁１０を閉動作させる感熱弁１４とを備える。    【選択図】      図１
2006314665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側に加圧消火用水が供給された開閉弁と、
前記開閉弁の２次側に連結され、周囲温度が第１設定温度に達した時に開放動作する閉鎖型スプリンクラーヘッドと、
周囲温度が前記第１設定温度より低い第２設定温度に達した際に動作して前記開閉弁を開動作可能状態に保持し、前記閉鎖型スプリンクラーヘッドの開放動作に伴う前記開閉弁の開動作中に周囲温度が前記第２設定温度以下に低下した際に復旧動作して前記開閉弁を閉動作させる感熱弁と、
を備えたことを特徴とするスプリンクラー消火設備。
【請求項２】
請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記開閉弁は、
加圧消火用水が供給される１次側と前記閉鎖型スプリンクラーヘッドを連結する２次側とを開閉する弁体と、
前記弁体を連結したピストンをシリンダ室に摺動自在に設けた開閉駆動部と、
１次側の加圧消火用水を絞りを介して前記シリンダ室に導入する第１パイロット流路と、
前記第１パイロット流路を前記感熱弁を介して２次側に連結する第２パイロット流路と、
を備え、周囲温度が第２設定温度に達した時の前記感熱弁の動作により前記第２パイロット流路を連通状態として前記開閉駆動部により前記弁体を開動作可能状態に保持し、前記閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動による２次側開放に伴う流水で前記開動作可能状態にある前記弁体を開動作し、周囲温度が前記第２設定温度以下となった時の前記感熱弁の復旧動作により前記第２パイロット流路を遮断状態として前記開閉駆動部により前記弁体を閉動作することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
【請求項３】
請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記開閉弁のピストンは、ダイヤフラムピストンであることを特徴とするスプリンクラー消火設備。
【請求項４】
請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記感熱弁は、
前記第２パイロット流路を開閉するパイロット弁体と、
周囲温度が前記第２設定温度に達した際にバイアスばねに抗して記憶形状に変形して前記パイロット弁体を開動作し、周囲温度が前記第２設定温度以下となった際に前記バイアスばねの力で初期形状に復旧して前記パイロット弁体を閉動作させる形状記憶合金ばねと、
を備えたことを特徴とするスプリンクラー消火設備。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記開閉弁と前記閉鎖スプリンクラーヘッドを一体化して配置し、前記感熱弁を分離した配置したことを特徴とするスプリンクラー消火設備。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記開閉弁、前記閉鎖スプリンクラーヘッド及び前記感熱弁を一体化して配置したことを特徴とするスプリンクラー消火設備。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記開閉弁、前記閉鎖スプリンクラーヘッド及び前記感熱弁を一体化すると共に前記感熱弁を複数配置したことを特徴とするスプリンクラー消火設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災による熱気流を感知して消火用水を自動放水するスプリンクラー消火設備に関し、特に、放水中に消火を感知して放水を自動停止するスプリンクラー消火設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスプリンクラー消火設備にあっては、閉鎖型スプリンクラーヘッドを使用しており、閉鎖型スプリンクラーヘッドは、放水口を可溶合金等の火災時の熱で溶ける感熱材によって封止しておき、所定温度以上になると感熱材が溶けて流路を開放することにより放水が行われる構成となっている。
【０００３】
このため、スプリンクラーヘッドが火災による熱気流を受けて作動することによって一度流路が開放されると、鎮火後も給水源からの消火用水の供給が無くなるまで、または手動で流水検知装置の手前に設けている制御弁を閉めるまで放水が続けられ、消火用水による２次的な被害が大きかった。
【０００４】
そこで、形状記憶合金等を使用して、火災による温度上昇で弁を開放して消火用水を自動的に放水した後、鎮火による温度低下で弁を閉鎖して放水を自動的に停止するスプリンクラーヘッドが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−１２３４１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こののような従来のスプリンクラーヘッドにあっては、形状記憶合金が記憶形状に変形する温度を規定の火災温度に設定しても、内部圧力と周囲温度のバランスによって弁が開放するため、火災温度に達してから弁が開くまでに時間遅れがあり、規定の火災温度に達した時に弁を開放することができないという問題があった。
【０００６】
また火災の鎮火により周囲温度が低下した場合にも、内部圧力と周囲温度のバランスによって弁が閉鎖するため、規定の火災温度より低下してから実際の弁が閉じるまでに時間遅れがあり、その分、放水による２次的な損害が大きくなる問題があった。
【０００７】
本発明は、規定の火災温度で正確に弁を開いて放水し、規定の放水停止温度以下に低下した際には速やかに弁を閉じて放水を停止するスプリンクラー消火設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明のスプリンクラー消火設備は、１次側に加圧消火用水が供給された開閉弁と、開閉弁の２次側に連結され、周囲温度が第１設定温度に達した時に開放動作する閉鎖型スプリンクラーヘッドと、周囲温度が第１設定温度より低い第２設定温度に達した際に動作して開閉弁を開動作可能状態に保持し、閉鎖型スプリンクラーヘッドの開放動作に伴う開閉弁の開動作中に周囲温度が第２設定温度以下に低下した際に復旧動作して開閉弁を閉動作させる感熱弁と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、開閉弁は、
加圧消火用水が供給される１次側と前記閉鎖型スプリンクラーヘッドを連結する２次側とを開閉する弁体と、
弁体を連結したピストンをシリンダ室に摺動自在に設けた開閉駆動部と、
１次側の加圧消火用水を絞りを介してシリンダに導入する第１パイロット流路と、
前記第１パイロット流路を感熱弁を介して２次側に連結する第２パイロット流路と、
を備え、周囲温度が第２設定温度に達した時の感熱弁の動作により第２パイロット流路を連通状態として開閉駆動部により弁体を開動作可能状態に保持し、閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動による２次側開放に伴う流水で開動作可能状態にある弁体を開動作し、周囲温度が第２設定温度以下となった時の感熱弁の復旧動作により第２パイロット流路を遮断状態として開閉駆動部により弁体を閉動作する。開閉弁のピストンは、ダイヤフラムピストンとしても良い。
【００１０】
感熱弁は、第２パイロット流路を開閉するパイロット弁体と、周囲温度が第２設定温度に達した際にバイアスばねに抗して記憶形状に変形してパイロット弁体を開動作し、周囲温度が第２設定温度以下となった際にバイアスばねの力で初期形状に復旧してパイロット弁体を閉動作させる形状記憶合金ばねとを備える。
【００１１】
開閉弁と閉鎖スプリンクラーヘッドを一体化して配置し、感熱弁を分離した配置する。また開閉弁、閉鎖スプリンクラーヘッド及び感熱弁を一体化して配置しても良い。更に、開閉弁、閉鎖スプリンクラーヘッド及び感熱弁を一体化すると共に感熱弁を複数配置する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスプリンクラー消火設備によれば、火災による熱気流を受けると、低めの第２設定温度で感熱弁が作動して開閉弁に連結した閉鎖型スプリンクラーヘッドの１次側に圧力水を充水して開閉弁を開放可能状態とし、この状態で更に熱気流による温度が上昇して規定の放水開始温度である第１設定温度に達すると、閉鎖型スプリンクラーヘッドの感熱部が熱分解し、感熱弁の作動で既に放水可能状態となっている開閉弁の保持を解除して放水を開始し、これによって規定の火災温度（第１設定温度）への到達時に正確に放水を開始することができる。
【００１３】
また、感熱弁と閉鎖型スプリンクラーヘッドの感熱部の両方が作動して初めて放水が開始される構造としているため、監視時にスプリンクラーヘッドに物が当って破損した場合でも、感熱弁が作動していないことから、破損による放水を確実に防止できる。
【００１４】
また、放水により火災が鎮火して温度が低めの第２設定温度以下に下がると、形状記憶合金ばねの復元力が低下し、バイアスばねによって初期形状に変形され、これによって開閉弁が閉鎖状態となって自動的に放水を停止し、火災消火後の水損を最小限に抑えることができる。
【００１５】
更に、監視中に感熱弁が誤作動しても閉鎖型スプリンクラーヘッドの１次側が充水されるだけであり、感熱弁が復旧した後に、特に閉鎖型スプリンクラーヘッド監視水を排水する必要はなく、そのまま監視状態を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は感熱弁を分離配置した本発明によるスプリンクラー消火設備の実施形態を示した説明図である。図１において、本発明のスプリンクラー消火設備は、開閉弁１０、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２及び感熱弁１４で構成されている。
【００１７】
開閉弁１０は、加圧消火用水が供給される配管が接続される流入路２２に１次側の流入口２４を接続し、２次側の流出口２６に閉鎖型スプリンクラーヘッド１２を連結している。一方、感熱弁１４は開閉弁１０と閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の組立アッセンブリィに対し分離配置され、開閉弁１０に対しパイロット流路を形成する配管により接続されている。
【００１８】
開閉弁１０はボディ１１の１次側に流入口２４を形成すると共に、２次側に流出口２６を形成しており、その間にピストン１８と一体に形成された弁体１６を配置している。弁体１６を一体に備えたピストン１８は、シリンダ室２０に対しＯリング１５を介して摺動自在に組み込まれている。
【００１９】
ボディ１１の流入口２４に対してはポート１１ａが設けられ、ポート１１ａより可変絞り２８を介して第１パイロット流路３０をシリンダ室２０に連通するポート１１ｂに接続している。更に流出口２６に連通してポート１１ｃが設けられている。
【００２０】
開閉弁１０の２次側に連結された閉鎖型スプリンクラーヘッド１２は、ヘッド本体３４の上部を流出口２６にねじ込み連結しており、ヘッド本体３４の下部に設けたフレーム３５内に弁体部３６を配置し、弁体部３６をデフレクター３８及びアーム４０を介してリンク部材で組み込むことで、この組込状態を下部の集熱体４４の内側に設けたハンダヒューズ４２の組付けで、所定の組込荷重をもって、弁部材３６をヘッド本体３４の流入口を閉鎖するように組み付けている。
【００２１】
閉鎖型スプリンクラーヘッド１２は、ハンダヒューズ４２の溶融温度で決まる第１設定温度としての火災温度Ｔ１に達したときハンダヒューズ４２が溶け、アーム４０、デフレクター３８及び弁部材３６を含む組立構造が熱分解し、弁部材３６の支持が解除されてヘッド本体３４の流入口を開放し、加圧消火用水を放水する。
【００２２】
感熱弁１４はボディ１４ａ、１４ｂを備え、下部に集熱体５２を連結し、集熱体５２は開口５４を有し、内部に形状記憶合金ばね５０を組み込んでいる。形状記憶合金ばね５０は、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２のハンダヒューズ４２で決まる第１設定温度としての火災温度Ｔ１より低い第２設定温度Ｔ２に加熱された際に、予め定めたばね伸展状態となる記憶形状に変形する。
【００２３】
形状記憶合金ばね５０の上部には、プランジャ５６を介してロッド４６が設けられ、ロッド４６はバイアスばね５８により形状記憶合金ばね５０を圧縮する方向に付勢されている。ロッド４６の上部はシール部材として機能するダイヤフラム６０を介して上方に延在され、ポート１１ｄによる開口部にパイロット弁体４８を配置し、その下側に形成したポート１１ｅに至る流路を開閉できるようにしている。
【００２４】
ここで開閉弁１０にあっては、流入口２４に連通したポート１１ａから可変絞り２８を介して、第１パイロット流路３０を取り出してシリンダ室２０に連通するポート１１ｂに連結している。同時に、第１パイロット流路３０に設けた可変絞り２８の２次側から第２パイロット流路３２を分岐して感熱弁１４のポート１１ｄに連結しており、更に第２パイロット流路３２は、感熱弁１４のポート１１ｅから開閉弁１０のポート１１ｃに連結されている。
【００２５】
閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の下部は天井６２の下側に露出しており、取付穴に対してはシーリングプレート６４を装着して閉鎖している。同様に感熱弁１４の下部の集熱体５２の部分も天井６２の下側に露出されており、その取出穴に対してシーリングプレート６６を設けて閉鎖している。
【００２６】
天井６２に対する閉鎖型スプリンクラーヘッド１２と感熱弁１４の配置間隔は、例えば閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の作動で消火用水を放水した際に、その消火用水が直接かからない位置に感熱弁１４を配置する。これによって、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の放水により熱気流の温度が下げられ、消火中に誤って感熱弁１４が鎮火による温度低下を検出して復旧してしまうことを未然に防止できる。
【００２７】
次に図１の実施形態の動作を説明する。図１は通常の監視状態である。このとき流入路２２から供給された加圧消火用水は開閉弁１０の流入口２４から弁体１６の１次側に供給されており、更にポート１１ａより可変絞り２８を通り、第１パイロット流路３０からポート１１ｂを経てシリンダ室２０に供給されている。
【００２８】
ここでポート１１ａの圧力をＰ１、ポート１１ｂの圧力をＰ２とすると、Ｐ１＝Ｐ２となっている。このためピストン１８は、スプリング２５の力により弁体１６を弁座に押し付けて閉鎖状態としている。
【００２９】
感熱弁１４のパイロット弁体４８は、通常時はポート１１ｄとポート１１ｅの間の流路を閉鎖しており、このため第２パイロット流路３２及び感熱弁１４を経由して開閉弁１０のポート１１ｃに圧力水は供給されず、弁体１６も閉鎖状態にあることから、開閉弁１０の２次側となるポート１１ｃの圧力Ｐ３はＰ３＝０となっている。
【００３０】
図２は、火災による熱気流を受けて感熱弁１４が動作し、開閉弁１０を開動作可能状態に保持した状態の説明図である。図２において、火災による熱気流を受けて感熱弁１４の形状記憶合金ばね５０が予め設定した第２設定温度Ｔ２に加熱されると、記憶形状に伸展してプランジャ５６を押し上げ、バイアスばね５８に抗してロッド４６を上方に押し上げ、パイロット弁体４８が流路を開き、ポート１１ｄとポート１１ｅが連通する。
【００３１】
このため開閉弁１０のポート１１ａからの圧力Ｐ１の圧力水が、可変絞り２８、第２パイロット流路３２、ポート１１ｄ、パイロット弁体４８、ポート１１ｅ、更に第２パイロット流路３２を介して開閉弁１０のポート１１ｃに供給され、開閉弁１０の２次側、即ち閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の１次側に圧力水を充満する。
【００３２】
このとき、１次側のポート１１ａの圧力Ｐ１、シリンダ室２０に連通したポート１１ｂの圧力Ｐ２、更に２次側のポート１１ｃの圧力Ｐ３の間には
Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ３
の関係が成立している。
【００３３】
このため開閉弁１０における弁体１６は、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の放水が行われて２次側に流水が生ずると、この流水による２次側圧力Ｐ３の低下に伴ってピストン１８が右側に移動して弁体１６を開放する開動作可能状態に保持される。
【００３４】
図３は閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の作動による放水状態の説明図である。図２の感熱弁１４の開動作に伴う開閉弁１０の開動作可能保持状態で、火災による熱気流を受けて閉鎖型スプリンクラーヘッド１２のハンダヒューズ４２が第１設定温度である火災温度に達すると溶融し、アーム４０、デフレクター３８を含む組立構造がハンダヒューズ４２の溶融で分解され、デフレクター３８より下側の部分が落下し、図３に示すように弁部材３６が下降してヘッド本体３４の開口部を開放し、２次側の消火用水を放出する。
【００３５】
この閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の放水に伴って生ずる流水によりピストン１８が右側にストロークして弁体１６を弁座から離して流路を開き、開閉弁１０は開状態を維持し、開放した閉鎖型スプリンクラーヘッド１２に対し流入路２２からの加圧消火用水を供給して放水させる。この放水状態における圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間には
Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ２
という関係が成立している。
【００３６】
図４は、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２からの放水により火災が鎮火し、感熱弁１４が復旧して開閉弁１０を閉動作した状態の説明図である。図４において、放水による火災の鎮火で周囲温度が低下し、第２設定温度Ｔ２以下に下がると、形状記憶合金ばね５０の記憶形状である伸展状態への変形力が低下し、バイアスばね５８の力によりプランジャ５６を介して形状記憶合金ばね５０が初期形状に縮み、これによりパイロット弁体４８が下降して、ポート１１ｄとポート１１ｅの流路を遮断して閉鎖状態とする。
【００３７】
これにより感熱弁１４から第２パイロット流路３２を介して開閉弁１０の２次側のポート１１ｃに至る流路が断たれ、シリンダ室２０に対するポート１１ｂの圧力Ｐ２が１次側のポート１１ａの圧力Ｐ１に上昇して、Ｐ１＝Ｐ２で且つＰ３＝０となり、ピストン１８が圧力Ｐ２により押されて左側にストロークし、弁体１６を弁座に押圧して開閉弁１０を閉鎖状態とする。これによって、開放状態にある閉鎖型スプリンクラーヘッド１２からの放水が停止する。
【００３８】
放水停止後に、鎮火した火災が万一、再び燃え上がって火災による熱気流を受けた場合は、周囲温度が第２設定温度Ｔ２に達したときに形状記憶合金ばね５０が記憶形状に伸展してパイロット弁体４８を開き、シリンダ室２０の圧力Ｐ２を感熱弁１４を介して２次側のポート１１ｃに抜くことで圧力Ｐ２を下げ、これによってピストン１８が右側にストロークして弁体１６を開くことで、再度放水が開始される。
【００３９】
図５は本発明で用いる開閉弁の他の実施形態を示した断面図である。図５において、この実施形態の開閉弁１０Ａは、ボディ１１の上部の流入口２４から下部の閉鎖型スプリンクラーヘッド１２が連結される流出口２６の流路方向に対し、斜め下方からシリンダ室７２を形成して内部にピストン７０を摺動自在に設け、ピストン７０の先端にストッパ７８によりシール弁体７６を設けて弁座面７７に相対させている。
【００４０】
このようにボディ１１を貫通する流入方向に対し斜め下方からシール弁体７６を備えたピストン７０を摺動自在に配置することで、ピストン７０が後退して流路を開いたときの流入抵抗を少なくし、開閉弁１０Ａによる圧力損失を最小限に抑えることができる。
【００４１】
ここでボディ１１の流入口２４が開口した１次側のポート１１ａは、可変絞り２８から第１パイロット流路３０を介して、シリンダ室７２に連通するポート１１ｂに連結されている。また、可変絞り２８の２次側から第２パイロット流路３２により感熱弁１４を介して、シリンダ室７２に連通するポート１１ｂに連結されている流出口２６が開口した２次側のポート１１ｃにパイロット配管が連結されている。
【００４２】
閉鎖型スプリンクラーヘッド１２及び感熱弁１４は図１の実施形態と同様であり、通常時、火災による熱気流を受けたときの感熱弁１４の開動作に伴う開閉弁１０Ａの開動作可能状態の保持、その後の閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の開放動作による放水動作は、図１の実施形態と基本的に同じである。
【００４３】
図６は本発明で用いるダイヤフラムピストンを用いた開閉弁の断面図である。図６の実施形態の開閉弁１０Ｂは、流入口２４を備えたボディ８１ａ、弁機構を内蔵したボディ８５、更に流出口２６を備えたボディ８１ｃで構成されている。開閉弁１０Ｂの内部にはダイヤフラムピストン８２が、内側を流入口２４の開口部に連結し、外側をボディ８５に連結して配置している。
【００４４】
ダイヤフラムピストン８２の上部はシリンダ室８０を形成しており、シリンダ室８０にはリターンスプリング９０が組み込まれている。流入口２４を形成した１次側にはポート１１ａが設けられ、ポート１１ａは可変絞り２８から第１パイロット流路３０を介して、シリンダ室８０に連通するポート１１ｂに接続している。一方、可変絞り２次側は、第２パイロット流路３２から感熱弁１４を介して、流出口２６を設けた２次側のポート１１ｃに接続している。
【００４５】
ダイヤフラムピストン８２の下側に位置するボディ８５の接触面には、ダイヤフラムピストン８２の下側の内側と外側を連通する連通溝８４が形成されている。またダイヤフラムピストン８２の接触面８２ａに相対した位置には、点線で示すように連通穴８６が形成されている。
【００４６】
図７は図６のＡ−Ａ断面であり、Ａ−Ａ断面はダイヤフラムピストン８２のシール弁部８４が当接するボディ８５の部分を平面的に示している。このダイヤフラムピストン８２のシール弁部８４が当接する部分には、シール弁部８４を内側から外側に横切る形で連通溝８７が形成され、また連通溝８７から分離された位置に１次側と２次側を連通する連通穴８６が開口されている。
【００４７】
連通溝８７は、図６に示すダイヤフラムピストン８２のシール弁部８４による連通穴８６の閉鎖状態で、ダイヤフラムピストン８２の外側の部分に対しても連通溝８７を介して流入口２４に連通している１次側の圧力水を導入し、ダイヤフラムピストン８２のシール弁部８４を除く全ての部分に対し１次側圧力水が作用するようにしている。
【００４８】
このようなダイヤフラムピストン８２を用いた開閉弁10Ｂにあっては、図１または図５に示した開閉弁１０、１０ＡのようにＯリングを使用する必要がなく、Ｏリングを使用しない分だけ摺動抵抗が少なく、ダイヤフラムピストン８２の圧力バランスに対する動きを滑らかに実現できるようにしている。
【００４９】
ここで、図６の開閉弁１０Ｂにおける閉鎖型スプリンクラーヘッド１２及び分離配置した感熱弁１４の詳細は図１の実施形態と同じであり、通常時の動作、火災による熱気流を受けて感熱弁１４が開動作した際の開閉弁１０Ｂの開動作可能状態保持、更にその後の閉鎖型スプリンクラーヘッド１２の作動による放水についても、図１の実施形態と基本的に同じになる。
【００５０】
図８は感熱弁を一体化した本発明によるスプリンクラー消火設備の実施形態の説明図である。図８において、この実施形態はユニットボディ９２に対し、開閉弁１０Ｃ、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａ及び感熱弁１４Ａを一体に組み付けている。
【００５１】
ユニットボディ９２は流入口２４に開口した１次室９２ａと流出口２６に開口した２次室９２ｂに分離しており、両者の隔壁の部分に開口１０２を形成し、この開口１０２の内側を弁座として開閉弁１０Ｃを組み込んでいる。
【００５２】
開閉弁１０Ｃはシリンダ室９４にＯリング９７を介してピストン９６を摺動自在に組み込んでおり、ピストン９６の上部にストッパ１０４によりシール弁体９８を装着し、開口１０２の下部開口断面を弁座としてシール弁体９８を閉鎖状態で押接するようにしている。またピストン９６は、シリンダ室９４に設けたスプリング９５により閉鎖方向に付勢されている。
【００５３】
開閉弁１０Ｃの下部には感熱弁１４Ａが配置されている。感熱弁１４Ａは、ボディ１０３をユニットボディ９２に下側から嵌め込み固定し、下部に突出して開口穴５４を備えた集熱体５２を設け、その内部に設定温度Ｔ２で記憶形状に伸展する形状記憶合金ばね５０を組み込んでいる。
【００５４】
形状記憶合金ばね５０の上部にはプランジャ５６を介してロッド４６が配置され、ロッド４６はバイアスばね５８により形状記憶合金ばね５０側に付勢されている。ロッド４６の上部はダイヤフラム６０を貫通した後、ユニットボディ９２の２次室９２ｂに連通する連通穴１０８の開口部分を通過した後、更に上方に延在され、先端にパイロット弁体４８を形成している。パイロット弁体４８の配置部分は開閉弁１０Ｃのシリンダ室９４に連通している。シリンダ室９４は、連通穴１０６によりユニットボディ９２の１次室９２ａに連通している。
【００５５】
ユニットボディ９２に組み付けた感熱弁１４Ａの右側には閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａが組み付けられている。閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａは流出口２６にヘッド本体３４をねじ込み固定し、ヘッド本体３４の下部にフレーム３５を配置し、その内部にばね３７、弁部材３６、デフレクター３８及びアーム４０を含む組立構造を持ち、この組立体を下部のハンダヒューズ４２により固定状態に保持しており、下部に突出して集熱体４４ａを設けている。
【００５６】
ここでユニットボディ９２の１次室９２ａから開閉弁１０Ｃのシリンダ室９４に連通する連通穴１０６は、図１の実施形態における可変絞り２８と第１パイロット流路３０としての機能を果たしている。即ち、連通穴１０６の１次側の圧力をＰ１とすると、シリンダ室９４の圧力がＰ２となる。また感熱弁１４Ａのパイロット弁体４８の１次側となるシリンダ室９４の圧力Ｐ２は、パイロット弁体４８が開いた際に連通穴１０８から開閉弁１０Ｃの２次側となる２次室９２ｂに連通しているため、この連通穴１０８の圧力が２次側連通ポートの圧力Ｐ３を与えることになる。
【００５７】
次に図８の一体型の実施形態の動作を説明する。通常の監視状態にあっては、ユニットボディ９２の１次室９２ａの圧力Ｐ１、シリンダ室９５の圧力Ｐ２の間にはＰ１＝Ｐ２の関係があり、開閉弁１０Ｃは閉じていることから、２次室９２ｂの圧力Ｐ３はＰ３＝０となっている。
【００５８】
この状態で火災による熱気流を受けて感熱弁１４Ａの形状記憶合金ばね５０の温度が第２設定温度Ｔ２に達すると、形状記憶合金ばね５０が記憶形状に伸展し、プランジャ５６を介してロッド４６を押し上げ、パイロット弁体４８により流路を開く。これにより１次室９２ａからの圧力水は、シリンダ室９４からパイロット弁体４８の開放部分を通り、連通穴１０８から２次室９２ｂに流れ、２次室９２ｂに圧力水が充満し、
Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ３
となることで、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａの放水に伴い開閉弁１０Ｃが開可能状態に保持される。
【００５９】
その後、火災による熱気流を受けて閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａのハンダヒューズ４２が第１設定温度としての火災温度に達して溶融すると、デフレクター３８より下側の組立構造が分解して落下し、図９に示すように弁部材３６がばね３７の力で落下し、ヘッド本体３４の流入路を開口して２次側の圧力水を流出する。
【００６０】
この閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａの放水に伴う流水で、開閉弁１０Ｃのピストン９６はリターンスプリング９５に抗して下降することで開口１０２を開き、ユニットボディ９２の１次室９２ａから２次室９２ｂに消火用水を流し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａから放水する。
【００６１】
放水により火災が鎮火して形状記憶合金ばね５０の温度が第２設定温度Ｔ２以下に下がると、記憶形状への変形力が低下し、バイアスばね５８の力で形状記憶合金ばね５０が元の形状に縮み、ロッド４６が下降してパイロット弁体４８により流路を閉じ、このためシリンダ室９４の圧力Ｐ２が１次側の圧力Ｐ１に向かって増加し、ピストン９６が上方にストロークして開口１０２の下部内縁にシール弁体９８を当接して弁を閉じ、これにより閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａからの放水を停止する。
【００６２】
図１０は感熱弁を一体化した本発明によるスプリンクラー消火設備の他の実施形態の説明図であり、この実施形態にあっては開閉弁にダイヤフラムピストンを用いたことを特徴とする。
【００６３】
図１０の実施形態はユニットボディ１１０と１１４で構成され、ユニットボディ１１０側に開閉弁１０Ｂを組み込み、ユニットボディ１１４側に２台の感熱弁１４Ａと閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａを組み込んでいる。
【００６４】
ユニットボディ１１０に設けた開閉弁１０Ｂはダイヤフラムピストン８２を備え、ダイヤフラムピストン８２の背後のシリンダ室８０にリターンスプリング９０を組み込んでいる。ダイヤフラムピストン８２のシール弁部８４の部分には、１次側と２次側を連通する連通穴８６が形成され、更にシール弁部８４の内側と外側を連通する連通溝８７を２箇所に形成している。
【００６５】
図１１は図１０のＢ−Ｂ断面であり、ダイヤフラムピストン８２のシール弁部８４に相対して１次側と２次側を連通する連通穴８６を２箇所に形成し、その間にシール弁部８４の内側と外側を連通する連通溝８７を形成している。
【００６６】
ユニットボディ１１４に組み付けた感熱弁１４Ａは、下部に開口５４を備えた集熱体５２を突出しており、その内部に形状記憶合金ばね５０を組み込み、プランジャ５６を介して上部にロッド４６を配置し、ロッド４６はバイアスばね５８により形状記憶合金ばね５０側に付勢され、ロッド４６の上部はダイヤフラム６０を通過した後、更に上部に延在してユニットボディ１１２の部分に形成した開口部にパイロット弁体４８を配置している。
【００６７】
この実施形態にあっては、ユニットボディ１１４の中央に閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａを配置し、その外側の２箇所に感熱弁１４Ａを配置している。
【００６８】
開閉弁１０Ｂのシリンダ室８０に対しては、流入口２４から連通穴１１１が形成され、連通穴１１１は図１に示した可変絞り２８と第１パイロット流路３０としての機能を持っている。したがって、連通穴１１１の１次側の圧力がＰ１、２次側即ちシリンダ室８０側の圧力がＰ２となる。
【００６９】
シリンダ室８０は更に連通穴１１３を介して感熱弁１４Ａのパイロット弁体４８の収納室に連通されており、連通穴１１３は図１の第２パイロット流路として機能する。更に感熱弁１４Ａのダイヤフラム６０とパイロット弁体４８の間の部分は、連通穴１１６により開閉弁１０Ｂの２次側に連通しており、連通穴１１６の２次側の圧力がＰ３となる。なお閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａは図８の実施形態と同じである。
【００７０】
次に図１０の実施形態の動作を説明する。通常の監視状態にあっては、開閉弁１０Ｂ及び閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａは図示の閉鎖状態にあり、このため流入口２４となる１次側の圧力Ｐ１とシリンダ室８０の圧力Ｐ２の間にはＰ１＝Ｐ２の関係があり、また２次側の圧力Ｐ３はＰ３＝０となっている。
【００７１】
この状態で火災による熱気流を受けて感熱弁１４Ａの形状記憶合金ばね５０が設定温度Ｔ２に加熱すると、所定の記憶形状に伸展し、プランジャ５６を介してロッド４６を上方に押し上げ、パイロット弁体４８が流路を開く。このため、２次側に対し１次側の流入口２４から、シリンダ室８０、連通穴１１６、開放状態にあるパイロット弁体４８、更に連通穴１１６を介して圧力水が流れ込み、２次側に圧力水が充満して、
Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ３
の関係が成立し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａの放水に伴い開閉弁１０Ｂが開可能状態に保持される。
【００７２】
更に、火災による熱気流による温度が上昇して閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａのハンダヒューズ４２が溶けると、デフレクター３８より下側の部分が分解して落下し、弁部材３６が図１２に示すように下方に位置し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａより消火用水が放出される。
【００７３】
このため、１次側圧力Ｐ１、シリンダ室圧力Ｐ２、更に２次側圧力Ｐ３の間には
Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ２
の関係が成立し、ダイヤフラムピストン８２が上方にリフトして連通穴８６を開き、流入口２４より加圧消火用水を開放状態にある閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａに供給して放水させる。
【００７４】
この放水により火災が鎮火して形状記憶合金ばね５０の温度が第２設定温度以下に低下すると、記憶形状への変形力が低下し、バイアスばね５８の力で形状記憶合金ばね５０が元の形状に縮み、ロッド４６が下降してパイロット弁体４８が再び流路を閉じる。このため、シリンダ室８０の圧力Ｐ２が１次側圧力Ｐ１に向けて上昇し、ダイヤフラムピストン８２が下降して連通穴８６を塞ぎ、これにより開閉弁１０Ｂが閉鎖状態となり、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２Ａからの放水を停止する。
【００７５】
図１３は感熱弁により開閉弁の閉動作のみを行う本発明によるスプリンクラー消火設備の説明図である。図１３において、この実施形態は、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２を２次側に連結した開閉弁１０Ｄ、ラッチ弁１２０及び感熱弁１４で構成される。
【００７６】
開閉弁１０Ｄは通常時は閉鎖状態にあり、ポート１１ｂからラッチ弁１２０及び感熱弁１４を介して圧力水が排水側に流れると、開可能状態に保持される。即ち、開閉弁１０Ｄは、ボディ１１に形成したシリンダ室２０に弁体１６を一体に備えたピストン１８をリターンスプリング２５に抗して摺動自在に設けており、ピストン１８には内部のシリンダ室２０とを連通する連通穴１７を開口している。
【００７７】
ラッチ弁１２０はボディ１２４、１２６、１２８で構成され、ボディ１２６の内部にスプール弁体１３０を組み込んでおり、スプール弁体１３０は下部にガイドロッド１３２を備えている。上部のボディ１２４にはポート１１ｆが設けられ、ポート１１ｆはスプール弁１３０の収納室に連通している。ボディ１２８の側部にはポート１１ｇと１１ｈが形成されており、初期状態でポート１１ｇと１１ｈはスプール弁体１３０により切り離されている。
【００７８】
ラッチ弁１２０のポート１１ｆは逆止弁１２２を介して開閉弁１０Ｄの２次側のポート１１ｃに接続されている。またラッチ弁１２０のポート１１ｇは、開閉弁１０Ｄのシリンダ室２０に連通したポート１１ｂに接続されている。更にラッチ弁１２０のポート１１ｈは、感熱弁１４のポート１１ｄに連結される。
【００７９】
感熱弁１４の構造は図１の実施形態と同じであり、パイロット弁体４８によりラッチ弁１２０を接続したポート１１ｄと排水側に接続したポート１１ｅの間の流路を開閉するようにしている。
【００８０】
次に図１３の実施形態の動作を説明する。通常時、ラッチ弁１２０はスプール弁体１３０によりポート１１ｇ、１１ｈ間を閉鎖しており、このため開閉弁１０Ｄのシリンダ室２０の圧力Ｐ２は連通穴１１７を介して１次側に連通し、Ｐ１＝Ｐ２となり、リターンスプリング２５の力で弁体１６を閉鎖状態としている。
【００８１】
火災による熱気流を受けて感熱弁１４の形状記憶合金ばね５０が第２設定温度に達すると、記憶形状に伸展し、プランジャ５６を介しバイアスばね５８に抗してロッド４６を押し上げ、パイロット弁体４８が開き、ポート１１ｄとポート１１ｅを連通する。
【００８２】
更に火災による熱気流の温度が上昇し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１２のハンダヒューズ４２が溶けると、デフレクター３８より下側の部分が落下し、弁部材３６が下降して流路を開き、開閉弁１０Ｄの２次側の消火用水を放水する。この２次側の消火用水の放水に伴い開閉弁１０Ｄの弁体１６が一時的に開放して継続的に消火用水を流し、開閉弁１０Ｄの２次側のポート１１ｃに加わる圧力Ｐ３が上昇し、逆止弁１２２を介してラッチ弁１２０のポート１１ｆの圧力Ｐ８も増加し、スプール弁体１３０を下方に移動して、その位置でラッチされる。
【００８３】
スプール弁体１３０が下降するとポート１１ｇとポート１１ｈが連通する。このため、開閉弁１０Ｄのシリンダ室２０を介して１次側の圧力水がポート１１ｂから供給され、ラッチ弁１２０のポート１１ｇ、１１ｈを通過した後、感熱弁１４のポート１１ｄから開放状態にあるパイロット弁体４８ａの部分を通ってポート１１ｅから排水側に流れる。
【００８４】
このため開閉弁１０Ｄにおける１次側の圧力Ｐ１とシリンダ室２０の圧力Ｐ２との間には、連通穴１１７が絞りとして作用することで、Ｐ１＞Ｐ２の関係が成立し、ピストン１８は右にストロークして弁体１６を開状態に保持し、放水を継続する。
【００８５】
閉鎖型スプリンクラーヘッド１２からの放水により火災が鎮火し、形状記憶合金ばね５０の温度が第２設定温度以下に低下すると、記憶形状への変形力が低下し、バイアスばね５８の力により形状記憶合金ばね５０が元の形状に縮み、ロッド４６が下降してパイロット弁体４８により流路が閉じる。
【００８６】
このため、ラッチ弁１２０から感熱弁１４を介して排出ポートとしてのポート１１ｅに流れていた圧力水が停止し、開閉弁１０Ｄのシリンダ室２０の圧力Ｐ２が上昇し、ピストン１８を左側にストロークして弁体１６を弁座に押圧して流路を閉じ、開閉弁１０Ｄの閉動作により開放状態にある閉鎖型スプリンクラーヘッド１２からの放水が停止される。
【００８７】
また放水停止後に火災による熱気流を受けて形状記憶合金ばね５０の記憶形状への伸展で感熱弁１４のパイロット弁体４８が開くと、再びラッチ弁１２０を介して開閉弁１０Ｄのポート１１ｂから圧力水が流れ、ピストン１８が右側にストロークして弁体１６を開き、放水が再開される。
【００８８】
更に、鎮火後にラッチ弁１２０を初期状態に戻すには、下方に飛び出しているガイドロッド１３２を人為的に押し込むことで、スプール弁体１３０をポート１１ｇ、１１ｈ間を閉鎖する位置に戻す。
【００８９】
なお本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】感熱弁を分離配置した本発明によるスプリンクラー消火設備の実施形態を示した説明図
【図２】図１で感熱弁が作動して開閉弁を開動作可能状態に保持した説明図
【図３】閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動による放水状態の説明図
【図４】感熱弁が復旧して開閉弁を閉動作した状態の説明図
【図５】本発明で用いる開閉弁の他の実施形態を示した断面図
【図６】本発明で用いるダイヤフラムピストンを用いた開閉弁の断面図
【図７】図６のＡ−Ａ断面図
【図８】感熱弁を一体化した本発明によるスプリンクラー消火設備の実施形態の説明図
【図９】図８の実施形態による放水状態の説明図
【図１０】感熱弁を一体化した本発明によるスプリンクラー消火設備の他の実施形態の説明図
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図
【図１２】図９の実施形態による放水状態の説明図
【図１３】感熱弁により開閉弁の閉動作のみを行う本発明によるスプリンクラー消火設備の説明図
【符号の説明】
【００９１】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ：開閉弁
１１、１２４、１２６、１２８
：ボディ
１２、１４ａ、１４ｂ：閉鎖型スプリンクラーヘッド
１４、１４Ａ：感熱弁
１５、７５、９７、９９、１０１：Ｏリング
１６：弁体
１７、８６、１０６、１０８、１１１、１１３、１１６：連通穴
１８、７０、９６：ピストン
２０、７２、８０、９４：シリンダ室
２２：流入路
２４：流入口
２５、７４、９０、９５：リターンスプリング
２６：流出口
２８：可変絞り
３０：第１パイロット流路
３２：第２パイロット流路
３４：ヘッド本体
３５：フレーム
３６：弁体部
３７：ばね
３８：デフレクター
４０：アーム
４２：ハンダヒューズ
４４、５２：集熱体
４６：ロッド
４８：パイロット弁体
５０：形状記憶合金ばね
５４、１０２：開口
５６：プランジャ
５８：バイアスばね
６０：ダイヤフラム
６２：天井
６４、６６：シーリングプレート
７６、９８：シール弁体
７７、１００：弁座面
７８、１０４：ストッパ
８２：ダイヤフラムピストン
８４：シール弁部
８５：ケース
８７：連通溝
８８：押え部材
９２、１１０、１１２、１１４：ユニットボディ
１２０：ラッチ弁
１２２：逆止弁
１３０：スプール弁体
１３２：ガイドロッド
【図１】
2006314665.tif 000003
【図２】
2006314665.tif 000004
【図３】
2006314665.tif 000005
【図４】
2006314665.tif 000006
【図５】
2006314665.tif 000007
【図６】
2006314665.tif 000008
【図７】
2006314665.tif 000009
【図８】
2006314665.tif 000010
【図９】
2006314665.tif 000011
【図１０】
2006314665.tif 000012
【図１１】
2006314665.tif 000013
【図１２】
2006314665.tif 000014
【図１３】
2006314665.tif 000015