(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消火用水が圧送される消火用配管に接続されたヘッド本体と、
所定の防護範囲内の特定部分に集中的に散水する散布パターンを形成する前記ヘッド本体に対し旋回自在なノズル部と、
前記ノズル部から前記消火用水を散水する際の水流を駆動源として前記ノズル部を回転させる駆動部と、
定常監視状態で流入路を閉鎖する位置に前記ノズル部を保持し、火災により所定温度に達して熱分解した際に、前記ノズル部の保持を解除して下降させてノズル部先端を露出すると共に前記流入路を開いて消火用水を流す感熱分解部と、
を備えたフラッシュ型スプリンクラーヘッドに於いて、
前記ノズル部先端を支持する前記感熱分解部の開口側外周に形成され、ヘッド移動方向に直交するヘッド本体外周方向に対し第１テーパ角βをもった環状の第１テーパ面と、
前記ヘッド本体のノズル先端を露出させる開口端部の内縁に前記第１テーパ面に相対して形成され、ヘッド移動方向に直交するヘッド本体外周方向に対し第２テーパ角γをもった環状の第２テーパ面と、
前記第１テーパ面と第２テーパ面の間の複数箇所に配置され、定常監視状態では前記ヘッド本体に対し前記ヘッド部を感熱分解部を介して固定支持し、火災により前記感熱分解部が熱分解した際には、前記第１テーパ面による押圧を受けて第２テーパ面上をヘッド本体外周方向に移動して下降した前記ノズル部を回転自在に支持するボールと、
を備えたことを特徴とするフラッシュ型スプリンクラーヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のフラッシュ型スプリンクラーヘッドに於いて、前記ボールは、前記感熱分解部の熱分解により前記ノズル部の支持が解除された際に、前記第１テーパ面の移動に対し前記第２テーパ面を逆方向に移動して前記ノズル先端の保持を解除するように、前記第１テーパ角βと第２テーパ角γを設定したことを特徴とするフラッシュ型スプリンクラーヘッド。
【請求項３】
請求項２記載のフラッシュ型スプリンクラーヘッドに於いて、前記第１テーパ面の移動量を１とし前記ボールの逆方向の移動量をΔｈとしたときに移動比Ｍ＝Δｈ／１と定義するとその移動比Ｍは
Ｍ＝ｃｏｓβ  ｓｉｎγ／ｓｉｎ（β―γ）
で表され、前記移動比Ｍを１以上とするように前記第１テーパー角βと第２テーパ角γを設定したことを特徴とするフラッシュ型スプリンクラーヘッド。
【請求項４】
請求項１記載のフラッシュ型スプリンクラーヘッドに於いて、前記駆動部は、駆動軸の回転を入力し所定の減速比に従って減速して前記ノズル部を回転させる減速機構を備えたことを特徴とするフラッシュ型スプリンクラーヘッド。
【請求項５】
請求項１記載のフラッシュ型スプリンクラーヘッドに於いて、前記ヘッド本体は、前記ボールを配置した部位に前記ノズル部の回転を確認する確認穴を形成したことを特徴とするフラッシュ型スプリンクラーヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災発生時にノズル先端がヘッド本体より落下して消火用水を用水を散水するフラッシュ型スプリンクラーヘッドノズルに関し、特に、ノズル部を旋回させながら消火用水を散水させるフラッシュ型スプリンクラーヘッドノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のフラッシュ型スプリンクラーヘッドとしては、例えば特開昭５８−６９５８３号のものがある。
【０００３】
このフラッシュ型スプリンクラーヘッドは、平常時は、デフレクターを備えた弁体アッセンブリィが感熱分解部による支持でヘッド本体に格納されて散水口を閉鎖しており、火災を感知すると熱分解部が脱落し、弁体アッセンブリィが一定距離まで落下して散水口を開き、弁体アッセンブリィに噴出した消火用水を衝突させ、消火用水をデフレクターで分散させて粒状態に散水している。
【０００４】
しかし、このような従来のフラッシュ型スプリンクラーヘッドにあっては、１個のノズル当り例えば８０リットル／分以上という所定流量の連続放射となっていたため、火災消火能力に対して比較的多くの消火用水の量が必要であり、当然消火する対象物以外の物にも放射されるため、放射した消火用水による二次災害、
いわゆる水損が大きくなるという問題点があった。また設備的には、水槽、ポンプが大容量となる上、配管サイズも大きくなり、設備全体の費用が高くなるという問題点もあった。
【０００５】
また従来のフラッシュ型スプリンクラーヘッドでは、防護範囲全体に均一に散水させるため、水をデフレクターで分散させて粒状にして散水している。そのため、火災の勢いが強い場合には、分散された水は粒子径が小さいため、火災の気流に負けて火災の深部に達する前に蒸発し、火災の抑制に時間がかかり、また全く消火できないこともある。このため水の量も多くなり、水損による被害も大きくなる。
【０００６】
更に、防護範囲内のある一点から見ると、粒状の水により、一瞬その一点の火災の炎が弱まったとしても、その地点の付近の炎により一度かかった水が蒸発し、
付近の炎によって再び燃え始める。このため完全に消火するまでに時間がかかる。
【０００７】
そこで本願発明者にあっては、図１１のように、火災消火能力を確保しながら、
消火用散水ノズル１個あたりの放射量を低減することで水損を少なくし、水槽、ポンプなどの容量を小容量とし設置費用を低減することができるノズル旋回型のフラッシュ型スプリンクラーヘッドを提案している（特願平９−１７３６１０号）。
【０００８】
図１１において、フラッシュ型スプリンクラーヘッド１は、ノズル本体２にスリット１０穴を備えた旋回自在なノズル部８を設け、定常監視状態にあっては感熱分解部４によって弁体１１を流入路５を閉鎖する位置に保持している。
【０００９】
火災により所定温度に達すると感熱分解部４が熱分解して脱落し、図１２のように、ノズル部８の保持を解除して下降させて先端を露出すると共に、流入路５を開いて消火用水を流す。このため消火用水がインペラ６ａに当って駆動部６を回転し、駆動部６の回転は減速部７で減速された後に下方にスライドしたノズル部８に伝えられ、ノズル部８を回転させる。
【００１０】
このノズル部８の回転により、ノズル部８のスリット穴１０からの消火用水の放出による散布パターンを、所定の防護範囲内を走査して所定の防護範囲内全域に散水させる。
【００１１】
このようなフラッシュ型スプリンクラーヘッドによれば、防護範囲内にある部分を集中的に散水するように散布パターンを形成し、防護範囲内を走査するようにしたので、火災に対して瞬間的には従来より大量の消火液が放射されるため、従来の８０リットル／分の防護範囲全域放射のスプリンクラーヘッドと例えば４０リットル／分の回転走査で１ｒｐｍ程度の場合と比較すると、防護範囲内全体でみて少ない水量にもかかわらず、より高い消火能力が得られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなノズル部を旋回させるフラッシュ型スプリンクラーヘッドにあっては、図１１のように、ヘッド本体２の先端側に感熱分解部４によってノズル部８を保持するための感熱保持用ボール１０１と、図１１のように火災時に下降したノズル部８を回転自在に支持するための回転用ボール１００を必要としている。
【００１３】
このように感熱保持用ボールと回転用ボールを個別に必要とすることから部品数が増加し、またボールを設置するためのボール座部が２カ所に必要となり、ヘッド全体の高さが大きくなる問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、部品点数の低減とヘッドの小型化及び組立を容易にしてコストの低減を図るようにしたフラッシュ型スプリンクラーヘッドを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明のフラッシュ型スプリンクラーヘッドは、ヘッド本体、ノズル部、駆動部、及び感熱分解部で構成される。ヘッド部は、消火用水が圧送される消火用配管に接続される。ノズル部は、所定の防護範囲内の特定部分に集中的に散水する散布パターンを形成するヘッド本体に対し旋回自在に装着される。
【００１６】
駆動部は、ノズル部から消火用水を散水する際の水流を駆動源としてノズル部を回転させる。感熱分解部は、定常監視状態で流入路を閉鎖する位置にノズル部を保持し、火災により所定温度に達して熱分解した際にノズル部の保持を解除して下降させてノズル部先端を露出すると共に流入路を開いて消火用水を流す。
【００１７】
このような構成のフラッシュ型スプリンクラーヘッドにつき本発明にあっては、
ノズル部先端を支持する感熱分解部の開口側外周にヘッド移動方向に直交するヘッド本体外周方向に対し第１テーパ角βをもった環状の第１テーパ面を形成し、またヘッド本体のノズル先端を露出させる開口端部の内縁に第１テーパ面に相対してヘッド移動方向に直交するヘッド本体外周方向に対し第２テーパ角γをもった環状の第２テーパ面を形成し、第１テーパ面と第２テーパ面の間の複数箇所にボールを配置し、定常監視状態ではヘッド本体に対しヘッド部を感熱分解部を介して固定支持し、火災により感熱分解部が熱分解した際には第１テーパ面による押圧を受けて第２テーパ面上をヘッド本体外周方向に移動して下降したノズル部を回転自在に支持することを特徴とする。
【００１８】
このため、ヘッド本体に対しノズル部を感熱分解部によって保持する感熱保持用のボールと、火災時に移動したノズル部を回転自在に支持する回転用ボールを１つのボールで共用することができ、部品数が低減し、加工組立てが容易となり、
結果としてコストダウンできる。
【００１９】
ここでボールは、感熱分解部の熱分解によりノズル部の支持が解除された際に、
第１テーパ面の移動に対し第２テーパ面を逆方向に移動してノズル先端の保持を解除するように、第１テーパ角βと第２テーパ角γを設定する。
【００２０】
即ち、第１テーパ面の移動量を１とした時のボールの逆方向の移動量Δｈとして定義される移動比Ｍを
Ｍ＝ cosβ sinγ／ sin（β−γ）
とした場合、移動比Ｍを１以上とするように第１テーパ角βと第２テーパ角γを設定する。
【００２１】
駆動部は、駆動軸の回転を入力し所定の減速比に従って減速してノズル部を回転させる減速機構を備える。更に、ボールを配置した部位にノズル部の回転を確認する確認穴をヘッド本体に形成したことで、放水状態でのヘッド部の回転を確認できると共に、定常監視状態にあってはボールの配置位置によりヘッド部等が正しい位置にセットされているか確認できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるフラッシュ型スプリンクラーヘッドの実施形態の断面図である。
【００２３】
図１において、本発明のフラッシュ型スプリンクラーヘッド１は、ヘッド本体２の上部に消火用水（又は消火液）を加圧供給する給水管に接続する接続ネジ部３を有し、下部に火災による所定温度で離脱する感熱分解部４を突出している。ヘッド本体２は、上部よりケース２ａ，２ｂ，２ｃ及びボディキャップ２ｄを順次ねじ込み固定した円筒状の部材で構成される。
【００２４】
ヘッド本体２の上部の接続ネジ部３内には、加圧された消火用水を流入する流入路５が形成されており、流入路５の途中の弁座１１ａの部分に軸１２の先端に一体に形成した弁体１１を定常監視状態で配置して、流入路５を閉じている。この弁体１１による流入路５の閉鎖で分けられた二次側流入路５ｂにはストレーナ１４が配置され、消火液または消火用水中のゴミを除去し、後述する駆動部６やノズル部８にゴミがつまるのを防ぐ。
【００２５】
弁体１１で閉鎖した流入路５に続いては駆動部６が設けられている。駆動部６は、ケース２ｂの内部に一体形成したハウジング１６に装着したベアリング１７の外側に回転自在に支持したケーシング６ｂに一体に複数枚のインペラ６ａを形成しており、弁体１１を開くことで流入路５から流入した水流をインペラ６ａで受けてケーシング６ｂを回転駆動できるようにしている。
【００２６】
駆動部６の内部には減速部７が設けられている。減速部７として、この実施形態にあっては、ダブル遊星歯車機構が設けられている。即ち、ケース２ｂのハウジング１６に対しねじ込み固定した中心に弁体１１の軸１２を通したハウジング１５にサンギア１８ａを固定し、サンギア１８ａの外側にプラネタリギア１９を噛み合わせ、プラネタリギア１９に駆動部６のケーシング６ｂに固定したインターナルギア２１を噛み合わせている。プラネタリギア１９はネジシャフトによりキャリアケース２０に回転自在に装着されている。
【００２７】
続いてハウジング１５の外側にサンギア１８ａと同様、サンギア１８ｂが固定され、サンギア１８ｂにはプラネタリギア２２が噛み合っており、プラネタリギア２２にはキャリアケース２０に固定したインターナルギア２３が噛み合っている。
【００２８】
プラネタリギア２２はネジシャフトによりキャリアケース２４に連結されており、キャリアケース２４がダブル遊星歯車機構の減速した出力回転を取り出す出力部となる。減速回転の出力部となるキャリアケース２４の下端は、破線のようにヘッド本体２の下方に延在されて固定ガイド２５を一体に形成している。
【００２９】
図２は図１の減速部７に設けているダブル遊星歯車機構を取り出している。このダブル遊星歯車機構にあっては、サンギア１８ａが固定されており、サンギア１８ａに噛み合わせたプラネタリギア１９を介して駆動部６の回転をインターナルギア２１で入力している。プラネタリギア１９はキャリアケース２０に回転自在に装着され、キャリアケース２０は２段目のインターナルギア２３に回転を伝える。
【００３０】
インターナルギア２３の内側にはプラネタリギア２２が設けられ、サンギア１８ａと同様に、固定されたサンギア１８ｂに噛み合っている。プラネタリギア２２はキャリアケース２４に回転自在に装着され、キャリアケース２４が駆動部６の入力回転を減速した出力回転を外部に取り出す。
【００３１】
再び図１を参照するに、上部に弁体１１を備えた軸１２の下端は、減速部７を装着しているハウジング１５を貫通して下方に取り出され、先端に止めネジ３５によりリテーナ３４を装着し、キャリアケース２４側のストッパ部材２９との間にスプリング３０を組み込んでいる。スプリング３０は図示の状態で圧縮され、ストッパ部材２９に対しリテーナ３４側を下方に付勢している。
【００３２】
駆動部６の内側に設けた減速部７に続いては、ノズル部８が設けられている。ノズル部８は先端を台形円錐に絞り込んだ円筒体であり、この実施形態にあっては、第１部材８Ａ、第２部材８Ｂ及び第３部材８Ｃを組み合わせた分割構造を持っている。
【００３３】
ノズル部８の上部側にフランジ部を形成している第１部材８Ａは、上部外周面に形成した溝に四フッ化エチレン樹脂シート３２（以下「シート３２」という）を装着しており、シート３２の装着面と反対にはノズルリング３６が装着され、その下端をストッパ面３６ａとしている。
【００３４】
シート３２は、感熱分解部４が熱分解により脱落してノズル部８が下降した時、下部のボディキャップ２ｄの内縁上部のシート圧着段部３３に接触してノズル部８の周囲の空間から下側に水流が漏れ出すのを防ぐ。
【００３５】
シート圧着段部３３に続いてはボール５０が円周方向の例えば３カ所に組み込まれている。ボール５０は、定常監視状態にあっては、ヘッド部８を感熱分解部４を介してヘッド本体２の下部内縁に保持する感熱保持用ボールとして機能する。
また火災により感熱分解部４が熱分解して離脱することでヘッド部８が下降した場合には、ノズルリング３６の下端に位置するストッパ面３６ａがボール５０に当接し、ヘッド部８を回転自在に支持する回転用ボールとして機能する。
【００３６】
ノズル部８は、減速部７の減速回転が出力されるキャリアケース２４から延在した固定ガイド部２５を破線のように軸方向に貫通してガイド部を備えており、感熱作動機構４が脱落するとスプリング３０の押圧と自重で固定ガイド２５に沿って下降し、ヘッド本体２の下部のボディキャップ２ｄの下端より外部にノズル部８が突出される。
【００３７】
第１部材８Ａ，第２部材８Ｂ及び第３部材８Ｃを組み合わせた構造のノズル部８は、軸方向に沿った各部材の組合せ面に複数のスリット穴１０を開口している。このスリット穴１０により、防護範囲内の特定部分に集中的に散水する。
感熱分解部４は、ノズル部８の先端に配置したトレー状態のバランサー４０をボール５０を介してボディキャップ２ｄの内縁に支持しており、ボール５０をスライダー４２の周囲に開口したボール収納部に嵌め入れることで、係止している。
【００３８】
スライダー４２の中央下部にはネジ部４２ａが形成され、このネジ部４２ａにナット付き取付フランジ４８をネジ込み、ボディプレート４１、断熱材４３、集熱盤４４及びヒューズ４７を支持している。更に集熱盤４４の上部には２枚の集熱板４５，４６が組み付けられている。
【００３９】
この感熱分解部４にあっては、火災による熱を受けて所定温度に上昇するとヒューズ４７が溶け、ボール５０が組立荷重によりスライダー４２から外側に離脱し、スライダー４２及びボディプレート４１が脱落し、これに伴ってバランサー４０も脱落し、ノズル部８の保持が解除されて下方に突出するようになる。
【００４０】
図３は、図１の熱分解部４が火災による所定温度で離脱しノズル部８が突出した消火用水の放水動作状態の断面図である。
【００４１】
火災による所定温度への上昇で図１の熱分解部４が熱分解により脱落すると、スプリング３０の力及びノズル部８の自重によりノズル部８が図示のようにヘッド本体２の下部に突出し、同時に軸１２も下降して弁体１１が弁座１１ａから離れて、それまで閉じていた流入路５を開く。このため、接続ネジ部３側に接続している図示しない給水配管からの加圧された消火液または消火用水は矢印のように流入路５を通って駆動部６の周囲に流れ込み、インペラ６ａを水流が通ることで回転力を発生してハウジング６ｂが回転する。
【００４２】
駆動部６の回転は内側に設けた減速部７により減速され、減速回転がキャリアケース２４より延在した固定ガイド部２５に伝えられる。このときノズル部８は固定ガイド２５に沿って下側に下降した図示の位置にあり、減速部７のキャリアケース２４の減速回転を固定ガイド２５を介して受けることで、例えば水量が４０リットル／分だとすると１ｒｐｍ程度で減速回転される。
【００４３】
駆動部６を通った水流は固定ガイド２５の部分からノズル部８の内部に流れ込み、中心から外側方向に直線溝の形成で開口しているスリット穴１０より外部に散水される。
【００４４】
図４はボール５０を介した感熱分解部４によるノズル部８の保持構造を拡大して取り出している。ノズル部８の先端に配置されたバランサー４０は、上向きに開いた外周面にボール５０と当接する第１テーパ面６０を形成している。この第１テーパ面６０のノズル部８の移動方向（垂直方向）に直交する方向（水平方向）
に対するテーパ角として、ノズル部移動方向の反対方向側に所定の第１テーパ角βを設定しており、第１テーパ面６０によりボール５０を外周方向及び下方に力を与えている。
【００４５】
バランサー４０の第１テーパ面６０に相対したボディキャップ２ｄの内面ヘッジ部には、ボール５０が当接する第２テーパ面６２が形成される。この第２テーパ面６２は、水平方向に対するテーパ角として第２テーパ角γを設定している。
【００４６】
バランサー４０の第１テーパ面６０とボディキャップ２ｄ側の第２テーパ面６２との間に配置されたボール５０は、下方から組み込んだスライダー４２の側面に形成したボール収納穴４２ｂに嵌め込まれている。このボール５０に対するスライダー４２の嵌込み及び第１テーパ面６０に相対する第２テーパ面６２によって、第１テーパ面６０でヘッド本体２の外周方向に押されているボール５０の位置を保持し、さらにボディキャップ２ｄ側にスライダー４２が保持される。
【００４７】
スライダー４２の下部中央に突出されたネジ部４２ａには、間にボディプレート４１、断熱材４３、集熱盤４４、更にヒューズ４７が組み込まれ、感熱分解部４を構成している。ボール５０が組み込まれたボディキャップ２ｄ内の第２テーパ面６２に続いては、感熱分解部４が分解したときにボール５０の移動を受けるフラットなボール受座５２が形成され、ここにボール５０が破線のように移動した場合の案内を行うため、ボールゲージリング３７を配置している。
【００４８】
図５は図４のボールゲージリング３７を平面的に取り出している。ボールゲージリング３７のボール５０の組込み位置には内周から外周に向かってガイド溝５８が形成され、図４の感熱保持状態から離脱したボール５０がフラットなボール受座５２に移動できるように案内している。
【００４９】
再び図４を参照するに、ボール５０の組込み位置に対応したボディキャップ２ｄの外壁部分には確認穴５６が形成され、外部よりボール５０の位置が確認できるようにしている。即ち、確認穴５６から見て図示の位置にボール５０があれば感熱保持状態にあり、感熱分解部４の熱分解による脱落で破線のようにボール５０が外側に移動していればヘッド部８の回転状態にあることが分かる。
【００５０】
図６は、図４のボール５０を配置しているノズル部８側の第１テーパ面６０とボディキャップ２ｄ側の第２テーパ面６２を模式的に取り出し、第１テーパ面６０の第１テーパ角βと第２テーパ面６２の第２テーパ角γの決め方を説明する。
【００５１】
図６において、ボディ用の第２テーパ面６２の位置は固定であり、これに対しヘッド部８側を支持しているバランサー４０側の第１テーパ面６０は、図４の定常監視状態における感熱保持状態でボール５０を保持した位置にあり、感熱分解部４が熱分解すると、ボール５０をノズル部８の移動方向とは逆方向に移動させ、
ボール５０ａのように第２テーパ面６２からフラットなボール受座５２に移動させる直前の位置となる第１テーパ面６０ａへ移動する。
【００５２】
このように感熱保持の際の第１テーパ面６０と熱分解によりボール５０を移動させたときの第１テーパ面６０ａのバランサー４０の下方への移動量ａに対し、ボール５０は５０ａに移動したとき、逆向きの上昇方向の移動量Δｈを持つことになる。
【００５３】
ここでバランサー４０の移動量をノズル下降量ａとし、このノズル下降量ａの移動に伴うボール５０の移動量をボール上昇量Δｈとし、ノズル下降量ａ＝１としたときのボール上昇量Δｈの比率を移動比Ｍと定義する。
【００５４】
この移動比Ｍは図６の幾何学的関係から次式で求められる。
【００５５】
移動比Ｍ＝（ボール上昇量Δｈ）／（ノズル下降量ａ）
＝ｃｏｓβ  ｓｉｎγ／ｓｉｎ（β―γ）      （１）
図７は（１）式の移動比Ｍを求めるための図６における三角形ＯＰＱの部分を取り出している。図７において、先ず長さＯＱ＝Ｋとすると、ボール５０の半径ｄとなるＰＱとの間には
ｃｏｓβ＝ｄ／Ｋ                          （２）
の関係がある。したがって、長さＫは
Ｋ＝ｄ／ｃｏｓβ                        （３）
となる。ここで三角形ＯＰＱと三角形Ｏ´Ｐ´Ｑとの関係を見ると、長さＰＰ´＝ｃとした場合、次のような関係が得られる。
【００５６】
（ｄ／ cosβ）：ｄ＝（ｄ／ cosβ−ａ）：（ｄ−ｃ）
ａ＝ｃ／ cosβ
ｃ＝ａ cosβ                  （４）
またボール上昇量Δｈを持つ三角形ＰＲＳと三角形ＰＴＱにおいて、各ＲＰＱの成す角度をθとすると、三角形ＰＲＰ´には次の関係がある。
【００５７】
cosθ＝ｃ／Ｌ
Ｌ＝ｃ／ cocθ              （５）
ここで、各ＲＰＰ´の成す角度θは
θ＝９０°−β＋γ          （６）
であることから、 cosθは
0003977928.tif 000002
となる。このため、三角形ＰＲＳにあっては、
sinγ＝Δｈ／Ｌ                    （８）
の関係が得られる。この（８）式からボール上昇量Δｈを求めると、
0003977928.tif 000003
となる。このボール上昇量Δｈの値を（１）式に代入して移動比Ｍを得ることができる。
【００５８】
本発明にあっては、ノズル下降量ａに対し、図４の破線のようにボール５０が速やかに移動して保持を解除できるようにするために必要となる。したがって本発明にあっては、（１）式の移動比Ｍが１より大きくなるように、第１テーパ角βと第２テーパ角γを設定する。
【００５９】
図８は第１テーパ角βを４５°から１°単位に増加し、また第２テーパ角γを４５°まで１°単位に増加させたときの（１）式による移動比Ｍの算出結果であり、太線の右上側の領域が移動比Ｍが１を超えている。例えばβ＝５０°、γ＝４５°の場合には、移動比Ｍ＝５．２２となり、ノズル下降量ａ＝１の動きに対しボール上昇量Δｈとして５倍以上の動きを得ることができる。
【００６０】
またβ＝５０°、γ＝４０°の場合には移動比Ｍ＝２．３８となり、この場合にもノズル下降量ａ＝１に対し２．３８倍となるボール上昇量Δｈを得ることができる。
【００６１】
この場合の１以上となる移動比Ｍを得るための第１テーパ角βと第２テーパ角γの関係は図８の右上側の領域であればよいが、実用的には
４５°≦β≦６５°
３０°≦γ≦４５°
とすることが望ましい。
【００６２】
一方、図４においてノズル部８から下向きに加わるノズル押圧荷重をＦ１、バランサー４０及びボール５０を介してボディキャップ２ｄ側が受ける感熱分解支持荷重をＦ２とすると、（１）式で与えられる移動比によって両者の間には次式の関係が得られる。
【００６３】
感熱分解支持荷重Ｆ２＝ノズル押圧荷重Ｆ１／移動比Ｍ      （９）
このノズル押圧荷重Ｆ１と感熱分解支持荷重Ｆ２の関係から移動比Ｍは１以上の値であることから、ボディキャップ２ｄ側にはノズル押圧荷重Ｆ１を移動比Ｍ分の１に減少させて加えることができる。このため、ノズル部８側の押圧荷重Ｆ１が大きくとも、移動比Ｍによってボディキャップ２ｄ側に加わる熱分解支持荷重Ｆ２を小さくすることができ、ボディキャップ２ｄ側の支持構造を軽量小型化することができる。
【００６４】
更に図４の組付け状態にあっては、スライダー４２の下部中央のネジ部４ａに取付けフランジ４８のナットを締め付けることで、ボディプレート４１を固定側としてスライダー４２がボール５０を第２テーパ面６２に押圧する組付け荷重を生ずる。この組付け荷重についても、第２テーパ面６２のテーパ角γに応じた垂直方向の分力としてボディキャップ２ｄの第２テーパ面６２を形成した内縁張り出し部に加わり、その分だけ荷重を低減して支持構造を簡単にすることができる。
【００６５】
図９は本発明によるフラッシュ型スプリンクラーヘッドの他の実施形態であり、
図１の実施形態にあっては、駆動部６に遊星歯車機構を用いた減速部７を設けているが、この実施形態には減速部を設けずに構造を簡単にしたことを特徴とする。
【００６６】
図９において、フラッシュ型スプリンクラーヘッド１Ａは、ヘッド本体２の上部に流入路５を備えた接続ネジ部３を有し、流入路５に続いて設けた弁座１１ａに駆動軸１２に一体に形成した弁体１１を収納して流入路５を閉鎖している。駆動軸１２の下端にはヘッド部８がスプリング６４を介在した状態でネジ止めにより固定される。ヘッド部８は先端側を円錐上に絞っており、円錐面にスリット１０ａを開口している。
【００６７】
ヘッド本体２ａの下部にはボディキャップ２ｄが装着され、ボディキャップ２ｄの下部開口部に感熱分解部４を装着し、ボール５０を介してヘッド部８を流入路５の閉鎖状態に保持している。ボール５０はヘッド部８の先端側に配置したバランサー４０の外周面に形成した第１テーパ面６０と、ボディキャップ２ｄの下部内縁のフラットなボール受座に続いて形成した第２テーパ面６２との間に配置され、感熱分解部４の上部に位置するスライド４２の外周面の開口穴を嵌め込むことで保持し、取付けフランジ４２のねじ込みによるボディプレート４１のボディキャップ２ｄの下端に対する押圧で組み付けている。
【００６８】
このボール５０を配置した第１テーパ面６０及び第２テーパ面６２の構造は、図４に拡大して取り出した第１実施形態の場合と同じであり、図６の幾何学的関係によって（１）式に従ったノズル下降量ａを１としたときのボール移動量Δｈを１以上とする移動比Ｍが得られるように、図８に従った第１テーパ角βと第２テーパ角γの設定が行われている。
【００６９】
図１０は図９のフラッシュ型スプリンクラーヘッド１Ａが火災による熱を受けて動作した状態である。即ち図９において、感熱分解部４のヒューズ４７が溶けると、ボディキャップ２ｄ側に対するスライダー４２とボディプレート４１の組付けが解放され、スプリング６４の力及び流入路５から流入した消火用水の圧力による荷重を受けて図４の破線のようにボール５０が外側に離脱し、感熱分解部４が脱落する。
【００７０】
このため、ヘッド部８の感熱保持が解除されて図１０のように下降し、ヘッド部８の上側の回転フランジ６６の下端が外側に離脱したボール５０に当接し、回転自在に支持される。このとき流入路５から流れ込んだ消火用水は駆動軸１２の先端に装着したインペラ６ａを通る際に回転力を駆動軸１２に伝え、これによってボール５０で支持されたヘッド部８が回転し、スリット１０ａから消火用水を散水し、散水パターンを所定の防護範囲内を走査して防護範囲内全域に散水させる。
【００７１】
更に図９の実施形態にあっても、ボール５０を組み込んだボディキャップ２ｄの側面には確認穴５６が開口されており、図１０のようにヘッド部８が下降して回転状態になると、ボール５０が確認穴５６から見えることでヘッド部８の回転を確認することができる。
【００７２】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なわない範囲で適宜の変形を含むものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、ヘッド本体に対し回転自在なノズル部を感熱分解部によって保持する感熱保持用のボールと、火災時に移動したノズル部を回転自在に支持する回転用ボールを１つのボールで共用することができ、部品点数が低減し、またボールを組み込むボール受座が１つでよいことから、構造が簡単で組立て加工が容易となり、ヘッド全体の大きさを小型化でき、結果として十分なコストダウンを図ることができる。
【００７４】
またボールをヘッド側のテーパ面とボディ側のテーパ面の間に配置し、各テーパ面のテーパ角としてヘッド側の下降量に対し逆向きのボール上昇量が１以上となるように各テーパ面のテーパ角を最適設定したことで、感熱分解部の熱分解によるヘッド側のわずかな下降に対し、大きな移動量をもってボールを保持状態から離脱させ、敏速且つ確実にヘッド部の保持を解除して下降させることにより、ヘッド回転による散水ができる。
【００７５】
特に長期間、感熱保持状態にあることでボールが固着状態にあっても、熱分解部の作動でボールがスライドして回転位置に移動するため、ボールが固着してノズルの回転に無駄が起きるような問題がなく、長期間設置していても、火災時にあっては確実にヘッド部を突出して旋回駆動させることができ、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフラッシュ型スプリンクラーヘッドの実施形態の断面図
【図２】図１の減速部に使用したダブル遊星歯車機構の説明図
【図３】図１の感熱作動状態の断面図
【図４】図１のボール組込部分を拡大した説明図
【図５】図４のボールゲージリングの平面図
【図６】図４のボール組込み部分の幾何学構造の説明図
【図７】図６の三角形ＯＰＱを取り出した説明図
【図８】テーパ角β、γに対する本発明におけボール移動比Ｍの算出値の説明図
【図９】減速部を持たない本発明によるフラッシュ型スプリンクラーヘッドの他の実施形態の断面図
【図１０】図９の感熱作動状態の断面図
【図１１】感熱保持用ボールと回転用ボールを備えたフラッシュ型スプリンクラーヘッドの断面図
【図１２】図１１の感熱作動状態の断面図
【符号の説明】
１，１Ａ：フラッシュ型スプリンクラーヘッド
２：ヘッド本体
２ｄ：ボディキャップ
４：感熱分解部
５：流入路
６：駆動部
７：減速部
８：ヘッド部
１０，１０ａ：スリット穴
１１：弁体
１２：駆動軸
３７：ボールゲージリング
４０：バランサー
４１：ポディプレート
４２：スライダ
４２ａ：ネジ部
４２ｂ：ボール収納穴
４３：断熱材
４４：集熱盤
４５，４６：集熱プレート
４７：ヒューズ
４８：取付フランジ
５０：ボール
５２：ボール受座
５６：確認穴
５８：ガイド溝
６０：第１テーパ面
６２：第２テーパ面
６４：スプリング
β：第１テーパ角
γ：第２テーパ角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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