EP3459601B1

EP3459601B1 - Sprinklerkopf

Info

Publication number: EP3459601B1
Application number: EP18192252.7A
Authority: EP
Inventors: Bodo Müller; Jürgen Teschner; Rüdiger Klug
Original assignee: Job Lizenz GmbH and Co KG
Current assignee: Job Lizenz GmbH and Co KG
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2038-09-03
Also published as: JP2019055194A; RU2018132741A3; DE202017105705U1; US11000717B2; PL3459601T3; CN109513147A; US20190083833A1; ES2764217T3; DK3459601T3; JP6845582B2; KR20190033016A; EP3459601A1; KR102428643B1; RU2018132741A; CN109513147B; RU2724160C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Sprinklerkopf mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Sprinkleranlagen dienen bereits seit vielen Jahrzehnten dem Brandschutz bzw. der Brandbekämpfung in Gebäuden. Solche Sprinkleranlagen umfassen typischerweise einen Speicherbehälter mit unter einem gewissen Druck stehender Sprinklerflüssigkeit und ein mit dem Speicherbehälter verbundenes Leitungs- bzw. Rohrsystem, welches Verteilerleitungen bzw. Verteilerrohre aufweist, die in Deckenbereichen von zu schützenden Räumen enden und in die dort Sprinklerköpfe eingesetzt sind. Derartige Sprinklerköpfe haben - in einem Normalfall verschlossene - Ventile, die in einem Auslösefall öffnen und die Sprinklerflüssigkeit austreten lassen. Typischerweise weisen die Sprinklerköpfe dabei Prall- und Verteilerteller auf, die unter Druck austretende Sprinklerflüssigkeit abprallen lassen und verteilen, um so eine große Fläche mit der Sprinklerflüssigkeit zu benetzen.
Die Ventile der Sprinklerköpfe sind typischerweise durch thermische Auslöseelemente verschlossen gehalten, die zwischen einem für deren Abstützung eingerichteten Widerlagerabschnitt und einem Verschlusskörper des Ventils angeordnet sind und so im Normalfall das Ventil und damit einen Austritt der Sprinklerflüssigkeit geschlossen halten. Im Falle einer Erhitzung durch Feuer, erwärmen sich die thermischen Auslöseelemente bis hin zu einer Auslösetemperatur, wodurch sie auslösen und die Verschlusskörper freigegeben, das jeweilige Ventil und damit den Austritt der Sprinklerflüssigkeit öffnen. Typische thermische Auslöseelemente können dabei insbesondere Stützkörper aus einem Schmelzlot umfassen oder aber auch Glasampullen, auch Glasfässchen genannt, die mit einer Auslöseflüssigkeit, in der Regel zudem mit einer Gasblase, gefüllt sind. Letztere lösen dadurch aus, dass beim Erwärmen die thermische Auslöseflüssigkeit aufgrund ihrer Expansion einen Druck im Innern des Glasgefäßes aufbaut, der schließlich die Wand des Glasgefäßes zum Bersten bringt, so dass die Glasampulle zerstört wird.
Das vorstehend beschriebene Auslöseprinzip funktioniert rein passiv, das heißt der Sprinklerkopf, genau genommen das daran angeordnete thermische Auslöseelement, reagiert auf eine Erhöhung der Umgebungstemperatur, wie sie typischerweise infolge eines Brandes auftritt.
Es geht aber auch bereits Überlegungen, die auch schon Eingang in die praktische Umsetzung gefunden haben, nach denen Sprinkleranlagen oder Teile davon auch aktiv ausgelöst werden können, so dass bei Detektion eines Brandes oder Brandherdes Sprinklerköpfe in einem Umgebungsbereich um den Brandherd durch aktives Auslösen der thermischen Auslöseelemente geöffnet und zum Austritt von Sprinklerflüssigkeit freigegeben werden können. Eine solche aktive, häufig ferngesteuerte, Auslösung erfolgt in vielen Fällen elektrisch, zum Beispiel durch gezieltes Erwärmen des thermischen Auslöseelements. Derartige Fernauslösungen sind zum Beispiel beschrieben in der DE 100 56 778 A1 sowie der DE 100 56 779 A1 , aber auch in der DE 10 2005 001 717 A1 und der DE 11 2015 004296 T5 .
Die grundsätzliche Möglichkeit, Sprinklerköpfe aktiv anzusteuern und auszulösen, hat sich als sehr gut und für Brandschutz bzw. Brandbekämpfung überaus sinnvoll erwiesen. Allerdings ist bei den vorbekannten Systemen problematisch, dass diese einer Verkabelung bedürfen, da sie einerseits auf eine externe Stromversorgung, andererseits auf eine drahtgebundene Anbindung an eine übergeordnete Steuerung, über die insbesondere die Auslösung getriggert wird, angewiesen sind. Dieses Erfordernis gibt nicht nur bei der ersten Einrichtung einer entsprechenden Sprinkleranlage zusätzlichen Aufwand für das Verlegen entsprechender Versorgungs- und Kommunikationsleitungen vor. Es erweist sich insbesondere auch als hinderlich im Zusammenhang mit einer möglichen Nachrüstung einer derartigen aktiven Auslösemöglichkeit in bestehende Sprinklersysteme. Denn dort besteht vielfach kaum die Möglichkeit, entsprechende Kabelverbindungen zu verlegen, ist dies allenfalls nur mit einem sehr hohen Aufwand möglich.
Hier Abhilfe zu schaffen und einen Sprinklerkopf anzugeben, der die Möglichkeit einer aktiven Auslösung aufweist, ohne dass es hierfür einer aufwendigen Verkabelung bedarf, der insbesondere in bestehende Sprinkleranlagen einfach nachgerüstet werden kann, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sprinklerkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen eines solchen Sprinklerkopfs sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 bezeichnet.
Erfindungsgemäß weist ein Sprinklerkopf für eine Sprinkleranlage zunächst einen Leitungsabschnitt für eine Sprinklerflüssigkeit auf, wobei dieser Leitungsabschnitt an einem ersten Ende zum Verbinden mit einem Anschluss einer Sprinklerleitung einer Sprinkleranlage ausgebildet ist (z.B. mit einem Schraubgewinde) und an einem zweiten Ende eine Austrittsöffnung aufweist. Weiterhin hat der Sprinklerkopf erfindungsgemäß einen aus einem elektrisch leitenden Material gebildeten, mit einer Dichtung zusammenwirkenden Verschlusskörper zum dichten Verschließen der Austrittsöffnung des Leitungsabschnitts. Er verfügt weiterhin über einen mit dem Leitungsabschnitt über ein Stützelement starr verbundenen Widerlagerabschnitt, wobei das Stützelement und der Widerlagerabschnitt aus elektrisch leitendem Material gebildet und miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Zudem enthält der erfindungsgemäße Sprinklerkopf ein zwischen dem Widerlagerabschnitt und dem Verschlusskörper in einer solchen Weise angeordnetes thermisches Auslöseelement, dass der Verschlusskörper in einer Normalstellung durch das thermische Auslöseelement in einer Position gehalten wird, in der er im Zusammenwirken mit der Dichtung die Austrittsöffnung des Leitungsabschnitts dichtend, das heißt gegen einen Austritt von Sprinklerflüssigkeit dicht, verschließt, dass in einer Auslösestellung, in der das thermische Auslöseelement thermisch ausgelöst hat, der Verschlusskörper aus seiner die Austrittsöffnung des Leitungsabschnitts verschließenden Position freigegeben wird. Weiterhin sind Auslösemittel zum gesteuerten aktiven thermischen Auslösen des thermischen Auslöseelements durch aktives Erwärmen des thermischen Auslöseelements vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Neuerung an dem Sprinklerkopf besteht nun darin, dass die Auslösemittel eine elektrische Leiterplatte mit einer darauf angeordneten Steuerung sowie einer elektrischen Energieversorgung und einen einen elektrischen Widerstand aufweisenden elektrischen Leitungspfad entlang des thermischen Auslöseelements umfassen, wobei die elektrische Leiterplatte eine Oberseite und eine Unterseite aufweist und auf einer ersten ihrer Seiten, Oberseite oder Unterseite, in einem elektrischen Kontakt zu dem Verschlusskörper steht, auf einer zweiten ihrer Seiten, Unterseite oder Oberseite, in einem elektrischen Kontakt mit dem Stützelement steht, wobei der Widerlagerabschnitt und der Verschlusskörper jeweils elektrisch mit dem entlang des thermischen Auslöseelements geführten elektrischen Leitungspfad in Verbindung stehen, so dass mittels der Steuerung auf der Leiterplatte ein durch die elektrische Energieversorgung gespeister Stromfluss durch das Stützelement, den Widerlagerabschnitt, den entlang des thermischen Auslöseelements geführten elektrischen Leitungspfad und den Verschlusskörper hergestellt werden kann, der ein aktives Erwärmen und somit ein Auslösen des thermischen Auslöseelements bewirkt. Das aktive Erwärmen des Auslöseelements erfolgt dabei insbesondere durch die durch den elektrischen Widerstand des Strom durchflossen Leitungspfades generierte Wärme.
Der erfindungsgemäße Sprinklerkopf ist dadurch, dass die elektrische Leiterplatte an dem Sprinklerkopf selbst angeordnet ist und die elektrische Energieversorgung beinhaltet, die zum Beispiel durch eine Batterie oder einen Akkumulator, beispielsweise eine Knopfzellenbatterie, gebildet sein kann, unabhängig von einer elektrischen Versorgung von außen und kann somit autark eingesetzt werden. Er eignet sich dadurch insbesondere auch für ein Nachrüsten in bestehende Sprinkleranlagen, ohne dass dort etwa elektrische Versorgungsleitungen neu zu verlegen sind. Auch der Aufbau des erfindungsgemäßen Sprinklerkopfes ist denkbar einfach gestaltet, insbesondere dadurch, dass der Stromkreis, der für ein aktives Auslösen des thermischen Auslöseelements geschlossen wird, ohne eigene Leitungskabel auskommt, allein durch elektrisch leitende Elemente des Sprinklerkopfes und entsprechende Leiterbahnen auf der Leiterplatte gebildet ist. Dieser besondere Umstand führt zu einem einfachen und sehr robusten Aufbau des erfindungsgemäßen Sprinklerkopfes, so dass dieser nicht nur kostengünstig hergestellt werden kann, sondern insbesondere - und dies ist bei den langen Standzeiten derartige Sprinklerköpfe von besonderer Bedeutung - auch fehlerfrei und wartungsarm über einen langen Zeitraum verwendet werden kann. Um die Möglichkeit der aktiven Auslösung des Sprinklerkopfes aufrechtzuerhalten, ist lediglich sicherzustellen, dass die elektrische Energieversorgung auf der Leiterplatte stets in einem für ein Funktionieren der aktiven thermischen Auslösung ausreichendem Maß mit elektrischer Energie gefüllt ist.
Mit besonderem Vorteil kann, um den erfindungsgemäßen Sprinklerkopf in ein übergeordnetes System zur Steuerung einer aktiven Auslösung (Fernauslösung) einzubinden, vorgesehen sein, dass auf der elektrischen Leiterplatte eine Kommunikationsschnittstelle für eine drahtlose Kommunikation der Steuerung mit einer digitalen Gegenstelle angeordnet ist. Eine solche Kommunikationsschnittstelle kann zum Beispiel eine Schnittstelle nach dem WLAN-Standard sein, aber auch eine Schnittstelle für die Kommunikation mittels Mobilfunktechnologie (z.B. UMTS oder LTE) oder über standardisierte Übertragungsprotokolle aus der Brandmeldeindustrie oder dergleichen. Das Vorsehen einer derartigen drahtlosen Kommunikationsschnittstelle erlaubt es also, wie bereits erwähnt, den erfindungsgemäßen Sprinklerkopf ohne eine Verkabelung im Hinblick auf Daten- oder Busleitungen in ein übergeordnetes Brandbekämpfungssystem einzubinden. So können beispielsweise Systeme geschaffen werden, die über Rauchmelder einen Brandherd detektieren und - gesteuert über eine zentrale Melde- bzw. Verwaltungsstelle - dann eine Fernauslösung von in dem Umfeld zum Brandherd liegenden Sprinklerköpfen veranlassen, dies alles mittels drahtloser Kommunikation. Der Umstand, dass das thermische Auslöseelement weiterhin auch passiv durch eine erhöhte Umgebungstemperatur ausgelöst werden kann, stellt sicher, dass im Falle eines Ausfalls der Kommunikation oder im Falle eines Versagens der aktiven Auslösung, zum Beispiel aufgrund einer nicht mehr ausreichend mit Energie beladenen elektrischen Energieversorgung auf der Leiterplatte, der Sprinklerkopf weiterhin und nach wie vor in klassischer Weise passiv auslöst, wenn aufgrund eines Brandes die Umgebungsluft erhitzt wird, die Temperatur über eine Auslösetemperatur des thermischen Auslöseelements ansteigt.
Mit Vorteil kann das thermische Auslöseelement in dem erfindungsgemäßen Sprinklerkopf eine mit einer Auslöseflüssigkeit gefüllte Glasampulle sein, wobei der Leitungspfad dabei durch eine elektrisch leitende Beschichtung oder eine elektrisch leitende Manschette auf einer äußeren Oberfläche der Glasampulle gebildet ist und/oder einen im Innern der Glasampulle geführten elektrischen Leiter umfasst. Insbesondere ist dabei der elektrische Widerstand des Leitungspfades so gewählt, dass bei der Beaufschlagung mit einem Auslösestrom sich dieser Leitungspfad auf eine solche Temperatur erwärmt, dass dadurch die Auslösetemperatur der Glasampulle erreicht bzw. überschritten wird.
Die elektrische Leiterplatte kann insbesondere mit Kontaktabschnitten auf ihrer Ober- und auf ihrer Unterseite zwischen Klemmabschnitten des Verschlusskörpers und des Stützelements eingeklemmt und dort elektrisch kontaktieren gehalten sein. Das Stützelement muss dabei nicht zwangsläufig ein eigenes und von dem restlichen Sprinklerkopf baulich getrenntes oder trennbares Teil sein, es kann zum Beispiel einstückig mit dem Leitungsabschnitt bzw. mit diesen umgrenzenden Wänden gebildet sein, so dass auch diese Wände des Leitungsabschnitts mit zu dem Stützelement gerechnet werden können. Auch der Widerlagerabschnitt kann mit dem Stützelement einstückig gebildet sein. Stützelement und Verschlusskörper können zum Beispiel aus Messing, aus Kupfer, aus Stahl oder einem anderen Metall, das elektrisch leitend ist, gebildet sein. Die Leiterplatte ist mit Leiterbahnen auf beiden Seiten ausgebildet, wobei auf der Ober- sowie auf der Unterseite der Leiterbahnen jeweils Kontaktbereiche gebildet sind, die bei der wie beschriebenen Lösung eingeklemmt zwischen Stützelement und Verschlusskörper jeweils eines dieser Elemente elektrisch kontaktieren, so einen Stromkreis bilden, der über den elektrisch leitenden Leitungspfad entlang des thermischen Auslöseelements führt. In der wie vorstehend beschriebenen Gestaltung ergibt sich nicht nur eine besonders einfache elektrische Kontaktierung der Leiterplatte. Die Leiterplatte kann hierbei auch durch die Einklemmung mechanisch in Position gehalten werden. Das mechanische in Position Halten der Leiterplatte kann aber auch, gegebenenfalls zusätzlich, durch weitere Mittel erfolgen.
Zusätzlich zu der Möglichkeit der Fernauslösung, die durch die Steuerung, die einen entsprechenden Stromfluss herstellt, ausgelöst werden kann, kann der erfindungsgemäße Sprinklerkopf zudem eine Möglichkeit vorsehen, nach der die Steuerung einen Messstrom über den durch Stützelement, Widerlagerabschnitt, entlang des thermischen Auslöseelements geführten elektrischen Leitungspfad und Verschlusskörper gebildeten Stromkreis leitet, um aus ermitteltem Stromfluss und/oder Spannung auf einen Zustand des thermischen Auslöseelements zu schließen. Hierbei kann im einfachsten Fall eine Unterbrechung des Stromflusses aufzeigen, dass das thermische Auslöseelement ausgelöst hat. Dieser Umstand kann dann wiederum als Hinweis auf einen Brandherd im Bereich des betroffenen Sprinklerkopfes gewertet werden, wobei dieses Signal einer übergeordneten Steuerung zur Verfügung gestellt und dort genutzt werden kann, um gegebenenfalls im Umkreis des betroffenen Sprinklerkopfes liegende Sprinklerköpfe aktiv auszulösen. Es kann aber auch eine detailliertere Auswertungen vorgenommen werden, zum Beispiel eine Veränderung des Stromflusses bei gleicher anliegender Spannung bzw. eine Veränderung der abfallenden Spannung bei gleichem Stromfluss auf eine Veränderung der Eigenschaften des elektrischen Leitungspfads schließen lassen, die wiederum zum Beispiel als Rissbildung in einer Glasampulle gewertet werden können oder dergleichen. So kann dann der so gebildete Sprinklerkopf mittels der Steuerung auf der elektrischen Leiterplatte ein Signal absetzen, dass ein Defekt vorliegt und eine Wartung erforderlich ist. Dies kann zum Beispiel über eine, wie vorstehend beschrieben vorteilhafterweise vorgesehene, drahtlose Kommunikationsschnittstelle geschehen.
Der erfindungsgemäße Sprinklerkopf kann mit Vorteil einen Prall- und Verteilerteller zum Verteilen der Sprinklerflüssigkeit aufweisen, wie er grundsätzlich bei Sprinklerköpfen aus dem Stand der Technik auch bekannt ist. Ein solcher Prall- und Verteilerteller dient insbesondere einer Verteilung der zunächst frontal an strömenden Sprinklerflüssigkeit auf eine entsprechend große Fläche, um mit der Sprinklerflüssigkeit einen großflächigen Bereich benetzen, vorbeugend gegen Brand schützen oder aber einen dort aufgetreten Brand mit der Sprinklerflüssigkeit bekämpfen zu können.
Die elektrische Leiterplatte hat mit Vorteil eine Größe und Form, insbesondere Außenkontur, mit der sie eine angestrebte Verteilung der Sprinklerflüssigkeit im Auslösefall nicht behindert. So ist die Leiterplatte, zum Beispiel dann, wenn ein Prall- und Verteilerteller vorgesehen ist, in ihrer Außenkontur so bemessen, dass nicht etwa von dem Prall- und Verteilerteller abprallende Sprinklerflüssigkeit gegen die Leiterplatte trifft und so das Verteilungsmuster der Sprinklerflüssigkeit beeinträchtigt.
Typischerweise sind bei Sprinklerköpfen die Verschlusskörper schwimmend gelagert, um so zum Beispiel aufgrund unterschiedlicher Temperaturen hervorgerufenen Längenveränderungen der thermischen Auslöseelemente Rechnung zu tragen, diese ohne eine Beeinträchtigung der Funktion des Sprinklerkopfes auszugleichen. Hierfür sind Federelemente zwischen dem Verschlusskörper und einer in der Regel bereits Bestandteil des Stützelements bildenden Umrandung des Leitungsabschnitts im Bereich der Austrittsöffnung angeordnet. Dies kann auch bei dem erfindungsgemäßen Sprinklerkopf der Fall sein, wobei dabei, um hier eine elektrischen Kurzschluss zu verhindern, entsprechende Isolierungen vorzusehen sind, die eine elektrische Leitung zwischen Verschlusskörper und Stützelement über das Federelement verhindern.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigt:

Fig. 1: in einer schematischen Seitenansicht einen erfindungsgemäß ausgebildeten Sprinklerkopf in einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2: eine entlang der Schnittlinie A - A aus Fig. 1 genommenen und in Richtung der an der Schnittlinie angezeichneten Pfeile gesehene Längsschnittdarstellung des Sprinklerkopfs aus Fig. 1;
Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 2 in dem mit B bezeichneten Kreis eingekreisten Bereichs;
Fig. 4: eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 3 in dem mit C bezeichneten Kreis eingekreisten Bereichs;
Fig. 5: schematisch eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sprinklerkopfs in einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 6: in einer vergrößerten Darstellung den in Fig. 5 in dem mit B bezeichneten eingekreisten Bereich.

Die Figuren zeigen schematische Darstellungen von möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung, die der Erläuterung der Erfindung dienen und ist keineswegs maßstabsgerecht oder in allen Belangen detailgetreu sind. Dabei sind in den Figuren - auch in den verschiedenen Ausführungsformen - gleiche bzw. gleich wirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Zunächst wird hier unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 eine erste Ausgestaltungsvariante eines erfindungsgemäßen Sprinklerkopfes 1 beschrieben. Der Sprinklerkopf 1 hat einen weitgehend einstückig gebildeten Korpus, in dem einerseits ein Leitungsabschnitt 2 für eine Sprinklerflüssigkeit ausgeformt ist, welches andererseits ein Stützelement 6 aufweist, in welchem ein Widerlagerabschnitt 7 angeordnet ist. Der Leitungsabschnitt 2 ist von einer im wesentlichen zylinderförmigen Wand umgeben, die auf einer an einem ersten Ende des Leitungsabschnitts 2 gelegenen Seite ein Außengewinde 3 aufweist zum Einschrauben in ein offenes, mit einem entsprechenden Innengewinde versehenes Rohrende eines Sprinklerrohres bzw. in eine Leitungsende einer Sprinklerleitung. An einem dem ersten Ende axial gegenüberliegenden zweiten Ende ist der Leitungsabschnitt 2 mit einer Austrittsöffnung 4 versehen, aus der im Auslösefall Sprinklerflüssigkeit aus dem Sprinklerkopf 1 austritt. Diese Austrittsöffnung 4 ist mit einem Verschlusskörper 5, der mit einem Dichtelement, wie nachstehend noch näher beschrieben wird, zusammenwirkt, in einer solchen Weise dichtend verschlossen, dass bei an einem Sprinklerrohr bzw. an einer Sprinklerleitung angeschlossenem Sprinklerkopf und mit in dem Leitungsabschnitt 2 anstehender Sprinklerflüssigkeit diese nicht durch die Austrittsöffnung 4 austritt. Der Verschlusskörper 5 ist dabei durch ein zwischen dem Widerlagerabschnitt 7 und dem Verschlusskörper 5 axial eingespanntes thermisches Auslöseelement 8 in dieser dichtenden Position gehalten, wobei das thermische Auslöseelement 8 in diesem Ausführungsbeispiel eine mit einer thermischen Auslöseflüssigkeit gefüllte, geschlossene Glasampulle ist. Derartige Glasampullen sind hinreichend bekannt und werden zum Beispiel auch von der hiesigen Anmelderin in großen Stückzahlen hergestellt. Sie müssen daher hier nicht näher in ihrem allgemeine Aufbau und ihrer Funktionsweise beschrieben werden.
Das thermische Auslöseelement 8 in Form der Glasampulle ist mit einer auf deren Oberfläche aufgebrachten elektrischen Beschichtung 9 versehen, die sich über die Längsrichtung des thermischen Auslöseelement 8 in Form der Glasampulle erstreckt. Insbesondere sind dabei das Stützelement 6 und der in dieses eingesetzte, hier ein geschraubte, Widerlagerabschnitt 7 aus einem elektrisch leitenden Metall gebildet, wobei der Widerlagerabschnitt 7 in einer solchen Weise in das Stützelement 6 eingeschraubt ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Bestandteilen gegeben ist. Ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Metall besteht der Verschlusskörper 5. Insbesondere können diese Elemente aus Messing gebildet, sie können aber auch aus diversen anderen, elektrisch leitfähigen Materialien, insbesondere Metallen, gebildet sein, wie zum Beispiel Kupfer oder Stahl. Wie insbesondere in Figur 3 zu erkennen ist, ist zwischen einer zu dem Stützelement 6 zu rechnenden Außenwand um den Leitungsabschnitt 2 und den Verschlusskörper 5 eine Federelement in Form einer Tellerfeder 15 eingesetzt. Diese hält zum einen eine Vorspannung in axialer Richtung auf dem thermischen Auslöseelement in Form der Glasampulle 8, indem es dieses mit einer vorbestimmten Kraft gegen den Widerlagerabschnitt 7 drückt. Des Weiteren besorgt die Tellerfeder 15, die hier mit einer Beschichtung aus einem nicht leitenden und dichtenden Material, zum Beispiel einer Teflonbeschichtung, versehen ist, für eine Abdichtung des mit dem Verschlusskörper 5 verschlossenen Leitungsabschnitts 2 im Bereich der Austrittsöffnung 4. Zudem führt die Zwischenlage der beschichteten Tellerfeder Ziffer 15 aufgrund der elektrisch isolierenden Beschichtung zu einer elektrischen Isolierung des Verschlusskörpers 5 gegenüber dem Stützelement 6 entlang dieser mechanischen Verbindung, was - wie später noch beschrieben wird - von einer wesentlichen Bedeutung für die Erfindung ist.
Bestandteil des erfindungsgemäßen Sprinklerkopfes 1 ist weiterhin eine Leiterplatte 10, die insbesondere in Form einer üblichen Platine bzw. eines PCB (printed circuitry board) gestaltet sein kann und die mit einer Steuerung, hier in Form eines Chips 12 symbolisiert, und einer elektrischen Energieversorgung, hier in Form einer Batterie 11 dargestellt, bestückt ist. Wie insbesondere die Figur 4 zeigt, ist die Leiterplatte 10 auf ihrer Oberseite und auf ihrer Unterseite jeweils mit Kontaktbereichen Ziffer 14 versehen, wobei die Leiterplatte 10 mit einem der Kontaktbereiche 14 den Verschlusskörper 5, mit einem anderen der Kontaktbereiche 14 das Stützelement 6 elektrisch kontaktiert. Die Kontaktbereiche 14 sind - in hier nicht näher dargestellter Weise - mit Leiterbahnen verbunden, die auf der Leiterplatte 10 ausgebildet sind und über die, geschaltet über die Steuerung 12, eine elektrische Spannung, bereitgestellt durch die Batterie 11 angelegt werden kann. Aufgrund dieser angelegten elektrischen Spannung zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktbereiche 14 kann dann ein elektrischer Strom fließen über das Stützelement 6, den Widerlagerabschnitt 7, die elektrisch leitende Beschichtung 9 und den Verschlusskörper 5. Dieser elektrische Strom kann durch die Steuerung 12 so gewählt sein, dass er aufgrund des Widerstandes der elektrischen Beschichtung 9 dort zu einer solchen Erwärmung führt, dass das thermische Auslöseelement 8 in Form der Glasampulle bis zu einer Auslösetemperatur hin, bzw. über dies hinaus erwärmt wird, so dass es auslöst, im Fall der Glasampulle also durch den über die Auslöseflüssigkeit aufgebauten Druck birst, und damit den Verschlusskörper 5 freigibt, der - auch getrieben durch die Federkraft der Tellerfederziffer 15 - dann aus der Austrittsöffnung 4 austritt und damit den Weg für Sprinklerflüssigkeit nach außen freigibt. Die Sprinklerflüssigkeit trifft dann auf einen Prall- und Verteilerteller 13, der in an sich bekannter Weise für eine großflächige Verteilung der Sprinklerflüssigkeit sorgt. Damit der elektrische Strom auch tatsächlich durch die elektrisch leitende Beschichtung 9 auf dem thermischen Auslöseelemente 8 fließt, ist die elektrische Isolierung zwischen dem Verschlusskörper 5 und dem Stützelement 6 im Bereich der zwischengelegten Tellerfeder 15 von großer Wichtigkeit. Andernfalls wäre über eine dort ausgebildete, elektrisch leitende Verbindung ein Kurzschluss erhalten.
Erkennbar ist hier also eine Ausführungsform eines Sprinklerkopfs 1 gegeben, die gesteuert durch die Steuerung 12 autark eine aktive Auslösung des thermischen Auslöseelements 8 bewirken kann, indem über den wie oben beschriebenen Stromkreis Strom durch die elektrisch leitende Beschichtung 9 auf der Glasampulle geleitet werden kann, welcher Strom dann aufgrund des elektrischen Widerstands der Beschichtung 9 zu einer Erwärmung und damit einer aktiven thermischen Auslösung des Auslöseelements 8 führt. Dabei ist bei dem Ausführungsbeispiel mit Vorteil die Steuerung 12 mit einer (hier nicht näher dargestellten) Schnittstelle für eine drahtlose Kommunikation verbunden, über die - vorteilhafterweise bidirektional - ein Datenaustausch mit einer entsprechenden Gegenstelle stattfinden kann. Über diese drahtlose Kommunikationsschnittstelle kann die Steuerung 12 zum Beispiel einen Auslösebefehl erhalten, auf den hin sie den wie oben beschriebenen Stromfluss schaltet und damit die Auslösung des Sprinklerkopfes durch Auslösen des thermischen Auslöseelements 8 bewirkt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mithilfe der Steuerung 12 ein unterhalb der Stromstärke für ein Auslösen des thermischen Auslöseelements 8 liegender Strom über den wie vorstehend beschriebenen Stromkreis gesendet werden kann, der als Detektions- oder Messstrom eingesetzt werden kann, um darüber Informationen über den Zustand des thermischen Auslöseelements 8 zu erhalten, insbesondere zum Beispiel festzustellen, ob dieses intakt ist oder bereits ausgelöst hat oder gegebenenfalls schadhaft ist. Aus solchen Messungen gewonnene Ergebnisse kann die Steuerung 12 wiederum über die hier nicht dargestellte drahtlose Kommunikationsschnittstelle einem übergeordneten System zur Verfügung stellen. Ebenso kann die Steuerung 12 zum Beispiel ein Signal abgeben, wenn die in der Batterie 11 gespeicherte elektrische Energie einen kritischen Schwellwert unterschreitet, um dadurch auf die Notwendigkeit eines Austausches der Batterie 11 hinzuweisen.
In den Figuren 5 und 6 ist eine alternative Gestaltungsvariante gezeigt, wobei hier der Aufbau und auch der zu bildende Stromkreis grundsätzlich identisch sind wie vorstehend beschrieben, so dass bezüglich der Beschreibung auf die vorstehende Darstellung verwiesen werden kann. Der einzige Unterschied besteht hier nun darin, dass die Leiterplatte 10 in einer anderen Weise mit den Elementen Verschlusskörper 5 und Stützelement 6 elektrisch kontaktiert ist. Hier sind auf den beiden einander gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 10 Kontaktfedern Ziffer 16 angeordnet, die auch mit einem mechanischen Andruck gegen die jeweils zu kontaktieren Elemente drücken. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass die Leiterplatte 10 nicht zwingend mechanisch zwischen dem Verschlusskörper 5 und dem Stützelement 6 eingeklemmt werden muss, um einen sicheren elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Sie kann vielmehr zum Beispiel seitlich in einen bestehenden Schlitz geschoben werden, wobei durch die Kontaktfedern 16 ein mechanischer Halt und einer zuverlässige elektrische Kontaktierung erhalten werden. Dabei kann diese elektrische Kontaktierung auch dann aufrechterhalten bleiben, wenn zum Beispiel aufgrund von thermischen Ausdehnungen sich eine gewisse Verschiebung des Verschlusskörpers 5 relativ zu dem Stützelement 6 ergibt.
Aus der vorstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen ist noch einmal deutlich geworden, dass der als eine kompakte Einheit gebildete Sprinklerkopf der Erfindung einfach aufgebaut ist und sich hervorragend dazu eignet, in ein System integriert zu werden, welches mit einer aktiven Auslösung einzelner Sprinklerköpfe zusätzliche Funktionen für eine Brandbekämpfung bzw. für eine prophylaktische Beschickung von Räumen im Umfeld eines Brandherdes mit Sprinklerflüssigkeit bietet. Dabei bleibt vor allen Dingen aber auch weiterhin die Möglichkeit einer passiven Auslösung des Sprinklerkopfes unbeeinträchtigt. Hier ist die Funktion wie bei herkömmlichen, rein passiv auslösenden Sprinklerköpfen identisch gegeben. Wenn also die Umgebungstemperatur eine kritische Temperatur übersteigt, insbesondere in den Bereich der Auslösetemperatur des thermischen Auslöseelements 8 gelangt oder sogar darüber hinaus geht, so wird durch diesen Temperaturanstieg das thermische Auslöseelement 8 ausgelöst, so dass die Austrittsöffnung 4 des Leitungsabschnitt 2 freigegeben wird und darüber Sprinklerflüssigkeit, die über die Sprinklerleitung, mit der der Sprinklerkopf 1 verbunden ist, anliegt, austreten kann.
Weiterhin kann ersehen werden, dass sich der erfindungsgemäßen Sprinklerkopf 1 besonders gut für eine Nachrüstung in bereits bestehende Sprinkleranlagen eignet, die noch keine Möglichkeit für eine aktive Auslösung als der Sprinklerköpfe bietet. Diese Nachrüstung kann insbesondere geschehen, ohne dass hierfür extra elektrische Versorgungsleitungen oder aber auch elektrische Kommunikationsleitungen (wenn nämlich die Leiterplatte 10 mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle ausgestattet ist) verlegt werden müssten.

Bezugszeichenliste

1: Sprinklerkopf
2: Leitungsabschnitt
3: Außengewinde
4: Austrittsöffnung
5: Verschlusskörper
6: Stützelement
7: Widerlagerabschnitt
8: thermisches Auslöseelement
9: elektrisch leitende Beschichtung
10: elektrische Leiterplatte
11: Batterie
12: Chip
13: Prall- und Verteilerteller
14: Kontaktbereich
15: Tellerfeder
16: Kontaktfeder

Claims

Sprinklerkopf (1) für eine Sprinkleranlage mit
• einem Leitungsabschnitt (2) für eine Sprinklerflüssigkeit, wobei der Leitungsabschnitt (2) an einem ersten Ende zum Verbinden mit einem Anschluss einer Sprinklerleitung einer Sprinkleranlage ausgebildet ist und an einem zweiten Ende eine Austrittsöffnung (4) aufweist,

• einem aus einem elektrisch leitenden Material gebildeten, mit einer Dichtung zusammenwirkenden Verschlusskörper (5) zum dichtenden Verschließen der Austrittsöffnung (4) des Leitungsabschnittes (2),

• einem mit dem Leitungsabschnitt (2) über ein Stützelement (6) starr verbundenen Widerlagerabschnitt (7), wobei das Stützelement (6) und der Widerlagerabschnitt (7) aus elektrisch leitendem Material gebildet und miteinander elektrisch leitend verbunden sind,

• einem zwischen dem Widerlagerabschnitt (7) und dem Verschlusskörper (5) derart angeordneten thermischen Auslöseelement (8), dass der Verschlusskörper (5) in einer Normalstellung durch das thermische Auslöseelement (8) in einer Position gehalten wird, in der er im Zusammenwirken mit der Dichtung die Austrittsöffnung (4) des Leitungsabschnitts (2) dichtend verschließt, dass in einer Auslösestellung, in der das thermische Auslöseelement (8) thermisch ausgelöst hat, der Verschlusskörper (5) aus seiner die Austrittsöffnung (4) des Leitungsabschnitts (2) verschließenden Position freigegeben wird,

• wobei Auslösemittel zum gesteuerten aktiven thermischen Auslösen des thermischen Auslöseelements (8) durch aktives Erwärmen des thermischen Auslöseelements (8) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösemittel eine elektrische Leiterplatte (10) mit einer darauf angeordneten Steuerung (12) sowie einer elektrischen Energieversorgung (11) und einen einen elektrischen Widerstand aufweisenden elektrischen Leitungspfad (9) entlang des thermischen Auslöseelements (8) umfassen, wobei die elektrische Leiterplatte (10) eine Oberseite und eine Unterseite aufweist und auf einer ersten ihrer Seiten, Oberseite oder Unterseite, in einem elektrischen Kontakt zu dem Verschlusskörper (5) steht, auf einer zweiten ihrer Seiten, Unterseite oder Oberseite, in einem elektrischen Kontakt mit dem Stützelement (6) steht, wobei der Widerlagerabschnitt (7) und der Verschlusskörper (5) jeweils elektrisch mit dem entlang des thermischen Auslöseelements (8) geführten elektrischen Leitungspfad (9) in Verbindung stehen, so dass mittels der Steuerung (12) auf der Leiterplatte (10) ein durch die elektrische Energieversorgung (11) gespeister Stromfluss durch das Stützelement (6), den Widerlagerabschnitt (7), den entlang des thermischen Auslöseelements (8) geführten elektrischen Leitungspfad (9) und den Verschlusskörper (5) hergestellt werden kann, der ein aktives Erwärmen und somit ein Auslösen des thermischen Auslöseelements (8) bewirkt.
Sprinklerkopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der elektrischen Leiterplatte (10) eine Kommunikationsschnittstelle für eine drahtlose Kommunikation der Steuerung (12) mit einer digitalen Gegenstelle angeordnet ist.
Sprinklerkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Auslöseelement (8) eine mit einer Auslöseflüssigkeit gefüllte Glasampulle ist, wobei der Leitungspfad (9) durch eine elektrisch leitende Beschichtung oder eine elektrisch leitende Manschette auf einer äußeren Oberfläche der Glasampulle gebildet ist und/oder einen im Innern der Glasampulle geführten elektrischen Leiter umfasst.
Sprinklerkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leiterplatte (10) mit Kontaktabschnitten (14; 16) auf ihre Ober- und auf ihrer Unterseite zwischen Klemmabschnitten des Verschlusskörpers (5) und des Stützelements (6) eingeklemmt und dort elektrisch kontaktierend gehalten ist.
Sprinklerkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) dazu eingerichtet ist, einen Messstrom über den durch Stützelement (6), Widerlagerabschnitt (7), entlang des thermischen Auslöseelements (8) geführten elektrischen Leitungspfad (9) und Verschlusskörper (5) gebildeten Stromkreis zu leiten, um aus ermitteltem Stromfluss und/oder Spannung auf einen Zustand des thermischen Auslöseelements (8) zu schließen.
Sprinklerkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Prall- und Verteilerteller (13) zum Verteilen der Sprinklerflüssigkeit aufweist.
Sprinklerkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leiterplatte (10) eine Größe und Form, insbesondere Außenkontur, aufweist, mit der sie eine angestrebte Verteilung der Sprinklerflüssigkeit im Auslösefall nicht behindert.
Sprinklerkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Stützelement (6) und dem Verschlusskörper (5) angeordnetes Federelement (15), wobei in Bereichen, in denen das Federelement (15) an dem Stützelement (6) anliegt, und / oder in Bereichen in denen das Federelement (15) an dem Verschlusskörper (5) anliegt, eine elektrische Isolierung vorgesehen ist.