JP2004532090A - スプリンクラー - Google Patents

Abstract

温度で賦活される装置（１）、ハウジング（２）、中央のノズル（４）、側方のノズル（５ａ、５ｂ）、該中央のノズルへ媒質を導く第１の通路（９−１５−６−１２−１３）および該側方のノズルへ媒質を導く第２の通路（９−１５−１７−１４−７ａ）を具備し、待機状態にある時には該第２の通路はスピンドル装置（８）で閉じられているスプリンクラー。高温の可燃性ガスにより火災の起こっている場所から遠い所にあるスプリンクラーが誘発された場合でも、火災の起こっている場所で効率的に消火を行う消火装置を実装したスプリンクラーを提供するために、該スピンドル装置（８）には、温度で賦活される装置（１）が誘発された後に媒質の圧力に露出される第１の作用表面区域（Ａ１）をもった第１のスピンドル部分（８ａ）、および第１の通路（９−１５−６−１２−１３）だけが開いている第１の位置から第１および第２の通路（９−１５−１７−１４−７ａ）が開いている第２の位置へと第１のスピンドル部分（８ａ）が動く際、少なくとも媒質の第１の圧力下に入る付加的な表面区域（Ａ２）が具備されている。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は消火活動に使用する熱で誘発されるスプリンクラーに関する。さらに特定的に述べれば、本発明は温度で賦活される装置、ハウジング、媒質（ｍｅｄｉｕｍ）の入口、中央のノズル、少なく１個の側方のノズル、スプリンクラーが活動状態にある間入口から中央のノズルへと媒質を案内する第１の通路、および該入口から該少なくとも１個の側方のノズルへと媒質を案内する第２の通路を具備し、スプリンクラーが待機状態にある間該第２の通路はスピンドル装置によって閉じられており、該スピンドル装置はスプリンクラーの待機状態においてはハウジングの通路の中で第２の通路を閉じた状態に維持するように配置された第１の位置にあり、また該スピンドル装置はスプリンクラーが熱に対して反応する熱で賦活される装置によって活動状態になった場合第２の位置に移動し第２の通路を開くように配置されているスプリンクラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の型のスプリンクラーは公開された特許文献１から公知である。この公知のスプリンクラーは、温度で賦活される装置（アンプル）が破壊されない状態にある待機状態から温度で賦活される装置が熱によって破壊された後の活動状態にスプリンクラーが移行する際、すべてのノズルが消火用の媒質を噴射するタイプのものである。温度で賦活される装置が破壊された後、消火用の媒質がスプリンクラーの入口に供給される限りすべてのノズルは噴射を続ける。
【０００３】
通常の場合、消火装置においてこの公知のスプリンクラーを使用するのに問題はない。しかし、空気流のために火災が生じた場所から高温の可燃性ガスが遠くへ移動することができるような用途にこの公知のスプリンクラーを使用する場合には、温度で賦活される装置が破壊された後、スプリンクラーは通常の方法で該活動状態に移行する。この場合、消火用の媒質は大部分それを必要としない場所に噴射される危険性がある。このような不必要に噴射される消火用の媒質のために火災が起こっている場所に近い噴霧ノズルの出力が減少する。何故ならば、消火用の媒質の圧力はその消火装置の設計圧力よりも低い値に減少するか、および／または設計されたよりも速く消火用の流体が空になるからである。このような用途の例は車両用のトンネルのようなトンネルに対する用途である。火災の起こっている場所から遠くにあるスプリンクラーから噴射が行われた場合、実際に火災が起こっている場所は十分な出力の噴射を受けことができず、消火活動は失敗するか、或いは不幸な結果を伴った不十分なものになる。
【特許文献１】
ＷＯ ９５／３１２５２。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、上記の欠点を除去するか、少なくとも実質的に減少させるスプリンクラーを提供することである。この目的を達成するために本発明のスプリンクラーおいては、該スプリンクラーが待機状態にある間、スピンドル装置はそれが第１の位置にある場合に第２の通路を閉じた状態に保つように配置された第１のスピンドル部分を具備し、該第１のスピンドル部分はスプリンクラーの温度で賦活される装置が誘発された後スプリンクラーが活動状態にある間媒質の圧力に露出される第１の作用表面区域を具備し、また該第１のスピンドル部分はスプリンクラーの温度で賦活される装置が誘発された際バネの後方へ働く力に抗して第１の位置から第２の位置へと動き、媒質が少なくとも第１の圧力を第１の作用表面区域へかける結果として第２の通路が開くように配置され、また該第１のスピンドル部分はそれがその第１の位置から第２の位置へと動く際媒質の該少なくとも第１の圧力に露出される付加的な表面区域を具備し、該付加的な表面区域の大きさは、媒質の圧力の結果として、該第１の圧力よりも実質的に低い第２の圧力より媒質の圧力が高い場合に該第１のスピンドル部分を該第２の位置に保つように選ばれ、それによって温度で賦活される装置が誘発された後に該スプリンクラーは該第１のスピンドル部分がその第２の位置にある際には第１の活動状態にあり、第１のスピンドル部分がその第１の位置にある際には第２の活動状態にあることを特徴としている。この第１の圧力は開始圧力と呼ぶことができる。温度で賦活される装置が誘発された場合、この第１の圧力よりも低い圧力が第１の作用表面区域へかかり、第１のスピンドル部分は動かないが第１の通路は開いており、媒質は中央のノズルの方へだけ流れ、スプリンクラーはその第２の活動状態にある。この時スプリンクラーは出力を減少して噴射し、その結果火災の起こっている場所に近い第１の活動状態にあるスプリンクラーは、圧力が比較的低い値まで低下した場合でも、高出力で噴射を続けることができる。
【０００５】
第１の圧力を比較的高く、例えば５０バールに選んだ場合、火災の場所から遠い所にあるスプリンクラーの温度で賦活される装置が誘発された際、誘発されたスプリンクラーのために消火装置の圧力が既に５０バールより低い値まで低下しているとすれば、これらのスプリンクラーの中では実際にはその誘発によって中央のノズルだけが噴射を起こす。第１の作用表面区域および付加的な表面区域の大きさ、並びにバネの力はスプリンクラーの所望の操作が得られるように選ばれる。
【０００６】
第２の圧力が第１の圧力よりも実質的に低く（典型的には第１の圧力の最高半分に）なるように付加的な表面区域の大きさが選ばれた場合、例えば残りのスプリンクラーが誘発されたために消火用の媒質の圧力が著しく低くなった場合でも、既に第１の活動状態になっているスプリンクラーはそのすべてのノズルで噴射を続ける。
【０００７】
本発明のスプリンクラーの好適具体化例は添付特許請求の範囲の請求項２〜１３に記載されている。
【０００８】
本発明のスプリンクラーの最大の利点は、高温の可燃性のガスが火災の場所から遠い所まで広がり、火災の場所から遠い所にあるスプリンクラーを誘発した場合でも大きな消火能力を生じる消火装置を本発明のスプリンクラーによって提供できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の具体化例を示す添付図面を参照し、好適具体化例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００１０】
図１に示したスプリンクラーは媒質に対する入口３をもつハウジング２、中央のノズル４、４個の側方のノズル５ａ、５ｂ（図には２個だけしか示されていない）、およびガラスのアンプル１の形をした温度で賦活される装置を具備している。温度で賦活される装置は、ガラスのアンプル１の代わりに、低温で熔融する金属のような他の何等かの熱で賦活される装置であることができる。
【００１１】
参照番号８は一般にハウジングの中のハウジング通路１４の中で動くように配置されたスピンドル装置を示す。このスピンドル装置８の運動に関しては後述する。スピンドル装置８は互いに関連して動く第１のスピンドル部分８ａおよび第２のスピンドル部分８ｂから成っている。第１のスピンドル部分８ａは第２のスピンドル部分８ｂの中のスピンドル通路１５の内部においてバネ１０がかけられた状態で配置されている。スピンドル通路１５は参照番号９が付けられた狭い区域を具備し、その直径は第１のスピンドル部分８ａの頂部の直径よりも小さくなっている。スプリンクラーが待機状態にある場合、スピンドル通路１５がハウジングの通路１４に対して開いていないような方法で第１のスピンドル部分８ａの頂部はスピンドル通路１５を閉じている。第２のスピンドル部分８ｂの壁は孔１７を有し、スプリンクラーが図２に示された活動状態にある場合この孔を通してスピンドルの通路１５がハウジングの通路１４に連結される。第２のスピンドル部分８ｂの頂部の所にあるスリーブ状の部材１６は、スプリンクラーが図１に示すような待機状態にある場合、入口３を閉じるように配置されている。この待機状態ではガラスのアンプルは壊されていない状態にある。スリーブ状の部材１６の頂部は栓１８で閉じられ、ハウジングの通路１４の中におけるスリーブ状の部材の直径は入口３の両側において同じか殆ど同じに保たれ、入口の中の媒質の圧力によってスピンドル装置８がアンプル１の方へ向う力を生じないように、或いはせいぜいアンプルに対して小さい力しか生じないようになっている。栓１８の代わりに、一体化した方法で頂部の所でハウジングを閉じることもできる。栓１８を用いると、スプリンクラーの構造が比較的簡単になり、スプリンクラーの組み立てが容易になる利点がある。
【００１２】
スプリンクラーの入口３から中央のノズル４に対する通路９−１５−６−１２−１３および側方のノズル５ａ、５ｂに対する通路９−１５−１７−１４−７ａおよび９−１５−１７−１４−７ｂがつくられている。最初に挙げた通路は第１の通路と呼ぶことができ、２番目に挙げた通路は第２の通路と呼ぶことができる。
【００１３】
図１のスプリンクラーのアンプル１が誘発された場合、スピンドル装置８は重力により下方へ移動する。スプリンクラーが図１におけるように垂直に位置していない場合、スピンドル装置８のこのような運動は、スピンドル装置の頂部に配置されたカップ状のバネによるか、および／または媒質の効果によってアンプル１の方へ向う力をスピンドル装置に与える媒質の圧力を感知するのに十分大きい突き出した表面区域をもつような幾何学的形状をスピンドル装置に与えることによって行うことができる。この突き出した表面区域はスピンドル装置８の移動方向において該スピンドル装置の移動方向に垂直な突き出した区域である。
【００１４】
スプリンクラーが誘発されると、媒質の圧力の大きさに依存して、スプリンクラーは中央のノズルだけが噴射を行う図３に示された第１の活動状態か、或いはすべてのノズル４、５ａ、５ｂが噴射を行う図２に示された第２の活動状態に移行する。次にスプリンクラーの移行をさらに詳細に説明する。
【００１５】
スプリンクラーが誘発されると、スピンドル装置８は図３の位置に落下し、入口３の中の媒質の圧力は第１のスピンドル部分８ａの突き出した円形の作用表面区域Ａ１（図４の破線の内側の区域）に圧力を及ぼし、該第１のスピンドル部分の中央の通路６を通り環状の作用表面区域Ａ３へ圧力を及ぼす。第１のスピンドル部分８ａの上面図を示す図４においては、作用表面区域Ａ１は破線の内部の部分である。圧力は作用表面区域Ａ１およびＡ３に対し反対向きの力の成分を生じ、従って作用表面区域Ａ３は作用表面区域Ａ１によって生じる力を部分的に相殺する。作用表面区域Ａ１は作用表面区域Ａ３よりも大きく選ばれる。アンプル１が誘発された時、媒質の圧力が或る第１の圧力、例えば５０バールを越えた際にスプリンクラーのすべてのノズル４、５ａ、５ｂが噴射を開始する場合には、作用表面区域Ａ１を作用表面区域Ａ３よりも遥かに大きく選び、第１の圧力により作用表面区域Ａ１にかかる力が媒質により作用表面区域Ａ３にかかる力とバネ１０によって生じる力の和よりも大きくなるようにしなければならない。次に第１のスピンドル部分８ａは図２の位置に移動する。第２のスピンドル部分８ｂと関連して動いた場合、第１のスピンドル部分８ａの頂部にある円形の付加的な表面区域Ａ２は媒質の圧力下に入る。この付加的な表面区域Ａ２は図１の斜線の外側に残った部分であり、斜線の内側の区域である作用表面区域Ａ１の力と平行な力を第１のスピンドル部分８ａに対して生じる。この破線は、第１のスピンドル部分８ａの頂部が図１および３の状態において第２のスピンドル部分８ｂの肩１９に対し密封される点を示している。このため、媒質の圧力が第１の圧力（５０バール）よりも著しく低い第２の圧力まで低下しても、第１のスピンドル部分８ａは図２の位置に留まっている。付加的な表面区域Ａ２の大きさは、圧力が少なくとも５バールならば、例えば通路９−１５−１７−１４−７ａおよび９−１５−１７−１４−７ｂが開いたままの状態に留まるように選ばれる。この付加的な表面区域Ａ２の大きさは第２の圧力が第１の圧力よりも実質的に低く、典型的には第１の圧力のせいぜい半分、好ましくは最高で０．２倍になるように選ばれる。このようにすれば大部分の用途に対して良好な結果が得られる。第２の圧力の値が第１の圧力の値に接近し過ぎていると、側方のノズル５ａ、５ｂが閉じるのが早すぎて効率的な消火が行えない。従って第２の圧力が第１の圧力の０．８倍よりも大きい場合、側方のノズルが早く閉じ過ぎる傾向が大きい。図２は、スプリンクラーが図２に示す第１の活動状態にある場合、第２のスピンドル装置８ｂのスピンドルの通路１５の中の肩２０が作用表面区域Ａ３のかなりの部分を覆っている様子を示している。従って第１のスピンドル部分８ａをこの図に示す低い位置に保つには非常に低い圧力および非常に小さい付加的な表面区域Ａ２で十分である。
【００１６】
スプリンクラーが誘発された際、圧力が第１の圧力（５０バール）より低いと、媒質の圧力はスプリンクラーを図２の位置に移動させるには不十分であるが、スプリンクラーは中央のノズル４に対する通路９−１５−６−１２だけが開いている図３の位置に動くか、或いはそこに留まっている。圧力が非常に低い、例えば２バールの場合でもスプリンクラーは図３の位置で作動する。
【００１７】
第１のスピンドル部分８ａは流れの方向において作用表面区域Ａ３の後方に位置したスロットル１２を具備している。このスロットル１２のために、スプリンクラーが誘発された場合、このスロットルが存在しない場合に比べて大きな力が作用表面区域Ａ３に及ぼされる。このことは、第１のスピンドル部分８ａをその上方の位置に保つためには、バネ１０の後方への力が大きい必要はないことを意味している。スロットル１２の重要性は該スプリンクラーに対して設計された初期圧力の大きさに依存して強調される。初期圧力が低い場合にはスロットルは必ずしも必要ではない。
【００１８】
これらの図には、第１のスピンドル装置８ａの周りに配置された螺旋状のバネ１０が媒質に対する螺旋状の経路１３をつくっていることが示されている。図２の位置において、経路１３は図３におけるよりも小さく、流れる媒質に対して速い速度を与えている。螺旋状の経路１３は効率的な噴射を与える。
【００１９】
上記においては唯一の実施例によって本発明を説明したが、本発明は添付特許請求の範囲の範囲内において多くの方法で詳細な点が異なることができることを理解すべきである。スプリンクラーのスピンドル装置は互いに関連して動く２個のスピンドル部分を具備している必要はなく、スピンドル装置は一つの部材であることができる。この場合にはスピンドル装置は下方から（アンプルの方向）バネによって圧されている。しかしスピンドル装置が二つの部分から成る構造はスピンドルの構造を実用的にしている。スプリンクラーが待機位置にある場合、スピンドル装置は入口が閉じた状態に保たれている必要はないが、高圧の溶液の中ではこの方が推奨される。何故ならこの場合には待機位置においてスプリンクラーにかけられる力が生じないからである。原理的には螺旋状のバネの代わりに任意のバネ装置によりスピンドル装置に力をかけることができる。このことは特許請求の範囲請求項１における「バネ」と言う言葉は、エラストマーの部材を含むこの目的に適した任意のバネ装置を指すことを意味する。表面区域Ａ１、Ａ２およびＡ３は必ずしも円形または環状である必要はないが、製作の観点からすればこれらの形が極めて推奨される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】待機状態にあるスプリンクラー。
【図２】第１の活動状態にある誘発されたスプリンクラー。
【図３】第２の活動状態にある誘発されたスプリンクラー。
【図４】スピンドル装置の軸方向においてスプリンクラーのスピンドル部分の頂部から見た図。

Claims (13)

1. 温度で賦活される装置（１）、ハウジング（２）、媒質のための入口（３）、中央のノズル（４）、少なくとも１個の側方のノズル（５ａ、５ｂ）、スプリンクラーがその活動状態にある間該入口から該中央のノズルへと媒質を案内する第１の通路（９−１５−６−１２−１３）、および該入口から該少なくとも１個の側方のノズル（５ａ）へと媒質を案内する第２の通路（９−１５−１７−１４−７ａ）を具備するスプリンクラーであって、該スプリンクラーが待機状態にある間該第２の通路はスピンドル装置（８）によって閉じられており、該スピンドル装置（８）はスプリンクラーの待機状態の間ハウジングの通路（１４）の中で第２の通路（９−１５−１７−１４−７ａ）を閉じた状態に保つように配置された第１の位置にあり、また熱で賦活される装置（１）が熱に反応することによりスプリンクラーが活動状態になる際該スピンドル装置は第２の位置に動き第２の通路を開くように配置されているスプリンクラーにおいて、該スピンドル装置（８）はスプリンクラーが待機状態にある間第１の位置にある時に第２の通路（９−１５−１７−１４−７ａ）を閉じた状態に保つように配置された第１のスピンドル部分（８ａ）を具備し、該第１のスピンドル部分はスプリンクラーの温度で賦活される装置（１）が誘発された後スプリンクラーが活動状態にある間媒質の圧力に露出される第１の作用表面区域（Ａ１）を具備し、また該第１のスピンドル部分（８ａ）はスプリンクラーの温度で賦活される装置が誘発された際バネ（１０）の後方へ働く力に抗して第１の位置から第２の位置へと動き、媒質が少なくとも第１の圧力を第１の作用表面区域（Ａ１）へかける結果として第２の通路（９−１５−１７−１４−７ａ）が開くように配置され、また該第１のスピンドル部分（８ａ）はそれがその第１の位置から第２の位置へと動く際媒質の該少なくとも第１の圧力に露出される付加的な表面区域（Ａ２）を具備し、該付加的な表面区域の大きさは、媒質の圧力の結果として、該第１の圧力より実質的に低い第２の圧力よりも媒質の圧力が高い場合に該第１のスピンドル部分を該第２の位置に保つように選ばれ、それによって温度で賦活される装置が誘発された後に該スプリンクラーは該第１のスピンドル部分がその第２の位置にある際には第１の活動状態にあり、第１のスピンドル部分がその第１の位置にある際には第２の活動状態にあることを特徴とするスプリンクラー。
2. 該付加的な作用表面区域（Ａ２）の大きさは第２の圧力が第１の圧力の最高０．８倍になるように選ばれることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラー。
3. 該付加的な作用表面区域（Ａ２）の大きさは第２の圧力が第１の圧力の最高０．５倍になるように選ばれることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラー。
4. 該付加的な作用表面区域（Ａ２）の大きさは第２の圧力が第１の圧力の最高０．２倍になるように選ばれることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラー。
5. スピンドル装置（８）はスプリンクラーが待機状態にある際バネ（１０）によって力がかけられる第２のスピンドル部分（８ｂ）を具備し、ここで該バネは第１のスピンドル部分（８ａ）にかかる力と反対方向の力を該第２のスピンドル部分に対してかけるように配置されていることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラー。
6. 第２のスピンドル部分（８ｂ）は、内部に第１のスピンドル部分（８ａ）が配置されて第１の通路（９−１５−６−１２−１３）の一部をなしているスピンドルの通路（１５）を具備し、該第２のスピンドル部分（８ｂ）はその第１の位置において、スプリンクラーが待機状態にある際入口（３）を閉じて媒質が第１の通路（９−１５−６−１２−１３）および第２の通路（９−１５−１７−１４−７ａ）に入るのを防ぐように配置され、温度で賦活される装置（１）が誘発された場合、第２のスピンドル部分はハウジングの通路（１４）の中を第１の位置から第２の位置へと動き、入口（３）が開き、媒質が入口からスピンドルの通路（１５）を通って第１の通路（９−１５−６−１２−１３）の一部をなす第１のスピンドル部分（８ａ）の中央の通路（６）へと流れ得るように配置されていることを特徴とする請求項５記載のスプリンクラー。
7. 第２のスピンドル部分（８ｂ）は中央の通路（６）を取り囲むスリーブ状の部材（１６）を具備し、該部材はスプリンクラーの待機状態において入口（３）を閉じハウジングの通路（１４）の中で直径が少なくともほぼ等しくなるように入口（３）の両側へと延びるように配置されていることを特徴とする請求項６記載のスプリンクラー。
8. 第１のスピンドル部分（８ａ）はスプリンクラーの温度で賦活される装置（１）が誘発された後に媒質の圧力下に入る第２の作用表面区域（Ａ３）を具備し、該第２の作用表面区域は第１の作用表面区域（Ａ１）よりも小さく、媒質の圧力の影響下において第１の作用表面区域にかかる媒質の圧力と反対方向の力を第１のスピンドル部材にかけるように配置されていることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラー。
9. 第１のスピンドル部分（８ａ）は第１の通路（９−１５−６−１２−１３）の一部として第２の作用表面区域（Ａ３）へと至る中央の通路（６）を具備し、該中央の通路は媒質の流れる方向においてスロットル（１２）へと至り、ここから第１の通路の一部である通路（１３）が中央のノズル（４）へと至っていることを特徴とする請求項８記載のスプリンクラー。
10. 第１のスピンドル部分（８ａ）は第２のスピンドル部分（８ｂ）の内部に配置され、該通路はバネ（１０）によって規定される螺旋状の経路（１３）であり、ここで該バネは第１のスピンドル部分（８ａ）の周りに配置された螺旋状のバネ（１０）であることを特徴とする請求項９記載のスプリンクラー。
11. 第１の通路（９−１５−６−１２−１３）はスプリンクラーが待機状態にある際閉鎖装置（１、１６）によって閉じられており、温度で賦活される装置（１）が熱に反応した際に開くように配置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載のスプリンクラー。
12. 該閉鎖装置は温度で賦活される装置（１）であることを特徴とする請求項１１記載のスプリンクラー。
13. 該閉鎖装置はスピンドル装置（８）であることを特徴とする請求項１１記載のスプリンクラー。