JP2010518953A - スプレーヘッド、消火装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本体２及びいくつかのスプレーノズル７を備えるスプレーヘッドであって、起動されると、当該スプレーノズルの近傍に吸引を提供するタイプである、スプレーヘッド。スプレーヘッドの本体２はフレーム状に形成されていて、本体の第１の側から第２の側へチャネル１４が通じており、スプレーノズル７は、本体内に又は当該本体と関連して配置又は形成されており、それによって、スプレーノズルが起動されると、本体の第１の側からチャネル１４内への吸引が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載のスプレーヘッドに関する。

本発明はまた、請求項１６に記載の装置、及び請求項１７に記載の方法に関する。

液体ミストを用いて火災を消火したり、制御したり、沈静化させるための様々な構成が知られている。簡略化のため、これらを単に消火という用語を用いて言及する。極めて良好に動作をする構成が、特許文献１に記載されている。当該明細書の実施例においては、スプレーヘッドのいくつかの異なるノズルから噴出されるスプレーが、特定のパラメータを組み合わせることによって「共に」組み合わされて、主として単一である所望の流れパターンを提供し、とりわけ、これがスプレーヘッドのミスト噴霧の浸透度（penetration）を増加させ、それによって、消火する際に、特定の火災を消火するのに必要な効果的な構成が提供される。特に極めて高い圧力を用いる場合の、液体ミストを用いた消火の別の典型的な特徴は、直接周りを囲うスプレーによって提供される吸引である。この吸引作用によって排煙がスプレー内に引き込まれ、当該スプレーにより熱い排煙が冷却される一方で、当該スプレーはこれらの排煙の消火にも用いられる。それは、これらの排煙が、酸素を追い出すことによって消火を助けるためである。

フィンランド特許第１００９４７号明細書（国際公開第９２／２０４５３号パンフレット）

本発明の目的は、液体ミストスプレーヘッドの特性、特に提供される吸引作用及びミストスプレーの浸透作用をさらに効果的なものにすることができる構成を提供することである。

本発明によるスプレーヘッドは、スプレーヘッドの本体がフレーム状に形成されていることによって、本体を通して第１の側から第２の側へチャネルが通じていて、スプレーノズルが、本体内に又は当該本体と関連して配置又は形成され、それによって、スプレーノズルが起動されると、本体の第１の側からチャネル内への吸引が形成されることを主に特徴とする。

本発明によるスプレーヘッドは、請求項２〜１５に記載されている事項によって特徴付けられている。

本発明による消火装置は、クレーム１６に記載されている事項によって特徴付けられている。

本発明による方法は、クレーム１７に記載されている事項によって特徴づけられている。

本発明による構成は、多くの格別な利点を有している。フレーム状本体をスプレーヘッドに配置して、このフレーム状本体にチャネルが通されていて、スプレーノズルが本体と関連して特定の方法で配置されていることにより、一方で、排煙の極めて効果的且つ方向付けられた吸引作用がチャネルを通してスプレーに提供される。これと同時に、良好に浸透する、合成されたほぼ均一のミストスプレーも効果的に提供される。ノズルを方向付けることによって、スプレーの滴サイズに影響を及ぼすことが出来、種々のノズルのスプレーが互いに少なくとも部分的に衝突する。ノズルを方向付けることによって、ミストの挙動に影響を与えることも可能であり、それによって、例えば、合成されたミストスプレーの回転運動を提供することが可能である。管要素を、本体部分を通るチャネルの延長部として構成することによって、特にこのチャネルを通しての吸引作用をさらに高めることができ、また、スプレーヘッドによって提供されるミストスプレーを方向付けることができる。本発明によるスプレーヘッドによって、良好な浸透度を有する上述の極めて均一なミストスプレー、及び当該ミストスプレーによる吸引作用によって引き起こされる効果的なガス再循環を要求するような対象に対して、低い動作圧力で満足のいく結果を達成することも可能である。

次に、添付の図面を参照して例示することによって本発明を詳細に説明する。

本発明による装置を示す。 図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った本発明によるスプレーヘッドの断面を異なる縮尺で示す。 本発明によるスプレーヘッドの一実施形態の上面図を示す。 本発明によるスプレーヘッドの一実施形態の側面図を示す。 本発明によるスプレーヘッドの一実施形態の底面斜視図を示す。 本発明によるスプレーヘッドの一実施形態の上面斜視図を示す。 本発明によるスプレーヘッドの第２の実施形態の断面図を示す。 本発明によるスプレーヘッドの第３の実施形態の上面図を示す。

図２〜図６は、フレーム状本体２を備える本発明によるスプレーヘッド１の一実施形態を示し、図の上部であるフレーム状本体２の第１の側から第２の側へチャネル１４が通じている。これらの図の実施形態では、本体２はチャネル１４を囲んでいる。図においては、フレーム状本体２の形状は環状に形成されている。フレーム状本体の形状は、チャネル１４が内部に存在している限り、例えば、矩形、楕円形、多角形等の任意の他の形状であってもよい。フレーム状本体２内に、又はフレーム状本体２と関連して、ノズル７が形成又は配置されている。ノズル７は、起動されると、少なくともチャネル１４の入口近傍において、スプレーによりスプレーヘッドの外側からチャネル１４へ向かう吸引を提供するように方向付けられている。少なくとも２つある複数のノズル７は、本体２の内側の円を分割するようにして、すなわち間隔をあけて配置されている。図の実施形態では、ノズル７の出口開口は、本体２のチャネル１４の側面の表面８に開いている。図の実施形態では、本体のチャネル１４の側面の壁８には、傾斜面９、１１が形成されている。チャネルの入口側には、円錐台の形状の狭窄面が存在し、これにより、チャネルが円筒状の形状に縮径し、出口側における円錐台の形状の表面１１の領域において再び拡張している。図２では、ノズルは、本体のチャネル１４の出口側端部に配置されている。図２の実施形態では、ノズル７は、下方に斜め中央にスプレーするように方向付けられている。図２の実施形態では、ノズルのスプレー方向は、本体の他方の側、すなわちチャネル１４の出口側から一定距離のところで交差する。この図では、ノズル７の出口開口は傾斜面１１にある。この傾斜面１１は、チャネル１４の拡張円錐面を形成している。ノズルは、好適には、スプレーヘッドのチャネル１４の主たる延在方向の軸に対して角度α（アルファ）傾けられている。したがって、この図では、チャネルの対向する側にあるノズルのスプレー方向は、互いに向かってそれぞれ角度αだけ傾斜している。一実施形態によると、角度αは、例えば０度〜８９度、典型的には１０度〜８０度、好適には３０度〜７５度の間で可変であり得る。

ノズル７は、フレーム状本体のチャネル１４において、本体の第１の側の入口開口から本体の第２の側の出口開口に向かって吸引作用をもたらすタイプである。

好適な実施の形態によると、ノズル７のスプレーは、図では互いに向かって斜め下方へスプレーされるように構成されており、それによって、当該スプレーは一方では互いに衝突し、好適に組み合わされ、すなわち合成されて少なくともほぼ均一なミストスプレーとなる。

図の実施形態では、スプレーヘッドのフレーム状本体２は外側本体２’及び内側本体３から形成され、これらの間にチャネル空間４が存在している。本体には、チャネル空間４との媒体接続部である少なくとも１つの入口５が配置されている。チャネル空間４からは、ノズル７へのさらなる媒体接続部が延在している。図の場合には、チャネル空間４は環状空間である。ノズル７は、起動されると、チャネル１４の出口開口に向かってミストスプレーを提供するように、本体のチャネルを囲む壁に間隔をあけて配置されている。ノズルは、好適には、チャネル１４の軸方向に対して角度α（アルファ）を成して配置される。ノズルは、起動されると、水性媒体ミスト、特に消火用媒体ミスト、又は例えば消火用媒体ミスト及びガス等の水性媒体ミストの混合物をスプレーするように構成される。図の実施形態では、種々のノズル７のミストスプレーは、少なくとも部分的に互いと衝突するように構成される。この衝突によって、スプレーされる媒体滴が少なくとも部分的に拡散されてより小さい滴になる。種々のノズル７によって提供されるスプレーは、少なくとも部分的に組み合わされてより大きなサイズのスプレーとなる。これと同時に、当該スプレーは、チャネル１４の入口開口の側において強力な吸引を引き起こす。スプレーヘッド１は、チャネルの入口開口と天井等の設置表面との間に十分な距離が存在するようにして、設置表面から一定の距離を置いて好適に取り付けられている。この場合、火災の状況のもと空間の上部に立ち昇る排煙等のガスが、起動されたスプレーヘッド１のスプレーによって提供される吸引の範囲領域内へ効果的に制御される。本発明によるフレーム状本体２をスプレーヘッド内に配置し、フレーム状本体２内にチャネル１４を配置し、固定表面の側に方向付けられている入口開口、すなわち吸引開口を配置することによって、ミストスプレーと関連して排煙の極めて効果的な吸引が提供される。

吸引作用は、スプレーヘッドと関連して、図７の管部２０をチャネル１４の出口開口と接続するように配置することによってさらに高めることができる。管部２０は一方で、スプレーヘッド１を囲むガスがチャネル１４の出口開口の側からスプレー内に入り込むのを防止し、それによって、チャネルの入口開口の側の吸引効果を高めることができる。この場合、特に火災の状況では、排煙が、スプレーと関連して特にチャネル１４の入口開口を通して効果的に誘導される。既知のように、排煙は、例えばＣＯ及びＣＯ_２等のガスを含み、ミストと関連して火災の中心にスプレーされると、とりわけ、排煙は酸素を追いやって移動させ、したがって火災の消火に貢献する。本発明によるスプレーヘッドによって、ミストスプレーと関連して、排煙を非常に効果的に誘導することができ、さらに火災現場の方に誘導することができる。

さらに、ミストスプレーは、ミストスプレー内に吸い込まれたガスを効果的に冷却することにより、本発明によるスプレーヘッドによって、特に火災空間を極めて効率的に冷却することが可能である。

これと対応して、管部２０はミストスプレーの合成をさらに高め、これらを効果的に指向する。加えて、スプレー、及びチャネル１４を通しての吸引の効果によるガスは、チャネル空間の延長部として機能する管部の内部空間において効果的に混合することができる。

管部２０において、図７による実施形態では、管部の出口端にホルン状セクション２１がある。この図では、ホルン状セクション２１は円錐台の形状であり、出口端に向かって拡張している。

図の実施形態では、スプレーヘッドの外側本体２’には肩部１０があり、内側本体３はこれに当接して据え付けられている。外側本体２’及び内側本体３は、フランジ１２及び締結手段１３によって互いに締結される。内側本体には溝が形成され、この溝内には、リングシール、例えばＯリング等のシール要素が配置される。この場合、シール手段は、チャネル空間４の対向する側の内側本体３と外側本体との接触部に配置される。

図７の実施形態では、フランジ１２及び管要素２０が組み合わせられており、管要素２０にフランジ部分１２が形成されることによって管要素は本体２に締結され、フランジ部分１２は同時に、内側本体３を上述した方法で定位置に保持する。

スプレーヘッド１は、管路によって、例えば消火用媒体の少なくとも１つのタンク及び圧力ガス源を備え得る圧力媒体源に連結され得る。消火用媒体を管路内へ圧送するのにポンプ機構を使用することも可能である。また、圧力ガス源、消火用媒体源及びポンプ機構の組み合わせも可能である。消火用媒体は、本体の入口５から搬入され、この入口５からチャネル空間４へ、さらにはノズル７へ流れ、所望の種類のミストスプレーとしてそれらの出口開口からチャネル１４又はその近傍へ流れる。入口は、継手６によって本体２に配置される。

スプレーヘッドには、外側本体２’の第１の側にボア１６が形成され、ボア１６の内部にはねじ山１９が形成され、そこにねじ山付き棒等のスプレーヘッドの締結要素１５が締結可能とされている。スプレーヘッドと、天井等の設置表面との間に十分な空間を維持すべく、締結要素は、かなりの長さがあり、スプレーヘッドが起動すると、この空間から、排煙等のガスが吸い込まれる。締結要素１５は、ナット１８を用いて本体内の定位置に締結される。

この装置は、少なくとも１つの火災、煙及び／又は熱感知器３０を備え得る。

スプレーヘッドのノズルは、起動されると、水性消火用媒体ミストをチャネル１４又はその近傍にスプレーするように構成されている。排煙等のガスは、チャネル１４内へ、さらにはノズル７からのミストスプレー内へと流れ込み、さらに当該スプレーと共に流れる。

図８に示すさらなる実施形態によると、ノズル７のスプレー７’の少なくとも一部が、ミストの回転運動を提供するように構成される。好適な実施形態によると、ノズル７のスプレーの少なくとも一部は、ミストの回転運動が提供されるように方向付けられている。典型的には、ノズルのスプレーの少なくとも一部は、チャネル１４及び／又はその延長部である管要素２０内でミストの回転運動を提供するように方向付けられている。組み合わされ、合成されたミストスプレーは、チャネル１４及び／又は管要素２０内をその出口開口へ向かって進むと同時に、進行方向の軸の周りを回転する。図８は、チャネル１４内において、曲線で示された矢印によってこのことを示している。図８においては、矢印７’はノズルの主なスプレー方向を示す。この図では、スプレー方向７’は、チャネル１４の表面の垂線に対して角度β（ベータ）ずれるように方向付けられる。チャネル１４の断面が円形である図８の場合においては、スプレー方向７’は、ミストの所望の回転方向に半径方向から角度βずれている。

異なる特徴を有するノズル７をスプレーヘッドと関連して配置することも可能であり、これにより、組み合わされるミストに影響を与えることができる。この場合、異なるノズルのスプレーを特に方向付けすることなく、回転運動等のミストの挙動に影響を与えることが可能である。また、ノズルを不規則に配置することによってミストの挙動に影響を与えるようにしてもよい。

図１は、消火用媒体をスプレーヘッドに送り込む簡単な構成を示す。ここでは、消火用媒体源を参照符号３０を用いて示す。管路３２が、消火用媒体源から少なくとも１つのスプレーヘッド１へ通じている。消火用媒体源とスプレーヘッドとの間には、スプレーヘッドへの消火用媒体の通路を開閉する少なくとも１つの弁要素３１が配置されている。消火用媒体源は、例えば圧力タンク、又はタンクとポンプ手段との組み合わせであってもよく、それによって、ポンプ手段３５は消火用媒体を管路３２内へ圧送する。ポンプ手段は例えば定圧ポンプであり得る。管路内の圧力は、典型的には３０バール（３００００ｈＰａ）超、好適には５０バール（５００００ｈＰａ）超、最も好適には７０バール（７００００ｈＰａ）超であり得る。使用される圧力は、目的とする用途に応じて、上述の圧力より低くてもよく、例えば１２バール（１２０００ｈＰａ）より低くてもよい。システムは、典型的には、熱、火災又は煙感知器３３を備え、制御システム３４によって制御される、又は、直接的に弁３１を開くことによって消火用媒体源３０からスプレーヘッド１への接続部を開放するような起動が該感知器によって与えられる。代替的には、この構成は、少なくとも１つの液体タンク及び少なくとも１つのガスタンクを備え得る。ガスタンクのガスは、タンクからスプレーヘッド１へ消火用媒体を駆動する圧力源として使用される。ガスはまた、特に滴サイズを小さくするために水ミストと混合することができる。この装置は、例えば火災感知器３３からの制御コマンドの結果としてトリガされる。次いで、動作源の弁を開いて、管路を介して液体タンク内へガスを供給する。次に、液体、又は液体とガスとの混合物を、圧力下のもとで管路に沿ってスプレーヘッド１のノズル７へ給送する。スプレーヘッド１のノズルから、水性消火用媒体ミストが圧力下でチャネル又はその近傍へスプレーされる。これと同時に、スプレーの結果としてチャネル１４の入口の側で強力な吸引が生成され、これによって、煙及び排煙が、チャネル１４の入口を通ってこの中へ流れる。

チャネル１４の寸法は実施形態によって変わる。いくつかの実施形態では、チャネルの断面は円形であり、その直径ｄは５０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲であり得るが、目的とする用途に応じて、この寸法より大きくても又は小さくてもよい。管部２０の長さｌも、目的とする用途に応じて変わる。ある場合には、バイプ部ｌの長さ＝１…５×ｄで、ｄはチャネルの有効な直径であるというように考えられる。図７の実施形態では、管部の長さ（ｌ）は約３ｄである。管部の長さ、形状及び寸法は、目的とする用途それぞれの要件に従って変えることができる。

ノズル７は例えば、本体２内に直接穿孔することによって形成されるノズルであり得るか、又は代替的には、例えば、穿孔部に取り付けられるそれ自体既知である別個のノズル本体である。重要なことは、ノズルによりミストスプレーが提供され、またノズルにより、その近傍に吸引も提供されるということである。

本発明による構成は、消火用途以外の、例えば爆発が起こる可能性がある空間との関連する用途のような、他の目的にも使用することもできる。この場合、爆発性の粒子及び／又はガスが、ノズルヘッドのミストスプレーと関連してノズルヘッドの吸引作用領域内に流れ、爆発の脅威を大幅に低減することができる。スプレーヘッドの使用は水溶性ガスを空間から除去するのにも好適であり、それによって、ミストスプレー内に案内されたガスが、とりわけ吸引の効果により、ミスト滴内に溶解し、これを収集することが出来、また、必要に応じて、この空間から外に搬送することができる。

本発明によるスプレーノズルは、媒体ミストをスプレーすることを意図している。使用される圧力は典型的には、１バール（１０００ｈＰａ）超であり且つ３００バール（３０００００ｈＰａ）未満であり得る。このスプレーヘッドを用いて、比較的低い圧力（例えば１２バール（１２０００ｈＰａ）未満の圧力）であっても、実施形態に応じて、満足のいく方法でミスト及び所望の吸引効果を提供することが可能である。ノズルは、通常どおり、１２バール（１２０００ｈＰａ）〜３０バール（３００００ｈＰａ）である圧力、及び／又は３０バールよりも高い高圧で使用することができる。

本発明によるスプレーヘッドと関連する典型例においては、圧力が高いほどより高い動作速度が達成され、その結果、より大きい吸引作用も達成されるという原則が当てはまる。

ノズルによって提供される液体ミストの特徴は、目的とする用途によって変わる。スプレーされるミストの滴サイズ（Ｄ_Ｖ９０）は典型的には、１０００マイクロメートル未満、好適には６００マイクロメートル未満、最も好適には４００マイクロメートル未満である。

本発明は上述の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲内で変更可能であることは当業者には明らかである。本発明の特徴的な機能の一部は他の特徴的な機能と共に記載されているが、互いに別々に適用することもできる。

Claims (17)

1. 本体（２）及び少なくとも２つのスプレーノズル（７）を備えるスプレーヘッドであって、起動されると、該スプレーノズルの近傍に吸引作用をもたらすタイプのスプレーヘッドであって、該スプレーヘッドの該本体（２）がフレーム状に形成されていて、該本体の第１の側から第２の側へチャネル（１４）が貫通しており、かつ該スプレーノズル（７）が、前記本体内に又は該本体と関連して配置又は形成されていて、該スプレーノズルが起動されると、該本体の該第１の側から該チャネル（１４）内への吸引が形成されることを特徴とする、スプレーヘッド。
2. 前記スプレーノズル（７）のスプレー方向は、前記チャネル（１４）の方向における軸に対してある角度αで配向されていることを特徴とする、請求項１に記載のスプレーヘッド。
3. 前記ノズル（７）は、起動されると、水性媒体ミスト、特に消火用媒体ミスト、又は消火用媒体ミスト及びガス等の水性媒体ミストの混合物をスプレーするように構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスプレーヘッド。
4. 前記スプレーノズル（７）のスプレーは、少なくとも部分的に互いに衝突するように構成されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
5. 前記スプレーノズル（７）が起動されると、前記スプレーノズルのミストスプレーは合成されて少なくともほぼ均一なミストスプレーになるように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
6. 前記フレーム状本体（２）は外側本体（２’）及び内側本体（３）を備え、これらの間にチャネル空間（４）があることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
7. 前記ノズル（７）は、前記本体内、又は該本体と関連して前記チャネル（１４）の側面に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
8. 前記ノズル（７）は、前記チャネル（１４）を囲む円に沿って前記本体（２）内に間隔を空けて配置されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
9. 前記チャネル（１４）の延長部として管要素（２０）が前記本体（２）に設けられており、該管要素（２０）は、前記本体の前記チャネル（１４）の出口開口から一定距離延在することを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
10. 前記スプレーノズル（７）は、前記チャネル（１４）及び／又はその延長部である前記管要素（２０）内にスプレーするように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
11. 前記スプレーヘッド（１）は、前記チャネルの側における設置表面から一定距離を置いて設置されていることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
12. 前記管要素（２０）は、その出口端に向かって拡張していることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
13. 前記スプレーノズル（７）のスプレーの少なくとも一部は、ミストの回転運動をもたらすように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
14. 前記スプレーノズル（７）のスプレーの少なくとも一部は、ミストの回転運動をもたらすように方向付けられることを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
15. 前記スプレーノズル（７）のスプレーの少なくとも一部は、前記チャネル（１４）及び／又はその延長部である前記管要素（２０）内にミストの回転運動をもたらすように構成されることを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
16. 請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の少なくとも１つのスプレーヘッドを備えることを特徴とする、消火装置。
17. 請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の少なくとも１つのスプレーヘッドを使用することを特徴とする、媒体ミストをスプレーして消火する方法。

Images