JP2013176546A - フレキシブルなドライスプリンクラー - Google Patents

Abstract

【課題】向かい合う端部に開口を有する柔軟なチューブ部を有するドライスプリンクラーが提供される。
【解決手段】スプリンクラーは、供給源からの流体がチューブ部に入ることを防ぐように、供給ライン接続部とともに密閉する第１の密閉部４を有する。スプリンクラーヘッド２が供給ライン接続部とは反対側のチューブ部の他端においてチューブ部に結合され、スプリンクラーヘッド２は、デフレクターと、スプリンクラーヘッド２の出口開口部を密閉する第２の密閉部５と、第２の密閉部５を密閉されたままに維持するように構成された熱応答性エレメント６と、を有する。凍結しにくい流体が、第１の密閉部４と第２の密閉部５との間でチューブ１に収容されている。
【選択図】図１

Description

ドライスプリンクラーは、冷凍庫内又は凍るような条件を経験するかもしれない通路内のような、凍るような条件にさらされる区域において用いられる。いくつかのドライ導管システムにおいては、供給導管は、供給導管内の流体が凍結しないような空間を通る。ドライスプリンクラーは供給導管に取り付けられ、そこでなければ流体が凍結するであろう空間内へと延びている。

ドライスプリンクラーの典型的な構造は、スプリンクラーヘッドと、チューブと、（入口端部を火災抑止システムのパイプネットワークに接続するための）チューブの入口端部にあるパイプコネクタと、水がチューブに入ることを防ぐために入口端部にあるプラグ封止材と、プラグシールを入口端部に維持するための動作機構と、を備える。典型的には、スプリンクラーヘッドはチューブの入口端部とは反対側のチューブ端部に取り付けられる。また、チューブ内に生じる任意の凝縮物を排出することを可能とするために、従来チューブ部は大気中への孔をつけられていた。

ドライスプリンクラーの例が、オンドラチェクに対する米国特許第５７７５４３１号明細書及びオンドラチェクに対する米国特許第５９６７２４０号明細書に概略的に開示されている。これらの特許において概略的に示されているように、動作機構は、入口端部の密閉を確実にするための、スプリンクラーヘッドと入口端部との間でチューブ内を通って延びる棒又は他の類似構造でありうる。動作機構は、棒を支持し、それゆえ入口端部の密閉を支持する、スプリンクラーヘッドにある熱応答性支持エレメントを含みうる。いくつかのスプリンクラーにおいては、チューブのスプリンクラーヘッド端部においても、チューブは密閉されており、熱応答性支持エレメントによって支持されたシールキャップによって、動作機構はスプリンクラーヘッド端部において支持されている。このような構成においては、２つのシールキャップ間のチューブ内の空間は、乾燥空気又は窒素のようなガスにより、又は不凍液のような液体で圧力を受けうる。上昇した気温を経験する場合、熱応答性支持エレメントは、供給導管からの水がチューブへと流れ、チューブを通ってスプリンクラーヘッドへと流れ、スプリンクラーヘッドによって流体が散布されるように、プラグシールを（及びチューブのスプリンクラーヘッド端部にある任意の下部シールも）解放することに失敗する。

従来のドライスプリンクラーは、スプリンクラーの温度センサから離れている入口にシールを有する硬いチューブを用いて製造され、この温度センサは、加温されていない区域のような、凍るような条件にさらされる区域に位置することが意図されている。この硬いチューブは（加温区域に位置する）湿式パイプシステムから加温されていない区域へと延び、商業的又は工業的建物に典型的に見られる様々な建築的、構造的、及び機構的な障害物を避けながらも、正確に位置を合わせて設置されなければならない。

上述のいくつかの課題及び困難を改善するために、互いに反対側の端部に開口を有する柔軟なチューブ部を有するドライスプリンクラーが提供される。スプリンクラーは、チューブ部の一端にある供給ライン接続部を含み、供給ライン接続部は供給ラインからの流体を受け入れる開口を有する。供給ライン接続部は、供給源からの流体がチューブ部に入ることを防ぐように、第１の密閉部で密閉される。スプリンクラーヘッドが供給ライン接続部とは反対側のチューブ部の他端においてチューブ部に結合され、スプリンクラーヘッドは、デフレクター（偏向器）と、スプリンクラーヘッドの出口開口部を密閉する第２の密閉部と、第２の密閉部を密閉されたままに維持するように構成された熱応答性エレメントと、を有する。凍結しにくい流体が、第１の密閉部と第２の密閉部との間でチューブに収容されている。熱応答性エレメントは、チューブ内の流体を放出することと、スプリンクラーヘッドに向かって移動するように第１の密閉部を解放することと、を可能とするように、上昇した温度条件に応答して第２の密閉部を解放するように構成されている。

本発明の実施形態に従うドライスプリンクラーを含む火災スプリンクラーシステムを示す。

図１は、一端においてスプリンクラーヘッド２に接続され、液体パイプ（ｗｅｔ ｐｉｐｅ）、乾燥パイプ（ｄｒｙ ｐｉｐｅ）、又はプレアクション火災スプリンクラーシステム（ｐｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｉｒｅ ｓｐｒｉｎｋｌｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）へと接続されるように構成されている部品３（フィッティング）へと他端において接続されている、概して柔軟なチューブ１で構成されるフレキシブルドライスプリンクラー装置の実施形態を示す。部品３は、部品から柔軟なチューブ及びスプリンクラーヘッドを通って流体が流れることを防ぐために、通常は閉鎖又は密閉位置にある、第１の密閉部４を含む。チューブ１は、スプリンクラーヘッド２においても、第２の密閉部とスプリンクラーヘッド２のフレーム７との間で圧縮されている熱的解放エレメント６によって保持されている、第２の密閉部５（例えばシーリングキャップ）によって密閉されている。第１の密閉部４は、ベルビルワッシャ（皿ばね）のような環状ばねワッシャ９に相対して位置する溝（グルーブ）付きの外端部を有する、概して環状のプラグとして形成されている。スプリングワッシャ９は、部品３の内壁から延びている環状フランジ１０とともに密封するように構成されている。第２の密閉部５は第１の密閉部４と同様に形成されており、第２の密閉部もまた、スプリンクラー２の出口開口部１４に形成された密閉フランジ１３に向かって密閉するように構成されたばねワッシャ１２を受け入れる外側環状溝を有する環状ディスク１１として概して形成されている。

チューブ１は柔軟であり、金属の又は非金属の材料から形成されうる。例えば、一実施形態においてチューブは波形金属ホースから形成され、他の実施形態においてチューブは波形プラスチックホースから形成される。チューブの外側表面は、例えばチューブ１を保護する編み被覆（ｂｒａｉｄｅｄ ｊａｃｋｅｔ）で被覆されることができる。好適な実施形態に示されるように、火災スプリンクラー２は、チューブ２の出口端にある雌ねじと係合する雄ねじを有する。チューブ２の雌ねじ接続部は、１／２インチから１インチの間の公称直径を有しうる。図には火災スプリンクラーの詳細な構成が示されているが、本開示はこの構成よりも広いものであり、実質的にあらゆる現在又は将来承認又はリストされる火災スプリンクラーが、図１に示されるスプリンクラー２の代わりにチューブ１に接続されうる。

図１に示す密閉された状態において、ドライスプリンクラーは流体で満たされており、第１の密閉部４を密閉されたまま保つように圧力をかけられている。流体は、窒素のような凍結耐性のあるガス、又は水／グリコール混合物若しくは他の一般的な「不凍」液のような液体である。

火災スプリンクラーシステムへの接続は、火災スプリンクラーシステムからチューブ１へと水又は空気が入ることを防止するように、チューブ１内の圧力が流体供給源の圧力よりも高いことを確実にする差圧デバイス１６を用いる。この差圧デバイスは、チューブ１内の圧力Ｐ１と供給圧力Ｐ３との間の比を３：１又はこれより大きく維持するように構成されている。３：１の比は、火災スプリンクラーシステムの供給源における圧力の急増によって引き起こされるチューブ１への漏れを防ぐのに十分であると信じられる。一実施形態において、差圧デバイスは、供給圧力Ｐ３を監視する圧力センサと通信し、また圧力Ｐ１を監視する圧力センサと通信する、差圧コントローラとして構成される。差圧コントローラ１６は、チューブ１と流体源圧力Ｐ３よりも高い圧力Ｐ２に維持された加圧流体源との間に位置する制御弁１７と通信する。圧力比が３：１よりも低くなった場合、３：１の圧力が達成されるまで供給源１８から高圧流体をチューブ１へと導くために、コントローラ１６から制御弁１７へと信号が送られ、３：１の圧力が達成された時に制御弁１７は閉じるように指示される。このように、差圧コントローラ１６及び制御弁１７は、望ましい圧力比、例えば３：１、を維持するための一般的なフィードバック制御構成に従って動作する。差圧コントローラが、有形のコンピュータ読み取り媒体又はメモリに格納されており、Ｐ１とＰ３との間の圧力比を維持するようにコントローラを動作させる命令を含むコンピュータ読み取り可能なプログラムを実行するように構成されたコンピュータを含んでもよいことが理解されるだろう。制御構成の一実施形態が好適な実施形態を参照して説明されたが、本明細書で説明されたものとは別の制御構成が望ましい圧力比を維持するために採用されることができ、本開示の範囲に含まれることが、理解されるだろう。

さらに、圧力Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３を監視する様々な圧力センサは、スプリンクラーシステムの動作に関する操作員に通知をする警報システムと通信するように構成されうる。例えば、圧力が特定の限界を下回った場合に、操作員に通知するために圧力Ｐ１について警報が与えられてもよく、これはスプリンクラー２で漏れているかもしれないという可能性を操作員に警告することになるだろう。通知は、電話メッセージ、電子メール、視覚的表示、及びファクシミリメッセージを含むがこれらには限定されない、様々な方法によって与えられることができることが理解されるだろう。オプションとして、スプリンクラーに近接して配置されたアナログ又はデジタルの圧力ゲージのような視覚的な圧力インジケータが、チューブ内に密閉されている流体が設計による許容範囲内の密閉圧力を維持していることを示すために設置されうる。このようなインジケータは、単純に、例えば緑が許容できる動作状態を示し、赤が許容できない動作状態を示す、色のような二値（バイナリ）状態インジケータであってもよい。もちろん、他の圧力インジケータも本開示の範囲内にある。

オプションである、第１の密閉部４を第２の密閉部５へと連結する柔軟な連結部１５が、図１に示されている。柔軟な連結部１５は、チューブ１に入っている流体の存在下で腐蝕しないであろう材料で形成される。柔軟な連結部１５は、鎖又はケーブルとして形成されうる。１つの例示的な実施形態において、柔軟な連結部はステンレススチールで構成される。柔軟な連結部１５のおかげで、スプリンクラーのチューブ１が破線で示されるように曲げられた場合であっても、連結部１５はチューブ１の内壁と同じ形を持ち、チューブ１の動き範囲を制限しないだろう。また、柔軟な連結部１５とともに第１及び第２の密閉キャップを結合することは、第２の密閉部５の解放及び放出によって、第１の密閉部４がチューブから引き抜かれることを可能とするだろう。連結部１５は、チューブ１内の他の構造によって邪魔されることなく、第１の密閉部４がチューブ１内の流れ経路から実際に取り除かれることを積極的に保証するものと考えられる。また、連結部１５は、チューブ１の波形又はチューブ１の屈曲によって引き起こされるチューブ内面のあらゆるよじれ又は鋭い角度と関係なく、第１の密閉部４がチューブ１の外へと通り抜けることを可能とする。

通常は追加の配管工事を必要とするような建物の障害物を迂回してスプリンクラーが動くことができるために、スプリンクラーのチューブ１の柔軟性のために、スプリンクラーシステムの設置は容易となる。さらに、チューブ１が柔軟であるため、チューブ１を動かすことによりあらゆる不一致が調整されうるために、流体供給の設置者は構造体の天井においてスプリンクラーの降下部を正確に位置合わせする必要はない。

本発明は現在好適な実施形態であると考えられているものに関して説明されたが、本発明は開示された実施形態に限定されないことが理解されるはずである。反対に、本発明は、添付の請求の範囲の精神及び範囲に含まれる、様々な変形例及び均等な構成を包含することが意図されている。

Claims (13)

1. 柔軟なチューブ部であって、当該柔軟なチューブ部の互いに反対側にある端部に開口を有する、チューブ部と、
   前記チューブ部の一端にある供給ライン接続部であって、前記供給ラインからの流体を受け入れる開口を有する、供給ライン接続部と、
   供給源からの流体が前記チューブ部に入ることを防ぐように、前記供給ライン接続部とともに密閉する第１の密閉部と、
   前記供給ライン接続部とは反対側の前記チューブ部の他端において前記チューブ部に結合されたスプリンクラーヘッドであって、デフレクターと、前記スプリンクラーヘッドの出口開口部を密閉する第２の密閉部と、前記第２の密閉部を密閉されたままに維持するように構成された熱応答性エレメントと、を備えるスプリンクラーヘッドと、
   前記第１の密閉部と前記第２の密閉部との間で前記チューブに収容されている、凍結しにくい流体と、
   を備えるドライスプリンクラーであって、
   前記熱応答性エレメントは、前記チューブ内の前記流体を放出することと、前記スプリンクラーヘッドに向かって移動するように前記第１の密閉部を解放することと、を可能とするように、上昇した温度条件に応答して前記第２の密閉部を解放するように構成されている
   ことを特徴とするドライスプリンクラー。
2. 前記流体がガスと液体とのうちの一方を含むことを特徴とする、請求項１に記載のドライスプリンクラー。
3. 前記流体が不凍液を含むことを特徴とする、請求項２に記載のドライスプリンクラー。
4. 前記チューブ部内の圧力と流体の前記供給源の圧力との間の比を少なくとも一定の比に保つように構成された差圧デバイスをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のドライスプリンクラー。
5. 前記差圧デバイスは、前記チューブ部内の圧力と流体の前記供給源の圧力との間の比を少なくとも３：１に保つように構成されていることを特徴とする、請求項４に記載のドライスプリンクラー。
6. 前記チューブ部を前記スプリンクラーヘッドに結合させる、ねじを切られた接続部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のドライスプリンクラー。
7. 前記チューブに結合された圧力モニタと、前記チューブ内の前記流体の圧力を知らせる圧力インジケータとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のドライスプリンクラー。
8. 前記圧力インジケータは、アナログ圧力モニタとデジタル圧力モニタとのうちの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項７に記載のドライスプリンクラー。
9. 前記インジケータは圧力監視デバイスへ信号を送信するように構成されていることを特徴とする、請求項８に記載のドライスプリンクラー。
10. 前記第１の密閉部と前記第２の密閉部とが柔軟な連結部によって接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のドライスプリンクラー。
11. 前記柔軟な連結部が、鎖とケーブルとのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のドライスプリンクラー。
12. 前記チューブの内面が円形の断面を有し、
    前記第１の密閉部は、円形の外縁と、前記チューブの内面よりも小さい直径を有するスプリングワッシャを受け入れるように構成された環状溝とを有する
    ことを特徴とする、請求項１に記載のドライスプリンクラー。
13. 前記供給ライン接続部は、前記スプリングワッシャとともに密閉するように構成された、前記供給ライン接続部の内壁から延びる環状フランジを含むことを特徴とする、請求項１２に記載のドライスプリンクラー。

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