JP3132833B2 - スプリンクラ又は噴霧ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、ハウジングと、入り口と、ハウジングに取
り付けられたノズルと、入り口からノズルへの通路と、
解放手段のためのホルダを具備し、ホルダはノズルの前
方に取り付けられており、それによりホルダはノズルが
妨害なしで消火媒体を前方に噴霧するのを防止し、ノズ
ルは解放手段が解放されると消火媒体を噴霧するように
配列されており、ホルダはロック機構によってハウジン
グに取り付けられており、ロック機構は、解放手段が解
放されると開きそしてハウジングからホルダを解放する
ように配列されている、スプリンクラ又は噴霧ヘッドに
関する。

上記タイプのスプリンクラの問題は、ホルダ又はスプ
リンクラのある他の部分は常に消火媒体分配器として作
動し、かくして消火媒体のジェットに抵抗するというこ
とである。更に、スプリンクラが解放されると、ノズル
が妨害なしに消火媒体を噴霧することができることがし
ばしば望まれる。消火媒体が水ミストでありそして水ミ
ストがホルダに当たるならば、消火媒体のジェットは小
滴の寸法が増加するにつれて速度及び慣性を失う。これ
は普通は欠点である。何故ならば、その目的は、非常に
小さな小滴寸法を有しそして現代の消火技術に従えば高
い慣性及び浸透能力を有する水ミストを噴霧することで
あるからである。このような消火媒体は熱を非常に効率
よく吸収し、同時に火事の中心部に浸透することができ
る。スプリンクラシステムのスプリンクラ間の距離が長
ければ長い程、個々のスプリンクラが直接前方に、即ち
下向きに噴霧することができることがより重要である。
そうしなければ、スプリンクラのすぐ下の火事の中心が
広がることがあり、それにより火事は消すのがより困難
となる。

米国特許第4618002号は、スプリンクラを美学的に快
い方式で天井に埋め込むことができるこのようなデザイ
ン及び構造を有するスプリンクラを開示している。スプ
リンクラは、解放手段が熔融するにつれて解放と関連し
て開くロック機構を有するホルダを具備する。ロック機
構はばねを具備し、その作動はスプリンクラの作動に対
して極めて重要である。この機構が作動するかしないか
は、スプリンクラが長い間使用されていないので不確か
であると考えられることがあり、そして例えば、ロック
機構は汚れそして腐食はばねの特性及び作動は妨害され
ていることがある。スプリンクラは、スプリンクラが解
放されたとき妨害なしで直前前方に消火媒体が噴霧され
るのを防止する偏向器（deflector）を具備する。

米国特許第5257827号は、消火媒体のジェットを側部
に向けるように解放に関連して開く弁を具備するスプリ
ンクラを開示している。この既知のスプリンクラにおい
て、消火媒体のジェットは妨害なしで直接前方に噴霧す
ることはできない。

米国特許第4664198号は、解放に関連して開くロック
機構を有するスプリンクラを開示している。偏向器は、
スプリンクラが解放されるとき消火媒体が直接前方に強
力に（forcefully）噴霧されるのを防止する。

発明の簡単な説明 本発明の第一の目的は、上記の欠点を伴わない新規な
スプリンクラ又は噴霧ヘッドを提供することである。本
発明の第２の目的は、圧力が変化するにつれてノズルの
抵抗値、いわゆるｋ値（ｋ−value）を本質的に変化さ
せる構造を与えることにより、従来の解決法より圧力の
増加と共に流体流がより多く増加することを可能とする
スプリンクラ又は噴霧ヘッドを提供することである。

第一の目的は、スピンドルが、解放手段が解放される
とき、通路を閉じてノズルを閉じて保つようにスピンド
ルが配列されているハウジングにおける第１の位置か
ら、通路を開いてノズルを開いて保つようにスピンドル
が配列されている第２の位置に移動するように配列され
ており、スピンドルは、ロック機構に力を及ぼし、そし
て解放に関連して第２の位置へとホルダに向けて移動す
ることによりロック機構を開くように配列されており、
それによりノズルが本質的に妨害なしに消火媒体を強力
に前方へ噴霧することができることを特徴とする本発明
に従って達成される。スプリンクラは好ましくは、ばね
で荷重をかけられたスピンドル（spring−loaded spin
dle）を具備し、該スピンドルは、ノズルが閉じられて
いる第１位置からノズルが開かれている第２位置にハウ
ジングにおいて移動するように配列され、それによりス
ピンドルは、解放手段が解放された後そしてスピンドル
をホルダに向けて移動させることにより、ロック機構に
力を及ぼしそしてロック機構を開くように配列されてい
る。好ましい簡単な実施（implementation）は、ロック
機構が、ハウジングに作られた凹部に部分的に挿入され
そしてホルダに作られた凹部に部分的に挿入されること
ができる少なくとも２つの要素を具備するということで
ある。本発明の第２の目的は、ノズルが中心ノズルであ
り、スプリンクラは更に、側部に斜めに配列されたある
数のノズルを各々それ自身のノズルハウジングにおいて
具備し、側部に斜めに配列されたノズルは各々入り口端
部と、ノズルから消火媒体を噴霧するための入り口端部
からノズル開口への第１導管を具備し、ノズルは消火媒
体をノズルから噴霧するための第２導管を具備し、バネ
で荷重をかけられた弁要素が、第１圧力が消火液により
弁要素に作用するとき第２導管を閉じて保つように導管
に配列されており、弁要素は、第１圧力より高い第２圧
力が弁要素に作用するとき第２導管を開くように配列さ
れているスプリンクラによって達成されうる。

本発明の好ましい態様は請求の範囲２〜16から明らか
である。

本発明に従うスプリンクラの主なる利点は、解放手段
が解放されたときスプリンクラが大きな力、浸透力及び
慣性で妨害なしに消火媒体の噴霧を可能とするというこ
とである。更に、本発明の好ましい態様は、消火媒体の
圧力が増加するにつれて消火媒体の液体流が激しく増加
することを可能とする。

図面の簡単な説明 以下において本発明を添付図面を参照して好ましい態
様によって説明する。図面において、 図１は待機モードのスプリンクラを示す。

図２〜図４は、待機モード、第１の解放されたモード
及び第２の完全に解放されたモードにおける図１のスプ
リンクラを示し、そして 図５及び図６は第１作動モード及び第２作動モードに
おける図１のスプリンクラのノズルの拡大図を示す。

発明の詳細な説明 図１は、取り付け要素11、該取り付け要素にねじ込ま
れたハウジング２、入り口３、中心ノズル４、ある数の
例えば２〜８の斜めに配列された（obliquely arrange
d）ノズル５、６及び高温で爆発又は熔融してスプリン
クラを解放するガラスアンプル７又は同様なものである
解放手段を具備するスプリンクラーを示す。アンプル７
はノズルの前方に位置したホルダ８に取り付けられて、
アンプルの下端がホルダの自由端に載りそしてアンプル
の上端はノズル４に載っている。ホルダ８は側部に開口
を有しており、それによりアンプルは上昇する温度に迅
速に反応することができる。

入り口３は例えば天井にスプリンクラを取り付けるた
めの取り付け要素１に位置している。

ハウジング２にはスピンドル９が取り付けられてお
り、スピンドル９はハウジングに設けられた導管10内で
滑るように配列されている。ハウジング２においてスピ
ンドルと端部部分12との間に圧縮された（strained）ば
ね、好ましくはカップばね（cup spring）11が配列さ
れていて、待機モードでスピンドル９に力を及ぼしそし
て要素24（止め要素24）を介してアンプル７にスピンド
ルを押圧する。ばね11は必ずしも必要ではなく、その機
能はスピンドル９の区域（area）により遂行されること
ができ、該区域は入り口３に行き渡っている消火媒体の
圧力にさらされる。好ましくは、消火媒体圧力の部分的
な又は完全な釣り合わせが、例えば、WO95/31252及びWO
92/15370に記載のとおりここでは可能である。釣り合わ
せは、少なくとも主として釣り合わされている（mainly
balanced）こととして述べることができる。

スピンドル９には、中心導管13があり、中心導管13に
はピン14が取り付けられており、そのまわりにコイルば
ね15が配列されている。コイルばね15は、ピン４と中心
導管13の壁との間に僅かな遊びを持って配列されてい
て、スプリンクラの解放後、消火媒体がコイルばねのル
ープに従う螺旋形の路16に沿って流れるようになってい
る。ノズル４からの消火媒体出口の速度及び力はそれに
より大きい。消火液は入り口３から参照番号17−18−13
−12−10−19により示された導管４に沿ってノズル４に
流れる。

ホルダ８はロック機構によりハウジングに取り付けら
れており、ロック機構は一般に参照番号20により示され
そして６個のボール21を含んで成り、該ボールはそれら
の直径の多くても半分においてハウジング２の対応する
凹部22に挿入されておりそしてホルダはそれらのための
凹部又は穴23を含んで成る。

ワッシャ様プレート24の形態の止め要素24がスピンド
ル９の下端に取り付けられている。プレート24は好まし
くはアンプル７を受け入れるためのくさび形状又は円錐
形状の座39を有していて、アンプルが該座に接触する。
アンプル７はプレート24と接触しているので、プレート
を含む部分は、スプリンクラが待機モードにあるとき正
しい位置にある。かくして、プレートは、例えばスプリ
ンクラの輸送中に、振動により不意に外れたり斜めの位
置に移動したりすることはできない。くさび又は円錐の
形状は、アンプル７がプレート24及び全体のスプリンク
ラの中心に置かれることを可能とする。プレート24はス
ピンドル９の下端の対応する円錐形表面43に嵌合する円
錐形表面42も含んで成る。円錐形表面42、43はセンタリ
ング表面（centring surface）と呼ぶことができる。
何故ならばそれらはプレート24をスピンドル９の中心に
置くからである。

プレート24は、ボール21が凹部22から変位するのを防
止し、それによりアンプル７が元のままである（intac
t）ときハウジング２からのホルダ８の解放を防止す
る。

ハウジング２は、導管10から、ノズル5,6に配列され
そして中心導管27を有する弁要素26に向けて消火媒体を
導くための斜めの分岐導管25を具備する。スピンドル９
はピストン状部分28を具備し、ピストン状部分28はスプ
リンクラの待機モードにおいて斜めの導管25を覆い、そ
れにより消火媒体が導管25に流れることができない。開
口29はスピンドル導管13から導管10に通じる。

側部に斜めに配列された各ノズル5,6は、その数は好
ましくは４〜８であるが、スプリンクラのハウジング２
におけるノズルハウジング30に取り付けられている。図
１及び図５参照。ノズル5,6は消火媒体のための入り口
端部31と、導管27により入り口端部に接続されたノズル
開口32を含んで成る。

ノズル5,6は、消火媒体を噴霧するための第２導管33
を具備する。弁要素26が導管33に配列され、弁要素はコ
イルばね34により荷重をかけられ、コイルばね34は、ス
プリンクラが待機モードにあるとき、即ち、導管27及び
弁要素に対して僅かな消火媒体圧力しか作用しないか又
は消火媒体圧力が全然作用しないとき、導管を閉じて保
つ。弁要素26は弁要素に十分に高い消火媒体圧力が作用
するとき導管33を開くように配列される。導管33によっ
て、ノズル5,6を通る消火媒体の流れは、消火媒体圧力
の増加に伴って大きく増加する。これは、より大きな群
の少数のスプリンクラが解放されるとき消火媒体のソー
ス（示されていない）をより効率的に使用することを可
能とする。

弁要素26は導管27が中心に配列されているスリーブ形
状の部分である。コイルばね24が導管33において弁要素
26のまわりに僅かな遊びを持って配列されており、それ
によりコイルばねのループがそれらの間に消火媒体のた
めの螺旋形状の路35を規定する。導管33の一部である路
35は消火媒体を効率的にな渦巻き運動をさせ、それによ
り消火媒体はノズル5,6から強力に（forcefully）排出
される。

コイルばね34は、一端でノズルハウジング30のショル
ダ36に載り、他端で弁要素26のフランジ状部分37に載
る。フランジ状部分37は貫通孔33a、33bを具備し、それ
により導管33は、弁要素26が下向きに運動するとき作動
しそして開かれることができる。フランジ状部分37は、
ノズルハウジング30の壁40に滑り可能に載っている。弁
要素26が高い消火媒体圧力でノズル５の開口に向けて導
管33が閉じられる程遠くに移動するのを防止するため
に、ノズルハウジング30はショルダ38を含んで成る。

以下において、スプリンクラの動作を図を参照して説
明する。簡単にするために、ノズル5,6は図２〜４の断
面図としては与えられておらず、図１はスピンドル導管
13に配列されたピン14であって、そのまわりにばね15を
有するピン14を示していない。

スプリンクラが図１、２及び５に示されたとおり待機
モードにあるとき、消火媒体は入り口３からスプリンク
ラのノズル5,6,4に向けて流れることはできない。

火事の場合には、アンプル７は熱くなって爆発する。
ばね11の作用によつて、導管17−18−13は開かれ、そし
て消火媒体は入り口３からノズル４に向けて流れ始め、
次いでノズルを通して排出される（解放されたモードの
スプリンクラを示す図３参照）。アンプルが割れるの
で、ばね11はスピンドル９を下向きに押し、その結果ピ
ストン状部分28は分岐導管25を開く。消火媒体は入り口
３から導管25を通ってノズル5,6に流れ始め、次いでノ
ズルを通して排出される（図３参照）。ばね11がなけれ
ば、スピンドル９の長手方向に対して垂直なそして消火
媒体圧力にさらされるスピンドル９の区域を使用するこ
とができる。この区域は、例えば、スピンドルの上縁41
により形成される区域であることができる（図３参
照）。

解放に関連して、圧力釣り合いがやまるので、消火媒
体圧力、例えば200バールは、スピンドル９に対して大
きな力を及ぼし、その力はロック機構20を有するホルダ
を押し出す。図３はスピンドル９が下向きに移動させら
れるとき、プレート24も下向きに移動させられ、その結
果ボール21が凹部22から変位させられる。この変位は自
動的に起こる。何故ならば、スプリンクラの待機モード
においてはボール21は多くてもそれらの直径の半分にお
いて凹部22に挿入され、そしてホルダ８は、それがスピ
ンドル９により下向きに移動させられるときそれにより
ボールを引っ張るからである。一般に、ボール21の変位
を他の方法で例えば重力により行うことが可能である
が、これは効率的で信頼性のある操作を保証しない。ホ
ルダ８はボール21によってのみハウジング２に取り付け
られているので、完全に解放されたモードの噴霧ヘッド
を示す図４に示されたとおり、ホルダは落下する。図４
に示されたモードでは、ジェットの範囲が長くなるよう
に且つ中心ノズル４からくる消火媒体の慣性を弱めるこ
となくスプリンクラは消火媒体を火事に向けて強力に噴
霧することができる。ノズル5,6,4は一緒になって強い
ジェットを与える。消火媒体は好ましくは水ミストであ
る。高い圧力、例えば30〜300バールが使用されるとき
は、WO92/20453におけるように異なるノズルからのジェ
ットの同様な集中を与えることも可能である。特に高い
圧力では、ノズル5,6における導管33も開かれるので特
に強いジェットが与えられ、その結果液体がノズル４を
通して噴霧されるとともに消火媒体は導管27及び33を通
って流れる。消火媒体の圧力に依存して、弁要素26は異
なるレベルに定まり、その結果低い圧力では弁要素は図
５に示された位置をとりそして高い圧力では図６に示さ
れた位置をとる。

本発明を１つの態様のみについて上記に説明した。し
かしながら、本発明は、請求の範囲に記載の範囲内で多
くの方法でその詳細を変えることができる。かくして、
ホルダ８を側部に移動させるロック機構は変えることが
でき、例えば、ボールは他のタイプのロック要素で取り
替えることができる。止め要素24はプレートである必要
はなく、例えばそれはスピンドルの運動に従うばね部材
又はスピンドルが運動するとき溝に折りこまれる部材で
あることができる。各々２つの導管を有する斜めのノズ
ル5,6は必ずしも必要ではないが、それらは良好な結果
を得るのを助ける。更に、バネ５はスピンドル９におい
ては必ずしも必要ではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A62C 35/00 - 37/50

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（２）と、入り口（３）と、ハ
   ウジングに取り付けられたノズル（４）と、入り口から
   ノズルへの通路（17−18−13）と、解放手段（７）のた
   めのホルダ（８）を具備し、ホルダはノズルの前方に取
   り付けられており、それによりホルダはノズルが妨害な
   しで消火媒体を前方に噴霧するのを防止し、ノズルは、
   解放手段が解放されると消火媒体を噴霧するように配列
   されており、ホルダ（８）はロック機構（20）によって
   ハウジング（２）に取り付けられており、ロック機構
   （20）は解放手段（７）が解放されると開きそしてホル
   ダ（８）をハウジングから解放するように配列されてお
   り、スピンドル（９）が、解放手段（７）が解放される
   とき、通路を閉じてノズルを閉じて保つようにスピンド
   ルが配列されるハウジングにおける第１の位置から、通
   路を開いてノズルを開いて保つようにスピンドルが配列
   される第２の位置に移動するように配列されており、ス
   ピンドル（９）は、ロック機構（20）に力を及ぼし、そ
   して解放に関連して第２の位置へとホルダ（８）に向け
   て移動することによりロック機構を開くように配列され
   ており、それによりノズル（４）が消火媒体を噴霧する
   ことができるスプリンクラ又は噴霧ヘッドにおいて、ス
   ピンドル（９）が導管（13）を具備し、導管（13）はノ
   ズル（４）に通じておりそして通路（17−18−13）の一
   部を形成し、それによりノズルはスピンドルが第２位置
   にあるとき本質的に妨害なしに消火媒体を強力に前方に
   噴霧することができることを特徴とするスプリンクラ又
   は噴霧ヘッド。
2. 【請求項２】第１位置においてスピンドル（９）はホル
   ダ（８）に向けてばね（11）により荷重をかけられてい
   ることを特徴とする請求の範囲１のスプリンクラ。
3. 【請求項３】スピンドル（９）は第１位置において少な
   くとも主として圧力釣り合わされていることを特徴とす
   る請求の範囲１のスプリンクラ。
4. 【請求項４】第２位置において、スピンドル（９）は通
   路（17−18−13）における消火媒体の圧力によってホル
   ダに対して力を及ぼすように配列されていることを特徴
   とする請求の範囲１又は３のスプリンクラ。
5. 【請求項５】ロック機構（20）は、ハウジング（２）に
   作られた凹部（22）に部分的に挿入されそしてホルダ
   （８）に作られた凹部（23）に部分的に挿入されること
   ができる少なくとも２つの要素（21）を具備することを
   特徴とする請求の範囲１のスプリンクラ。
6. 【請求項６】要素がボール（21）であり、そしてそれら
   は多くてもそれらの直径の半分においてハウジング
   （２）における凹部（22）に挿入されるように配列され
   ており、それによりホルダ（８）の側にあるスピンドル
   （９）のその端部は止め要素（24）を具備し、止め要素
   （24）は、解放手段（７）が元のままである第１位置に
   スピンドルがあるときボールがハウジング（２）の凹部
   （22）から変位させられるのを防止するように配列され
   ており、そしてホルダの遠位端に向けて移動しそれによ
   りボールをハウジングにおける凹部から変位させるよう
   に配列されていることを特徴とする請求の範囲５のスプ
   リンクラ。
7. 【請求項７】止め要素（24）は解放手段（７）を受け入
   れるための座（39）を具備し、解放手段はスピンドル
   （９）がその第１位置にあるとき座を偏らせる（bias）
   ことを特徴とする請求の範囲６のスプリンクラ。
8. 【請求項８】止め要素（24）及びホルダ（８）に面して
   いるスピンドル（９）の端部は止め要素をスピンドル
   （９）の中心に置くように互いに対して配置された円錐
   形センタリング表面（42、43）を具備することを特徴と
   する請求の範囲７のスプリンクラ。
9. 【請求項９】ノズルがスプリンクラにおける中心ノズル
   （４）であり、スプリンクラは、更に、側部に斜めに配
   列されたある数のノズル（5,6）を各々それ自身のノズ
   ルハウジング（30）において具備する請求の範囲１のス
   プリンクラであって、側部に斜めに配列されたノズル
   （5,6）は各々入り口端部（31）とノズルから消火媒体
   を噴霧するための入り口端部からノズル開口（32）への
   第１導管（27）を具備し、ノズルは消火媒体をノズルか
   ら噴霧するための第２導管（33）を具備し、バネで荷重
   をかけられた（34）弁要素（26）が第１圧力が消火媒体
   によって弁要素に作用するとき第２導管を閉じて保つよ
   うに導管に配列されており、弁要素は、第１圧力より高
   い第２圧力が消火媒体により弁要素に作用するとき第２
   導管を開くように配列されていることを特徴とする請求
   の範囲１のスプリンクラ。
10. 【請求項１０】第１導管（27）が弁要素（26）に配列さ
    れていることを特徴とする請求の範囲９のスプリンク
    ラ。
11. 【請求項１１】ばねは第２導管（33）において弁要素
    （26）のまわりに配列されたコイルばね（34）であるこ
    とを特徴とする請求の範囲９のスプリンクラ。
12. 【請求項１２】コイルばね（34）はノズルハウジング
    （30）内に且つ弁要素（26）のまわりに僅かな遊びを持
    って配列されており、それによりコイルばねのループは
    それらの間に消火媒体のための螺旋形状の路（35）を規
    定することを特徴とする請求の範囲11のスプリンクラ。
13. 【請求項１３】コイルばね（34）は一端でノズルハウジ
    ング（30）のショルダ（36）上に載りそして他端で弁要
    素（26）に形成されたフランジ状部分（37）上に載るよ
    うに配列されていることを特徴とする請求の範囲11のス
    プリンクラ。
14. 【請求項１４】フランジ状部分（37）がノズルハウジン
    グ（30）に設けられた壁（40）に滑り可能に支えられて
    いるように配列されていることを特徴とする請求の範囲
    13のスプリンクラ。
15. 【請求項１５】ノズルハウジング（30）がフランジ状部
    分（37）及び弁要素（26）の移動を制限するためのショ
    ルダ（38）を具備し、それにより螺旋形状の路（35）
    は、第２圧力では弁要素（26）がコイルばねが圧縮され
    るときコイルばねの反力より大きい力を受けるけれど
    も、コイルばね（34）のループの間にそのまま残ってい
    ることを特徴とする請求の範囲13のスプリンクラ。
16. 【請求項１６】ハウジング（２）に中心に配列されたば
    ねで荷重をかけられた（11）スピンドル（９）を具備
    し、中心ノズル（４）はスピンドルの下端に配列されて
    おり、スピンドルはハウジング（２）における導管（1
    0）に滑り可能に支持されており、そして中心ノズルに
    通じるスピンドル導管（13）を具備する請求の範囲９の
    スプリンクラであって、ピン（14）がスピンドル導管
    （13）に配列されておりそしてピンのまわりにはコイル
    ばね（15）が配列されており、ピン及びコイルばねは消
    火媒体のための螺旋形状の路（16）を規定することを特
    徴とする請求の範囲９のスプリンクラ。