KR101221444B1

KR101221444B1 - 스프링클러 헤드

Info

Publication number: KR101221444B1
Application number: KR1020077004101A
Authority: KR
Inventors: 야스아키 고이와
Original assignee: 센주스푸린쿠라 가부시키가이샤
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2013-01-11
Also published as: CN101014388A; US20080115948A1; WO2006120729A1; JPWO2006120729A1; TW200638960A; KR20080005910A; CN101014388B

Abstract

(과제)

스프링클러 헤드가 천장 내부에 매설되어 설치되고, 상기 스프링클러 헤드를 덮어서 감추는 커버 플레이트가 설치되어 있고, 천장면에 대한 스프링클러 헤드의 높이를 조절할 수 있는 스프링클러 헤드에 있어서, 커버 플레이트가 흡수한 화재의 열을 스프링클러 헤드의 감열체에 효율적으로 전달할 수 있는 스프링클러 헤드를 제공하는 것이다.

(해결 수단)

스프링클러 헤드의 감열체에, 방사방향으로 복수의 핀14를 구비하는 히트 콜렉터15가 설치되어 있고, 핀14는 복수의 굴곡부16에 의하여 비스듬히 하방으로 구부러져 있다. 히트 콜렉터15의 상부에는 원반 모양의 히트 콜렉터13이 중첩되어 설치되어 있고, 히트 콜렉터13에 형성된 리브13A, 13B는, 히트 콜렉터15가 수축되었을 때에 굴곡부16과 리브13A, 13B가 서로 간섭받지 않는 위치에 형성되어 있다.

Description

스프링클러 헤드{SPRINKLER HEAD}

본 발명은, 건물 내에 설치되어 화재 시에 소화수(消火水)를 살포(撒布)하는 스프링클러 헤드(sprinkler head)에 관한 것으로서, 특히 스프링클러 헤드가 천장(天障) 내부에 매설(埋設)되어 설치되어 있고, 상기 스프링클러 헤드를 덮어서 감추는 커버 플레이트(cover plate)가 설치되어 있는 스프링클러 헤드에 관한 것이다.

건물 내의 천장이나 벽에 설치되는 스프링클러 헤드는, 급수배관과 접속되어 있고, 스프링클러 헤드 내부의 밸브(valve)에 의하여 노즐(nozzle)이 폐쇄되어 있다. 밸브는 감열작동부(感熱作動部)에 의하여 지지되어 있고, 상기 감열작동부에는 감열체가 조립되어 있어, 감열체가 화재의 열을 감지함으로써 감열작동부가 작동하게 되어 밸브가 개방되는 것이다.

밸브가 개방되면 노즐 내의 소화수가 방출되어 노즐의 앞에 설치된 디플렉터(deflector)에 충돌함으로써 사방으로 비산(飛散)하여 화재가 억제되어 소화된다.

상기의 스프링클러 헤드는 실내에 있어서 외관상 그다지 바람직한 것은 아니므로, 스프링클러 헤드를 덮어서 감추기 위한 커버 플레이트(cover plate)가 설치된다.

커버 플레이트는, 스프링클러 헤드 외부에 부착된 하우징(housing)에 저융점 합금(低融點合金)에 의하여 접합되어 있다. 화재 시에는, 불과 연기에 의한 열기류(熱氣流)와 커버 플레이트가 흡수한 열에 의하여 저융점 합금이 용융(熔融)되어 하우징과 커버 플레이트의 접합이 해제되어 커버 플레이트가 낙하된다.

커버 플레이트의 낙하에 이어서 하우징 내부의 스프링클러 헤드가 화재의 열에 의하여 작동하여 소화수가 살포된다.

상기와 같은 커버 플레이트에 의하여 스프링클러 헤드를 덮어 감춘 상태로 설치되는 스프링클러 헤드의 일례로서 특허문헌1에 기재된 것이 있고 이를 도6에 나타낸다.

도6의 스프링클러 헤드는, 나선(螺線) 모양의 히트 콜렉터(heat collector)30의 일단(一端)이 감열체(感熱體)29에 접속되어 구성되어 있고, 타단(他端)이 커버 플레이트50에 접촉된 상태로 있다. 화재 시에는, 커버 플레이트50이 화재에 의한 열을 흡수하고, 커버 플레이트50이 흡수한 열은 히트 콜렉터30을 통하여 감열체29에 전달되어 스프링클러 헤드의 작동을 촉진시킨다.

또한 스프링클러 헤드 본체10의 외주면(外周面)에 형성된 복수의 수평 홈과 케이싱(casing)40의 내측 상부에 층모양으로 형성되어 있는 돌기43이 결합됨으로써 천장면에 대한 스프링클러 헤드의 높이를 변경할 수 있고, 그에 대응하여 히트 콜렉터30도 신축(伸縮) 가능한 구성으로 되어 있다.

특허문헌1 : 일본국 공개특허공보 특개 2003-265642호(제2-3쪽, 도1)

(발명이 이루고자 하는 기술적 과제)

그러나 상기의 스프링클러 헤드는 히트 콜렉터가 나선 모양이므로, 화재에 의한 열이 커버 플레이트50으로부터 감열체20에 이르기까지의 거리가 길어 열 손실이 발생해버려 감열체에 효율적으로 열이 전달되지 않았다.

따라서 본 발명에서는, 스프링클러 헤드가 천장 내부에 매설(埋設)되어 설치되어 있고, 상기 스프링클러 헤드를 덮어서 감추는 커버 플레이트가 설치되어 있는 스프링클러 헤드로서, 천장면에 대한 스프링클러 헤드의 높이 조절이 가능한 스프링클러 헤드에 있어서, 커버 플레이트가 흡수한 화재의 열을 스프링클러 헤드의 감열체에 효율적으로 전달하는 것이 가능한 스프링클러 헤드를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

(발명의 구성)

상기의 목적을 달성하기 위하여, 청구항1에 기재된 발명은, 스프링클러 헤드가 천장 내부에 매설되어 설치되고, 상기 스프링클러 헤드를 덮어서 감추는 커버 플레이트가 설치되어 있는 스프링클러 헤드로서, 천장면에 대한 스프링클러 헤드의 높이를 조절할 수 있는 스프링클러 헤드에 있어서, 스프링클러 헤드의 감열체(感熱體)에 방사방향(放射方向)으로 복수의 핀(pin)을 구비하는 히트 콜렉터가 설치되어 있고, 핀은 복수의 굴곡부(屈曲部)에 의하여 비스듬히 하방으로 구부러져 있어 신축(伸縮) 가능한 스프링클러 헤드이다.

청구항2에 기재되어 있는 발명은, 제1항에 있어서, 상기 히트 콜렉터의 상부에 판자 모양의 히트 콜렉터가 설치되어 있는 스프링클러 헤드이다.

청구항3에 기재되어 있는 발명은, 제2항에 있어서, 판자 모양의 히트 콜렉터에는 리브(rib)가 형성되어 있고, 상기 리브는, 제1항의 히트 콜렉터가 수축(收縮)되었을 때에 굴곡부와 리브가 서로 간섭받지 않는 위치에 형성되어 있는 스프링클러 헤드이다.

도1은 본 발명의 스프링클러 헤드의 단면도이다.

도2는 도1에 있어서 히트 콜렉터 부분의 주요부 확대도이다.

도3은 히트 콜렉터가 수축되었을 경우의 단면도이다.

도4는, 도1에 있어서 커버 플레이트가 낙하된 상태를 나타내는 도면이다.

도5는, 도1에 있어서 스프링클러 헤드의 살수 상태를 나타내는 도면이다.

도6은 특허문헌1에 기재된 스프링클러 헤드의 단면도이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

1 본체 2 감열분해부(感熱分解部)

3 집열부(集熱部) 4 하우징(housing)

5 커버 플레이트(cover plate) 9, 21 저융점 합금(低融點合金)

10 실린더(cylinder) 11 플런저(plunger)

12, 13 히트 콜렉터(heat collector) 14 핀(pin)

15 히트 콜렉터 16 굴곡부(屈曲部)

17 돌출부 19 마운트(mount)

이하에 본 발명의 실시예1에 관하여 도1～도5를 참조하여 설명한다. 도1은 본 발명의 스프링클러 헤드의 단면도이고, 도2는 도1에 있어서 히트 콜렉터 부분의 주요부의 확대도이고, 도3은 히트 콜렉터가 수축되었을 경우의 단면도이고, 도4는 도1에 있어서 커버 플레이트가 낙하된 상태를 나타내며, 도5는 도1의 스프링클러 헤드의 살수 상태를 나타낸다.

도1에 나타내는 스프링클러 헤드는, 본체1, 감열분해부(感熱分解部)2, 집열부(集熱部)3, 하우징4, 커버 플레이트5로 구성된다.

본체1은, 외주(外周)의 수나사6에 의하여 급수배관과 접속되고, 내부는 밸브7에 의하여 밀봉된 노즐8을 구비한다. 밸브7에는 감열분해부2로부터 노즐8을 닫는 방향으로의 힘이 평상시 가해지고 있고, 화재의 열에 의하여 감열분해부2가 분해됨으로써 밸브7이 개방되어 노즐8로부터 소화수가 방출된다.

감열분해부2는 상기한 대로 열에 의하여 분해되는 기구로서, 예를 들면 일본국 공고특허 특공소58-3698호 공보에 기재된 것이 있다. 감열분해부2에 대해서는 이미 주지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 감열분해부2의 하단에는 감열체로서 저융점 합금9가 내부에 충전되어 있는 실린더(cylinder)10이 설치되어 있다.

실린더10에 충전된 저융점 합금9에는 플런저(plunger)11이 재치(載置)되어 있고, 플런저11을 통하여 감열분해부2로부터 저융점 합금9를 압축하는 힘이 작용하고 있다. 화재에 의한 열에 의하여 저융점 합금9가 용융되면, 플런저(plunger)11이 실린더10 내로 파고들어 감열분해부2가 분해되어 작동되는 구조로 되어 있다.

실린더10의 하부에는 집열부(集熱部)3이 접속되고, 집열부3으로서 원반 모양의 히트 콜렉터12, 13과 방사(放射) 모양으로 복수의 핀(pin)14를 구비하는 히트 콜렉터15가 설치되어 있다. 집열부3은, 실린더10 내의 저융점 합금9에 화재의 열을 전달하는 작용을 하는 것이다. 히트 콜렉터12, 13의 설치 매수(枚數)나 크기에 대해서는, 건물의 규모나 가연물(可燃物)의 양을 고려하여 적당한 것을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

가장 아래에 설치된 히트 콜렉터15는, 천장에 대한 스프링클러 헤드의 높이에 의하여 핀14의 선단(先端)이 커버 플레이트5의 내면을 따라 슬라이딩 함으로써 변형 가능하고, 핀14에 형성한 복수의 굴곡부16에 의하여 항상 외측을 향하여 변형한다.

이에 따라 핀14의 선단이 커버 플레이트5에 항상 접촉하고 있어, 커버 플레이트5가 흡수한 열을 저융점 합금9에 전달할 수 있다. 또한 가공 경화(加工硬化)시킨 복수의 굴곡부16을 형성함으로써 핀14의 강성(剛性)이 향상된다.

히트 콜렉터13에는 고리 모양으로 된 복수의 리브(rib)13A, 13B가 형성되어 있다. 리브13A, 13B는 얇은 판자 모양인 히트 콜렉터의 변형을 방지하는 작용을 하고 있다. 도3에 나타나 있는 바와 같이 히트 콜렉터15가 수축되었을 경우에 굴곡부16이 히트 콜렉터13의 리브에 접촉되지 않도록 위치 설정되어 있고, 굴곡부16에 응력이 집중하는 것을 피하고 있다.

히트 콜렉터12, 13및 15의 재질은, 열전도 성능이 양호한 구리나 동합금(銅合金)에 의하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한 히트 콜렉터15에 대해서는, 열전도 성능이 양호할 뿐만 아니라 스프링 성질을 가지는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

하우징(housing)4는 통모양을 하고 있고, 하단에는 돌출부17이 형성되어 있다. 하우징4의 상부에는 상기의 본체1과의 결합부가 형성되어 있고, 폴(pawl)18이 내측을 향하여 돌출되어 형성되어 있다. 상기 폴18은 스프링클러 헤드의 외주면에 형성된 나선부(螺旋部)에 결합된다.

돌출부17에는, 커버 플레이트5에 접속하기 위한 마운트19가 복수 설치되어 있고, 마운트19 하단의 돌출부20과 커버 플레이트5가 저융점 합금21에 의하여 접합되어 있다. 저융점 합금21은, 스프링클러 헤드에 사용되고 있는 저융점 합금9보다 용융 온도가 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다.

커버 플레이트5는 곡면형상을 하고 있고, 상기한 바와 같이 저융점 합금21 및 마운트19에 의하여 하우징4에 접합되어 있다. 커버 플레이트5는 스프링클러 헤드를 덮어서 감추는 역할을 하는 것 외에, 스프링클러 헤드에 사용되고 있는 저융점 합금9의 용융을 촉진시키기 위하여 화재의 열을 효율적으로 흡수할 수 있도록 상기의 히트 콜렉터12, 13과 같은 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

본 실시예에 있어서 커버 플레이트5는 곡면형상을 하고 있지만, 평면형상의 것을 사용할 수도 있다.

다음에 본 발명의 스프링클러 헤드의 설치 순서에 대하여 설명한다.

스프링클러 헤드는, 급수배관에 본체1을 설치한 후에 본체1에 하우징4를 설치하는 것으로서, 먼저 스프링클러 헤드의 수나사6을 급수배관과 접속한다. 이 상태에서는 천장 하면으로부터 스프링클러 헤드의 집열부3이 보이는 상황이다.

계속하여 천장 하면에서 스프링클러 헤드의 하단으로부터 하우징4를 삽입하고, 천장 하면에 접촉할 정도의 위치까지 커버 플레이트5를 압입(壓入)한다. 그에 의하여 하우징4의 폴18이 스프링클러 헤드의 외주면에 형성 된 나선부에 결합되고, 또한 동시에 히트 콜렉터15의 핀14의 선단이 커버 플레이트5에 접촉되어 외측으로 눌리면서 벌어져 커버 플레이트5의 내면을 슬라이딩 하면서 변형한다.

이상의 순서에 의하여 하우징4가 스프링클러 헤드1에 설치된다.

다음에 본 발명의 스프링클러 헤드의 작동에 대하여 설명한다.

본 발명의 스프링클러 헤드는, 도1에 나타나 있는 바와 같이 천장 내에 매설된 상태에 있고, 커버 플레이트5가 천장 하면과 대략 같은 높이로 설치되어 있고, 실내에서 보았을 때에 본체1이나 집열부3은 커버 플레이트5에 의하여 감추어진 상태로 되어 있다.

화재가 발생하면, 화재의 열기류가 천장 하면을 표류하게 되고, 커버 플레이트5는 그 열기류로부터 열을 흡수한다. 커버 플레이트5가 흡수한 열은, 마운트19를 접합하고 있던 저융점 합금21의 용융을 촉진시킴과 아울러 커버 플레이트5에 접촉하고 있는 히트 콜렉터15를 통하여 실린더10 내의 저융점 합금9에 전달된다.

커버 플레이트5가 흡수한 열에 의하여 도4와 같이 커버 플레이트5와 마운트19를 접합하고 있던 저융점 합금21이 용융되어 커버 플레이트5가 낙하된다. 커버 플레이트5가 낙하되면, 하우징4 내부의 스프링클러 헤드가 노출된다. 히트 콜렉터15는 자체의 탄성에 의하여 원래의 형상으로 되돌아가 선단이 하방으로 늘어진 상태가 되어, 천장 하면으로부터 히트 콜렉터15의 핀14가 돌출된 상태가 된다.

핀14는 천장 하면을 표류하는 열기류로부터 열을 흡수하여, 실린더10에 충전되어 있는 저융점 합금9에 열을 전달한다. 또한 커버 플레이트5가 낙하됨으로써 히트 콜렉터12, 13도 열기류로부터 더 많은 열을 흡수할 수 있다. 핀14 및 히트 콜렉터12, 13이 흡수한 열은 실린더10에 전달되어, 내부에 충전된 저융점 합금9가 용융되어 플런저11이 실린더10 내로 파고들게 됨으로써 감열분해부2가 분해되어 작동한다.

밸브7을 지지하고 있던 감열분해부2가 분해되어 작동함으로써 밸브7이 개방되어, 노즐8로부터 급수배관 내의 소화수가 방출된다. 소화수의 방출에 의하여 스프링클러 헤드 내부에 수납되어 있던 디플렉터D가 노즐8의 전방으로 돌출되어 배치된다. 노즐8로부터 방출된 소화수는 디플렉터D에 충돌하여 사방으로 비산(飛散)하여 소화수가 주위에 살포됨으로써 화재가 억제되어 소화된다.

청구항1의 발명에 의하면, 스프링클러 헤드의 감열체에 설치되는 히트 콜렉터의 형상을, 방사방향으로 복수의 핀을 구비하여 비스듬히 하방으로 늘어뜨린 형상으로 함으로써, 천장에 대한 스프링클러 헤드의 높이가 변화되어도 핀의 선단이 항상 커버 플레이트에 접촉한 상태가 되어 커버 플레이트로부터 감열체에 열을 전달할 수 있다.

또한 히트 콜렉터의 형상을 방사 모양으로 형성함으로써 종래의 예와 비교하여 커버 플레이트로부터 감열체에 열을 전달하는 거리가 단축되어, 감열체에 효율적으로 열을 전달할 수 있게 되었다.

그런데 본 발명의 스프링클러 헤드는, 스프링클러 헤드를 급수배관에 접속한 후에 스프링클러 헤드의 외주부에 커버 플레이트를 장착하는 구조로 되어 있지만, 커버 플레이트를 스프링클러 헤드에 장착할 때에 핀에 굴곡부가 형성되어 있음으로써 핀의 변형은 굴곡부를 지점(支點)으로 하여 눌리면서 벌어지게 된다.

또한 굴곡부가 복수 형성되어 있으므로, 핀은 하방으로부터의 힘이 가해지면 반드시 외측을 향하여 눌리면서 벌어져, 핀이 커버 플레이트의 내면을 따라 슬라이딩 하기 때문에, 핀의 선단이 커버 플레이트에 걸려 변형되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한 굴곡부는 가공 경화되어 있기 때문에 핀 전체의 강성(剛性)이 높아지는 효과가 있다.

청구항2의 발명에 의하면, 상기 스프링클러 헤드의 상부에 판자 모양의 히트 콜렉터를 설치해 둠으로써 화재의 열에 의하여 커버 플레이트가 낙하된 후에, 감열체에 화재의 열을 보다 많이 전달하여 신속하게 스프링클러 헤드를 작동시키는 것이 가능하게 된다.

청구항3의 발명에 의하면, 판자 모양의 히트 콜렉터에 리브를 형성함으로써 강성을 향상시킴과 아울러 리브와 핀의 굴곡부가 서로 간섭받지 않는 위치에 리브가 형성되어 있어, 이에 따라 굴곡부에 응력이 집중되는 것을 피하는 효과가 있다.

Claims

스프링클러 헤드(sprinkler head)가 천장(天障) 내부에 매설(埋設)되어 설치되고, 상기 스프링클러 헤드를 덮어서 감추는 커버 플레이트(cover plate)가 설치되어 있는 스프링클러 헤드로서, 천장면에 대한 스프링클러 헤드의 높이를 조절할 수 있는 스프링클러 헤드에 있어서,

스프링클러 헤드의 감열체(感熱體)에 선단의 모서리부가 원호형상(圓弧形狀)을 하고 방사방향(放射方向)으로 복수의 핀(pin)을 구비하는 히트 콜렉터(heat collector)가 설치되어 있고, 핀의 선단은 커버 플레이트에 접촉하고, 핀은 복수의 굴곡부(屈曲部)에 의하여 비스듬히 하방으로 구부러져 있어 신축(伸縮) 가능한 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드.
제1항에 있어서,

상기 히트 콜렉터의 상부에 판자 모양의 히트 콜렉터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드.
제2항에 있어서,

판자 모양의 히트 콜렉터에는 리브(rib)가 형성되어 있고, 상기 리브는, 제1항의 히트 콜렉터의 핀이 수축(收縮)되었을 때에 굴곡부와 리브가 서로 간섭받지 않는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드.
제1항에 있어서,

상기 핀의 폭은 감열체측보다 선단측이 넓게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드.