Система аэрозольного пожаротушения (варианты), устройство аэрозольного пожаротушения (варианты)

Система аэрозольного пожаротушения (варианты), устройство аэрозольного пожаротушения (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам и устройствам пожарной защиты, которые используют управляемые вручную или автоматически сопла, предназначенные для использования при подаче противопожарных жидкостей. В частности, изобретение относится к системе и устройствам пожарной защиты для зон низкой пожароопасности и обычной пожароопасности с использованием сопел противопожарной защиты, которые создают жидкий аэрозоль. Соответственно, настоящее изобретение относится также к управляемым вручную или автоматически соплам для использования при подаче противопожарных жидкостей, предпочтительно воды в виде водяного аэрозоля.

Уровень техники

Сопла систем пожаротушения используются для подачи воды с добавками или без них в виде относительно мелких брызг, которые в этой отрасли обычно называют аэрозолем. Напротив, спринклеры систем пожаротушения подают воду в виде крупных капель или струй воды. Кроме того, в области предупреждения и борьбы с пожарами различают устройства пожаротушения как сопла или спринклеры на основании устройства, отвечающего принятому в отрасли стандарту технических характеристик. Например, устройства, отвечающие эксплуатационным испытаниям, оговоренным в публикации Factory Mutual (FM) Global Technologies LLC, «Approval Standard for Water Mist Systems: Class No. 5560» (May 2005) (далее по тексту именуемой «FM 5560»), классифицируются как устройства или сопла с водяным аэрозолем.

Механизм, посредством которого (которых) мелкие брызги (водяной аэрозоль) действуют для борьбы с пожаром, его подавления или тушения, может быть сложной комбинацией двух или более из следующих факторов, в зависимости от рабочей концепции отдельного сопла, размера отверстия (отверстий), элемента распылителя, рабочего давления и расхода.

Количество испарения и, следовательно, тепла, отобранного из пламени (т.е. охлаждение горючего), зависит от площади поверхности применяемых капель воды для данного объема. Уменьшение размеров капель приводит к увеличению площади поверхности и усилению охлаждающего действия данного объемного расхода воды.

При превращении воды в пар она увеличивается в объеме примерно в 1650 раз, вытесняя и разбавляя кислород, тем самым блокируя доступ кислорода к горючему.

Маленькие капельки воды являются крайне легкими и обычно остаются подвешенными легчайшими потоками воздуха. Это приводит к образованию «аэрозоля», который обычно распределяется по всему замкнутому пространству за пределами диапазона непосредственного распыления отдельного сопла. Поэтому маленькие капельки воды с большей вероятностью попадут в очаг пожара, дополнительно повышая эффективность этих систем. Кроме того, это объемный эффект распределения аэрозоля действует для охлаждения газов и других горючих веществ в этой зоне, блокируя передачу лучистой теплоты на соседние горючие вещества, а также предварительно смачивая их.

В дополнение к предварительному смачиванию и охлаждению пламени испаряющимися каплями воды, пожаротушение посредством прямого контакта капель воды с горящим горючим для предотвращения дальнейшего образования горючих газов является одним из путей борьбы с пожаром и, предпочтительнее, борьбы с пожаром, обычно связанной с традиционными спринклерами. Однако при использовании быстродействующего механизма включения аэрозоль с высоким количеством движения может быть эффективным на ранней стадии развития открытых пожаров.

Известное сопло противопожарной защиты показано и описано в патенте США №5392993. Еще один тип известного сопла противопожарной защиты показан и описан в международной публикации патента согласно РСТ WO 98/18525. Другими известными соплами противопожарной защиты являются сопла AquaMist®, выпускаемые компанией Тусо Fire Suppression и Building Products, г.Лансдейл, штат Пенсильвания (далее по тексту именуемые «Тусо»). Например, сопла АМ4 и AM 10 AquaMist® были разработаны для рынка особой пожароопасности - сегмента пожаротушения распыленной водой, очень отличающегося от спринклеров. Эти сопла обеспечивали тушение пожаров класса В (легковоспламеняющиеся жидкости) путем полного затопления зон размещения оборудования и механизмов. В течение этого периода времени были разработаны и другие дополняющие сопла AquaMist: сопла АМ6, АМН, АМ22 и АМ24 были разработаны с морской системой Международной морской организации (ИМО) (стандарт ИМО А.800 (19)), и позднее было разработано сопло AM 15 с локальной прикладной системой системы ИМО 913. Ранее опубликованные паспорта для каждого из сопел АМ4, АМ6, АМ10, АМН, АМ22 и АМ24 и публикации патентов U.S. 5392993 и WO 98/18525 включены в предварительную патентную заявку США №61/193 873.

Сопло АМ24 было отдельно испытано Underwriters Laboratories для пожарной защиты зон до обычной пожароопасности, группа 2 (ОН2), согласно определению в публикации Национальной ассоциации пожарной безопасности (NFPA), озаглавленной «NFPA 13: Standard for Installation of Automatic Sprinkler Systems» (NFPA 13). Сопло АМ24 было испытано в соответствии с требованиями стандарта UL 2167 и было признано успешно прошедшим суровое испытание пожаром степени ОН2. В соответствии с этим протоколом сопло получило листинг UL. Из-за формы распыления с относительно малым диаметром, характерного для этого сопла, листинг разрешал установки только при относительно ограниченных расстояниях между соплами и высотах потолков. Хотя требования к испытанию на эффективность при пожаре для низкой пожароопасности (LH) и обычной пожароопасности, группа 1 (ОН1) (согласно определению в NFPA 13), были менее жесткими, сопло АМ24 разработано на выдерживание испытания для ОН2. Результирующие параметры установки для LH и ОН1 имели такую же судьбу, и была разрешена лишь небольшая уступка в части высоты потолка.

В таблицах ниже подытожены известные сопла AQUAMIST® с указанием их установочных параметров для разной пожароопасности. Для каждого сопла в таблицах указаны коэффициент производительности К (в галлонах в минуту/фунт-сила на кв. дюйм^1/2), минимальное рабочее давление, максимальное расстояние сопла, зона покрытия на сопло, эффективная плотность потока, т.е. расход, подаваемый соплом на квадратный фут, и максимальная высота потолка, под которым сопло может устанавливаться.

Таблица А
АМ6	Пожары класса А (зона пожароопасности LH)
к	0,33	[гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм1/2]
мин. давление	116	[фунты-силы на кв. дюйм]
макс. расстояние	5'10”
макс. площадь	26	[футы2]
эффективная плотность потока	0,137	[гал в мин/фут]
максимальная высота потолка	8'2”

Таблица В
АМН	Пожары класса А (зона пожароопасности LH)
К	0,33	[гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм1/2]
мин. давление	102	[фунты-силы на кв. дюйм]
макс.расстояние	8'2”
макс.площадь	67	[футы2]
эффективная плотность потока	0,050	[гал в мин/фут2]
максимальная высота потолка	8'2”
Таблица С
АМ22	Пожары класса А (зона пожароопасности LH)
k	0,64	[гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм1/2]
мин. давление	102	[фунты-силы на кв. дюйм]
макс.расстояние	11'6”
макс.площадь	132	[футы2]
эффективная плотность потока	0,049	[гал в мин/фут2]
максимальная высота потолка	8'2”
Таблица D
АМ22	Пожары класса А (зона пожароопасности LH)
k	0,64	[гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм1/2]
мин. давление	102	[фунты-силы на кв. дюйм]
макс.расстояние	9'2”
макс.площадь	84	[футы2]
эффективная плотность потока	0,077	[гал в мин/фут2]
максимальная высота потолка	16'5”

Таблица Е
АМ24	Пожары класса А (зона пожароопасности ОН)
k	0,64	[гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм1/2]
мин.давление	102	[фунты-силы на кв. дюйм]
макс.расстояние	8'2”
макс.площадь	67	[футы2]
эффективная плотность потока	0,096	[гал в мин/фут2]
максимальная высота потолка	8'2”

На сегодняшний день считается, что организации по разработке стандартов придерживаются мнения, что системы противопожарной защиты водяным аэрозолем должны отвечать критериям гидравлического расчета - большее из девяти сопел или 1500 квадратных футов, как оговорено организацией по разработке стандартов, такой, как, например Factory Mutual (FM) Global Technologies LLC или NFPA. Количество воды, подаваемое при работе системы, - это одна из основных забот разработчиков систем пожаротушения водяным аэрозолем. Оно обычно основывается на цели сохранения отделки интерьера здания или предметов, содержащихся в нем (например, бесценные картины). Еще одной целью может быть обеспечение адекватной защиты от пожара при ограниченном объеме воды. В любом случае подача воды может быть основным фактором при выборе противопожарной защиты водяным аэрозолем вместо спринклерной системы.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к различным системам пожарной защиты аэрозольного типа для защиты зон с низкой и обычной пожароопасностью с меньшей потребностью в воде по сравнению с известными системами аэрозольного типа или спринклерными системами, предназначенными для защиты таких же помещений. Определены три предпочтительных конструктивных исполнения системы путем варьирования расчетных критериев для установки: (i) двух предпочтительных аэрозольных сопел; (ii) предпочтительных сопел в сочетании с известными соплами и (iii) предпочтительного сопла в сочетании с известными спринклерами.

Один предпочтительный вариант осуществления аэрозольной системы противопожарной защиты для защиты помещения с низкой и обычной пожароопасностью включает источник жидкости и несколько сопел, расположенных на определенном расстоянии между собой в указанном помещении и подключенных к источнику жидкости для подачи жидкости в сопла под рабочим давлением ниже примерно 500 фунтов-сил на квадратный дюйм. Кроме того, эти несколько сопел определяют гидравлическую потребность, которая является большей из (i) пяти гидравлически удаленных сопел, каждое из которых имеет зону охвата в пределах от 36 кв. футов максимум примерно до 256 кв. футов; или (ii) гидравлической расчетной зоны примерно от 900 квадратных футов примерно до 1044 квадратных футов. В одном аспекте этого предпочтительного варианта осуществления указанные несколько сопел расположены над площадью защиты зоны на максимальной высоте потолка менее десяти футов с расстоянием между соплами минимум шесть на шесть футов (6×6 футов) и максимальным расстоянием 16 на 16 футов (16×16 футов), а гидравлическая потребность является большей из пяти гидравлически дистанционных сопел или 900 кв. футов (84 кв. м). В альтернативном варианте осуществления этой предпочтительной системы максимальная высота потолка составляет примерно десять футов, конкретнее 9 футов-10 дюймов (3 м) или менее или, в еще одной альтернативе, 8 футов (2,4 м). Рабочее давление для указанных нескольких сопел предпочтительно находится в пределах примерно от 110 до 250 фунтов-сил на кв. дюйм или, альтернативно, в пределах примерно от 140 до 250 фунтов-сил на кв. дюйм. В одном аспекте предпочтительные сопла имеют коэффициент производительности К менее 1 гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм^½, в частности примерно 0,8 гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм^½. Альтернативно, указанные несколько сопел имеют коэффициент производительности К примерно 0,6 гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм^½.

В предпочтительном варианте системы несколько сопел обеспечивают пожарозащиту аэрозольного типа для зоны, разбитой на секции, площадью более 1000 квадратных футов и, конкретнее, 1024 кв. футов. Для одного конкретного варианта, в котором гидравлическая потребность определяется длительностью подачи воды шестьдесят минут во все сопла в зоне защиты, система предпочтительно конструктивно исполнена таким образом, чтобы обеспечивать защиту лишь для помещения с низкой пожароопасностью.

Еще в одном предпочтительном варианте системы несколько сопел расположены над площадью защиты зоны на максимальной высоте потолка примерно семнадцать футов с минимальным расстоянием между соплами минимум шесть на шесть футов (6×6 футов) и максимальным расстоянием между соплами 12 на 12 футов (12×12 футов). Каждое из указанных нескольких сопел имеет коэффициент производительности К примерно 0,6 гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм^½ и, конкретнее, 0,59 гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм^½. В одном конкретном варианте осуществления, в котором зона защиты менее 1500 квадратных футов, гидравлическая потребность определяется длительностью подачи воды шестьдесят минут во все сопла в зоне защиты, так чтобы обеспечивать защиту лишь для зоны с низкой пожароопасностью.

Еще один предпочтительный вариант аэрозольного пожаротушения предусматривает пожарозащиту для зоны низкой и обычной пожароопасности с зоной защиты, являющейся, по меньшей мере, одним из следующего: (i) более 1024 кв. футов и (ii) под потолком, имеющим максимальную высоту примерно 13 футов или менее. Система предпочтительно содержит источник жидкости, несколько сопел, подключенных к источнику жидкости для определения гидравлической потребности системы, которая является большей из (i) пяти наиболее гидравлически дистанционных сопел или площади 900 квадратных футов. Несколько сопел предпочтительно содержат первые несколько сопел, расположенные в зоне пожарной защиты для защиты не более 30% зоны пожарной защиты с расстоянием между соплами в пределах от примерно 6×6 футов до примерно 12×12 футов, каждое имеющее рабочее давление в пределах от примерно 102 до примерно 250 фунтов-сил на кв. дюйм. Вторые несколько сопел, расположенные в зоне пожарной защиты для защиты остальной части зоны пожарной защиты с расстоянием между соплами от примерно 6×6 футов до примерно 16×16 футов, каждое имеющее рабочее давление в пределах от примерно 110 до примерно 250 фунтов-сил на кв. дюйм.

В следующем варианте изобретения, если зона пожарной защиты имеет площадь более 1024 кв. футов, а максимальная высота потолка - примерно десять футов, эти вторые несколько сопел расположены с расстоянием между соплами от примерно 6х6 футов до примерно 16×16 футов, причем каждое из сопел имеет рабочее давление в пределах от примерно 140 до примерно 250 фунтов-сил на кв. дюйм. В еще одном аспекте предпочтительных систем вторые несколько сопел расположены с расстоянием между соплами от примерно 6×6 футов до примерно 12×12 футов, причем эти вторые несколько сопел подключены к источнику жидкости для подачи жидкости в сопла при рабочем давлении от примерно 110 до примерно 250 фунтов-сил на кв. дюйм.

В конкретном предпочтительном варианте в системе для защиты при обычной пожароопасности без хранения и при максимальной высоте потолка примерно десять футов первые несколько сопел имеют максимальное расстояние между соплами примерно 12×12 футов. В другом аспекте, в котором зона имеет обычную пожароопасность без хранения, а максимальная высота потолка равна примерно 13 футов, первые несколько сопел имеют максимальное расстояние между соплами примерно 10×10 футов. В еще одном варианте системы для защиты аэрозольного типа помещения с обычной пожароопасностью с хранением, имеющего максимальную высоту хранения 8 футов и максимальную высоту потолка примерно десять футов, первые несколько сопел имеют максимальное расстояние между соплами примерно 8×8 футов.

Еще в одном варианте системы, в котором помещение имеет обычную пожароопасность без хранения, а максимальная высота потолка равна примерно десять футов, первые несколько сопел имеют максимальное расстояние между соплами примерно 10×10 футов. Альтернативно, когда помещение имеет обычную пожароопасность без хранения, а максимальная высота потолка равна примерно 13 футов, и первые несколько сопел имеют максимальное расстояние между соплами примерно 8×8 футов. Когда помещение имеет обычную пожароопасность с хранением с максимальной высотой хранения 5 футов, высота потолка примерно восемь футов (8 футов), а первые несколько сопел имеют максимальное расстояние между соплами примерно 8х8 футов.

Еще один предпочтительный вариант системы создает аэрозоль для противопожарной защиты помещения с низкой и обычной пожароопасностью, предпочтительно охватывая зону защиты более 1024 кв. футов. Система предпочтительно содержит источник жидкости и несколько устройств распределения жидкости, подключенных к источнику жидкости. Эти устройства содержат несколько спринклеров, размещенных в помещении для защиты не более 30% зоны пожарной защиты при расстоянии между спринклерами в пределах от примерно 6х6 футов до примерно 15×15 футов. Эти несколько спринклеров подключены к источнику жидкости так, чтобы определять гидравлическую потребность системы, которая является большей из пяти наиболее удаленных спринклеров, или расчетную площадь, которая варьирует в пределах от 900 до 1500 кв. футов, причем каждый из нескольких спринклеров имеет максимальное рабочее давление 175 фунтов-сил на кв. дюйм. Кроме того, предпочтительная система предпочтительно содержит несколько сопел, расположенных в помещении для защиты остальной части зоны пожарной защиты с расстоянием между соплами от примерно 6×6 футов до примерно 16×16 футов. Каждое из первых нескольких сопел имеет рабочее давление в пределах от примерно 110 до примерно 250 фунтов-сил на кв. дюйм. Для предпочтительной системы гидравлическая потребность предпочтительно определяется: (i) большим из пяти наиболее удаленных спринклеров или 900 кв. футов для максимальной высоты потолка помещения примерно десять футов (10 футов); (ii) большим из пяти наиболее удаленных спринклеров или 1013 кв. футов для максимальной высоты потолка пятнадцать футов (15 футов); (iii) большим из пяти наиболее удаленных спринклеров или 1125 кв. футов для максимальной высоты потолка двадцать футов (20 футов).

Кроме того, предлагаются устройства аэрозольного пожаротушения. Обычно предпочтительное устройство аэрозольного пожаротушения для защиты, по меньшей мере, лишь одного помещения с низкой пожароопасностью и помещения с низкой и обычной пожароопасностью, имеющей потолок с максимальной высотой не менее 8 футов. Предпочтительно, устройство содержит корпус, имеющий верхнюю часть и нижнюю часть. Верхняя часть имеет внутренний проход, имеющий впуск и выпуск для подачи жидкости. Дросселирующая вставка, расположенная в проходе, определяет коэффициент производительности К не менее 1 гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм^½. Пара плеч каркаса проходит между верхним и нижним корпусными элементами и отцентрирована относительно оси устройства, а уплотнительный узел расположен в выпуске, содержащем термоэлемент, предназначенный, чтобы поддерживать уплотнительный узел. Предпочтительное устройство содержит средство для распыления жидкости при плотности потока менее 0,1 гал в мин/кв. фут при давлении жидкости на впуске менее 500 фунтов-сил на кв. дюйм, чтобы образовывать зону охвата устройства более 132 кв. футов, предпочтительно, до максимума 256 кв. футов.

В одном предпочтительном варианте осуществления узел распылителя, имеющий зону охвата устройства максимум 256 кв. футов при максимальной высоте потолка примерно десять футов для рабочего давления жидкости на впуске в пределах между 140 фунтов-сил на кв. дюйм и 250 фунтов-сил на кв. дюйм, причем указанный узел распылителя содержит нагрузочный винт, зацепляющийся с нижней корпусной частью, и распылительный элемент, расположенный сверху нагрузочного винта внутри плеч каркаса, проходящих посредине вдоль оси устройства. Распылительный элемент предпочтительно содержит верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем верхняя поверхность содержит центральную конусную часть, находящуюся рядом с выпуском прохода, и несколько сквозных отверстий. Каждое сквозное отверстие предпочтительно определяется парой кругов, частично перекрывающих друг друга, причем эта пара кругов имеет разные диаметры, чтобы образовывать сквозное отверстие по форме замочной скважины. Кроме того, эти несколько сквозных отверстий содержат первую пару диаметрально противоположных сквозных отверстий, вторую пару диаметрально противоположных сквозных отверстий, расположенных перпендикулярно первой паре. Предпочтительно, каждая из первой и второй пар сквозных отверстий расположена под углом сорок пять градусов относительно пары плеч каркаса. Предпочтительное устройство предпочтительно содержит также несколько областей углублений, причем каждая область углубления окружает сквозное отверстие. На верхней поверхности предпочтительно образованы несколько каналов, расположенных радиально по распылительному элементу так, что соседние сходящиеся каналы имеют перекрывающуюся часть так, что соседние сходящиеся каналы находятся в сообщении между собой, причем сквозное отверстие и углубление находятся посредине между соседними расходящимися каналами. Предпочтительное устройство предпочтительно содержит дросселирующую вставку, размещенную в проходе и предназначенную для определения коэффициента производительности К в пределах от 0,7 до примерно 0,9 гал в мин/фунтов-сил на кв. дюйм^½.

В другом предпочтительном варианте осуществления средство предпочтительно содержит распылительный элемент, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, отстоящую от верхней поверхности и проходящую практически параллельно ей. Верхняя поверхность предпочтительно имеет центральную область, наружную область и промежуточную область, проходящую под углом к каждой из центральной и периферической областей, чтобы разнести центральную и периферическую области в аксиальном направлении. Верхняя поверхность предпочтительно проходит относительно оси устройства так, что образует усеченный конус относительно оси устройства. Из верхней поверхности в нижнюю поверхность проходит, по меньшей мере, один из нескольких вырезов и несколько сквозных отверстий. Каждое из нескольких вырезов предпочтительно имеет отверстие выреза вдоль наружной области, который проходит радиально вовнутрь к оси устройства и имеет длину выреза, начальную часть, промежуточную часть и конечную часть, причем каждый из нескольких вырезов имеет ширину выреза от начальной до конечной части. Кроме того, несколько вырезов предпочтительно включают первую группу вырезов и, по меньшей мере, вторую группу вырезов, причем ширина выреза первой группы вырезов изменяется по длине выреза, а ширина выреза второй группы вырезов постоянна по длине выреза. Первая группа вырезов предпочтительно содержит закругленные части в конечной части выреза, причем закругленные части отстоят друг от друга так, что ширина выреза конечной части больше ширины выреза в начальной и промежуточной частях.

Предпочтительно, первая группа вырезов содержит первый тип выреза, второй тип выреза и третий тип выреза. Вырезы первого типа предпочтительно отцентрированы по первой оси, совпадающей с плечами каркаса, и отцентрированы по второй оси, перпендикулярной первой оси. Второй тип вырезов имеет ширину выреза больше в конечной части, которая больше ширины выреза конечной части первого типа выреза. Второй тип выреза отцентрирован по третьей оси, расположенной под углом 45 градусов между первой и второй осями. Третий тип вырезов предпочтительно имеет ширину выреза в конечной части, которая меньше ширины выреза конечной части первого типа выреза. Третий тип выреза предпочтительно расположен между вторым типом выреза и первым типом выреза, расположенным вдоль первой оси. Вырез второй группы предпочтительно расположен между вторым типом выреза и первым типом выреза, расположенным вдоль второй оси.

Предпочтительный распылительный элемент содержит третью группу вырезов, имеющую начальную часть в сообщении с первым типом выреза, расположенным вдоль первой оси, причем ширина выреза третьего типа вырезов увеличивается от начальной части к конечной части вырезов. Третья группа вырезов предпочтительно выровнена с парой плеч каркаса, и при этом второй тип вырезов расположен под углом сорок пять градусов относительно пары плеч каркаса.

В предпочтительном распылительном элементе каждое из нескольких сквозных отверстий имеет удлиненную форму с большой осью и малой осью, причем каждое из сквозных отверстий включает пару закругленных концевых частей, имеющих центры кривизны, разнесенные по большой оси. Несколько сквозных отверстий предпочтительно включают первую группу сквозных отверстий и, по меньшей мере, вторую группа сквозных отверстий, причем пара закругленных концевых частей первой группы сквозных отверстий имеет равные радиусы, пара закругленных концевых частей второй группы сквозных отверстий имеет отличающиеся радиусы. Кроме того, предпочтительное устройство содержит дросселирующую вставку, размещенную в проходе на удалении от впуска и предназначенную для определения коэффициента производительности К, причем коэффициент производительности К находится в пределах между 0,5 и примерно 0,7 гал в мин/фунт-сила на кв. дюйм^½. Каждое из предпочтительных сопел и их распылительная структура обеспечивают форму распределения жидкости и эффективную плотность потока, отвечающие принятым в отрасли требованиям пожарных испытаний. Кроме того, когда предпочтительные сопла проходили предпочтительное испытание на распределение, их распылительные структуры доставляли поток, конкретнее, эффективный поток, на радиальном расстоянии от сопла в количестве, которое ранее считалось недостижимым.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, включенные в настоящее описание и составляющие его неотъемлемую часть, иллюстрируют примерные варианты осуществления изобретения и вместе с вышеприведенным общим описанием и нижеприведенным подробным описанием служат для объяснения отличительных признаков изобретения.

Фиг.1 представляет схематический вид одной предпочтительной системы пожарной защиты.

Фиг.2 представляет вид сбоку одного предпочтительного варианта осуществления сопла.

Фиг.3 представляет разрез сопла на фиг.1 по линии III-III.

Фиг.4 представляет подробный вид узла нагрузочного винта и распылителя, используемого в сопле на фиг.2.

Фиг.5 представляет вид в изометрии нагрузочного винта на фиг.3.

Фиг.6 представляет вид с частичным разрезом нагрузочного винта на фиг.3.

Фиг.7 представляет еще один вид с частичным разрезом нагрузочного винта на фиг.3.

Фиг.8 представляет подробный вид распылительного элемента и конус узла нагрузочного винта на фиг.4.

Фиг.9 представляет вид в плане распылительного элемента, используемого в узле нагрузочного винта и распылителя на фиг.4.

Фиг.10 представляет детальный разрез дросселирующей вставки, используемой в сопле на фиг.2 и 3.

Фиг.11 представляет вид сбоку предпочтительного сопла противопожарной защиты.

Фиг.12 представляет разрез дросселирующей вставки для использования в сопле на фиг.11.

Фиг.13 представляет разрез сопла на фиг.11 по линии II-II.

Фиг.14 иллюстрирует предпочтительную заготовку для изготовления распылительного элемента в сопле на фиг.11.

Фиг.15 представляет вид в плане предпочтительного распылительного элемента для использования в сопле на фиг.11.

Фиг.16 представляет разрез распылительного элемента на фиг.15 по линии IVA-IVA.

Фиг.17 представляет разрез распылительного элемента на фиг.15 по линии IVB-IVB.

Фиг.18 представляет подробный вид распылительного элемента на фиг.15.

Фиг.19А-19В представляют схему испытательной установки для пожарного испытания «Малый отсек» предпочтительного сопла.

Фиг.20 представляют схему испытательной установки для пожарного испытания «Большой отсек» предпочтительного сопла.

Фиг.21А-21В представляют схему испытательной установки для пожарного испытания в открытом пространстве предпочтительного сопла.

Фиг.22-23 представляют схему предпочтительной испытательной установки для определения распределения распыления.

Фиг.24 иллюстрирует предпочтительную систему полярных координат для анализа формы распыления сопла на фиг.2 и 11.

Осуществление изобретения

На фиг.1 приведена схематическая иллюстрация одного предпочтительного варианта осуществления системы пожарной защиты 10, в которой используются один или несколько механизмов пожаротушения при помощи аэрозоля, описанных выше. Система 10 предпочтительно предназначена для обеспечения противопожарной защиты помещений с низкой пожароопасностью. Помещения с низкой пожароопасностью обычно определяются как помещения или части других помещений, в которых количество и/или горючесть содержания являются низкими, и ожидаются пожары с относительно низкими степенями тепловыделения. К помещениям с низкой пожароопасностью обычно относятся среди прочих следующие помещения: жилые помещения, офисы, зоны обработки данных без открытого хранения носителей информации, комнаты заседаний, отели, музейные выставочные площади, залы для посетителей в ресторанах, учреждения и школы. Предпочтительнее, система 10 обеспечивает противопожарную защиту помещений как с низкой, так и обычной пожароопасностью. Помещения с обычной пожароопасностью обычно определяются как помещения или части других помещений, в которых горючесть содержания умеренна, количество горючих веществ от умеренного до большого, и ожидаются пожары с умеренными степенями тепловыделения. К помещениям с обычной пожароопасностью обычно относятся среди прочих следующие помещения: автомобильные парковки, прачечные, библиотеки, участки технического обслуживания, торговые заведения, лаборатории, места случайного хранения, служебные зоны в ресторанах (кухни) и химчистки. NFPA 13 классифицирует и определяет помещения с обычной пожароопасностью как относящиеся к двум группам: помещения (ОН1) с обычной пожароопасностью группы 1 и помещения (ОН2) с обычной пожароопасностью группа 2. Помещения ОН1 определяются как помещения или части других помещений, «в которых горючесть низка, количество горючих веществ умеренное, штабеля горючих веществ высотой не превышают 8 футов (2,4 м), и ожидаются пожары с умеренными степенями тепловыделения». См. NFPA 13, глава 4 (2007 г.). Помещения ОН2 определяются как помещения или части других помещений, «в которых количество и горючесть содержимого от умеренных до высоких, в которых штабеля содержимого с умеренными степенями тепловыделения не превышают по высоте 12 футов (3,66 м), и штабеля содержимого с высокими степенями тепловыделения не превышают по высоте 8 футов (2,4 м)». См. NFPA 13, глава 4 (2007 г.).

Предпочтительная система 10 содержит центр 14 управления жидкостью, для управления потоком жидкости для пожаротушения между источником 12 жидкости и одним или несколькими аэрозолеобразующими устройствами, такими как, например, предпочтительные сопла 18, 18', которые отдельно и вместе с одним или несколькими известными соплами 20 соединены с центром 14 управления водой системой труб 15. Кроме того, предпочтительная система может содержать один или несколько спринклеров 22, соединенных с центром 14 управления жидкостью. Система 10 предпочтительно является мокрой системой, так что центр управления водой нормально открыт, чтобы заполнять систему труб жидкостью для пожаротушения и подавать рабочее давление жидкости на сопла и, если применимо, спринклеры. Материалом для трубопроводов предпочтительно является любой один из следующих: ХПВХ, латуни и меди, трубы из меди, труба из нержавеющей стали или иной материал, подходящий для использования в аэрозольной системе.

Предпочтительный центр 14 управления жидкостью содержит регулирующий клапан 14а и один или более следующих компонентов: водяной обратный клапан 14b, детектор 14с потока жидкости и фильтр 14d системы. Источником 12 жидкости может быть вода, например, подаваемая из городского водопровода. Источник жидкости 12 предпочтительно предусмотрен таким, чтобы обеспечивать минимальную продолжительность подачи воды не менее десяти минут, предпочтительнее, не менее чем тридцатиминутная продолжительность подачи воды в систему 10. Кроме того, источник 12 жидкости достаточен для подачи давления примерно до 250 фунтов-сил на кв. дюйм в каждое сопло или спринклерное устройство, предпочтительно, в пределах от примерно 140 до примерно 250 фунтов-сил на кв. дюйм, предпочтительнее, в пределах от примерно 110 до примерно 250 фунтов-сил на кв. дюйм, и, даже предпочтительнее, в пределах от примерно 102 до примерно 250 фунтов-сил на кв. дюйм. Для того чтобы обеспечить подачу воды под достаточным давлением, система 10 предпочтительно содержит также насос 16, расположенный между источником 12 жидкости и центром 14 управления жидкостью. В одном предпочтительном варианте осуществления насос 16 содержит главный насос 16а и контроллер и вспомогательный насос 16b и контроллер. Система 10 предпочтительно выполнена для обеспечения защиты помещения с низкой и обычной пожароопасностью площадью не более 52000 квадратных футов. Помещение может включать одну или более секционированных зон, соединяемых коридорами. При условии, что площадь всех помещений и коридоров системы не превышает 52000 квадратных футов максимум, один центр управления жидкостью считается достаточным для обеспечения жидкостью устройств системы.

К центру 14 управления жидкостью подключена сеть аэрозолеобразующих устройств или сопел 18, предпочтительно установленных в соответствии с публикацией NFPA «NFPA 750: Water Mist Fire Protection System» («NFPA 750»). Сопла 18, 20 и, если применимо, спринклеры 22 все предпочтительно являются подвесными устройствами, установленными ниже потолка С над зоной защиты А на максимальной высоте потолка Н защищаемого помещения. Предпочтительная конструкция потолка - гладкая с максимальным уклоном примерно пять процентов или 1 фут подъема на каждые двадцать футов длины. Альтернативно, сопла 18 могут представлять собой сочетание сопел подвесного типа, вертикальной ориентации и на боковых стенах.

Системы пожарной защиты аэрозольного типа, описанные ниже, обеспечивают защиту помещений с низкой и обычной пожароопасностью с меньшей потребностью в воде по сравнению с известными системами аэрозольного типа или спринклерными системами, предназначенными для защиты таких же помещений. Определены три предпочтительных конструктивных исполнения системы путем варьирования расчетных критериев для установки: (i) двух предпочтительных сопел для образования аэрозоля; (ii) предпочтительных сопел в сочетании с известными соплами и (iii) предпочтительного сопла в сочетании с известными спринклерами.

В одном аспекте предпочтительной системы 10 сопла 18 установлены и конструктивно исполнены таким образом, чтобы обеспечить защиту помещений с низкой и обычной пожароопасностью, используя сопла низкого давления (<175 фунтов-сил на кв. дюйм) и/или давления между низким и средним (175 фунтов-сил на кв. дюйм<×<500 фунтов-сил на кв. дюйм), имеющие зону охвата на сопло предпочтительно свыше 132 кв. футов для установок под потолками, имеющими максимальную высоту примерно семнадцать футов, предпочтительно, менее десяти футов (10 футов), предпочтительно, примерно девять футов десять дюймов (9 футов-10 дюймов), и, альтернативно, примерно восемь футов, и, конкретнее, примерно 8 футов-2 дюйма. Предпочтительные сопла 18, в частности, имеют зону охвата на спринклер, которая варьирует от минимум 36 квадратных футов до максимум 256 квадратных футов. В предпочтительной системе 10 сопла 18 предпочтительно подключены к источнику 12 жидкости и расположены в помещении таким образом, чтобы определять предпочтительную гидравлическую потребность системы, которая является большей одного из следующего; пять наиболее удаленных сопел или гидравлическая расчетная площадь в пределах от примерно 900 кв. футов до примерно 1044 кв. футов. Кроме того, гидравлическая по