BRPI0706994A2

BRPI0706994A2 - sprinkler de baixa pressão e arranjo de pelo menos dois sprinklers de baixa pressão

Info

Publication number: BRPI0706994A2
Application number: BRPI0706994-4A
Authority: BR
Inventors: Stephen R Ide; William J Reilly; Robert J Ballard
Original assignee: Victaulic Co Of America
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2011-04-12
Also published as: AU2007215183A1; AR059529A1; NO20083112L; US20080073088A1; WO2007095245B1; WO2007095245A2; KR20080103067A; IL193055A0; CA2636610A1; WO2007095245A3; JP2009526615A; EP1986787A2; TW200738293A; CN101426585A

Abstract

SPRINKLER DE BAIXA PRESSAO E ARRANJO DE PELO MENOS DOIS SPRINKLERS DE BAIXA PRESSAO. Um sprinkler tendo um projeto de modo que eles possam ser arranjados de modo que a cobertura de cada uma deles exceda 80 pes^2^-preferivelmente menor que 200 pés^2^ em ambientes de ocupação de Estoque de Empilhamento Alto e Extra-Risco incluindo pés direito de 35 e 40 pés. Especificamente, na configuração preferida, cada sprinkler é um sprinkler de baixa pressão (i.e. 7 a 10 psi); tem um fator K nominal de 25 ou mais, preferivelmente na faixa de 18 a 40; e um RTI maior que101 m^1/2^ s^1/2^; e inclui um defletor para gotas grandes; e ademais atende padrões NFPA 13.

Description

"SPRINKLER DE BAIXA PRESSÃO E ARRANJO DE PELO MENOS DOISSPRINKLERS DE BAIXA PRESSÃO"

Campo da Invenção

A presente invenção se relaciona a sprinklers e sistemasde sprinkler usados para controlar incêndios.

Em particular, se relaciona ao que são conhecidos como"Sprinklers Especiais" e a maneira como são arranjadosem instalações de teto alto, de modo que os sprinklerspossam ser usados para controlar as chamadas ocupações de"Estoque de Empilhamento Alto" e "Extra-Risco" (tambémchamados Fogo Altamente Desafiador), preferivelmentesem bombas suplementares.

Histórico da Invenção

Sprinklers para proteção contra incêndio são conhecidoshá décadas, assim como seu modo de operação. 0 sprinkler,ou sistema de sprinklers, em função dos potenciaisdesafios colocados por incêndios, se propõe a controlar(confinar) ou suprimir incêndios. No entanto, paradesenvolver sprinklers ou sistemas de sprinkler parasituações práticas e atender aos critérios estabelecidospela indústria (NPFA13) e agências (UnderwriterLaboratories (UL) ou Factory Mutual (FM) ) têm que serenfrentados desafios significativos.

Basicamente, um sprinkler geralmente inclui:

um corpo geralmente tubular tendo uma extremidade deentrada e uma extremidade de descarga oposta;

• uma passagem interna se estendendo entre asextremidades de entrada e descarga;

• um defletor acoplado com um corpo tubular e espaçadoe geralmente alinhado com a extremidade de descarga dapassagem interna, de modo a ser impactado pelo fluxo deágua procedente da extremidade de descarga da passagem,quando da ativação do sprinkler;

• uma válvula liberavelmente posicionada naextremidade de descarga do corpo tubular, de modoa fechar a passagem interna; e

• um gatilho reativo a calor montado de modo aliberavelmente manter fechada a válvula na extremidade dedescarga do corpo tubular.

Ademais, há geralmente uma variedade de tipos conhecidosde sprinklers. Os dois tipos mais comuns são sprinklerpadrão pendente e sprinkler padrão para-cima.Um sprinkler padrão para-cima é operativamente conectadoa um duto de água, que se eleva verticalmente acimado tubo ou duto de alimentação, enquanto um sprinklerpadrão pendente é operativamente conectado a um tio ouduto de água, e se estende verticalmente para baixo dotubo ou duto de água. Cada tipo tem vantagensespecificas. No entanto, mais recentemente, foramdesenvolvidos sprinklers de grande porte alimentados porgrandes tubos ou dutos. Mas, um tubo de água de grandediâmetro sob um sprinkler padrão para-cima cria umobstáculo para o fluxo de água, que comumente é chamadode "Sombra". Ademais, pelo fato de a saída de água serdirecionada para cima, ao invés de para baixo, o momentumde água resulta reduzido. Ademais, a orientação verticalpara cima freqüentemente apresenta problemas deinstalação, com respeito ao acesso e espaço acima dotubo. Não obstante, por causa da vantagem dapossibilidade de usar condutores guarda-chuva, paradirecionar a água, o fluxo de água, freqüentementeos projetos de sprinkler padrão para-cima são utilizadosem aplicações especiais. Em geral, se o requisitoespecial for conseguido, prefere-se um sprinkler padrãopendente.

O tamanho do corpo tubular de um sprinkler é geralmentedenominado pelo chamado "coeficiente de descarga" ou"fator K" . Geralmente, quanto maior o fator K, maior seráo diâmetro da passagem interna do corpo tubular.O fator K é igual ao fluxo de água que passa através dapassagem interna, sendo expresso em unidades imperiais,i.e. - o fluxo dado em galões per minuto dividido pelaraiz quadrada da pressão manométrica em psi (libras/pol2)(gpm/psi1/2) . No entanto, aqueles habilitados na técnicadeverão perceber que o fator K também pode ser expressoem unidades do Sistema Internacional - litros per minutodividido pela raiz quadrada da pressão de água no corpotubular em Newton per metro2 (L/min/kPa1/2) . Como sabido,o coeficiente de descarga é definido, em grande extensão,pela menor área de seção transversal da passagem,em outras palavras, pelo menor diâmetro da porçãocilíndrica da passagem. 0 coeficiente de descarga oufator K é determinado por um teste de fluxo padrão.

Tipicamente os fatores K são expressos em valorespadrões, inteiros ou meio inteiros. Os valores padrões ou"nominais" englobam o valor inteiro ou meio inteiroestabelecido mais ou menos um meio inteiro. Assim, umfator K nominal d 25 engloba todas os fatores K medidosentre 24,5 e 25,5.

A capacidade de um sprinkler, ou sistema de sprinkler,operar em um certo ambiente varia, dependendo de quãorápido um sprinkler ou sistema de múltiplos sprinklerspode ser ativado. Há variações de velocidade com queo gatilho reativo a calor é atuado para abrir aextremidade de descarga do corpo tubular. A indústriageralmente se refere ao tempo de resposta, como "índicede tempo de resposta" ou RTI, que é uma medida desensibilidade térmica.

A resposta pode ser medida de vários modos. As agênciasclassificadoras de sprinklers, FM e UL, usam umacombinação de temperatura e tempo de resposta paragarantir uma resposta adequada.

RTI é igual a r.u1/2, onde τ é a constante térmica detempo do gatilho em segundos, u a velocidade do gásno gatilho. RTI é determinado experimentalmente em túnelde vento com a equação abaixo:

RTI = - rx.υ 1/2 /In (I-ATb/ATg)

onde tx é a resposta medida efetiva ou tempo de atuaçãodo sprinkler; u a velocidade do gás na seção de teste como sprinkler; ATb a diferença entre a temperatura deatuação do gatilho (determinado por um teste demolhamento a quente separado) e a temperatura ambientefora do túnel (i.e. a temperatura inicial do sprinkler),e ATg a diferença entre a temperatura do gás no túnelonde fica o sprinkler e a temperatura ambiente fora dotúnel. Há padrões das agências Factory Mutual eUnderwrites Laboratories para medir RTI que provê ummomentum adicional.

A maneira na qual os sprinklers obtêm os resultadosdesejados para controlar um incêndio tem sido estudadapor vários especialistas, e embora não haja unanimidade,é geralmente bem aceito que a água dos sprinklers lidacom o fogo de muitas maneiras.

Uma das maneiras é resfriar o teto. Gotas de água,relativamente pequenas emitidas do sprinkler, se elevamcom o calor do fogo em camadas de gás frio para o teto.Sprinklers com fator K baixo tendem a ter uma maiorpressão de descarga e, por conseguinte, provêem uma razãomaior de gota ou névoa. Assim, uma das vantagens dossprinklers com baixo K, é que estes resfriam mais o teto(i.e., geralmente sprinklers com orifícios menores).

Outra maneira de os sprinklers atuarem é descarregaremágua prontamente em quantidades suficientes, isolandoa área além daquela que estiver queimando, e, provendo umefeito resfriador e controlando (confinando) umalastramento adicional do fogo. Sprinklers, que espalhama água mais radialmente, tendem a prover este benefício.Por fim, há um atributo geralmente chamado "Penetração"."Penetração" se refere à capacidade de a descarga de águaatingir a fogo, que requer, devido a seu momentum,dado pela velocidade e tamanho de gotas, que a águapenetre a coluna de fogo. Há muito tempo se reconhece quecom a mesma pressão de água, um fator K maior provê gotasmaiores, mas um momentum menor.

Como deve ser entendido, por aqueles habilitados natécnica, a "Penetração" alcança um nível e padrãodesejado, dependendo de vários fatores:

• a velocidade da água na descarga, para a mesmapressão de água, tende a ser geralmente maior para umfator K mais baixo;

• uma cobertura ou densidade de sprinkler comdispersão mais estreita concentra o fluxo e portantoajuda a penetração;

• a altura de teto - que implica em uma instalaçãomuito alta dos sprinklers, que aumenta o tempo que levapara a coluna de fogo atuar sobre o gatilho reativo acalor e, portanto freqüentemente, dando ensejo a umacoluna de fogo mais quente e mais forte a ser penetrada;

• a velocidade ou RTI do mecanismo de gatilho quelibera a água;

• a natureza do material que está queimando; e

• o objetivo, i.e. controle ou supressão.

A proteção de sprinkler de Área de Densidade de Modo deControle (CDMA) é a tecnologia mais comum usada paraproteção de armazéns e estoques. Esta tecnologia foidesenvolvida no fim dos anos 60, quando houve grandesmudanças na tecnologia de armazenamento. Armazéns deprateleiras foram desenvolvidos nesta época, ondeos produtos eram armazenados em elevadas alturasem grandes armazéns, quais os produtos eram acessíveispor equipamentos, o que permitia um armazenamento emalturas elevadas, conquanto acessíveis. Os sprinklersusados então e, em alguma extensão, ainda usadosatualmente, tinham um fator K de 5,6 e 8,0, e eramservidos por sistemas comuns de água com pressão de cercade 50 psi, ainda que não fossem requeridas tais pressões.

Nos anos 70, sprinklers de fator K maior, em particularsprinkler Kl1.2, foram projetados e comumente chamadosCMSA de "gota grande", qual termo se refere ao fato deo fator K maior junto com o projeto de defletor produziruma proporção maior de gotas de água de maior tamanho.

Embora isto reduza o momentum, a penetração eo desempenho são aumentados, por causa do maior tamanhodas gotas de água.

Aqueles habilitados na técnica deverão reconhecer que,para o que podem ser considerados sprinklers de EstoqueDesafiador (High Challenge Storage), grandes orifícios epressões de operação mais baixas poderão ser usadas, comum fator K mais baixo (sprinklers K 5,6 ou K 8,0), onde édada uma ênfase maior à densidade de descarga na área deoperação a ser protegida. Dependendo da altura, estessprinklers de grandes gotas foram aceitos, e em algunscasos sprinklers com fator K mais baixo montados nasprateleiras puderam ser eliminados.

Nos anos 80, a Factory Mutual Research desenvolveuSprinklers de Primeira Resposta Rápida de SupressãoAntecipada (ESFR de First Early Supression Fast Response)com fator K nominal de 14. 0 desenvolvimento tinha doisobjetivos, o primeiro era resolver problemas deinstalações mais altas, enquanto o outro era conseguira chamada supressão. Sprinklers no modo "Controle"geralmente permitem que o incêndio continue na área deignição, mas controlam seu alastramento até o fogose extinguir quer per si ou por outros meios de combate.

Os sprinklers no modo "Supressão" penetram o topo do fogopara interromper rapidamente seu crescimento; reduzem aliberação de calor e provavelmente o extinguem. A geraçãoseguinte de sprinklers ESFR adotou fatores K maiores, nafaixa 16 a 25. Embora para muitos estes sprinklers detecnologia ESFR tenham se constituído um avançoimportante, e adotados pelos usuários, o atributoresposta rápida apresentou conseqüências não previstas. 0RTI é significativamente mais rápido que no passado parasprinklers no modo de controle.

Em uma significativa extensão, os parâmetros de projetode sprinklers tipo ESFR com fator K de 14 ou mais,em particular de sprinklers para baixa pressão,se baseiam em uma resposta rápida dos sprinklers paralimitar o número de sprinklers ativados e o tamanho dofogo, quando os sprinklers ativam. Os ambientes, nosquais a maior parte dos sprinklers é usada, são armazénscom prateleiras. Quando ocorre um incêndio, uma coluna defogo se ergue, mas não necessariamente imediatamenteacima do fogo propriamente dito. Freqüentemente, devidoa correntes de ar, à posição dos estoques, ao espaçoentre produtos, e por outras razões, há uma variação nopadrão de distribuição de calor. Em conseqüência, podeser que sprinklers mais afastados do incêndio sejamacionados antes que os sprinklers mais próximos do fogo.Quando isto ocorre, o sistema de sprinkler não atua comoprevisto, e sua eficiência resulta grandemente reduzida,e de fato pode resultar na perda de todo estoque, porqueo fogo pode crescer em uma extensão além da capacidade deo sistema de sprinkler controlar ou suprimir o incêndio,porque os sprinklers apropriados não foram acionadosno instante apropriado.

Adicionalmente aos desafios técnicos dos projetos desprinklers e sistemas de sprinklers para serem aceitáveisno mercado, os sprinklers devem atender padrõesespecificados e, normas, e serem certificados por atendertais padrões por agências certificadoras.

Os padrões industriais são estabelecidos pelo NationalFire Protection Association (NFPA). 0 padrão atual queregulamenta os requisitos mínimos de projeto e instalaçãode sistemas de sprinklers de incêndio automáticos podeser visto na NPFA 13, Edição de 1999 - "Standard for theInstallation of Sprinkler Systems".

A NPFA 13 edição de 1999 reconhece várias classes deocupação, "Risco Baixo", "Risco Normal", "Extra-Risco" e"Risco de Ocupação Especial", e vários tipos de classesde comodities, incluindo "Estoque de Miscelânea" e"Estoque de Empilhamento alto".

"Estoque de Empilhamento Alto" inclui empilhamentosólido, armazéns de prateleiras, armazéns de prateleirasde caixa com uma altura maior que 12 pés.

A NPFA-13 especifica requisitos para sistemas desprinklers automáticos com base no tipo de ocupação eno risco de fogo potencial provável de ser encontrado.Como sugerido pelo termo "Baixo Risco", a ocupação de"Baixo Risco" é aquela onde a quantidade oucombustibilidade de produtos é baixa, a partir de quaissão esperados incêndios com baixas taxas de liberação decalor, e "Risco Normal", como sugerido, se refere a umaocupação onde a quantidade de combustibilidade dosprodutos é igual ou maior que de uma ocupação de "RiscoBaixo", onde a quantidade de combustível é moderada e oempilhamento não excede 12 pés, e onde é esperado um fogocom uma taxa de liberação de calor moderada a elevada.Já as ocupações de "Extra-Risco" são aquelas ondea combustibilidade dos produtos é muito alta, implicandoem uma alta probabilidade de ocorrer um rápidodesenvolvimento do incêndio com uma alta taxa de calorliberado.

Há duas outras categorias, "Estoque de Miscelânea" e"Estoque de Empilhamento Alto". Para estas situações,os vários níveis de requisitos de proteção a incêndiose baseiam no tipo e quantidade de material, na alturado estoque, e no espaço entre o topo do estoque e o teto,assim como na forma em que os materiais são dispostos.

O NPFA 13 também especifica áreas máximas de proteçãoper sprinkler para as várias ocupações. Por exemplo,225 pés2 per sprinkler para uma aplicação de "BaixoRisco" em uma construção de teto não-obstruído; 13 0 pés2per sprinkler para uma aplicação "Risco Normal"; e100 pés2 per sprinkler para aplicações "Extra-Risco" e"Estoque Empilhado Alto" com uma densidade de descarga deágua igual ou maior que 0,25 galões per minuto per pé2,para qualquer tipo de construção coberta aprovada. A áreamáxima de proteção per sprinkler para um estoque"Miscelânea" é determinada por sua classificação"Risco Normal" ou "Extra-Risco".

A NPFA assim determina os padrões acima, e a AgênciasReguladoras conduzem testes para verificar se os padrõessão atendidos por um particular projeto para o máximoespaçamento permitido e o mínimo requisito de descargade água para sprinklers padrão pendente e sprinklerspadrão para-cima com base em testes de incêndio adequadospara o risco selecionado, realizados em tipos similaresde sprinklers.

Em torno de 1973, a NPFA começou a reconhecer a categoria"Sprinkler Especial" que, por exemplo, incluía sprinklersespecialmente projetados para cobrir áreas maiores (i.e.sprinklers de área estendida) , onde os testes de fogoconsideravam fatores, tais como categoria de risco,padrão de distribuição de água, molhamento de piso eparedes, a provável interferência do padrão de spray porelementos estruturais, e sensibilidade de resposta.

Nos anos 90, Sprinklers Especiais de cobertura estendidaforam desenvolvidos e aprovados para "Risco Baixo" e"Risco Normal", e o uso de Sprinklers Especiais em"Empilhamento'Extra Alto" foi permitido de acordo com asdiretrizes gerais para proteção máxima reduzida para cadasprinkler no arranjo. Em 1996, sugeriu-se também quesprinklers de fator K maior, na faixa de fator K 22 efator K 30, tivessem características preferidas paraocupação de "Estoque de Empilhamento Alto" e "Extra-Risco", tendo sido dadas diretrizes de instalação desprinklers padrão pendente e sprinklers padrão para-cimade cobertura estendida na Edição 1996 da NPFA 13.

Também, nos anos 90, sugeriu-se que uma coberturaestendida (Sprinkler Especial) deveria ter tempos deresposta mais rápidos, especificamente que o RTI dogatilho reativo a calor deveria ser menor que 100 m se preferivelmente menor que 50 m1/2 s1/2, e fatores Kmaiores (i.e., fator K maior que 16).

Por conseguinte, de modo não surpreendente, ambos,com respeito a sprinkler de supressão antecipada ouSprinklers Especiais de cobertura estendida, fatores Kmaiores que 16 e RTIs menores que 100 m1/2 s1/2 foramdesenvolvidos.

Não obstante, a despeito do fato de Sprinklers Especiaisse destinarem a prover uma cobertura estendidaper sprinkler, o requisito da NPFA 13 de um espaçamentomenor requer sprinklers arranjados mais densamente, seinstalados em instalações de Extra-Risco ou EstoqueEmpilhado Alto - i.e. em 100 pés2 per faixa de sprinkler.

Em conseqüência, sprinklers com mecanismo de gatilho dealta sensibilidade* são arranjados mais proximamente queo pretendido pelo projeto de cobertura, resultando um RTImais rápido que permite a possibilidade de sprinklerserrados serem ativados, e de o sistema de sprinklers nãodesempenhar como previsto.

Sumário da Invenção

De acordo com a invenção, um sprinkler é descrito tendoum projeto de modo que os sprinklers possam serarranjados onde a cobertura de cada sprinkler exceda80 pés2, preferivelmente menos que 200 pés2, em ambientesde "Extra-Risco" ou "Armazenamento de Empilhamento Alto"até uma altura de 25 pés ou mais, incluindo 35 a 40 pés,ou 60 pés. Especialmente, nesta configuração preferida,os sprinklers são de baixa pressão (7 as 10 psi) ; têmum fator K nominal de 25 ou mais, preferivelmentena faixa de 18 a 40; têm um RTI maior que 101 m' sincluindo um defletor para criar grandes gotas; e atendempadrões NFPA-13.

Contrariamente ao conceito que prega ser vantajoso umRTI rápido, a presente invenção emprega um RTI mais lentoe, portanto, um RTI que requer um nivel maior de calorpara atuar o disparo. Em conseqüência, invençãointencionalmente prevê operar mais que um sprinklerinicialmente, e por causa da velocidade mais baixa eda maior área de cobertura, os efeitos adversosprovenientes de obstruir o disparo de sprinklers e deum número menor de cabeças de sprinkler ser disparadopor um disparo antecipado de sprinklers errados serãosignificativamente reduzidos.

Ademais, quando vários sprinklers atuam juntos, o efeitode sombra é menos provável de afetar os sprinklersadversamente, provendo uma cobertura apropriada. Assim,a invenção admite quer sprinklers padrão para-cima, esprinklers padrão pendente. Assim, o sistema é adequadopara ambientes altos tendo 35, 40, ou 60 pés.Descrição Resumida dos Desenhos

A figura 1 é uma vista de elevação de cima de umaconfiguração de um sprinkler padrão pendente de proteçãocontra incêndio de baixa pressão de acordo com ainvenção, sendo ilustrado um defletor em proporçõesligeiramente reduzidas;

a figura 2 é uma vista em perspectiva por baixo de outraconfiguração de sprinkler padrão pendente de proteçãocontra incêndio da presente invenção;

a figura 3 é uma vista de planta de cima do defletordas figuras 1 e 2;

a figura 4 é uma vista em perspectiva de um defletoradequado para uso com um sprinkler padrão para-cima; e

a figura 5 é uma vista esquemática de um arranjo desprinklers, de acordo com a presente invenção.

Descrição das Configurações Preferidas (Aditado)

Com referência à figura 1, um sprinkler 10 de acordo comuma configuração preferida da presente invenção tem doiscomponentes principais, uma armação 12 e um defletor 14.

A armação 12 é vazada e substancialmente tubular naporção superior, tendo um orifício de entrada 16 parareceber um fluxo de líquido de combate a incêndio(não ilustrado), tal como água. Por conveniência,a presente invenção se refere à água, mas qualquer outrasubstância fluida adequada pode ser usada.

A armação 12 adicionalmente inclui um orifício de saídainferior (não visível) , através do qual o fluxo de águapode ser descarregado. 0 sprinkler 10 é um sprinklerpadrão pendente com o defletor 14 posicionado sob aarmação, de modo a interceptar pelo menos parcialmenteo fluxo de água, e transformar o fluxo de água em gotasdistribuídas em um pré-determinado padrão.

A armação 12 inclui um corpo tubular 2 0 definindouma passagem interna 22 tendo um orifício de entrada 16 euma extremidade de entrada superior 24. A extremidade dedescarga inferior da passagem 22 na armação 12 formao orifício de entrada. Roscas 28 são providas no lado defora da extremidade de entrada 24 para permitir que osprinkler 10 conecte um tubo de água (não mostrado) ououtro líquido de combate a incêndio. Com o fator K seencontrando nos 20s até os 40s baixo, o tuboprovavelmente deve ser alimentado por um tubo principalcom 3" de diâmetro nominal, e o sprinkler sendo montadoem um tubo com 1" de diâmetro nominal, o que torna menosadequado o uso de sprinklers padrão para-cima.

Como mostrado na figura 1, a armação 12 adicionalmenteinclui uma união 30, braços suporte opostos 32 e 34que se afastam da extremidade de descarga 2 6 do corpo 2 0e se encontram para formar uma porção cônica 3 6 no eixocentral da passagem interna. Os braços suporte 32 e 34 eo nariz 36 suportam o defletor 14 justaposto, faceando eespaçado da extremidade de descarga do corpo tubular 20.Embora sejam preferidos dois braços suporte localizadossimétricos, braços suporte adicionais poderiam serprovidos, preferivelmente simétricos em torno do eixocentral, e o nariz 3 6 pode ser modificado quanto a formae projeto para melhorar o padrão de dispersão do água quesai da extremidade de descarga do corpo tubular 20.A armação 12 preferivelmente é alargada na extremidade dedescarga do corpo 20 em um ressalto circunferencial 38,preferivelmente em forma hexagonal, para permitir umfácil aperto em muitos ângulos e reduzir o esforço demontagem.

O sprinkler 10 adicionalmente inclui um mecanismo deoperação 40 para fechar a passagem interna 22 no orifíciode saída 18 (mostrado na figura 2) para impedir apassagem de um fluxo de água até ocorrer um incêndio.Em uma configuração, um gatilho reativo a calor na formade um bulbo de vidro quebrável 4 6 é montado paraliberavelmente manter a fechada até o gatilho serativado.

O bulbo 46 é preenchido com um líquido reativo a calor.Em caso de incêndio, a temperatura ambiente sobe eexpande o líquido no bulbo 46. Quando a temperaturaambiente atinge a temperatura especificada do sprinkler,o bulbo 4 6 se fragmenta. Em conseqüência, a passagem 22é desobstruída, e a água descarregada para o defletor 14.

Embora na especificação tenha sido ilustrado um bulboquebrável, outros dispositivos de gatilho, bem conhecidosna técnica, poderiam ser usados.

Por exemplo, como ilustrado na figura 2, o mecanismo deoperação 40 pode ser um link de solda fundível 42.

Quando, em caso de incêndio, a temperatura chega no valorespecificado para o sprinkler, a solda amolece e abrindoo link, liberando as partes que fecham o orifício 18,desobstruindo a passagem 22, e permitindo a passagem daágua para o defletor 14.

O defletor 14 mostrado em detalhes na figura 3,é preferivelmente usado com sprinklers padrão pendente.

O defletor é uma configuração ilustrativa, no entanto,outras configurações serão aparentes àqueles habilitadosna técnica, embora sem a devida experimentação, compropósito de prover um sprinkler que, quando atuado,proporcione uma passagem de água direcionada de algumaforma centralmente sob o sprinkler e também radialmentepara fora, de modo que a área externa radialmente efetivade cobertura pref erivelmente seja maior que 100 pés2,mais preferivelmente cerca de 144 pés2. Não obstante,como deve ser entendido por aqueles habilitados natécnica, pode ser desejada uma área de cobertura menor,por exemplo 80 pés2, quando for requerido um arranjo maisapertado (posicionamento) de sprinklers.

Como mostrado nas figuras 1-3, o defletor 14 tem umaseção central anular geralmente plana 5 0 tendo umaperiferia geralmente circular. Cada dente da pluralidadede dentes 52 se estende radialmente para fora paraa respectiva borda externa 54. Os dentes 52 sendoespaçados circunferencialmente.

Como mostrado na figura 3, cada par de dentes 52 define,em uma certa extensão, uma unidade em forma de Y 56.A configuração da figura 3 tem 10 unidades em forma de Y56 no arranjo.

As superfícies sólidas 58 de cada unidade em forma de Y56 direcionam o fluxo de água para fora. As ranhuras ouáreas abertas 6 0 fazem que as trajetórias de água sejamdirigidas mais imediatamente para baixo. Na configuraçãopreferida, as ranhuras que permitem um fluxo maisdiretamente sob o defletor são menos abertas que,por exemplo, de um defletor comparável de um sprinkler desupressão de tamanho comparável. Em conseqüência,uma proporção maior de água será direcionada radialmentepara fora, em uma certa extensão, reduzindo a quantidadede água canalizada diretamente sob a cabeça do sprinkler.A figura 4 ilustra uma configuração de um defletor 14preferivelmente usado com um sprinkler padrão para-cima,o corpo do sprinkler sendo geralmente igual aode um sprinkler padrão pendente, como descrito acima.O defletor 14 inclui uma seção central anular geralmentesólida 50 tendo uma periferia geralmente circular 55.Uma abertura 62 sendo provida no centro da seção central50 para ser afixada à armação 12 de maneira convencional.Preferivelmente, a seção central 50 é côncava em umacerta extensão, a partir da perspectiva do orifíciocônico 18, quando o defletor 14 é afixado à armação 12.

Um flange anular 64 é integralmente formado na periferia55 da seção central 50. 0 flange anular 64 sendo curvadoou inclinado em alguma extensão na direção normal à seçãocentral 50. O flange anular 64 inclui uma pluralidade deranhuras 60 formando uma pluralidade de dentes espaçados52 que se estendem radialmente em direção à respectivaborda externa 54.

As superfícies sólidas da seção central 50 ea pluralidade de dentes 52 direcionam para baixo o fluxode água. Ou seja, quando um sprinkler padrão para-cimaé ativado, a água flui do orifício de saída 18 eé defletida pela seção central côncava 50 e pelos dentesinclinados 52 do defletor 14. Ao contrário, as ranhurasou áreas abertas 60 provêem passagens para a água serdirecionada mais imediatamente para cima e para fora.

Em uma configuração preferida, as ranhuras 60 quepermitem um fluxo radial para fora a partir do defletorsão mais abertas, por exemplo, que de um defletorcomparável de um sprinkler de tamanho comparável.

Ademais, as ranhuras 60 formadas no flange anular 64também se estendem de uma certa distância para a seçãocentral 50 (em linhas tracejadas na figura 4) , e/ouranhuras adicionais 60 (não mostradas) são formadas naseção central. Em conseqüência, uma proporção maior deágua é direcionada radialmente para fora em uma certaextensão, a quantidade de água canalizada diretamente soba cabeça do sprinkler é reduzida.

A figura 5 esquematicamente ilustra um sistema desprinklers incorporando uma pluralidade de sprinklersindividuais 10, cada um deles espaçado de uma distância,por exemplo, 10 a 12 pés.

0 espaçamento sendo tal que, dadas características dedispersão e RTI do sprinkler 10, uma coluna ativa umúnico sprinkler, ao mesmo tempo em que ativa pelo menosum sprinkler adicional, preferivelmente 4 a 10 sprinklerssubstancialmente ao mesmo tempo, daí provendo umadensidade suprida efetiva combinada (ADD) para penetrara coluna, resfriar o teto, pré-molhar as áreasadjacentes, e, muito provavelmente, atacar diretamentea área conflagrada em ocupações de "Estoque deEmpilhamento Alto" e "Extra-Risco". Também, os sprinklerspodem ser empregados em pressões substancialmente baixas,dispensando o uso de bombas suplementares.

Embora o aparelho descrito tenha sido particularmentemostrado e descrito com respeito às configuraçõespreferidas, deve ser entendido, por aqueles habilitadosna técnica, que várias modificações quanto a forma edetalhes poderão ser introduzidas à invenção, sem sair doescopo e espírito da invenção. Portanto, modificaçõescomo as sugeridas, mas não se limitando àquelas, serãoconsideradas dentro do escopo da invenção, qual escopo,no entanto, será determinado somente com referênciaàs reivindicações anexas.

Claims

1. - Sprinkler de baixa pressão, de gotas grandes parauso na proteção de pelo menos em ocupações de estoque deempilhamento alto e extra-risco, adaptado de modo que acobertura do sprinkler e sprinklers similares adjacentesfique em uma faixa de mais que 80 pés2 e menos que 2 00pés2, sendo que cada sprinkler inclui um corpo geralmentetubular com uma extremidade de entrada e uma extremidadeoposta com uma passagem interna entre elas;- um defletor acoplado ao corpo tubular, espaçado domesmo e geralmente alinhado com a extremidade de descargada passagem interna, de modo a ser impactado pelo fluxode água procedente da extremidade de descarga dapassagem, quando da ativação do sprinkler;- uma válvula liberavelmente posicionada naextremidade de descarga do corpo tubular, de modo afechar a passagem interna; eum gatilho reativo a calor montado de modo aliberavelmente manter fechada a válvula na extremidade dedescarga do corpo tubular, caracterizado pelo fato de:o gatilho reativo a calor ter um índice de tempo deresposta não menor que 101 m1/2 s1/2 ;o sprinkler ter um fator K maior que 16 e menorque 40; eo defletor ser geralmente um defletor plano, tendouma série de áreas sólidas e abertas, as áreas sólidassendo configuradas, quando da liberação da água na faixade pressão de 7 a 50 psi, para dispersar o fluxo de águapara fora, de modo que;, quando a água cai de uma alturade 25 pés ou mais, deve cobrir uma área maior que 80 pés2e menor que 200 pés2, quando a água se localiza a umaaltura com respeito ao' fogo, para controlá-lo, de acordocom as diretrizes da Edição de 1999 da NFPA 13.

2. - Sprinkler, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o sprinkler ser um sprinklerde padrão pendente.

3.- Sprinkler, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o sprinkler ser um sprinklerde padrão para-cima.

4.- Arranjo de pelo menos dois sprinklers de baixapressão, e gotas grandes, para uso na proteção de pelomenos em ocupações de estoque de empilhamento alto eextra-risco, adaptado de modo que a cobertura de cadasprinkler fique na faixa de mais que 80 pés2 e menos que-200 pés2, sendo que cada sprinkler inclui um corpogeralmente tubular com uma extremidade de entrada e umaextremidade oposta com uma passagem interna entre elas;um defletor acoplado ao corpo tubular, espaçadodo mesmo, e geralmente alinhado com a extremidade dedescarga da passagem interna, de modo a ser impactadopelo fluxo de água procedente da extremidade de descargada passagem, quando da ativação do sprinkler;uma válvula liberavelmente posicionada naextremidade de descarga do corpo tubular, de modo afechar a passagem interna; e- um gatilho reativo a calor montado de modo aliberavelmente manter fechada a válvula na extremidade dedescarga do corpo tubular,caracterizado pelo fato de:o gatilho reativo a calor ter um índice de tempode resposta não menor que 101 m s ;o sprinkler ter um fator K maior que 16 e menorque 40; eo defletor ser geralmente um defletor plano, tendouma série de áreas sólidas e abertas, as áreas sólidassendo configuradas, quando da liberação da água na faixade pressão de 7 a 50 psi, para dispersar o fluxo de águapara fora, de modo que, quando a água cai de uma alturade 25 pés ou mais, deve cobrir uma área maior que 8 0 pés2e menor que 2 00 pés2, quando a água se localiza a umaaltura com respeito ao fogo, para controlá-lo, de acordocom as diretrizes da Edição de 1999 da NFPA 13, sendo queos sprinklers são espaçados de uma certa distância,de modo que um calor suficiente para atuar o gatilho deum sprinkler atue sobre o gatilho de pelo menos umsprinkler adjacente.

5.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o sprinkler ser um sprinklerde padrão pendente.

6.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o sprinkler ser um sprinklerde padrão para-cima.

7.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o citado teto ter uma alturaem uma faixa de mais que 30 pés a cerca de 60 pés.

8.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o citado teto ter uma alturaem uma faixa de aproximadamente 35-40 pés.

9.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de a cobertura de cada sprinklerser de aproximadamente 144 pés2.

10.- Sprinkler, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado teto ter uma alturaem uma faixa de mais que 30 pés a cerca de 60 pés.

11.- Sprinkler, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o teto ter uma altura em umafaixa de aproximadamente 3 5 a 40 pés.

12.- Sprinkler, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a cobertura de cada sprinklerser de aproximadamente 144 pés2.