CN101951993B - 火灾防护装置、系统及利用雾处理火灾的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供利用一雾处理一火灾的火灾防护装置、系统及方法。更具体地说，本发明提供可提供一水雾以处理且较佳抑制一火灾的系统及其设计方法。本发明进一步提供用于一空间的全淹没体积防护以处理一火灾，而较佳控制、抑制且更佳撰灭一火灾的系统及方法。本发明进一步提供在该等系统及方法中使用的雾化器件。

Description

火灾防护装置、系统及利用雾处理火灾的方法
技术领域
本发明大体而言是关于用于火灾防护的液雾喷射系统及方法。更具体地说，本发明是针对提供水雾以处理且较佳抑制火灾的系统及其设计方法。甚至更佳地，本发明是关于用于一空间的全淹没体积(total flood volume)防护以处理火灾，较佳控制、抑制且更佳扑灭火灾的系统及方法。本发明进一步提供在该等系统及方法中使用的器件。
本申请案主张(i)2007年11月9日申请的美国临时专利申请案第60/987,021号；(ii)2007年11月19日申请的美国临时专利申请案第60/989,083号；及(iii)2008年3月3日申请的英国专利申请案第0803959.6号的优先权益，该等专利申请案中的每一个均以引用的方式全部并入。
背景技术
已知的高压水雾系统(诸如MARIOFF CORPORATION的
Figure GPA00001136291200011
)依赖于产生范围介于5μm-120μm(微米)之间的水滴，其中较大液滴将较小液滴挟带至火灾的关键燃烧区域中。在防护区中使用诸如高压系统提供液滴尺寸的所需混合物需要小心定位排放点及大量水。
Figure GPA00001136291200012
系统为单一流体(水)系统，其中该流体在高压下传送至排放喷嘴以供50μm-120μm液滴产生。
在此类系统中使用的一类器件描述于WO 92/20453中。其中展示且描述一种具有许多彼此紧密排列的喷嘴以用于连续定向喷雾的喷射头。
另一水雾系统及方法描述于美国专利公开案第20050000700号中。其中描述用于高空间(诸如船舶的引擎室)的灭火方法，其中雾是以不均匀分布方式提供以便在该空间中产生雾的循环运动。
双流体火灾防护喷嘴展示且描述于美国专利第5,312,041号及美国专利第5,520,331号中。在美国专利第5,312,041号中，展示且描述用于灭火的双流体方法及装置，其中喷嘴在由第二流体环绕的路径中排放第一流体。在美国专利第5,520,331号中，展示且描述使经由具有孔洞中心定于连接至喷嘴的上游混合段的中心气体管道内的液体传送管所提供的液体雾化的收敛/发散气体喷嘴。
其它水雾系统及喷嘴描述于国际专利申请公开案第WO2003/030995号、第WO2005/115555号及国际专利申请公开案第WO2006/132557号及美国专利第7,080,793号中。其它雾产生器件展示且描述于国际专利公开案第WO2005/082545号及国际专利公开案第WO2005/082546号中，该等专利公开案中的每一个让渡于Pursuit Dynamics PLC，即本申请案的指定申请者(在美国之外)。
WO 2001/76764展示一种使用两种流体的雾产生装置，其主要用于火灾抑制。在WO2001/76764中，第一流体液滴的喷雾是通过以已知方式迫使第一流体穿过许多气溶胶喷嘴而产生。该等液滴接着由第二流体流载运穿过收敛-发散喷嘴，该喷嘴自该装置喷射第一流体液滴与第二流体的组合流。WO 2001/76764的目的在于通过使用第二流体流以将第一流体液滴载运出装置来减小产生第一流体的气溶胶喷雾所需的压力。第二流也减小在一些状况下可导致形成气溶胶喷雾的第一流体液滴蒸发的摩擦力。
WO 2001/76764不使用第二流体以产生第一流体液滴状态。替代地，液滴是经由以已知方式产生液滴的气溶胶喷嘴的阵列产生。第二流体流接着载运该等液滴穿过喷雾嘴，而不存在由第二流体向第一流体施加的任何雾化机制。因此，WO 2001/76764仍需要在相对高压下供应第一流体以产生气溶胶液滴。
发明内容
安装方法
本发明的一实施例为一种用于一具有一天花板、多个壁以界定多个转角及至少130立方公尺(或立方米)(cu.m)(4590立方呎(或立方英尺)(cu.ft))的封闭体体积的实质封闭空间内的固定设备的雾式火灾防护方法。此方法包括将至少一个雾产生器件置放于该实质封闭空间中，该置放至少一个雾产生器件可选自：(i)将至少两个雾产生器件安装于该封闭空间中，其中该至少130立方公尺(4590立方呎)为至少260立方公尺(9180立方呎)，该至少两个雾产生器件是置放于成对角的转角中以界定介于其间的约3.4公尺(11呎))的最小间距；(ii)以悬垂组态安装该至少一个雾产生器件，其中封闭体高度范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约8.0公尺(26.2呎)之间，且与该封闭空间的任何壁的间隙处于0.3公尺(1呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内；(iii)以侧壁组态安装该至少一个雾产生器件，其中封闭体高度范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约8.0公尺(26.2呎)之间，该安装是于该天花板的下方距离该天花板在约1.0公尺(3.3呎)至约该封闭体高度一半的范围内的距离处且与该封闭空间的该多个转角中的任一个的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)；(iv)以悬垂组态安装至少两个雾产生器件，其中封闭体高度范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约8.0公尺(26.2呎)之间，且与该封闭空间的该多个壁中的任一个的间隙处于0.3公尺(1呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内且彼此间隔处于约3.4公尺(11呎)至约30.4呎范围内的距离；及(v)以侧壁组态安装至少两个雾产生器件，其中侧壁封闭体高度范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约8.0公尺(26.2呎)之间，该安装是在该天花板之下距离该天花板在约1.0公尺(3.3呎)至约天花板封闭体高度的一半的范围内的距离处，且与该封闭空间的多个转角中的任一个的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)，从而使得该至少两个雾产生器件各自界定具有自该器件至该多个壁的一相对壁的直径为约1.5公尺(5呎)的未阻塞排放路径的排放中心线，该器件是安装于距离该相对壁范围介于约3.8公尺(12.5呎)至约12.0公尺(39.3呎)之间的距离处，且该至少两个器件的该等排放中心线具有范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约4.6公尺(15呎)之间的垂直间距。
该方法进一步包括将一独立式(self-contained)流体供应源用管道输送至雾产生器件。该管道输送可包括将一具有至少25加仑(gallon)容量的液体供应罐的一出口耦接至该雾产生器。管道输送也可包括将一具有一组至少三个加压的11.3立方公尺(400立方呎)罐的气体供应与液体供应罐及雾产生器件并联耦接。
该方法进一步包括将一致动器连锁以将气体自气缸释放至罐及至少一个雾产生器件中。该连锁可包括将该致动器与一直放于封闭共建中的热释放侦测器耦接，该热侦测器响应该封闭空间中的火灾，以致在侦测到火灾后，该热侦测器即向该致动器发信号以自该等气缸释放该气体，从而使该罐加压且将气体传送至该雾产生器件。
在另一实施例中，本发明为一种提供用于一具有一天花板、多个壁以界定多个转角及至少130立方公尺(4590立方呎)的封闭体体积的实质封闭空间内的固定设备的雾式火灾防护的套组。该套组包含至少一个选自以下的雾产生器件：(i)至少两个欲安装于该封闭空间中的雾产生器件，其中该至少130立方公尺(4590立方呎)为至少260立方公尺(9180立方呎)，该至少两个雾产生器件欲置放于成对角的转角中以界定介于其间约3.4公尺(11呎)的最小间距；(ii)至少一个欲以悬垂组态安装于该封闭空间中的雾产生器件，其中封闭体高度范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间，且与该封闭空间的任何壁的间隙处于0.3公尺(1呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内；(iii)至少一个欲以侧壁组态安装于该封闭空间中的雾产生器件，其中封闭体高度范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间，该至少一个待安装的雾产生器件是在该天花板之下距离该天花板在约1.0公尺(3.3呎)至约该封闭体高度的一半的范围内的距离处，且与该封闭空间的该多个转角中的任一个的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)；(iv)至少两个欲以悬垂组态安装于该封闭空间中的雾产生器件，其中封闭体高度范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间，且与该封闭空间的该多个壁中的任一个的间隙处于0.3公尺(1呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内且彼此间隔处于约3.4公尺(11呎)至约30.4呎范围内的距离；及(v)至少两个欲以侧壁组态安装于该封闭空间中的雾产生器件，其中侧壁封闭体高度范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间，该器件是在该天花板之下距离该天花板在约1.0公尺(3.3呎)至约天花板封闭体高度的一半的范围内的距离处，且与该封闭空间的该多个转角中的任一个的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)，从而使得该至少两个雾产生器件各自界定具有自该器件至该多个壁的一相对壁的直径为约1.5公尺(5呎)的未阻塞排放路径的排放中心线，该器件是安装于距离该相对壁范围介于约3.8公(12.5呎)至约12.0公尺(39.3呎)之间的距离处，且该至少两个器件的该等排放中心线具有范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约4.6公尺(15呎)之间的垂直间距。
该套组进一步包含一独立式流体供应源。该独立式流体供应源包括一具有约25加仑容量的液体供应罐；及一气体供应，其包括一组至少三(3)个耦接至一歧管的11.3立方公尺(400立方呎)的氮气气缸，该歧管具有一用于连接至至少一个雾化器的出口。该歧管是连接至该液体供应罐以使该罐加压。该罐包括一用于连接至该至少一个雾产生器件的出口。该套组进一步包括一同轴定位于该罐的出口与该至少一个雾化器之间以将实质恒定流量的液体自该罐提供至该至少一个雾产生器件的孔口。
火灾防护系统
本发明也提供一种用于一任何体积的实质封闭空间(诸如具有至少一百三十立方公尺(130立方公尺)或四千五百九十立方呎(4590立方呎)、包括至少260立方公尺，诸如1040立方公尺的体积的空间)的雾式火灾防护系统。该系统包括至少一个耦接至一流体供应源的雾产生器件已将第一流体及第二流体传送至该至少一个器件以供雾产生。
第一流体较佳为液体且更佳为冲到那个灭火剂的水。第二流体较佳为气体且更佳为用于雾化且夹带第一流体以供雾产生器及分布的惰性气体。较佳地，将液体及气体在足够流动速率及压力下传送至器件以使该器件产生雾从而处理封闭空间中的火灾。一较佳雾式火灾防护系统以一定体积、浓度及/或密度中的一个产生雾且使雾分布以处理、较佳控制或抑制且更佳扑灭火灾。
本发明的该态样的一示例性实施例为一种利用雾处理火灾的火灾防护系统。该系统包括至少一个置放于一具有至少130立方公尺(4590立方呎)的体积的封闭空间中的雾产生器件。该至少一个雾产生器包括(1)一具有沿该器件的纵轴置放的一第一流体入口及第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定一工作喷嘴及一具有一第二流体入口的第二流体通道；(2)一第二流体出口，该第二流体通道是沿该器件的纵轴置放且与该第一流体通道同轴，该第二流体通道界定一输送喷嘴；(3)一置放于该第二流体通道中以使该输送喷嘴界定相对于该纵轴的发散流动模式的固体突起；及(4)一与该工作喷嘴及该输送喷嘴连通的腔室。该系统也包括一独立式流体供应源，其包括一耦接至第一流体入口的液体供应以使液体以环流形式自工作喷嘴排放。该流体供应进一步包括一耦接至第二流体入口的处于约2.1巴(bar)(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自输送喷嘴排放以在腔室中与液体环流混合以便形成雾来处理火灾。该流体供应具有选自由以下组成的群的特性：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应是耦接至该第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口以使液体流过该第一流体通道；(ii)-加压气体供应，其包括一组至少三(3)个11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至该第二流体出口的管道歧管，其中来自该歧管的经调节排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包括至少一个九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐是耦接至该第一流体入口；及(iii)液体及气体是以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
在此实施例中，雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径，更佳地，实质所有液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))之间；(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约1千瓦/立方公尺(kW/cu.m)至约8千瓦/立方公尺之间的正规化火灾规模而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范国内。
本发明的该态样的另一实施例为一种利用雾处理火灾的火灾防护系统。此系统包含至少一个置放于一具有至少130立方公尺(4590立方呎)体积的封闭空间中的雾产生器件，该至少一个雾产生器件包括(1)一具有沿该器件的纵轴置放的一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定一工作喷嘴；(2)一具有一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体通道沿该器件的该纵轴置放且与该第一流体通道同轴，该第二流体通道界定一输送喷嘴；(3)一置放于该第二流体通道中以使该输送喷嘴界定相对于该纵轴的发散流动模式的固体突起；及(4)一与该工作喷嘴及该输送喷嘴连通的腔室。
在此实施例中，该至少一个雾产生器件是以选自由以下组成的群的方式安装于封闭空间内：(i)将至少两个雾产生器件置放于该封闭空间中，其中至少130立方公尺(4590立方呎)为至少260立方公尺(9180立方呎)，该至少两个雾产生器件是置放于成对角的转角中以界定介于其间的约3.4公尺(11呎)的最小间距；(ii)对于范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的封闭体高度而言，以悬垂组态安装，其中与该封闭空间的任何壁的间隙处于1.2公尺(4呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内；(iii)对于范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的侧壁封闭体高度而言，以侧壁组态安装，该安装是在该封闭空间的一天花板之下处于约1.0公尺(3.3呎)至约天花板封闭体高度的一半的范围内且与该封闭空间的任何转角的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)；(iv)对于范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的封闭体高度而言，以悬垂组态安装至少两个雾产生器件，其中与该封闭空间的任何壁的间隙处于1.2公尺(4呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内且彼此间隔处于约3.4公尺(11呎)至约6.7公尺(22呎)范围内的距离；及(v)对于范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的侧壁封闭体高度而言，以侧壁组态安装至少两个雾产生器件，该安装是于该封闭空间的一天花板之下处于约1.0公尺(3.3呎)至约天花板封闭体高度的一半的范围内且与该封闭空间的任何转角的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)，从而使得该至少两个雾产生器件各自界定一具有自该器件至一相对壁的直径为约1.5公尺(5呎)的未阻塞排放路径的排放中心线，该器件是安装于距离该相对壁范围介于约3.8公尺(12.5呎)至约12.0公尺(39.3呎)之间的距离处，且该至少两个器件的该等排放中心线具有范围介于1.0公尺(3.3呎)至约4.6公尺(15呎)之间的垂直间距。
此系统进一步包括一独立式流体供应源，其包括一耦接至第一流体入口的液体供应以将液体以环流形式自工作喷嘴排放，该流体供应进一步包括一耦接至第二流体入口的处于约2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自输送喷嘴排放以在腔室中与液体环流混合以便形成雾来处理火灾。该流体供应进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应耦接至第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口以使液体流过第一流体通道；(ii)一加压气体供应，其包括一组至少三(3)个立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至第二流体出口的管道歧管，其中来自该歧管的经调节排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包括至少一个九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐耦接至第一流体入口；及(iii)液体及气体是以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
在此系统中，雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))之间；对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
本发明的另一实施例为一种利用雾处理火灾的火灾防护系统。此系统包含：至少一个置放于一具有至少130立方公尺(4590立方呎)体积的封闭空间中的雾化器件，该至少一个雾化器件包括：一具有沿该器件的纵轴置放的一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定向该纵轴收敛使得一流动路径在自该第一流体入口至该第一流体出口的方向上减小的平滑弯曲轮廓，该第一流体通道界定范围介于119,000立方亳米与121,500立方亳米之间的总体积；一具有第二流体穿过的一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体通道是沿该纵轴置放且与该第一流体通道同心或实质同心，该第二流体通道界定一处于约1度至约40度范围内的等效扩张角，该第二流体通道界定范围介于约24,300立方毫米至约25,500立方毫米之间的总体积；及一与该第一流体出口及该第二流体出口连通的腔室，其中该第一流体出口与该第二流体出口相对于彼此定位以致其具有一介于约5度与约30度之间的入射角。
该系统进一步包括一独立式流体供应源，其包括一耦接至第一流体入口的液体供应以使液体以环流形式自第一流体出口排放。该流体供应也包括一耦接至第二流体入口的处于约2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自第二流体出口排放以在腔室中与液体环流混合以便形成雾来处理火灾。该流体供应进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应耦接至第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口以使液体流过第一流体通道；(ii)-加压气体供应，其包括一组至少三(3)个11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至第二流体出口的管道歧管，其中来自该歧管的经调节排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包栝至少一个九十五公升(95L.)二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐耦接至第一流体入口；及(iii)液体及气体是以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
在此系统中，雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))之间；(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约1千瓦/立方公尺至约8千瓦/立方公尺之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
本发明的又一实施例为一种利用雾处理火灾的火灾防护系统。此系统包含：至少一个置放于一具有至少130立方公尺(4590立方呎)体积的封闭空间中的雾化器件。该至少一个雾化器件包括：一具有沿该器件的纵轴置放的一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定向该纵轴收敛使得一流动路径在自该第一流体入口至该第一流体出口的方向上减小平滑弯曲轮廓，该第一流体通道界定范围介于约119,000立方毫米至约121,500立方亳米之间的总体积；一具有第二流体穿过的一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体通道沿该纵轴置放且与该第一流体通道同心，该第二流体通道界定一处于约1度至约40度范围内的等效扩张角，该第二流体通道界定范围介于约24,300立方毫米至约25,500立方亳米之间的总体积；及一与该第一流体出口及该第二流体出口连通的腔室，其中该第一流体出口与该第二流体出口相对于彼此定位以致其具有一介于约5度与约30度之间的入射角。
在此系统中，器件可以选自由以下组成的群的方式安装于封闭空间内：(i)至少两个雾产生器件置放于该封闭空间中，其中至少130立方公尺(4590立方呎)为至少260立方公尺(9180立方呎)，该至少两个雾产生器件置放于成对角的转角中以便界定介于其间的约3.4公尺(11呎)的最小间距；(ii)对于范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的封闭体高度而言，以悬垂组态安装，且与该封闭空间的任何壁的间隙处于1.2公尺(4呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内；(iii)对于范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的侧壁封闭体高度而言，以侧壁组态安装于该封闭空间的一天花板之下处于约1.0公尺(3.3呎)至约天花板封闭体高度的一半的范围内且与该封闭空间的任何转角的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)；(iv)对于范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的封闭体高度而言，至少两个雾产生器件以悬垂组态安装，且与该封闭空间的任何壁的间隙处于1.2公尺(4呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内且彼此间隔处于约3.4公尺(11呎)至约6.7公尺(22呎)范围内的距离；及(v)对于范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的侧壁封闭体高度而言，至少两个雾产生器件以侧壁组态安装，该安装是于该封闭空间的一天花板之下处于约1.0公尺(3.3呎)至约天花板封闭体高度的一半的范围内且与该封闭空间的任何转角的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)，从而使得该至少两个雾产生器件各自界定一具有自该器件至一相对壁的直径为约1.5公尺(5呎)的未阻塞排放路径的排放中心线，该器件安装于距离该相对壁范围介于约3.8公尺(12.5呎)至约12.0公尺(39.3呎)之间的距离处，且该至少两个器件的该等排放中心线具有范围介于1.0公尺(3.3呎)至约4.6公尺(15呎)之间的垂直间距。
此系统进一步包括一种独立式流体供应源，其具有一耦接至第一流体入口的液体供应以使液体以环流形式自第一流体出口排放。该流体供应进一步包括一耦接至第二流体入口的处于约2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自第二流体出口排放以在腔室中与液体环流混合以便形成雾来处理火灾。该流体供应进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应耦接至第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口以使液体流过第一流体通道；(ii)一加压气体供应，其包括一组至少三(3)个11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至第二流体出口的管道歧管，其中来自该歧管的经调即排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包括至少一个九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐耦接至第一流体入口；及(iii)液体及气体以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
在此系统中，雾具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))之间；(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加俞(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约1千瓦/立方公尺至约8千瓦/立方公尺之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
本发明的另一实施例为一种利用雾处理火灾的火灾防护系统。此系统包含：至少一个置放于一具有至少130立方公尺(4590立方呎)体积的封闭空间中的雾化器件。该至少一个雾化器件包括：一具有沿该器件的纵轴置放的一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定向该纵轴收敛使得一流动路径在自该第一流体入口至该第一流体出口的方向上减小平滑弯曲轮廓，该第一流体通道界定范围介于约119,000立方亳米至约121,500立方亳米之间的总体积；一具有第二流体穿过的一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体通道沿该纵轴置放且与该第一流体通道同心，该第二流体通道界定一处于约1度至约40度范围内的等效扩张角，该第二流体通道界定范围介于24,300立方毫米至约25,500立方毫米之间的总体积；及一包括一耦接至第一流体入口的液体供应以使液体以环流形式自第一流体出口排放的独立式流体供应源，该流体供应进一步包括一耦接至第二流体入口的处于约2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自第二流体出口排放以在如(例如)本文所揭示的可选用腔室中与液体环流混合以便形成雾来处理火灾。
在此系统中，流体供应进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应耦接至第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口以使液体流过第一流体通道；(ii)一加压气体供应，其包括一组至少三(3)个11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至第二流体出口的管道歧管，其中来自该歧管的经调节排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包括至少一个九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐耦接至第一流体入口；及(iii)液体及气体以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
在此系统中，雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.)之间；(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约1千瓦/立方公尺至约8千瓦/立方公尺之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
本发明的又一实施例为一种利用雾处理火灾的火灾防护系统。此系统包含至少一个置放于一具有至少130立方公尺(4590立方呎)体积的封闭空间中的雾化器件。该至少一个雾化器件包括：一具有沿该器件的纵轴置放的一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定朝向该纵轴收敛使得一流动路径在自该第一流体入口至该第一流体出口的方向上减小平滑弯曲轮廓，该第一流体通道界定范围介于约119,000立方毫米至约121,500立方毫米之间的总体积；及一具有第二流体穿过的一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体通道沿该纵轴置放且与该第一流体通道同心，该第二流体通道界定一处于约1度至约40度范围内的等效扩张角，该第二流体通道界定范围介于24,300立方毫米至约25,500立方毫米之间的总体积。
在此系统中，器件是以选自由以下组成的群的方式安装于封闭空间内：(i)至少两个雾产生器件置放于该封闭空间中，其中至少130立方公尺(4590立方呎)为至少260立方公尺(9180立方呎)，该至少两个雾产生器件置放于成对角的转角中以界定介于其间的约3.4公尺(11呎)的最小间距；(ii)对于范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的封闭体高度而言，以悬垂组态安装，其中与该封闭空间的任何壁的间隙处于1.2公尺(4呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内；(iii)对于范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的侧壁封闭体高度而言，以侧壁组态安装，该安装是在该封闭空间的一天花板之下处于约1.0公尺(3.3呎)至约天花板封闭体高度的一半的范围内且与该封闭空间的任何转角的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)；(iv)对于范围介于约3.0公尺(9.8呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的封闭体高度而言，以悬垂组态安装至少两个雾产生器件，其中与该封闭空间的任何壁的间隙处于约1.2公尺(4呎)至约3.4公尺(11呎)的范围内且彼此间隔处于约3.4公尺(11呎)至约6.7公尺(22呎)范围内的距离；及(v)对于范围介于约1.0公尺(3.3呎)至约5.0公尺(16.4呎)之间的侧壁封闭体高度而言，以侧壁组态安装至少两个雾产生器件，该安装是在该封闭空间的一天花板之下处于约1.0公尺(3.3呎)至约天花板封闭体高度的一半的范围内且与该封闭空间的任何转角的间隙为至少1.0公尺(3.3呎)，从而使得该至少两个雾产生器件各自界定一具有自该器件至一相对壁的直径为约1.5公尺(5呎)的未阻塞排放路径的排放中心线，该器件系安装于距离该相对壁范围介于约3.8公尺(12.5呎)至约12.0公尺(39.3呎)之间的距离处，且该至少两个器件的该等排放中心线具有范围介于1.0公尺(3.3呎)至约4.6公尺(15呎)之间的垂直间距。
该系统进一步包括一独立式流体供应源，其包括一耦接至第一流体入口的液体供应以使液体以环流形式自第一流体出口排放，该流体供应进一步包括一耦接至第二流体入口的处于约2.1巴(30psi.))))))))至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自第二流体出口排放以在如(例如)本文所揭示的可选用腔室中与液体环流混合以便形成雾来处理火灾。该流体供应进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应耦接至第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口以使液体流过第一流体通道；(ii)一加压气体供应，其包括一组至少三(3)个11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至第二流体出口的管道歧管，其中来自该歧管的经调节排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包括至少一个九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐耦接至第一流体入口；及(iii)液体及气体时以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
在此系统中，雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
本发明的另一实施例为一种利用雾处理火灾的火灾防护系统。此系统包含至少一个置放于一具有至少130立方公尺(4590立方呎)体积的封闭空间中的雾化器件。该至少一个雾化器件包括：一第一流体入口及一第二流体入口、使第一流体与第二流体雾化的构件、及一包括一耦接至第一流体口的液态供应以使液体以环流形式自雾化器件排放的独立式流体供应源，该流体供应进一步包括一耦接至第二流体入口的处于2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自雾化器件排放以在腔室中与液体环流混合以便形成雾来处理火灾。该流体供应进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应耦接至第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口以使液体流过第一流体通道；(ii)一加压气体供应，其包括一组至少三(3)个11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至第二流体出口的管道歧管，其中来自该歧管的经调节排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包括至少一个九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐耦接至第一流体入口；及(iii)液体及气体是以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
在此系统中，雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.)之间；(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
本发明的又一实施例为一种利用雾处理火灾的火灾防护系统。此系统包含至少一个置放于一具有至少130立方公尺(4590立方呎)体积的封闭空间中的雾化器件。该至少一个雾化器件包括：一第一流体入口及一第二流体入口以及使第一流体与第二流体雾化的构件。在此系统中，雾化器件是以选自由以下组成之群的方式安装于封闭空间内：(i)至少两个雾产生器件置放于该封闭空间中，其中至少130立方公尺(4590立方呎)为至少260立方公尺(9180立方呎)，该至少两个雾产生器件置放于成对角的转角中以界定介于其间的约3.4米(11英尺)的最小间距；(ii)对于范围介于约3.0米(9.8英尺)至约5.0米(6.4英尺)之间的封闭体高度而言，以悬垂组态安装，其中与该封闭空间的任何壁之间隙处于1.2米(4英尺)至约3.4米(11英尺)的范围内；(iii)对于范围介于约1.0米(3.3英尺)至约5.0米(16.4英尺)之间的侧壁封闭体高度而言，以侧壁组态安装，该安装是于该封闭空间的一天花板之下处于约1.0米(3.3英尺)至约天花板封闭体高度的一半的范围内且与该封闭空间的任何转角的间隙为至少1.0米(3.3英尺)；(iv)对于范围介于约3.0米(9.8英尺)至约5.0米(16.4英尺)之间的封闭体高度而言，以悬垂组态安装至少两个雾产生器件，其中与该封闭空间的任何壁的间隙处于1.2米(4英尺)至约3.4米(11英尺)之范围内且彼此间隔处于约3.4米(11英尺)至约6.7米(22英尺)范围内的距离；及(v)对于范围介于约1.0米(3.3英尺)至约5.0米(16.4英尺)之间的侧壁封闭体高度而言，以侧壁组态安装至少两个雾产生器件，该安装是于该封闭空间的一天花板之下处于约1.0米(3.3英尺)至约天花板封闭体高度的一半的范围内且与该封闭空间的任何转角之间隙为至少(1.0米)(3.3英尺)，从而使得该至少两个雾产生器件各自界定一具有自该器件至一相对壁的直径为约1.5米(5英尺)的未阻塞排放路径的排放中心线，该器件是安装于距离该相对壁范围介于约3.8米(12.5英尺)至约12.0米(39.3英尺)之间的距离处，且该至少两个器件的该等排放中心线具有范围介于1.0米(3.3英尺)至约4.6米(15英尺)之间的垂直间距。
此系统进一步包括一独立式流体供应源，其包括一耦接至第一流体入口的液体供应以使液体以环流形式自雾化器件排放，该流体供应进一步包括一耦接至第二流体入口的处于约2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自雾化器件排放以在如(例如)本文所揭示的可选用腔室中与液体环流混合以便形成雾来处理火灾。该流体供应进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应耦接至第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口以使液体流过第一流体通道；(ii)一加压气体供应，其包括一组至少三(3)个11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至第二流体出口之管道歧管，其中来自该歧管的经调节排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包括至少一个九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐耦接至第一流体入口；及(iii)液体及气体系以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
在此系统中，雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))之间；(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
在本发明的此态样的另一实施例中，提供一种利用雾处理火灾的火灾防护系统，该火灾具有范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化火灾规模。此系统包含：一置放于一具有约130立方公尺(4590立方呎)体积的封闭空间中之雾化器。该雾化器包括：一具有沿装置的纵轴置放的一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定一工作喷嘴；一具有一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体信道沿该装置的该纵轴置放且与该第一流体通道同轴，该第二流体通道界定一输送喷嘴；一置放于该第二流体通道中以致该输送喷嘴界定相对于该纵轴的发散流动模式的固体突起；及一与该工作喷嘴及该输送喷嘴连通的腔室；一包括一耦接至第一流体入口的来自该工作喷嘴的约5.71pm(1.5gpm)的流动速率的液体供应的流体供应源，该流体供应进一步包括一耦接至第二流体入口的处于约6.9巴(100psi.)范围内的压力下的气体供应，以供自该输送喷嘴排放以在腔室中与液体混合以便形成雾来扑灭火灾。
在此系统中，雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))之间；(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
本发明的又一实施例为一种水雾火灾防护系统，其用于扑灭包括暴露火灾、遮蔽火灾、池火灾、喷射火灾及/或瀑布式火灾的火灾。此系统包含至少一个经安装用于将一定水雾体积引入一占据空间中的雾化器，该至少一个雾化器耦接至一流体供应及一气体供应，该流体供应为一水供应且该气体供应为一定体积的氮气(N2)，其中所产生的水雾体积是由在处于约2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下传送的气体界定。
此外，本文所揭示的各系统较佳可调以处理增加或减少的封闭体体积。更特定言之，一较佳系统较佳经组态以排放与待防护的封闭空间的尺寸相关的体积。因此，在此实施例之一较佳态样中，至少一个雾化器为一单一雾化器，当该单一雾化器中所排放的总体积与由两个或两个以上雾化器排放的总体积相当时，其提供与两个或两个以上相同雾化器相比实质相当的火灾防护。
雾式火灾防护方法
本发明的此态样的一实施例为一种雾式火灾防护方法，其用以处理一具有至少一百三十立方公尺(130立方公尺(4590立方呎))体积的实质封闭空间中的火灾，该方法包含使用至少一个置放于该空间中用于将雾排放至该空间中的雾化器件，该至少一个雾化器件为一包括一第一流体通道及一第二流体通道的供第一流体及第二流体用的双流体雾化器件，该第一流体通道具有沿该器件的纵轴置放的一第一流体入口及一第一流体出口，该第一流体通道界定向该纵轴收敛使得一流动路径在自该第一流体入口至该第一流体出口的方向上减小的平滑弯曲轮廓，该第一流体通道界定范围介于约119,000立方毫米至约121,500立方毫米之间的总体积；该第二流体通道具有第二流体穿过的一第二流体入口及一第二流体出口，该第二流体通道沿该纵轴置放且与该第一流体通道同心，该第二流体通道界定一处于约1度至约40度范围内的等效扩张角，该第二流体通道界定范围介于24,300立方毫米至约25,500立方毫米之间的总体积，该第二流体通道界定一输送喷嘴。此方法进一步包括使用该至少一个雾化器件产生液雾，其包括：将液体作为第一流体传送至该第一流体入口穿过该第一流体通道，以使液体以环流形式自该第一流体出口排放；在范围介于约2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的操作压力下，将气体作为第二流体传送至该器件的该第二流体入口以使气体流过该第二流体通道且自该第二流体出口排放以与液体环流混合从而形成雾；及使雾分布遍及该封闭空间。在此方法中，该分布包括自雾化器件排放液体及气体历时至少十分钟的排放时间。排放气体包括以至少音速的速度排放该气体以使雾具有选自由以下组成的群的特性：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.)之间；(iii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
本发明的此态样的另一实施例为一种用于一封闭空间的全淹没雾式火灾防护方法。此方法包含：将一定体积之雾自至少一个雾化器件排放至该封闭空间中；使该体积之雾分布以界定该室中能扑灭位于该室中任何地方的火灾的各定积空间单元的密度；及提供一独立式流体供应源。该独立式流体供应源包括：一液体供应，其耦接至该至少一个雾化器件以使液体以环流形式自该器件排放；及一处于约2.1巴(30psi.)至约24.1巴(350psi.)范围内的压力下的气体供应，其耦接至该至少一个雾化器件以自该器件排放从而与液体环流混合以便形成雾。在此方法中，该提供近一步选自由以下组成的群：(i)液体供应由气体供应加压，该液体供应耦接至第一流体入口以在至少0.5巴(7psi.)的压力下将液体提供至该入口，以使液体流过第一流体通道；(ii)一加压气体供应，其包括一组至少三个11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸，各气缸耦接至一耦接至第二流体出口之管道歧管，其中来自该歧管之调节排放压力为至少6.9巴(100psi.)；及一液体供应，其包括至少一个九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))由气体供应排放压力加压的灭火液体罐，该罐耦接至第一流体入口；及液体及气体系以处于约1∶1至约3∶1范围内的液体与气体质量流量比提供至器件。
此方法可进一步包含借助于选自由以下组成之群的参数中之一者产生雾：(i)大部分液滴具有处于1至10微米范围内的直径；(ii)对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，总液体供应范围介于约五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.))之间；对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，界定小于约8加仑(8gal.)的总扑灭体积；及(iv)对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化规模火灾而言，扑灭时间处于约780秒至约80秒的范围内。
在此方法中，该至少一个雾化器可包含：一具有沿装置的纵轴置放的一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定一工作喷嘴；一具有一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体通道沿该装置的该纵轴置放且与该第一流体通道同轴，该第二流体通道界定一轮送喷嘴；一置放于该第二流体通道中以致该输送喷嘴界定相对于该纵轴之发散流动模式的固体突起；及一与该工作喷嘴及该输送喷嘴连通的腔室。此方法可进一步包含产生形成液雾的液滴，其中大部分液滴具有处于1至5微米范围内的直径。此方法可进一步包含在该体积中产生紊流以诱导能输送液雾且使液雾分散的气流。在此方法中，气体可以超音速排放。在此方法中，该排放可包括界定总液体体积以扑灭以千瓦/立方公尺(kW/cu.m.)为单位量测的正规化火灾规模，对于处于约一(1kW/m3)至约八(8kW/m3)范围内的正规化火灾规模范围而言，总扑灭体积分别处于约0.57公升/立方公尺(0.57liters/cu.m.)(0.0042加仑/立方呎(0.0042gal./cu.ft.))至0.057公升/立方公尺(0.057liters/cu.m.)(0.00042加仑/立方呎(0.00042gal/cu.ft.))的范围内。
排放可为所防护的空间的函数，该空间可具有约260立方公尺(cu.m.)的体积，且液雾可界定约四加仑(4gal.)液体至约四十加仑(40gal.)的扑灭体积。
在此方法中，对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化火灾规模而言，排放液雾扑灭火灾且界定分别处于约780秒至约80秒的范围内的扑灭时间范围。
在此方法中，对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化火灾规模而言，较佳地，排放液雾扑灭火灾且界定约500秒至约80秒的扑灭时间范围。
在此方法中，对于范围介于约(1千瓦/立方公尺)至约(8千瓦/立方公尺)之间的正规化火灾规模而言，更佳地，排放液雾扑灭火灾且界定约420秒至约80秒的扑灭时间范围。
在本发明的此样态的另一实施例中，提供一种产生雾的方法。此方法包含：使第一流体穿过一雾产生装置的一第一流体通道，其中该第一流体通道具有一第一流体出口；使第二流体过该雾产生装置的一第二流体通道，其中该第二流体通道具有一第二流体出口及一喉部，该喉部具有比该第二流体出口小的横截面积，其中该第一流体出口与该第二流体出口相对于彼此定位，从而使其具有一介于5度与30度之间的入射角；使第二流体流加速穿过该第二流体通道的喉部；及使该第一流体及该第二流体自其个别出口喷出，以使得自该第二流体出口流出的经加速第二流体流对自该第一流体出口流出的第一流体流赋予剪切力，进而使该第一流体至少部分雾化以产生经分散的液滴流动形态。
本发明的此样态的另一实施例为一种产生雾的方法。此方法包含：使第一流体穿过一雾产生装置的第一流体通道，其中该第一流体通道具有一第一流体出口；使第二流体过该雾产生装置的一第二流体通道，其中该第二流体通道具有一第二流体出口及一喉部，该喉部具有比该第二流体出口的小的横截面积，以及该喉部与该第二流体出口的面积比介于2∶3与1∶4之间，其中该第一流体出口与该第二流体出口相对于彼此定位以致其具有一小于90度的入射角；使第二流体流加速穿过该第二流体通道的喉部；及使该第一流体及该第二流体自其各别出口喷出，以使得自该第二流体出口流出的经加速第二流体流对自该第一流体出口流出的第一流体流赋予剪切力，进而使该第一流体至少部分雾化以产生经分散之液滴流动型态。
先前两个实施例可进一步包含：在该等出口之下游第二流体中产生一紊流区，及使经分散的液滴流动型态穿过该紊流区，进而使该经分散的液滴流动型态中的第一流体进一步雾化。
本发明的方法可进一步包含通过改变第一流体及/或第二流体的速度及/或密度来控制该第一流体与该第二流体之间的动量通量比的步骤。
本发明的方法可进一步包含调整第一流体出口的横截面积以改变第一流体流的出口速度的步骤。较佳地，该出口速度为超音速。
装配方法
在本发明的另一实施例中，提供一种装配一雾产生装置的方法。此方法包含以下步骤：形成一含有第一流体供应通道及第二流体供应通道的基座元件；形成一含有一孔的漏斗形元件，且使该漏斗形元件轴向且同心地定位于该基座元件上以使该漏斗形元件轴向且同心地定位于该基座元件上以使该孔与该第二流体供应通道连通；形成一细长栓塞元件，且使该栓塞元件轴向且同心地附接至该基座元件以使该栓塞元件的一部分位于该孔内，且将一第二流体通道界定于该同心漏斗形元件与该栓塞组件之间形成一覆盖元件，该覆盖元件具有一经调适以封闭该漏斗形元件及该栓塞元件且经调适以轴向且同心地定位于该基座元件上的第一端，该覆盖元件进一步包含一具有一出口的第二端，且使该覆盖元件附接至该基座元件以致将一第一流体信道界定于该漏斗形组件的一外表面与该覆盖元件的一内表面之间，且该第一流体通道的一第一流体出口及该第二流体出口与该覆盖元件的出口连通。
在此实施例的一态样中，形成漏斗形物的步骤可包括形成一自该漏斗形物径向突出之凸缘部分，且其中使该覆盖元件附接至该基座之步骤包括将该漏斗形物的凸缘部分夹于该覆盖元件与该基座之间。
在此实施例的另一态样中，使该覆盖元件附接至该基座之步骤包括调适该覆盖元件以致能相对于该基座调整该覆盖元件的轴向位置。
在此实施例的一态样中，使该栓塞组件附接至该基座的步骤包括将该栓塞组件螺接至该基座上以致能相对于该基座及该漏斗形物调整该栓塞之轴向位置。
雾化器件
在本发明的另一实施例中，提供一雾化器件。此器件包含：一具有沿该器件的纵轴置放的一第一流体及入口及一第一流体出口的第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定向该纵轴收敛使得一流动路径在自该第一流体入口至该第一流体出口的方向上减小的平滑弯曲轮廓，该第一流体通道界定范围介于约通道界定范围介于约119,000立方毫米至约121，500立方毫米之间的总体积；及一具有第二流体穿过的一第二流体入及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体通道沿该纵轴置放且与该第一流体通道同心，该第二流体通道界定一处于约1度至约40度范围内的等效扩张角，该第二流体通道界定范围介于24,300立方毫米至约25,500立方毫米之间的总体积，该第二流体通道界定一输送喷嘴；及一与该第一流体通道出口及该第二流体出口连通的腔室，其中该第一流体出口与该第二流体出口相对于彼此定位以致其具有一介于约5度与约30度之间的入射角。
在本发明的此态样的另一实施例中，提供一雾化器件，该器件包含：一具有沿该器件之纵轴置放的一第一流体入及一第一流体出口的第一流体通道，该第一流体通道界定向该纵轴收敛使得一流动路径在自该第一流体入口至该第一流体出口之方向上减小之平滑弯曲轮廓，该第一流体通道界定范围介于约119,000立方毫米至约121,500立方毫米之间的总体积；及一具有第二流体穿过的一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道，该第二流体通道沿该纵轴置放且与该第一流体通道同心，该第二流体通道界定一处于约1度至约40度范围内的等效扩张角，该第二流体通道界定范围介于24,300立方毫米至约25,500立方毫米之间的总体积，该第二流体通道界定一输送喷嘴，该第一流体通道是以一定入射角置放于该第一流体流动路径与该第二流体流动路径之间，该入射角范围介于约5度与约30度之间。
在本发明的此态样的另一实施例中，提供一种由液体及气体产生雾的雾化器件。该雾化器件包含：一具有一用于接收流动速率介于约1-4gpm之间、诸如介于约3.8lpm至约7.61lpm(1-2gpm)之间的液体的第一流体入口的第一流体通道，该第一流体信道具有一沿装置的纵轴置放以供以环流形式自该第一流体通道排放的第一流体出口；一具有一用于接收压力为约6.9巴(100psi.)的气体的第二流体入口的第二流体通道，该第二流体通道具有一用于气体排放的第二流体出口，与该第一信道分离的该第二流体信道沿该装置的纵轴置放且与该第一流体通道同轴；一置放于该第二流体通道中以致该第二流体通道界定相对于该纵轴的发散流动模式的固体突起。在此实施例中，液体及气体系自该第一流体出口及该第二流体出口排放以形成雾，该雾形成实质圆锥形的喷雾图案。该喷雾图案界定一与该纵轴的约15度的夹角。较佳地，该器件进一步包含一与该第一流体出口及该第二流体出口连通以使液体及气体排放物混合从而形成雾的腔室。
在本发明的此态样的另一实施例中，提供一种具有纵轴的雾产生装置。此装置包含一具有一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，及一具有一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道。该第一流体通道环绕该第二流体通道，且该第一流体出口与该第二流体出口相对于彼此定位以致其具有一介于5度与30度之间的入射角。该第二流体通道具有一位于第二流体入口与该第二流体出口之间的喉部，其中该喉部具有比该第二流体入口或该第二流体出口的横截面积小的横截面积。
在此实施例中，较佳地，喉部与第二流体出口之间的面积比介于2∶3与1∶4之间。
较佳地，第一流体通道及第二流体通道与装置的纵轴同轴。
从此实施例中，第一流体通道可包含一位于第一流体入口第一流体出口之间的中间部分，其中该中间部分具有大于该第一流体入口或该第一流体出口的横截面积的横截面积。
在此实施例中，装置可进一步包含：一具有一经过调适以连接至第一流体供应的第一端及一连接至第一流体入口的第二端的第一流体供应通道，及一具有一经调适以连接至第二流体供应的第一端及一连接至第二流体入口的第二端的第二流体供应通道，其中该第一供应通道及该第二供应通道实质平行于该装置的纵轴。较佳地，该装置进一步包含一含有该第一流体供应通道及该第二流体供应通道的基座元件。
装置可进一步包含一漏斗形元件及一细长栓塞元件，其中该漏斗形元件具有一孔且经调适以同轴定位于基座元件的之上后从而使该孔与第二流体供应通道连通，且其中该栓塞组件经调适以附接至该基座元件从而使该栓塞之一部分位于该孔内将第二流体通道界定于该漏斗形物与该栓塞之间。
装置可进一步包含一覆盖元件，其封闭基座元件、漏斗形元件及栓塞元件后而将第一流体通道界定于该漏斗形物的外表面与该覆盖元件的内表面之间。较佳地，该覆盖元件具有一经调适以同轴定位于该基座元件之上且附接至该基座元件的第一端，及一具有一经调适以与第一流体出口及第二流体出口连通的出口的第二端。较佳地，该覆盖件的第二端包括一轴向突出的唇缘部分，该唇缘部分界定一与第一流体出口及第二流体出口连通的孔洞。
在装置中，栓塞元件具有一附接至基座元件的第一端及一界定第二流体通道的第二端，其中该第二端具有一凹形的断面。
在装置中，漏斗形元件可包括一径向突出的凸缘部分，其中该凸缘部分是夹于基座元件与覆盖原件之间以维持该漏斗形元件相对于该基座元件的轴向位置。
装置可经调适以致能相对于基座调整覆盖元件的轴向位置。
在装置中，栓塞组件可螺接至基座上以致能相对于基座漏斗形物调整该栓塞组件的轴向位置。
在本发明的此态样的另一实施例中，提供一种具有纵轴雾产生装置。此装置包含：一具有一第一流体入口及一第一流体出口的第一流体通道，及一具有一第二流体入口及一第二流体出口的第二流体通道。该第一流体通道环绕该第二流体通道且该第一流体出口与该第二流体出口相对于彼此定位从而使其具有一小于90度的入射角。在此装置中，该第二流体通道包括一位于该第二流体入口与该第二流体入口之间的喉部，该喉部具有比该第二流体入口与该第二流体出口的横截面积小的横截面积，以致该喉部与该第二流体出口之间的面积比介于2∶3与1∶4之间。该装置包括自该第二流体通道向外径向定位的该第一流体通道。
在此实施例中，第一流体通道及第二流体通道与装置的纵轴同轴。
在此实施例中，第一流体通道包括一位于第一流体入口与第一流体出口之间的中间部分。该中间部分具有大于该第一流体入口或该第一流体出口的横截面积得横截面积。
此实施例的装置进一步包含：一具有一经调适以连接至第一流体供应的第一端及一连接第一流体入口的第二端的第一流体供应通道，及一具有一经调适以连接至第二流体供应通道，其中该第一供应通道及该第二供应通道实质平行于该装置的纵轴。在此实施例中，该装置进一步包含已含有该第一流体供应通道及该第二流体供应通道的基座元件。
装置可包含一漏斗形元件及一细长栓塞元件，其中该漏斗形元件具有一孔且经调适以同轴定位于基座元件之上后而使该孔与第二流体供应通道连通，且其中该栓塞组件经调适以附接至该基座元件以致该栓塞的一部分位于该孔内且将第二流体通道界定于该漏斗形物与该栓塞之间。
在此实施例中，装置进一步包含一覆盖元件，其封闭基座元件、漏斗形元件及栓塞元件，从而将第一流体通道界定于该漏斗形物之外表面与该覆盖元件之内表面之间。较佳地，该覆盖元件具有一经调适以同轴定位于该基座元件之上且附接至该基座元件之第一端，及一具有一经调适以与第一流体出口及第二流体出口连通的出口的第二端。在此实施例的装置中，该覆盖件的第二端包括一轴向突出之唇缘部分，该唇缘部分界定一与第一流体出口及第二流体出口连通的孔洞。
在此实施例中，栓塞组件具有一附接至基座元件的第一端及一界定第二流体通道的第二端，其中该第二端具有一凹形的端面。
在此实施例中，漏斗形组件包括一径向突出的凸缘部分，其中该凸缘部分是夹于基座元件与覆盖元件之间以维持该漏斗形组件相对于该基座组件的轴向位置。较佳地，装置经调适以致能相对于该基座调整该覆盖元件之轴向位置。在实施例之装置中，该栓塞组件可螺接至该基座上以致能相对于该基座及该漏斗形物调整该栓塞组件的轴向位置。
雾产生装置的其他可选择特征为可能的。举例而言，喉部的横截面积可介于20mm2与35mm2之间，且该喉部与第二流体出口之间的第二流体通道的等效扩张角可介于5度与10度之间。第二流体出口的横截面积可比第一流体出口的横截面积大介于4倍与7倍之间。此外，第一流体出口与第二流体出口可彼此相邻地定位。
实施方式
并入本文中且构成本说明书的一部分的随附图式说明本发明的例示性实施例，且其连同上文所给出的一般描述及下文所给出的详细描述一起用于阐明本发明的特征。
较佳系统
图1展示提供对封闭空间120的全淹没雾式火灾防火的较佳雾系统100，较佳为液雾。更具体言之，雾系统100提供以有效处理、较佳控制或抑制且更佳扑灭火灾的浓度悬浮于分布遍及封闭空间的气体中的灭火剂液滴。该灭火剂较佳为液体，诸如水。或者，该灭火剂可为蒸汽，或另外在替代选择中，灭火剂可为泡沫，诸如水成膜泡沫(aqueous film forming foam，AFFF)。AFFF可由合成产生的材料(诸如与水混合的液体清洁剂)制成。
雾系统100适用的封闭空间120的实例包括(但不限于)：引擎室、涡轮机械室，或机舱空间、特殊危险机舱空间及/或燃气涡轮封闭体中需要危险易燃液体的火灾防护的任何其他封闭体。封闭空间120可由各种尺寸特征(诸如，以立方公尺(cu.m.)或立方呎(cu.ft.)为单位量测的总自由体积V)或由其长度、高度及宽度的线性尺寸公尺(m.)或英尺(ft.)表征。总自由体积V定义为封闭体或室的体积减去固定体积，其中该固定体积是由位于该封闭体中的固定或永久设备或其他固体障碍物确定。
较佳将封闭空间120密封以防止封闭空间内部与外部环境之间的任何通风交换。或者，该空间中的所有自然通风口(亦即，门口)的最大总面积不大于4.0平方公尺(sq.m.)(43.1平方英尺(sq.ft.)。另外在替代选择中，若封闭空间具有在系统100致动时即自动关闭的防火隔板，则自然通风口的最大面积可增加。就封闭空间具有强制通风系统(亦即，风扇及/或节风门)而言，该等强制通风系统较佳组态成在较佳火灾防护系统100致动时即切断。
较佳系统100包括至少一个且较佳两个或两个以上产生雾且将雾排放至界定封闭体体积V的待防护的实质封闭空间120中的器件130。排放器件130较佳为液体雾化器件或雾化器。在液雾系统100中，雾化器130中的每一者与灭火流体的液体源140(较佳为水)及加压气体源150(较佳为氮气或一些其他可压缩流体)连通。气体源150较佳充当雾化气体以产生液雾且充当载气以分布形成液雾的液滴。气体源150较佳为惰性的且由此该气体可进一步充当惰化剂，从而增强火灾抑制性能。
较佳地，系统100的液体源140及气体源150形成一独立式总成，以致系统100具有独立液体及气体源。在较佳系统100中，液体源140较佳为一专用独立式灭火液体罐，且气体源150较佳为一组惰性气体气缸。气体源150系连接至一耦接至、较佳以并联方式耦接至水罐140及每-雾化器130的馈料管线。气体源150使液体源140加压，从而使得可在所需工作压力下将水提供至各雾化器130。达至雾化器130之单独气体馈料提供使液体雾化且挟带液体以产生雾之气体。来自雾化器之气体排放进一步提供高速、较佳音速至超音速之气体以轮送雾且将雾分布遍及封闭体体积V。尽管系统100可经组态以在大于或小于十分钟的时间内达成可用液体及气体供应的完全排放，但较佳将液体源140及气体源150定尺寸以提供至少约十分钟的雾化器排放持续时间。
图2展示较佳雾系统的替代实施例200。系统200使用所防护的设施的可用水及气体供应，而非利用独立式液体及气体供应。举例而言，系统200及其每一雾化器230均可经由歧管252连接至由较佳系统防护之设施(诸如工厂)之主水供应240及气体供应250。
再次参看图1，较佳系统100在封闭空间120内提供一或多个能侦测封闭空间120中火灾110的存在的侦测器160。侦测器160(图2中的260)进一步较佳耦接至气动致动器180以提供系统100之自动操作。该等侦测器进一步较佳经组态以产生信号从而操作气动致动器180。侦测器160进一步较佳耦接至警报面板170(图2中的270)以向系统操作者报警以对系统手动操作。侦测器160可组态为热侦测器、红外侦测器、定温侦测器、升温速率侦测器、烟侦测器、化学蒸气侦测器、光学侦测器或其组合的任一者。该等侦测器提供系统100冗余或双重连锁组态以防止系统100的误脱扣。在操作中，热侦测器160较佳经组态以产生信号从而在面板170处脱扣警报信号，以便提供已在空间120中侦测到火灾110的可听及/或视警报信号。
致动器180的操作较佳引发气体自气体源150排放。所排放的气体使液体源140加压以将液体灭火剂在所需工作压力下或以较佳流动速率传送至各雾化器130。在较佳系统100中，同轴孔口132置放于液体源140与各雾化器130之间，以便以实质恒定的流动速率且在实质恒定的操作压力下将液体提供至雾化器130。各雾化器130使输入液体雾化从而产生液雾以排放至空间120中来处理火灾110。亦将气体直接传送至雾化器130中以使轮入流体雾化且以高速喷射流形式排放。液雾及气体系以足够动量排放以移去置放沿雾化器之出口置放的保护帽。例如图21(连同雾化器1000的较佳实施例)中所示的保护帽1002覆盖雾化器的出口以保护处于非致动状态的雾化器的内件免受可能在封闭空间120中的任何碎片或污染物影响。气体较佳以音速至超音速排放，以致能在封闭空间120内产生紊流及/或诱导可输送液雾且使液雾分布遍及封闭空间120的低速流以提供较佳液雾全淹没火灾防护。
液雾较佳系由大量尺寸处于约1微米至约10微米且更佳1微米至约5微米范围内的能由所诱导的气流翰送的液滴构成。所排放的液滴分散遍及封闭空间120以包围火灾110。液滴遭遇火灾，蒸发且产生大量能置换氧气的蒸汽或液体蒸气。液雾排放的速率及其在整个空间中的密度或浓度使得蒸发速率可有效置换氧气以处理火灾，较佳控制或抑制火灾，且甚至更佳扑灭火灾。除置换氧气以外，液体蒸气藉由液体蒸气雾沫来稀释易燃蒸气。随着液体转化成蒸气，自火灾吸取热以冷却燃料。
具有独立式流体供应的液雾火灾防护系统的其它较佳实施例示意性地展示于图3A-D、图4A及图4B中，且描述于题为“AquasonicTM：TotalFlooding Water Mist Type 130 and 260 Systems”的TYCO FIRE &BUILDING PRODUCTS草案资料表(draft Data Sheet)TFP2280(起草-2007年11月)中，其附属于美国临时专利申请案第60/989,083号且以引用的方式全部并入。图3A的系统300′较佳经组态具有两个悬垂安装的用于防护一界定多至260立方公尺(cu.m.)(9180立方呎)的自由体积的实质封闭空间的雾化器330′。图3B的系统300′，较佳经组态具有两个侧壁安装的用于防护一界定至多260立方公尺(cu.m.)(9180立方呎)的自由体积的实质封闭空间的雾化器330″。图3C的系统400′较佳经组态具有一悬垂安装之用于防护一界定至多130立方公尺(cu.m.)(4590立方呎)的自由体积的实质封闭空间的单一雾化器430′。图3D的系统400″较佳经组态具有一侧壁安装的用于防护一至多130立方公尺(cu.m.)(4590立方呎)的区域的单一雾化器430″。对于悬垂安装系统300′、400′而言，较佳将火灾防护提供至封闭体高度可在约3.0公尺至约5.0公尺(约9.8尺至约16.4尺)、至多约8.0公尺(26.2呎)变化的封闭空间120。对于侧壁系统300″、400″而言，较佳将火灾防护提供至封闭体高度可在约1.0公尺至约3.0公尺至更佳约5.0公尺(约3.3呎至约16.4呎)、至多约8.0公尺(26.2呎)变化的封闭空间120。
尽管，较佳雾系统的测试已证实提供火灾防护的能力与封闭空间120内的雾化器位置无关。发明人已鉴别出在封闭空间120内雾化器安装的较佳位置。在悬垂系统300′、400′中，雾化器较佳定位于距离任何封闭体壁最小约1.2公尺(4呎)、较佳最小为0.3公尺(1呎)且最大为3.4公尺(11呎)处，以使得雾化器具有自雾化器至封闭体底板之直径为约1.2公尺(4呎)且更佳为0.9公尺(3呎)的未阻塞排放路径。在双悬垂雾化器系统300′的状沉下，雾化器较佳如(例如)图4A的平面安装示意图中所示定位在置放位于固定设备127周围的封闭体20′的相对邻近象限或转角区域上。更佳地，两个雾化器330于其中心之间的间隔D为约3.4公尺(11呎)且不大于约9.3公尺(30.4呎)。
侧壁安装系统300″、400″的较佳安装提供：雾化器系较佳安装于封闭空间具有矩形底板平面的封闭空间120的较短宽度壁上。具有较佳侧壁系统的雾化器系安装于距离任何封闭体转角最小约1.0公尺(3.3呎)且另外距离相对封闭体壁最小3.8公尺(12.5呎)至最大12.0公尺(39.3呎)处。此外，雾化器430′较佳安装于天花板下方最小约1.0公尺(3.3呎)至不大于从天花板之封闭体高度的一半处，其中自雾化器至相对封闭体壁的未阻塞排放路径直径为约1.5公尺(4.9呎)。
可替代或另外地，在系统安装以悬垂或侧壁组态不可避免排放路径之阻塞处，较佳定位雾化器以使所排放之喷雾图案之横截面积在喷雾图案展开区中含有不大于40％阻塞，且在喷雾图案展开区的外含有不大于50％阻塞。喷雾图案展开区定义为自雾化器的出口端至喷雾图案完全展开的距雾化器距离DZ远的区域。在图20所示的较佳雾化器1000的示意图中，认为喷雾图案在距雾化器的出口端约64寸(或时)处完全展开，在此点处喷雾图案界定具有约36寸的直径D1A的圆形横截面。
在双侧壁雾化器系统300″的状况下，如(例如)图4B的平面安装示意图中所示，雾化器330′较佳位于封闭体20′的相对邻近象限或转角区域上。更佳地，两个雾化器330′之间应具有一定间距以界定介于雾化器的排放中心线CL之间范围介于最小约1.0公尺(3呎3寸)至最大约4.6公尺(15呎1寸)之间的垂直距离Dp。
水雾系统的较佳管道安装
较佳液雾系统中的每一雾化器较佳耦接至流体供应以确保将液体以较佳实质恒定的流动速率传送至雾化器且将气体在所需操作压力下传送至雾化器。具有两个具气体及氮气之独立式流体供应的供260立方公尺空间(9180立方呎)防护的雾化器的雾式火灾防护系统的更佳安装描述于题为“AquasonicTM Water-Atomizing Fire Suppression System：Design，Installation，Recharge and Maintenance Manual”的ANSUL INC.公开案Ansul Part第435650号(2008)中，其以引用的方式全部并入。较佳安装提供与美国国家消防协会(NATIONAL FIRE PROTECTIONASSOCIATION)公开的标准“NFPA 750：Standard on Water Mist FireProtection System”(2006年5月)的要求一致的系统。较佳安装系统以提供自动、手动及可选用的远程操作。作为独立式系统，较佳安装提供用于液体供应、气体供应及相关系统控制的携带型滑座式安装。滑座较佳经组态以供室外或室内安装，其中特定滑座界定一具有一定占据面积(footprint)或总尺寸的流体供应及控制总成，从而使该总成可移动穿过标准尺寸门口。
图5-7展示在上文所述之流体雾系统之任一者中使用的较佳独立式流体供应滑座500。较佳供应滑座500包括一组态为含有灭火液体(较佳为水)的具有至少95公升(25加仑)的容量且更佳约191公升(50加仑)的容量的罐502用于至少130立方公尺(4590立方呎)封闭空间且更佳260立方公尺(9180立方呎)封闭空间的防护的液体源。或者，可基于所防护的封闭体的体积将罐502定尺寸以提供水供应；然而，该罐应具有足够尺寸以提供至少十分钟的雾排放持续时间。罐502为一较佳经ASME证实的至少约14.8巴(215psi.)的压力容器。罐502进一步包括填充入口506及出口508以供连接至与一或多个雾化器连通的系统管道。
供应滑座500进一步包括较佳组态为一组实质惰性气体(例如氮气)的气缸的气体源510。在所展示之供应滑座500中，该气缸组包括总共六个经分级以供260立方公尺(9180立方呎)封闭空间的防护的11.3立方公尺(400立方呎)氮气气缸。可视所防护的空间的尺寸提供更多或更少气缸，例如，用于130立方公尺(4590立方呎)封闭空间的防护的供应滑座包括总共三个11.3立方公尺(400立方呎)的气缸。无论气缸的数目或尺寸如何，气体供应较佳经选择以提供至少10分钟的雾排放持续时间。
罐502及气缸510是安放于经定尺寸以使整个滑座总成能适合穿过标准尺寸门口的滑座供应框架522内。对于所展示的较佳滑座总成502而言，滑座具有约22公尺(6.5呎)的最大高度H、约0.9公尺(3呎)的最大宽度W及约1.6公尺(5.3呎)的最大长度L。
在上文所述独立式水雾系统中的任一者的较佳管道布置中，气体供应510使液体供应502加压以致将液体及气体在相同操作压力下传送至雾化器，该操作压力较佳范围介于约2.1巴至24.1巴(30psi.至350psi.)、诸如约8.3巴(120psi.)至约6.9巴(100psi.)之间、介于约7.9巴(115psi.)与约6.9巴(100psi.)之间、介于约7.7巴(112psi.)与约6.9巴(100psi.)之间、介于约7.6巴(110psi.)与约6.9巴(100psi.)之间且更佳为约6.9巴(100psi.)。更具体言之，滑座500的每一气缸510较佳配备有气体调节器512，较佳设定介于约7.7巴(112psi.)至约8.3巴(120psi.)之间的流动压力范围以将加压气体馈料呈管道歧管514中。管道歧管514包括一个排放出口端516以将气体以约7.6巴(110psi.)的较佳最小压力供应至系统的雾化器。
歧管514进一步较佳包括一分支排放出口端513，其用于耦接至水罐502以使水或其它液体供应罐502在水馈料出口508处加压至至少约7.6巴(110psi.)的排放压力。已知较佳独立式流体供应滑座500中液体及气体供应的较佳尺寸，故使用直径处于15毫米(1/2寸)至25毫米(1寸)管范围内的管将馈料出口与每一雾化器之间的管道定尺寸以使其具有不大于约50公升(13加仑)的最大管道体积。再参看图1的系统示意图，水供应管道进一步较佳包括最接近各雾化器入口的入口的同轴孔口器件132，以使达至雾化器之流体压力下降至约0.5巴(7psi.)的较佳实质恒定的压力及约5.71pm(1.5gpm)的更佳流动速率。较佳同轴限流孔口具有较佳处于约0.080寸至约0.092寸范围内之限流孔口直径，及约0.78之流动效率系数(Cd)。其它或另外，同轴孔口界定处于约2.131pm./(巴)1/2(0.148gpm./(psi.)1/2)至约2.131pm./(巴)1/2(0.196gpm./(psi.)1/2)范围内的K因子范围，其中来自雾化器及孔口总成的总流量等于K因子乘以水供应压力的平方根。因此，气体调节器及液体孔口促成每一雾化器中恒定的较佳液体与气体质量流量比。
液雾系统较佳提供系统的手动、自动及7或远程致动。因此，如图5所见，供应滑座500较佳包括在接收来自一或多个引发器件(亦即，手动致动器或一个侦测器160)的输入信号后自动致动液雾系统的控制面板515。控制面板515进一步较佳以可在本地或远程操作的手动操作开关提供系统的手动致动。
每一较佳水雾系统的较佳操作方法展示于图8的示意性说明中。该较佳方法提供产生液雾以在待防护的封闭区域中有效实行处理、控制、抑制或更佳撰灭火灾110中的至少一者。另外，该较佳方法包括使雾分布遍及封闭空间120以在待防护的封闭区域中有效实行处理、控制、抑制或更佳扑灭火灾110中的至少一者。遍及封闭空间120的液雾分布较佳于封闭空间内提供雾全淹没以使雾实质均匀或均质地分布遍及该封闭空间，以致各单位体积的封闭空间含有无论雾产生器件相对于火灾的位置或方位如何均能有效处理火灾110的至少一定量或浓度的雾。
使液雾分布进一步较佳包括在封闭空间中产生紊流以诱导能输送液雾且使液雾分散之流。较佳地，系统的雾化器在封闭空间120中以处于音速至更佳超音速范围内的高速排放气体，以便提供较佳紊流。
产生液雾较佳界定能经由全淹没处理位于封闭空间120中任何地方的火灾110的封闭空间120中各单位体积空间(雾密度)或至少各130立方公尺(4590立方呎)的封闭体体积V的雾平均体积或质量。因此，较佳方法可足够处理由来自雾化器130的对象遮蔽或阻塞的火灾110，或另外处理位于雾化器130的直接排放路径外部的火灾。因此，较佳方法提供与雾化器130相对于火灾的位置无关的实质遍及整个封闭空间120的火灾防护。此外，由于足以处理火灾的雾的最小量为封闭空间120的封闭体体积V的一函数，因此雾防护方法与封闭空间120的任何特定线性尺寸特征无关。
另外，最小雾密度可为待处理火灾的方式的一函数。举例而言，较佳方法可提供经组态以藉由控制、抑制及/或扑灭火灾中的任一者来处理火灾的雾密度。更具体言之，较佳系统及其产生液雾的方法包括提供具有有效处理火灾的液滴尺寸的液滴的适当分布。较佳地，液雾实质由具有50微米以下、更佳10微米以下且甚至更佳处于约1微米至约5微米范围内的直径的液滴构成。小水滴尺寸使得源于较佳产生的紊流的低速气流有可能翰送此等液滴且在多个方向上将此等液滴均匀分布于封闭空间120内。
咸信，产生具有处于较佳尺寸范围内的液滴的液雾与使液雾均匀分布遍及封闭空间120的组合可通过利用液体(例如水)的蒸发能力以置换氧气从而使火灾缺氧以便处理、控制、抑制或更佳扑灭火灾来有效处理火灾，这与雾化器130的位置或方位无关。氧气由水蒸汽置换系局部(亦即，在火灾的火焰内)及整体(亦即，在火焰外部及封闭空间120内)发生。此外，水转化成蒸气提供上文所述之其它灭火机制，例如，自火灾吸取热以冷却燃料。
水通过其自液体蒸发、转化且膨胀成蒸气来置换氧气。在大气压力下，一公升液体水蒸发后即膨胀成约1600-1700公升水蒸气。因此，对于单位体积液雾而言，液雾的置换能力与其在遭遇火灾或自火灾散发的热后能蒸发的体积之比例直接相关。因此，较佳雾系统及其操作方法将雾排放传送至封闭空间120中，其中大量雾能在最接近火烟流(fire plum)之区域中蒸发。待由较佳系统处理的典型火烟流的速度处于约1.5公尺/秒(5呎/秒)至约15公尺/秒(50呎/秒)的范围内，且水雾的水滴需蒸发的区域系处于初始8公分至30公分(3寸至12寸)的火烟流内。
在不希望受任何特定理论限制的情况下，咸信此区域内的水滴需较佳在0.02秒至约0.05秒范围内蒸发以经由实质局部化氧气耗尽来直接扑灭火灾。通过具有水滴的大量分布有处于10微米以下的较佳液滴尺寸范围内的尺寸的水雾，使得雾含有在处于初始8公分至30公分(3寸至12寸)的火烟流内时可在0.02秒至0.05秒范围内蒸发的液滴分布。
此外由于较大部分的排放雾用于耗尽氧气，因此与习知洒水系统相比，需要较少量的液体以有效处理火灾。咸信，液雾火灾防护的较佳方法或更特定言之全淹没法亦使用比已知水雾火灾防护系统少的水来有效处理火灾。较佳方法及其所排放的液雾包括用于处理火灾增长的额外机制，例如，除置换氧气以外，水滴的蒸发自火灾吸取热，进而冷却燃料。
较佳雾系统及方法呈现用于火灾防护的环境友好或“绿色技术”。具体言之，系统所使用的水的低体积使废水及排水降至最低。另外，使用较佳氮气作为雾化及输送流体在火灾及系统致动的情沉下对环境、系统操作者或员工不存在额外危险。
系统参数
较佳液雾系统的设计及性能总体上可随诸如以下一或多个系统输入参数而定：流体至雾化器件的压力及/或流动速率、待防护的封闭空间120的体积及组态、待防护的封闭空间中的燃料、待由该系统处理之预期火灾类型义规模，及/或封闭空间中通风口的尺寸及组态。
更具体言之，待由系统排放至封闭空间120中之流体雾的体积、流量、雾密度及/或液滴尺寸可由(例如)气体的入口特征、液体的流动速率及/或二者之间的关系来界定。举例而言，在上文所述的雾式火灾防护系统中，液体之特定流动速率可提供有效处理火灾之液雾，其限制条件为存在足够流量及压力之雾化气体。上文所述之较佳方法及系统中所使用之雾化器130较佳组态为多流体雾化器，例如较佳使用液体及气体以佳系统及方法中使用之较佳雾化器将于下文更详细描述。或者，可使用单一流体或其他液体雾化器，其限制条件为该等器件可提供具有如本文述的适当体积浓度、液滴尺寸及分布特征的所需雾。
下文描述(例如)关于使用图11的较佳雾化器。申请者已鉴别出较佳液雾形成的入口气体压力或气体操作压力，其处于约2.1巴至24.1巴(30psi.至350psi.)范围内，较佳处于约5.0巴至13.8巴(72psi.至约200psi.)范围内，更佳处于约5.9巴至9.0巴(85psi.至约130psi.)范围内，甚至更佳处于约6.9巴至约8.4巴(100psi.至约122psi.)范围内，且最佳为约7.6巴(110psi.)。其它或另外，此等入口气体压力界定较佳处于约0.0141kg/s(25scfm)至约0.1667kg/s、0.0476kg/s(84scfm)至约0.0619kg/s(109scfm)范围内且较佳为约0.0476kg/s(84scfm)的质量流率及气体体积流率。较佳的水雾系统及其操作亦比已知水雾系统有效，此系由于较佳系统300′、400′在比已知高压水雾系统低的压力下操作。具体言之，已知高压水雾系统需要约70巴(1015psi.)的最小操作压力。相比之下，系统300、400仅需要约6.9巴(100psi.)的最小操作压力。
申请者已确定，为使用较佳雾化器产生有效处理火灾增长的流体雾，需要鉴于入口气体供应而在雾化器入口处的经适当组态的液体供应。较佳地，在较佳雾化器的液体入口处的液体压力为约0.5巴(7psi.)且流动速率为约1-4，诸如约3gpm或约3.8lpm至约7.61lpm(1-2gpm)。更佳地，较佳水雾系统的性能及待排放的流体雾的特征是为液体与气体的质量流量比的一函数。更具体言之，申请者已确定较佳雾化器130提供有效液雾，其中对于达至雾化器件的气体的特定入口质量流量或压力而言，在雾化器130的入口处的流体提供处于约1∶1至约3∶1且更佳约1.75∶1至约2.25∶1至约2.5∶1范围内的液体与气体质量流量比。由于该比率可由一种流体与另一种流体的关系来界定，因此雾化器性能及由此系统的灭火性能可由至少一种流体(较佳为气体)的入口特征来确定。
或者，系统设计及性能可为室尺寸的一函数。.举例而言，雾系统的一较佳实施例提供以公升(L)(加仑(gal.))为单位量测的最小及最大体积液雾中之至少一者的排放，以处理封闭空间120中的火灾。在较佳雾系统的一特定实施例中，对于具有约260立方公尺(9180立方呎)的体积的封闭空间120的火灾防护而言，液雾排放的体积处于最小约22.7公升(6加仑)液体至约57公升(15加仑)的范围内。该方法进一步界定具有约130立方公尺(cu.m.)(4590立方呎)的体积的封闭空间120的火灾防护，其中对于相同浓度的液滴而言，液雾排放的体积处于最小11.4公升(3加仑)液体至约28.4公升(7.5加仑)的范围内。在一较佳态样中，对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，较佳系统之总液体供应体积较佳处于五十七公升(57L.)(十五加仑(15gal.))至约九十五公升(95L.)(二十五加仑(25gal.)的范围内。
尽管较佳雾系统是针对最小总排放时间(较佳为约十分钟)定尺寸，但可另外依据待防护的封闭空间中预期火灾规模对系统定尺寸从而提供液雾的最小总排放体积。举例而言，较佳系统设计可提供雾的总排放液体体积以扑灭特定单位的封闭体体积(以公升/立方公尺(l./cu.m.)(加仑/立方呎(gal./cu.ft.))为单位量测的扑灭体积)的火灾。较佳地，对于各个130立方公尺(4590立方呎)的封闭空间而言，液雾之总扑灭体积小于约八加仑(8gal.)。更佳地，对于处于约一(1kW/m3)至约八(8kW/m3)范围内的火灾规模的正规范围而言，系统的总扑灭体积处于0.57公升/立方公尺(0.57liters/cu.m.)(0.0042加仑/立方呎(0.0042gal./cu.ft.))至0.057公升/立方公尺(0.057liters/cu.m.)(0.00042加仑/立方呎(0.00042gal./cu.m.)的范围内。
由于较佳系统之较佳设计及操作方法可提供扑灭火灾之总体积，因此较佳系统参数可针对正规化火灾规模之范围进一步界定扑灭时间之范围。在较佳方法之一态样中，对于处于约1千瓦/立方公尺至约8千瓦/立方公尺范围内之火灾规模的正规化范围而言，较佳系统的扑灭时间处于约780秒至约80秒、较佳约500秒至约80秒且更佳约420秒至约80秒的范围内。
性能及可调能力
上文所述的三个较佳雾系统系在各种火灾挑战下在量测为7.72公尺(25.3呎)(长)×6.55公尺(21.5呎)(宽)×5.1(16.8呎)(高)的约260立方公尺(9180立方呎)的体积V的封闭空间120中测试。再参看图3A-3C，以下系统：(i)具有两个天花板安装之雾化器330′的雾系统300′；(ii)具有两个侧壁安装的雾化器330″的雾系统300″；及(iii)具有单一天花板安装的雾化器430′的雾系统400′。各系统的雾化器系以如上文所述之较佳方式定位，其中天花板安装之雾化器系处于距离封闭体壁约1.2公尺(4尺)的最小间隙处，且侧壁雾化器系位于短壁上以使其排放距离最大化。
每一系统均系以庚烷燃料火灾来测试，其中放热率(HRR)改变如下：250kW、500kW、1000kW及2000kW。对于各种火灾情形而言，燃料系位于直径随燃料量而变之圆盘中，其中直径(公分)/燃料量(公升)如下：对于250kW的HRR，45公分/(16公升)；对于500kW的HRR，62公分/(30公升)；对于1000kW的HRR，79公分/(24.5公升)；且对于2000kW的HRR，112公分/(49公升)。对于1000kW及2000kW火灾中的每一者而言，将等份水添加至燃料中。测试火灾系位于封闭空间之几何中心中之底板上，在(2.0公尺×2.0公尺)钢桌障碍物之下，其中该障碍物在燃料之圆盘上方约0.7公尺处。另外，在开启水雾抑制系统之前，使各种火灾燃烧(预燃烧)预定时段。使250kW及500kW火灾预燃烧120秒，且使1000kW及2000kW火灾预燃烧30秒。
对于各种火灾情形而言，两个雾化器系统300′、400′中的每一者首先以传送至各雾化器的5.7lpm(1.5gpm)对6.9巴(100psi.)的水流动速率对氮气压力来测试，且接着以传送至各雾化器之约9.5lpm(2.5gpm)对12.1巴(175psi.)的水流动速率对氮气压力来测试。单一雾化器系统首先以传送至各雾化器的11.4lpm(3gpm)对13.8巴(200psi.)的水流动速率对氮气压力来测试。该等系统中的每一者均系以庚烷燃料火灾通过针对特定放热率量测(i)系统的扑灭时间；(ii)扑灭时间时总雾体积排放及(iii)扑灭时间时封闭空间120中的氧气浓度来测试。
两个天花板安装雾化器的测试结果的概述
  火灾规模HRR[kW]   正规化火灾规模[千瓦/立方公尺]   达至各雾化器的压力[巴(psi.)]   系统的总流动速率[lpm(gpm)]   扑灭时间[秒]   最终O2[％]   扑灭时的总流量[公升(加仑)]
  2000   7.69   6.9(100)   11.4(3.0)   111   15.4   21.2(5.6)
  2000   7.69   12.1(175)   17.8(4.7)   111   15.5   32.9(8.7)
  1000   3.85   6.9(100)   11.4(3.0)   374   15.7   70.8(18.7)
  1000   3.85   12.1(175)   18.2(4.8)   216   15.4   86.3(22.8)
  500   1.92   6.9(100)   11.4(3.0)   455   15.4   863(22.8)
  500   1.92   12.1(175)   18.9(5.0)   301   15.0   95.0(25.1)
  250   0.96   6.9(100)   11.4(3.0)   1018   15.0   193(50.9)
  250   0.96   12.1(175)   18.9(5.0)   431   15.1   136(35.9)
两个侧壁安装雾化器的测试结果的概述
  火灾规模HRR[kW]   正规化火灾规模[千瓦/立方公尺]   达至各雾化器的压力[巴(psi.)]   系统的总流动速率[lpm(gpm)]   扑灭时间[秒]   最终O2[％]   扑灭时的总流量[公升(加仑)]
  2000   7.69   6.9(100)   11.4(3.0)   82   17.0   15.5(4.1)
  2000   7.69   12.1(175)   18.9(5.0)   85   16.0   26.9(7.1)
  1000   3.85   6.9(100)   11.4(3.0)   224   16.8   42.4(11.2)
  1000   3.85   12.1(175)   18.9(5.0)   164   17.0   51.9(13.7)
  500   1.92   6.9(100)   11.4(3.0)   349   16.5   66.2(17.5)
  500   1.92   12.1(175)   18.9(5.0)   319   15.6   101(26.6)
  250   0.96   6.9(100)   11.4(3.0)   866   15.6   164(43.3)
  250   0.96   12.1(175)   18.9(5.0)   501   15.3   158(41.8)
单一天花板安装雾化器的测试结果的概述
  火灾规模HRR[kW]   正规化火灾规模[千瓦/立方公尺]   达至各雾化器的压力[巴(psi.)]   系统的总流动速率[lpm(gpm)]   扑灭时间[秒]   最终O2[％]   扑灭时的总流量[公升(加仑)]
  2000   7.69   13.8(200)   11.4(3.0)   145   14.7   27.6(7.3)
  1000   3.85   13.8(200)   11.4(3.0)   237   15.2   45.0(11.9)
  500   1.92   13.8(200)   11.4(3.0)   500   16.1   94.6(25.0)
  250   0.96   13.8(200)   11.4(3.0)   766   16.1   145(38.3)
成功的火灾测试结果证实本文所述之较佳系统及方法提供有效火灾防护之能力。此外，火灾测试证实系统性能受(例如)上文所讨论之输入系统参数中之一或多者影响。
举例而言，图9展示上文所述之较佳系统300′、300″、400′中扑灭总水耗与标称正规化火灾规模的关系的三条曲线。正规化火灾为以千瓦/立方公尺(kW/cu.m.)为单位量测的每单位体积封闭体的火灾规模。曲线600展示较佳系统300′的扑灭水耗，其中两个雾化器330′系天花板安装。曲线602展示较佳系统400′的扑灭水耗，其中单一雾化器430′系天花板安装。曲线604展示较佳系统300″的扑灭水耗，其中两个雾化器330″系侧壁安装。
三条曲线600、602、604在标称正规化火灾规模范围内实质类似。由此曲线600、602、604说明无论将雾化器安装于封闭体内何处或以何种方式将雾化器安装于封闭体内，较佳系统及方法均提供实质恒定之火灾防护性能。更具体言之，对于标称火灾规模的常见范围(较佳处于约1千瓦/立方公尺至8千瓦/立方公尺之范围内)而言，曲线600、602、604指示：单一雾化器系统可与双雾化器系统相同地执行，亦即，需要实质相同量之扑灭用水。因此，咸信具有单一雾化器的较佳系统可与具有两个雾化器之系统相同地执行，其限制条件为其总流动速率相等。因此，具有单一雾化器430′之系统400′可通过以11.4lpm(3gpm)的流动速率排放液体来作适当调整以提供与具有两个各自以5.7lpm(1.5gpm)的流动速率排放的雾化器330′、330″的系统300′、300″相等的火灾防护。其它曲线606、608分别展示已知高压水雾系统及低压水雾系统之性能，其各自需要较大量的扑灭用水。
另一组性能曲线700、702、704提供于图10中，其中各曲线展示关于标称正规化火灾放热率的扑灭时间。曲线700展示较佳系统300′的扑灭时间，其中两个雾化器330′系天花板安装。曲线702展示较佳系统400′的扑灭时间，其中单一雾化器430′系天花板安装。曲线704展示较佳系统300″的扑灭时间，其中两个雾化器330″系侧壁安装。图10的其它曲线706、708分别展示已知高压雾系统及低压雾系统的扑灭时间。较佳系统的曲线700、702、704对于约8千瓦/立方公尺的正规化火灾规模而言实质会聚且随正规化火灾规模减小仅相对细微地改变。此外，曲线700、702、704表明较佳系统可经组态以提供实质相同之火灾防护性能(亦即，扑灭时间)，此与所防护之封闭体内雾化器之安装方位及/或位置无关。此外，该等曲线说明与具有两个雾化器之系统实质相等之来自单一雾化器的性能，其限制条件为各系统具有实质恒定或相等之排放至该体积中的排放总体积。在正规化火灾规模之较低范围处，该等曲线说明较佳系统300′、300″、400′当与已知高压水雾系统或低压雾系统相比时具有较短扑灭时间的能力。
进行额外测试以证实较佳系统向超过260立方公尺(9180立方呎)的较大封闭系统提供雾式火灾防护的可调能力。详言之，进行火灾测试以评估较佳水雾系统在量测为13公尺(42.5呎)长×10公尺(32.8呎)宽×8.0公尺(26.2呎)高的约1040立方公尺(36700立方呎)的体积V且在两个较短壁之一者上具有4平方公尺的通风口的封闭空间中的性能。将处于悬垂方位的天花板安装雾化器用于所有测试。将针对260立方公尺(9180立方呎)封闭体之双悬垂雾化器系统300′(其中各雾化器具备6.9巴(100psi.)之气体压力及对应于11.4lpm(3gpm)的总系统流动速率的5.7lpm(1.5gpm)之水流动速率)之性能用作比较基础以评估较大封闭体系统的性能。
具有2000kW之标称放热率的测试火灾用于所有测试。对于各种火灾而言，38公升(10加仑)庚烷燃料及约38公升(10加仑)水定位于具有112公分直径的圆盘中。测试火灾系位于封闭空间的几何中心中的底板上，在(2.0公尺×2.0公尺)钢桌障碍物之下，其中该障碍物在燃料的圆盘上方约0.7公尺处。在启动雾抑制系统之前使各测试火灾预燃烧30秒。
对经组态用于防护具有1040立方公尺(36,700立方呎)的自由体积(为基础封闭体体积260立方公尺(9180立方呎)的四倍)的封闭空间的较佳水雾系统进行三种测试。在各种测试中，改变系统参数且量测系统之性能以评估较佳水雾系统关于所改变之参数的可调能力。
在第一测试测试1中，与室尺寸成比例增加雾化器的数目。因此，随着自由体积增加四倍，测试1将雾化器之数目自两(2)个增加至总共八(8)个雾化器。将雾化器以均匀间隔的栅格模式安装于封闭体天花板上，该雾化器系由两列标称地相隔5.0公尺(16.4呎)×3.25公尺(10.7呎)的四个雾化器组成。达至各雾化器之流动速率保持于5.7lpm(1.5gpm)之恒定速率且操作气体压力保持于6.9巴(100psi.)。因此，测试1的系统提供45.4lpm(12gpm)的总系统流量。
在第二测试测试2中，雾化器之数目自两(2)个增加至总共四(4)个雾化器。测试1中所利用之八(8)个雾化器留在其原始安装位置中，但切断至每隔一个雾化器的流体供应，使得产生处于交错模式的规定的总共四(4)个功能雾化器。达至各雾化器之流动速率保持于5.7lpm(1.5gpm)的恒定速率且操作气体压力保持于6.9巴(100psi.)。因此，测试2的系统提供22.7lpm(6gpm)的总系统流量。
在第三测试测试3中，测试系统再次具备同样四个在测试2中所利用的功能雾化器，但此时达至各雾化器之流动速率增加。更具体言之，达至各雾化器的水流动速率自5.7lpm(1.5gpm)加倍至11.4lpm(3gpm)。达至各雾化器之气体压力亦自6.9巴(100psi.)加倍至13.8巴(200psi.)。因此，测试3的系统提供45.4lpm(12gpm)的总系统流量。
对于各测试设置而言，由测试系统处理且扑灭2kW火灾。记录各系统之扑灭时间连同扑灭时所排放的总水量。亦记录扑灭时室中最终氧气浓度。将测试1的系统测试两次；一次利用经由4.0平方公尺(43.1平方尺)通风口通风之1040立方公尺(36700立方呎)封闭体空间且一次利用未通风之封闭体空间。测试结果提供于下：
1040立方公尺封闭体中天花板安装的雾化器的结果概述
  火灾规模HRR[KW]   正规化火灾规模[千瓦/立方公尺]   雾化器数量   达至各雾化器的压力[巴(psi.)]   系统的总流动速率[lpm(gpm)]   扑灭时间[秒]   最终O2[％]   扑灭时之总流量[公升(加仑)]
  2000   1.9   8   6.9(100)   45.4(12.0)   390   15.0   295(78.0)
  2000   1.9   8   6.9(100)   45.4(12.0)   390   15.0   295(78.0)
  2000   1.9   8   6.9(100)   45.4(12.0)   253   15.4   192(50.6)
  2000   1.9   4   6.9(100)   22.7(6.0)   430   15.4   163(43.0)
  2000   1.9   4   6.9(10(0   22.7(6.0)   459   15.2   174(45.9)
  2000   1.9   4   6.9(100)   22.7(6.0)   344   15.0   130(34.4)
  2000   1.9   4   6.9(100)   22.7(6.0)   348   15.0   132(34.8)
  2000   1.9   4   10(145)   30.3(8.0)   353   15.0   178(47.1)
  2000   1.9   4   13.8(200)   45.4(12.0)   381   14.8   288(76.2)
  2000   1.9   4   13.8(200)   45.4(12.0)   193   14.8   146(38.6)
自测试结果，申请者已推断出具有4平方公尺(43.1平方呎)的通风口的1040立方公尺(36，700立方呎)封闭体可用至少少至总共4个雾化器及22.7lmp(6加仑/分钟)的总体水流动速率来防护。雾化器的高速喷雾羽流产生大量紊流，迅速以水雾填充所防护的空间。结果，火灾扑灭性能似乎与所利用的器件的数目及其在隔室内的总体方位无关。
对于恒定的正规化火灾规模而言，在1040立方公尺(36,700立方呎)封闭体中测试的总体结果与在260立方公尺(9180立方呎)封闭体中测试的彼等结果一致。此表明系统的扑灭性能保持恒定，只要水与气体质量流量比保持恒定，且随着封闭体体积线性调整排放至所防护的空间中的水的总流动速率。
当总水流动速率自45.4公升(12加仑/分钟)减至22.7公升/分钟(6加仑/分钟)，排放雾化器的数目自8个减至4个，且氮气压力恒定保持在6.9巴(100psi.)时，总体扑灭时间少量增加，而扑灭火灾所需水的总量显著减少。
在1040立方公尺(36,700立方呎)封闭体中测试时，当以8个设定于5.7公升(1.5加仑/分钟)各自水流量及6.9巴(100psi)氮气压力的雾化器及以4个设定于11.4公升/分钟(3.0加仑/分钟)各自水流量及13.8巴(200psi)氮气压力的雾化器测试时，系统展现几乎相同性能。此等设定对应于约2.25∶1的水与气体质量流量比。在200psi氮气压力下的扑灭时间比在6.9巴(100psi)氮气压力下所观测的彼等扑灭时间略短。此表明总体紊流因在增加的气体压力下喷雾羽流速度的增加而增加。
关闭4平方公尺的通风口使得性能增加约25-50％(如由扑灭时间及撰灭时所排放的总水量界定)。使水雾化所利用的压缩氮气似乎在封闭体内维持相对于外部环境较高的压力，随后使经通风口吸取的新鲜空气的量减少。据推测，即使不藉由将惰性气体(诸如氮气)以足够高的引入速率引入空间中使封闭体加压来消除，通风效应亦可显著减少。
FM测试
上文所提及的火炎测试系根据全球化工厂互保协会(Factory MutualGlobal，“FM Global”)标准5560(2005年5月)，附录D、E及F，第127页至第146页进行。FM标准5560的复本及三种测试方案附属于美国临时专利申请案第60/989,083号且其以引用的方式全部并入。火灾测试可根据替代标准(诸如IMO、VDS、UL、CCCF等)进行。更具体而言，进行火灾测试以说明较佳方法在向以下提供水雾火灾防护方面的有效性：(i)机舱空间，(ii)特殊危险机舱空间，及(iii)燃气涡轮封闭体。三种测试方案提供以下测试中的每一者：(i)柴油及庚烷燃料测试；(ii)总共五个针对机舱空间的火灾测试；及(iii)七个针对隔热燃气涡轮的测试。较佳地，柴油燃料为较佳在普通危险及燃气涡轮中使用的高闪点柴油，且庚烷燃料为低闪点特殊危险类型。所测试的各种火灾范围均介于约1兆瓦(megawatt)至稍超过2兆瓦(1-2MW)之间且经组态为小型遮蔽燃料喷射火灾、浸渍隔热垫火灾、通风燃料火灾、池火灾及盘火灾中的任一者。
使用两个较佳的双雾化器雾系统300′及单雾化器雾系统400′进行每一火灾测试情形。在一般量测为6.6公尺(21.6呎)宽×7.7公尺(25.3呎)长×5.1公尺(16.8呎)高的260立方公尺(9180立方呎)封闭空间120中评估具有两个雾化器330″的第一较佳系统300′，且在一般量测为6.6公尺(21.6呎)宽×3.9公尺(12.8呎)长×5.1公尺(16.8呎)高的130立方公尺(4590立方呎)封闭体中评估具有单一雾化器430的第二较佳系统400。根据FM测试要求，封闭空间包括一员工门，其较佳为(0.81公尺(2.7呎)×2.03公尺(6.7呎))，位于距离一个封闭体转角2.7公尺(9呎)处。沿一个封闭体长壁，提供一较佳可移除面板(1.22公尺(4.0呎)×2.44公尺(8.0呎))以提供封闭体通路。封闭空间120进一步包括处于成对角转角中的两个铰接的天花板开口(0.91公尺×3.0呎)×1.83公尺(6.0呎))以在测试结束时使热及烟释放。
建构系统300′、400′中的每一者且以其初始天花板安装的雾化器330′、430′测试，且接着以侧壁安装的雾化器300″，400″测试。对于各火灾测试而言，雾化器330′、430′在约6.9巴(100psi.)的操作压力下具备约11.4公升/分钟(3gpm)下的水流动速率及4.6kg/min(150scfm)的气体流动速率。系统的总水雾排放时间为约10分钟。
根据较佳系统300′及400′中的每一者的火灾测试结果，测试火灾的扑灭系在小于五分钟内达成，且封闭体空间内每体积的氧气最终浓度为15体积％或高于15体积％。
根据FM5560之附录D，进行五种测试：D1)未遮蔽1MW柴油喷射火灾；D2)经遮蔽1MW柴油喷射火灾；D3)柴油池火灾；D4)具有有限自然通风之经遮蔽2MW柴油喷射火灾；及D5)在较小封闭体体积下的经遮蔽2MW柴油喷射火灾。
FM附录D测试结果的概述
  5560级测试编号   喷嘴数量   啧嘴间距呎[公尺]   水流动速率[gpm(lpm)]   氮气压力[巴(psi.)]   所评估的火灾规模[KW]   扑灭时间[秒]   扑灭时总水量[公升(加仑)]   扑灭时总质量密度％(g/m3)
  D.3.1   2   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   145   27.4(7.25)   105.19
  D.3.2   2   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   225   42.6(11.25)   163.235
  D.3.2   2   13.5×17.5(4.1×5.3)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   153   29.0(7.65)   111.00
  D.3.3   2   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1541   145   27.4(7.25)   105.19
  D.3.4   2   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   2000   223   42.2(11.15)   161.7810
  D.3.5   1   -   5.7(1.5)   6.9(100)   2000   105   19.9(5.25)   152.35
根据FM5560之附录E，进行五种测试：E1)未遮蔽1MW庚烷喷射火灾；E2)经遮蔽1MW庚烷喷射火灾；E3)经遮蔽10.8立方呎(1立方公尺)庚烷池火灾；E4)具有有限自然通风的经遮蔽2MW庚烷喷射火灾；及E5)在较小封闭体体积下的经遮蔽2MW柴油喷射火灾。
FM附录E测试结果的概述
  5560级测试编号   喷嘴数量   啧嘴间距呎[公尺]   水流动速率[gpm(lpm)]   氮气压力[巴(psi.)]   所评估的火灾规模[KW]   扑灭时间[秒]   扑灭时总水量[公升(加仑)]   扑灭时总质量密度％(g/m3)
  E.3.1   2   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   196   37.1(9.8)   284.38
  E.3.2   2   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   208   39.4(10.4)   301.80
  E.3.3   2   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   2900   133   25.2(6.65)   192.97
  E.3.4   2   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   2000   204   38.6(10.2)   295.99
  E.3.4   2   13.5×17.5(4.1×5.3)   5.7(1.5)   6.9(100)   2000   203   38.6(10.2)   294.5410
  E.3.5   1   -   5.7(1.5)   6.9(100)   2000   105   19.9(5.25)   152.35
根据FM5560之附录F，进行五种测试：F1)未遮蔽1MW柴油喷射火灾；F2)经遮蔽1MW柴油喷射火灾；F3)经遮蔽10.8立方呎(1立方公尺)柴油池火灾；F4)具有有限自然通风的经遮蔽2MW柴油喷射火灾；及F5)在较小封闭体体积下的经遮蔽2MW柴油喷射火灾；F7)浸透隔热垫及喷射火灾；F8)大的浸透隔热垫。
FM附录F测试结果的概述
  5560级测试编号   喷嘴数量   喷嘴方位   啧嘴间距呎[公尺]   水流动速率[gpm(lpm)]   氮气压力[巴(psi.)]   所评估的火灾规模[KW]   扑灭时间[秒]   扑灭时总水量[公升(加仑)]   扑灭时总质量密度％(g/m3)
  F.3.1   2   天花板   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   145   27.4(7.25)   105.19
  F.3.2   2   天花板   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   225   42.6(11.25)   163.23
  F.3.2   2   天花板   13.5×17.5(4.1×5.3)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   153   29.0(7.65)   111.00
  F.3.3   2   天花板   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1541   145   27.4(7.25)   105.19
  F.3.4   2   天花板   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   2000   223   42.4(11.15)   161.78
  F.3.5   1   天花板   -   5.7(1.5)   6.9(100)   2000   105   19.9(5.25)   152.35
  F.3.1   2   侧壁   14.9×25.5(4.6×6.6)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   242   45.8(12.1)   175.56
  F.3.2   2   侧壁   14.9×25.5(4.6×6.6)   5.7(1.5)   6.9(100)   1000   214   40.5(10.7)   155.25
  F.3.3   2   侧壁   14.9×25.5(4.6×6.6)   5.7(1.5)   6.9(100)   1541   242   45.8(12.1)   175.56
  F.3.4   2   侧壁   14.9×25.5(4.6×6.6)   6.6(1.75)   7.6(110)   2000   147   27.8(7.35)   106.64
  F.3.5   1   侧壁   -   5.7(1.5)   6.9(100)   2000   255   48.3(12.75)   369.99
  F.3.7   2   天花板   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1100   183   34.6(9.15)   265.52
  F.3.7   2   侧壁   14.9×25.5(4.6×6.6)   5.7(1.5)   6.9(100)   1100   197   37.3(9.85)   285.83
  F.3.8   2   天花板   9.5×13.5(2.9×4.1)   5.7(1.5)   6.9(100)   1541   279   52.8(13.95)   404.81
  F.3.8   2   天花板   13.5×17.5(4.1×5.3)   5.7(1.5)   6.9(100)   1541   240   45.4(12.0)   348.23
  F.3.8   2   侧壁   14.9×25.5(4.6×6.6)   5.7(1.5)   6.9(100)   1541   257   48.6(12.85)   372.89
归因于成功测试结果，咸信较佳系统及方法提供用于特殊危险应用的至少达一千零四十立方公尺(1040cu.m.)的封闭空间中的工业火灾防护，该等应用包括(但不限于)：(i)油泵及油罐；(ii)燃料过滤器；(iii)产生器；(iv)变压器室；(v)柴油驱动产生器；(vi)齿轮箱；(vii)驱动轴；(viii)润滑滑座；(iv)燃气涡轮；(x)内燃机；(xi)液压动力机组；(xii)油漆房；(xiii)引擎测试室；(xiv)溶剂处理室；及(xv)易燃液体储藏室。
较佳系统及方法具有经证实的提供比已知水雾系统或习知喷水或洒水系统有效的有效火灾防护的能力。详言之，下表说明当与已知高压或低压水雾系统相比时，火灾防护的较佳方法及系统利用以下中的至少一者提供有效火灾防护：(i)较少水及(ii)在较低压力下。下表1分别展示较佳水雾系统、已知高压雾系统及已知低压雾系统中之每一者全淹没扑灭标称1MW火灾所需的总水耗及所需的相应压力。
Figure GPA00001136291200491
Figure GPA00001136291200492
较佳雾化器件
在上述水雾系统中使用的一较佳雾化器1000展示于图11、13、14及15中。雾化器1000为具有第一流体通道1080及第二流体通道1090的双流体雾产生器件。雾化器1000的第一流体通道及第二流体通道1090系由器件的各组件彼此互连且相互关连的方式界定。雾化器1000的组件一般包括：基座1012、漏斗形物1030、栓塞1050及覆盖件1070。
基座1020较佳为具有背面1014、前面1016及经调适以自各别流体供应源(未图示)分别接收液体及气体的第一流体入口通道1018及第二流体通道1020的一般圆形元件。流体入口通道1018、1020中的每一者与装置的纵轴L实质平行。孔1017纵向延伸穿过基座1012中心。
漏斗形物1030与基座1012啮合以致基座1012及漏斗形物1030沿纵轴L同心置放。漏斗形物1030具有第一端1044、第二端1042，及自第一端1044至第二端1042纵向延伸穿过漏斗形物1030以一般界定第二流体通道1090的孔1046。孔1046具有在第一端1044处的入口1047、在第二端1042处的出口1048及在入口1047与出口1048中间的喉部1049。在入口1047处，孔1046具有直径D1；在喉部1049处，孔1046的直径为D2；且在出口1048处，该孔的直径为D3。入口1047处的直径D1大于直径D2或D3，而喉部1049处的直径D2小于直径D1及D3。结果，孔1046自其在入口1047处的最宽点缩窄至在喉部1049处的窄直径，随后再次变宽直至其达到出口1048为止。漏斗形物1030较佳形成为具有径向延伸的凸缘部分1032及轴向突出的本体部分1034的单件式组件形式。本体部分1034具有外表面1037。环形唇缘部分1031自凸缘部分1032向后延伸，从而界定第一流体通道1038及检视孔1039。
栓塞1050为具有第一端1051及第二端1052的细长元件。栓塞1050具有第一通常圆柱形部分1053及自圆柱形部分1053延伸且较佳与圆柱形部分1053整体形成的第二圆锥形部分1055。圆锥形部分1055在与圆柱形部分1053相邻处具有最小直径D4且在栓塞1050的第二端1052处具有其最大直径D5。栓塞1050与基座1012啮合以致栓塞1050的圆锥形部分1055提供置放于漏斗形物1030的孔1046中的固体突起。更具体言之，孔1046的内表面及栓塞1050的外表面界定第二流体通道1090的较佳组态。
漏斗形物孔1046的入口1047充当第二流体通道1090的入口。第二流体通道1090进一步包括与漏斗形物的孔1046的喉1049相邻的喉部1092，及与漏斗形物1030及栓塞1050的各别第二端1042、1052相邻的出口1094。由于先前所提及的孔1046的直径及栓塞1050的圆锥形部分1055的外向锥度变化，因此第二流体通道1090具有收敛-发散的内部几何形状。换言之，通道1090的喉部1092的横截面积比入口1047及出口1094的横截面积小得多。通道1090在出口1094处的横截面积较佳大于在喉部1092处的横截面积，但小于在入口1047处的横截面积。第二流体通道1090自入口1047至出口1094的总体积可为约24,900立方毫米且更佳介于24.3立方公分(1.48立方时)与25.500立方公分(1.56立方时)之间。
覆盖件1070轴向置放于基座1012上以致该覆盖件接着绕轴L与其它组件同心。覆盖件1070一般为拱顶形，具有直径大于第二端1074的第一端1072。环形唇缘1076自覆盖件1070的第二端1074轴向突出。参看图21，唇缘1076形成覆盖件1070的外表面，防尘帽1002或其它保护性覆盖件可紧固于该外表面之上以当系统处于非致动状态时，防止污染物经排放空间508进入雾化器中。如上文所讨论，覆盖件1002沿唇缘1076置放以致来自雾化器的排放流体能将防尘帽1002自唇缘1076移去。
再参看图16，唇缘1076具有界定具实质恒定直径的腔室或孔的内表面1078。覆盖件1070具有与第一端1072相邻的具有实质恒定直径的第一内表面1073的第一区。在该第一区与唇缘1076之间延伸的覆盖件1070的第二区具有第二内表面1075。第二区的直径在第二端1074的方向上减小。更佳地，当第二内表面1075向第二端1074进展时，其具有平滑向内弯曲的轮廓，且在内表面1075上不存在梯级或角度。覆盖件1070的第二内表面1075及漏斗形物1030的外表面1037界定具有入口1082及出口1084的第一流体通道1080。第一流体通道1080的入口1082与基座1012的第一流体入口1018及漏斗形物103的第一流体通道1038流体流通。归因于覆盖件的第二内表面1075及漏斗形物的外表面1037的轮廓，第一流体通道1080具有发散-收敛的内部几何形状。换言之，在入口1082与出口1084中间的第一流体通道1080的一部分的横截面积大于在入口1082或出口1084处的横截面积。第一流体通道1080的横截面积在中间部分之后渐进地减小。自入口1082至出口1084的第一流体通道1080的总体积可介于119000立方公尺与121500立方公尺之间。
图12A展示第一流体通道1080及第二流体通道1090的各别出口1084、1094的细部视图。当正确装配各个组件后，即将第二流体通道1090的出口1094界定于栓塞1050的第二端1052与漏斗形物1030的第二端1042之间。第一流体通道1080的出口1084系界定于漏斗形物1030的第二端1042与唇缘1076的内表面1078之间。
该装置产生雾的方式及构件现将特别参看图11、图12A及图12B来描述。最初，第一及第二流体的供应连接至雾化器1000的各别第一流体入口1018及第二流体入口1020。第一流体(亦称为工作流体)为液体灭火剂，较佳为水。较佳在第一流体入口1018处以介于4kg/min与20kg/min之间的质量流率引入液体。液体穿过第一流体通道1080，该第一流体通道1080在其出口1084的方向上显著变窄以界定一工作喷嘴。由于在出口1084处存在此窄间隙，使得液体最初遵循图12A中由虚线1200表示的路径以稀薄液体环流形式喷出出口1084。第一通道1080的出口1084的液体的初始路径1200实质平行于唇缘1076的内表面1078。
第二流体(亦称为输送或载运流体)较佳为气体，诸如压缩空气、氮气或氦气。该气体较佳系在介于4巴与18巴之间的压力下引入第二流体入口1020中，以使其穿过第二流体通道1090以便自出口1094喷出从而界定一输送喷嘴。归因于第二流体通道1090于其入口1047、喉部1092及出口1094之间横截面积之减小及随后增加，使得进入入口1074之气体在其排出出口1094时加速至高速、甚至可能超音速。气体可以介于2kg/min与6kg/min之间的质量流率排放。
第二流体通道1090的角度使得初始轨道如图12A中的虚线1220所示的经加速第二流体流排出出口1094且与自出口1084流出的液体环流相互作用。液体流1200与气体流1220之间的入射角在图12A中示为角α。
参看图12A及图12B，可计算出当第二通道1090在喉部1092与出口1094之间扩张时的等效扩张角。详言之，图12B示意性地展示当喉部及出口的横截面积以及喉与出口之间的等效路径距离已知时，可如何计算该第二流体通道的等效扩张角。E1为具有与第二流体通道之喉部相同的横截面积的圆的半径。E2为具有与第二流体通道的出口相同的横截面积的圆的半径。距离d为喉部与出口之间的等效路径距离。角β系通过绘制穿过E2及E1的顶点的线(其与等效距离线d的延长线相交)来计算。此角β可自缩尺图量测或另外由三角法使用半径E1、E2及距离d计算。第二流体通道的等效扩张角可接着藉由将角β乘以因子2来计算，其中γ＝2β。
对于装置之最佳性能而言，已发现第二流体通道1090的喉部1092的横截面积较佳应介于20mm2与35mm2之间。第二流体通道的出口1094处的横截面积可比喉部1092的横截面积大1.1倍至28倍，从而使得第二流体通道1090的喉部1092与出口1094之间的面积比可介于10∶11与1∶28之间。第二流体通道的出口1094处的横截面积最佳可比喉部1092的横截面积大1.4倍至5.5倍，由此使得第二流体通道1090的喉部1092与出口1094之间的面积比最佳介于5∶7与2∶11之间。此喉部1092与出口1094之间横截面积的增加产生介于1度与40度之间的第二流体通道1090的等效扩张夹角，及最佳介于2度与13度之间的角。此外，第二流体通道出口1094得到横截面积可比第一流体通道出口1084的横截面积大0.3倍至12倍，由此使得第一流体出口1084与第二流体出口1094之间的面积比介于10∶3与1∶12之间。第二流体通道出口1094的横截面积最佳比第一流体通道出口1084的横截面积大1倍至6倍，由此使得第一流体出口1084与第二流体出口1094之间的面积比最佳介于1∶1与1∶6之间。
与液体流1200接触的气体流1220因第一流体表面上的开尔文-赫姆霍茨(Kelvin-Helmholtz)及瑞利-泰勒(Raleign-Taylor)不稳定性而引起液滴自液体环流1200的剪切剥离。此等不稳定性引起液线自环流脱落且形成液体及气体的分散液滴流动型态。换言之，第一流体液滴的分散相分散于第二流体的连续相中。当液滴自液体流1200裂开时，其由气体加速，从而引起进一步剪切分离。当气体以超音速排出出口1094时，可在装置的远程产生超音冲击波，其可对雾化机制有益。冲击波系在气体自超音速过渡至次音速时产生。冲击波系在自超音速至次音速的过渡点产生。在此情况下，第一流体在过渡点经冲击波进一步雾化。
当气体离开装置且诱导能将第一流体的液滴较佳输送穿过周围空间(较佳以均匀方式)的低速流时，其产生紊流区1240。此紊流区1240系由产生众多不稳定涡流的气体的压力及速度的快速变化及气体的涡旋引起。紊流区1240将加速及减速力施加于液体的液滴上，致使由第二流体载运的液滴进一步雾化。此雾化机制可通过(尤其)控制第一流体与第二流体之间的动量通量比来控制。
动量通量比M系由以下方程序定义：
M ≡ ( ρ s × U s 2 ) ( ρ f × U f 2 )
其中：ρ＝流体密度
U＝流体速度
s表示第二流体(气体)
f表示第一流体(液体)。
因此，液体与气体之间的动量通量比可藉由改变流体之密度或速度来控制。速度可藉由调整馈料压力来改变，而密度可通过改变流体的温度来改变。
如图12A最清楚展示，自其各别出口1084、1094流出的液体流1200及气体流1220相对于彼此成入射角α。入射角α为图12A中虚线所示的流1200、1220的初始轨道之间的角度。此等初始轨道系由各别出口1084、1094处第一流体通道1080的内壁1043及第二流体通道1090的外壁1045指示。因此，为获得处于所需范围内的入射角，在第一流体出口1084及第二流体出口1094处此等通道壁1043、1045之间的角度应处于相同范围内。在所说明的实施例中，如图14最佳所见，内部第一通道壁1043与外部第二通道壁1045系由漏斗形物1030界定。再次参看图12A，入射角α使得第二流体流1220撞击环流，形成第一流体流1200。入射角α小于90度，且较佳介于5度与30度之间。最佳地，入射角α介于10度与20度之间。
图11、图17及图18的雾化器1000、1000′及1000″提供用第二流体使第一流体雾化的方式。详言之，该等雾化器中的每一者包括第一流体通道1080及第二流体通道1090，其各自界定一流体路径及体积以排放液体流、使该液体流遭遇高速气体且与之混合以致液体流雾化以产生雾且使雾分布。然而，可提供替代方式以产生液体流且使液体流遭遇高速气体，从而使液体雾化且以雾形式分散。鉴于本文所述的雾化器，可改进已知雾产生器件以自一个流体通道排放液体环流，且使来自另一流体通道的惰性气体加速并排放从而使液体环流雾化以致在待防护的封闭空间中产生液务且使液雾分布，且由此提供用第二流体使第一流体雾化的方式。
再次参看图11，覆盖件1070的唇缘1076的内表面1078确保防止第二流体流1220将较大液滴自可远离装置的纵轴L射出的第一流体流1200撕裂以便提供液体与气体在唇缘1076的腔室中的混合。此外，抵于唇缘1076的内表面1078的液滴更易于雾化，此系由于其经受第二流体的力与来自内表面1078的摩擦力。
本发明的雾化机构能使液体雾化成雾，其中大量、较佳大80％的液滴的尺寸处于约1微米至约10微米范围内且更佳处于约1微米至约5微米范围内。为达成说明的目的，图22展示由较佳雾化器产生的雾中液滴的累积次数尺寸分布。根据该曲线图，雾包括大于90％具有直径范围介于1微米至10微米之间的液滴尺寸的液滴分布。排放气体与液体环流一起较佳界定实质圆锥形的喷雾图案。参看图20，较佳雾化器的喷雾图案系以横截面侧视图说明。界定横截面积的喷雾图案的周界界定与雾化器的中心轴之约15°度(±2°)的夹角Δ，且由此界定在界定圆锥形雾的喷雾图案周界之间约30°(±2°)的夹角2Δ。
已确定，圆锥形喷雾图案在距离雾化器的排放端约1.1公尺(42时)的轴向距离DZ处实质完全展开，且更佳地在距离雾化器的排放端约1.6公尺(64时)的轴向距离DZ处完全展开。″实质完全展开″应理解为圆锥形喷雾图案已使其距离雾化器的中心轴的径向距离达至最大，以致发现在距离雾化器约1.1公尺(42时)的轴向距离处具有约0.6公尺(24时)的直径D1A且更佳在距离雾化器约1.6公尺(64时)的轴向距离处具有约0.9公尺(36时)的直径D1A的圆锥形喷雾图案的圆形端面。
对于图11所示的雾化器件1000而言，申请者供应11.3lpm(3gpm)的水流以及处于6.9巴(100psi.)的氮气供应。逆着黑色背景观测到所得喷墨图案且拍照。基于照片与雾化器的实际尺寸特征之间的比例关系计算喷雾图案的形状及夹角。举例而言，雾化器的排放端具有约40毫米(1.57时)的直径且在照片中具有约5.9毫米(0.232时)的直径，以致确定约6.75的照片比例因子。
雾化器1000的组件将更详细地描述。参看图13，其为透过基座1012的纵向截面视图。如上文所注释，基座1012一般为圆形且具有背面1014、前面1016，及经调适以自各别源(未图示)接收第一流体及第二流体的第一流体入口通道1018及第二流体入口通道1020。流体入口通道1018、1020中的每一者与装置的纵轴L实质平行。各流体入口通道1018、1020具有经调适以接收各别流体供应管(未图示)的外螺纹的内螺纹。孔1017纵向延伸穿过基座1012中心。参看图13A，孔1017具有在基座1012的背面1014上开口的一般三角形凹座1019。基座1012包括径向延伸的凸缘部分1015及自前面1016向前突出的轴向突出的环形突出部分1022。多个沿圆周间隔的孔洞1021纵向延伸穿过凸缘部分1015。环形突出部分1022具有内表面1024及外表面1026。外表面1026含有定位有O形环密封件1028的凹槽1027。
图14展示较佳形成为单件形式的作为突出组件的漏斗形物1030，其具有径向延伸的凸缘部分1032及轴向突出的本体部分1034。本体部分1034具有外表面1037。环形唇缘部分1031自凸缘部分1032向后延伸且界定外表面1033。外表面1033含有定位有O形环密封件1036的凹槽1035。凸缘部分1032为环形且在突出组件1030的整个圆周周围延伸。第一流体通道1038及检视孔1039系界定于凸缘部分1032内。
如上文所述，漏斗形物1030具有第一端1044及第二端1042，及自第一端1044至第二端1042纵向延伸穿过漏斗形物1030的孔1046。孔1046具有在第一端1044处的入口1047、在第二端1042处的出口1048及在入口1047与出口1048中间的喉部1049。孔1046可具有介于52mm与55mm之间的轴向长度。在入口1047处，孔1046具有直径D1，其可介于53mm与59mm之间。在喉部1049处，孔1046的直径为D2，其可介于7.5mm与13mm之间；且在出口1048处，孔的直径为D3，其可介于30mm与34mm之间。入口1047处的直径D1大于直径D2或D3，而喉部1049处的直径D2小于直径D1及D3。结果，孔1046自其在入口1047处的最宽点缩窄至喉部1049处的窄直径，随后再次变宽直至其达到出口1048为止。
图15展示形成雾产生装置的另一部分的栓塞1050。如上文大体地描述，栓塞1050为具有第一端1051及第二端1052的细长组件。栓塞1050具有第一通常圆柱形部分1053及自圆柱形部分1053延伸且较佳与圆柱形部分1053整体形成的第二圆锥形部分1055。更佳地，与第一端1051相邻的圆柱形部分1053的部分具备外螺纹1054。圆锥形部分1055呈倒锥体的形状；在与圆柱形部分1053相邻处具有锥体最窄点；及在栓塞1050的第二端1052处具有锥体最宽点。圆锥形部分1055在与圆柱形部分1053相邻处具有最小直径D4且在栓塞1050的第二端1052处具有最大直径D5。圆柱形部分1053具有彼此纵向隔开且在圆柱形部分1053的圆周周围延伸的第一凹槽1056及第二凹槽1058。第一凹槽1056为与外螺纹1054协作的内螺纹让切凹槽(thread relief groove)。亦沿圆柱形部分1053部分路线形成径向突出唇缘1060，其界定面向栓塞1050的第一端1051的拱台表面1062。第二凹槽1058固持O形环密封件1057。另一凹槽1059系提供于栓塞1050的圆柱形部分1053中与第一端1051相邻处。
亦为圆锥形部分1055的最宽部分的栓塞1050的第二端1052具有一凹形的端面。因此，圆盘形空腔1064形成于栓塞1050的第二端面中。第二端1052的端面亦包括一对定位孔1061。
图16展示形成雾产生装置之一部分的覆盖件1070。覆盖件1070较佳一般为拱顶形，具有直径大于第二端1074的第一端1072。环形唇缘1076自覆盖件1070的第二端1074轴向突出。唇缘1076具有界定具实质恒定直径的孔的内表面1078。换言之，唇缘1076具有当在垂直横截面中(诸如此处图16中)观察时实质平行的内壁。覆盖件1070具有与第一端1072相邻的具有实质恒定直径的第一内表面1073的第一区。多个轴向延伸的螺纹孔1088以沿圆周隔开的间隔定位于覆盖件1070的第一端1072中。在第一区与唇缘1076之间延伸的覆盖件1070的第二区具有第二内表面1075。毗连第一区的第二区的部分具有比第一区小的直径，从而使得后向的拱台1071界定于覆盖件1070的第一区与第二区之间。第二区的直径在第二端1074的方向上减小。换言之，第二内表面1075自拱台1071向内逐渐变细直至达到唇缘1076的内表面1078为止。因此，当第二内表面1075向第二端1074进展时，其具有平滑向内弯曲轮廓，且在内表面1075上不存在梯级或角度。
现将特别参看图11及图11A来描述装配雾产生装置(一般以1000表示)的方式。首先，图13-16所示的各组件均系自合适的材料(较佳为不锈钢)形成。在装配装置1000的第一步骤中，将漏斗形物1030轴向插至基座1012上以使基座1012与漏斗形物1030相对于纵轴L同心，其中漏斗形物唇缘1031的外表面1033系由环形突出部分1022的内表面1024引导，直至凸缘部分1032的背面邻接环形突出部分1022的表面为止。位于外表面1033上的凹槽1035中的O形环密封件1036确保两个组件之间的密封配合。当基座1012及漏斗形物1030正确定位时，基座1012的第一流体入口通道1018与漏斗形物的第一流体通道1038对准且能彼此流体流通。此外，漏斗形物孔1046的入口1047及基座1012的第二流体入口通道1020现同样彼此流体流通。当基座1012及漏斗形物1030已相对于彼此正确定位后，即将临时锁紧环(未图示)紧固于漏斗形物1030的凸缘部分1032上以使基座1012与漏斗形物1030锁在一起。
当将基座1012与漏斗形物1030临时锁在一起后，即可首先经由漏斗形物1030的孔1046且接着经由基座1012的孔1017引入栓塞1050。如图13A最佳所见，锁紧螺母1102系插入凹座1019中。当将栓塞1050插入穿过孔1046、1017时，藉由定位于定位孔1061中的合适工具(未图示)将其旋转。当栓塞1050旋转时，栓塞1050的螺纹表面1054与锁紧螺母1102的内螺纹绞结。螺母1020的外面接触三角形凹座1019的内表面，以致凹座1019防止螺母1020在栓塞1050的第一端1051及螺纹表面1054螺接过时旋转。栓塞1050的唇缘1060具有比孔1017大的直径。因此，在唇缘1060的拱台表面1062与基座1012接触后，即不能将栓塞1050再进一步螺接过螺母1020。此时，垫圈1040及簧环106与栓塞1050的第一端1051配合致使螺母1020自身不可松动。簧环106定位于栓塞1050的第一端1051处所提供的凹槽1059中。位于栓塞1050的圆柱形部分1053中的O形环密封件1057确保栓塞1050与孔1017之间的密封配合。
如图11可见，当栓塞轴向且同心地定位于孔1017中时，栓塞1050的圆锥形部分1055即位于漏斗形物1030中的孔1046的喉部1049与出口1048之间。因此，孔1046的内表面及栓塞1050的外表面现界定第二流体通道1090。
当栓塞1050已固定于基座1012后，即可使用检视孔1039量测环形突出部分1022的顶表面与漏斗形物1030及栓塞1050的远端第二端1042、1052之间的轴向距离。此确保基座1012、漏斗形物1030及栓塞1050皆相对于彼此正确定位。同时，可使用量测仪器检查漏斗形物1030与栓塞1050之间形成第二流体通道1090的间隙。
当量测及定位检查已完成后，即可移除临时锁紧环且用覆盖件1070置换。将覆盖件1070轴向置放于基座1012上以使拱台1071接触漏斗形物1030的凸缘部分1032，且该覆盖件接着与其他组件及轴L同心。此使凸缘部分1032夹于基座1012与覆盖件1070之间，使基座1012与漏斗形物1030彼此相倚。同时，0形环密封件1028确保基座1012与覆盖件1070之间的密封配合。覆盖件1070与基座1012对准致使螺纹孔1088与基座1012中的孔洞1021对准。接着将多个固定螺钉1180经由基座1012中的孔洞1021旋紧至螺纹孔1088中。当螺钉1180完全旋紧后，螺钉1180的头部即至少与背面1014齐平。许多具有内螺纹的安装盲孔1100亦提供于基座1012的背面1014上用于使装置附接至合适的安装滑座或其类似物。
如图11最佳所见，当覆盖件1070成功配合后，覆盖件1070的第二内表面1075及漏斗形物1030的外表面1037即界定具有入口1082及出口1084的第一流体通道1080。入口1082与第一流体入口1018及第一流体通道1038流体流通。归因于第二内表面1075及外表面1037的轮廓，第一流体通道1080具有发散-收敛的内部几何形状。换言之，在入口1082与出
1084中间的第一流体通道1080的一部分的横截面积大于入口1082或出口1084处的横截面积。第一流体通道1080的横截面积在中间部分之后渐进地减小。自入口1082至出口1084的第一流体通道1080的总体积为约120,400立方毫米，且可更佳地介于119,000立方毫米与121,500立方毫米之间。
咸信雾化器1000针对较佳水流动速率及低气体压力产生具有较佳液滴尺寸分布的雾的能力(如上文所述)系为第一流体通道1080及第二流体通道1090的几何形状的一函数。液体形成所需稀薄环流的能力系为第一流体信道1080的一函数。图19展示第一流体流动通道1080的细部横截面视图。信道1080的轮廓可由一曲线来界定，而此曲线为以下三个关键区域的一函数：(i)信道1080的入口区域处的入口区域A1；(ii)信道1080的出口区域处的出口区域A3；及(iii)入口区域A1与出口区域A3之间的最大中间区域A2。关键区域A1、A2、A3中的每一者界定沿通道1080之中心流体路径FP同轴置放的实质圆形的区域。区域A1、A2及A3沿路径FP在区域A1与A2之间彼此间隔第一流体路径距离L1且在区域A2与A3之间彼此间隔第二流体路径距离L2。
使用关键区域A1、A2及A3的半径，可由其三角关系测定自一区域至下一相邻区域的半径变化的角速率。半径自入口区域A1至中间区域A2增加。在较佳实施例中，等效区域A2比A1大介于1至50之间的倍数，该倍数较佳介于1至5之间且更佳为约1至1.5，以致界定自A1至A2的半径之间约83度(82.7°)的较佳角度变化。半径自出口区域A3至中间区域A2增加。在较佳实施例中，等效区域A2比A1大介于50至400、较佳100至300且更佳270至280之间的倍数，以致界定自A3至A1的半径之间约84度(83.6°)的角度变化。
通道1080的轮廓较佳为平滑的。平滑度可定义为可接近表面轮廓的相邻离散区段之间的角间距。参看图19A，展示已分割成离散区段的通道1080的壁轮廓的细部视图且量测各区段之间变化的角度。离散区段各自为约1％流体路径FP长度。若表面轮廓为平滑的，则一个区段至下一区段存在小角度变化，具有约90°的最大变化，较佳45°的最大变化，甚至更佳45°的最大变化，且甚至更佳小于30度。相反，若轮廓中存在突然梯级，则角度变化较大。在雾化器的较佳实施例中，通道1080的分段轮廓具有小于30度的最大角度变化。更特定言之，由覆盖件的内表面界定的通道1080的表面于相邻区段之间具有约27度的最大角度变化。由漏斗形物的外表面界定的通道1080的表面于相邻区段之间具有约4.5度的最大角度变化。
再次返回图11，当各个组件经正确装配后，即将第二流体通道1090的出口1094界定于栓塞1050的第二端1052与漏斗形物1030的第二端1042之间。第一流体通道1080的出口1084是界定于漏斗形物1030的第二端1042与唇缘1076的内表面1078之间。
雾化器的一替代性实施例展示于图18及图18A中。在雾化器1000″中，组件与图11所示的雾化器1000的彼等组件相同。然而，在此替代性实施例中，量定漏斗形物1030″及栓塞1050″尺寸以使漏斗形物及栓塞占据覆盖件1070″的第二端1074″处的环形唇缘1076″的孔。雾化器1000″的组态藉由将第一流体出口1084″及第二流体出口1094″定位于与覆盖件1070″的第二端1074″相邻处来有效消除突出唇缘。
图17及图17A展示本发明的雾产生装置的另一替代性实施例的视图。该装置(一般以1000′表示)的替代性实施例与先前所述的实施例共有许多组件且以与上文所述相同的方式使第一流体雾化。然而，该替代性实施例亦与第一实施例具有许多差异。最为显著地是，覆盖件1070′的第二端1074′不具有突出唇缘。由此第二端1074′与第一流体出口1084′及第二流体出口1094′相邻。此替代性实施例的漏斗形物1030′不具有一夹于覆盖件1070′与基座1012′之间的径向突出的凸缘部分。而是将漏斗形物1030′由许多固定螺钉(未图示)直接紧固于基座1012′上。另外，覆盖件1070′在其内表面1073′上具有与基座1012′的外表面1026′上的外螺纹协作的内螺纹，而不是经由螺钉固定件紧固在一起。由此可将覆盖件1070′螺接至基座1012′上，且相对于基座1012′旋转覆盖件1070′将调整覆盖件1070′与基座1012′以及直接紧固于基座1012′的漏斗形物1030′之间的轴向距离。
如图17A最佳所见，在替代性实施例中第一流体出口1084′已以若干方式调适。第一，形成第一流体出口1084′的介于漏斗形物1030′的第二端1042′与覆盖件1070′的第二端1074′之间的间隙的宽度已增加。增大间隙使第一流体出口1084′变宽且使相同流动速率条件下第一流体的出口速度减小。第二，由于在此实施例中可调整覆盖件1070′与漏斗形物1030′之间的轴向距离，因此亦可调整第一流体的射出角及出口速度。调整覆盖件1070′相对于基座1012′及漏斗形物1030′的轴向位置将调整覆盖件1070′的第二端1074′与漏斗形物1030′的第二端1042′的相对轴向位置，二者界定第一流体出口1084′。由此此等组件的调整亦调整第一流体出口1084′的间隙尺寸及当第一流体流经由第一流体出口1084′排出时其初始路径1200′。结果，覆盖件1070′螺接至基座1012′上愈多，则自出口1084′流出的第一流体流的初始路径1200′将自装置1000′的纵轴L′扩散愈大。在第一实施例中，射出角与装置的纵轴实质平行。射出角的变化亦使自各别出口1084′、1094′流出的第一流体流1200′与第二流体流1220′之间的入射角α′减小。
在替代性实施例中，栓塞1050′具有较长螺纹表面1054′且无限制其相对于基座1012′的轴向位置的唇缘部分。基座1012′中的孔1017′具有啮合栓塞1050′的螺纹表面1054′的内螺纹。结果，可视栓塞1050′螺接至基座1012′中的量调整栓塞1050′相对于基座1012′及其他主要组件的轴向位置。此亦允许调整第二流体通道1090′及出口1094′的宽度，此是由于可相对于漏斗形物1030′调整栓塞1050′的位置。因此，栓塞1050′的调整亦调整第二流体通道的喉部与出口之间的面积比，以及第二流体通道的等效扩张角。当已定位栓塞1050′使得第一出口与第二出口之间的面积比及等效扩张角处于上文所陈述的范围内后，即将锁紧螺母1020′安在自基座1012′的背面1014′突出的栓塞1050′的第一端1051′之上。
本发明提供一种具有一用于第一流体及第二流体中的每一者的单一供应通道的雾产生装置。该等供应通道与装置的纵轴实质平行，进而使供应流体所需的供应压力减小。与具有一或多个垂直于纵轴进入装置的供应通道的雾产生器相比，具有与装置的纵轴实质平行的用于各流体的单一供应通道使得装置及供应管线更易于制造且更易于安装滑座或其类似物上。
流体通道及其各别出口的几何形状亦使本发明具有与现有雾产生器相比在效率(用于使第一流体雾化的第二流体的量)及第一流体的雾化程度方面改良的性能。具体言之，第一流体出口与第二流体出口之间的面积比及排出出口的两种流体流之间的入射角改良本发明的雾化性能。藉由提供如上文详述的介于各别出口之间的面积比，本发明提供一种可由第二流体更有效雾化的第一流体的薄膜片。第一流体出口的较小排出面积亦增加第一流体的出口速度，其本身可在第一流体排出装置时引起其雾化程度。提供在上文详述的范围内的介于两种流之间的入射角会使第一流体的雾化改良(根据液滴尺寸及液滴分布)，同时减少经雾化的第一流体液滴再次聚结于一起的风险。该等流之间的入射角愈大，则第二流体传讯至第一流体的初始动量愈大。然而，大的入射角亦可在第一流体膜片与第二流体流接触时导致其会聚，然而增加一些经雾化的第一流体液滴将再聚合在一起的风险。
使用第二流体流以在装置外部产生紊流区将确保第一流体的进一步雾化，再次改良本发明的雾化性能。因此，本发明提供一种雾产生装置，其(i)产生具有所需水滴尺寸的雾，及(ii)在防护空间中产生紊流以使水滴实质均匀分布在整个周围空间的体积。
装配此装置的方法亦具有益处。基座、漏斗形物、栓塞及覆盖件皆是以在组件之间界定流体通道之间隙及出口是沿装置的长度且在装置的圆周附近一致的方式予以同心装配。此外，由于漏斗形物、栓塞及覆盖件中的每一者是附接或安装于底板，因此该些组件具有共同参考点。此确保容许误差最小化而非增加(通常为先前技术总成中的情形，其中各组件在无共同参考的情况下装配在一起)。
在具有一轴向突出唇缘的覆盖元件的实施例中，若装置落下，则唇缘防止对漏斗形物及栓塞的损害。此等组件的相对位置及因此第一信道及第二信道的几何形状是予以保护。另外，唇缘的内表面确保装置具有方向性，亦即，经雾化的液滴可导向所选位置。尽管如上文所讨论，但该方向性对达成有效流体雾火灾防护的目的并非必需。
此外，由于抵于唇缘内表面的液滴经受第二流体之力自该内表面的摩擦力，故其更易于雾化。然而，应了解此第一实施例可替代地具有一突出相对短距离(例如数毫米)的唇缘，或该唇缘可自第一实施例省去。在此等情况下，上文所述的雾化过程将实质在雾产生装置外部发生。
在覆盖元件无突出唇缘的实施例中，不存在流体流的径向收缩。因此，使得该等流能在比存在唇缘的情况下早的阶段径向扩张远离装置的纵轴L。此在第二流体中产生较高程度的紊流，其可增强第一流体的雾化。另外，所得雾羽流具有较宽散布，与将该羽流导向特定位置相对，其可有益于将装置用雾填充特定体积的情形。
适当时，装置装配中所使用的一或多个固定螺钉可用替代性机械夹具置换。合适的实例包括固定螺栓、夹钳或其组合。该等机械夹具中的一或多者可为防窃启(tamperproof)或显窃启夹具以防止或突显安装后装置的拆卸。
可另外通过将垫片插入两个组件之间且接着以与第一实施例的方式相同的方式使用机械夹具将该两个组件旋紧在一起，而非使用如替代性实施例中的螺纹布置来达成覆盖件相对于基座的轴向位置的调整。
应了解，所说明的第二实施例的经调试特征并不限于组合使用。因此，必要时可将此等特征个别地并入第一实施例中。举例而言，无唇缘存在的装置的实施例亦无需具备同样针对覆盖元件的调整布置。
尽管装置是以所述方式由基座、漏斗形物、栓塞及覆盖元件形成较佳，但应了解，本发明的装置并不限于使用此等特定组件形成各种流体通道及通道。所需流体通道及通道可以所述方式的替代方式在装置内产生。举例而言，通道及通道可藉由对装置钻孔或另外藉由浇铸其中形成通道及通道的装置来形成。
尽管装置较佳由不锈钢制造，但亦可替代地使用共用相同特性的其他材料。材料的基本要求为耐腐蚀性、耐化学性及耐磨性。材料易于加工或成形且相对便宜亦较佳。可能的其他材料包括诸如铝及黄铜的金属及诸如钨的金属合金。亦可使用具有前述特性的塑料或陶瓷材料。
此外，尽管较佳第一流体已描述为水，但本发明并不限于此特定第一流体。举例而言，第一流体替代地可为液体防火剂。类似地，尽管第二流体较佳为气体，但并不视为将其限于前述揭示内容中所给出的气体的实例。在不影响本发明操作方式的情沉下，亦可使用具有与所揭示气体类似的特性的其他可压缩流体。第二流体较佳应易于获得、相对便宜且无腐蚀性。使用具有就地产生(例如经由压缩机)的额外益处及/或当在火灾抑制中使用时具有惰化益处的第二流体亦可有益。
本发明的发明者已提供用于液雾型火灾防护的提供优于先前已知的雾系统及技术的改良性能的方法、系统及器件。详言之，较佳方法、系统及器件在不受相对于底板空间几何形状及/或危险或火灾位置中的任一者的排放器件或雾化器位置影响的情况下提供液雾火灾防护。另外，较佳系统及方法在不受所利用的雾化器的数目影响的情况下提供相当性能，其限制条件为对于各种系统组态，所排放的总体积实质相等。最后，较佳系统已藉由以下而展现优于已知雾系统的性能：(i)需要较少水耗及压力消耗；及(ii)使扑灭时间相对于先前已知雾系统减少。
尽管本发明已参照某些较佳实施例来揭示，但在不脱离如本文所述的本发明的范围及范畴的情况下对所述实施例的众多修改、变更及变化是可能的。
图式简单说明
图1为一较佳液雾火灾防护系统的示意性说明。
图2为一较佳液雾火灾防护系统的另一实施例的示意性说明。
图3A为图1的系统的一实施例的等角示意性说明。
图3B为图1的系统的另一实施例的角示意性说明
图3C为图1的系统的另一实施例的等角示意性说明
图3D为图1的系统的又一实施例的等角示意性说明
图4A为图3A的系统的安装示意图。
图4B为图3B的系统的安装示意图。
图5-7分别为在图1及图3A-3D的系统中使用的独立式流体供应滑座的正视图、平面图及侧视图。
图8为图1及图2的系统的操作的示意性说明。
图9为将较佳系统与已知系统相比较的性能曲线图。
图10为将较佳系统与已知系统相比较的另一性能曲线图。
图11为一雾化器总成的一实施例的横截面视图。
图11A为图11的雾化器总成的细部视图。
图12A为图11的雾化器总成的另一细部视图。
图12B为图11的雾化器的通道之间的关系图。
图13为图11的雾化器的基座的横截面视图。
图13A为图13的基座的平面端视图。
图14为图11的雾化器的漏斗形物的横截面视图。
图15为图11的雾化器的栓塞的横截面视图。
图16为图11的雾化器的覆盖件的横截面视图。
图17为另一雾化器总成的一实施例的横截面视图。
图17A为图17的雾化器总成的细部视图。
图18为另一雾化器总成的一实施例的横截面视图。
图18A为图18的雾化器总成的细部视图。
图19为图11的雾化器中的一流体通道的横截面视图。
图19A为图11的流体通道的细部视图。
图20为来自图11的雾化器的喷雾图案的示意图。
图21为图11的雾化器及一保护帽的分解图。
图22为展示图11的雾化器的喷雾图案中液滴尺寸的累积次数分布的曲线图。
主要组件符号说明
100 雾系统/液雾系统/火灾防护系统
106 簧环
110 火灾
120 封闭空间
127 固定设备
130排放器件/雾化器
132 同轴孔口/同轴孔口器件
140 液体源/水罐
150 加压气体源/气体源
160 侦测器/热侦测器
170 警报面板
180 气动致动器
200 雾系统
230 雾化器
240 主水供应
250  气体供应
252  歧管
260  侦测器
270  警报面板
300′悬垂安装系统/双悬垂雾化器系统/具有两个天花板安装雾化器
330′的雾系统
300″侧壁安装系统/双侧壁雾化器系统/具有两个侧壁安装的雾化器
330″的雾系统
330  雾化器
330′雾化器/天花板安装的雾化器
330″雾化器/侧壁安装的雾化器
400′悬垂安装系统/具有单一天花板安装的雾化器430′的雾系统
400″侧壁安装系统
430′单一雾化器/单一天花板安装的雾化器
430″单一雾化器
500  较佳独立式流体供应滑座
502  罐/较佳滑座总成/液体供应/水罐
506  填充入口
508  出口/水馈料出口/排放空间
510  气体源/气缸/气体供应
512  气体调节器
513  分支排放出口端
514  管道歧管
515  控制面板
516  排放出口端
522  滑座供应框架
600  曲线
602  曲线
604  曲线
606   曲线
608   曲线
700   性能曲线
702   性能曲线
704   性能曲线
706   曲线
708   曲线
1000  雾化器/雾化器件/雾产生装置
1000′雾化器
1000″雾化器
1002  保护帽/防尘帽/覆盖件
1012  基座
1012′基座
1014  基座1012的背面
1014′基座1012′的背面
1015  径向延伸的凸缘部分
1016  基座1012的前面
1017  基座1012的孔
1017′基座1012′的孔
1018  第一流体入口通道/第一流体入口
1019  三角形凹座
1020  第二流体入口通道/第二流体入口/螺母
1020′锁紧螺母
1021  沿圆周间隔的孔洞
1022  轴向突出的环形突出部分
1024  环形突出部分1022的内表面
1026  环形突出部分1022的外表面
1026′基座1012′的外表面
1027  凹槽
1028  O形环密封件
1030  漏斗形物/突出元件
1030′漏斗形物
1030″漏斗形物
1031  环形唇缘部分/漏斗形物唇缘
1032  径向延伸的凸缘部分
1033  漏斗形物唇缘1031的外表面
1034  轴向突出的本体部分
1035  凹槽
1036  O形环密封件
1037  漏斗形物1030′的外表面
1038  第一流体通道
1039  检视孔
1040  垫圈
1042  漏斗形物1030的第二端
1042′漏斗形物1030第二端
1043  第一流体通道1080的内壁/内部第一通道壁
1044  漏斗形物1030的第一端
1045  第二流体通道1090的外壁/外部第二通道壁
1046  漏斗形物孔
1047  漏斗形物孔1046的入口
1048  孔1046的出口
1049  喉部
1050  栓塞
1050′栓塞
1050″栓塞
1051  栓塞1050的第一端
1051′栓塞1050′的第一端
1052  栓塞1050的第二端
1053  第一通常圆柱形部分
1054  外螺纹/螺纹表面
1054′螺纹表面
1055  第二圆锥形部分
1056  第一凹槽
1057  O形环密封件
1058  第二凹槽
1059  凹槽
1060  径向突出唇缘
1061  定位孔
1062  拱台表面
1064  圆盘形空腔
1070  覆盖件
1070′覆盖件
1070″覆盖件
1071  后向的拱台
1072  覆盖件1070的第一端
1073  第一内表面1073′内表面
1074  覆盖件1070的第二端
1074′覆盖件1070′的第二端
1074″覆盖件1070″的第二端
1075  第二内表面
1076  环形唇缘
1076″环形唇缘
1078  唇缘1076的内表面
1080  第一流体通道/第一流体流动通道
1082  第一流体通道1080的入口
1084  第一流体通道出口/第一流体出口
1084′第一流体出口/出口
1084″第一流体出口
1088  轴向延伸的螺纹孔
1090  第二流体通道
1090′第二流体通道
1092  喉部
1094  第二流体通道出口/第二流体出口
1094′第二流体出口
1094″第二流体出口
1100  安装盲孔
1102  锁紧螺母
1180  固定螺钉
1200  虚线/液体初始路径/液体流/第一流体流
1200′第一流体流之初始路径/第一流体流
1220  虚线/气体流/第二流体流
1220′第二流体流
1240  紊流区
A1    入口区域
A2    中间区域
A3    出口区域
CL    雾化器的排放中心线
d喉部与出口之间的等效路径距离
D两个雾化器330于其中心之间的间隔
D1  入口1047处的直径
D1A 圆锥形喷雾图案圆形端面的直径
D2  喉部1049处的直径
D3  出口1048处的直径
D4  圆锥形部分1055的最小直径
D5  栓塞1050第二端1052处的最大直径
Dp  雾化器中心线CL之间的垂直距离
DZ    轴向距离
E1    具有与第二流体通道的喉部相同的横截面积的圆的半径
E2    具有与第二流体通道的出口相同的横截面积的圆的半径
H滑座最大高度
L滑座最大长度/装置的纵轴
L′装置1000′的纵轴
L1    第一流体路径距离
L2    第二流体路径距离
V总自由体积/封闭体体积
W滑座最大宽度
α    液体流1200与气体流1220之间的入射角
α′第一流体流1200′与第二流体流1220′之间的入射角
β    角
Δ    喷雾图案的周界与雾化器的中心轴的夹角
2Δ   喷雾图案周界之间的夹角

Claims (20)

1.一种雾产生装置包括：第一流体通道，所述第一流体通道包括沿着所述装置的纵向轴设置的第一流体入口和第一流体出口；以及第二流体通道包括第二流体穿过的第二流体入口和第二流体出口，所述第二流体通道沿所述纵向轴设置并且与所述第一流体通道同轴，所述第二流体通道界定了为1°至40°之间的等效扩张角；
其中所述第二流体通道包括喉部，所述喉部位于第二流体入口和第二流体出口之间，所述喉部具有的横截面积小于所述第二流体入口或所述第二流体出口的横截面积，以使所述喉部和所述第二流体出口之间的面积比在5∶7和2∶11之间；以及
其中所述第一流体出口和所述第二流体出口之间的横截面积比在10∶3和1∶12之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二流体出口的横截面积比所述第一流体出口横截面积大介于4倍至7倍之间。
3.根据前述任一权利要求所述的装置，其中所述第一流体通道环绕所述第二流体通道，所述第一和第二流体出口相对于彼此定位，以使其具有小于90°的入射角。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一流体出口和第二流体出口相对于彼此定位，以使其具有介于5°与30°之间的入射角。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一流体通道自所述第二流体通道径向向外定位。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一流体通道包括中间部分，所述中间部分位于第一流体入口和所述第一流体出口之间，所述中间部分具有大于所述第一流体入口或所述第一流体出口的横截面积的横截面积。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一流体通道界定了朝向纵向轴收敛的平滑弯曲轮廓，以使流动路径在从第一流体入口至第一流体出口的方向上减少。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一流体通道界定了范围在119000mm3至121500mm3之间的总体积，以及所述第二流体通道界定了范围在24300mm3至25500mm3之间的总体积。
9.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
第一流体供应通道，所述第一流体供应通道具有经调适连接至第一流体的供应的第一端，以及连接至所述第一流体入口的第二端；和
第二流体供应通道，所述第二流体供应通道具有经调适连接至第二流体的供应的第一端，以及连接至所述第二流体入口的第二端；
其中所述第一和第二供应通道实质上平行于所述装置的所述纵向轴。
10.根据权利要求1所述的装置，其中进一步包括腔室，所述腔室与所述第一和第二流体出口连通，以供液体和气体排放物混合以便形成所述雾。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二通道的所述喉部的所述横截面积在20mm2至35mm2之间。
12.一种用于实质封闭空间内的固定设备的雾式火灾防护方法，所述实质封闭空间包括天花板、多个壁以界定多个转角，以及至少130立方米的封闭体体积，所述方法包括：
在所述实质封闭的空间内设置至少一个雾产生装置，所述雾产生装置包括：具有沿着所述装置的纵向轴设置的第一流体入口和第一流体出口的第一流体通道；以及具有第二流体穿过的第二流体入口和第二流体出口的第二流体通道，所述第二流体通道沿着所述纵向轴设置并且与所述第一流体通道同轴，其中所述第一流体出口和所述第二流体出口的横截面积比在10∶3至1∶12之间，所述设置至少一个雾产生装置包括下述之一：
(i)将至少两个雾产生装置安装在所述封闭空间中，其中所述至少130立方米为至少260立方米，所述至少两个雾产生装置放置在成对角的转角中，以便界定介于所述两个雾产生装置之间的为3.4米的最小间距；
(ii)以悬垂结构安装所述至少一个雾产生装置，其中所述封闭体高度范围在3.0米至8.0米之间，并且具有与所述封闭空间任一壁之间间隙在0.3米至3.4米的范围之间。
(iii)以侧壁结构安装所述至少一个雾产生装置，其中所述封闭体高度范围在1.0米至8.0米，所述安装应在所述天花板之下且与所述天花板的距离范围在1.0米至为所述封闭体高度的一半，且与所述封闭空间的所述多个转角中的任一个的间隙为至少1.0米；
(iv)以悬垂结构安装至少两个雾产生装置，其中所述封闭体高度范围在3.0米至8.0米之间，且与所述封闭空间的任一所述多个壁的间隙在0.3米至3.4米的范围内，以及彼此间隔在3.4米至30.4英尺范围内的距离；和
(v)以侧壁结构安装至少两个雾产生装置，其中所述侧壁封闭体高度范围在1.0米至8.0米之间，所述安装在所述天花板之下且具有与所述天花板之间范围1.0米至所述天花板封闭体高度的一半的距离，以及与所述封闭空间的任一所述多个转角之间的间隙至少为1.0米，以便所述至少两个雾产生装置各自确定排放中心线，所述排放中心线具有从所述装置至所述多个壁的相对壁的直径为1.5米的未阻塞排放路径，所述装置安装在与所述相对壁的距离范围在3.8米至12.0米之间处，所述至少两个装置的所述排放中心线具有范围在1.0米至4.6米之间的垂直间距。
将独立式流体供应源输送至所述雾产生装置，所述管道输送包括将具有至少25加仑容量的液体供应罐的出口连接至所述雾产生装置，所述管道输送包括将具有一组至少三个加压的11.3立方米罐的气体供应与所述液体供应罐以及所述雾产生装置并联连接；以及将致动器连锁，以将该气体从所述汽缸中释放至所述罐和所述至少一个雾产生装置中，所述连锁包括将所述致动器与位于所述封闭空间中的热释放检测器连接，所述热检测器响应于所述封闭空间内的火灾，以便在检测到火灾时，所述热检测器向所述致动器发出信号，以从所述汽缸中释放气体对所述罐加压，且向所述雾产生装置传送所述气体。
13.一种使用雾处理火灾的火灾防护系统，所述系统包括：
至少一个雾产生装置，位于容积至少为130立方米的封闭空间内，所述至少一个雾产生装置包括：第一流体通道，其具有沿着所述装置的纵向轴设置的第一流体入口和第一流体出口；第二流体通道，其具有第二流体穿过的第二流体入口和第二流体出口，所述第二流体通道沿所述纵向轴设置并且与所述第一流体通道同轴，其中所述第一流体出口与所述第二流体出口的横截面积比在10∶3与1∶12之间；以及
流体供应源，其包括耦接至所述第一流体入口的液体供应，用于从所述第一流体出口排放液体，所述液体供应进一步包括耦接至所述第二流体入口的在介于2.1巴至24.1巴范围内的压力下的气体供应，所述气体供应用于从所述第二流体出口排出并与可选腔室中的液体混合，以形成所述雾来处理所述火灾，所述流体供应进一步包括选自由以下组成的群的特性：
(i)所述液体供应由所述气体供应加压，所述液体供应耦接至所述第一流体入口，以在至少0.5巴的压力下向所述入口提供所述液体，以使液体流传过所述第一流体通道；
(ii)加压气体供应，其包括一组至少三(3)个11.3立方米的氮气气缸，每个气缸耦接至耦接在所述第二流体出口的管道歧管，来自所述歧管的经调节的排放压力至少为6.9巴；以及液体供应，其包括至少一个九十五升的由所述气体供应排放压力加压的灭火液体罐，所述罐耦接至所述第一流体入口；
(iii)对于每个130立方米的密封空间，总的液体供应范围在五十七升至九十五升之间；以及
(iv)以在1∶1至3∶1范围内的液体与气体质量流量比向所述装置提供所述液体和气体。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述流体供应源是独立式流体供应源。
15.根据权利要求13或14所述的系统，其中所述第一流体出口以环流形式排放所述液体。
16.根据权利要求13或14所述的系统，其中所述雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：
(i)大部分液滴具有的直径在1至10微米范围内；
(ii)对于每个130立方米的密封空间，界定的总扑灭体积小于8加仑；以及
(iii)对于范围在1千瓦/立方米至8千瓦/立方米之间的正规化规模火灾，扑灭时间在780秒至80秒范围内。
17.一种处理具有至少一百三十立方米体积的实质密封空间中火灾的雾式火灾防护方法，所述方法包括：
使用至少一个雾产生装置，所述雾产生装置设置在所述空间中用于将雾排放进所述空间，所述至少一个雾产生装置包括：
第一流体通道，其包括沿所述装置纵向轴设置的第一流体入口和第一流体出口；以及第二流体通道，其包括第二流体穿过的第二流体入口和第二流体出口，所述第二流体通道沿所述纵向轴设置并且与所述第一流体通道同轴，其中所述第一流体出口与所述第二流体出口的横截面积比在10∶3至1∶12之间；以及
使用至少一个雾产生装置产生液态雾，其包括：
将一液体作为第一流体传送至所述第一流体入口并穿过所述第一流体通道，以将所述液体从所述第一流体出口排放出；在2.1巴至24.1巴范围内的操作压力下，将一气体作为第二流体传送至所述装置的所述第二流体入口，以使气体流过所述第二流体通道并且自所述第二流体出口排放出，从而与所述液体混合以形成所述雾；以及
使所述雾分布遍及所述密封空间，所述分布包括自所述雾产生装置中排放所述液体和所述气体，所述排放至少历时十分钟，所述排放所述气体包括以至少音速的速度排放所述气体。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一流体出口以环流形式排放所述液体。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述雾进一步具有选自由以下组成的群的特性：
(i)大部分液滴具有在1至10微米范围内的直径；
(ii)对于每个130立方米的密封空间，界定小于8加仑的总扑灭体积；以及
(iii)对于范围在1千瓦/立方米至8千瓦/立方米的正规化规模火灾，扑灭时间在780秒至80秒范围内。
20.一种装配雾产生装置的方法，所述方法包括以下步骤：
形成包括第一流体供应通道和第二流体供应通道的基座元件；
形成包括孔的漏斗形元件，所述漏斗形元件轴向地且同心地设置在所述基座元件上，以便所述孔与所述第二流体供应通道连通；
形成细长栓塞元件，且使所述栓塞元件轴向且同心地附接至所述基座元件，以便所述栓塞元件的一部分位于所述孔内且将第二流体通道界定于同心的漏斗形元件和所述栓塞元件之间；
形成覆盖元件，所述覆盖元件具有第一端，所述第一端经调适用以封闭所述漏斗形元件和所述栓塞元件，且经调适轴向且同心地定位于所述基座元件，所述覆盖元件进一步包括具有出口的第二端；以及
将所述覆盖元件附接至所述基座元件，以便第一流体通道界定在所述漏斗形元件的外表面和所述覆盖元件内表面之间，以便所述第一流体通道的第一流体出口和所述第二流体出口与所述覆盖元件的所述出口连通，所述第一流体出口和所述第二流体出口的横截面积比介于10∶3至1∶12之间。
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