CN102939133B - 用于均匀流体分配的喷头和流体分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于有效灭火的喷头。根据本发明的喷头提供流体(例如增压水)在相对大的面积上的均匀分配。为了实现此目的，喷头包括：本体，限定了中心轴线且还包括用于将喷头固定于流体供给系统的固定结构；流体入口，用于将流体沿第一方向引导；多个出口孔，布置成围绕所述中心轴线；和在入口和所述孔之间的流路，其中第一组孔被定位成使得流体沿与第一方向相反的第二方向离开第一组孔且其中所述本体还包括用于保持火触发构件的配置。

Description

用于均匀流体分配的喷头和流体分配系统

技术领域

本发明涉及一种用于均匀流体分配的喷头和一种流体分配系统。所述喷头是适合于安装在建筑物、舰船或容器或隧道的内部并与天花板保持一定距离的类型。所分配的流体(例如水)在高压(例如60巴以上)下通过多个出口孔。为了获得例如水的均匀分配，所述孔被成组地布置，每一组围绕喷头的中心轴线以圆周方式布置。而且，成组的孔与喷头的中心轴线成不同的角度。

背景技术

当消防系统被安装在建筑物、舰船或容器或隧道的内部时，通常期望将喷头安装在靠近天花板的位置。这是由于美观和实际的原因，因为设置在与天花板有一定距离的位置处的喷头通常阻碍房间的正常使用。然而，有时不能将喷头安装成紧邻天花板。例如，这种情况是当支承结构、铁梁、管道、通风装置、灯等位于天花板处或其附近的位置处时。这个问题经常在仓库、棚屋、车库、地下室、舰船或容器、隧道等中遇到。在这种情况下，喷头必需被布置成比支承结构、灯、管道等更远离天花板，这是因为否则支承结构、灯、管道等将阻挡流体从给定的喷头的喷射且消防系统将不能以正确的方式操作。在这些情况下，其甚至可能使消防系统无法灭火。

在专利文献中已经建议了多种对于用于消防系统的喷头的实现方案。

例如，FR-A-753996公开了一种具有用于限定中心轴线的本体的喷头，且所述本体还包括用于将喷头固定于流体供给系统的固定结构、流体入口、围绕中心轴线布置的多个出口孔以及在入口和孔之间的流路，其中流体入口位于孔的上方，流体从入口向下流出所述孔。

GB-A-2438830公开了一种用于在监狱房间中灭火的设备。所述设备包括增压灭火剂源和手动操作的枪或喷枪，所述喷枪连接至所述灭火剂源并能够通过小的检查孔插入到监狱房间中。所述喷枪包括细长的喷枪管和安装于所述喷枪管的远端的喷嘴头，所述喷嘴头的尺寸适合于允许通过所述孔插入，所述喷嘴头设置有多个喷嘴孔，所述多个喷嘴孔包括相对于所述喷枪管的纵向轴线朝向向后倾斜的方向的孔。一实施例包括具有面向后的锥表面、面向前的锥表面、圆柱形圆周表面和面向前的端面的喷嘴头，其中所有面包括喷嘴孔。

EP1413333公开了一种具有布置在半球面中的多种尺寸的孔的喷头。根据EP1413333，尺寸相对小的孔被布置成消灭离喷头相对大的径向距离处出现的火，而较大的且方向更向下的孔被布置成消灭喷头下方的火。尺寸相对小的孔是圆柱形的，而方向向下的孔具有圆柱形的初始部分，所述初始部分与基本上成锥形的出口部分流体连通。

WO2008/034445公开了一种具有用于限定中心轴线的本体的喷头，所述本体还包括用于将喷头固定于流体供给系统的固定结构、流体入口、围绕中心轴线布置的多个出口孔以及在入口和孔之间的流路，其中流体入口位于孔的上方，流体从入口向下流出所述孔，其中第一组孔位于比第二组孔距离中心轴线更大的径向距离处，且其中第二组孔位于比第三组孔距离中心轴线更大的径向距离处，且其中所述孔包括实质上相同的扩展通路部分。

WO99/34872公开了一种用于安装喷头的保持器。所述保持器安装于天花板中，喷头随后安装于保持器中。喷头可以设置有用于隐藏用于将保持器安装于天花板的螺钉等的板。

在EP1413333、WO2008/034445和WO99/34872中公开的喷头都安装在天花板处或靠近天花板的位置处，且都通过固定至供给系统的下侧而固定于流体供给系统，并因此都从流体供给系统向下悬垂。

布置成离天花板一距离并向下悬垂的喷头通常阻碍房间的正常使用。这存在物体或人可能碰撞喷头而因此造成伤害或使喷头损坏的风险。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种喷头，其在安装于离天花板一距离处时，不阻碍或阻挡房间的正常使用。

在本发明的情形中，术语“建筑物”和术语“房间”应当被解释成表示建筑物、舰船或容器、或隧道。建筑物可以是任何种类的建筑物，例如适合住宿的建筑物、办公楼、诸如存储设施的工业建筑物，工厂、运动设施、棚屋、车库、地下室、洞穴、电缆箱等。

本发明的目的是提供一种喷头，其可以固定于供给系统中，以使得碰撞喷头的风险被最小化。

另一目的是提供一种可以被固定于单独一段管道上的喷头。

本发明的另一目的是提供一种能够覆盖大面积的喷头。本发明的还一目的是提供一种消防系统，其中用流体覆盖给定面积所需的喷头的数量相比于类似的现有技术的消防系统可以被减小。

本发明的又一目的是提供一种喷头，其在安装于离天花板一距离处时将比类似的现有技术的喷头更早地触发。

根据本发明的喷头是要形成消防系统的一部分，所述消防系统包括分布在房间的天花板上、整个建筑物上、舰船的外部和内部以及内部设施(例如电力设施)上的多个喷头。所述喷头适合于形成流体管路(例如高压水管路)的终端部分。高压是指，在喷头工作时，即在水由喷头分配时，水压可以高至100、200或300巴。

在第一方面中，上述目的通过提供一种喷头来实现，所述喷头包括：

本体，限定了中心轴线且还包括用于将喷头固定于流体供给系统的固定结构；

流体入口，用于将流体沿第一方向引导；

多个出口孔，布置成围绕所述中心轴线；和

在入口和所述孔之间的流路，

其中第一组孔被定位成使得流体沿与第一方向相反的第二方向离开第一组孔且其中所述本体还包括用于保持火触发构件的配置。

上述类型的喷头可以被固定在供给系统的顶部侧上，例如在一段管道的顶部侧上。通过使流体沿着与第一方向相反的第二方向离开第一组孔，固定于供给系统的顶部侧成为可能，且流体或雾不阻挡喷头本身或供给系统。设置成被固定于供给系统的顶部侧上的喷头解决了碰撞向下悬垂的喷头的风险的问题，由此损坏喷头或伤害与喷头碰撞的人或物体。

在喷头的一优选实施例中，其设置成，在流体的第一方向和第二方向之间形成的角度在125度至175度之间的范围内。

在另一实施例中，所述角度在140度至160度之间的范围内，优选地在145度至155度之间的范围内。

在另一实施例中，喷头设置成，第一组孔定位成与中心轴线的径向距离比第二组孔与中心轴线的径向距离小。这使得喷头可以产生能够覆盖更大表面积的喷射。

在喷头的还一实施例中，第一组孔被定位成比第二组孔更靠近流体入口。

在喷头下面的大表面面积上的灭火通过沿第三方向离开第二组孔的流体来实现，第一方向和第三方向之间所形成的角度在89度至139度的范围内。

第一方向和第三方向之间形成的角度在104度至124度之间，优选在111度至120度之间的实施例已经被证明是有利的。

根据本发明的喷头的本体可以包括至少第一和第二圆周表面部分，所述第一和第二圆周表面部分分别与中心轴线形成第一和第二角度。优选地，第一组孔布置在第一圆周表面部分中，第二组孔布置在第二圆周表面部分中。第一组孔可以包括比第二组孔更大数量的孔。例如，第一组孔可以包括12个孔，而第二组孔可以包括6个孔。显然地，可以以不同的方式选择这些数量。

在本发明的一个实施例中，所述孔包括扩展通路部分。所述扩展通路有助于形成流体雾。

每个孔可以包括具有第一横截面尺寸的初始通路部分，所述初始通路部分与具有第二横截面尺寸的扩展通路部分流体连通。第二横截面尺寸可以大于第一横截面尺寸。初始通路部分可以采取直径在0.5-2.5mm范围中的基本上圆柱体形状。所述扩展通路部分可以采取张开角在40度-80度范围中的基本上锥形的形状，张开角例如为50度-70度，如60度左右。扩展通路部分的外部开口显然依赖于锥形的张开角。

作为示例，用于具有60度的张开角的扩展通路部分的外部开口是大约4.5mm。

为了例如水离开喷头，锥形的扩展通路部分的尖端可以定向成朝向基本上成圆柱形的初始通路部分并与基本上成圆柱形的初始通路部分流体连通。

所述喷头的触发可以通过多种方式来进行。在一优选实施例中，喷头本体还可以包括用于保持火触发构件的布置/配置。所述火触发构件可以是集成的或一体的触发布置，例如玻璃泡壳，当喷头周围的温度达到特定的玻璃泡壳的预定温度时，玻璃泡壳破裂。玻璃泡壳可以覆盖从55摄氏度至350摄氏度范围的温度。在喷头被触发之前，水管路中的水压可以例如为10巴。在喷头触发时，水管路中的水压由于喷头的打开而略有下降。该降低的水压可以由消防系统中的压强传感器检测，所述消防系统响应于所检测到的压降将水压增加至更高水平，例如100巴。

在喷头本体的一优选实施例中，火触发构件定位成与流体入口相对。当喷头被固定于流体供给系统(通常是流体管道)时，所述管道将被置于离天花板一距离处并且喷头将被安装在所述管道的顶部侧上。然后，当火触发构件被触发时，流体将从供给管道流入到喷头本体的流体入口中且通过出口孔流出。通过将所述触发构件与流体入口对置地定位，所述触发构件将自然地被置于靠近天花板。在火出现的情况下，热量将使得可能触及的更靠近天花板的位置升温。借助于根据本发明的喷头，所述喷头可以比传统的喷头更早地被触发。甚至顷刻都可能对灭火的效果产生巨大的影响。

附图说明

本发明在此将参考附图进行更详细地描述，其中

图1示出根据本发明的喷头的仰视图、侧视图和俯视图；

图2示出根据本发明的第一实施例的关闭的喷头的侧视图和剖视图；

图3示出第一实施例的被触发的喷头的侧视图和剖视图；

图4示出根据本发明的第二实施例的关闭的喷头的侧视图和剖视图；和

图5示出处于喷头被触发状态的图4的喷头。

尽管本发明允许多种修改和替代形式，但是具体的实施例已经借助于附图中的示例被示出并将在此给出详细描述。然而，应当理解，本发明不是要受限于所公开的特定形式。相反，本发明是要覆盖落入到由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等价和替代方案。

具体实施方式

在其最广义的方面中，本发明涉及一种能够在喷头固定在供给管路的顶部侧上时将流体以均匀的方式分配的消防喷头。均匀的方式意味着面积设置有基本上均匀地分配的流体(例如水)量。这是以用于控制火或灭火的足够的流体量完成。另外，本发明的消防喷头能够比传统喷头在更大面积上分配流体，例如水，由此形成消防系统所需的喷头的数量可以被显著地减少。

喷头包括限定中心轴线2的本体1。本体1可以被看成包括两部分：用于将喷头连接至流体供给系统(未示出)的固定部分3和用于根据愿望来分配用于消防的流体的分配部分4。喷头还包括用于保持火触发构件的配置5，在此是玻璃泡壳(ampoule)(未示出)。玻璃泡壳内部的气泡在玻璃泡壳受热时膨胀，并最终打碎玻璃。泡壳破裂的温度可以被控制。其通常在50摄氏度和150摄氏度之间发生。应当注意，火触发构件可以以多种方式实现和配置。例如，位于外部的温度传感器也可以用于触发消防系统。因此，本发明决不应当限于实施火触发构件的任何特定的方式。

喷头可以由例如黄铜、不锈钢或任何其它热阻材料制成。如图1所示的喷头的整体长度是大约50mm，而喷头的宽度是大约35mm。喷头被设计成抵抗高达300巴的流体压强。

图1a示出喷头的俯视图，图1b示出喷头的侧视图，图1c示出喷头的仰视图。

如图1b和图1c可见，喷头的分配部分4包括围绕中心轴线2以圆周方式布置的倾斜的琢面9和10。两组出口孔6和7布置在各个倾斜的琢面9和10中。于是，如果增压流体(例如水)通过这两组孔离开，则离开上面一组孔7的流体将到达离喷头最远距离的位置，而通过下面一组孔6离开的流体将达到离喷头最短距离的位置。在喷头安装在房间或建筑物的天花板中的情况下，同时通过所有孔离开的流体将在喷头下方的平面上的给定面积上形成基本上均匀的流体分配。

在图2的图2a中示出喷头的侧视图，而图2b示出沿着切线A-A得到的横截面轮廓。图2的喷头连接至流体供给单元12，例如水供给单元。另外，图2的喷头被以关闭的状态示出，在关闭的状态中火触发构件13(在此是玻璃泡壳)是完好无损的。玻璃泡壳13将可移位的阀元件14保持在合适的位置处，在该位置处流体管路15被阻断。如图所示，不透流体的密封设置有密封元件16，其可以是O形圈。线性弹簧17沿向前的方向偏压所述可移位的阀元件14，以使得在喷头暴露于足以使玻璃泡壳13破裂的温度时，线性弹簧17使阀元件14沿着向前的方向移位，由此流体被允许进入喷射装置的本体的内部18。流体被允许通过孔19和20从内部18离开。

图3示出处于打开的操作状态的喷头。于是，在图3中，所述流体被允许经由管路24进入喷头的内部23。如图3中所见，可移位的阀元件25已经被移位至前位置，由此形成从管路24至出口孔26和27的自由流体通路。流体的压强可以是多种范围的，但是在水是经由喷头分配的流体的情况下，典型的压强是大约100巴。

本发明的喷头的孔具有圆柱形的初始通路部分29、30，所述圆柱形的初始通路部分29、30与圆锥形的扩展通路部分31、32流体连通。圆柱形部分29、30的直径是大约1mm，而圆锥形部分的张开角度是大约60度。圆锥形部分的开口的直径是约4.5mm。相对于来自流体入口35的流体的第一方向测量的各个喷射角度(由轴线33、34表示)，对于第一组孔(下面的孔29、31)是150±25度，对于第二组孔(上面的孔30、32)是114±25度。

图4示出本发明的第二实施例。图5示出处于触发状态的喷头的图4的第二实施例。相对于来自流体入口45的流体的第一方向测量的各个喷射角度(由轴线43、44表示)对于第一组孔(下面的孔)是150±25度，对于第二组孔(上面的孔)是91.5±25度。根据第二实施例的喷头适合于天花板高度低的房间，如洞穴、电缆箱等。

Claims (15)

1.一种喷头，包括：

本体(1)，限定了中心轴线且还包括用于将喷头固定于流体供给系统(12)的固定结构(3)；

流体入口，用于将流体沿第一方向引导；

多个出口孔(6、7、19、20、26、27)，布置成围绕所述中心轴线；和

在所述流体入口和所述出口孔(6、7、19、20、26、27)之间的流路，

其中第一组孔(6、19、26)被定位成使得流体沿与第一方向相反的第二方向离开第一组孔且其中所述本体还包括用于保持火触发构件(13)的配置(5)，在流体的第一方向(35)和第二方向(33、34)之间形成的角度在125度至175度的范围内。

2.根据权利要求1所述的喷头，其中，所述角度在140度至160度的范围内。

3.根据权利要求2所述的喷头，在流体的第一方向(35)和第二方向(33、34)之间形成的角度在145度-155度的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷头，其中，第一组孔(6、19、26)与中心轴线的径向距离比第二组孔(7、20、27)与中心轴线的径向距离小。

5.根据权利要求4所述的喷头，其中，第一组孔(6、19、26)定位成比第二组孔(7、20、27)更靠近流体入口。

6.根据权利要求4-5中任一项所述的喷头，其中，流体沿第三方向离开第二组孔(7、20、27)且其中在第一方向和第三方向之间所形成的角度在89度至139度的范围内。

7.根据权利要求6所述的喷头，其中，第一方向和第三方向之间形成的角度在104度至124度之间。

8.根据权利要求7所述的喷头，其中，第一方向和第三方向之间形成的角度在111度至120度之间。

9.根据权利要求4-8中任一项所述的喷头，其中，本体(1)包括至少第一圆周表面部分(9)和第二圆周表面部分(10)，所述第一圆周表面部分(9)和第二圆周表面部分(10)分别与所述中心轴线形成第一角度和第二角度，第一组孔(6、19、26)布置在第一圆周表面部分中，第二组孔(7、20、27)布置在第二圆周表面部分(10)中。

10.根据权利要求9所述的喷头，其中，第二组孔(7、20、27)包括比第一组孔(6、19、26)更大数量的孔。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的喷头，其中，每个孔(6、7、19、20、26、27)包括扩展通路部分(31、32)。

12.根据权利要求11所述的喷头，其中，每个孔(6、7、19、20、26、27)包括具有第一横截面尺寸的初始通路部分(29、30)，所述初始通路部分(29、30)与具有第二横截面尺寸的扩展通路部分(31、32)流体连通，第二横截面尺寸大于第一横截面尺寸。

13.根据权利要求12所述的喷头，其中，初始通路部分(29、30)采取基本上圆柱体形状，且其中所述扩展通路部分(31、32)采取基本上锥形的形状。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的喷头，其中所述火触发构件(13)被布置成与入口开口相对。

15.一种流体分配系统，包括一段管道和根据权利要求1-14中任一项所述的喷头，其中所述喷头被固定于所述一段管道的顶部侧上。