CN103415327A - 包括汇聚流的充气泡沫发射喷嘴的固定棒系统和方法以及可能的便携式中心指向喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明包括用于扑灭大型工业易燃液体储存储罐中的火灾的固定和半固定式系统的部件和方法，包括排放基本上汇聚流的充气泡沫发射喷嘴、充气腔室和立管及棒头和棒的构造。具体而言，本发明包括具有顶端部的喷嘴，顶端部具有流成形器，并且流形成器具有至少四个翅片，翅片在顶端部的纵向尺寸大于在顶端部中的径向尺寸。

Description

包括汇聚流的充气泡沫发射喷嘴的固定棒系统和方法以及可能的便携式中心指向喷嘴

相关申请的交叉引用

本申请和发明涉及并且要求相同发明人的以下四个共同未决临时申请的优先权：分别为在2010年10月19日、2011年1月18日、2011年2月14日和2011年5月16日提交并且名称为“Rapid Tank Response, Equipment and Methodology”、“A Point and Shoot System (including as previously filed,) An Ambush System and Method and a Hollow Point System and Method, all for Fighting Industrial Tank Hazards”、“Further Developments - Fixed System (Point and Shoot, Ambush and Hollow Point)”、“Fixed/Semi-Fixed Aerated Foam Systems for Industrial Tank Hazards”的美国序列号为61/455,367、61/461,413、61/463,296和61/519,071的优先权。这四个共同未决申请都由此在法律和法规许可的程度上以其整体通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明的领域在于用于辅助工业储存储罐中的灭火和/或解决危险和/或蒸汽抑制的固定和半固定式系统，特别适合于储存易燃液体和烃产品等的大型（至少大于60英尺直径）工业储罐。这样的储罐更具体地以它们是否具有固定顶来区别。本发明的领域在于用于大型工业储罐的消防喷嘴，并且更具体地在于能够以基本上汇聚流发射消防泡沫的汇聚流充气泡沫发射喷嘴。本发明的领域在于用于扑灭大型工业储罐中的火灾的固定和半固定式喷嘴系统和方法，并且更具体而言，在于带有（多个）固定的中心指向喷嘴的固定棒系统或便携式瞄准射击水枪和喷嘴系统及方法。

背景技术

Williams Fire and Hazard Control, Inc. (Williams)为用于大型工业储罐火灾上的专业消防设备和方法的设计、开发和生产的领先者。由Henry Persson和Anders Lonnermark在2004年SP Fire Technology的报告中公开了一篇论文，叙述到：

尽管在过去的15至20年间缺少大型储罐火灾试验，但是关于使用移动设备的储罐消防已经取得了显著的改进。在这种开发中的开拓者为Williams Fire & Hazard Control Inc. (WFHC)，其引起对需要在火灾期间解决后勤并且使用相关策略的注意。通过使用大容量水枪、大直径软管和储存在散装容器中的泡沫浓缩液，使得后勤变得易于管理。使用大型水枪还能够实现足够高的供给强度，以补偿由于风和热上升气流所造成的泡沫损失。Williams还引入了“覆盖区”技术，其中所有泡沫流都指向燃料表面上的单一降落区，导致非常高的局部供给强度，使得泡沫更快速并且更高效地扩散。根据Williams，实现高效灭火的主要因素之一为使用适合于储罐防火的高品质泡沫，并且直到最近它们主要使用3M AFFF/ATC。由于3M退出了泡沫业务，所以现在使用由Ansul制造的类似的泡沫类型，“Thunderstorm ATC”。 在1983年，Williams在Chalmette, Louisiana (“Tenneco 火灾”)扑灭了45.7m(150ft)直径的汽油储罐火灾，在当时为使用移动设备曾经扑灭的最大储罐。在2001年创造了新的记录，当时在Norco, Louisiana (“Orion火灾”)对82.4m直径(270ft)的汽油储罐进行了灭火。Williams所使用的储罐消防概念在许多其它火灾[35]中被证明是成功的，并且这种概念也由其它公司成功地使用，例如，在1996年加拿大Sunoco火灾中”。

(注解：Thunderstorm™泡沫浓缩液现由Chemguard Inc.开发并生产)。

历史发展

在历史上，Williams专注于移动设备和方法。针对大型储罐火灾的“固定式系统”方案在历史上在行业中表现出有限的成功以及高成本。

一方面，对于“边缘密封圈火灾”(在储罐浮顶的边缘周围、在顶密封圈周围的火灾)，传统固定式系统方案根据浮顶上的“泡沫坝”是12"还是24"高，将多个“泡沫腔室”或“泡沫喷淋器”每40英尺或每80英尺放置在储存储罐的周边周围。这些装置使高度充气的消防泡沫通过重力顺着储罐壁下落或“喷淋”到储罐“周围”或者储罐壁与浮顶上的“泡沫坝”之间的区域中。这种系统的成本高昂。

另一方面，对于在100英尺以上的直径的储罐中的“全表面液体储罐火灾”，经证实尚不存在固定式系统。即，据本发明人们所知，还没有固定式系统扑灭100英尺以上的直径的储罐中的完全接合的全表面液体储罐火灾。

Williams全便携式系统

“边缘密封圈火灾”

在“Daspit 工具”之前，Williams成功地使用全便携式的装置和方法来使用两部分进攻扑灭“边缘密封圈火灾”。在Williams进攻的第一阶段，消防员接近储罐并且在靠近平台或梯台的储罐的顶部边缘上悬挂便携式装置(具有非反应性喷嘴设计的泡沫棒)。棒主要将泡沫直接分配到装置下方，从而在30至40英尺的长度上抑制紧邻区域的火情。在建立了“立足点”，在梯台下方无火焰的储罐边缘的30至40英尺的“立足点”之后，消防员使用通往梯台的直梯登上储罐壁，并且携带手持喷嘴和软管(手持喷嘴的gpm对于一人喷嘴而言大致限于60gpm，对于二人喷嘴而言大致限于125gpm)。这些喷嘴为用于密封圈火灾的主要灭火工具。在通过使用泡沫棒而接近了储罐壁顶部之后，消防员以已知方式使用便携式喷嘴使“防风梁”绕储罐壁游走，来扑灭“密封圈火灾”。

Daspit Tool系统

后来，Williams开发了一种Daspit Tool，一种用于将便携式喷嘴和水枪附连到储罐边缘或壁的顶部上的便携式基座。利用Daspit Tool，高达2000gpm的喷嘴能够附接到储罐壁顶部。具体而言，利用这种改进的技术同样针对“边缘密封圈火灾”，同样使用便携式泡沫棒装置来向下分配泡沫以建立“立足点”区域。消防员然后携带Daspit Tool™(为用于将消防水枪和喷嘴临时固定到储存储罐的顶部边缘或任何其它批准的安装位置的夹持装置)和软管，同时爬上直梯并且将Tool附接到立足点上方的储罐边缘。然后利用水/泡沫溶液来将水枪和喷嘴加压，并且由处于梯台上的消防员引导以将泡沫分配到储罐内部，从而扑灭位于储罐周边周围的火。整个进攻能够在数分钟内筹划和执行，之后当然响应消防员已经到达现场。

全表面火灾

在2004年9月，Williams被呼叫到Cushing, Oklahoma来辅助扑灭“全表面”117英尺直径原油罐火灾。Williams队携带便携式泡沫棒和“Daspit Tool”、水枪和喷嘴到达。(同样“Daspit Tool”允许将水枪和喷嘴展示到储罐壁边缘上，“Daspit Tool”提供用于水枪和喷嘴的基座)。Williams首先使用便携式泡沫棒来扑灭沿着储罐壁在平台和直梯下方的区域周围的火。在获得对该有限区域的“控制”之后，Williams人员将燃烧的储罐的直梯安装到平台上，在那里固定Daspit Tool并且引导其水枪和喷嘴来扑灭全表面原油罐火灾。因此，Williams提供证据表明便携式泡沫棒和充分大的便携式水枪和喷嘴(由于Daspit Tool基座而变得可用)能有效地用于扑灭在至少117英尺直径储罐中的至少原油的“全表面储罐火灾”。

Williams固定式系统开发

Williams长期以来意识到执行适当任务的“固定”系统将更快并且对人员提供低得多的伤害和危害的风险(对于人员的危害包括由于供应便携式水枪和棒所需的软管在直梯上造成的混乱。而且，如果这样的软管在其在直梯上伸展时断裂，那么与直梯和平台有关的人员将会处于非常危险的境地)。

在工业储罐消防中待解决的问题和Williams的目标变成开发一种具有成本效益的可靠的固定式系统，来快速地并且高效地用泡沫覆盖储罐火灾的适当区域，不仅包括“外周”(其为“边缘密封圈火灾”的位置)，而且也包括储罐“全表面火灾”。此外，这样的系统应该对于200和300以及400英尺直径和甚至更大直径的储罐，并且包括具有和/或不具有固定顶的储罐具有令人满意的表现，并且不应过于昂贵。

为了解决这些问题和满足这些目的，对下文所讨论的所得到的Williams商业实施例进行了开发、试验和设计。商业实施例设计为保护：(1)仅浮顶储罐免于受到“边缘密封圈火灾”和蒸汽危害；(2)仅浮顶储罐免于受到“边缘密封圈火灾”和全表面火灾；以及(3)固定顶储罐免于受到任何表面危害。本发明系统对于100英尺到400英尺以上的储罐直径而言，是具有成本效益的并且是实用的。

本发明人们在开发过程中证实该行业关于固定式系统所需的泡沫适当膨胀以及关于喷射或发射和蔓延适当膨胀的泡沫的能力的某些现有假设是错误的。

本发明人们通过并行的试验证实了从充气泡沫喷嘴“发射”和“定向排放”“充气泡沫”(在2比l至8比l之间的膨胀率)能产生至少1100gpm充气泡沫的汇聚流，具有显著提高的密集的降落覆盖区，并且具有惊人的泡沫蔓延，并且包括惊人的泡沫蔓延速度和消防效力。本发明人们通过试验表明其充气泡沫喷嘴能比现有技术“泡沫腔室”在更短的时段到达更广泛的储罐火灾表面。这种新颖的系统能利用更少的单元扑灭更大的储罐，并且不仅适用于边缘密封圈火灾，而且也适用于全表面液体储罐火灾，包括那些大型储罐的火灾。由试验结果支持的本发明许诺提供扑灭大于200英尺、大于300英尺和大于400英尺直径的储罐中的火灾的具有成本效益的固定式系统。本固定式系统设计为沿着储罐外壁附接并且从储罐壁顶部附近的点排放到储罐中，从而在危险的情况下提高了固定式系统的可靠性以及成本效益。

发明开发阶段

本发明以若干阶段进行。基于经验和试验做出主动追求在储罐壁上边缘附近排放的外储罐壁安装单元的第一决定。(本发明人们利用“冒泡”或所谓的类型I系统进行实验，但尚不能成功地试验出令人满意的实用并且具有成本效益的冒泡的系统。已知浮顶的流行以及其中固有的复杂性，基于广泛经验的储罐内部导管系统被认为是不实用的。关于顶装系统，固定顶或浮顶或者在液体顶部“上方延伸”的系统，经验同样表明由于造成火灾或危害的这个事故而将使得这样的固定式系统停止工作的可能性很高)。

基于试验，第二决定是优选地从靠近喷嘴并且在喷嘴上游的充气腔室排放充气泡沫，充气泡沫优选地具有至少2比1至8比1的膨胀比。优选3比1至5比1的比率。管状喷射器环境空气充气腔室提供用于充气的可靠结构，能在耐受热和应力的同时起作用。通过试验确定这种充气泡沫能被显著地发射，能够产生显著的泡沫蔓延并且能够快速蔓延，而不会损失消防效力。

第三，发明人们创造了一种“喷嘴”，其能将适当充气泡沫以“基本上汇聚流”基本上定向地“发射”和/或“强力发射”，从而以汇聚模式降落，具有提高的密集降落覆盖区，并且同样具有显著的泡沫蔓延和有效的灭火特征。这个阶段关键的是流形成器。

在该行业的一种普遍看法是“强力发射”充气泡沫破坏气泡从而导致较差的泡沫品质和较差的泡沫蔓延。具有充气泡沫腔室的现有技术固定式系统并不“强力发射”充气泡沫。而是对于边缘密封圈火灾和/或小型储罐，它们通过重力使高度吸气的泡沫顺着储罐内侧壁喷淋或下落。这导致低gpm的排放和较差的泡沫蔓延。

本发明人们利用本喷嘴证实了关于“发射”或“强力发射”的充气泡沫的较差的泡沫品质和较差的泡沫蔓延的预期是错误判断。使用流成形器可有助于帮助获得良好的结果和提高的降落覆盖区。

试验表明流成形器能够显著地提高充气泡沫的喷射覆盖区的完整性和汇聚。通过适当的流成形器排放的充气泡沫不被破坏地至少数十英尺远地降落到密集汇聚覆盖区中，并且惊人地比行业预期更远并且更快地蔓延，同时维持气泡的消防效力。2比1至8比1的膨胀泡沫，优选地3比1至5比1的膨胀泡沫可以以比行业预期更大的范围和更远地不被破坏地降落到密集的目标区中。流成形器为本系统能使得泡沫在储罐“外周”至少20英尺远降落并且使泡沫在外周中蔓延超过100英尺的关键因素。在优选实施例中，用于充气泡沫喷嘴的覆盖区提高的流成形器具有四个或更多个翅片，每个翅片的纵向尺寸大于径向尺寸。优选地，每个翅片具有大于其径向尺寸两倍的纵向尺寸。优选地，流成形器翅片也安装在喷嘴顶端，使得翅片的下游端与喷嘴顶端排放孔口近似齐平。

术语

以下术语的使用帮助在开发本发明时讨论本发明的结构和性能。

术语“立管”用于指附连到外储罐壁上或附近或邻近并安装成向大型工业储存储罐的顶部提供水、水和泡沫浓缩液和/或消防流体的任何导管或管线或这样的系统。尽管立管在本文中示出为竖直管，但是它们可以是任何形状，并且特别地它们可以为竖直部分和/或圆形部分的组合。例如，可以在储罐周围安装一个或多个流体分布环，与竖直立管部连接。立管可以分成部分，如本文所示。

喷嘴的“顶端”为终止于排放孔口的喷嘴管筒部，常常包括直径减小部以增大排放压力。

翅片（在本领域中也被称作叶片）引导流体在管道中的流动。

“流成形器”提供在喷嘴或管道中延伸的翅片或叶片。翅片径向尺寸为从管筒或管道的中心轴线径向向外朝向管筒或管道壁测量的尺寸。翅片纵向尺寸为沿着喷嘴或管道纵向轴线或沿着流动的上游/下游方向在喷嘴或管道中纵向测量的翅片尺寸。

如本文所用的“偏转器”在流体管道中提供障碍物，从而朝向排放孔口或端口引导在其中流动的流体的一部分。

储罐“外周”为在浮动罐顶的顶部上在储罐壁与浮顶“泡沫挡板”之间的环形区域。泡沫挡板通常24英寸高或1两英寸高。“边缘密封圈火灾”为在“外周”中的火灾。（当浮顶发生故障例如下沉或倾斜时可能接着发生全表面火灾）。

“充气泡沫喷嘴”或“充气泡沫发射喷嘴”将用于指示排放由经过了位于喷嘴处或喷嘴附近和/或喷嘴正前方的环境空气充气腔室的泡沫浓缩液形成的泡沫的喷嘴。

“沿大致相反方向”排放的两个喷嘴将用于表示在中间“完全相反”方向轴线的至少+/-15°内沿大致相反方向排放。因此通过一种措施，就排放方向而言，沿大致相反方向排放的两个喷嘴的两个排放轴线之间的夹角将在180°与150°之间。

“基本上汇聚”流指示至少60%的泡沫在飞行期间保持在绕排放轴线20度锥角内的泡沫排放。

“发射”喷嘴表示下面这样的喷嘴：如果设定为相对于水平成0°倾斜并且以100psi的供应压力，并且如果降落覆盖区在排放孔口下方五英尺的水平面上测量，并且当喷射具有3/1至5/1之间的膨胀率的充气泡沫时，那么喷嘴能使充气泡沫的至少50%从排放孔口降落超过5英尺并且能使一些泡沫降落超过20英尺。“发射”因此表示如果水平地排放并且在排放孔口下方五英尺的平面上测量，则使以3比1至5比1之间的膨胀率充气的泡沫的至少50%从喷嘴排放孔口降落超过5英尺和使大部分泡沫降落超过20英尺。

“强力发射”喷嘴表示下面这样的喷嘴：如果设定为相对于水平成0°倾斜并且以100psi的供应压力，并且如果降落覆盖区在排放孔口下方五英尺的水平面上测量，并且当喷射具有3/1至5/1之间的膨胀率的充气泡沫时，那么喷嘴能使充气泡沫的至少50%从排放孔口降落超过50英尺并且能使一些泡沫降落超过80英尺。“强力发射”因此表示如果水平地排放并且在排放孔口下方5英尺的水平面上测量降落覆盖区，则使以3比1至5比1之间的膨胀率充气的泡沫中的至少50%从排放孔口降落超过50英尺并且使一些泡沫降落超过80英尺。

“基本上汇聚”流和“发射”及“强力发射”以及“充气泡沫喷嘴”的概念帮助将本发明喷嘴和棒系统与现有技术的吸气泡沫排放装置区分开。自传统“泡沫腔室”或“泡沫喷淋器”的现有技术排放并非“基本上汇聚的”或“发射的”。另一方面，术语“充气泡沫喷嘴”将本喷嘴与现有技术的主流喷嘴区分开，例如，喷射水/泡沫浓缩液液体混合物的喷嘴，其中基本上所有充气基本上在离开喷嘴结构后发生，而不是在相关联的上游或者在喷嘴内的充气腔室中发生。

已知利用本喷嘴设计和充气泡沫的惊人地良好的泡沫蔓延结果，发明人们试验“相反喷嘴”固定单元，发明人们称作“棒头”和“棒”。试验“两个喷嘴”和“三个喷嘴”固定单元、或“棒头”或“棒”，大致水平并且主要左和/或右排放，和可选地“朝向中心”排放。为了穿过在“固定顶储罐”的壁中的现存开口插入，试验具有单个中心指向喷嘴加上两个不伸出的侧部端口以及内部偏转器的管道，该单元适合于插入到现存固定顶储罐壁的凸缘开口中。

“棒头”适于由安装在外侧储罐壁部上或附近或周围的“立管”来供应，“棒头”固定成在储罐壁顶部的正内侧排放，以提高可靠性。“棒头”优选地包括位于近端的环境空气充气腔室，提供用于（多个）喷嘴的适当充气泡沫。充气腔室由（多个）同样通常被称作“立管”的水/泡沫浓缩液管线或导管供给。具有两个相反喷嘴的固定棒头优选地大致左右地引导排放，从而基本上水平并且沿大致相反方向发射充气泡沫。可提供固定的单独立管和配件，特别是在靠近储罐直梯和梯台平台处，以供应和支承附加的固定喷嘴或便携式水枪和喷嘴，其能朝向储罐中心或者储罐周围发射泡沫。优选地，用于开放式浮顶储罐的“三喷嘴”固定单元可以安装为向左、向右和大致朝向中心排放。对于固定顶储罐，可安装具有两个管道定位偏转端口的单个中心指向喷嘴，端口用作侧喷嘴。该单元可通过通常设于现存固定顶储罐中的凸缘开口插入。单个管道喷嘴加上两个“偏转器端口”可向左、向右和朝向具有固定顶的储罐中心排放。

（发明人们还教导了对于酒精或类似液体，可能并非左右排放，而是替代地全部向左或全部向右排放，以形成漩涡模式的蔓延，并且进一步对着壁转弯排放以使冲入最小）。

（优选地，在大部分实施例中，第四较小的孔口将直接顺着储罐壁排放相对少量的充气泡沫，例如小于150gpm，以降落并且覆盖该单元正下方的储罐表面。该较小的第四排放端口可能在本文中不经常提及，并且在许多情况下，它看起来并非必需的。但是，出于谨慎考虑，第四排放端口可能包括于商业单元中）。

因此本系统对于成本较高且危险的问题提供具有成本效益的解决方案。向第一响应消防队员提供用于成功地扑灭至少储罐边缘密封圈火灾的适当机构，并且优选地还提供用于全表面蒸汽抑制的机构以及用于扑灭全表面液体储罐火灾的机构，通过策略性地并且永久地将相对较少的几个廉价的部件固定储到罐上，以及提供支承工具（水枪、喷嘴、软管和泵）在考虑如何最佳地保护危害时应是极为重要的。这样一来确保了与第一响应者的良好关系，并且对大型储罐危害提供了更好的解决方案。

为了扼要重述和反映发展历史，Williams用于“边缘密封圈火灾”和甚至用于“全表面液体储罐火灾”的两阶段“完全便携式”进攻是成功的。但是，如由两阶段“完全便携式”进攻所需要的那样，需要人携带软管沿着储罐直梯爬到储罐梯台上，并且使软管绕住他们的脚以启动主要系统，这给工作人员带来风险，是没有吸引力的。无人或基本上无人的固定式系统带来更有吸引力的人员环境。但是，任何固定或半固定的系统必须也接近两阶段“便携式”系统所提供的可靠程度和灵活程度以及成本效益。

通过降落覆盖区提高的“充气”泡沫喷嘴“发射”充气泡沫的试验得到惊人的发现，即提高了本固定式系统的可靠性、成本效益和灵活性。对具有密集降落覆盖区提高的充气泡沫喷嘴进行试验，表明其能显著地向左和/或向右“喷射”充气泡沫同时仍使得该泡沫的主要部分降落在狭窄储罐“外周”中。另外，喷嘴能成功地喷射或发射充气泡沫较远距离，例如至少20英尺，同时使泡沫主要在外周中降落。并且“喷射”或发射的动量使得该系统能使泡沫“蔓延”，试验表现出惊人的距离，在喷嘴左右120英尺并且非常快速地这样蔓延。因此，覆盖区提高的充气泡沫喷嘴能形成用于至少扑灭边缘密封圈火灾的适当的具有成本效益的主要固定机构。为了与Williams的现有“便携式系统”进行比较，仅使用现有便携式泡沫棒来建立在棒正下方的“立足点”，这允许人通过直梯爬到储罐壁的棒位置并且将主要灭火系统放置就位，主要灭火系统由顺着直梯向上伸展的软管来供给。相反，利用本新颖的固定式系统，便携式水枪和喷嘴（若使用）变成次要的。“固定左和/或右棒”变成了用于“边缘密封圈火灾”的主要灭火系统的关键元件。另一固定的中心指向喷嘴覆盖全表面火灾。

其它发现的教导的讨论

用于储罐火灾特别是直径大于100英尺和200英尺的储罐中的固定灭火系统的有效实用的可靠设计的问题已经存在了很长时间。对于现存解决方案的检索揭示了以下几点。

泡沫腔室-例如，Blomquist美国专利No. 3,876,010

对于上文所讨论的浮顶密封圈火灾，“泡沫腔室”或“泡沫喷淋器”；使高度吸气的泡沫在储罐壁与浮子顶“泡沫挡板”之间下落为传统的固定消防系统解决方案。这些系统不足以进攻在>200英尺直径储罐中的“全表面”火灾并且也可能不足以用于>100英尺直径储罐。它们的泡沫蔓延通常小于50英尺，从而需要大量的这样的腔室。已知赋予泡沫的膨胀程度，泡沫蔓延缓慢并且较短，并且gpm是有限的。申请人利用常见泡沫腔室进行实验，确认它们的高度吸气的泡沫的蔓延在绕储罐周边或外周的每个方向仅为约40-50英尺（例如，在储罐壁与浮顶上的“泡沫挡板”之间的区域中）。并且这种40-50英尺的蔓延也相对较为缓慢。

Saval和Knowsley

在因特网上注意到“Saval”设备，并且发现了类似的Knowsley设备。这种设备类型提出了沿着壁边缘定位左右“排放”（以及较少直接向下排放）的两个45°指向下的喷嘴。两个45°喷嘴并不“主要水平地”排放并且并未提出“朝向储罐中心”排放的喷嘴。另外的Saval喷嘴表现为使它们的排放对着储罐壁“转弯”。转弯的效果可软化降落对于液体的冲击和/或将更多泡沫引导到外周中和/或提高充气。但是，本领域技术人员知道“转弯”技术减小了在泡沫后方的侧向力，浪费发射能量从而降低了泡沫蔓延能力。Saval和Knowsley都未主张新颖的或特别的“泡沫蔓延”能力。这意味着Saval和Knowsley的泡沫蔓延与传统“泡沫腔室”和/或“泡沫喷淋器”处于同一等级。

Uribe美国专利公开No. US 2004/0140106

Uribe教导了一种储罐壁安装的具有充气腔室的固定式系统喷嘴。并未提及充气程度。并未公开流形成器。Uribe并不左右排放，而是朝向中心排放，如同下文的Nihilator。Uribe声称最终他的排放泡沫将覆盖整个储罐表面。由于本领域技术人员已知泡沫具有有限的寿命和有限的蔓延，所以Uribe的陈述暗示了Uribe的储罐本来具有小于100英尺的直径。

Nihilator

参考Nihilator装置，尽管Nihilator似乎不再作为商业产品提供。本领域技术人员可能猜测Nihilator不是有效的。Nihilator为明显地设计用于固定顶储罐的中心指向喷嘴并且具有充气腔室。Nihilator朝向储罐中心排放泡沫并且暗示其与传统泡沫腔室一起使用。

主要商业实施例

本发明及其相关实施例具有若干主要商业实施例。为了易于参考，对当前主要商业实施例给出了图解名称。

主要目标-浮顶而非固定顶-大型储罐

“Point and Shoot”（半固定）系统-用于：

o边缘密封圈保护和消防

o当不存在火灾时全表面泡沫覆盖，例如用于下沉顶蒸汽抑制

优点：

o每个棒能够保护多达240'的密封边缘圆周，而不是利用常规泡沫腔室的40'或80'；因此需要更少的棒

o便携式水枪和喷嘴提供备用备份和蒸汽抑制能力

o低成本，最少安装

•“Ambush”（固定）系统-用于：

o全表面保护，边缘密封圈火灾和完全接合的全表面液体储罐火灾（浮顶下沉）

o每个储罐的系统数量取决于储罐直径（和所储存的产品）

o系统可用于扑灭边缘密封圈边缘火灾，并且中心喷嘴用阀关闭以免使浮顶超载

优点：

o左/右/中心（和可能顺着壁向下）流能沿着3或4个方向排放和/或发射充气泡沫

o系统能够从最大型号上的每个组件排放1900gpm

o每个棒能够保护多达240'密封圈边缘和朝向中心多达150'

o需要比现有技术显著更少的棒安装

主要目标-固定顶、大型储罐

•“Hollow Point”（固定）系统-用于：

o闭顶、全储罐保护

o易于安装在现存储罐上，通过现存单个6"凸缘孔

o每个棒能够保护多达240'的密封圈边缘和朝向中心多达250'

o结合特氟纶汽封以阻止蒸汽顺着管向下行进并且从充气孔出来

o能够经由向前和左/右和向下流发射2700gpm的泡沫

o比现有技术需要显著更少的棒安装

同样，上述实施例的成功可以部分地基于附连在喷嘴顶端中的流成形器的开发，这便于提供发射和强力发射泡沫喷嘴以及用于上下文的开发适当充气泡沫。

主要商业系统和方法-更详细

如上文所介绍和讨论的那样，本发明涉及用于扑灭大型工业储存储罐中的液体储罐火灾的固定和半固定式系统和方法的各个方面和实施例。本发明涵盖具有和不具有固定顶的储罐和固定或半固定的系统以及主要开发用于边缘密封圈火灾和全表面液体储罐火灾的系统。

半固定式系统（用于边缘密封圈火灾和蒸汽保护）-Point and Shoot概要

Point and Shoot固定棒和立管系统为可立即用于“边缘密封圈火灾”保护以及用于蒸汽抑制的半固定式系统。Point and Shoot固定棒和立管系统以由Williams使用全便携式设备以及随后的Daspit Tool开发所进行的成功的边缘密封圈灭火为依据。给定适当充气腔室和流形喷嘴的组合的进一步开发，固定到储罐壁上的充气泡沫喷嘴单元或“棒”变成具有成本效益的主要“边缘密封圈火灾”扑灭机构。用于向便携式水枪和喷嘴供应消防流体的另一固定立管能够在对主要系统造成损坏的情况下提供备份以及额外的全表面蒸汽抑制能力。（并且当然，具有固定的中心指向喷嘴的另一独立固定立管提供完全固定的全表面火灾保护能力）。

因此，半固定Point and Shoot棒和立管系统和方法为边缘密封圈火灾提供更安全并且更快速的扑灭、以及用于部件毁坏的备用件或蒸汽抑制。这种最小固定棒和立管系统仅需要将几个廉价的部件策略地永久地直接附连到储罐上。由于覆盖区提高的喷嘴与适当充气泡沫的适当组合，使得棒的左右喷嘴能够以220至240英尺分开地固定（与现有技术泡沫腔室系统的以40至80英尺分开不同）。因此，覆盖区提高的充气泡沫喷嘴棒系统能够作为用于“边缘密封圈火灾”的主要灭火系统展示，而为了快速附接便携式水枪/喷嘴而靠近储罐梯台和直梯安装的一个或多个立管可以视为在对主要系统造成损坏的情况下的备份备用的边缘密封圈火灾保护件，并且视为浮顶部分地或完全地下沉时提供全表面蒸汽抑制的能力。这种半固定式系统允许在对人员带来小得多的风险的情况下快速地进攻密封圈火灾。

被称作Point and Shoot系统的半固定基本系统具有如下推荐的布局：

注解：保护上述储罐大小所需的现有技术“泡沫腔室”的数量为所需的本新颖“泡沫棒”的数量的数倍，这归因于本“泡沫棒”的扩大覆盖范围（240'相对于80'或者220'相对于80'）。

Point and Shoot半固定式系统特别适用于不具有固定顶的大型储罐，用于“边缘密封圈火灾”和全表面蒸汽抑制。主要优点为低成本。Point and Shoot系统的特征在于在固定“棒”中附接在一起的一对充气泡沫发射喷嘴，构成为沿大致相反的方向并且大致水平地排放。已经证明充气泡沫储罐棒能够使得泡沫在储罐“外周”，即在“泡沫挡板”与浮顶的储罐壁之间的空间中沿每个方向降落和蔓延大约120英尺。参见下面的试验结果。优选地，除了附接到储罐壁上或周围的固定泡沫棒立管之外，至少一个附加的至少四英寸立管也附接到与储罐梯台直梯系统相关联的储罐壁上。附加的立管构成为将消防流体从大约地面传送到大约储罐顶部，并且构成为在其靠近储罐顶部的端部具有配件，该配件适合于附接便携式（以100psi至少150gpm）水枪和喷嘴。

用于浮顶而非固定顶的固定式系统-包括全表面火灾-Ambush概要

一个新的主要危险由于用于储存易燃液体和烃产品的工业储存储罐由甚至更大的直径构成这一事实而产生。目前构造了405'直径和更大的储罐。能够在储罐壁顶部上方喷射灭火和危害抑制液体（水和泡沫浓缩液）的大型便携式消防喷嘴，例如10,000 gpm、12,000 gpm或14,000 gpm的喷嘴通常列举在400-500英尺范围内的最大范围。可以依靠来自大型便携式喷嘴的消防泡沫最多蔓延大约100'。（保守地讲，依赖泡沫可能仅可靠地蔓延约80英尺）。因此，通过从逆风位置在壁上喷射泡沫，来有效地解决在405'直径储罐中的全表面完全接合的易燃液体储罐火灾的便携式消防喷嘴可能必须在储罐壁的100'内展示。考虑到后勤以及壕沟、建筑物和储罐周围的其它设备和导管的存在，并且特别地考虑到热和人员安全，使得需要比100'直径储罐更靠近405'直径储罐中的完全接合的全表面液体储罐火灾的任何策略都是非常有问题的。

另外的改进压力来自于储罐中的一加仑产品对于储罐所有者的价值也急剧增加的事实。大型储罐和大型储罐产品的所有者希望产品和罐受到保护免于火灾。

上文的考虑激励了发明人们开发完全固定式系统，包括一个或多个固定的中心指向喷嘴以及充气泡沫棒，优选地为左右排放棒，但可能为全部左或全部右排放棒。该系统被称为Ambush，并且提供解决没有固定顶的所有储罐尤其是大直径储罐中的火灾和蒸汽危害的第一道防线，包括全表面液体储罐火灾。

Ambush可以以一种方式实施为“固定的”Point and Shoot系统。可以设置位于储罐直梯和梯台附近的Point and Shoot立管，Point and Shoot立管设置有用于附接便携式水枪和喷嘴的配件，而不是设置有永久固定的中心指向喷嘴，例如主流自引出喷嘴。该立管和喷嘴的外观和功能可以非常类似于Hollow Point立管和喷嘴，但并不具有侧向空间约束部和侧部端口并且不需要充气腔室。可以相对于储罐大小和其它固定棒来固定或设定喷嘴的调节，使得喷嘴用泡沫覆盖储罐表面的相关中心部。将不需要如在主流消防喷嘴领域中已知的单独的环境空气充气腔室。单独的固定立管和喷嘴无需限于位于储罐直梯和梯台附近。在上下文中，仅需要包括这么多固定的中心指向立管和喷嘴，因为将利用泡沫充分地覆盖储罐表面的中心部。

Ambush系统提供三个喷嘴单元或棒的定制设计，优选地所有喷嘴都使用一个或两个靠近的环境空气充气腔室，并且全都去除一个或两个相关联的立管。这些三喷嘴单元设计成安装为围绕储罐的单元。

三喷嘴固定充气泡沫棒系统包括一组固定的充气泡沫喷嘴。这组喷嘴各称为固定“棒”，具有向左和/或向右和在顶部（朝向中心）上方的能力，全都具有提高的降落覆盖区。优选地，三喷嘴棒单元绕储罐内壁并靠近内储罐壁间隔开，每个单元优选地设置沿着内储罐壁部主要左右排放的两个喷嘴和朝向中心排放的第三喷嘴。优选地，“朝向中心的”喷嘴排放至少超过泡沫的大约80'环圈，预期由左右排放喷嘴在开放的储罐表面上形成。（在一些情况下，三喷嘴棒单元还设置第四较小端口或喷嘴以在棒正下方并且在储罐壁内侧排放）。固定棒由于特定火灾或危害或事故造成的任何毁坏能够由如本领域中已知的那样在储罐壁上喷射泡沫的在地面上展示的较大便携式喷嘴补充。

405'储罐的周边延伸大约1,250英尺。试验表明本新颖固定泡沫棒（Ambush系统）应该能够将泡沫引导为沿每个方向蔓延至少80'至90'，优选地120英尺，并且还使泡沫朝向储罐中心向内蔓延约80'。（同样，此外少量泡沫可以在固定泡沫棒正下方排放）。这些喷嘴能够相对快速地利用大致80'宽的环形泡沫圈覆盖内储罐壁。附接到每个固定棒的优选地具有其自身的充气腔室的第三喷嘴朝向储罐中心并且至少朝向正在形成的80'环形泡沫圈内侧发射泡沫。优选地，对于大型储罐，第三喷嘴使泡沫的覆盖区降落，并且覆盖区中点在储罐壁的径向向内大约90至120英尺处。降落覆盖区的长度应该优选地沿着排放发射管线从降落中点向前和向后延伸至少20至30英尺。降落覆盖区应该优选地从排放发射管线侧向地扩散至少15至20英尺。这样的泡沫排放表现为能够使泡沫朝向并且经过405'直径储罐的中心蔓延。对于中心发射泡沫和周围排放泡沫，泡沫的总gpm应该选择为使得储罐表面将被足够深且持久的泡沫覆盖层覆盖。即，棒和喷嘴的gpm应该将储罐表面的期望和/或所需供给强度密度考虑在内。

这种固定三喷嘴开放系统和方法具有使泡沫覆盖层集中在储罐液体表面的与储罐壁相邻的部分上的优点。因为储罐壁本身能够保存大量的热，所以与储罐壁相邻的部分是重要的。储罐壁通常需要最多的冷却。对于405英尺直径的储罐而言，例如可以利用七个或八个较大的三喷嘴固定泡沫棒，每个较大三喷嘴泡沫棒从其喷嘴组排放共计大约2,000gpm的水/泡沫浓缩液。在优选实施例中，向左右排放的喷嘴各可排放大约700gpm。朝向中心指向的喷嘴可以朝向中心发射大约500-900gpm。在固定棒紧邻下方排放的小端口可以向下排放大约100gpm。

同样，关于一个或多个固定泡沫三喷嘴棒由于火灾或爆炸而毁坏的情况，较大便携式消防喷嘴可以在地面上展示并且用来补充固定式系统的未毁坏的部分。

在三喷嘴固定充气泡沫棒系统中，用于喷嘴的排放孔口优选地包含翅片或流成形器，用于使从喷嘴中排出的充气泡沫中的湍流最小。使湍流最小增加了泡沫的范围和蔓延，并且使得降落覆盖区密集。

一种优选的三喷嘴固定充气泡沫棒实施例包括两个充气腔室。（多个）充气腔室通常由靠近一系列进气端口的插入导管内部的管状喷射器构成，并且该腔室位于喷嘴排放的上游附近。喷射器以已知的方式形成低压区，从而通过端口吸入空气并且使水/泡沫浓缩液与空气混合以形成用于排放的充气泡沫。结合于充气腔室与排放喷嘴之间的管道中的弯曲可提高泡沫的充气。但是在充气腔室与中心发射喷嘴之间可以不包括弯曲，以使该泡沫在最低程度上充气，从而提高泡沫喷射和蔓延。从该喷嘴的排放具有更长的飞行时间，在飞行时间进一步充气。两个充气腔室使得能够更接近喷嘴目的地定制充气。

尽管三喷嘴系统最初设计为解决非常大的完全接合的全表面液体储罐火灾（无固定顶）的问题，例如在具有450英尺直径的工业储罐中的火灾，很快发现这种固定的三喷嘴充气泡沫棒系统供给于所有直径大小的储罐，并且供给于完全接合的火灾或者边缘密封圈火灾的情形，或者仅是蒸汽抑制的需要。即使浮子保持就位并且仅存在密封圈火灾，或者仅需要抑制浮子上方的蒸汽，较大固定棒也是有用的。可以设置阀以在边缘密封圈火灾的情况下消除朝向中心排放的泡沫。

固定顶固定喷嘴系统-Hollow Point概要

固定顶固定喷嘴棒系统设计为当泡沫腔室安装在闭顶储罐上用于全表面保护目的时所面对的问题的直接响应。本固定顶固定喷嘴系统的一个棒朝向储罐中心和左右直接发射泡沫，以保护内储罐壁附近。棒单元优选地结合了特氟纶汽封，以防止储罐蒸汽经由棒系统的供应导管中的充气孔而从储罐逸出。

与从储罐圆周简单地将泡沫喷淋到表面上使得泡沫必须仅使用重力作为其从储罐壁附近堆积的泡沫经由静压头推进的手段，来横过液体表面蔓延的泡沫腔室相比，本固定顶充气泡沫棒排放头以高速将泡沫向外发射到储罐中，以将泡沫推向储罐的中心。从相同的棒，自内部左/右排放端口发射泡沫以保护储罐壁附近的区域。

随着泡沫在中心积聚，其将开始向外朝向储罐壁流回。储罐壁处的泡沫将会合并且朝向储罐中心流动，从而闭合在两者之间的间隙。

每个固定顶棒排放头优选地设计为流量1000gpm；600gpm通过朝向储罐中心发射的中心流输送，而200gpm对着储罐壁左右发射。该流速可以由充气孔正上游的内部喷射器来调节。通过由内部喷射器形成的文丘里效应在充气孔处将空气引入到流中。这使得泡沫充气，之后泡沫离开棒以允许充气泡沫降落在液体表面上。环境空气充气腔室优选地旨在形成比其它装置相对更低膨胀率的泡沫，以便维持小气泡泡沫。这种泡沫最佳地适合于快速地并且有效地横过液体表面蔓延，从而提供储罐的快速覆盖和灭火。固定顶棒系统的一个主要目的在于改进闭顶储存储罐保护的当前方法。固定顶棒系统通过发射泡沫而不是喷淋泡沫，并且通过谨慎地策划排放顶端大小和与高效环境空气充气器和有利的流速、流成形器和流校直器有关的设计，来得到这种改进。

一种固定顶棒系统推荐的布局例如如下：

注解：在上述计算中所使用的供给密度是基于从0.12

到0. 14的升位的。这些数字是基于Williams的关于扑灭较大全表面储存储罐火灾的经验的。

特殊方法-酒精

已知酒精和相关液体及极性溶剂将水从泡沫气泡中吸引出来。因此，泡沫优选地“轻轻地”降落在酒精或类似流体上，以使泡沫到液体表面下方的任何冲入深度最小。发明人们教导了在火灾的情况下，漩涡模式可以是优选的，用于使降落在酒精或类似液体上的泡沫蔓延。因此，对于酒精或相关液体或极性溶剂的储罐，发明人们教导了在泡沫降落在液体上之前使排放的泡沫对着内部储罐壁转弯并且从多个喷嘴主要全部向左或者全部向右排放泡沫以形成泡沫在储罐中的漩涡模式蔓延的方法。

充气泡沫

用于产生本固定式系统的所必需的充气泡沫的优选泡沫是使用位于喷嘴正上游的环境空气充气腔室。在本领域中已知在喷嘴排放孔口间隙的正下游产生充气腔室。在这个意义上，词语喷嘴用于指包含该间隙或者直径减小到最窄孔口从而恢复用于排放的最大头压的管筒的部分。这样的喷嘴排放孔口间隙能够排放到充气腔室中，在充气腔室中产生充气泡沫并且然后将充气泡沫从充气腔室排放到大气中。授予Kolacz的美国专利5,848,752，特别是图3示出了这种类型的泡沫充气喷嘴。而且授予Steingass的美国专利4,944,460例示了这种类型的充气泡沫喷嘴。在所有条件一样的情况下，优选在喷嘴间隙上游的单独充气腔室。但是本领域技术人员将认识到这并非形成充气泡沫的唯一方式。

主要商业实施例的概述

Point and Shoot系统至少包括将一个或两个喷嘴充气泡沫棒系统作为固定式系统，优选地绕储罐周边每100'至240'安装，这应该足以扑灭储罐“边缘密封圈火灾”。

还将用于能够释放地附连便携式水枪和喷嘴的至少一个固定立管与上面的一个或两个喷嘴系统一起安装在梯台附近的很好的原因是将提供备份和备用泡沫保护，以防一些固定式系统单元由于爆炸而受损，并且在储罐浮顶下沉的情况下还提供对于“蒸汽抑制”的全表面泡沫“覆盖”。这种固定水枪立管将在储罐底部具有消防队连接部并且在顶部具有水枪快速断开配件。在事故期间，若需要，则消防队员能够将轻量铝水枪和喷嘴携带到储罐顶部上，并且使用快速断开配件（大约2分钟安装）将水枪安装在立管导管上。从这个优势来看，消防队员能够将泡沫直接供给到需要的区域。这使得消防队员可用的资源的效力最大。避免了顺着储罐侧部上的直梯放置消防软管来实施便携式系统的危险和危害。Williams推荐将固定水枪立管导管安装在储罐的梯台附近的位置。由于“翘起”顶或者在由于爆炸导致泡沫棒头损坏的情况下，若需要，则也可以这种固定水枪立管导管来将泡沫供给到任何暴露区域。这种基本的半固定式系统使保护无固定顶的储罐至少免于边缘密封圈火灾和下沉顶部的初始资本投资最小，同时提供易于操作和维护的得到证明的系统。该设备消除了顺着储罐直梯向上拖曳多个软管的需要，这种需要会妨碍消防队员快速地上下储罐。

Ambush系统为特别适用于包括在大型储罐中的全表面液体储罐火灾和/或边缘密封圈火灾的固定式系统，同样如上文所述，优选地用于无固定顶的储罐。Ambush系统优选地包括三喷嘴充气泡沫棒，具有沿大致相反方向排放并且能够相对于储罐定向以大致水平地排放的两个喷嘴。第三喷嘴沿大致垂直于由前两个喷嘴限定的排放轴线的方向发射。当相对于储罐定向时，第三喷嘴以适当的倾斜角度大致朝向罐中心发射。第三喷嘴优选地构成为使充气泡沫降落至少100英尺远。所有三个喷嘴显著地定向地发射充气泡沫。

Hollow Point系统为特别适用于具有固定顶的大型储罐中的危害和火灾的固定式系统，并且优选地可以安装在现存上部储罐壁开口中并且穿过所述开口。Hollow Point系统的特征在于止于喷嘴顶端的管道，该管道具有两个侧部排放端口，排放端口具有相关联的主要内部的“偏转器”。端口、管道和喷嘴构成为通过现存储罐壁开口并且定向为端口沿大致相反方向大致水平地排放，并且喷嘴顶端大致朝向中心排放。喷嘴和端口都优选地排放基本上汇聚流。

上文所描述的每个系统的提高的发射能力和泡沫蔓延能力使得与先前的固定式系统相比，每个储罐安装和提供显著更少的单元。新系统能够利用更少的固定设备和在更少的时间内保护显著地更大的储罐。安装在喷嘴顶端中的流成形器有助于喷嘴的提高发射能力，并且与适当充气泡沫的形成一起产生汇聚流和优化的泡沫蔓延。

试验

如上文所讨论的那样，用于保护储存储罐的当前接受的固定式系统包括“泡沫腔室”（有时称为“泡沫喷淋器”）。固定泡沫腔室具有局限性，一个主要的局限性为其将泡沫供给到密封区上的方法。由于（1）由泡沫腔室所产生的充气程度和/或（2）泡沫气泡的感知敏感性和/或（3）所排放的分散覆盖区，腔室构成为仅将在很大程度上膨胀的泡沫缓缓地向下“喷淋”到储罐的密封圈上。泡沫腔室喷淋；其并不喷射也不发射。泡沫腔室依赖重力和由泡沫堆积形成的头部向泡沫腔室的左右推动泡沫。该系统严重地限制了泡沫能在密封边缘外周区域中在泡沫腔室左右“蔓延”的距离。该系统需要储罐具有绕圆周间隔的大量泡沫腔室，每40或80英尺，取决于浮顶的“泡沫挡板”为12"还是24"。现在许多储罐大于300英尺直径。一些大于400英尺直径。具有12"泡沫挡板的400英尺直径储罐将需要23个传统泡沫腔室以保护外周。本发明需要仅约6个单元来保护相同的外周。

与目前接受的固定式系统相比，Williams开发了改进的充气泡沫喷嘴系统来将证明有效的泡沫沿左右方向都惊人地比传统泡沫腔室排放更远，远许多倍。在下文中的试验表明本系统利用有效地扑灭火灾的泡沫在更短的时间覆盖更大的区域。另外，边缘安装的喷嘴也证实能使泡沫蔓延到400英尺直径储罐的中心。

在2010年12月，在Williams火灾和危害控制试验设施进行了“概念验证”试验。试验的目的是为了通过观察比较和对比流入到模拟储罐“边缘密封圈外周区域”中的两种泡沫供给装置，在储罐壁与浮顶“泡沫挡板”之间。

试验的目的是为了确定新颖Williams发射泡沫棒的相对泡沫流动性能是否能提供与常规“泡沫腔室”相当的预期益处。来自两个装置的泡沫排放到模拟的浮顶“外周”中，在储罐壁与浮顶泡沫挡板之间。对于每个装置，泡沫行进通过该模拟的壁/泡沫挡板“外周”，以到达并且扑灭液烃平底锅火灾，其模拟储存储罐浮顶“边缘密封圈火灾”。流速和距离作为性能要素与输送的泡沫品质、泡沫膨胀比和排出时间一起记录。

关于通过高流速发射泡沫棒供给的泡沫能否更快速地覆盖密封区中的距离并且沿着外周保护浮顶密封圈的较大区段，对这个概念进行了试验。

所观察的试验确认了这个概念。来自发射泡沫棒的泡沫以短25%的时间（从腔室74秒与101秒相对比）行进三倍距离（120英尺与20英尺相对比）。两者都最终成功地扑灭了平底锅火灾。这种新颖泡沫棒比常规泡沫腔室将泡沫更快速地供给到目标区域上。此外，这种新颖的泡沫棒提供比泡沫腔室的供给强度高50%的每平方英尺gpm（每平方英尺0.6与0.4USgpm相比）。模拟外周尺寸为2个四英寸宽和2个四英寸深。

总结试验和结果，在具有泡沫挡板的模仿的密封区上设立一种新颖的充气泡沫喷嘴并且在传统泡沫腔室旁边流动。NFPA认识到对于24"的泡沫挡板，传统泡沫腔室覆盖的最大距离共计为80'，左右各40'。传统泡沫腔室能在1分40秒覆盖该距离。这种新颖的充气泡沫喷嘴能在显著更短的时间覆盖三倍的面积。充气泡沫喷嘴在1分钟14秒覆盖240'的面积（左右各120'）。表明通过这种新颖的左右发射的高流速棒供给的泡沫将更快速地覆盖泡沫挡板密封区，每个装置行进地更远，从而保护沿着外周的浮顶密封圈的更大区段。

上文所讨论的固定Hollow Point棒的进一步试验表明大致80'×170'水塘（13,600平方英尺）在约1分钟25秒利用Hollow Point棒以泡沫覆盖。储罐距喷嘴的最远角部为145'远。该最远角部接收充足的泡沫覆盖。泡沫的速度、蔓延和效能是惊人的。

上文所讨论的Ambush棒的中心喷嘴的试验也指示实现中心喷嘴降落覆盖区的大约150'端部范围的能力，其中降落覆盖区的中心在约130'。

在2011年8月，全Ambush系统在277英尺直径空罐上试验。六个三喷嘴棒单元绕储罐的外周间隔开。每个装置的总流量为1500gpm，从而得到9,000gpm的总系统流量。中心指向喷嘴的测量覆盖区大小为大约60英尺长乘以20英尺宽，具有远离喷嘴大约90'的中点范围。通过观察，储罐底板的总表面被泡沫覆盖。照片向试验者表明朝向储罐中部有没膝深的泡沫。

发明内容

本发明包括一种用于以基本上汇聚流发射消防泡沫的喷嘴，特别地用于固定或半固定式系统一起使用。本发明优选地包括构成为发射至少100gpm（以100psi）充气泡沫的喷嘴，该喷嘴具有顶端部，该顶端部限定纵向轴线并且在某些优选实施例中终止于实心孔排放孔口。顶端部具有流成形器。流成形器可以包括至少四个翅片，翅片在顶端部的纵向尺寸大于在顶端部的径向尺寸，并且翅片与喷嘴顶端实心孔排放孔口基本上齐平地终止。

本发明还包括用于以基本上汇聚流发射消防泡沫的喷嘴，包括构成为发射至少100gpm（以100psi）充气泡沫的喷嘴，该喷嘴具有顶端部，顶端部限定纵向轴线并且终止于未必是实心孔的排放孔口中。该顶端部优选地具有流成形器，流成形器具有多于四个翅片，四个翅片在顶端部中的纵向尺寸大于在顶端部中的径向尺寸的两倍，其中翅片与喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止。

优选地，汇聚流充气泡沫发射喷嘴附接在环境空气充气腔室的下游附近并且与环境空气充气腔室流体连通。优选地，环境空气充气腔室与喷嘴组合地构成为发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的泡沫，并且更优选地具有3比1至5比1之间的膨胀率。

优选地，至少一个充气泡沫发射喷嘴靠近至少100英尺直径工业储罐壁的顶部附接，并且放置成与立管流体连通，立管附接到至少100英尺直径工业储罐壁上或附近。

本发明优选地包括棒，棒具有至少一个充气泡沫发射喷嘴，用于以基本上汇聚流并且绕储罐壁内侧表面沿大致水平方向发射泡沫。本发明可以包括位于至少一个充气泡沫发射喷嘴的上游且附近并与至少一个充气泡沫发射喷嘴流体连通的第一环境空气充气腔室，充气泡沫发射喷嘴具有至少四个翅片和顶端部，翅片具有大于径向尺寸的纵向尺寸并且与喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止。充气腔室优选地构成为与喷嘴一起发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的至少100gpm的充气泡沫（以100psi）。喷嘴和腔室优选地附接到用于传送水和泡沫浓缩液的立管，并且至少一个喷嘴和立管优选地构成为组合地附接到至少100英尺直径的储罐壁上，使得喷嘴绕内部储罐壁顶面沿大致水平方向发射泡沫。

本发明可以包括棒，棒具有绕储罐壁内侧表面沿大致水平方向以基本上汇聚流发射泡沫的至少一个充气泡沫发射喷嘴、和位于至少一个充气泡沫发射喷嘴的上游且附近并与至少一个充气泡沫发射喷嘴流体连通的第一环境空气充气腔室，喷嘴构成为以基本上汇聚流发射充气泡沫。腔室优选地构成为与喷嘴一起发射具有至少2比1至8比1的膨胀率的至少100gpm的充气泡沫。喷嘴和腔室优选地附接到用于传送水和泡沫浓缩液的立管，并且至少一个喷嘴和立管优选地构成为组合地附接到至少100英尺直径储罐的储罐壁上，使得喷嘴绕内部储罐壁顶面沿大致水平方向发射泡沫。

优选地，本发明包括两个充气泡沫发射喷嘴，两个喷嘴构成为组合地沿大致相反方向发射。优选地，充气腔室和喷嘴构成为一起发射具有3比1至5比1之间的膨胀率的充气泡沫。

优选地，棒系统包括至少两英寸立管，其构成为从地面位置附近延伸到位于至少45英尺高的工业储罐顶壁部附近的棒头，并且该系统包括以至少150英尺间隔开或者以至少200英尺间隔开或者以至少220英尺间隔开或者以至少240英尺间隔开的绕储罐壁附接的多个这样的棒。

优选地，在棒系统中包括有至少四英寸立管，该立管靠近储罐壁定位，立管具有用于附接便携式水枪和喷嘴或者附接有固定喷嘴的配件。便携式水枪和喷嘴和/或固定喷嘴可以提供用于朝向储罐中心排放充气泡沫的中心指向喷嘴。

本发明优选地包括用于发射充气泡沫的基本上汇聚流的方法，该方法包括将水和泡沫浓缩液供应到环境空气充气腔室，环境空气充气腔室在消防喷嘴的上游附近附接并且与消防喷嘴流体连通。本发明可以包括从喷嘴以基本上汇聚流发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫，该喷嘴具有顶端，顶端具有至少四个翅片，翅片具有大于径向尺寸的纵向尺寸，并且翅片与喷嘴顶端实心孔排放孔口基本上齐平地终止。

本发明还优选地包括一种用于发射充气消防泡沫的基本上汇聚流的方法，该方法包括将水和泡沫浓缩液供应到环境空气充气腔室，环境空气充气腔室在消防喷嘴的上游附近附接并且与消防喷嘴流体连通，并且从喷嘴以基本上汇聚流发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫。喷嘴优选地具有带多于四个翅片的顶端，翅片具有大于径向尺寸两倍的纵向尺寸并且与喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止，喷嘴顶端排放孔口不一定是实心孔。

该方法优选地包括发射具有3比1至5比1的膨胀率的泡沫，并且从靠近储罐壁顶部的位置将泡沫发射到至少100英尺直径工业储罐中，并且其中喷嘴附接到储罐壁附近的立管。

本发明可以包括一种方法，其绕储罐壁提供固定棒，用于对着内部储罐壁部发射泡沫；并且提供立管以及一个或多个中心指向喷嘴，用于朝向储罐中心发射泡沫。

附图说明

当结合附图来考虑优选实施例的下文的详细描述时，可以得到对本发明更好的理解，在附图中：

图1A示出了三个“棒头”实施例，具有用于以基本上汇聚流发射消防泡沫的喷嘴和充气腔室。

图1B示出了现有技术的泡沫腔室用于对比。

图1C示出了消防喷嘴的替代实施例，其中排放孔口包括环形排放孔口（未示出流成形器）。

图2示出了3英寸泡沫棒头的实施例以及相关联的立管部，泡沫棒头具有沿着大致相反方向发射消防泡沫的两个喷嘴。

图3示出了棒的另一实施例，具有附接到立管的棒头，棒头和立管附接到储罐壁。

图4示出了图3的棒头的剖视图。

图5以剖视图示出了棒头的另一实施例，棒头具有用于发射消防泡沫的中心指向喷嘴，其包括立管部和环境空气充气腔室。

图6示出了图5的实施例，其附接到储罐壁部并且改装到具有固定顶的现存储罐。

图7A至图7F为图2的实施例的图纸，给出了泡沫棒的总体概观以及泡沫棒系统的各个部件的详细视图。

图8A至图8M提供用于如图2和图7的棒头的图纸，标示了各个部件，包括喷嘴部件和流成形器及环境空气充气腔室。

图9示出了靠近工业储罐壁附接并适合于提供喷嘴或喷嘴和水枪的自立立管的部分。在该实施例中，立管被分成顶立管顶部、立管延伸管以及立管入口管。

图10示出了用于立管的下端的立管脚踏板。

图11A至图11G提供了用于图9和图10的水枪立管实施例的图纸描绘。

图12示出了用于附接便携式水枪和喷嘴和附接了便携式水枪和喷嘴的自立立管的实施例。

图13A和图13B提供了瞄准射击系统的图纸，包括棒和自立立管，自立立管附接有便携式水枪和喷嘴。

图14和图15给出了图13A和图13B的瞄准射击系统的侧视图和从储罐内侧观察的视图，包括具有沿着大致相反方向排放的一对充气泡沫喷嘴的棒和附接有便携式水枪和喷嘴的独立立管。

图16示出了用于300英尺储存储罐的用于边缘密封圈和蒸汽保护的瞄准射击系统的设计部署。指示了泡沫棒位置，并且指示了一个立管在梯台处用于放置便携式水枪和喷嘴。

图17、图18和图19涉及瞄准射击系统的部署。图17示出了绕典型储罐通往储罐梯台的直梯。图18和图19提供了用于全环绕密封保护所需的泡沫棒位置的数量估计，在浮顶上采用24英寸的泡沫挡板或者在浮顶上采用小于24英寸的泡沫挡板。

附图主要是例示性的。应理解可能简化结构并且省略细节，以传达本发明的某些方面。为了清楚起见可能牺牲了比例尺。

具体实施方式

图1A示出了棒头WH的三个实施例，棒头WH具有用于以基本上汇聚流发射消防泡沫的一个或多个喷嘴NZ。每个喷嘴NZ具有限定纵向轴线的顶端部TP。图1A的实施例都终止于实心孔排放孔口中。每个喷嘴NZ的顶端部TP具有流成形器SS，流成形器SS由翅片FN组成。

在该行业中通常每个喷嘴包括直径减小区域SW，用于恢复头压以增大排放范围。

这些优选实施例的喷嘴利用实心孔排放孔口DO。但是，预计可以使用环形孔排放喷嘴来构成大致等效喷嘴。在图1C中原理上示出了环形孔排放喷嘴。通过放置在流体流动通道中的偏转器或隔板头BH来形成环形孔排放喷嘴。偏转器或隔板头形成直径减小效果，用于重获用于排放的头压和喷嘴“间隙”。

图1A的三个棒头实施例示出了一个或多个喷嘴NZ，通常连接到管道CD并且因此连接到上游的环境空气充气腔室AAAC。支承板SP示出为帮助将泡沫发射喷嘴在期望高度附连到工业储罐壁顶部的一种手段。

图1A还简要地示出了具有一个或多个喷嘴的棒头WH与立管部RS的连接。立管RS只是用来使水和泡沫浓缩液顺着储罐壁向上来到棒头和喷嘴的导管或管线等。

图1B示出了现有技术的泡沫腔室FC，具有典型的“喷淋”泡沫腔室排放孔口FCDO。

如上文所讨论的那样，图1C示出了具有发射喷嘴的棒头，发射喷嘴并不具有实心孔口排放孔口，而是具有由偏转器隔板头BH形成的环形排放孔口。

图2更详细地示出了三英寸棒头WH，包括一对喷嘴NZ的组合，每个喷嘴具有顶端部TP，每个顶端具有流成形器SS。这对喷嘴由管道CD连接到环境空气充气腔室AAAC。而且在附图中示出了可连接到棒头下部的立管导管RS（以两个部分）。示出了入口管RSL，其能连接到立管导管的上部并且提供与水和泡沫浓缩液软管或导管的连接件。

图3和图4以完整视图和剖视图示出了将本充气泡沫发射喷嘴中的三个结合到棒头WH中的另一实施例。每个喷嘴NZ具有顶端TP和流成形器SS。喷嘴的上游为第一和第二环境空气充气腔室AAAC。如图4所示，支承板SP帮助将喷嘴NZ在期望位置附连到储罐壁TW的顶部。在图4中示出了立管RS在棒头下方的局部剖视图，在图3中包括支架BR，支架BR对于相对于储罐壁TW附连或稳定立管RS是有用的。在图3中还示出了防风梁WG。

图5示出了不同型式的喷嘴NZ的剖视图，具有带流成形器SS的顶端部TP。管道CD示出为将喷嘴NZ与具有管状喷射器TJ的环境空气充气腔室AAAC连接。在图5中还示出了立管RS的一部分。

图6示出了具有立管RS的图5的实施例，使用支架BR将立管RS附接到储罐壁TW。喷嘴NZ插入穿过储罐壁TW中的开口TWO。储罐示出为具有储罐固定顶TFR。

图7A至图7F以总体概观提供了泡沫棒的实施例的视图。棒头WH示出为搁置在棒支承板SP上。泡沫棒立管RS示出为附连到棒头部。示出了泡沫棒安装夹具或支架BR，用于将立管RS安装到储罐壁TW的侧部。在图7F中示出了泡沫棒立管导管和棒头以及泡沫棒支承板的组件。

图8更详细地示出了泡沫棒头WH，特别地包括流成形器SS的实施例，流成形器SS由翅片FN组成并装配在泡沫棒头WH上的喷嘴的顶端部TP中。图8B示出了在环境空气充气腔室中放置在管状喷射器TJ的正下游的十字线筛CW，其中八分之一英寸的十字线在该流动部分处中断射流。

前面的图示出了用于以基本上汇聚流发射消防泡沫的充气泡沫发射喷嘴的各种实施例，特别是构成为以100psi发射至少100gpm的充气泡沫的喷嘴。可以看出，喷嘴具有顶端部，顶端部限定纵向轴线并且优选地终止于实心孔排放孔口中。但是，环形排放孔口应该也是起作用的。喷嘴的顶端部结合有流成形器并且常常包括直径减小部。流成形器具有至少四个翅片，翅片在顶端部中的纵向尺寸大于在顶端部中的径向尺寸。可以看出在优选实施例中，翅片与喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止。图8E示出了优选地采用多于四个翅片，并且优选地翅片具有大于径向尺寸RD的两倍的纵向尺寸LD（参见图8E、图8H、图8I）。而且优选地，喷嘴构成为以100psi在100gpm至900gpm之间流动。

如前面的图还示出的那样，用于以基本上汇聚流发射充气消防泡沫的喷嘴在环境空气充气腔室AAAC的下游附近附接并且与环境空气充气腔室AAAC流体连通。环境空气充气腔室优选地包括管状喷射器结构TJ，优选地也具有在管状喷射器结构TH正下游的十字丝CW或带十字丝的筛以进一步中断流动（参见图8B）。

优选地，喷嘴和环境空气充气腔室构成为组合地发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的泡沫。更优选地，喷嘴和充气腔室构成为组合地发射具有3比1至5比1之间的膨胀率的泡沫。

如图3和图7F中所示，以基本上汇聚流发射消防泡沫的喷嘴特别地适于靠近至少100英尺直径工业储罐壁的顶部附接。立管RS优选地将用于以基本上汇聚流发射充气消防泡沫的喷嘴靠近工业储罐壁的顶部放置，并且对喷嘴和充气腔室提供消防的水和泡沫浓缩液源。

在操作中，通过向环境空气充气腔室供应水和泡沫浓缩液，并且从喷嘴以基本上汇聚流发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫，来发射充气消防泡沫的基本上汇聚流，环境空气充气腔室在充气泡沫发射消防喷嘴的上游附近附接并且与充气泡沫发射消防喷嘴流体连通，喷嘴具有至少四个翅片的顶端，翅片具有大于径向尺寸的纵向尺寸并且与喷嘴顶端实心孔排放孔口DO基本上齐平地终止。（参见图8A）。

在操作中，还可以通过向环境空气充气腔室供应水和泡沫浓缩液来发射充气消防泡沫的基本上汇聚流，环境空气充气腔室在充气泡沫发射泡沫消防喷嘴的上游附近附接并且与充气泡沫发射泡沫消防喷嘴流体连通。该方法包括从喷嘴以基本上汇聚流发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫，其中喷嘴具有多于四个翅片的顶端，并且翅片具有大于径向尺寸两倍的纵向尺寸，翅片与喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止。

优选地，该方法包括从靠近储罐壁顶部的位置将具有3比1至5比1之间的膨胀率的泡沫发射到至少100英尺直径工业储罐中。

同样，图1A、图2、图7A和图8A示出了用于棒W的棒头WH，棒头具有用于绕储罐壁内侧表面沿大致水平方向以基本上汇聚流发射泡沫的至少一个充气泡沫发射喷嘴NZ。特别地参见图2和图7A至图7F。关于包括立管RS和棒头WH的棒W的实施例，还参见图13和图14。

图1A、图2和特别地图8B示出了位于至少一个充气泡沫发射喷嘴NZ的上游且附近并且与至少一个充气泡沫发射喷嘴NZ流体连通的环境空气充气腔室AAAC。

图1A、图2和特别地图8A、图8D、图8E、图8H和图8I示出了喷嘴NZ，喷嘴NZ在喷嘴NZ的顶端部TP中具有至少四个翅片FN。翅片FN具有大于径向尺寸RD的纵向尺寸LD并且与喷嘴顶端TP排放孔口DO基本上齐平地终止。

图1A、图2、图8A、图8E、8H和8I以及图13示出了充气腔室的实施例，充气腔室构成为与喷嘴一起以100psi发射至少100gpm的具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫。

图2和图13示出了附接到用于传送水和泡沫浓缩液的立管RS上的喷嘴NZ和腔室AAAC。

图7A至图7F和特别地图13和图14示出了至少一个喷嘴和立管，喷嘴和立管构成为组合地附接到至少100英尺直径储罐的储罐壁上，使得喷嘴绕内部储罐壁顶面沿大致水平方向发射泡沫。

图1A、图2、图7A、图8A和图13及图14示出了两个充气泡沫发射喷嘴NZ，两个喷嘴构成为组合地沿大致相反方向大致水平地发射。大致相反方向应该理解为表示完全相反加减15°。换言之，每个喷嘴应该在一对喷嘴的一共同平均纵向轴线的15°内发射。大致水平方向应该理解为表示水平的15°内。

图1A、图2、图7A至图7F、图8A至图8M、图13和图14还示出了充气腔室和一个或多个喷嘴，它们可构成为发射具有3比1至5比1之间的膨胀率的充气泡沫。图8D示出了排放端口PT，排放端口PT构成在喷嘴与充气腔室之间的流体管道中，排放端口构成为主要沿着大致垂直于所述相反方向的方向排放多达150gpm的充气泡沫。

图1A、图2、图7A至图7F、图8A至图8M、图13和图14示出了可以构成为以100psi发射100gpm至900gpm之间的充气泡沫的一个或多个喷嘴。

图15示出了绕储罐周围以大约190英尺间隔开的多个四个棒。

图7F示出了构成为从地面位置附近延伸到至少45英尺高工业储罐壁顶部附近的至少两英寸立管RS。本领域技术人员知道60英尺直径和更大的工业储存储罐具有大约45英尺或更大的壁高。

图9至图12示出了至少四英寸立管RS，优选地由立管顶部RTP、立管延伸管REP和立管入口管RIP组成。参见图9。图10示出了用于稳定至少四英寸立管RS的立管脚踏板套件。图11G进一步示出至少四英寸立管RS。图12示出了位于储罐壁附近的立管RS。图12和图13示出了立管RS，立管RS位于储罐壁附近并且构成为从地面附近延伸到储罐壁部附近。具有至少150gpm能力的消防喷嘴示出为附接到图12和图13中的水枪立管。水枪立管指示为附接到水枪M和喷嘴N。从图12和图13可以看出，水枪和喷嘴构成为从顶部储罐壁附近排放，并且包括大致朝向储罐中心排放的能力。大致朝向储罐中心应该解释为朝向储罐中心+/- 30°。

同样，图9示出了用于便携式水枪和喷嘴的立管，立管RS由三个部分RTP、REP和RIP组成，并且构成为将消防流体从地面位置附近传送到至少45英尺高的工业储存储罐的顶部附近，如在图13A中所示的那样。配件FT示出为附接到立管RS的远端，构成为能够释放地附连至少150gpm的便携式水枪M和喷嘴N。在该情况下，配件由在立管导管上部上的外阳螺纹组成。可移除帽以及便携式水枪和喷嘴将具有匹配的内阴螺纹，可能由一对转耳辅助以实现快速的附接和释放。

图16示出了在储罐的梯台LN处展示具有水枪和喷嘴的立管RS。如本领域中已知的那样，在储罐上附连通往梯台的直梯。图17示出了具有直梯LD和梯台LN的典型储罐。

在操作中，充气泡沫发射喷嘴将优选地绕至少100英尺直径储罐的内侧储罐壁顶面以基本上汇聚流大致水平地发射充气泡沫。喷嘴将产生具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫。优选地泡沫将具有3比1至5比1之间的膨胀率。优选地将包括两个充气泡沫发射泡沫喷嘴，从而以基本上汇聚流并且沿大致相反方向大致水平地发射。优选地，一个或多个喷嘴将附连到工业储存储罐的上壁部。

在瞄准射击方法中，还将消防流体从大约地面通过位于储罐壁附近的至少四英寸立管提供到大约储罐顶部，至少四英寸立管可通过至少四英寸立管远端上的配件而附接到至少150gpm便携式水枪和喷嘴上。替代地，至少150gpm喷嘴可以固定地附接到至少四英寸立管。固定的喷嘴将构成为与立管一起在储罐顶壁部附近并且朝向储罐中心排放。便携式水枪和喷嘴可以由消防员瞄准和转动。

在瞄准射击方法中，如果至少四英寸立管构成为能够释放地附接到便携式水枪和喷嘴，那么至少四英寸立管应该位于储罐壁顶部处的梯台附近。替代地，如果至少四英寸立管构成为固定地附接到消防喷嘴，那么立管可以位于绕着储罐的外周周围的任何位置，包括多个位置。立管和固定的喷嘴将构成为使得喷嘴大致朝向储罐中心排放。

图17示出了工业储存储罐T的典型直梯LD和梯台LN。图18和图19提供了根据浮顶的泡沫挡板的高度估计对于瞄准射击系统所需的泡沫棒的数量的表格。这些为完全环绕密封保护所需的泡沫棒的数量。

本发明的优选实施例的前文的描述出于例示和描述的目的而给出，并非意图是详尽的或者将本发明限制为所公开的精确形式或实施例。描述选择为最佳地说明本发明的原理及其实际供给，以使得本领域其它技术人员能够以各种实施例最佳地利用本发明。设想到最佳地适合特定用途的各种变更。预期本发明的范围并不由说明书限制，而是由所附的权利要求书限定。由于本发明的前文的公开和描述仅是例示性和说明性的，所以在不脱离本发明的精神的情况下，可以对图示装置的大小、形状和材料以及细节做出各种改变。使用根据以下历史假定的术语来要求保护本发明：对单个元件的记载涵盖一个或更多个，并且对两个元件的记载涵盖两个或更多个，并且以此类推。而且，本文的附图和图示不一定按照比例绘制。

Claims (36)

1. 一种用于以基本上汇聚流发射消防泡沫的喷嘴，包括：

喷嘴，构成为以100psi发射至少100gpm充气泡沫；

所述喷嘴具有顶端部，所述顶端部限定纵向轴线并且终止于实心孔排放孔口中，所述顶端部具有流成形器；

所述流成形器具有至少四个翅片，所述翅片在所述顶端部中的纵向尺寸大于在所述顶端部中的径向尺寸，所述翅片与喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止。

2. 根据权利要求1所述的喷嘴，包括多于四个翅片，并且其中所述翅片具有大于径向尺寸两倍的纵向尺寸。

3. 根据权利要求2所述的喷嘴，构成为以100psi在100gpm至900gpm之间流动。

4. 一种以基本上汇聚流发射消防泡沫的喷嘴，包括：

喷嘴，构成为以100psi发射至少100gpm充气泡沫；

所述喷嘴具有顶端部，所述顶端部限定纵向轴线并且终止于排放孔口中，所述顶端部具有流成形器；

所述流成形器具有多于四个翅片，所述翅片在所述顶端部中的纵向尺寸大于在所述顶端部中的径向尺寸的两倍，所述翅片与所述喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止。

5. 根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的喷嘴，该喷嘴附接于环境空气充气腔室的下游附近并且与环境空气充气腔室流体连通。

6. 根据权利要求5所述的喷嘴，其中所述环境空气充气腔室包括管状喷射器结构。

7. 根据权利要求5所述的喷嘴，其中所述环境空气充气腔室与所述喷嘴组合地构成为发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的泡沫。

8. 根据权利要求5所述的喷嘴，其中所述环境空气充气腔室与所述喷嘴组合地构成为发射具有3比1至5比1之间的膨胀率的泡沫。

9. 根据权利要求5所述的喷嘴，构成为与所述环境空气充气腔室一起附接到至少100英尺直径工业储罐壁的顶部附近。

10. 根据权利要求9所述的喷嘴，与立管流体连通，所述立管附接到至少100英尺直径的工业储罐壁上或其附近。

11. 一种棒，具有至少一个充气泡沫发射喷嘴，所述充气泡沫发射喷嘴绕储罐壁内侧表面以基本上汇聚流并且沿着大致水平的方向发射泡沫，所述棒包括：

第一环境空气充气腔室，位于至少一个充气泡沫发射喷嘴的上游且附近并与所述至少一个充气泡沫发射喷嘴流体连通，所述喷嘴在顶端部中具有至少四个翅片，所述翅片具有大于径向尺寸的纵向尺寸，并且与喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止；

所述腔室构成为与所述喷嘴一起以100psi发射至少100gpm的具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫；

所述喷嘴和腔室附接到用于传送水和泡沫浓缩液的立管；以及

所述至少一个喷嘴和立管构成为组合地附接到至少100英尺直径储罐的储罐壁上，使得所述喷嘴绕内部储罐壁顶面沿着大致水平的方向发射泡沫。

12. 一种棒，具有至少一个充气泡沫发射喷嘴，所述充气泡沫发射喷嘴用于绕储罐壁内侧表面以基本上汇聚流沿着大致水平的方向发射泡沫，所述棒包括：

第一环境空气充气腔室，位于至少一个充气泡沫发射喷嘴的上游、附近并且与所述至少一个充气泡沫发射喷嘴流体连通，所述喷嘴构成为以基本上汇聚流发射充气泡沫；

所述腔室构成为与所述喷嘴一起以100psi发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫；

所述喷嘴和腔室附接到用于传送水和泡沫浓缩液的立管；以及

所述至少一个喷嘴和立管构成为组合地附接到至少100英尺直径储罐的储罐壁上，使得所述喷嘴绕内部储罐壁顶面沿着大致水平的方向发射泡沫。

13. 根据权利要求11或12所述的棒，包括两个所述充气泡沫发射喷嘴，两个所述充气泡沫发射喷嘴构成为组合地沿着大致相反方向发射。

14. 根据权利要求13所述的棒，其中所述充气腔室和一个或多个喷嘴构成为一起发射具有3比1至5比1之间的膨胀率的充气泡沫。

15. 根据权利要求13所述的棒，包括排放端口，所述排放端口构成为处于所述喷嘴与所述腔室之间的流体管道中，所述排放端口构成为主要沿着大致垂直于所述相反方向的方向排放多达150gpm的充气泡沫。

16. 根据权利要求13所述的棒，其中一个或多个所述喷嘴构成为以100psi在100gpm至900gpm之间发射充气泡沫。

17. 根据权利要求13所述的棒，其中所述立管包括至少两英寸立管，所述至少两英寸立管构成为从地面位置附近延伸到至少45英尺高的工业储罐顶壁部附近。

18. 根据权利要求17所述的多个棒，所述多个棒绕储罐壁以至少150英尺分开附接。

19. 根据权利要求17所述的多个棒，所述多个棒绕储罐壁以至少200英尺分开附接。

20. 根据权利要求17所述的多个棒，所述多个棒绕储罐壁以至少220英尺分开附接。

21. 根据权利要求17所述的多个棒，所述多个棒绕储罐壁以至少240英尺分开附接。

22. 根据权利要求17所述的棒，包括靠近储罐壁定位的至少四英寸立管，构成为从地面附近延伸到储罐壁顶部附近，所述至少四英寸立管在顶端具有适合于附接便携式水枪和喷嘴的配件。

23. 根据权利要求22所述的棒，包括顶部配件，所述顶部配件构成为安装100psi的150gpm至1000gpm强度的便携式水枪和喷嘴。

24. 根据权利要求17所述的棒，包括靠近储罐壁定位的至少四英寸立管，构成为从地面附近延伸到储罐壁顶部附近，所述至少四英寸立管附接有100psi的至少150gpm的消防喷嘴，所附接的喷嘴和所述至少四英寸立管构成为组合地从储罐顶壁附近大致朝向储罐中心排放。

25. 一种用于便携式水枪和喷嘴的立管，包括：

至少一个至少四英寸直径立管，构成为将消防流体从大约地面位置传送到至少45英尺高的工业储存储罐的大约顶部；以及

附接到所述立管的远端的配件，构成为能够释放地附连100psi的至少150gpm的便携式水枪和喷嘴。

26. 根据权利要求25所述的立管，该立管靠近储罐直梯和梯台附连在至少200英尺直径储罐的周边周围。

27. 根据权利要求25所述的立管，该立管包括用于所述配件的可释放帽。

28. 一种用于发射充气消防泡沫的基本上汇聚流的方法，包括：

将水和泡沫浓缩液供应到环境空气充气腔室，所述环境空气充气腔室附接到消防喷嘴上游附近并且与消防喷嘴流体连通；

从所述喷嘴以基本上汇聚流发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫，所述喷嘴具有带至少4个翅片的顶端，所述翅片具有大于径向尺寸的纵向尺寸并且与喷嘴顶端实心孔排放孔口基本上齐平地终止。

29. 一种用于发射充气消防泡沫的基本上汇聚流的方法，包括：

将水和泡沫浓缩液供应到环境空气充气腔室，所述环境空气充气腔室附接到消防喷嘴的上游附近并且与消防喷嘴流体连通；

从所述喷嘴以基本上汇聚流发射具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫，所述喷嘴具有带多于4个翅片的顶端，所述翅片具有大于径向尺寸两倍的纵向尺寸，并且与喷嘴顶端排放孔口基本上齐平地终止。

30. 根据权利要求28或29所述的方法，包括发射具有3比1至5比1之间的膨胀率的泡沫。

31. 一种至少半固定式消防方法，包括：

从至少一个充气泡沫发射喷嘴发射充气泡沫，绕至少100英尺直径储罐的内侧储罐壁顶面以基本上汇聚流大致水平地发射；以及

从所述至少一个喷嘴产生具有2比1至8比1之间的膨胀率的充气泡沫。

32. 根据权利要求31所述的方法，包括至少两个充气泡沫发射喷嘴，所述充气泡沫发射喷嘴绕至少100英尺直径储罐的内侧储罐壁顶面沿着大致相反方向以基本上汇聚流大致水平地发射。

33. 根据权利要求31或32所述的方法，该方法包括从一个或多个所述喷嘴产生具有3比1至5比1之间的膨胀率的充气泡沫。

34. 根据权利要求31或32所述的方法，包括将一个或多个所述喷嘴附连到所述工业储存储罐的上壁部上。

35. 根据权利要求31或32所述的方法，包括将消防流体从大约地面通过至少四英寸立管提供到大约储罐壁顶部，并且将100psi的至少150gpm的便携式水枪和喷嘴附接到所述至少四英寸立管的远端的配件上，所述至少四英寸立管靠近所述储罐壁定位。

36. 根据权利要求31或32所述的方法，包括将消防流体从大约地面通过至少四英寸立管提供到大约储罐壁顶部，并且引导至少150gpm的喷嘴，以在储罐顶壁附近和上方并且朝向所述储罐的中心排放，所述至少四英寸立管靠近所述储罐壁定位并且附接有100psi的至少150gpm的喷嘴。

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