CN106267655A - 一种细水雾幕喷头 - Google Patents

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朱培
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Abstract

本发明公开了一种细水雾幕喷头，该细水雾幕喷头的喷嘴采用了带有六个导流斜槽和球面形凹槽组合的雾化芯设计，细水雾幕喷头采取了壳体上端开有2排同样大小的贯穿壳体的导流孔的外扇形腔体的外形设计，且采用喷头导流孔轴线与柱形内腔体轴线平行的做法、弧形狭缝喷口、导流斜槽和球面形凹槽组合的雾化芯设计，实现了单个喷头直接成平面细水雾幕。本发明克服了现有水幕技术液滴粒径大于1毫米、分布不均匀、雾化性能差、用水量大等不足，以及现有细水雾幕喷头的喷嘴只能产生锥状雾场，采用多个喷嘴组合的喷头仍难以产生厚度分布均匀的细水雾幕等难题。

Description

一种细水雾幕喷头
技术领域
本发明属于公共安全技术领域，特别涉及一种细水雾幕喷头，其为具有弧形狭缝喷口的、能产生细水雾雾幕的衰减火灾热辐射、阻挡火灾烟气的专用喷头。
背景技术
与水喷淋、洁净气体、干粉、泡沫等传统灭火技术相比，细水雾灭火技术由于具有无环境污染(不会损耗臭氧层或产生温室效应)、耗水量小、灭火介质廉价、对防护对象破坏性小等优点，被认为是哈龙系列灭火剂最佳的替代技术之一。因此，细水雾灭火技术方面的研发已得到了世界各国的广泛关注，但有关其衰减火灾热辐射、阻挡火灾烟气方面的研究尚很缺乏。
在GB50084-2005《自动喷水灭火系统设计规范》中提到以水幕系统作为一种有效的防灭火措施。但现有的水幕系统大多采用的是雨淋或喷淋类喷头，不仅耗水量大、水渍污染严重，且液滴粒径大、水幕厚度不均匀、防火效果差。如中国专利公开号CN203264110U公布的一种“水幕喷头”，其喷放雾滴粒径大、耗水量大、挡烟和衰减热辐射效果差。现有的灭火用细水雾喷头主要采用基于压力式旋流雾化技术和多喷嘴组合使用方式，仅可产生“锥状”细水雾，难以产生分布均匀的幕状细水雾，难以满足我国城市化进程中大量涌现的交通枢纽综合体、多功能复杂建筑等对防火、防烟提出的更高要求。
西南交通大学硕士论文(201005)“消防领域中的环境污染控制有效机制和措施研究”比较详细地讨论了细水雾作为一种对环境友好的灭火剂在屏蔽热辐射和控制火灾烟气方面的优点：在满足防火控烟的同时，没有明显的水渍污染；通过将水雾化为几十到几百微米的液滴，水的吸热效果大为提高，且其用水量只有喷淋水幕的1/50或更小。但其采用的是灭火用细水雾喷头，其雾场形态和雾滴的空间分布与细水雾幕相差较大。中国科学技术大学硕士学位论文(201405)“细水雾幕抑制火灾烟气蔓延的实验研究”和《燃烧科学与技术》杂志(2014，20(3):263-269)的论文中，作者针对复杂建筑内疏散通道等部位的抑烟和防火分隔问题，通过研发细水雾幕喷头(中国专利公开号CN103316442A)和建立相应的模拟实验台，研究了细水雾幕抑制火灾烟气的效果：细水雾幕对火灾烟气具有很好的抑制作用，在2.0MPa细水雾幕施加的情况下可使火场烟气的光学密度降低80％，能见度从1.8m提高到9.5m；可使火场温度降低62％等。但这种细水雾幕喷头仍采用多个圆形喷口的喷嘴来产生雾幕，较灭火用喷头来说，其雾场形态和雾滴分布有了较大改善，但因其每个喷嘴只能产生锥状雾场，因此其接近喷头部分的雾幕仍不均匀，对其防火挡烟的总体效果仍有一定影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细水雾幕喷头，以产生均匀的细水雾幕，从而为发展细水雾幕控烟、防火分隔等技术提供核心技术支撑。
本发明采用的技术方案为：一种细水雾幕喷头，包括带有进水口4、出水口6的喷头壳体1、雾化喷嘴29和喷口11；喷头壳体1的端头8密闭，内部从封闭端头8往下依次为一中空的扇形内腔体5和一中空的柱形内腔体2，喷头壳体1中空的柱形内腔体2与进水口4相连通，该喷头壳体1上端为带五个导流孔3的外扇形腔体28，扇形腔体28上开有贯穿壳体的导流孔3，导流孔3的轴线与柱形内腔体2的轴线按照相互平行的方向进行组装；每个导流孔3与喷嘴体18采用螺纹连接口7连接，喷嘴体18内依次设置固定有导流孔20、喷嘴出口17、锥形凹槽19和雾化芯23；所述雾化芯23为一圆柱体，其靠近喷嘴锥形凹槽19一端中心为一球面凹槽22，该球面凹槽22周围均匀布置导流斜槽21，雾化芯23的另一端为固定雾化芯23用的圆柱环24，通过将圆柱环24旋进喷嘴体18的内螺纹15将雾化芯23固定于雾化喷嘴29中；每个导流孔20与喷口体11采用螺纹连接口13连接，喷口体11内设置固定有弧形狭缝喷口9和狭缝进水口12。
更进一步的，在所述扇形腔体28上设置2排五个导流孔3。
更进一步的，在所述扇形腔体28上设置2排导流孔3，排与排之间的导流孔交错排列，或以不同大小的导流孔按排交错排列。
更进一步的，所述雾化喷嘴29成圆周状分布在喷头壳体1上。
更进一步的，通过改变所述雾化芯23中球面凹槽22的大小、形状来改变导流斜槽21的长度，从而改变雾化程度。
更进一步的，在喷口体11上设有弧形狭缝喷口9，所述喷口体11的弧形狭缝喷口9与喷头壳体1按照相互平行的方向组装。
本发明与现有技术相比的优点在于：
与现有水幕喷头采用射流撞击半圆形导流板的雾化原理，以及灭火用细水雾喷嘴采用单一射流或旋流雾化的原理相比较，本发明的细水雾幕喷头的喷嘴采用了带有六个导流斜槽和球面形凹槽组合的雾化芯设计，以在保证单个斜槽射流速度的同时，大大增加喷嘴出口射流的湍流度和轴向速度，从而实现通过单个喷嘴即可产生雾滴粒径及厚度分布均匀的微水雾幕的目的；又由于本发明的细水雾幕喷头采取了壳体上端为开有1-3排同样大小的贯穿壳体的导流孔的扇形腔体的外形设计，且采用喷头导流孔轴线与内腔轴线平行的做法，喷口采用弧形狭缝喷口，实现了单个喷头直接成平面细水雾幕，克服了现有水幕技术液滴粒径大于1毫米、分布不均匀、雾化性能差、用水量大(是本发明的30-50倍)，以及现有细水雾幕喷头其每个喷嘴只能产生锥状雾场，致使其雾幕不均匀等不足。
附图说明
图1是本发明细水雾幕喷头结构阶梯剖视示意图；
图2是本发明细水雾幕喷头结构示意图的俯视图；
图3是本发明细水雾幕喷头的喷口结构剖视示意图；
图4是本发明细水雾幕喷头的喷口结构示意图的俯视图；
图5是本发明细水雾幕喷头的喷嘴结构剖视示意图；
图6是本发明细水雾幕喷头的喷嘴结构示意图的俯视图；
图7是本发明细水雾幕喷头的雾化喷嘴的雾化芯示意图；
图8是本发明细水雾幕喷头的雾化喷嘴的雾化芯结构剖视示意图。
图中附图标记含义为：1为喷头壳体，2为柱形内腔体，3为导流孔，4为进水口，5为扇形内腔体，6为出水口，7为螺纹连接口，8为端头，9为弧形狭缝喷口，10为导流斜槽，11为喷口体，12为狭缝进水口，13为螺纹连接口，14为外螺纹，15为内螺纹，16为喷嘴进水口，17为喷嘴出口，18为喷嘴体，19为锥形凹槽，20为导流孔，21为导流斜槽，22为球面凹槽，23为雾化芯，24为圆柱环，25为雾化芯出水口，26为雾化芯进水口，27为外螺纹，28为外扇形腔体，29为雾化喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例细水雾幕喷头的结构如图1和图2所示，图1是本实施例细水雾幕喷头的结构剖视示意图，图2是其俯视图。该细水雾幕喷头包括带有进水口4、出水口6的喷头壳体1、五个雾化喷嘴29和五个喷口11，喷头壳体1内部是一扇形内腔体5和一柱形内腔体2，喷头壳体1由高强度合金材料制作；在位于出水口6处的喷头壳体1上呈150°设置五个导流孔3，导流孔3通过内螺纹连接喷嘴体18；水流通过喷头腔体接口4流入喷头柱形内腔体2，再流入扇形内腔体5；在导流孔3中设置有螺纹连接口7，通过螺纹连接口7连接雾化喷嘴29，水流通过出水口6流入喷嘴入水口16；图5是本发明细水雾幕喷头的喷嘴剖视示意图，雾化喷嘴29由喷嘴体18和雾化芯23组成；图7是本发明微水雾幕喷头的雾化喷嘴的雾化芯示意图，所述雾化芯23上设有六道导流斜槽21及球面凹槽22、和固定雾化芯的圆柱环24，圆柱环24带有外螺纹，通过把圆柱24旋进喷嘴体18的内螺纹15中将雾化芯固定；图3是本发明细水雾幕喷头的喷口结构剖视示意图，喷口体11内设置固定有弧形狭缝喷口9和狭缝进水口12。水流通过喷嘴入水口16流入雾化芯入水口26，然后从雾化芯出水口25流出。水在压力驱动作用下通过雾化芯导流斜槽21在球面凹槽22内碰撞再经雾化喷嘴体18中的锥形凹槽19强化后经喷嘴出口17经狭缝入水口12由弧形狭缝喷口9喷出形成分布均匀的小范围细水雾幕。五个呈150°均匀分布在喷头壳体1上的雾化喷嘴29同时喷放，即产生分布均匀、作用范围较大的细水雾幕。

Claims (6)

1.一种细水雾幕喷头，包括带有进水口(4)、出水口(6)的喷头壳体(1)、雾化喷嘴(29)和喷口(11)；喷头壳体(1)的端头(8)密闭，内部从封闭端头(8)往下依次为一中空的扇形内腔体(5)和一中空的柱形内腔体(2)，喷头壳体(1)中空的柱形内腔体(2)与进水口(4)相连通，其特征在于：该喷头壳体(1)上端为带五个导流孔(3)的外扇形腔体(28)，扇形腔体(28)上开有贯穿壳体的导流孔(3)，导流孔(3)的轴线与柱形内腔体(2)的轴线按照相互平行的方向进行组装；每个导流孔(3)与喷嘴体(18)采用螺纹连接口(7)连接，喷嘴体(18)内依次设置固定有导流孔(20)、喷嘴出口(17)、锥形凹槽(19)和雾化芯(23)；所述雾化芯(23)为一圆柱体，其靠近喷嘴锥形凹槽(19)一端中心为一球面凹槽(22)，该球面凹槽(22)周围均匀布置导流斜槽(21)，雾化芯(23)的另一端为固定雾化芯(23)用的圆柱环(24)，通过将圆柱环(24)旋进喷嘴体(18)的内螺纹(15)将雾化芯(23)固定于雾化喷嘴(29)中；每个导流孔(20)与喷口体(11)采用螺纹连接口(13)连接，喷口体(11)内设置固定有弧形狭缝喷口(9)和狭缝进水口(12)。
2.如权利要求1所述的细水雾幕喷头，其特征在于：在所述扇形腔体(28)上设置2排五个导流孔(3)。
3.如权利要求1所述的细水雾幕喷头，其特征在于：在所述扇形腔体(28)上设置2排导流孔(3)，排与排之间的导流孔交错排列，或以不同大小的导流孔按排交错排列。
4.如权利要求1所述的细水雾幕喷头，其特征在于：所述雾化喷嘴(29)成圆周状分布在喷头壳体(1)上。
5.如权利要求1所述的细水雾幕喷头，其特征在于：通过改变所述雾化芯(23)中球面凹槽(22)的大小、形状来改变导流斜槽(21)的长度，从而改变雾化程度。
6.如权利要求1所述的细水雾幕喷头，其特征在于：在喷口体(11)上设有弧形狭缝喷口(9)，所述喷口体(11)的弧形狭缝喷口(9)与喷头壳体(1)按照相互平行的方向组装。
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