CN107847950B - 直立式消防喷洒器 - Google Patents

直立式消防喷洒器 Download PDF

Info

Publication number
CN107847950B
CN107847950B CN201680042447.2A CN201680042447A CN107847950B CN 107847950 B CN107847950 B CN 107847950B CN 201680042447 A CN201680042447 A CN 201680042447A CN 107847950 B CN107847950 B CN 107847950B
Authority
CN
China
Prior art keywords
deflector
sprinkler
fire protection
diameter
upright fire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680042447.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107847950A (zh
Inventor
小M·R·席尔瓦
B·埃布尔斯
K·R·布朗
S·韦思
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FLN Feuerloschgerate Neuruppin Vertriebs GmbH
Tyco Fire Products LP
Original Assignee
FLN Feuerloschgerate Neuruppin Vertriebs GmbH
Tyco Fire Products LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FLN Feuerloschgerate Neuruppin Vertriebs GmbH, Tyco Fire Products LP filed Critical FLN Feuerloschgerate Neuruppin Vertriebs GmbH
Publication of CN107847950A publication Critical patent/CN107847950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107847950B publication Critical patent/CN107847950B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/265—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being symmetrically deflected about the axis of the nozzle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/58—Pipe-line systems
    • A62C35/68—Details, e.g. of pipes or valve systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/08—Control of fire-fighting equipment comprising an outlet device containing a sensor, or itself being the sensor, i.e. self-contained sprinklers
    • A62C37/10—Releasing means, e.g. electrically released
    • A62C37/11—Releasing means, e.g. electrically released heat-sensitive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/08—Control of fire-fighting equipment comprising an outlet device containing a sensor, or itself being the sensor, i.e. self-contained sprinklers
    • A62C37/10—Releasing means, e.g. electrically released
    • A62C37/11—Releasing means, e.g. electrically released heat-sensitive
    • A62C37/14—Releasing means, e.g. electrically released heat-sensitive with frangible vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/002—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for warehouses, storage areas or other installations for storing goods

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了一种消防喷洒器，所述消防喷洒器包括框体，所述框体具有入口、出口并限定了沿着喷洒器轴线在所述入口与所述出口之间延伸的内部通道。圆顶形导流器构件居中、与所述喷洒器轴线轴向对齐并与所述出口间隔开。所述导流器构件具有外表面和内表面，所述内表面优选地包括：周边区域、中央区域和中间区域。所述中间区域包括主导流表面和被所述主导流表面环绕的副导流表面。所述导流器构件可以产生由围绕所述喷洒器轴线同心形成的四个流体密度区限定的非圆形喷洒图案。

Description

直立式消防喷洒器
发明人：Manuel R.Silva，Jr.等人
优先权声明
本申请是要求于2015年6月2日提交的美国临时专利申请号62/170,048以及于2015年6月2日提交的美国临时专利申请号62/170,053的优先权权益的国际申请，所述申请各自通过援引以其全文并入本文。
技术领域
本发明涉及消防喷洒器，更具体地涉及用于直立取向安装的消防喷洒器。
背景技术
自动消防喷洒器是一种灭火或防火设备，所述设备在其热激活元件被加热到其热额定值或以上时自动运行，从而使得可以将水排放到指定区域上以扑灭火灾。自动喷洒器可以被配置为悬垂或直立安装。“直立式喷洒器”由其安装取向来限定，其中喷洒器的安装方式使得喷水被向上引导抵碰到流体导流器构件，以分布在喷洒器下方和周围。
直立式喷洒器通常包括喷洒器框体，所述框体具有入口、出口和在其间延伸的内部通道。流体导流器构件与出口间隔开，对于一些直立式喷洒器而言，流体导流器构件通常为圆顶的形状或几何结构。在直立式喷洒器安装中，入口连接到例如水的灭火流体供应管线，以在喷洒器的操作压力下接收水。在打开或致动状态下，水从入口流入并从出口排出，以冲击导流器构件，从而在导流器下方一定距离处以喷洒图案分布，喷洒图案由具有限定分布密度剖面的限定覆盖面积来表征。直立式喷洒器的商业实例包括：(i)Ultra K17-16.8K系数直立式控制模式专用喷洒器(Ultra K17-16.8K-factor Upright Control ModeSpecific Application Sprinkler)；和(ii)泰科消防产品公司(Tyco Fire Products)的ESFR-17型16.8K系数直立式早期灭火快速响应喷洒器(16.8K-factor Upright SprinklerEarly Suppression,Fast Response)；以及(iii)唯特利公司(Victaulic Company)的Victaulic K25.2FireLockTM标准响应LP-46低压储存、直立式4603型(VictaulicK25.2FireLockTM Standard Response,LP-46 Low Pressure Storage,Upright-Model4603)。直立式喷洒器的另外实例在美国专利号5,862,994、7,819,201和8,122,969以及美国专利公布号2008/0073088中示出和描述。这些已知的商业直立式喷洒器和代表性专利文件的直立式喷洒器技术以优选的方式用于保护储存的商品。
喷洒器的分布式喷洒图案由喷洒器的一个或多个尺寸参数提供，所述参数包括例如喷洒器出口或孔口的大小、导流器构件的一个或多个导流表面的几何结构、一个或多个导流表面与出口之间的距离以及喷洒器的其他结构特征。对于直立式圆顶导流器，向喷洒器的出口呈现大致凹形的导流表面，所述导流表面可以由导流器最大直径、球半径和导流器总高度来表征。
申请人认为，喷洒器的喷洒图案可以通过在实际或模拟安装条件下检查喷洒器的喷洒图案来确定和/或评估。行业接受的喷洒器安装指南和标准，例如由国家消防协会(National Fire Protection Association)或FM全球公司(FM Global)公布的那些指南和标准，为某些场所(比如为保护储存场所和超过二十五英尺的储存商品)设立了安装指南和/或要求。就储存而言，存在如下指南要求：在导流器构件与商品顶部之间需要至少三英尺的最小间隙。因此，对于储存类型的直立式自动消防喷洒器，申请人感兴趣的是在直立式导流器下方至少三英尺处的喷洒图案特征，因为认为其可以限定从喷洒器分布的水如何打湿储存的商品并扑灭其间的火灾，从而进一步限定直立式喷洒器的保护性能和/或限制因素。认为，还没有如下这样的已知市售的仅装在天花板上的消防喷洒器或直立式喷洒器技术：其在高于当前市售喷洒器的高度处提供用于储存保护的喷洒图案。
发明内容
直立式消防喷洒器的优选实施例提供了优选的自动直立式消防喷洒器组件。优选的喷洒器包括消防喷洒器，所述消防喷洒器包括具有本体的框架，所述本体具有入口、出口并限定了沿着喷洒器轴线在所述入口与所述出口之间延伸的内部通道，以限定在16.8至36.4范围内的优选标称K系数。密封组件设置在所述出口中，所述出口具有热响应触发器以将密封组件保持在所述出口中。所述导流器构件居中、与所述喷洒器轴线轴向对齐并与所述内部通道的出口端间隔开。所述导流器构件具有外表面和内表面，所述内表面优选地包括：周边区域、中央区域以及在周边区域与中央区域之间的中间区域。中间区域优选地包括主导流表面、副导流表面以及从主导流表面到所述副导流表面的过渡部。所述过渡部限定围绕副导流表面的周界，使得副导流表面优选地被主导流表面环绕。
喷洒器组件及其导流器构件的优选实施例限定几何结构以在喷洒器下方和周围产生期望的喷洒图案。在另一个优选实施例中，自动直立式消防喷洒器包括具有本体的框架，所述本体具有入口、出口以及沿着喷洒器轴线在入口与出口之间延伸的内部通道，以限定孔口直径和在25.2-36.4范围内更优选至少33.6的标称K系数。优选的直立式喷洒器包括优选具有圆顶几何结构的导流器构件，所述导流器构件居中、与所述喷洒器轴线轴向对齐并与所述内部通道的出口间隔开。
优选的导流器构件具有外表面和内表面，所述内表面包括：周边区域，所述周边区域限定基本上围绕喷洒器轴线的周边边缘和导流器最大直径。导流器的中央区域沿着喷洒器轴线与周边边缘间隔开以限定导流器总高度；并且在周边区域与中央区域之间且优选地与周边区域和中央区域邻接的中间区域限定中心沿着喷洒器轴线设置的球面曲率半径。优选地，导流器构件的特征在于以下中的至少一个：在0.65-0.75范围内的孔口直径与球面半径比率；在1.90-1.95范围内的导流器最大直径与球面半径比率；在3.45-3.55范围内的导流器最大直径与导流器总高度比率；或在1.80-1.85范围内的球面半径与导流器总高度比率。
在另一个优选的方面，优选的导流器构件的实施例可以用在30与50psi之间的范围内的最小压力下在约两分钟的持续时间内从出口排放的水在距导流器构件的周边区域之下四英尺(4英尺)处的一立方英尺收集桶的收集网格中产生优选的喷洒图案，包括优选的基本上非圆形的喷洒图案。每个收集桶相对于横轴和纵轴以一英尺的增量居中，横轴和纵轴彼此正交并且彼此相交以限定沿着喷洒器轴线定位的原点。非圆形喷洒图案限定围绕喷洒器轴线同心形成的至少四个流体密度区，所述四个区包括限定喷洒图案的中央区域的第一区、限定喷洒图案的周边的第三区、和在第一区与第三区之间形成的第二区、以及围绕第三区形成的第四区。第三区中的流体密度优选地在第一区中的流体密度的40％-60％的范围内，其中第一区具有至少三个收集桶，每个收集桶具有的流体密度大于第二区、第三区和第四区的每个收集桶中的流体密度。
在直立式消防喷洒器的另一个优选方面，喷洒器框架包括一对框架臂和顶尖。框架臂围绕出口在直径上相对，并远离出口延伸以朝向与喷洒器轴线轴向对齐的顶尖会聚。顶尖具有限定顶尖的最大直径的远端。优选的喷洒器进一步包括固位构件和螺纹构件以将导流器构件紧固到顶尖上。优选的固位构件限定用于接合导流器的外表面的环形导流器接合表面。环形导流器接合表面具有内径和外径，其中内径大于顶尖的最大直径。
优选的自动直立式喷洒器包括热响应触发器，以将密封组件保持在出口中。热响应触发器优选地为球型触发器或支柱-杠杆和连杆组件中的一种。在热响应触发器是球型触发器的实施例中，具有第一端和第二端的热响应玻璃球设置在与喷洒器轴线基本上同轴的触发器轴线上。球的第一端限定第一座直径，并且第二端限定第二座直径。第一座直径与第二座直径之间的球长度优选大于1.0英寸，更优选约1.5英寸。在一个优选的方面，第一座直径小于第二座直径，并且第一座直径与第二座直径的比率为大致0.5至0.6:1。在另一个优选的方面，玻璃球具有在外表面与内表面之间的最大壁厚以及在第一座直径与第二座直径之间的长度，所述最大壁厚与所述长度的比率在1:30至1:40的范围内。
尽管发明内容和优选实施例涉及用于产生优选的喷洒图案的直立式消防喷洒器组件的优选实施例，但是应当理解的是，所述优选实施例及其特征可以涵盖提供不同于所述优选喷洒图案的喷洒图案的其他直立式喷洒器构型和/或其他标称K系数及其组合。提供发明内容作为对本发明的一些实施例的总体介绍，而无意局限于任何特定的喷洒器构型或组件。应该理解，发明内容中描述的各种特征和特征构型可以以任何合适的方式组合以形成本发明的任意数量的实施例。本文提供一些附加的说明性实施例，包括变型和可替代的构型。
附图说明
并入本文且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施例，并且与上面给出的总体说明和下面给出的详细说明一起用于解释本发明的这些示例性实施例的特征。
图1是处于打开构型的优选喷洒器组件的第一透视图。
图2是图1的喷洒器组件的第二透视图。
图3是图1的喷洒器组件的正视图。
图3A是图2中的喷洒器组件沿线IIIA--IIIA的横截面正视图。
图3B是图3中的喷洒器组件的导流器的平面图。
图3C是图3A中的喷洒器组件的导流器的详细局部横截面视图。
图3D是图3中的喷洒器组件的导流器沿线IIID--IIID的详细横截面视图。
图3E是图3中的喷洒器组件沿线IIIE--IIIE的详细横截面视图。
图4A是用于测试图1的喷洒器组件的流体分布测试装置的示意图。
图4B是由在图4A的装置中测试的图1的喷洒器组件产生的流体分布的示意图表。
图5A是处于密封构型的图1的喷洒器组件的透视图，所述喷洒器组件具有玻璃球热响应触发器。
图5B是处于密封构型的图1的喷洒器组件的透视图，所述喷洒器组件具有支柱与杠杆热响应触发器。
图6A-6C是图5A的喷洒器组件中的热响应触发器和密封组件的各种视图。
图7是图5B中的喷洒器组件的横截面视图。
在各个附图中相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
参考图1、图2和图3，以打开构型或未密封构型示出了优选的直立型消防喷洒器组件10，所述组件包括优选的一件式框架12，所述框架具有限定内部通道16的本体14，所述内部通道沿着喷洒器轴线A--A在入口端18与相反的出口端20之间延伸。在入口端18的区域中在本体14的外表面24上以及在内部通道16中设置的配合螺纹22允许将喷洒器10联接到螺纹接头上以便连接到供应管道，以输送水或其他灭火流体。在本体14的出口端20处，框架12被扩大成具有相对的平行主平坦表面或“平面”的六角形周向凸缘26。所述平面被定位成与开口扳手或专门设计的喷洒器扳手接合，所述扳手具有六角形凹部，以用于将喷洒器10拧入且拧紧到螺纹接口中，从而连接到流体供应管道。
框架12优选地包括一对支撑臂32、34，所述支撑臂远离本体14的相对侧总体上向远侧延伸，并且更优选地围绕本体14的出口端20在直径上相对，以朝向喷洒器轴线A--A会聚并在框架12的远端形成顶尖36。顶尖36优选地与轴线A--A轴向对齐并且与内部通道的出口端20轴向间隔开。优选的导流器100由顶尖36支撑并且优选紧固到顶尖36上，以便与出口端20轴向间隔开，从而出口端20围绕喷洒器组件10分布灭火流体(例如水)流。导流器100优选居中且同轴地与喷洒器轴线A--A对齐。在远端处，顶尖36限定包括中心柱的端面，导流器100围绕所述中心柱设置。顶尖36的远端限定最大宽度或直径，测得其优选地为约0.7英寸。在优选的喷洒器组件10的一个方面，优选的一对臂32、34围绕喷洒器本体14设置在将导流器100二等分的平面P1中。
参考图1，导流器100具有优选圆顶的几何结构。从出口端20排出的水或其他灭火流体冲击导流器100的凹形下侧，以分布在喷洒器组件10的周围和下方。导流器100的优选实施例提供用于产生期望的喷洒图案的装置。如本文所述，导流器的区域限定一个或多个尺寸参数和关系以提供优选的装置。导流器100的优选实施例还包括一个或多个导流表面，以用于以优选的方式在喷洒器组件10的周围和下方分布水或其他灭火流体。
如图1和图3A中所见，导流器构件100形成为具有三个优选的导流区域：周边区域102a、限定沿着喷洒器轴线A--A轴向对齐的导流器中心轴线的中央区域102b、以及在周边区域102a与中央区域102b之间延伸的中间区域102c。
在优选的实施例中，中间区域102c优选地由主导流表面104限定。主导流表面104的优选实施例由约1.5英寸且更优选1.6英寸的球面曲率半径R1限定，以限定曲率中心优选地沿着导流器构件100的中心轴线定位的圆顶几何结构，所述中心轴线与喷洒器轴线A--A同轴对齐。如本文所用，术语“约”被理解为在所述值的正常工程或制造公差的范围内。除非上下文另外明确指出，否则本文提供的所有数值均由术语“约”来修饰。参考图3A和图3E，优选的中间区域102c和主导流表面104限定与周边区域102a的周边接合部或边界104a，并且进一步限定与中央区域102b邻接的内部接合部或边界104b。
导流器构件100的优选周边区域102a包括多个间隔开的齿110。每个齿110限定0.25-0.3英寸范围内的优选长度L2，并且更优选地从中间区域102c的优选周边接合部104b延伸约0.28英寸。每个齿110优选地从周边接合部104a弯曲以限定折线和相对于与喷洒器轴线A--A平行的竖直方向成8°-10°并且更优选8°的优选夹角β，如例如在图3A中所见。每个齿110还优选地包括一对侧边缘112a、112b，所述侧边缘延伸为优选地终止于基本上直线边缘112c，所述基本上直线边缘与每个侧边缘112a、112b邻接并优选地基本上垂直设置。从侧边缘112a、112b到线性边缘112c的过渡部可以由约0.05英寸的弧形角限定。齿110的直线边缘112c共同限定导流器100及其周边区域102a的不连续周边边缘，所述周边边缘基本上围绕喷洒器轴线A--A且优选地设置在垂直于喷洒器轴线A--A延伸的共用平面P3中。
在图3A-3E的导流器100的优选实施例中，周边区域102a由二十四(24)个等角度间隔开的齿110限定，其中，相邻的侧边缘112a、112b间隔开十五度(15°)的角α，每个齿110限定优选约0.15英寸的宽度W2。在共用平面P3中，末端边缘112c限定基本上圆形的几何结构，所形成的导流器的优选最大直径Dia1为约三英寸，且更优选在3.0-3.1英寸的范围内，甚至更优选为3.04英寸并且甚至还更优选为3.07英寸。在导流器100的优选实施例中，内部接合部104b限定约0.75英寸的内径Dia2，并且周边接合部104a限定在2-3/4英寸(2.75英寸)到小于3英寸范围内且更优选为约2-7/8英寸(2.875英寸)的另一内径Dia3。从中央区域102b的外表面到共用平面P3在轴向上测得的优选导流器构件100的总高度DH超过3/4英寸，更优选地在7/8英寸(0.875英寸)到一英寸的范围内，且更优选为7/8英寸(0.875英寸)。
在优选的实施例中，中间区域102c包括一个或多个副导流表面106和从主导流表面104到副导流表面106的过渡部。如图3E中所示，四个副导流表面106a、106b、106c、106d优选地围绕中央区域102b形成且等角度地间隔开，并且更优选地围绕主导流表面104形成且等角度地间隔开。在优选的实施例中，副导流表面106a、106b、106c、106d是在垂直轴线X--X、Y--Y的方向上径向延伸的细长构造，所述垂直轴线分别设置在将导流器构件100分成基本上等分象限的垂直平面P1、P2中。因此，四个副导流表面106a、106b、106c、106d优选地彼此间隔开90度。此外，每个副导流表面106a、106b、106c、106d优选地与导流器的中央区域102b径向相等地间隔开，其中在直径上相对的副导流表面(106a，106c)、(106b，106d)的径向内端107a、107b、107c、107d彼此间隔开约1.3英寸的优选直线距离。
如图3E中所见，每个副导流表面106设置在中间区域102c的周边接合部104a与内部接合部104b之间。此外，每个副导流表面106被过渡部105环绕，所述过渡部限定围绕每个副导流表面106a、106b、106c、106d的周界105a、105b、105c、105d，使得每个副导流表面106及其周界105被主导流表面104环绕。参考图3A和图3C，每个副导流表面106优选地沿轴线X--X、Y--Y的方向朝向喷洒器轴线延伸，以限定基本上连续并且平行于主导流表面104的曲率半径的弓形轮廓。因此，每个优选的副导流表面优选地形成到比球面半径R1更大的径向深度R2。此外，每个副导流表面106及其周界105限定约0.5英寸且更优选0.6英寸的优选轴向长度L1。因此，在优选的方面，围绕副导流表面106的周界或过渡部105是细长的，从而限定宽度和大于所述宽度的长度。在横截面中，如图3D中所见，副导流表面106形成优选与周界或过渡部105邻接的基本上v形的凹槽，并具有约0.2英寸且更优选0.175英寸的优选最大宽度W1。在一个优选的实施例中，副导流表面106相对于其轴向长度和细长构造延伸所沿着的轴线在其横截面轮廓中限定约0.075英寸且更优选0.08英寸的曲率半径R3。
所述一个或多个副导流表面可以可替代地由副导流表面106的一个或多个特征的变化来限定。例如，每个副导流表面106a、106b、106c、106d可以是不连续的，因为是由沿着或在轴线X--X、Y--Y方向上延伸的多个构造所限定的。进一步在替代方案中，副导流表面可由如下构造来限定：在所述构造中，其深度，即曲率半径R2，相对于主导流表面在所述构造的长度上变化。副导流表面106的宽度W1可以在所述构造的长度上变化。副导流表面106的可替代实施例可在以之字形方式与二等分平面P1、P2相交几次的路径上延伸。导流器构件100的优选实施例的副导流表面106沿着与导流器的齿相交的轴线X--X、Y--Y直线延伸。副导流表面106的可替代实施例可以沿着在齿之间延伸到导流器周边的轴线延伸。
导流器构件100优选地由优选厚约0.05英寸的均匀厚度的平面坯件形成，但是可以使用任何其他厚度，只要导流器构件可以如本文所述那样形成且在排放的流体负荷下提供足够的刚度即可。如图所示，优选的导流器构件100形成为使得导流器构件100的外表面是导流器构件100的内表面的镜像或印模。因此，导流器构件100的外表面可以随导流器构件100的内表面的构造而变化。然而，导流器构件100可以可替代地形成为使得外表面与内表面的构造不同和/或不相关。因此，导流器构件100的外表面可以在其表面上限定可变轮廓，包括例如一个或多个突出部、表面处理或表面凹痕或凹槽。
导流器100优选机械地紧固到喷洒器框架12上。参考图3A和图3E，导流器的优选中央区域102b是垂直于喷洒器轴线A--A延伸的基本上平面表面。导流器100的中央区域102b优选地被配置成用于接合顶尖36的远端并将导流器100固定到喷洒器框架12上。因此，平面中央区域102b限定中心孔或开口114，其大小被设计成用于接纳喷洒器框架12的远端38。中央区域102b的平面表面优选接合围绕框架12的远端38形成的平面肩部40。
在喷洒器组件10的优选实施例中，导流器100通过固位构件50和螺纹构件52固定到喷洒器框架12上。螺纹构件52形成与固位构件50和框架的顶尖36用螺纹接合，其中导流器100设置在固位构件50与框架12的远侧平面肩部40之间。固位构件50限定优选为环形导流器接合表面54以用于接合导流器100的外表面。固位构件的导流器接合表面54优选为具有约0.7英寸的内径D1和约1.2英寸的外径D2的环形形状。此外，内径D1优选至少与顶尖36的最大直径一样大，以限定1:1的固位构件内径与最大顶尖直径的优选最小比率。固位构件50的接合表面54的区域分布由固位构件50与螺纹或螺杆构件52之间的螺纹接合产生的保持力，以在于50psi或更大的排放压力下输送的排放流体满负荷下将导流器100静态地保持在位。优选的固位构件50和导流器100限定约2.5:1的优选导流器最大直径Dia1与固位构件直径D2比率。固位构件50的外表面显示为基本上截头圆锥形的。然而，应当理解的是，固位构件50的外表面可以限定包括例如工具接合平面或更呈圆柱形轮廓的替代轮廓，只要固位构件50能够将导流器100固定到框架12上即可。
优选的导流器100固定到框架12上，以优选地使副导流表面106a、106b、106c、106d相对于框架臂32、34取向。更具体地，如图3E中所见，导流器100优选地取向成将一对在直径上相对的副导流表面106b、106d及其轴线X--X定位在与框架臂32、34对齐的平面P1中。因此，第二对优选的在直径上相对的副导流表面106a、106c及其轴线Y--Y优选地在框架臂32、34的第二平面P2中对齐。框架臂32、34优选地关于平面P1基本上沿着臂的轴向长度对称。臂可以沿其长度限定可变的横截面面积或轮廓。横截面面积可以在大小上变化，或者可替代地，臂可以包括沿着其长度的一个或多个构造以改变横截面轮廓。
参考图3A中的喷洒器组件10的横截面视图，内部通道16限定从入口18到出口20的约1.540英寸的优选长度，以及内部孔径并且更具体地在出口20附近的孔口直径ORFD。孔口直径ORFD优选地在1.05-1.1英寸的范围内，并且更优选地为1.084英寸。通道16的至少一部分优选地沿其长度变化，以便在从入口18到出口20的方向上变窄，在入口18处具有优选斜切边缘。出口20优选地以1.15-1.2英寸范围内且更优选1.175英寸的优选出口直径OD斜切。
内部通道16限定喷洒器10的优选排放特征。喷洒器的排放特征可以通过标称K系数来确定，K系数被定义为穿过内部通道的以加仑每分钟表示的平均水流量除以被送入内部通道的入口端的以磅每平方英寸表压(psig)表示的水的压力平方根：Q＝K√P，其中P表示被送入内部通道的入口端穿过喷洒器本体的水的压力，以磅每平方英寸表压(psig)表示；Q表示穿过喷洒器本体从内部通道的出口端流出的水的流量，以加仑每分钟(gpm)表示；并且K表示以加仑每分钟为单位的标称K系数常数除以以psig表示的压力平方根。标称K系数(括号中显示了K系数范围)可以包括：(I)14.0(13.5-14.5)GPM/(PSI)1/2；(ii)16.8(16.0-17.6)GPM/(PSI)1/2；(iii)19.6(18.6-20.6)GPM/(PSI)1/2；(iv)22.4(21.3-23.5)GPM/(PSI)1/2；(v)25.2(23.9-26.5)GPM/(PSI)1/2；(vi)28.0(26.6-29.4)GPM/(PSI)1/2；(vii)33.6(31.9-35.28)GPM/(PSI)1/2；和36.4(34.6-38.2)GPM/(PSI)1/2。
消防喷洒器10和内部通道16限定大于约16.0的优选标称排放系数或K系数。在优选的实施例中，标称K系数可以在约16.8与约28.0之间，优选在约22.4与约33.6之间，更优选在约25.2与约36.4之间，且最优选为33.6GPM/(PSI)1/2的标称K系数。对于优选的喷洒器组件10和期望的流体分布密度，已经确定的是，喷洒器组件10对于约240gpm且更优选238gpm的优选工作流量限定30-50psi的最小工作压力。
用于产生期望的喷洒图案的优选装置优选地由导流器和喷洒器框架的两个或更多个尺寸特征的尺寸间关系来限定。期望的喷洒图案在保护储存场所和商品方面是有效的。优选的装置包括优选的导流器，优选的导流器的特征在于以下中的至少一个：(i)在0.65-0.75范围内的孔口直径与球面半径比率(ORFD:R1)；(ii)在1.90-1.95范围内的导流器最大直径与球面半径比率(Dia1:R1)；(iii)在3.45-3.55范围内的导流器最大直径与导流器总高度比率(Dia1:DH)；和(iv)在1.80-1.85范围内的球面半径与导流器总高度比率(R1:DH)。可替代地或此外，所述装置由约2.6:1的优选导流器最大直径与出口直径比率(Dia1:OD)限定；和/或孔口限定约2.8:1的优选导流器最大直径与孔口直径比率(Dia1:ORFD)。在另一个优选的方面，导流器100的优选装置包括为约2:1的导流器最大直径Dia1与球面半径R1比率。可替代地或此外，导流器100限定约3.5:1的导流器最大直径与导流器高度比率(Dia1:DH)。
通常，期望的喷洒图案是非圆形的，由具有围绕喷洒器10居中或等距设置的两个或更多个直线边缘的周界来限定。更优选地，喷洒图案是基本上矩形，并且更优选地为正方形，其优选在以喷洒器轴线A--A为中心的十英尺×十英尺(10英尺×10英尺)周界内、在优选位于导流器100的周边区域102a下方约三至五英尺且更优选四英尺并垂直于喷洒器轴线A--A的平面中形成。甚至更优选地，优选的喷洒图案包括在喷洒图案的中央区域中的高浓度流体分布，而沿远离喷洒器轴线A--A的横向向外方向上的流体分布朝向基本上正方形的图案的周界减小。喷洒图案的周界优选由足以有效扑灭火灾的分布来限定。此外，在喷洒图案的一个优选方面，在离喷洒器轴线六英尺(6英尺)或超过六英尺(6英尺)处几乎不分布流体。此外，在接近或沿着优选基本上正方形图案的边缘的区域中，流体密度优选地在从边缘的中心到周界的角的方向上减小。在优选的喷洒图案中，在十乘十英尺周界的角附近和外部的区域几乎没有接收到来自喷洒图案的流体。
为了评估优选的装置产生期望喷洒图案的性能，喷洒器组件可安装在如图4A和图4B中所示的流体分布测试装置中，其中水在组件之下的20英尺×20英尺网格面积(400平方英尺)的四分之一中分布和收集。如图4B中所示，安装了一百个收集桶以从喷洒器10捕获喷洒图案分布的一个“象限”。收集盘60的10英尺×10英尺网格阵列的一个角在喷洒器10之下居中。一般来讲，将优选的喷洒器以打开状态在一立方英尺(1ft.3)收集盘60的(20×20)网格上方四英尺(4英尺)的距离C安装并居中，以便在导流器100与商品顶部之间至少三十六英寸(36英寸)的最小间隙要求或以上的条件下评估喷洒器组件的针对储存保护的喷洒性能。沿着喷洒器组件10以优选的直立取向联接的供应管道SP从单一方向供水。喷洒器组件10被取向成使得框架臂32、34和一对共面的在直径上相对的副导流表面106与供应管道SP对齐；并因此对齐且垂直于收集盘60的网格的相应侧。在分布测试中，在30psi的压力下，水从喷洒器组件10排放约两分钟(2分钟)的持续时间，这转化为优选的K-33.6喷洒器的约184加仑每分钟(gpm)的排放速度。在分布结束时，可以评估收集盘以确定优选的喷洒器组件10的流体分布密度。
在4B中示出了收集盘的布局，每个收集盘通过其相对于喷洒器10的(X，Y)坐标来标识。例如，收集盘(3，4)是沿着X轴三英尺且沿着Y轴在下方四英尺定位的盘。收集盘60被分组成具有期望的喷洒图案的同心的基本上矩形的区。区1(Z1)由喷洒器10下方的四个收集盘(1，1)、(1，2)、(2，1)、(2，2)限定，所述收集盘收集喷洒图案的中心部分。区3(Z3)由在喷洒图案周界的收集盘(5，1)、(5，2)、(5，3)、(5，4)、(1，5)、(2，5)、(3，5)、(4，4)和(5，5)限定，其中收集盘(5，5)位于优选的喷洒图案的角处。因此，区3(Z3)的收集盘限定优选的非圆形而是基本上正方形的喷洒图案的轮廓。区2(Z2)由区1(Z1)与区3(Z3)之间的收集盘60限定。区4(Z4)由环绕优选的周界Z3的收集盘组限定。通常，区4(Z4)优选地在流体分布中具有低浓度，其对应于区3中的优选喷洒图案的周界处的流体分布的下降。
通常，优选的喷洒图案由象限的L形区3(Z3)限定的非圆形周界界定。区4优选总计小于百分之五，并且优选在喷洒图案的总流体分布或密度中为零。在收集盘(5，5)处的喷洒图案的水分布优选地展现出与没有收集流体的第四区中的相邻盘不同的角状边缘。优选的喷洒图案优选地包括在喷洒图案的中心部分中的流体密度浓度，使得总分布的30％至35％优选在区1(Z1)内且在喷洒器10之下居中。此外，在区1(1)象限所示的四个分布盘之中，三个盘将以比另外三个区中的任何盘更高的密度进行收集。分布密度优选地从喷洒器10径向地且在优选的喷洒图案的周界处减小，其中区3(Z3)中的分布密度优选在区1(Z1)的密度的40-60％的范围内，并且更优选在50-60％的范围内，甚至更优选为约58％。
为了控制流体从框架出口20的排放，优选“自动”喷洒器组件10包括优选的热响应触发器200或任何合适的触发器，比如电致动触发器。优选的热响应触发器200可以是例如在图5A中所见的球型触发器中的任一个，或者可替代地，是如图5B中所示的支柱-杠杆和连杆组件200’。密封组件300设置在出口20内并由触发器200支撑在位以将喷洒器组件10保持在未致动、待机或非火灾状态，并控制流体的排放。响应于指示火灾的预定温度状况，热响应触发器200致动，释放内部密封组件300，从而允许供应到入口端18的水流过内部通道16并穿过出口端20流出。
热响应触发器200、200’及其致动由其标称温度额定值和响应时间指数或RTI来限定。触发器200被配置为在286°F的优选标称温度额定值处致动或限定所述优选标称温度额定值，并限定135米1/2秒1/2(m1/2s1/2)至约160米1/2秒1/2(m1/2s1/2)的优选RTI。触发器可以具有另一个标称温度额定值，只要它适用于被保护的危险、场所或储存即可，包括例如在NFPA13下所定义的：(i)普通135oF-170oF；(ii)中等175oF-225oF；(iii)高250oF-300oF；(四)超高325oF-375oF；(v)非常超高400oF-475oF；和(vi)极高500oF-575oF。另外，热响应触发器200可以限定替代的RTI范围，其可以在至少130米1/2秒1/2(m1/2s1/2)至160米1/2秒1/2(m1/2s1 /2)，优选至少135米1/2秒1/2(m1/2s1/2)至约160米1/2秒1/2(m1/2s1/2)，更优选150米1/2秒1/2(m1/ 2s1/2)至约160米1/2秒1/2(m1/2s1/2)的范围内，并且甚至更优选为160米1/2秒1/2(m1/2s1/2)。进一步在替代方案中，RTI可以为50米1/2秒1/2(m1/2s1/2)或更小，以便成为“快速”或“迅速”响应式喷洒器。
密封组件300的优选实施例示于图6A-6C中，并且优选地包括本体302，所述本体具有面对导流器的第一表面302a和与第一表面相对间隔以位于喷洒器框架12的内部通道16内的第二表面302b，从而优选地沿着喷洒器轴线A--A使本体302轴向对齐。第一表面302a优选地限定沿着喷洒器轴线设置的盲孔或不贯穿孔304。盲孔304由形成在第一表面302a处的入口304a和形成在第一表面302a与第二表面302b之间的末端304b限定。如图所示，位于通道16中的第二表面302b优选地包括相对于喷洒器轴线A--A倾斜的第一部分306a和与喷洒器轴线A--A基本上垂直的第二部分306b。密封组件300还优选地包括设置在本体302的第一表面302a与第二表面302b之间的支撑表面310上的金属环308，以密封内部通道16。金属环308可以被实施为蝶形弹簧(Belleville Spring)，以将本体302向远侧偏置出通道16的出口端20。环308优选是环状的，其具有环围绕第一表面302a与第二表面302b之间的本体302的中心部分。在致动触发器200时，本体302优选地在输送到入口18的流体的压力下从通道16和出口20弹出。
可替代地或此外，喷洒器组件的实施例可以包括环绕本体302的弹簧构件312，以便在热致动触发器200时促进环和本体的弹出。弹簧构件312可以包括第一端312a和相对的第二端312b，如在图6C中所见，它们围绕通道16设置。第一端312a和第二端312b优选地成形为接合框架臂32、34以在喷洒器组件10的未致动状态下将弹簧构件312保持张紧。例如，弹簧构件312的第一端312a和第二端312b可以接合沿着框架臂32、34形成的突出部或构造35a、35b。
如图6A和图6B中所示，热响应触发器200优选地被实施为容纳热响应液体的玻璃球202，其中球202具有第一端202a和第二端202b，以限定优选与喷洒器轴线A--A基本上重合或对齐的触发器轴线。球202的第一端202a优选地与螺纹构件52邻接或处于所述螺纹构件的压力下。第二端202b优选地设置在本体302的盲孔304内。球202的第一端202a限定第一座直径SD1，并且第二端202b限定第二座直径SD2。第一座直径SD1优选小于第二座直径SD2。在喷洒器和触发器组件的一个特定实施例中，第一座直径SD1为约三毫米(3mm)，优选地等于球形凹部在螺纹构件52远端处的直径。第二座直径SD2为约5.5mm，优选等于盲孔304的入口处的直径。因此，第一端202a和第二端202b优选地限定在约0.5:1至约0.6:1范围内的优选的第一座直径与第二座直径SD1:SD2比率。
优选的球202进一步优选地限定在第一端202a与第二端202b之间的球长度BL。喷洒器框架12的通道16限定在入口端18与出口端20之间延伸的通道长度PL。在喷洒器组件10的优选实施例中，球长度BL大于通道长度PL。在球202的一个优选实施例中，球长度BL优选大于一英寸，并且更优选为约1.5英寸(40mm)。通道长度PL优选在约1.5英寸至约1.3英寸的范围内，优选为约1.25英寸，并且更优选为1.28英寸。玻璃球202包括内表面以限定用于收容热响应液体的内部空间。因此，球202优选地限定球的外表面与内表面之间的壁厚。球202优选限定小于球长度BL与通道长度PL之间的差值的最大壁厚。在球202的一个优选实施例中，最大壁厚为约1mm，以限定可在1:30至约1:40范围内的优选的最大厚度与球长度比率。
在喷洒器组件10的替代实施例中，触发器200’可以被实现为具有支柱212a、钩或杠杆212b和热响应连杆212c的连杆组件212。连杆组件212类似于在美国专利号8,522,888中示出和描述的热响应触发器组件。在未致动状态下，支柱212a具有第一端214a，所述第一端插入形成在封闭本体302的第一表面302a中的适当大小的凹槽304’中或与其接合。杠杆212b可以在一端经由第二凹口216a固定地连接到替代性螺纹构件52’的基本上圆锥形的端部52’a。钩212b在另一端联接到优选为热响应的连杆212c。连杆212c优选地包括由易熔材料薄层面对面连结的两个金属连杆。可以将易熔材料校准成根据固定温度或温度范围从固态变为液态，以提供前面描述的期望的热额定值和响应。杠杆212b和支柱212a为连杆212c提供机械优势，以便减少施加在连杆212c上的负载量。螺纹构件52’的端部52’a用作第二凹口216a处的支点，使得连杆212c上的力并因此使密封组件300抵抗通道16中的流体压力的固位力被杠杆212b放大。
已经描述了本发明的数个实施例。尽管如此，将理解可以在不背离本发明的精神和范围的情况下作出不同修改。因此，意图是本发明并不限于所描述的实施例，而是本发明具有由以下权利要求书的语言以及其等效物限定的全部范围。

Claims (61)

1.一种自动的直立式消防喷洒器，包括：
具有本体的框架，所述本体具有入口、出口以及沿着喷洒器轴线在所述入口与所述出口之间延伸的内部通道，所述出口限定了孔口直径；
设置在所述出口中的密封组件；
用于将所述密封组件保持在所述出口中的热响应触发器；以及
导流器构件，所述导流器构件居中、与所述喷洒器轴线轴向对齐并且与所述内部通道的出口间隔开，所述导流器构件具有外表面和内表面，所述内表面包括：周边区域、中央区域以及在所述周边区域与所述中央区域之间的中间区域，所述周边区域限定了周边边缘，所述周边边缘基本上围绕所述喷洒器轴线并限定了导流器最大直径，所述中间区域包括主导流表面、副导流表面和从所述主导流表面到所述副导流表面的过渡部，所述主导流表面是由中心沿着所述喷洒器轴线设置的球面曲率半径限定的，所述过渡部限定围绕所述副导流表面的周界，使得所述副导流表面被所述主导流表面环绕，所述周边区域和所述中央区域沿所述喷洒器轴线轴向间隔开以限定导流器总高度，所述导流器构件限定以下中的至少一个：
在0.65-0.75范围内的孔口直径与球面半径比率；
在1.90-2.0范围内的导流器最大直径与球面半径比率；
在3.45-3.55范围内的导流器最大直径与导流器总高度比率；
在1.80-1.85范围内的球面半径与导流器总高度比率。
2.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，围绕所述副导流表面的所述周界是细长的，从而限定宽度和大于所述宽度的长度，所述长度朝向所述喷洒器轴线延伸。
3.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述副导流表面和所述周界包括各自由周界限定的四个副导流表面，每个副导流表面和周界沿着将所述导流器构件分成基本上等分象限的两个垂直平面之一延伸，使得所述四个副导流表面以90度彼此成角度地间隔开。
4.如权利要求3所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述四个副导流表面中的每一者包括围绕所述中央区域在直径上相对的径向内端，所述径向内端彼此间隔开约1.3英寸的直线距离。
5.如权利要求2所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述副导流表面及其周界限定了0.5-0.6英寸范围内的轴向长度和相对于所述周界延伸沿着的一条轴线基本上呈v形的凹槽，所述凹槽具有约0.2英寸的最大宽度和0.08英寸的曲率半径。
6.如上述权利要求中任一项所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述主导流表面限定了与所述周边区域邻接的周边接合部和与所述中央区域邻接的内部接合部，每个副导流表面的周界设置在所述内部接合部与所述周边接合部之间。
7.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述中间区域限定了与所述周边区域邻接的周边接合部，所述周边接合部限定了内径以限定1.05-1.1范围内的导流器最大直径与内径比率。
8.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述副导流表面是朝向所述喷洒器轴线延伸以在离所述球面曲率半径的中心一定径向深度处限定弓形轮廓的连续细长构造，所述弓形轮廓是基本上连续的且平行于所述主导流表面的曲率半径，所述径向深度大于所述球面曲率半径。
9.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述最大直径与球面半径比率在1.90至1.95的范围内。
10.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述主导流表面的球面曲率半径为1.6英寸，所述最大直径为约3英寸。
11.如权利要求10所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述最大直径在3.0-3.1英寸的范围内。
12.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述最大直径与导流器高度比率为3.50:1。
13.如权利要求5所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器总高度为约0.875英寸。
14.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述中间区域限定了与所述周边区域邻接的周边接合部，所述周边区域包括多个间隔开的齿，每个齿从所述周边接合部弯曲以限定折线和相对于与所述喷洒器轴线平行的竖直方向的夹角。
15.如权利要求14所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述夹角为8°-10°，每个齿限定0.25-0.3英寸的长度并包括一对侧边缘，所述侧边缘延伸为终止于基本上直线边缘，所述基本上直线边缘与每个所述侧边缘邻接并基本上垂直设置，所述基本上直线边缘围绕所述喷洒器轴线限定了所述导流器构件的不连续周边边缘，多个所述齿等角度地间隔开，其中，相邻的侧边缘间隔开十五度的角，其中，每个齿限定了0.15英寸的宽度。
16.如权利要求15所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器构件的所述不连续周边边缘与所述框架的所述出口轴向地间隔开约1.75英寸。
17.根据权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述中央区域是基本上平面表面，所述基本上平面表面垂直于所述喷洒器轴线延伸并且包括用于接纳并接合围绕所述框架的远端形成的平面肩部的中心孔，所述中央区域在与所述中央区域邻接的所述中间区域的内部接合部处限定约0.75英寸的直径。
18.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器构件通过固位构件和螺纹构件紧固到所述框架上，所述固位构件限定了用于接合所述导流器构件的外表面的环形导流器接合表面，所述环形导流器接合表面具有内径和外径以分布所述固位构件与所述螺纹构件之间的螺纹接合产生的保持力，从而在以50psi或更大的排放压力下输送到所述入口的排放流体满负荷下将所述导流器构件静态保持在位。
19.如权利要求18所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述固位构件和所述导流器构件限定了2.5:1的导流器构件最大直径与固位构件直径比率。
20.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器构件和出口限定2.6:1的导流器构件最大直径与出口直径比率。
21.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述内部通道和所述出口限定了至少33.6的标称K系数，其中，所述K系数等于穿过所述内部通道的以加仑每分钟表示的平均水流量除以送入所述内部通道的所述入口的以磅每平方英寸表压表示的水压力的平方根。
22.如权利要求1所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述出口限定了1.15-1.2英寸范围内的出口直径。
23.如权利要求22所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述内部通道限定了1.05-1.1英寸的孔口直径。
24.一种直立式消防喷洒器，包括：
具有本体的框架，所述本体具有入口和出口，所述出口限定了孔口直径和16.8-36.4范围内的标称K系数，所述本体限定了在所述入口与所述出口之间延伸的内部通道以限定喷洒器轴线，所述标称K系数定义为穿过所述内部通道的以加仑每分钟表示的平均水流量除以送入所述内部通道的入口端的以磅每平方英寸表压表示的水压力的平方根；以及
导流器构件，用于在所述导流器构件的周边区域下面四英尺(4英尺)处的一立方英尺收集桶的收集网格中用在30与50psi之间的范围内的最小压力下在约两分钟的持续时间内从所述出口排放的水提供基本上非圆形的喷洒图案，所述导流器构件具有外表面和内表面，所述内表面包括周边区域、中央区域以及在所述周边区域与所述中央区域之间的中间区域，所述周边区域限定了周边边缘，所述周边边缘基本上围绕所述喷洒器轴线并限定了导流器最大直径，所述中间区域包括主导流表面和副导流表面，所述主导流表面是由中心沿着所述喷洒器轴线设置的球面曲率半径限定的，所述周边区域和所述中央区域沿所述喷洒器轴线轴向间隔开以限定导流器总高度，所述导流器构件限定以下中的至少一个：
在0.65-0.75范围内的孔口直径与球面半径比率；
在1.90-2.0范围内的导流器最大直径与球面半径比率；
在3.45-3.55范围内的导流器最大直径与导流器总高度比率；
在1.80-1.85范围内的球面半径与导流器总高度比率，
每个所述收集桶相对于横轴和纵轴以一英尺的增量居中，所述横轴和所述纵轴彼此正交且彼此相交以限定沿着所述喷洒器轴线定位的原点，所述非圆形喷洒图案限定了围绕所述喷洒器轴线同心地形成的至少四个流体密度区，所述四个流体密度区包括限定了所述喷洒图案的所述中央区域的第一区、限定了所述喷洒图案的周边的第三区、和在所述第一区与所述第三区之间形成的第二区、以及围绕所述第三区形成的第四区，所述第三区中的流体密度在所述第一区中的流体密度的40％-60％的范围内，所述第一区具有至少三个收集桶，每个收集桶具有的流体密度大于所述第二区、所述第三区和所述第四区中的每个所述收集桶中的流体密度。
25.如权利要求24所述的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器构件居中、与所述喷洒器轴线轴向对齐并且与所述内部通道的出口端间隔开。
26.如权利要求24所述的直立式消防喷洒器，其中，所述第三区中的流体密度在所述第一区中的流体密度的50-60％的范围内。
27.如权利要求26所述的直立式消防喷洒器，其中，所述第三区中的流体密度是所述第一区中的流体密度的58％。
28.如权利要求26-27中任一项所述的直立式消防喷洒器，其中，所述第三区限定了所述喷洒图案的由收集桶限定的角边缘，所述收集桶在侧向离所述喷洒器轴线5英尺且纵向离其5英尺处居中，流体密度在所述第四区中的、与所述第三区的所述收集桶相邻的多个收集桶中为零。
29.如权利要求26-27中任一项所述的直立式消防喷洒器，其中，所述第四区具有的流体密度小于所述第一区、所述第二区、所述第三区和所述第四区的总流体密度的5％。
30.一种自动的直立式消防喷洒器，包括：
具有本体的框架，所述本体具有入口、出口以及沿着喷洒器轴线在所述入口与所述出口之间延伸的内部通道，以限定孔口直径和在25.2-36.6范围内的标称K系数，所述标称K系数定义为穿过所述内部通道的以加仑每分钟表示的平均水流量除以送入所述内部通道的入口端的以磅每平方英寸表压表示的水压力的平方根；以及
导流器构件，所述导流器构件居中、与所述喷洒器轴线轴向对齐并且与所述内部通道的出口间隔开，所述导流器构件具有外表面和内表面，所述内表面包括：
周边区域，所述周边区域限定了周边边缘，所述周边边缘基本上围绕所述喷洒器轴线并限定了导流器最大直径；
中央区域，所述中央区域沿所述喷洒器轴线与所述周边边缘间隔开以限定导流器总高度；以及
中间区域，所述中间区域在所述周边区域与所述中央区域之间，所述中间区域包括主导流表面和副导流表面，所述主导流表面限定了中心沿着所述喷洒器轴线设置的球面曲率半径，所述导流器构件的特征在于以下中的至少一个：
在0.65-0.75范围内的孔口直径与球面半径比率；
在1.90-1.95范围内的导流器最大直径与球面半径比率；
在3.45-3.55范围内的导流器最大直径与导流器总高度比率；
在1.80-1.85范围内的球面半径与导流器总高度比率。
31.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述中间区域包括过渡部，所述过渡部从所述主导流表面开始、限定了围绕所述副导流表面的周界，使得所述副导流表面被所述主导流表面环绕，所述主导流表面是由所述球面曲率半径限定的。
32.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述中间区域包括从所述主导流表面到所述副导流表面的过渡部，以限定围绕所述副导流表面的周界，使得所述副导流表面被所述主导流表面环绕。
33.如权利要求32所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，围绕所述副导流表面的所述周界是细长的，从而限定了宽度和大于所述宽度的长度，所述长度在朝着所述喷洒器轴线的方向上延伸。
34.如权利要求32所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述副导流表面和所述周界包括将所述导流器构件分成基本上等分象限的四个副导流表面，使得所述四个副导流表面以90度彼此成角度地间隔开，每个副导流表面限定了平行于所述主导流表面的曲率的弓形轮廓、达到了大于所述主导流表面的径向深度。
35.如权利要求34所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述四个副导流表面中的每一者包括围绕所述中央区域在直径上相对的径向内端，所述径向内端彼此间隔开约1.3英寸的直线距离。
36.如权利要求32所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述副导流表面及其周界限定了0.6英寸的轴向长度以及具有0.2英寸的最大宽度和0.08英寸的曲率半径的基本上v形的凹槽。
37.如权利要求32所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述主导流表面限定了与所述周边区域邻接的周边接合部以及与所述中央区域邻接的内部接合部，每个副导流表面的周界设置在所述内部接合部与所述周边接合部之间，所述内部接合部限定了所述导流器构件的约0.75英寸的第一内径，所述周边接合部限定了所述导流器的约2.875英寸的第二内径。
38.如权利要求31所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述主导流表面的球面曲率半径为约1.5英寸。
39.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述最大直径为约3英寸。
40.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器总高度为约7/8英寸。
41.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述中间区域限定了与所述周边区域邻接的周边接合部，所述周边区域包括多个间隔开的齿，每个齿从所述周边接合部弯曲以限定折线和相对于与所述喷洒器轴线平行的竖直方向的8°-10°的夹角，每个齿限定0.25-0.3英寸的长度并且包括一对侧边缘，所述侧边缘延伸为终止于基本上直线边缘，所述基本上直线边缘与每个所述侧边缘邻接且基本上垂直设置，所述基本上直线边缘围绕所述喷洒器轴线限定了所述导流器构件的不连续周边边缘，多个所述齿等角度地间隔开，其中，相邻的侧边缘间隔开十五度的角，每个齿限定了0.15英寸的宽度。
42.如权利要求41所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器构件的所述不连续周边边缘与所述框架的所述出口轴向地间隔开约1.75英寸。
43.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述中央区域是基本上平面表面，所述基本上平面表面垂直于所述喷洒器轴线延伸并且包括用于接纳并接合围绕所述框架的远端形成的平面肩部的中心孔，所述中央区域在与所述中央区域邻接的所述中间区域的内部接合部处限定约0.75英寸的直径。
44.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器构件通过固位构件和螺纹构件紧固到所述框架上，所述固位构件限定了用于接合所述导流器构件的外表面的环形导流器接合表面，所述环形导流器接合表面具有内径和外径以分布所述固位构件与所述螺纹构件之间的螺纹接合产生的保持力，从而在以50psi或更大的排放压力下输送到所述入口的排放流体满负荷下将所述导流器构件静态保持在位。
45.如权利要求44所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述固位构件和所述导流器构件限定了2.5:1的导流器最大直径与固位构件直径比率。
46.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器构件和出口限定了2.6:1的导流器最大直径与出口直径比率。
47.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述内部通道和所述出口限定了至少33.6的标称K系数，其中，所述K系数等于穿过所述内部通道的以加仑每分钟表示的平均水流量除以送入所述内部通道的入口端的以磅每平方英寸表压表示的水压力的平方根。
48.如权利要求30所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述出口限定了1.05-1.1英寸范围内的孔口直径。
49.如权利要求48所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述孔口直径为1.08英寸。
50.一种自动的直立式消防喷洒器，包括：
具有本体的框架，所述本体具有入口、出口以及沿着喷洒器轴线在所述入口与所述出口之间延伸的内部通道，所述框架包括一对框架臂和顶尖，所述框架臂围绕所述出口在直径上相对并远离所述出口延伸以朝向与所述喷洒器轴线轴向对齐的所述顶尖会聚，所述顶尖具有限定了所述顶尖的最大直径的远端；
设置在所述出口中的密封组件；
用于将所述密封组件保持在所述出口中的热响应触发器；
导流器构件，所述导流器构件居中并与所述喷洒器轴线轴向对齐且与所述内部通道的出口端间隔开，所述导流器构件具有外表面和内表面，所述内表面限定了基本上圆顶的几何结构，所述内表面包括：
周边区域、中央区域以及在所述周边区域与所述中央区域之间的中间区域，所述周边区域限定了周边边缘，所述周边边缘基本上围绕所述喷洒器轴线并限定了导流器最大直径，所述中间区域包括主导流表面和副导流表面，所述主导流表面是由中心沿着所述喷洒器轴线设置的球面曲率半径限定的，所述周边区域和所述中央区域沿所述喷洒器轴线轴向间隔开以限定导流器总高度，所述导流器构件限定以下中的至少一个：
在0.65-0.75范围内的孔口直径与球面半径比率；
在1.90-2.0范围内的导流器最大直径与球面半径比率；
在3.45-3.55范围内的导流器最大直径与导流器总高度比率；
在1.80-1.85范围内的球面半径与导流器总高度比率，以及
固位构件和螺纹构件，其中，所述导流器构件通过所述固位构件紧固到所述顶尖，所述固位构件限定了用于接合所述导流器构件的所述外表面的环形导流器接合表面，所述环形导流器接合表面具有内径和外径，所述内径大于所述顶尖的最大直径。
51.如权利要求50所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述固位构件和所述顶尖限定了1:1的固位构件内径与顶尖最大宽度比率。
52.如权利要求50所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述固位构件分布所述固位构件与所述螺纹构件之间的螺纹接合产生的保持力，以在以50psi或更大的排放压力下输送的排放流体满负荷下将所述导流器构件静态保持在位。
53.如权利要求50所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述固位构件和所述导流器构件限定了2.5:1的导流器最大直径与固位构件直径比率。
54.如权利要求50-53中任一项所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述导流器构件和所述出口限定了2.8:1的导流器最大直径与孔口直径比率。
55.如权利要求50所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述内部通道和所述出口限定了至少33.6的标称K系数，其中，所述K系数等于穿过所述内部通道的以加仑每分钟表示的平均水流量除以送入所述内部通道的入口端的以磅每平方英寸表压表示的水压力的平方根。
56.如权利要求50所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述热响应触发器是球型触发器或支柱-杠杆和连杆组件中的一者。
57.如权利要求56所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述热响应触发器是球型触发器，所述球型触发器具有设置在触发器轴线上的具有第一端和第二端的热响应玻璃球，所述触发器轴线与所述喷洒器轴线基本上同轴，所述第一端限定了第一座直径并且所述第二端限定了第二座直径，所述第一座直径与所述第二座直径之间的球长度大于1.0英寸。
58.如权利要求57所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述球长度为约1.5英寸(40mm)。
59.如权利要求57所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述第一座直径小于所述第二座直径，并且所述第一座直径与所述第二座直径的比率为0.5:1至0.6:1。
60.如权利要求57所述的自动的直立式消防喷洒器，其中，所述玻璃球具有在外表面与内表面之间的最大壁厚以及在所述第一座直径与所述第二座直径之间的长度，所述最大壁厚与所述长度的比率在1:30至1:40的范围内。
61.如权利要求50所述的消防喷洒器，其中，所述导流器构件具有0.05英寸的厚度。
CN201680042447.2A 2015-06-02 2016-06-02 直立式消防喷洒器 Active CN107847950B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562170048P 2015-06-02 2015-06-02
US201562170053P 2015-06-02 2015-06-02
US62/170,053 2015-06-02
US62/170,048 2015-06-02
PCT/US2016/035579 WO2016196836A1 (en) 2015-06-02 2016-06-02 An upright fire protection sprinkler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107847950A CN107847950A (zh) 2018-03-27
CN107847950B true CN107847950B (zh) 2021-09-03

Family

ID=56137560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680042447.2A Active CN107847950B (zh) 2015-06-02 2016-06-02 直立式消防喷洒器

Country Status (6)

Country Link
US (4) US20180133725A1 (zh)
EP (1) EP3302813B1 (zh)
CN (1) CN107847950B (zh)
ES (1) ES2819750T3 (zh)
SA (1) SA517390449B1 (zh)
WO (1) WO2016196836A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3468674A2 (en) 2016-06-10 2019-04-17 Tyco Fire Products LP Fire protection systems and methods for storage
DE102017120659A1 (de) * 2017-09-07 2019-03-07 Miktat Batagan Sprinklervorrichtung, Anschlussstutzen, Sprinklersystem sowie Verfahren zum Herstellen und Verwendung derselben
WO2020056091A2 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 Minimax Viking Research & Development Gmbh Non-frangible thermally responsive fluid control assemblies for automatic corrosion resistant sprinklers
KR102245734B1 (ko) * 2019-04-04 2021-04-28 주식회사 파라텍 천장과 반자 사이 스프링클러 헤드
JP7309495B2 (ja) * 2019-07-16 2023-07-18 千住スプリンクラー株式会社 スプリンクラーヘッド
CN113216717B (zh) * 2021-04-18 2023-08-15 上海博普建筑技术有限公司 可分合防火分区车库系统及建筑物

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5862994A (en) * 1996-06-25 1999-01-26 Grinnell Corporation Deflector for upright-type fire sprinklers
US6976543B1 (en) * 2000-11-22 2005-12-20 Grinnell Corporation Low pressure, extended coverage, upright fire protection sprinkler
CN101175538A (zh) * 2004-12-01 2008-05-07 泰科消防产品有限责任公司 住宅消防喷头

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1412172A (en) * 1916-12-13 1922-04-11 Gen Fire Extinguisher Co Automatic sprinkler
US2165477A (en) * 1937-03-13 1939-07-11 William B Griffith Sprinkler head
US2378273A (en) * 1943-02-04 1945-06-12 Warren F Wilhelm Fluid distributing mechanism
US2862565A (en) * 1957-07-15 1958-12-02 Eugene J Dukes Automatic sprinkler
US6082465A (en) 1998-10-01 2000-07-04 The Viking Corporation Thrust reverser sprinkler head
US6454017B1 (en) * 2000-06-26 2002-09-24 Grinnell Corporation Upright fire protection nozzle
US6715561B2 (en) 2001-06-29 2004-04-06 Viking Corporation Vacuum dry sprinkler system containing a sprinkler head with expulsion assembly
US6918545B2 (en) * 2002-05-10 2005-07-19 The Viking Corporation Sprinkler head trigger assembly
US7819201B2 (en) 2003-03-11 2010-10-26 Tyco Fire Products Lp Upright, early suppression fast response sprinkler
US7562715B2 (en) * 2004-04-12 2009-07-21 The Viking Corporation Fire protection systems and components thereof with reduced friction
US20080011491A1 (en) 2005-08-22 2008-01-17 Victaulic Company Of America Sprinkler having non-round exit orifice
AU2007215183A1 (en) 2006-02-15 2007-08-23 Victaulic Company Special application sprinkler for use in fire protection
US8602118B2 (en) * 2006-06-27 2013-12-10 Jeffrey Pigeon Fire sprinkler
WO2013025724A1 (en) 2011-08-15 2013-02-21 Myers Wolin, Llc Sprinkler device for spraying non-circular areas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5862994A (en) * 1996-06-25 1999-01-26 Grinnell Corporation Deflector for upright-type fire sprinklers
US6976543B1 (en) * 2000-11-22 2005-12-20 Grinnell Corporation Low pressure, extended coverage, upright fire protection sprinkler
CN101175538A (zh) * 2004-12-01 2008-05-07 泰科消防产品有限责任公司 住宅消防喷头

Also Published As

Publication number Publication date
US11931751B2 (en) 2024-03-19
US11440032B2 (en) 2022-09-13
US20180133725A1 (en) 2018-05-17
US20200222920A1 (en) 2020-07-16
CN107847950A (zh) 2018-03-27
US20220401972A1 (en) 2022-12-22
WO2016196836A1 (en) 2016-12-08
EP3302813B1 (en) 2020-08-05
EP3302813A1 (en) 2018-04-11
SA517390449B1 (ar) 2020-12-14
ES2819750T3 (es) 2021-04-19
US20240189843A1 (en) 2024-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107847950B (zh) 直立式消防喷洒器
CA2610731C (en) Residential flat plate concealed sprinkler
US11612775B2 (en) CPVC sprinkler assembly with support member
US7841418B2 (en) Extended coverage horizontal sidewall sprinkler
US20210252322A1 (en) Fire Suppression Sprinkler and Deflector
US9833649B2 (en) Fire protection sprinkler
CN105102076A (zh) 喷洒器组件
US11865388B2 (en) Systems and methods for fire suppression in a corridor
US8151897B1 (en) Ordinary hazard extended coverage sidewall sprinklers and systems
NZ759103B2 (en) Fire suppression sprinkler and deflector

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant