ES2253243T3 - Rociadores contra incendios. - Google Patents
Rociadores contra incendios.Info
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Abstract
Un rociador que comprende un cuerpo (1) y un canal para el suministro de líquido, una unidad térmicamente sensible con una válvula (4) y una fijación de la unidad térmicamente sensible, en el que se forma un canal de rociador por un segmento (10) de una configuración cilíndrica conectado con un segmento (11) realizado en forma de un difusor cónico, caracterizado por el hecho de que la longitud del segmento cilíndrico (10) excede el diámetro de este segmento y la longitud del segmento (11) en forma de un difusor cónico excede el diámetro del canal del segmento cilíndrico (10), estando el ángulo del vértice del cono que forma la superficie del difusor cónico entre 10º y 50º.
Description
Rociadores contra incendios.
La invención se refiere a un equipo contra
incendios, a saber, dispositivos rociadores para la extinción local
de los incendios en edificios con un gran número de sitios de
incendios posibles, por ejemplo, en hospitales, bibliotecas,
museos, oficina, grandes almacenes, almacenes, y garajes. Estos
dispositivos se utilizan habitualmente para como partes
estructurales de sistemas automáticos de extinción.
Se conocen en la técnica diferentes tipos de
rociadores aplicados en equipo de extinción de incendios. Estos
dispositivos de la técnica anterior difieren tanto en los tipos de
unidades sensibles técnicamente utilizadas como sus componentes
estructurales como también en la configuración de los canales a
través de los cuales se suministra líquido de extinción de
incendios.
Por ejemplo, se conocen en la técnica rociadores
que tienen un cuerpo con un canal cilíndrico axial para el
suministro de líquido, una unidad térmicamente sensible con una
válvula que cierra la salida del rociador, y una fijación de unidad
térmicamente sensible (patente US 5392993, B05B 1/26, publicada el
28.02.95). La característica de diseño de este rociador es una
forma de realización de una configuración de un elemento difusor de
una corriente de líquido que está fijado opuesto a la salida del
canal. La mejora descrita en la patente US 5392993 ha sido diseñada
para generar una corriente de gas y gota de una cierta configuración
espacial, que es la más óptima para la extinción de incendios así
como un cambio en el tamaño de las gotas en la corriente generada y
su distribución específica (por su tamaño) en la corriente generada.
No obstante, esta decisión técnica se caracteriza por una
estructura compleja y por posibilidades limitadas.
Se conocen también en la técnica otras decisiones
técnicas, entre ellas se puede indicar otro rociador descrito en la
patente US 4800961 (A62C 37/10, publicada el 31.01.89). Un rociador
común tiene un cuerpo con canal de suministro de líquido, un
componente térmicamente sensible con una válvula que cierra la
salida del rociador y una fijación de la unidad térmicamente
sensible. El canal rociador está formado por algunos segmentos
conectados secuencialmente de diferente forma y diferente sección
transversal de paso. El primer segmento del canal desde el lado de
suministro de líquido es un difusor cónico con un ángulo de apertura
de aproximadamente 8º. El primer segmento está conectado al segundo
que tiene la forma de un difusor cónico con un ángulo de apertura
de aproximadamente 60º. El tercer segmento del canal es de una forma
cilíndrica, cuyo diámetro es igual al de la sección transversal de
la salida del difusor cónico. La salida del canal del difusor está
formada por una proyección anular. Una superficie lisa de la
proyección anular que tiene un tamaño longitudinal mínimo está
orientada perpendicularmente a una dirección de la corriente de
líquido en el canal del rociador. Esta configuración de la forma de
realización del canal del rociador proporciona la generación de
gotas mayores teniendo en cuenta una reducción de la velocidad de
la corriente en la salida del canal. Como resultado, el rociador
produce una corriente de gas y gota con una distribución deseada del
líquido por sus tamaños de las gotas para una extinción efectiva.
Las gotas grandes están en la parte central de la corriente, que se
utiliza directamente para extinguir la llama. Las gotas de un
tamaño relativamente pequeño están en la parte periférica de la
corriente de gas y gotas para reducir la temperatura del gas de humo
o para refrigerar el medio ambiente.
La estructura del rociador descrita permite, en
conjunto, reducir el consumo de líquido no productivo. No obstante,
una parte de las entradas de energía para la generación de la
corriente de gas y gotas es gastada de forma no productiva para
frenar una parte periférica de la corriente de líquido en la porción
cilíndrica del canal delante de la proyección anular.
El dispositivo más estrechamente similar a la
presente invención es un rociador descrito en el Author's
Certificate Nº 643162, que tiene un cuerpo con un canal de
suministro de líquido, una unidad térmicamente sensible con una
válvula, que cierra la salida del rociador, y la fijación de la
unidad térmicamente sensible. El canal del rociador está formado
por un segmento de una forma cilíndrica con un segmento en forma de
un difusor cónico. No obstante, las dimensiones del canal del
rociador y la configuración no fueron optimizadas en dicha
estructura, que es necesaria para la Pulverización efectiva de
líquido sobre el sitio del incendio. Junto con esto, el rociador de
la técnica anterior no permite generar una corriente de líquido de
gas y gotas uniforme dispersa finamente de una alta energía
cinética de las gotas en la superficie del incendio.
La invención patentada está destinada a
desarrollar una estructura de rociador que proporciona una
generación de una corriente de gas y gotas uniforme finamente
dispersa con una alta energía cinética de las gotas y su
distribución uniforme en el espacio. La solución de este problema
permite incrementar un área de rocío con una intensidad y energía
cinética deseadas de las gotas que son necesarias para la extinción
efectiva de un sitio de incendio. En otras palabras, la invención
está destinada a incrementar el área del local protegida contra el
fuego. Además, la invención está destinada a reducir el consumo de
potencia y de líquido para una generación de la corriente de gas y
gotas que posee las ventajas indicadas.
El objeto anterior se consigue por el hecho de
que un rociador tiene un cuerpo con un canal de suministro de
líquido, que está formado por un segmento de una forma cilíndrica
conectado con un segmento realizado en forma de un difusor cónico,
una unidad térmicamente sensible con una válvula y una fijación de
la unidad térmicamente sensible. Aquí, de acuerdo con la invención,
la longitud de un segmento cilíndrico excede el diámetro del canal
de este segmento, la longitud del segmento en forma de difusor
cónico excede el diámetro del canal en el segmento cilíndrico, el
ángulo del vértice del cono que forma la superficie de un difusor
cónico está entre 10º y 50º.
La longitud de un segmento cilíndrico del canal
de rociadores no excede con preferencia de tres veces el diámetro
del canal en este segmento.
La fijación de la unidad térmicamente sensible se
puede incorporar en la forma de brazos de bastidor que abrazan la
unidad térmicamente sensible.
A continuación se describirá la invención con
referencia a una forma de realización específica ilustrada en el
dibujo que se acompaña, en el que:
La figura 1 es una vista en sección esquemática
de un rociador diseñado de acuerdo con la primera forma de
realización (en el plano de la localización del brazo del
bastidor).
Un rociador de acuerdo con la presente invención
(ver la figura 1) tiene un cuerpo 1, cuya parte superior contiene
un punto de acoplamiento para conexión con el tubo de suministro de
líquido principal. El cuerpo 1 tiene un canal continua, que tiene
un anillo de sellado 2 para fijar un rociador de inserción 3. El
canal del cuerpo 1 tiene una válvula de unidad 4 térmicamente
sensible sellada por el sellado 3. La válvula 4 está retenida en su
posición inicial por medio de un bulbo 6 de la unidad térmicamente
sensible realizado de material frágil. El bulbo 6 está fijado en
una posición deseada por un tornillo de ajuste 7.
En su posición inicial, la unidad térmicamente
sensible asegura el sellado de la válvula 5, que cierra la salida
del rociador. La fijación de la unidad térmicamente sensible se
realiza en forma de brazos de bastidor 8 colocados simétricamente
alrededor del bulbo 6 (los brazos del bastidor 8 abrazan la unidad
térmicamente sensible). Estos brazos del bastidor 8 o bien pueden
ser miembros del cuerpo 1, o pueden estar hechos como componentes
separados fijados sobre el cuerpo 1. Un elemento difusor 9 de la
corriente de gas y gotas (una roseta) está fijado a los brazos del
bastidor 8.
Un canal de suministro de líquido realizado en el
rociador de inserción 3 está formado por un segmento 10 de una
forma cilíndrica, unida de una manera uniforme con segmentos 11 en
forma de un difusor cónico. De acuerdo con la invención, la
longitud de un segmento cilíndrico 10 excede el diámetro del canal
en este segmento. La longitud del segmento 11 en forma de un
difusor cónico excede el diámetro del canal en el segmento
cilíndrico 10. El ángulo en el vértice del cono que forma la
superficie del difusor cónico está entre 10º y 50º. Aquí la
longitud de un segmento cilíndrico 10 esté elegida no mayor que tres
veces el diámetro del canal en este segmento (de lo contrario, las
dimensiones del rociador se incrementan sin mejora del
rendimiento).
El rociador funciona de la siguiente manera.
Se alimenta agua dentro del rociador a una
presión más alta que la que causa cavitación (para agua P > 0,25
MPa). El valor de la presión es aproximadamente 1 MPa. La presión
estática en la salida del segmento cilíndrico 10 cae hasta el nivel
menor que la presión de los vapores de agua saturada. Como
resultado, emergen centros de cavitación y crecen en una corriente
de líquido. Con el movimiento adicional del líquido en el canal de
expansión de un segmento cónico 11 se genera una corriente de gas y
gotas. Los parámetros de la corriente generada dependen del ángulo
del vértice del cono que forma un difusor cónico (segmento 11) allí.
Con un valor del ángulo del vértice de la superficie cónica menor
que 10º, el líquido no se separa de las paredes del segmento cónico
11 o se separa parcialmente de forma periódica adhiriéndose a una u
otra parte de la pared cónica. Este proceso tiene lugar con
frecuencia dentro del intervalo entre 10 y 50 Hz. Con un valor del
ángulo mayor que 10º, la corriente se separa completamente desde
las paredes del canal y el espacio entre ellas y la corriente
ligeramente divergente (ángulo de divergencia 1 \textdiv 1,5º) es
llenado con vórtices de aire (en la corriente que penetra en el
aire).
En el caso de que el valor del ángulo del vértice
de la superficie cónica exceda de 50º, la actuación de la tobera es
casi la misma que la de un canal cilíndrico con una superficie
extrema lisa. Los vórtices reducen su tamaño, pero se incrementa la
frecuencia de su crecimiento. Estos vórtices solamente afectan a las
capas superficiales de una corriente generada, permaneciendo
inalterado el núcleo de la corriente.
Con la selección de un ángulo óptimo en el
vértice de la superficie cónica que forma una tobera (dentro del
intervalo entre 10º y 50º de acuerdo con la invención) resultan
vórtices a gran escala expulsados por el flujo de aire. Estos
vórtices hacen oscilar toda la corriente del líquido, que se vuelve
saturada con vapor y aire. En el flujo de salida de la corriente
desde la tobera se produce un colapso de formaciones de la fase de
gas de tamaño grande en el flujo de líquido.
Como resultado de los fenómenos descritos se
produce una corriente de líquido saturado con vapore y aire, que es
desmenuzada en gotas muy finas a la vez que colisionan con la base
del brazo el bastidor 8, un tornillo de ajuste 7 y un elemento
difusor 9 de la corriente de gas t gotas. De esta manera se consigue
la reducción del tamaño de las gotas en la corriente de gas y gotas
con la conservación de una energía cinética alta de las gotas.
Teniendo en cuenta esto, se genera una corriente de gas y gotas
finamente dispersa de un alcance largo. Esto permite en conjunto
incrementar la eficiencia de extinción con la aplicación de
rociadores con una configuración del canal de tobera de
pulverización de inserción 3 optimizada.
Este resultado sólo se obtiene con la longitud de
un segmento cilíndrico del canal 10 mayor que el diámetro de este
segmento. Con una longitud más corta de un segmento cilíndrico, las
inclusiones de cavitación en el líquido no son generadas en la
salida de este segmento. Un incremento excesivo de una longitud del
segmento cilíndrico es también indeseable, puesto que en este caso
se incrementan las pérdidas de energía debido a la fricción del
flujo del líquido contra las paredes del canal. Se prefiere
seleccionar la longitud de este segmento con pulverización de agua
en el intervalo de 2 a 10 mm.
Como resultado de estos ensayos realizados, se ha
establecido que un rociador que está incorporado de acuerdo con la
modificación anterior proporciona la generación de corrientes de gas
y gotas finalmente dispersas con un tamaño medio de las gotas de
120 \mum. El área del local protegido es 21 m^{2} del mismo.
Debería indicarse que las estructuras de los rociadores
convencionales (por ejemplo, los rociadores de tipo 25699 Grinell
AM) en circunstancias similares permiten generar una corriente de
gas y gotas con un tamaño medio de las gotas de 380 \mum. Donde
el área de la sala protegida contra el fuego no excede de 6
m^{2}.
Claims (3)
1. Un rociador que comprende un cuerpo (1) y un
canal para el suministro de líquido, una unidad térmicamente
sensible con una válvula (4) y una fijación de la unidad
térmicamente sensible, en el que se forma un canal de rociador por
un segmento (10) de una configuración cilíndrica conectado con un
segmento (11) realizado en forma de un difusor cónico,
caracterizado por el hecho de que la longitud del segmento
cilíndrico (10) excede el diámetro de este segmento y la longitud
del segmento (11) en forma de un difusor cónico excede el diámetro
del canal del segmento cilíndrico (10), estando el ángulo del
vértice del cono que forma la superficie del difusor cónico entre
10º y 50º.
2. El rociador de la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la longitud del segmento
cilíndrico (10) no excede de tres veces el diámetro del canal en
este segmento.
3. El rociador de la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la fijación de la unidad
térmicamente sensible está realizada como brazos de bastidor (8)
que abrazan a la unidad térmicamente sensible.
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