ES2316160T3 - Fuente de gas de impulsion para aparato de extincion de incendios. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UNA FUENTE EXCITADORA PARA UN APARATO EXTINTOR DE INCENDIOS QUE COMPRENDE UNAS CABEZAS DE PULVERIZACION (4), COMPRENDIENDO LA FUENTE EXCITADORA UN ACUMULADOR HIDRAULICO (5), QUE COMPRENDE UN RECEPTACULO (9, 10) CON LIQUIDO EXTINTOR Y UNA FUENTE DE GAS INSUFLADO (14) PARA FORZAR AL LIQUIDO EXTINTOR AL EXTERIOR DEL RECEPTACULO A TRAVES DE UN CANAL (29) HASTA LAS CABEZAS DE PULVERIZACION. PARA IMPEDIR LA CONGELACION DEL LIQUIDO EXTINTOR EN EL RECEPTACULO (9) Y PARA HACER QUE EL TAMAÑO DE LAS GOTAS SEA PEQUEÑO, LA FUENTE EXCITADORA SE CARACTERIZA PORQUE EL RECEPTACULO (9) COMPRENDE EN SU PARTE INFERIOR UN ORIFICIO DE SALIDA (28) PARA DIRIGIR EL LIQUIDO EXTINTOR AL EXTERIOR A TRAVES DEL CANAL (29) HASTA LAS CABEZAS DE PULVERIZACION (4) DEL APARATO EXTINTOR DE INCENDIOS, Y EL RECEPTACULO (9) ESTA CONECTADO A UN RECEPTACULO DE LIQUIDOS (10) QUE TIENE UN TUBO ASCENDENTE (31) DE TAL MODO QUE EL TUBO ASCENDENTE QUEDE DISPUESTO PARA DIRIGIR EL LIQUIDO EXTINTOR A UN LUGAR (33)DEL CANAL (29), CONSIGUIENDOSE ASI QUE LA RESISTENCIA A UNA CORRIENTE DE LIQUIDO PROCEDENTE DEL TUBO ASCENDENTE SEA MAS FUERTE QUE LA RESISTENCIA DEL CANAL (29) A LA CORRIENTE DE LIQUIDO, Y DE MODO QUE EL RECEPTACULO DE LIQUIDOS QUEDE CONECTADO A TRAVES DE UN CONDUCTO (24, 25) A LA FUENTE DE GAS INSUFLADO (14) PARA OBTENER UNA PRESION DEL GAS PROCEDENTE DE LA FUENTE DE GAS INSUFLADO, HABIENDO UNA VALVULA DE RETENCION (26) DISPUESTA EN EL CONDUCTO PARA IMPEDIR QUE EL LIQUIDO FLUYA DEL RECEPTACULO DE LIQUIDOS A LA FUENTE DE GAS INSUFLADO.

Description

Fuente de gas de impulsión para aparato de extinción de incendios.

La presente invención se refiere a una fuente de impulsión para un aparato de extinción de incendios que comprende unas boquillas rociadoras, constituyendo dicha fuente de impulsión un acumulador hidráulico, que comprende un recipiente con un líquido extintor y una fuente de gas a presión para hacer salir el líquido extintor del recipiente por un canal hacia las boquillas rociadoras.

Los extintores de extinción de incendios que utilizan aspersores y boquillas rociadoras que rocían una pulverización de líquido se han hecho cada vez más habituales durante los últimos años. El agente extintor es agua o agua que contiene aditivos. Dicho agente extintor no es sólo ecológico, sino que también puede extinguir incendios de distintos tipos eficazmente. Debido a que el agua se rocía en forma de una pulverización, los daños del agua serán mínimos. Puede mezclarse gas con la pulverización de agua con el fin de obtener una pulverización dividida muy finamente, es decir, una pulverización en la que el tamaño de las pequeñas gotas de agua es sumamente reducido.

Para que los aparatos de extinción de incendios que rocían una pulverización de líquido puedan funcionar eficazmente, se alimentan normalmente con alta presión. Una presión de este tipo puede obtenerse a partir de unas bombas de alta presión y recipientes de gas a presión. Con frecuencia se preferirán los recipientes de gas a presión, debido a que pueden funcionar independientemente sin la necesidad de una energía exterior. Debido a ello, las combinaciones de recipientes de líquido y recipientes de gas a presión constituyen las fuentes de impulsión comunes a este respecto. Estas fuentes de impulsión se denominan acumuladores hidráulicos.

Un problema con los recipientes de líquido que contienen agua es el riesgo de la formación de hielo cuando los recipientes de líquido se vacían bajo una alta presión. Si un tubo ascendente del recipiente de agua que alimenta líquido fuera del recipiente de agua se congela, puede obstruirse, por lo cual la alimentación del agente extintor se obstaculiza o se interrumpe totalmente.

Cuando se utilizan acumuladores hidráulicos, el tamaño de las pequeñas gotas de agua se hace cada vez mayor hacia el final del proceso de vaciado. Esto no es deseable normalmente. Por esta razón, es conocido (WO 94/08659) el sistema de mezclar gas con el agua alimentada fuera del recipiente de agua con el fin de mantener el tamaño de gota suficientemente pequeño.

La presente invención se refiere a una nueva fuente de impulsión para aparatos de extinción de incendios, previendo que dicha fuente de impulsión resolverá dichos problemas.

La fuente de impulsión está caracterizada principalmente porque el recipiente comprende en su parte inferior una boca de salida para conducir el líquido extintor por medio del canal a las boquillas rociadoras del aparato de extinción de incendios y porque el recipiente está conectado a un recipiente de líquido que presenta un tubo ascendente de tal manera que dicho tubo ascendente está dispuesto para conducir líquido extintor a un lugar en el canal, por lo cual la resistencia a una circulación de líquido que llega por el tubo ascendente se ha hecho más fuerte que la resistencia del canal a la circulación de líquido, y porque el recipiente de líquido está conectado por medio de un conducto a la fuente de gas a presión con el fin de obtener una presión de gas de la fuente de gas a presión, por lo cual una válvula de retención está dispuesta en el conducto para evitar que el líquido circule del recipiente de líquido a la fuente de gas a presión.

Las formas de realización preferidas de la invención se presentan en las reivindicaciones adjuntas 2 a 8.

La mayor ventaja de la fuente de impulsión según la invención es que el riesgo de congelación se supera de una manera sencilla y segura. Además, el consumo de líquido extintor disminuye y el tamaño de las gotas de la pulverización de líquido puede hacerse muy reducido de una manera muy sencilla.

En la exposición siguiente, se describirá la invención con mayor detalle haciendo referencia al dibujo adjunto, en el que:

la figura 1 muestra una forma de realización preferida de la invención, y

la figura 2 muestra un detalle de la figura 1.

La fuente de impulsión de la figura 1 está conectada a unos aspersores sensibles al calor 1, 2 y a unas boquillas rociadoras 3, 4. Dichos aspersores y boquillas rociadoras son preferentemente de un tipo que pueden producir un agente extintor en forma de una pulverización de líquido finamente dividida que presenta una fuerte penetración y una aspiración simultánea en la proximidad de la boquilla rociadora. En los documentos WO 92/20453, WO 92/22353, y WO 94/16771 se describen aspersores de este tipo.

La fuente de impulsión designada en general mediante el número de referencia 1 comprende cuatro acumuladores 5, 6, 7, 8. El acumulador 5 comprende dos recipientes a presión 9, 10, presentando cada uno de ellos un volumen de 10 l. Los acumuladores 6 a 8 comprenden un recipiente a presión 11 a 13, presentando cada uno de ellos un volumen de 50 l. Los recipientes a presión 9 a 13 contienen un líquido extintor que consiste en un líquido a base de agua, es decir, agua con o sin aditivos. El número de recipientes a presión y su tamaño puede variar según la aplicación.

Los recipientes a presión 11, 12 que alimentan los aspersores 1, 2 y el recipiente a presión 13 que alimenta la boquilla rociadora 3 con agente extintor están conectados a un recipiente de gas a presión en forma de una botella de gas 14 que presenta un volumen de 50 l. El volumen de la botella de gas 14 se selecciona según la aplicación. El gas es gas nitrógeno que presenta una presión de 300 bar. La ventaja de utilizar nitrógeno consiste en que se obtiene un peso adecuado para el agente extintor de tal manera que dicho agente extintor puede ajustarse inicialmente contra el suelo de una habitación con fuego, tras lo cual el componente de gas del agente extintor (nitrógeno u otro gas incombustible que presente un peso inferior que el aire) puede elevarse entonces hacia arriba y reducir de este modo el contenido de oxígeno en la habitación con fuego y extinguir de este modo el incendio o por lo menos tenerlo bajo control. En lugar de gas nitrógeno, puede utilizarse otro gas incombustible, tal como, por ejemplo, argón u óxido de carbono. Puede utilizarse una botella de gas 14 que presente distintas presiones: la presión característica es de 100 a 300 bar antes de que comience la extinción, pero puede utilizarse una botella de gas con una presión comprendida en el intervalo entre 50 y 100 bar. Se requiere una presión de por lo menos 20 bar para proporcionar un efecto suficiente.

Antes de su utilización, es decir antes de que se inicie la extinción, los recipientes a presión 11 a 13 se llenan de agua hasta aproximadamente el 80%. Los números de referencia 34 a 36 indican unos tubos de sifón, por medio de los cuales el nivel de agua en los recipientes a presión 11 a 13 se fija inicialmente en el nivel de 80%. Los recipientes a presión 11 a 13 comprenden un tubo ascendente 15 a 17. La figura 2 muestra la parte inferior del tubo ascendente 15 del recipiente a presión 11 ampliada y con mayor detalle. El número de referencia 38 designa una válvula de retención que impide que el agente circule por los tubos ascendentes 15, 16 de los recipientes a presión 11, 12 hacia el recipiente a presión 13, pero permite una circulación opuesta del agente extintor. El tubo ascendente de los recipientes a presión 12 y 13 es similar. El tubo ascendente 15 comprende en su extremo inferior tres orificios laterales 18 de manera que aproximadamente el 70% del tubo ascendente está situado por encima de los orificios laterales y aproximadamente el 30% está situado por debajo de dichos orificios laterales. En la parte inferior del tubo ascendente 15, existe una abertura de alimentación 19. El extremo inferior del tubo ascendente 15 presenta un paso reducido por medio de un estrangulamiento 20. Dicho estrangulamiento 20 está formado en el extremo inferior del tubo ascendente 15 por debajo de los orificios laterales 18 de dicho tubo ascendente. El estrangulamiento 20 está constituido por una construcción en el tubo ascendente 15. Dicha construcción forma un orificio que presenta el diámetro d2 = 0,5 mm, mientras que el diámetro nominal d1 del tubo ascendente 15 generalmente está comprendido dentro del intervalo entre 8 y 15 mm. El estrangulamiento 20 presenta preferentemente el diámetro d2 = 0,2 a 4 mm, y más probablemente 0,3 a 2 mm. La selección del diámetro d2 del estrangulamiento 20 depende de muchos factores, tales como el tipo de boquilla rociadora 1, 2, el número de boquillas rociadoras, la presión de impulsión en la botella de gas 14, el tipo de gas, el diámetro d1 del tubo ascendente 15, el tamaño y la cantidad de los orificios laterales 18, la utilización de la instalación, es decir el tipo de incendio que tiene que extinguirse.

El número de referencia 34 designa una válvula de cierre manual.

Los recipientes a presión 9, 10 comprenden unos tubos de alimentación de gas 23, 24, por medio de los cuales su contenido se conecta a un conducto 25 para obtener gas de la botella de gas 14.

Mediante el número de referencia 26 se designa una válvula de retención que evita que el fluido circule del recipiente a presión 10 a la botella de gas 14 o al recipiente a presión 9.

El recipiente a presión 9 se llena de agua antes de su utilización, es decir antes de que se inicie la extinción. El conducto 25 conduce al tubo de alimentación de gas 23 del recipiente a presión 9, estando dispuesta una boca de entrada 27 del tubo a una distancia suficiente, por ejemplo 20 cm, de una abertura 28 en la parte inferior del recipiente a presión 9, conduciéndose por dicha abertura agua fuera del recipiente a presión hacia un canal 29 y además a un tubo de salida 30 o un conducto que conduce a la boquilla rociadora 4. Dicha distancia es necesaria con el fin de que no pueda circular ningún gas a la abertura 28 antes de que se haya vaciado de agua el recipiente a presión 9. La distancia será preferentemente por lo menos de aproximadamente 4 cm y generalmente de 10 a 20 cm. El tubo de alimentación de
gas 23 puede omitirse, por lo cual el conducto 25 se dispone para que alimente gas a la parte superior del recipiente 9.

El recipiente a presión 10 se llena con agua hasta el 60% antes de que se inicie el vaciado del recipiente. El número de referencia 28 designa unos tubos de sifón. En el espacio de gas en el extremo superior del recipiente a presión, hay gas nitrógeno bajo una alta presión, por ejemplo de 180 bar y generalmente de 100 a 200 bar. El recipiente a presión 10 presenta un tubo ascendente 31 que se extiende desde el extremo inferior del recipiente a presión hasta el tubo de salida 30. El tubo ascendente 31 está dispuesto para que alimente líquido extintor a un lugar 33 en el canal 29. Un estrangulamiento 32 está dispuesto en relación con el tubo ascendente 31. Si el diámetro interior del tubo ascendente 31 es de 6 mm y el diámetro interior del canal 29 es de 8 mm, el diámetro del estrangulamiento es de 0,7 mm. La función del estrangulamiento 32 es generar una resistencia suficiente en el tubo ascendente 31 de manera que el recipiente a presión 9 se vacíe inicialmente de agua, tras lo cual puede comenzar el vaciado del recipiente a presión 10. Es característica una caída de presión de 10 bar por encima del estrangulamiento 32.

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El número de referencia 33 designa una válvula de solenoide dispuesta entre la botella de gas 14 y los recipientes a presión 9 a 13. Puede conectarse un detector de humo (no representado) a la válvula de solenoide 33 para proporcionar una señal a la válvula de solenoide y abrirla. Cuando se abre la válvula 33, se alimenta el gas nitrógeno a los recipientes a presión 11 a 13, generándose en las partes superiores de los mismos una presión de gas inicial de por ejemplo 140 bar y una presión en el recipiente a presión 10. El espacio de gas en los recipientes a presión 11 a 13 es aproximadamente el 20% del volumen de los recipientes a presión y el espacio de gas en el recipiente a presión 10 aproximadamente el 60% del volumen del recipiente a presión. El nitrógeno actúa como un gas de impulsión para hacer salir el agua de los recipientes a presión 9 a 13. Gracias al hecho de que el recipiente a presión 9 no presenta ningún tubo ascendente para el agua, no puede producirse ninguna congelación del agua, sin embargo el recipiente a presión 9 se vaciará de agua con seguridad. Una vez que el recipiente a presión 9 se ha vaciado de agua, lo cual se produce en unos diez segundos, el gas comienza a circular por la abertura 28 hacia el tubo de salida 30, mientras que una poca cantidad de agua del recipiente a presión 10 se mezcla con el gas. La cantidad de agua es pequeña debido al estrangulamiento 32. En lugar de un estrangulamiento, puede utilizarse un tubo ascendente 31 que presente un diámetro interior suficientemente reducido en comparación con el diámetro del canal 29. La relación entre la cantidad de gas y agua conducidos hacia el tubo de salida 30 es, por ejemplo, 300:1. Esta relación hace que se produzca una pulverización muy fina. Se adoptan unas relaciones comprendidas entre 100:1 y 500:1 para proporcionar un resultado muy bueno. La presión de gas en el recipiente a presión 10 es la fuerza de impulsión para dosificar agua por el estrangulamiento 32 hacia el tubo de salida 30.

Al mismo tiempo que se inicia el vaciado del recipiente a presión 9, los recipientes a presión 11, 12 comienzan a vaciarse de tal manera que el agua circula a través de la abertura de alimentación 19 de los tubos ascendentes 15, 16 y también a través de los orificios laterales 18. Simultáneamente, o con un retardo predeterminado por medio de un sincronizador que afecta a la válvula 37, se inicia el vaciado del recipiente a presión 13.

Cuando los recipientes a presión 11 a 13 se vacían, el nivel de agua en los mismos desciende, por lo cual aumenta el volumen de gas. La proporción de agua en el gas que abandona el tubo ascendente 15 a 17 está determinada por la posición del nivel de agua en los recipientes a presión 11 a 13. En el inicio, los orificios laterales 18 y la abertura de alimentación 19 por el estrangulamiento 20 alimentan únicamente agua al tubo ascendente. Cuando el nivel de líquido ha alcanzado el nivel de los orificios laterales 18, y cuando, por ejemplo, se han rociado 1 a 3 l de agua de los recipientes a presión 11 a 13, el gas nitrógeno comienza a mezclarse con el agua por medio de la cual dicho gas nitrógeno circula por los orificios laterales 18. La presión ha bajado entonces a un valor considerablemente inferior a 140 bar. Debido a que la presión de gas en los recipientes a presión 11 a 13 ha bajado relativamente mucho, la cantidad de gas requerida para obtener pequeñas gotas, por ejemplo de 10 a 20 \mum, es relativamente grande. El tamaño de gota aumenta cuando la presión disminuye, si los otros parámetros permanecen invariables. El vaciado de los recipientes a presión 11 a 13 continúa hasta que los recipientes a presión se vacíen totalmente de agua.

Gracias al estrangulamiento 20, se genera una diferencia de presiones p1-p2 relativamente grande en los orificios laterales 18 de la zona exterior a la zona interior del tubo ascendente 15. Esta diferencia de presiones, que puede ser, por ejemplo, en la medida de 50 bar, hace que el gas nitrógeno circule eficazmente por los orificios 18 una vez que el nivel de líquido en el recipiente a presión 11 ha bajado a un nivel por debajo de los orificios laterales 18. Debido al hecho de que el gas puede circular eficazmente en los orificios laterales 18, se obtiene el resultado de que el tamaño de gota en la pulverización que sale de las boquillas rociadoras 1, 2 y 3 puede hacerse muy reducido, por ejemplo, comprendido entre 10 y 20 \mum e incluso inferior a 10 \mum, al final de la extinción. Debido a que la mezcla de gas es eficaz, es posible maniobrar con una cantidad pequeña de agua.

Resulta evidente que los orificios laterales pueden disponerse en distintas alturas del tubo ascendente 15, por lo cual es posible obtener, por medio de la posición en altura y la dimensión de los orificios laterales, el tamaño de las gotas y la consistencia del líquido extintor deseados durante el proceso de vaciado. El estrangulamiento se dispone entonces por debajo del orificio lateral más bajo, con lo que se obtiene una gran diferencia de presiones en todos los orificios laterales, que es preferible para presentar una gran cantidad de gas mezclado con el líquido. Sin embargo, es concebible que se dispongan orificios laterales tanto por encima como por debajo del estrangulamiento 20. No obstante, es importante que el estrangulamiento 20 esté dispuesto por debajo del orifico lateral más superior, de manera que se obtiene una mayor diferencia de presiones por lo menos en este orificio lateral, permitiendo dicha diferencia que el gas circule por el orificio lateral una vez que el nivel de agua haya descendido al nivel en altura de este orificio.

El tubo ascendente 15 no requiere necesariamente presentar aberturas laterales 18 y un estrangulamiento 20.

Si el estrangulamiento 20 está constituido por un orificio que presenta un diámetro lo suficientemente reducido d2 en comparación con los diámetros de los orificios laterales 18, la diferencia de presiones p1-p2 será muy grande y el líquido puede circular a través de los orificios laterales. El diámetro de los orificios laterales está comprendido preferentemente entre 0,5 y 5 mm, y más preferentemente entre 1 y 3 mm. En la forma de realización de la figura 1, el diámetro de los orificios laterales es de 2 mm.

La invención se ha descrito anteriormente haciendo referencia únicamente a un ejemplo. Se observará que los detalles de la invención pueden variar de muchas maneras dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, el estrangulamiento de los tubos ascendentes 15 a 17 puede construirse alternativamente, por ejemplo, como un orificio practicado en la pared del tubo ascendente en el extremo más inferior de dicho tubo ascendente. El número de orificios laterales en el tubo ascendente puede ser mucho mayor que el que se representa en las figuras. También puede concebirse que exista únicamente un orificio lateral. Deberá indicarse que no se requiere que la fuente de gas sea un recipiente de gas a presión.

Claims (8)

1. Fuente de impulsión para un aparato de extinción de incendios, que comprende unas boquillas rociadoras (4), constituyendo dicha fuente de impulsión un acumulador hidráulico (5), que comprende un recipiente (9, 10) con un líquido extintor y una fuente de gas a presión (14) para impulsar el líquido extintor fuera del recipiente (9, 10) por un canal (29) a las boquillas rociadoras (4), caracterizada porque dicho recipiente (9) comprende en su parte inferior una boca de salida (28) para conducir el líquido extintor por medio del canal (29) fuera de las boquillas rociadoras (4) del aparato de extinción de incendios, porque el recipiente (9) está conectado a un recipiente de líquido (10) que presenta un tubo ascendente (31) de tal manera que dicho tubo ascendente (31) está dispuesto para conducir líquido extintor a un lugar (33) en el canal (29), por lo cual la resistencia a una circulación de líquido que llega por el tubo ascendente (31) se ha hecho más fuerte que la resistencia del canal (29) a la circulación de líquido, y porque el recipiente de líquido (10) está conectado por medio de un conducto (24, 25) a la fuente de gas a presión (14) con el fin de obtener una presión de gas de la fuente de gas a presión (14), por lo cual está dispuesta una válvula de retención (26) en el conducto (24, 25) para evitar que el líquido circule del recipiente de líquido (10) a la fuente de gas a presión (14).

2. Fuente de impulsión según la reivindicación 1, caracterizada porque la fuente de gas a presión (14) comprende una fuente de gas a presión (14) separada del recipiente (9) y conectada al recipiente (9) y al recipiente de líquido (10) por medio de dicho conducto (25) que conduce a una boca de entrada de recipiente (27) para gas a presión, estando situada dicha boca de entrada (27) a una distancia tal de la boca de salida del recipiente (28) que el gas no puede circular de la boca de entrada (27) a la boca de salida (28), antes de que el recipiente (9) se haya vaciado de líquido extintor por lo menos en su mayor parte.

3. Fuente de impulsión según la reivindicación 2, caracterizada porque la distancia entre la boca de entrada (27) y la boca de salida (28) es por lo menos de 4 cm.

4. Fuente de impulsión según la reivindicación 1, caracterizada porque la resistencia del tubo ascendente (31) se selecciona de manera que la proporción entre gas y agua sea de 100:1 a 500:1.

5. Fuente de impulsión según la reivindicación 1, caracterizada porque el líquido extintor es un líquido a base de agua y la fuente de gas a presión (14) es un recipiente de gas a presión (14) lleno de gas incombustible que presenta una presión comprendida entre 20 y 300 bar.

6. Fuente de impulsión según la reivindicación 5, caracterizada porque el recipiente de gas a presión (14) contiene gas nitrógeno.

7. Fuente de impulsión según la reivindicación 1, caracterizada porque la fuente de impulsión comprende un acumulador adicional (6) que comprende una botella de líquido (11) conectada a la fuente de gas a presión (14), comprendiendo dicha botella de líquido (11) un tubo ascendente (15) que presenta por lo menos un orificio lateral (18) y una abertura de alimentación (19) situada en el extremo inferior de la botella de líquido (11) para alimentar con líquido extintor el tubo ascendente (15) y además las boquillas rociadoras (1, 2), por lo cual el tubo ascendente (15) comprende un estrangulamiento (20) en una zona debajo de dicho por lo menos un orificio lateral (18).

8. Fuente de impulsión según la reivindicación 1, caracterizada porque la boca de salida (28) se encuentra en la parte inferior del recipiente (9).