KR101531478B1

KR101531478B1 - 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 장치, 시스템들 및 방법들

Info

Publication number: KR101531478B1
Application number: KR1020107012715A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠스 브라이언 메이홀 펜톤; 제임스 올리버 프렌치; 자체리 엘. 마농; 데이비드 제이. 르블라닉; 션 에스. 트로우트
Original assignee: 퍼슈트 다이나믹스 피엘씨
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2015-06-25
Also published as: CA2705140C; SG185990A1; AR069254A1; CN101951993A; ES2569071T3; DK2217336T3; MX2010005174A; AU2008325164A1; US9498787B2; US20110203813A1; KR20100101099A; EP2217336A1; PL2217336T3; RU2010123356A; TWI511759B; RU2476252C2; GB0803959D0; TW200940124A; PE20091707A1; EP2217336A4

Abstract

미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 장치, 시스템들, 및 방법들이 제공된다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 화재에 대처하며 바람직하게는 억제하기 위해 물 미스트를 제공하는 시스템들 및 디자인 방법을 제공한다. 본 발명은 화재에 대처하며, 바람직하게는 화재를 제어하고, 억제하고, 및 보다 바람직하게는 화재를 소멸시키기 위해 공간의 전역 방출 체적 보호를 위한 시스템들 및 방법들을 더 제공한다. 본 발명은 이런 시스템들 및 방법들에 사용하기 위한 분무 장치들을 더 제공한다.

Description

미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 장치, 시스템들 및 방법들{FIRE PROTECTION APPARATUS, SYSTEMS AND METHODS FOR ADDRESSING A FIRE WITH A MIST}

우선권 데이터 및 참고로서 포함

본 출원은 (i) 2007년 11월 9일에 출원된 미국 가출원 특허 번호 60/987,021; (ii) 2007년 11월 19일에 출원된 미국 가출원 특허 번호 60/989,083; 및 (iii) 2008년 3월 3일에 출원된 영국 특허 출원 번호 0803959.6에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이들의 각각은 그 전문이 참고로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 방화를 위한 액체 미스트 스프레이 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 화재에 대처하며 바람직하게는 화재를 억제하기 위한 물 미스트(water mist)를 제공하는 시스템들 및 이들의 디자인 방법에 관한 것이다. 훨씬 더 바람직하게는, 본 발명은 화재에 대처하며, 바람직하게는 화재를 제어하고, 억제하며, 보다 바람직하게는 소멸시키기 위해 공간의 전역 방출 체적 보호(total flooding volume protection)를 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 본 발명은 이 시스템들 및 방법들에 사용하기 위한 장치들을 더 제공한다.

예를 들어 MARIOFF CORPORATION의 HI-FOG

와 같은 공지된 고압 물 미스트 시스템들은 50μm - 120μm(미크론) 사이의 범위에 있는 물방울들의 제조에 의지하며, 보다 큰 물방울들은 보다 작은 물방울들을 화재의 주요 연소 영역으로 운반한다. 고압 시스템과 같은 것을 사용하여 보호 영역에서 물방울 크기들의 요구되는 혼합을 제공하는 것은 방출점들의 신중한 위치 선정과 대량의 물을 필요로 한다. HI-FOG

시스템은 유체가 50μm - 120μm 물방울의 발생을 위해 고압에서 방출 노즐들로 운반되는 단일 유체(물) 시스템이다.

이런 시스템에 사용하기 위한 하나의 타입의 장치는 국제 특허 WO 92/20453에서 설명된다. 연속 방향 안개 스프레이를 위해 서로 가까이 배치된 다수의 노즐들을 가지는 스프레이 헤드가 거기에 도시되고 설명된다.

다른 물 미스트 시스템 및 방법은 미국 특허 공개 번호 20050000700에 설명된다. 미스트의 순환 운동이 공간에서 만들어지도록 미스트가 불균일하게 분산되는 방식으로 제공되는 선박들의 엔진 룸들과 같은 높은 공간들에 대한 소화 방법이 거기에서 설명된다.

트윈 또는 듀얼 유체 방화 노즐들이 미국 특허 번호 5,312,041 및 미국 특허 번호 5,520,331에 도시되고 설명된다. 미국 특허 번호 5,312,041에서, 노즐이 제2 유체에 의해 둘러싸인 경로에 제1 유체를 방출하는 소화를 위한 듀얼 유체 방법 및 장치가 도시되고 설명된다. 미국 특허 번호 5,520,331에서, 노즐에 연결된 상류 혼합 블록의 중앙 가스 배관의 내에 중심이 있는 구멍을 가지는 액체 운반 튜브를 통해 제공된 액체를 분무하는 수렴/확산 가스 노즐이 도시되고 설명된다.

다른 물 미스트 시스템들 및 노즐들은 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2003/030995, WO 2005/115555 및 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2006/132557과 미국 특허 번호 7,080,793에 설명된다. 다른 미스트 발생 장치들은 국제 특허 공개 번호 WO 2005/082545 및 국제 특허 공개 번호 WO 2005/082546에 도시되고 설명되며, 이들의 각각은 (미국의 외부에서) 본 출원의 거명된 출원인인, Pursuit Dynamics PLC에 부여된다.

국제 특허 WO 2001/76764는, 주로 화재 억제에 사용하기 위한, 두 개의 유체들을 사용하는 미스트 발생 장치를 도시한다. 국제 특허 WO 2001/76764에서, 제1 유체 방울들의 스프레이는 종래의 방식으로 다수의 에어로졸 노즐들을 통해 제1 유체를 가압함으로써 만들어진다. 그 후에 이 방울들은 장치로부터 나온 제1 유체 방울들과 제2 유체의 결합된 흐름을 스프레이하는 수렴-확산 노즐을 통해 제2 유체의 흐름에 의해 운반된다. 국제 특허 WO 2001/76764의 목적은 이 장치로부터 제1 유체 방울들을 운반하기 위해 유체의 제2 흐름을 사용함으로써 제1 유체의 에어로졸 스프레이를 만들어내기 위해 요구되는 압력을 감소시키는 것이다. 제2 흐름은 또한 몇몇의 경우에 에어로졸 스프레이를 형성하는 제1 유체 방울들이 증발하게 할 수 있는 마찰력을 감소시킨다.

국제 특허 WO 2001/76764는 제1 유체 방울 체제를 만들어내기 위해 제2 유체를 사용하지 않는다. 대신에, 이 방울들은 종래의 방식으로 방울들을 만들어내는 에어로졸 노즐들의 배열을 통해 만들어진다. 제2 유체의 흐름은 그 후에 제2 유체에 의해 제1 유체에 가해지는 어떤 분무 메커니즘이 없이 스프레이 노즐을 통해 이 방울들을 운반한다. 이와 같이 국제 특허 WO 2001/76764는 에어로졸 방울들을 만들어내기 위해 상대적으로 높은 압력에서 공급되는 제1 유체를 여전히 필요로 한다.

미국 가출원 특허 번호 60/987,021, 미국 가출원 특허 번호 60/989,083, 영국 특허 출원 번호 0803959.6, 국제 특허 WO 92/20453, 미국 특허 공개 번호 20050000700, 미국 특허 번호 5,312,041, 미국 특허 번호 5,520,331, 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2003/030995, WO 2005/115555, 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2006/132557, 미국 특허 번호 7,080,793, 국제 특허 공개 번호 WO 2005/082545, 국제 특허 공개 번호 WO 2005/082546, 및 국제 특허 WO 2001/76764

설치 방법들

본 발명의 일 실시예는 천장, 복수의 코너들을 한정하기 위한 복수의 벽들 및 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐 체적을 가지는 대체로 밀폐된 공간 내에 고정된 설비를 위한 미스트 방화 방법이다. 이 방법은 대체로 밀폐된 공간에 적어도 하나의 미스트 발생 장치를 배치하는 단계를 포함하며, 적어도 하나의 미스트 발생 장치를 배치 하는 단계는 (i) 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)는 적어도 260 cu. m(9180 cu. ft)인 밀폐된 공간에 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들에 설치하며, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들은 약 3.4 m(11 ft)의 이들 사이의 최소 간격을 한정하기 위해 대각선으로 마주보는 코너들에 배치되는 단계, (ii) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 8.0 m(26.2 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 0.3 m(1 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어떤 벽으로부터의 거리에 적어도 하나의 미스트 발생 장치를 설치하는 단계, (iii) 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 8.0 m(26.2 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서 적어도 하나의 미스트 발생 장치를 설치하며, 이 설치는 밀폐된 공간의 복수의 코너들 중의 어느 하나로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리와 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 천장으로부터의 거리에 천장의 아래에서 행해지는 단계, (iv) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 8.0 m(26.2 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 0.3 m(1 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 복수의 벽들 중의 어느 하나로부터의 거리에, 약 3.4 m(11 ft)에서부터 약 30.4 ft까지의 범위에 있는 거리만큼 서로로부터 이격되게, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들을 설치하는 단계, 및 (v) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 8.0 m(26.2 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서 밀폐된 공간의 복수의 코너들 중의 어느 하나로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리와 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 천장으로부터의 거리에 천장의 아래에서 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들을 설치하며 그 결과로 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들 각각이 장치에서부터 복수의 벽들의 반대편의 벽까지 약 1.5 m(5 ft)의 직경을 가지는 방해받지 않는 방출 경로를 가지는 방출의 중심선을 한정하며, 장치는 반대편의 벽으로부터 약 3.8 m(12.5 ft)에서 약 12.0 m(39.3 ft) 사이의 범위의 거리에 설치되며 적어도 두 개의 장치들의 방출 중심선들은 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 4.6 m(15 ft) 사이의 범위에 있는 수직의 간격을 가지는 단계로부터 선택될 수 있다.

이 방법은 미스트 발생 장치까지 내장식 유체 공급원에 배관을 설치하는 단계를 더 포함한다. 배관 설치 단계는 적어도 25 갤런의 용량을 가지는 액체 공급 탱크의 출구를 미스트 발생 장치에 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 배관 설치 단계는 또한 적어도 세 개의 가압된 11.3 cu. m(400 cu. ft) 탱크들의 뱅크(bank)를 가지는 가스 공급원을 액체 공급 탱크 및 미스트 발생 장치와 병렬로 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

이 방법은 실린더들로부터 탱크 및 적어도 하나의 미스트 발생 장치까지 가스를 방출시키기 위해 액추에이터를 연결시키는 단계를 더 포함한다. 연결 단계는 액추에이터를 밀폐된 공간에 배치되는 열 방출 탐지기와 결합시키는 단계를 포함할 수 있으며, 열 탐지기는 밀폐된 공간의 화재에 반응하며 그 결과로 화재를 탐지하면, 열 탐지기는 탱크를 가압하여 미스트 발생 장치에 가스를 운반하도록 실린더들로부터 가스를 방출시키기 위해 액추에이터에 신호를 보낸다.

다른 실시예에서, 본 발명은 천장, 복수의 코너들을 한정하기 위한 복수의 벽들 및 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐 체적을 가지는 대체로 밀폐된 공간 내의 고정된 설비에 대한 미스트 방화를 제공하기 위한 키트이다. 이 키트는 (i) 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)는 적어도 260 cu. m(9180 cu. ft)인 밀폐된 공간에 설치되며, 약 3.4 m(11 ft)의 이들 사이의 최소 간격을 한정하기 위해 대각선으로 마주보는 코너들에 배치되는 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들, (ii) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 밀폐 공간의 현수식 구성에서 0.3 m(1 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어떤 벽으로부터 거리에 설치된 적어도 하나의 미스트 발생 장치, (iii) 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 밀폐 공간의 측벽 구성에서 적어도 하나의 미스트 발생 장치가 설치되며, 설치되는 적어도 하나의 미스트 발생 장치는 밀폐된 공간의 복수의 코너들 중의 어느 하나로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리와 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 천장으로부터의 거리의 천장의 아래에 있는 적어도 하나의 미스트 발생 장치, (iv) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 밀폐 공간의 현수식 구성에서 0.3 m(1 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 복수의 벽들 중의 어느 하나로부터 거리에, 약 3.4 m(11 ft)에서부터 약 30.4 ft까지의 범위에 있는 거리만큼 서로 이격되게, 설치되는 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들, 및 (v) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 밀폐된 공간의 측벽 구성에서 밀폐된 공간의 복수의 코너들 중의 어느 하나로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리와 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 천장으로부터의 거리에 천장의 아래에서 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되며 그 결과로 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들 각각이 장치에서부터 복수의 벽들의 반대편의 벽까지 약 1.5 m(5 ft)의 직경을 가지는 방해받지 않는 방출 경로를 가지는 방출의 중심선을 한정하며, 장치는 반대편의 벽으로부터 약 3.8 m(12.5 ft)에서 약 12.0 m(39.3 ft) 사이의 범위의 거리에 설치되며 적어도 두 개의 장치들의 방출 중심선들은 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 4.6 m(15 ft) 사이의 범위에 있는 수직의 간격을 가지는 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들로부터 선택되는 적어도 하나의 미스트 발생 장치를 포함한다.

키트는 내장식 유체 공급원을 더 포함한다. 내장식 유체 공급원은 약 25 갤런의 용량을 가지는 액체 공급 탱크 및 적어도 하나의 분무기에 연결하기 위해 출구를 가지는 매니폴드에 결합되는 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하는 가스 공급원을 포함한다. 매니폴드는 탱크를 가압하기 위해 액체 공급 탱크에 연결된다. 탱크는 적어도 하나의 미스트 발생 장치에 연결하기 위한 출구를 포함한다. 키트는 탱크에서부터 적어도 하나의 미스트 발생 장치까지 액체의 대체로 일정한 흐름을 제공하도록 탱크의 출구와 적어도 하나의 분무기 사이에 인라인으로 위치시키기 위해 오리피스를 더 포함한다.

방화 시스템들

본 발명은 또한, 예를 들어 적어도 일백삼십 입방 미터(130 cu. m) 또는 사천오백구십 입방 피트(4590 cu.ft)의 체적을 가지며, 예를 들어 1040 cu. m와 같이, 적어도 260 cu. m를 포함하는 공간과 같은, 어떤 체적의 대체로 밀폐된 공간에 대한 미스트 방화 시스템을 제공한다. 이 시스템은 적어도 하나의 장치까지 미스트의 발생을 위한 제1 유체 및 제2 유체를 운반하기 위해 유체 공급원에 결합되는 적어도 하나의 미스트 발생 장치를 포함한다.

제1 유체는 바람직하게는 액체이며 보다 바람직하게는 소화 약제로 작용하는 물이다. 제2 유체는 바람직하게는 가스이며 보다 바람직하게는 미스트의 발생 및 분산을 위해 제1 유체의 분무 및 이송을 위한 불활성 가스이다. 바람직하게는, 액체 및 가스는 밀폐된 공간에서 화재에 대처하기 위해 이 장치가 미스트를 발생시키기에 충분한 유량과 압력으로 장치에 운반된다. 하나의 바람직한 미스트 방화 시스템은 화재에 대처하며, 바람직하게는 화재를 제어하거나 억제하며, 보다 바람직하게는 소멸시키기 위해 체적, 농도 및/또는 밀도 중의 하나로 미스트를 발생시키며 분산시킨다.

본 발명의 이 양상의 하나의 예시적인 실시예는 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이다. 이 시스템은 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 적어도 하나의 미스트 발생 장치를 포함한다. 적어도 하나의 미스트 발생 장치는 (1) 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 작동 노즐을 한정하는 제1 유체 통로, (2) 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되며 제1 유체 통로와 동축이며, 이송 노즐을 한정하는 제2 유체 통로, (3) 이송 노즐이 길이방향 축에 대하여 발산하는 흐름 패턴을 한정하도록 제2 유체 통로에 배치되는 솔리드 돌출부, 및 (4) 작동 노즐 및 이송 노즐과 연통하는 챔버를 포함한다. 이 시스템은 또한 환형으로 작동 노즐로부터 액체의 방출을 위해 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 포함하는 내장식 유체 공급원을 포함한다. 유체 공급원은 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위해 챔버에서 액체 환형과 혼합되도록 이송 노즐로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에 있는 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 더 포함한다. 유체 공급원은 (i) 가스 공급원에 의해 가압된 액체 공급원으로서, 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원; (ii) 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하는 가압된 가스 공급원으로서, 각각의 실린더가 제2 유체 출구에 연결된 배관 매니폴드에 결합되고 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 가스 공급원과, 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 방화 액체의 탱크를 포함하는 액체 공급원으로서, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원; 및 (iii) 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 장치에 제공되는 액체와 가스로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 가진다.

이 실시예에서, 미스트는 (i) 1에서부터 10 미크론까지의 범위의 직경을 가지며, 보다 바람직하게는, 대체로 모든 방울들이 1에서부터 10 미크론까지의 범위의 직경을 가지는 대부분의 방울들; (ii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 오십칠 리터(57 L)(십오 갤런(15 gal))에서 약 구십오 리터(95L)(이십오 갤런(25 gal)) 사이의 범위에 있는 전체 액체 공급; (iii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 한정하는 것; 및 (iv) 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 크기의 화재들에 대하여 약 780초에서부터 약 80초까지의 범위에 있는 소화 시간으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 특성을 더 가진다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예는 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이다. 이 시스템은 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 적어도 하나의 미스트 발생 장치를 포함하며, 적어도 하나의 미스트 발생 장치는 (1) 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 작동 노즐을 한정하는 제1 유체 통로, (2) 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되고 제1 유체 통로와 동축이며, 이송 노즐을 한정하는 제2 유체 통로, (3) 이송 노즐이 길이방향 축에 대하여 발산하는 흐름 패턴을 한정하도록 제2 유체 통로에 배치되는 솔리드 돌출부 및 (4) 작동 노즐 및 이송 노즐과 연통하는 챔버를 포함한다.

이 실시예에서, 적어도 하나의 미스트 발생 장치는 (i) 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)가 적어도 260 cu. m(9180 cu. ft)인 밀폐된 공간에 배치되며, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들은 약 3.4 m(11 ft)의 이들 사이의 최소 간격을 한정하기 위해 대각선으로 마주보는 코너들에 배치되는 것; (ii) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 1.2 m(4 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어떤 벽으로부터의 거리에 설치되는 것; (iii) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서, 밀폐된 공간의 어떤 코너로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리로, 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 밀폐 공간의 천장 아래에 설치되는 것; (iv) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 1.2 m(4 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어느 벽으로부터 거리에, 약 3.4 m(11 ft)에서부터 약 6.7 m(22 ft)까지의 범위에 있는 거리만큼 서로 이격되게, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되는 것, 및 (v) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서, 밀폐된 공간의 어떤 코너로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리에, 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 천장의 아래에 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되며 그 결과로 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들 각각이 장치에서부터 반대편의 벽까지 약 1.5 m(5 ft)의 직경을 가지는 방해받지 않는 방출 경로를 가지는 방출의 중심선을 한정하며, 장치는 반대편의 벽으로부터 약 3.8 m(12.5 ft)에서 약 12.0 m(39.3 ft) 사이의 범위로 떨어진 거리에 설치되며 적어도 두 개의 장치들의 방출 중심선들은 1.0 m(3.3 ft)에서 약 4.6 m(15 ft) 사이의 범위에 있는 수직의 간격을 가지는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방식으로 밀폐된 공간 내에 설치된다.

이 시스템은 작동 노즐로부터 환형으로 액체의 방출을 위해 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 포함하는 내장식 유체 공급원을 더 포함하며, 유체 공급원은 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위해 챔버에서 액체 환형과 혼합되도록 이송 노즐로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에 있는 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 더 포함한다. 유체 공급원은 (i) 가스 공급원에 의해 가압된 액체 공급원이며, 액체 공급원은 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 것; (ii) 가압된 가스 공급원이 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하고, 각각의 실린더는 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 제2 유체 출구에 결합된 배관 매니폴드에 결합되며, 액체 공급원은 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 방화 액체의 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 탱크를 포함하고, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 것; 및 (iii) 액체 및 가스가 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 장치에 제공되는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 더 가진다.

이 시스템에서, 미스트는 (i) 대부분의 방울들이 1에서부터 10 미크론까지의 범위의 직경을 가지는 것; (ii) 전체 액체 공급이 각각 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간에 대하여 약 오십칠 리터(57 L)(십오 갤런(15 gal))에서 약 구십오 리터(95L)(이십오 갤런(25 gal)) 사이의 범위이고, 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 한정하며, 소화 시간이 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 크기의 화재에 대하여 약 780초에서부터 약 80초까지의 범위인 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 특성을 더 가진다.

본 발명의 다른 실시예는 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이다. 이 시스템은 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 적어도 하나의 분무 장치를 포함하며, 적어도 하나의 분무 장치는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 길이방향 축을 향해 수렴되는 매끄러운 곡선 형상을 한정하며 그 결과로 유체 경로가 제1 유체 입구에서부터 제1 유체 출구까지의 방향으로 감소하며, 119,000 cu. mm와 121,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제1 유체 통로, 제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 제1 유체 통로와 동심원 상으로, 또는 대체로 동심원 상으로 길이방향 축의 둘레에 배치되며, 약 1에서부터 약 40 도까지의 범위의 동일한 확대 각도를 한정하며, 약 24,300 cu. mm에서 약 25,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제2 유체 통로, 및 제1 및 제2 유체 출구들과 연통하는 챔버를 포함하며, 제1 및 제2 유체 출구들은 서로에 대하여 배향되며 그 결과로 이들은 약 5 도와 약 30 도 사이의 입사 각도를 가진다.

시스템은 제1 유체 출구로부터 환형으로 액체의 방출을 위해 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 포함하는 내장식 유체 공급원을 더 포함한다. 유체 공급원은 또한 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위해 챔버에서 액체 환형과 혼합되도록 제2 유체 출구로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에서 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 포함한다. 유체 공급원은 (i) 가스 공급원에 의해 가압된 액체 공급원이며, 액체 공급원은 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 제1 유체 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 것; (ii) 가압된 가스 공급원이 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하고, 각각의 실린더는 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 제2 유체 출구에 결합된 배관 매니폴드에 결합되며, 액체 공급원이 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 방화 액체의 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 탱크를 포함하고, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 것; 및 (iii) 액체 및 가스가 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 장치에 제공되는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 더 가진다.

이 시스템에서, 미스트는 (i) 대부분의 방울들이 1에서부터 10 미크론까지의 범위의 직경을 가지는 것; (ii) 전체 액체 공급이 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 오십칠 리터(57 L)(십오 갤런(15 gal))에서 약 구십오 리터(95L)(이십오 갤런(25 gal)) 사이의 범위인 것, (iii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 한정하는 것, 및 (iv) 소화 시간이 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 크기의 화재에 대하여 약 780초에서부터 약 80초까지의 범위인 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 특성을 더 가진다.

본 발명의 다른 실시예는 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이다. 이 시스템은 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 적어도 하나의 분무 장치를 포함한다. 적어도 하나의 분무 장치는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 길이방향 축을 향해 수렴되는 매끄러운 곡선 형상을 한정하며 그 결과로 유체 경로가 제1 유체 입구에서부터 제1 유체 출구까지의 방향으로 감소하며, 약 119,000 cu. mm와 약 121,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제1 유체 통로, 제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 제1 유체 통로와 동심원 상으로 길이방향 축의 둘레에 배치되며, 약 1에서부터 약 40 도까지의 범위의 동일한 확대 각도를 한정하며, 약 24,300 cu. mm에서 약 25,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제2 유체 통로, 및 제1 및 제2 유체 출구들과 연통하는 챔버를 포함하며, 제1 및 제2 유체 출구들은 서로에 대하여 배향되며 그 결과로 이들은 약 5 도와 약 30 도 사이의 입사 각도를 가진다.

이 시스템에서, 장치는 (i) 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)가 적어도 260 cu. m(9180 cu. ft)인 밀폐된 공간에 배치되며, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들은 약 3.4 m(11 ft)의 이들 사이의 최소 간격을 한정하기 위해 대각선으로 마주보는 코너들에 배치되는 것; (ii) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 1.2 m(4 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어떤 벽으로부터의 거리에 설치되는 것; (iii) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서, 밀폐된 공간의 어떤 코너로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리에, 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 밀폐 공간의 천장 아래에 설치되는 것; (iv) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 1.2 m(4 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어느 벽으로부터의 거리에, 약 3.4 m(11 ft)에서부터 약 6.7 m(22 ft)까지의 범위에 있는 거리만큼 서로 이격되게, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되는 것, 및 (v) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서, 밀폐된 공간의 어떤 코너로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리에, 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 천장의 아래에 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되며 그 결과로 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들 각각이 장치에서부터 반대편의 벽까지 약 1.5 m(5 ft)의 직경을 가지는 방해받지 않는 방출 경로를 가지는 방출의 중심선을 한정하며, 장치는 반대편의 벽으로부터 약 3.8 m(12.5 ft)에서 약 12.0 m(39.3 ft) 사이의 범위로 떨어진 거리에 설치되며 적어도 두 개의 장치들의 방출 중심선들은 1.0 m(3.3 ft)에서 약 4.6 m(15 ft) 사이의 범위에 있는 수직의 간격을 가지는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방식으로 밀폐된 공간 내에 설치될 수 있다.

이 시스템은 제1 유체 출구로부터 환형으로 액체의 방출을 위해 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 가지는 내장식 유체 공급원을 더 포함한다. 유체 공급원은 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위해 챔버에서 액체 환형과 혼합되도록 제2 유체 출구로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에서 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 더 포함한다. 유체 공급원은 (i) 가스 공급원에 의해 가압된 액체 공급원이며, 액체 공급원은 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 제1 유체 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 것; (ii) 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하는 가압된 가스 공급원이며, 각각의 실린더는 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 제2 유체 출구에 결합된 배관 매니폴드에 결합되며, 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 방화 액체의 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 탱크를 포함하는 액체 공급원이며, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 것; 및 (iii) 액체 및 가스가 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 장치에 제공되는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 더 가진다.

이 시스템에서, 미스트는 (i) 대부분의 방울들이 1에서부터 10 미크론까지의 범위의 직경을 가지는 것; (ii) 전체 액체 공급이 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 오십칠 리터(57 L)(십오 갤런(15 gal))에서 약 구십오 리터(95L)(이십오 갤런(25 gal)) 사이의 범위인 것, (iii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 한정하는 것, 및 (iv) 소화 시간이 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 크기의 화재에 대하여 약 780초에서부터 약 80초까지의 범위인 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 특성을 가진다.

본 발명의 다른 실시예는 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이다. 이 시스템은 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 적어도 하나의 분무 장치를 포함한다. 적어도 하나의 분무 장치는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 길이방향 축을 향해 수렴되는 매끄러운 곡선 형상을 한정하며 그 결과로 유체 경로가 제1 유체 입구에서부터 제1 유체 출구까지의 방향으로 감소하며, 약 119,000 cu. mm와 약 121,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제1 유체 통로, 제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 제1 유체 통로와 동심원 상으로 길이방향 축의 둘레에 배치되며, 약 1에서부터 약 40 도까지의 범위의 동일한 확대 각도를 한정하며, 24,300 cu. mm에서 약 25,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제2 유체 통로, 및 제1 유체 출구로부터 환형으로 액체의 방출을 위해 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 포함하는 내장식 유체 공급원을 포함하며, 유체 공급원은 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위해, 예를 들어, 여기에 개시된 것으로, 임의의 챔버에서 액체 환형과 혼합되도록 제2 유체 출구로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에서 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 더 포함한다.

이 시스템에서, 유체 공급원은 (i) 액체 공급원이 가스 공급원에 의해 가압되며, 액체 공급원은 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 제1 유체 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 것; (ii) 가압된 가스 공급원은 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하며, 각각의 실린더는 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 제2 유체 출구에 결합된 배관 매니폴드에 결합되며, 액체 공급원이 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 방화 액체의 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 탱크를 포함하며, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 것; 및 (iii) 액체 및 가스가 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 장치에 제공되는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 더 가진다.

이 시스템에서, 미스트는 (i) 대부분의 방울들이 1에서부터 10 미크론까지의 범위의 직경을 가지는 것; (ii) 전체 액체 공급이 각각 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간에 대하여 약 오십칠 리터(57 L)(십오 갤런(15 gal))에서 약 구십오 리터(95L)(이십오 갤런(25 gal)) 사이의 범위인 것, (iii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 한정하는 것, 및 (iv) 소화 시간이 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 크기의 화재에 대하여 약 780초에서부터 약 80초까지의 범위인 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 특성을 더 가진다.

본 발명의 다른 실시예는 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이다. 이 시스템은 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 적어도 하나의 분무 장치를 포함한다. 적어도 하나의 분무 장치는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 길이방향 축을 향해 수렴되는 매끄러운 곡선 형상을 한정하며 그 결과로 유체 경로가 제1 유체 입구에서부터 제1 유체 출구까지의 방향으로 감소하며, 약 119,000 cu. mm와 약 121,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제1 유체 통로, 및 제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 제1 유체 통로와 동심원 상으로 길이방향 축의 둘레에 배치되며, 약 1에서부터 약 40 도까지의 범위의 동일한 확대 각도를 한정하며, 24,300 cu. mm에서 약 25,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제2 유체 통로를 포함한다.

이 시스템에서, 장치는 (i) 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)가 적어도 260 cu. m(9180 cu. ft)인 밀폐된 공간에 배치되며, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들은 약 3.4 m(11 ft)의 이들 사이의 최소 간격을 한정하기 위해 대각선으로 마주보는 코너들에 배치되는 것; (ii) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 1.2 m(4 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어떤 벽으로부터의 거리로 설치되는 것; (iii) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서, 밀폐된 공간의 어떤 코너로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리에, 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 밀폐 공간의 천장 아래에 설치되는 것; (iv) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 1.2 m(4 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어느 벽으로부터의 거리에, 약 3.4 m(11 ft)에서부터 약 6.7 m(22 ft)까지의 범위에 있는 거리만큼 서로 이격되게, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되는 것, 및 (v) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서, 밀폐된 공간의 어떤 코너로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리에, 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 천장의 아래에 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되며 그 결과 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들 각각이 장치에서부터 반대편의 벽까지 약 1.5 m(5 ft)의 직경을 가지는 방해받지 않는 방출 경로를 가지는 방출의 중심선을 한정하며, 장치는 반대편의 벽으로부터 약 3.8 m(12.5 ft)에서 약 12.0 m(39.3 ft) 사이의 범위로 떨어진 거리에 설치되며 적어도 두 개의 장치들의 방출 중심선들은 1.0 m(3.3 ft)에서 약 4.6 m(15 ft) 사이의 범위에 있는 수직의 간격을 가지는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방식으로 밀폐된 공간 내에 설치된다.

시스템은 제1 유체 출구로부터 환형으로 액체의 방출을 위해 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 포함하는 내장식 유체 공급원을 더 포함하며, 유체 공급원은 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위해, 예를 들어, 여기에 개시된 것으로, 임의의 챔버에서 액체 환형과 혼합되도록 제2 유체 출구로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에서 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 더 포함한다. 유체 공급원은 (i) 액체 공급원이 가스 공급원에 의해 가압되며, 액체 공급원은 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 제1 유체 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 것; (ii) 가압된 가스 공급원이 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하며, 각각의 실린더는 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 제2 유체 출구에 결합된 배관 매니폴드에 결합되며, 액체 공급원이 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 방화 액체의 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 탱크를 포함하며, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 것; 및 (iii) 액체 및 가스가 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 장치에 제공되는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 더 가진다.

본 발명의 다른 실시예는 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이다. 이 시스템은 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 적어도 하나의 분무 장치를 포함한다. 적어도 하나의 분무 장치는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구, 제1 유체와 제2 유체를 분무하기 위한 수단, 및 분무 장치로부터 환형으로 액체의 방출을 위해 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 포함하는 내장식 유체 공급원을 포함하며, 유체 공급원은 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위해 챔버에서 액체 환형과 혼합되도록 분무 장치로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에서 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 더 포함한다. 유체 공급원은 (i) 액체 공급원이 가스 공급원에 의해 가압되며, 액체 공급원은 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 제1 유체 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 것; (ii) 가압된 가스 공급원이 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하며, 각각의 실린더는 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 제2 유체 출구에 결합된 배관 매니폴드에 결합되며, 액체 공급원이 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 방화 액체의 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 탱크를 포함하며, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 것; 및 (iii) 액체 및 가스가 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 장치에 제공되는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 더 가진다.

본 발명의 다른 실시예는 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이다. 이 시스템은 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 적어도 하나의 분무 장치를 포함한다. 적어도 하나의 분무 장치는 제1 유체 입구와 제1 유체 출구 및 제1 유체와 제2 유체를 분무하기 위한 수단을 포함한다. 이 시스템에서, 분무 장치는 (i) 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)가 적어도 260 cu. m(9180 cu. ft)인 밀폐된 공간에 배치되며, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들은 약 3.4 m(11 ft)의 이들 사이의 최소 간격을 한정하기 위해 대각선으로 마주보는 코너들에 배치되는 것; (ii) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 1.2 m(4 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어떤 벽으로부터의 거리에 설치되는 것; (iii) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서, 밀폐된 공간의 어떤 코너로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리에, 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 밀폐 공간의 천장 아래에 설치되는 것; (iv) 밀폐 높이가 약 3.0 m(9.8 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 현수식 구성에서 1.2 m(4 ft)에서부터 약 3.4 m(11 ft)까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 어느 벽으로부터의 거리에, 약 3.4 m(11 ft)에서부터 약 6.7 m(22 ft)까지의 범위에 있는 거리만큼 서로 이격되게, 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되는 것, 및 (v) 측벽 밀폐 높이가 약 1.0 m(3.3 ft)에서 약 5.0 m(16.4 ft) 사이의 범위에 있는 측벽 구성에서, 밀폐된 공간의 어떤 코너로부터 적어도 1.0 m(3.3 ft)의 거리에, 약 1.0 m(3.3 ft)에서부터 천장 밀폐 높이의 약 2분의 1까지의 범위에 있는 밀폐된 공간의 천장의 아래에 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들이 설치되며 그 결과로 적어도 두 개의 미스트 발생 장치들 각각이 장치에서부터 반대편의 벽까지 약 1.5 m(5 ft)의 직경을 가지는 방해받지 않는 방출 경로를 가지는 방출의 중심선을 한정하며, 장치는 반대편의 벽으로부터 약 3.8 m(12.5 ft)에서 약 12.0 m(39.3 ft) 사이의 범위로 떨어진 거리에 설치되며 적어도 두 개의 장치들의 방출 중심선들은 1.0 m(3.3 ft)에서 약 4.6 m(15 ft) 사이의 범위에 있는 수직의 간격을 가지는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방식으로 밀폐된 공간 내에 설치된다.

이 시스템은 분무 장치로부터 환형으로 액체의 방출을 위해 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 포함하는 내장식 유체 공급원을 더 포함하며, 유체 공급원은 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위해, 예를 들어, 여기에 개시된 것으로, 임의의 챔버에서 액체 환형과 혼합되도록 분무 장치로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에서 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 더 포함한다. 이 유체 공급원은 (i) 가스 공급원에 의해 가압된 액체 공급원이며, 액체 공급원은 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 제1 유체 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 것; (ii) 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하는 가압된 가스 공급원이며, 각각의 실린더는 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 제2 유체 출구에 결합된 배관 매니폴드에 결합되며, 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 방화 액체의 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 탱크를 포함하는 액체 공급원이며, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 것; 및 (iii) 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 액체 및 가스가 장치에 제공되는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 더 가진다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예에서, 미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템이 제공되며, 화재는 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 화재 크기를 가진다. 이 시스템은 약 130 cu. m(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되는 분무기(atomizer)를 포함한다. 분무기는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 작동 노즐을 한정하는 제1 유체 통로, 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되며 제1 유체 통로와 동축이며, 이송 노즐을 한정하는 제2 유체 통로, 이송 노즐이 길이방향 축에 대하여 발산하는 흐름 패턴을 한정하도록 제2 유체 통로에 배치되는 솔리드 돌출부, 및 작동 노즐과 이송 노즐에 연통하는 챔버를 포함하며, 유체 공급원은 작동 노즐로부터 약 5.7 lpm (1.5 gpm)의 유량으로 제1 유체 입구에 결합되는 액체 공급원을 포함하며, 유체 공급원은 화재를 소멸시키는 미스트를 형성하기 위해 챔버에서 액체와 혼합되도록 이송 노즐로부터 방출을 위해 약 6.9 bar(100 psi)로부터의 범위의 압력에서 제2 유체 입구에 결합되는 가스 공급원을 더 포함한다.

본 발명의 다른 실시예는 노출, 은폐, 풀(pool), 스프레이 및/또는 캐스케이딩 화재를 포함하는 화재를 소멸시키는 물 미스트 방화 시스템이다. 이 시스템은 점유물(occupancy)로 물 미스트 체적의 도입을 위해 설치되는 적어도 하나의 분무기를 포함하며, 적어도 하나의 분무기는 유체 공급원과 가스 공급원에 결합되며, 유체 공급은 물 공급이며 가스 공급은 일정 체적의 질소 가스(N₂)이며, 생성된 물 미스트 체적은 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에서 운반된 가스에 의해 한정된다.

게다가, 여기에 개시된 각각의 시스템들은 바람직하게는 밀폐 체적을 증가시키는 것 또는 감소시키는 것에 대응하여 조정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 하나의 바람직한 시스템은 바람직하게는 보호되는 밀폐된 공간의 크기에 관련하여 체적을 방출하기 위해 구성된다. 따라서, 이 실시예의 하나의 바람직한 양상에서, 단일 분무기에서 방출된 전체 체적이 두 개 이상의 분무기들에 의해 방출된 전체 체적과 같을 때, 적어도 하나의 분무기는 두 개 이상의 동일한 분무기와 비교하여 대체로 동등한 방화를 제공하는 단일 분무기다.

미스트 방화의 방법들

본 발명의 이 양상의 일 실시예는 적어도 백삼십 입방 미터(130 cu. m(4590 cu. ft))의 체적을 가지는 대체로 밀폐된 공간에서 화재에 대처하는 미스트 방화 방법이며, 이 방법은 공간으로 미스트의 방출을 위해 공간에 배치되는 적어도 하나의 분무 장치를 사용하는 단계를 포함하며, 적어도 하나의 분무 장치는 제1 유체 통로 및 제2 유체 통로를 포함하는 제1 유체와 제2 유체를 위한 트윈 유체 분무 장치이며, 제1 유체 통로는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 제1 유체 통로는 길이방향 축을 향해 수렴되는 매끄러운 곡선 형상을 한정하며 그 결과로 유체 경로가 제1 유체 입구에서부터 제1 유체 출구까지의 방향으로 감소하며, 제1 유체 통로는 약 119,000 cu. mm와 약 121,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하며, 제2 유체 통로는 제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 제2 유체 통로는 제1 유체 통로와 동심원 상으로 길이방향 축의 둘레에 배치되며, 제2 유체 통로는 약 1에서부터 약 40 도까지의 범위의 동일한 확대 각도를 한정하며, 제2 유체 통로는 24,300 cu. mm에서 약 25,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하며, 제2 유체 통로는 이송 노즐을 한정한다. 이 방법은 환형으로 제1 유체 출구로부터 액체의 방출을 위해 제1 유체 통로를 통해 제1 유체 입구까지 제1 유체로서 액체를 운반하는 단계, 미스트를 형성하기 위해 액체 환형과 혼합되도록 제2 유체 통로를 통한 가스 흐름 및 제2 유체 출구로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서 약 24.1 bar(350 psi) 사이의 범위의 작동 압력에서 장치의 제2 유체 입구까지 제2 유체로서 가스를 운반하는 단계, 및 밀폐된 공간에 걸쳐 미스트를 분산시키는 단계를 포함하는 적어도 하나의 분무 장치를 사용하여 액체 미스트를 발생시키는 단계를 더 포함한다. 이 방법에서, 분산시키는 단계는 적어도 10분의 방출 시간 동안 분무 장치로부터 액체와 가스를 방출하는 단계를 포함한다. 가스를 방출하는 단계는 적어도 음속으로 가스를 방출하는 단계를 포함하며 그 결과로 미스트가 (i) 대부분의 방울들이 1에서부터 10 미크론까지의 범위의 직경을 가지는 것; (ii) 전체 액체 공급이 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 오십칠 리터(57 L)(십오 갤런(15 gal))에서 약 구십오 리터(95L)(이십오 갤런(25 gal)) 사이의 범위인 것, (iii) 각각 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간에 대하여 약 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 한정하는 것, 및 (iv) 소화 시간이 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 크기의 화재에 대하여 약 780초에서부터 약 80초까지의 범위인 것으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 특성을 가진다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예는 밀폐된 공간에 대한 전역 방출 미스트 방화의 방법이다. 이 방법은 적어도 하나의 분무 장치로부터 밀폐된 공간으로 일정 체적의 미스트를 방출하는 단계, 방의 어느 곳에 위치하는 화재를 소멸시킬 수 있는 방의 각각의 단위의 체적 공간에 대한 밀도를 한정하기 위해 체적의 미스트를 분산시키는 단계, 및 내장식 유체 공급원을 제공하는 단계를 포함한다. 내장식 유체 공급원은 장치로부터 환형으로 액체의 방출을 위해 적어도 하나의 분무 장치에 결합되는 액체 공급원; 및 미스트를 형성하기 위해 액체 환형과 혼합되도록 장치로부터 방출을 위해 약 2.1 bar(30 psi)에서부터 약 24.1 bar(350 psi)까지의 범위의 압력에서 적어도 하나의 분무 장치에 결합되는 가스 공급원을 포함한다. 이 방법에서, 제공하는 단계는 (i) 액체 공급원이 가스 공급원에 의해 가압되며, 액체 공급원은 제1 유체 통로를 통한 액체 흐름을 위해 적어도 0.5 bar(7 psi)의 압력에서 제1 유체 입구에 액체를 제공하도록 제1 유체 입구에 결합되는 단계; (ii) 가압된 가스 공급원이 적어도 세 개(3)의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들의 뱅크를 포함하며, 각각의 실린더는 적어도 6.9 bar(100 psi)의 매니폴드로부터 조절된 방출 압력을 가지는 제2 유체 출구에 결합된 배관 매니폴드에 결합되며, 액체 공급원이 가스 공급원 방출 압력에 의해 가압되는 방화 액체의 적어도 하나의 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))의 탱크를 포함하며, 탱크는 제1 유체 입구에 결합되는 단계; 및 (iii) 액체 및 가스가 약 1:1에서부터 약 3:1까지의 범위의 액체-대-가스 질량 유동 비로 장치에 제공되는 단계로 이루어진 그룹으로부터 더 선택된다.

이 방법은 (i) 대부분의 방울들이 1에서부터 10 미크론까지의 범위의 직경을 가지는 것; (ii) 전체 액체 공급이 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 오십칠 리터(57 L)(십오 갤런(15 gal))에서 약 구십오 리터(95L)(이십오 갤런(25 gal)) 사이의 범위인 것, (iii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 약 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 한정하는 것, 및 (iv) 소화 시간이 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 크기의 화재에 대하여 약 780초에서부터 약 80초까지의 범위인 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 파라미터들 중의 하나에 의해 미스트를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 방법에서, 적어도 하나의 분무기는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 작동 노즐을 한정하는 제1 유체 통로, 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되며 제1 유체 통로와 동축이며, 이송 노즐을 한정하는 제2 유체 통로, 이송 노즐이 길이방향 축에 대하여 발산하는 흐름 패턴을 한정하도록 제2 유체 통로에 배치되는 솔리드 돌출부, 및 작동 노즐과 이송 노즐에 연통하는 챔버를 포함할 수 있다.

이 방법은 액체 미스트를 형성하는 액체 방울들을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 대부분의 방울들은 1에서부터 5 미크론까지의 범위의 직경을 가진다. 이 방법은 액체 미스트를 이송하며 분산시킬 수 있는 기류를 유발하기 위해 체적에 난류를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 방법에서, 가스는 초음속으로 방출될 수 있다. 이 방법에서, 방출하는 단계는 입방 미터당 킬로와트(kW/cu. m)로 측정된 표준 크기의 화재를 소멸시키기 위해 전체 액체 체적을 한정하는 단계를 포함할 수 있으며, 전체 소화 체적은 약 1(1 kW/m3)에서부터 약 8(8 kW/m3)까지의 범위의 화재 크기의 표준 범위에 대하여 각각 입방 미터당 약 0.57 리터 (0.57 liters/cu. m)(입방 피트당 0.0042 갤런 (0.0042 gal/cu. ft))에서부터 입방 미터당 0.057 리터 (0.057 liters/cu. m)(입방 피트당 0.00042 갤런 (0.00042 gal/cu. ft))까지의 범위이다.

방출하는 단계는 보호되는 공간의 함수일 수 있으며, 이는 약 260 입방 미터(cu. m)의 체적을 가질 수 있으며 액체 미스트는 약 4 갤런(4 gal)의 액체에서 약 40 갤런(40 gal)까지의 소화 체적을 한정할 수 있다.

이 방법에서, 액체 미스트를 방출하는 단계는 화재를 소멸시키며 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 화재 크기에 대하여 각각 약 780초에서부터 약 80초까지의 범위인 소화 시간의 범위를 한정한다.

이 방법에서, 바람직하게는, 액체 미스트를 방출하는 단계는 화재를 소멸시키며 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 화재 크기에 대하여 약 500초에서부터 약 80초까지의 소화 시간의 범위를 한정한다.

이 방법에서, 보다 바람직하게는, 액체 미스트를 방출하는 단계는 화재를 소멸시키며 약 1 kW/cu. m에서 약 8 kW/cu. m 사이의 범위에 있는 표준 화재 크기에 대하여 약 420초에서부터 약 80초까지의 소화 시간의 범위를 한정한다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예에서, 미스트를 발생시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 미스트 발생 장치의 제1 유체 통로를 통해 제1 유체를 통과시키며, 제1 유체 통로는 제1 유체 출구를 가지는 단계, 제2 유체가 미스트 발생 장치의 제2 유체 통로를 통해 흐르게 하며, 제2 유체 통로는 제2 유체 출구 및 목부(throat portion)를 가지며, 목부는 제2 유체 출구보다 더 작은 단면적을 가지며, 제1 및 제2 유체 출구들은 서로에 대하여 배향되며 그 결과로 이들이 5와 30도 사이의 입사 각도를 가지는 단계, 제2 유체 통로의 목부를 통해 제2 유체의 흐름을 가속하는 단계, 및 그들 각각의 출구들로부터 제1 및 제2 유체들을 분출시키며 그 결과로 제2 유체 출구로부터 흘러나오는 가속된 제2 유체의 흐름이 제1 유체 출구로부터 흘러나오는 제1 유체의 흐름에 전단력을 주며, 그에 의해 분산된 방울들 흐름 체제를 만들어내도록 제1 유체를 적어도 부분적으로 분무하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예는 미스트를 발생시키는 방법이다. 이 방법은 미스트 발생 장치의 제1 유체 통로를 통해 제1 유체를 통과시키며, 제1 유체 통로는 제1 유체 출구를 가지는 단계, 제2 유체가 미스트 발생 장치의 제2 유체 통로를 통해 흐르게 하며, 제2 유체 통로는 제2 유체 출구 및 목부를 가지며, 목부는 제2 유체 출구보다 더 작은 단면적을 가지며 그 결과로 목부와 제2 유체 출구 사이의 면적 비는 2:3과 1:4 사이이며, 제1 및 제2 유체 출구들은 서로에 대하여 배향되며 그 결과로 그들이 90도 미만의 입사 각도를 가지는 단계, 제2 유체 통로의 목부를 통해 제2 유체의 흐름을 가속하는 단계, 및 그들 각각의 출구들로부터 제1 및 제2 유체들을 분출시키며 그 결과로 제2 유체 출구로부터 흘러나오는 가속된 제2 유체의 흐름이 제1 유체 출구로부터 흘러나오는 제1 유체의 흐름에 전단력을 주며, 그에 의해 분산된 방울들 흐름 체제를 만들어내도록 제1 유체를 적어도 부분적으로 분무하는 단계를 포함한다.

앞의 두 개의 실시예들은 출구들의 하류에 있는 제2 유체에 난류 영역을 만들어내는 단계 및 난류 영역을 통해 분산된 방울 흐름 영역을 통과하며, 그에 의해 분산된 방울 흐름 체제에서 제1 유체를 더 분무하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 방법들은 제1 및/또는 제2 유체의 속도 및/또는 밀도를 변경함으로써 제1 및 제2 유체들 사이의 운동량 플럭스 비(momentum flux ratio)를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 방법들은 제1 유체 흐름의 유출 속도를 변경하기 위해 제1 유체 출구의 단면적을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 유출 속도는 초음속이다.

조립 방법들

본 발명의 다른 실시예에서, 미스트 발생 장치를 조립하는 방법이 제공된다. 이 방법은 제1 및 제2 유체 공급 채널들을 포함하는 베이스 부재를 형성하는 단계, 구멍을 포함하는 깔때기 부재를 형성하며, 축방향 및 동심으로 깔때기 부재를 베이스 부재에 위치시키며 그 결과로 구멍이 제2 유체 공급 채널과 연통하는 단계, 길다란 플러그 부재를 형성하며, 축방향 및 동심으로 베이스 부재에 플러그 부재를 부착하며 그 결과로 플러그 부재의 일부분이 구멍 내에 위치하며 제2 유체 통로가 동심 깔때기와 플러그 부재들 사이에 한정되는 단계, 커버 부재를 형성하며, 커버 부재는 깔때기와 플러그 부재들을 둘러싸는데 적합한 제1 단부를 가지고, 베이스 부재에 축방향 및 동심으로 위치시키는데 적합하며, 커버 부재는 출구를 가지는 제2 단부를 더 포함하는 단계, 및 커버 부재를 베이스 부재에 부착하며 그 결과로 제1 유체 통로가 깔때기 부재의 외부면과 커버 부재의 내부면 사이에 한정되며, 제1 유체 통로의 제1 유체 출구와 제2 유체 출구는 커버 부재의 출구와 연통하는 단계를 포함한다.

이 실시예의 일 양상에서, 깔때기를 형성하는 단계는 그로부터 반경방향으로 돌출된 플랜지부를 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 베이스에 커버 부재를 부착하는 단계는 커버 부재와 베이스 사이에 깔때기의 플랜지부를 끼워 넣는 단계를 포함한다.

이 실시예의 다른 양상에서, 베이스에 커버 부재를 부착하는 단계는 커버 부재를 적합하게 하는 단계를 포함하며 그 결과로 커버 부재의 축방향 위치가 베이스에 대하여 조절될 수 있다.

이 실시예의 일 양상에서, 베이스에 플러그 부재를 부착하는 단계는 베이스에 플러그 부재를 나사 결합하는 단계를 포함하며 그 결과로 플러그의 축방향 위치가 베이스와 깔때기에 대하여 조절될 수 있다.

분무 장치

본 발명의 다른 실시예에서, 분무 장치가 제공된다. 이 장치는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 길이방향 축을 향해 수렴되는 매끄러운 곡선 형상을 한정하며 그 결과로 유체 경로가 제1 유체 입구에서부터 제1 유체 출구까지의 방향으로 감소하며, 약 119,000 cu. mm와 약 121,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제1 유체 통로, 제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 제1 유체 통로와 동심원 상으로 길이방향 축의 둘레에 배치되며, 약 1에서부터 약 40 도까지의 범위의 동일한 확대 각도를 한정하며, 24,300 cu. mm에서 약 25,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하며, 이송 노즐을 한정하는 제2 유체 통로, 및 제1 및 제2 유체 출구들과 연통하는 챔버를 포함하며, 제1 및 제2 유체 출구들은 서로에 대하여 배향되며 그 결과로 그들은 약 5 도와 약 30 도 사이의 입사 각도를 가진다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예에서, 분무 장치가 제공되며, 분무 장치는 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구 및 제1 유체 출구를 가지며, 길이방향 축을 향해 수렴되는 매끄러운 곡선 형상을 한정하며 그 결과로 유체 경로가 제1 유체 입구에서부터 제1 유체 출구까지의 방향으로 감소하며, 119,000 cu. mm와 121,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하는 제1 유체 통로, 및 제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구를 가지며, 제1 유체 통로와 동심원 상으로 길이방향 축의 둘레에 배치되며, 약 1에서부터 약 40 도까지의 범위의 동일한 확대 각도를 한정하며, 약 24,300 cu. mm에서 약 25,500 cu. mm 사이의 범위에 있는 전체 체적을 한정하며, 이송 노즐을 한정하며, 제1 및 제2 유체 흐름 경로들 사이의 입사 각도에서 배치되며, 입사 각도는 약 5 도와 약 30 도 사이의 범위에 있는 제2 유체 통로를 포함한다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예에서, 액체 및 가스로부터 미스트를 발생시키기 위한 분무 장치가 제공된다. 분무 장치는, 예를 들어 약 3.8 lpm에서 약 7.61 lpm (1-2 gpm) 사이와 같이, 약 1-4 gpm 사이의 유량의 액체를 받아들이기 위한 제1 유체 입구를 가지며, 제1 유체 통로로부터 환형으로 방출을 위해 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 출구를 가지는 제1 유체 통로, 약 6.9 bar(100 psi)의 압력의 가스를 받아들이기 위한 제2 유체 입구를 가지며, 가스의 방출을 위한 제2 유체 출구를 가지며, 장치의 길이방향 축의 둘레에 배치되는 제1 유체 통로로부터 분리되며 제1 유체 통로와 동축인 제2 유체 통로, 및 제2 유체 통로가 길이방향 축에 대하여 발산하는 흐름 패턴을 한정하도록 제2 유체 통로에 배치되는 솔리드 돌출부를 포함한다. 이 실시예에서, 액체 및 가스는 대체로 원추형 스프레이 패턴을 형성하는 미스트를 형성하기 위해 제1 및 제2 유체 출구들로부터 방출된다. 스프레이 패턴은 약 15도의 길이방향 축에 대한 경사각을 한정한다. 바람직하게는, 장치는 미스트를 형성하기 위해 액체 및 가스 방출의 혼합을 위한 제1 및 제2 유체 출구들과 연통하는 챔버를 더 포함한다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예에서, 길이방향 축을 가지는 미스트 발생 장치가 제공된다. 이 장치는 제1 유체 입구와 제1 유체 출구를 가지는 제1 유체 통로 및 제2 유체 입구와 제2 유체 출구를 가지는 제2 유체 통로를 포함한다. 제1 유체 통로는 제2 유체 통로를 둘러싸며, 제1 및 제2 유체 출구들은 서로에 대하여 배향되며 그 결과로 그들은 5와 30도 사이의 입사 각도를 가진다. 제2 유체 통로는 제2 유체 입구와 제2 유체 출구 사이에 위치하는 목부를 가지며, 목부는 제2 유체 입구 또는 제2 유체 출구의 단면적보다 더 작은 단면적을 가진다.

이 실시예에서, 바람직하게는 목부와 제2 유체 출구 사이의 면적 비는 2:3과 1:4 사이이다.

이 실시예에서, 제1 유체 통로는 제2 유체 통로로부터 반경방향으로 외측에 위치할 수 있다.

바람직하게는, 제1 및 제2 유체 통로들은 장치의 길이방향 축과 동축이다.

이 실시예에서, 제1 유체 통로는 제1 유체 입구와 제1 유체 출구 사이에 위치하는 중간부를 포함할 수 있으며, 중간부는 제1 유체 입구 또는 제1 유체 출구의 단면적보다 더 큰 단면적을 가진다.

이 실시예에서, 장치는 제1 유체의 공급원에 연결되는데 적합한 제1 단부와 제1 유체 입구에 연결되는 제2 단부를 가지는 제1 유체 공급 채널 및 제2 유체의 공급원에 연결되는데 적합한 제1 단부와 제2 유체 입구에 연결되는 제2 단부를 가지는 제2 유체 공급 채널을 더 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 공급 채널들은 대체로 장치의 길이방향 축에 평행하다. 바람직하게는, 장치는 제1 및 제2 유체 공급 채널들을 가지는 베이스 부재를 더 포함한다.

장치는 깔때기 부재 및 길다란 플러그 부재를 더 포함할 수 있으며, 깔때기 부재는 구멍을 가지며 베이스 부재에 동축으로 위치하는데 적합하며 그 결과로 구멍이 제2 유체 공급 채널과 연통하며, 플러그 부재는 베이스 부재에 부착되는데 적합하며 그 결과로 플러그의 일부분이 구멍 내에 위치하며 제2 유체 통로는 깔때기와 플러그 사이에 한정된다.

장치는 베이스 부재, 깔때기 부재 및 플러그 부재를 둘러싸는 커버 부재를 더 포함할 수 있으며 그 결과로 제1 유체 통로가 깔때기의 외부면과 커버 부재의 내부면 사이에 한정된다. 바람직하게는, 커버 부재는 베이스 부재에 동축으로 위치하기에 적합하며 거기에 부착되는 제1 단부, 및 제1 및 제2 유체 출구들과 연통하기에 적합한 출구를 가지는 제2 단부를 가진다. 바람직하게는, 커버 부재의 제2 단부는 축방향으로 돌출된 립부를 포함하며, 립부는 제1 및 제2 유체 출구들과 연통하는 구멍을 한정한다.

이 장치에서, 플러그 부재는 베이스 부재에 부착되는 제1 단부 및 제2 유체 통로를 한정하는 제2 단부를 가지며, 제2 단부는 오목한 단부면을 가진다.

이 장치에서, 깔때기 부재는 반경방향으로 돌출된 플랜지부를 포함할 수 있으며, 플랜지부는 베이스 부재에 대하여 깔때기 부재의 축방향 위치를 유지하기 위해 베이스 부재와 커버 부재 사이에 끼워 넣어진다.

이 장치는 커버 부재의 축방향 위치가 베이스에 대하여 조절될 수 있도록 적합하게 될 수 있다.

이 장치에서, 플러그 부재는 베이스에 나사 결합될 수 있으며 그 결과로 플러그 부재의 축방향 위치가 베이스와 깔때기에 대하여 조절될 수 있다.

본 발명의 이 양상의 다른 실시예에서, 길이방향 축을 가지는 미스트 발생 장치가 제공된다. 장치는 제1 유체 입구와 제1 유체 출구를 가지는 제1 유체 통로 및 제2 유체 입구와 제2 유체 출구를 가지는 제2 유체 통로를 포함한다. 제1 유체 통로는 제2 유체 통로를 둘러싸며, 제1 및 제2 유체 출구들은 서로에 대하여 배향되며 그 결과로 그들은 90도 미만의 입사 각도를 가진다. 이 장치에서, 제2 유체 통로는 제2 유체 입구와 제2 유체 출구 사이에 위치하는 목부를 포함하며, 목부는 제2 유체 입구 또는 제2 유체 출구의 단면적보다 더 작은 단면적을 가지며 그 결과로 목부와 제2 유체 출구 사이의 면적 비는 2:3과 1:4 사이이다. 장치는 제2 유체 통로로부터 반경방향으로 외측에 위치하는 제1 유체 통로를 포함한다.

이 실시예에서, 제1 및 제2 유체 통로들은 장치의 길이방향 축과 동축이다.

이 실시예에서, 제1 유체 통로는 제1 유체 입구와 제1 유체 출구 사이에 위치하는 중간부를 포함하며, 중간부는 제1 유체 입구 또는 제1 유체 출구의 단면적보다 더 큰 단면적을 가진다.

이 실시예의 장치는 제1 유체의 공급원에 연결되는데 적합한 제1 단부와 제1 유체 입구에 연결되는 제2 단부를 가지는 제1 유체 공급 채널 및 제2 유체의 공급원에 연결되는데 적합한 제1 단부와 제2 유체 입구에 연결되는 제2 단부를 가지는 제2 유체 공급 채널을 더 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 공급 채널들은 장치의 길이방향 축에 대체로 평행하다. 이 실시예에서, 장치는 제1 및 제2 유체 공급 채널들을 가지는 베이스 부재를 더 포함한다.

이 실시예에서, 장치는 베이스 부재, 깔때기 부재 및 플러그 부재를 둘러싸는 커버 부재를 더 포함하며 그 결과로 제1 유체 통로가 깔때기의 외부면과 커버 부재의 내부면 사이에 한정된다. 바람직하게는, 커버 부재는 베이스 부재에 동축으로 위치하기에 적합하며 거기에 부착되는 제1 단부, 및 제1 및 제2 유체 출구들과 연통하기에 적합한 출구를 가지는 제2 단부를 가진다. 이 실시예의 장치에서, 커버의 제2 단부는 축방향으로 돌출된 립부를 포함하며, 립부는 제1 및 제2 유체 출구들과 연통하는 구멍을 한정한다.

이 실시예에서, 플러그 부재는 베이스 부재에 부착되는 제1 단부 및 제2 유체 통로를 한정하는 제2 단부를 가지며, 제2 단부는 오목한 단부면을 가진다.

이 실시예에서, 깔때기 부재는 반경방향으로 돌출된 플랜지부를 포함하며, 플랜지부는 베이스 부재에 대하여 깔때기 부재의 축방향 위치를 유지하기 위해 베이스 부재와 커버 부재 사이에 끼워 넣어진다. 바람직하게는, 장치는 커버 부재의 축방향 위치가 베이스에 대하여 조절될 수 있도록 적합하게 될 수 있다. 이 실시예의 장치에서, 플러그 부재는 베이스에 나사 결합될 수 있으며 그 결과로 플러그 부재의 축방향 위치가 베이스와 깔때기에 대하여 조절될 수 있다.

미스트 발생 장치의 다른 대체 특징들이 가능하다. 예를 들어, 목부의 단면적은 20과 35 mm² 사이일 수 있으며, 목과 제2 유체 출구 사이의 제2 유체 통로의 동일한 확대 각도는 5와 10도 사이일 수 있다. 제2 유체 출구의 단면적은 제1 유체 출구의 단면적보다 4와 7배 사이로 더 클 수 있다. 더구나, 제1 및 제2 유체 출구들은 서로 인접하게 위치할 수 있다.

여기에 포함되며 이 명세서의 일부를 구성하는 첨부한 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하며, 위에 주어진 일반적인 설명 및 아래에 주어진 상세한 설명과 함께 본 발명의 특징들을 설명하는데 도움을 준다.
도1은 바람직한 액체 미스트 방화 시스템의 개략도이다.
도2는 바람직한 액체 미스트 방화 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도3A는 도1의 시스템의 실시예의 등각 개략도이다.
도3B는 도1의 시스템의 다른 실시예의 등각 개략도이다.
도3C는 도1의 시스템의 다른 실시예의 등각 개략도이다.
도3D는 도1의 시스템의 또 다른 실시예의 등각 개략도이다.
도4A는 도3A의 시스템에 대한 설치 개략도이다.
도4B는 도3B의 시스템에 대한 설치 개략도이다.
도5-7은 도1 및 3A-3D의 시스템들에 사용하기 위한 내장식 유체 공급 스키드의 각각 정면도, 평면도 및 측면도이다.
도8은 도1 및 2의 시스템들의 작동의 개략도이다.
도9는 공지된 시스템들과 바람직한 시스템들을 비교하는 성능 선도이다.
도10은 공지된 시스템들과 바람직한 시스템들을 비교하는 다른 성능 선도이다.
도11은 분무기 어셈블리의 일 실시예의 단면도이다.
도11A는 도11의 분무기 어셈블리의 상세도이다.
도12A는 도11의 분무기 어셈블리의 다른 상세도이다.
도12B는 도11의 분무기의 통로들 사이의 관계의 도면이다.
도13은 도11의 분무기의 베이스의 단면도이다
도13A는 도13의 베이스의 평면 단부도이다.
도14는 도11의 분무기의 깔때기의 단면도이다.
도15는 도11의 분무기의 플러그의 단면도이다.
도16은 도11의 분무기의 커버의 단면도이다.
도17은 다른 분무기 어셈블리의 실시예의 단면도이다.
도17A는 도17의 분무기 어셈블리의 상세도이다.
도18은 다른 분무기 어셈블리의 실시예의 단면도이다.
도18A는 도18의 분무기 어셈블리의 상세도이다.
도19는 도11의 분무기의 유체 통로의 단면도이다.
도19A는 도11의 유체 통로의 상세도이다.
도20은 도11의 분무기로부터 나오는 스프레이 패턴의 개략적인 도면이다.
도21은 도11의 분무기와 보호 캡의 분해도이다.
도22는 도11의 분무기로부터 나오는 스프레이 패턴의 방울 크기들의 누적 도수 분포를 보이는 선도이다.

바람직한 시스템들

밀폐된 공간(120)의 전역 방출 미스트 방화를 제공하기 위한, 바람직한 미스트 시스템(100), 바람직하게는 액체 미스트가 도1에 도시된다. 보다 구체적으로는, 미스트 시스템(100)은 화재에 대처하며, 바람직하게는 화재를 제어하거나 억제하며 보다 바람직하게는 소멸시키는데 효과적인 농도로 밀폐된 공간에 걸쳐 분산된 가스에 부유하는 소화 약제의 방울들을 제공한다. 소화 약제는 바람직하게는, 예를 들어 물과 같은 액체이다. 대안으로, 소화 약제는 증기일 수 있거나 다른 대안으로 소화 약제는, 예를 들어, 수용성 막 형성 폼(AFFF: aqueous film forming foam)과 같은 폼일 수 있다. AFFF는, 예를 들어, 물과 혼합되는 액체 세제와 같은 합성된 재료로부터 만들어질 수 있다.

미스트 시스템(100)에 알맞은 밀폐된 공간(120)의 예들은 엔진실들, 터보 기계실들, 또는 기계 공간들, 특수 위험 기계 공간들, 및/또는 연소 터빈 밀폐들에서 가연성 액체 위험물의 방화를 필요로 하는 어떤 다른 밀폐를 포함하지만 이들에 한정되지 않는다. 밀폐된 공간(120)은, 예를 들어, 입방 미터(cu. m) 또는 입방 피트(cu. ft)로 측정된 전체 자유 체적(V)과 같은 다양한 치수 특성들; 또는 그의 선형 치수들인 미터(m) 또는 피트(ft)의 길이, 높이 및 폭에 의해 특징지어질 수 있다. 전체 자유 체적(V)은 고정 체적을 뺀 밀폐 또는 룸의 체적으로 한정되며, 고정 체적은 밀폐에 위치하는 고정되거나 영구적인 설비 또는 다른 솔리드 방해물에 의해 한정된다.

밀폐된 공간(120)은 바람직하게는 밀폐된 공간의 내부와 외부 환경 사이의 어떤 환기의 교환을 방지하기 위해 밀봉된다. 대안으로, 공간으로의 모든 자연 환기 구멍들, 즉, 출입구들의, 최대 전체 면적은 4.0 평방 미터(sq. m)(43.1 평방 피트(sq. ft))이하이다. 다른 대안으로, 밀폐된 공간이 시스템(100)의 작동으로 자동으로 폐쇄하는 방화 폐쇄들을 가진다면 자연 환기 구멍들의 최대 면적은 증가할 수 있다. 밀폐된 공간이 강제 환기 시스템들, 즉, 팬들 및/또는 댐퍼들을 가지는 정도까지, 강제 환기 시스템들은 바람직하게는 바람직한 방화 시스템(100)의 작동으로 멈추도록 구성된다.

바람직한 시스템(100)은 미스트를 발생시키며 밀폐 체적(V)을 한정하는 보호되는 대체로 밀폐된 공간(120)으로 미스트를 방출하기 위한 적어도 하나, 바람직하게는 두 개 이상의, 장치들(130)을 포함한다. 방출 장치들(130)은 바람직하게는 액체 분무 장치들 또는 분무기들이다. 액체 미스트 시스템(100)에서, 각각의 분무기들(130)은 소화 유체, 바람직하게는 물의, 액체 공급원(140) 및 가압된 가스 공급원(150), 바람직하게는 질소 또는 몇몇 다른 압축성 유체와 연통한다. 가스 공급원(150)은 바람직하게는 액체 미스트를 발생시키는 분무 가스로서 및 액체 미스트를 형성하는 액체 방울들의 분산을 위한 캐리어 가스(carrier gas)로서 역할을 한다. 가스 공급원(150)은 바람직하게는 불활성이며 그러므로 가스는 화재 억제 성능을 향상시키는 불활성 약제로서 추가로 역할을 할 수 있다.

바람직하게는, 시스템(100)의 액체 공급원(140) 및 가스 공급원(150)은 내장식 어셈블리를 형성하며 그 결과로 시스템(100)은 액체 및 가스의 독립적인 공급원을 가진다. 바람직한 시스템(100)에서, 액체 공급원(140)은 바람직하게는 소화 액체의 전용 독립형 탱크이며, 가스 공급원(150)은 바람직하게는 불활성 가스 실린더들의 뱅크이다. 가스 공급원(150)은, 바람직하게는 병렬로, 물을 가진 탱크(140) 및 분무기들(130) 중의 각각 하나에 결합되는 공급 라인에 연결된다. 가스 공급원(150)은 물이 요구되는 작동 압력으로 각각의 분무기(130)에 제공될 수 있도록 액체 공급원(140)을 가압한다. 분무기들(130)에 대한 별도의 가스 공급원은 미스트 발생을 위해 액체를 분무하며 운반하기 위한 가스를 제공한다. 분무기들로부터의 가스의 방출은 밀폐 체적(V)에 걸쳐 미스트를 이송하며 분산시키기 위해 높은 속도의, 바람직하게는 음속 내지 초음속의, 가스를 더 제공한다. 비록 시스템(100)이 10분보다 더 크거나 더 작은 시간에 이용할 수 있는 액체 및 가스 공급원의 전체 방출을 위해 구성될 수 있지만, 액체 공급원(140)과 가스 공급원(150)은 바람직하게는 적어도 약 10분의 분무기들로부터 방출 지속 시간을 제공하는 크기로 만들어진다.

바람직한 미스트 시스템의 대체 실시예(200)가 도2에 도시된다. 내장식 액체 및 가스 공급원을 이용하는 대신에, 시스템(200)은 보호되는 시설의 이용할 수 있는 물 및 가스 공급원을 사용한다. 예를 들어, 시스템(200) 및 각각의 그의 분무기들(230)은, 매니폴드(252)를 통해, 바람직한 시스템에 의해 보호되는, 플랜트와 같은, 시설의 메인 물 공급원(240)과 가스 공급원(250)에 연결될 수 있다.

도1을 다시 참조하면, 바람직한 시스템(100)은, 밀폐된 공간(120) 내에서, 밀폐된 공간(120)의 화재(110)의 존재를 탐지할 수 있는 하나 이상의 탐지기들(160)을 제공한다. 탐지기들(160)(도2의 260)은 더 바람직하게는 시스템(100)의 자동 작동을 제공하기 위해 공압 액추에이터(180)에 결합된다. 탐지기들은 더 바람직하게는 공압 액추에이터(180)를 작동시키는 신호를 발생시키도록 구성된다. 탐지기들(160)은 더 바람직하게는 시스템의 수동 작동을 위해 시스템 조작자들에게 경보를 발하는 경보 패널(170)(도2의 270)에 결합된다. 탐지기들(160)은 열 탐지기, 적외선 탐지기, 고정 온도 탐지기, 온도 상승율 탐지기, 연기 탐지기, 화학 증기 탐지기, 광학 탐지기 또는 이들의 조합 중의 어떤 하나로 구성될 수 있다. 탐지기들은 시스템(100)의 오작동을 방지하기 위해 시스템(100)의 리던단시(redundancy) 또는 더블 인터록(double interlock) 구성을 제공한다. 작동 중에, 열 탐지기들(160)은 바람직하게는 화재(110)가 공간(120)에서 탐지되었다는 가청 및/또는 가시 경보 신호들을 제공하기 위해 패널(170)에서 경보 신호를 작동시키는 신호를 발생시키도록 구성된다.

액추에이터(180)의 작동은 바람직하게는 가스 공급원(150)으로부터 나온 가스의 방출을 시작한다. 방출된 가스는 원하는 작동 압력 또는 바람직한 유량으로 각각의 분무기들(130)에 액체 소화 약제의 운반을 위해 액체 공급원(140)을 가압한다. 바람직한 시스템(100)에서, 인라인 오리피스(132)가 대체로 일정한 유량과 대체로 일정한 작동 압력으로 분무기들(130)에 액체를 제공하기 위해 액체 공급원(140)과 각각의 분무기들(130) 사이에 배치된다. 각각의 분무기들(130)은 화재(110)에 대처하기 위해 공간(120)으로 방출을 위한 액체 미스트를 발생시키기 위해 유입된 액체를 분무한다. 가스는 또한 유입된 유체를 분무하여 고속 제트 흐름으로 방출하기 위해 분무기(130)에 직접 운반된다. 액체 미스트와 가스는 분무기의 출구의 둘레에 배치된 보호 캡을 제거하기에 충분한 운동량으로 방출된다. 예를 들어 도21에 도시된(분무기(1000)의 바람직한 실시예와 함께) 보호 캡(1002)은 그의 비작동 상태에서 밀폐된 공간(120)에 있을 수 있는 어떤 파편이나 오염물로부터 분무기의 내장물들을 보호하기 위해 분무기의 출구를 가린다. 가스는 바람직하게는 바람직한 액체 미스트 전역 방출 방화를 제공하기 위해 밀폐된 공간(120) 내에 난류를 만들어낼 수 있고/있거나 밀폐된 공간(120)에 걸쳐 액체 미스트를 이송하며 분산시키는 낮은 속도의 흐름을 유발할 수 있는, 음속 내지 초음속으로 방출된다.

액체 미스트는 바람직하게는 크기가 약 1 미크론에서부터 약 10 미크론이며 보다 바람직하게는 유발된 공기 흐름에 의해 이송될 수 있는 1 내지 약 5 미크론의 범위에 있는 대량의 액체 방울들로 구성된다. 방출된 액체 방울들은 화재(110)를 둘러싸기 위해 밀폐된 공간(120)에 걸쳐 분산된다. 방울들은 화재와 접촉하며, 증발되어 산소를 치환할 수 있는 대량의 스팀 또는 액체 증기를 발생시킨다. 이 공간에 걸친 액체 미스트의 방출 속도와 그의 밀도 또는 농도는 화재에 대처하고, 바람직하게는 화재를 제어하거나 억제하고, 훨씬 더 바람직하게는 화재를 소멸시키기 위해 증발 속도가 산소를 효과적으로 치환할 수 있는 정도이다. 산소를 치환하는 것에 더하여, 액체 증기는 액체 증기의 이송으로 가연성 증기들을 희석시킨다. 액체는 증기로 바뀌므로, 열이 연료를 냉각시키기 위해 화재로부터 추출된다.

내장식 유체 공급원을 가지는 액체 미스트 방화 시스템의 다른 바람직한 실시예들은 도3A-D, 4A 및 4B에 개략적으로 도시되며 미국 가출원 특허 번호 60/989,083에 첨부되고 그 전문이 참고로 포함된, "Aquasonic^TM 전역 방출 물 미스트 타입 130 및 260 시스템들" (설계-2007년 11월)을 명칭으로 하는, TYCO FIRE & BUILDING PRODUCTS 설계 데이터 시트 TFP2280에서 설명된다. 도3A의 시스템(300')은 바람직하게는 260 입방 미터(cu. m)(9180 cu. ft)까지의 자유 체적을 한정하는 대체로 밀폐된 공간의 보호를 위해 현수식으로 설치된 두 개의 분무기들(330')로 구성된다. 도3B의 시스템(300")은 바람직하게는 260 입방 미터(cu. m)(9180 cu. ft)까지의 자유 체적을 한정하는 대체로 밀폐된 공간의 보호를 위해 측벽에 설치된 두 개의 분무기들(330")로 구성된다. 도3C의 시스템(400')은 바람직하게는 130 입방 미터(cu. m)(4590 cu. ft)까지의 자유 체적을 한정하는 대체로 밀폐된 공간의 보호를 위해 현수식으로 설치된 단일의 분무기(430')로 구성된다. 도3D의 시스템(400")은 바람직하게는 130 입방 미터(cu. m)(4590 cu. ft)까지의 영역의 보호를 위해 측벽에 설치된 단일의 분무기(430")로 구성된다. 현수식으로 설치된 시스템들(300', 400')에 대하여, 방화는 바람직하게는 밀폐 높이가 약 3.0 미터 내지 약 5.0 미터(약 9.8 ft에서 약 16.4 ft)에서부터 약 8.0 미터(26.2 ft)까지 바뀔 수 있는 밀폐된 공간(120)에 제공된다. 측벽 시스템들(300", 400")에 대하여, 방화는 바람직하게는 밀폐 높이가 약 1.0 미터 내지 약 3.0 미터에서부터 바람직하게는 5.0 미터까지(약 3.3에서 약 16.4 ft), 약 8.0 미터(26.2 ft)까지 바뀔 수 있는 밀폐된 공간(120)에 제공된다.

그러나, 바람직한 미스트 시스템들의 시험이 밀폐된 공간(120) 내에서 분무기 위치에 영향을 받지 않는 방화를 제공하는 성능을 보여주었다. 본 발명자들은 밀폐된 공간(120) 내에서 분무기 설치를 위한 바람직한 위치들을 확인하였다. 현수식 시스템들(300', 400')에서, 분무기들은 바람직하게는 어떤 밀폐 벽으로부터 최소 약 1.2 m(4 ft)이고, 바람직하게는 최소 0.3 m(1 ft)이며 최대 3.4 m(11 ft)에 위치하며 그 결과로 분무기는 이 분무기로부터 밀폐의 바닥까지 직경이 1.2 m(4 ft)이며 보다 바람직하게는 0.9 m(3ft)인 방해받지 않는 방출 경로를 가진다. 듀얼 현수식 분무기 시스템(300')의 경우에 분무기들은 바람직하게는, 예를 들어, 고정된 설비(127)의 둘레에 배치되는 도4A의 평면 설치 개략도에 도시된 바와 같은 밀폐 공간(120)의 반대쪽의 인접한 4분면들 또는 코너 영역들에 위치한다. 보다 바람직하게는, 두 개의 분무기들(330)은 약 3.4 미터(11 ft)와 약 9.3 미터(30.4 ft) 미만의 그들의 중심들 사이에 있는 공간(D)을 가진다.

측벽에 설치된 시스템들(300", 400")을 위한 바람직한 설치는 분무기들이 바람직하게는 사각형 바닥 평면을 가지는 밀폐된 공간(120)의 더 작은 폭의 벽들에 설치되는 것을 제공한다. 바람직한 측벽 시스템들의 분무기들은 어떤 밀폐 코너로부터 최소 약 1.0 미터(3.3 ft)에, 나아가 반대쪽의 밀폐 벽으로부터 최소 3.8 미터(12.5 ft)에서 최대 12.0 미터(39.3 ft)에 설치된다. 더구나, 분무기들(430')은 바람직하게는 분무기로부터 반대쪽의 밀폐 벽까지 약 1.5 미터(4.9 ft) 직경의 방해받지 않는 방출 경로로 천장으로부터 밀폐 높이의 절반 미만까지 천장 아래에 최소 약 1.0 미터(3.3 ft)로 설치된다.

대안으로 또는 이에 추가하여, 시스템 설치가 현수식 또는 측벽식 구성의 방출 경로의 방해를 회피할 수 없는 곳에서, 분무기들은 바람직하게는 방출된 스프레이 패턴의 단면적이 스프레이 패턴 성장 영역에서 40%이하의 방해를 포함하며, 스프레이 패턴 성장 영역을 넘어서서는 50%이하의 방해를 포함하도록 위치한다. 스프레이 패턴 성장 영역은 분무기의 출구 단부로부터 스프레이 패턴이 완전히 성장되는 분무기의 말단까지 거리(D_Z)의 영역으로 한정된다. 도20에 도시된 바람직한 분무기(1000)의 개략도에서, 스프레이 패턴은 분무기의 출구 단부로부터 약 64 인치로 완전히 성장된 것으로 간주되며 이 점에서 스프레이 패턴은 약 36 인치의 직경(D_1A)을 가지는 원형 단면을 한정한다.

듀얼 측벽 분무기 시스템(300")의 경우에, 분무기(330')는 바람직하게는, 예를 들어, 도4B의 평면 설치 개략도에 도시된 바와 같이 이 밀폐(120)의 반대쪽의 인접한 4분면 또는 코너 영역들에 위치한다. 보다 바람직하게는, 두 개의 분무기들(330')은 최소 약 1.0 미터(3 ft-3 in.)에서 최대 약 4.6 미터(15 ft-1 in.) 사이의 범위에 있는 방출의 분무기들의 중심선들(C_L) 사이의 수직 거리(D_P)를 한정하기 위해 그 사이에 있는 공간을 가져야 한다.

물 미스트 시스템들의 바람직한 배관 설치

바람직한 액체 미스트 시스템의 각각의 분무기들은 액체가 바람직한 대체로 일정한 유량으로 분무기들에 운반되며 가스가 원하는 작동 압력으로 분무기들에 운반되는 것을 보장하기 위해 바람직하게는 유체 공급원에 결합된다. 가스 및 질소 가스의 내장식 유체 공급원을 가지고 260 입방 미터 공간(9180 cu. ft)의 보호를 위해 두 개의 분무기들을 가지는 미스트 방화 시스템의 보다 바람직한 설치는, 그 전문이 참고로 포함되는, ANSUL INC. 간행물인, "Aquasonic^TM물-분무 화재 억제 시스템: 디자인, 설치, 재충전 및 유지관리 매뉴얼" (2008)을 명칭으로 하는, Ansul 파트 번호 435650에서 설명된다. 바람직한 설치는 NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION의 공개된 표준 "NFPA 750: 물 미스트 방화 시스템들에 대한 표준" (2006년 5월)의 요건들에 맞는 시스템을 제공한다. 바람직한 시스템은 자동, 수동 및 선택적인 원격 작동을 제공하기 위해 설치된다. 내장식 시스템으로서, 바람직한 설치는 액체 공급원, 가스 공급원 및 연관된 시스템 제어를 위한 휴대용 스키드 마운트를 제공한다. 스키드는 바람직하게는 실외 또는 실내 설치를 위해 구성되며, 특히, 스키드는 설치 면적(foot print) 또는 전체 치수를 가지는 유체 공급원 및 제어 어셈블리를 한정하며 그 결과로 어셈블리는 표준 크기의 출입구들을 통해 이동될 수 있다.

위에서 설명된 유체 미스트 시스템들 중의 어느 하나에 사용하기 위한 바람직한 내장식 유체 공급 스키드(500)가 도5-7에 도시된다. 바람직한 공급 스키드(500)는, 적어도 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간, 보다 바람직하게는 260 cu. m(9180 cu. ft)의 밀폐된 공간의 보호를 위해, 소화 액체, 바람직하게는 물이 들어 있는 적어도 95 리터(25 갤런)의 용량을 가지고 보다 바람직하게는 약 191 리터(50 갤런)의 용량을 가지는 탱크(502)로 구성되는 액체 공급원을 포함한다. 대안으로 탱크(502)는 보호되는 밀폐의 체적에 근거한 물 공급을 제공하는 크기로 만들어질 수 있지만; 탱크는 적어도 10분의 미스트 방출 지속 시간을 제공하기에 충분한 크기로 만들어져야 한다. 탱크(502)는 압력 용기이며 바람직하게는 적어도 약 14.8 bar(215 psi)까지 ASME 공인된다. 탱크(502)는 하나 이상의 분무기들과 연통하는 시스템 배관과의 연결을 위한 충진 입구(506) 및 출구(508)를 더 포함한다.

공급 스키드(500)는 바람직하게는 대체로 불활성 가스, 예를 들어, 질소 가스의 실린더들의 뱅크로 구성되는 가스 공급원(510)을 더 포함한다. 도시된 공급 스키드(500)에서, 실린더들의 뱅크는 260 cu. m(9180 cu. ft)의 밀폐된 공간의 보호를 위해 설치된 전체 6개의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들을 포함한다. 더 많거나 더 적은 실린더들이 보호되는 공간의 크기에 따라 제공될 수 있으며, 예를 들어, 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간의 보호를 위한 공급 스키드는 전체 3개의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더들을 포함한다. 실린더들의 개수 또는 크기에 관계없이, 가스 공급원은 바람직하게는 적어도 10분의 미스트 방출 지속 시간을 제공하기 위해 선택된다.

탱크(502) 및 실린더들(510)은 전체 스키드 어셈블리가 표준 크기의 출입구를 통해 통과하기에 적합한 크기로 만들어진 스키드 공급 프레임(522) 내에 수용된다. 도시된 바람직한 스키드 어셈블리(500)에 대하여, 스키드는 약 22 m(6.5 ft)의 최대 높이(H), 약 0.9 m(3 ft)의 최대 폭(W) 및 약 1.6 m(5.3 ft)의 최대 길이(L)를 가진다.

위에서 설명된 내장식 물 미스트 시스템들 중의 어느 하나에 대한 바람직한 배관 배치에서, 가스 공급원(510)은 액체 공급원(502)을 가압하며 그 결과로 액체 및 가스가, 바람직하게는 예를 들어 약 8.3 bar(120 psi)와 약 6.9 bar(100 psi) 사이, 약 7.9 bar(115 psi)와 약 6.9 bar(100 psi) 사이, 약 7.7 bar(112 psi)와 약 6.9 bar(100 psi) 사이, 및 약 7.6 bar(110 psi)와 약 6.9 bar(100 psi) 사이와 같은 약 2.1 bar에서 24.1 bar(30 psi에서 350 psi) 사이 의 범위에 있으며, 보다 바람직하게는 약 6.9 bar(100 psi)인 동일한 작동 압력으로 분무기에 운반된다. 보다 구체적으로는, 바람직하게는 스키드(500)의 각각의 가스 실린더들(510)은 배관 매니폴드(514)로 가압된 가스 공급을 위해 바람직하게는 약 7.7 bar(112 psi)에서 약 8.3 bar(120 psi) 사이의 범위의 유동 압력으로 설정되는 가스 조정기(512)가 구비된다. 배관 매니폴드(514)는 약 7.6 bar(110 psi)의 바람직한 최소 압력으로 시스템의 분무기들에 가스를 공급하기 위해 하나의 방출 출구 단부(516)를 포함한다.

매니폴드(514)는 더 바람직하게는 적어도 약 7.6 bar(110 psi)의 물 공급 출구(508)에서의 방출 압력까지 탱크(502)의 물 또는 다른 액체 공급원을 가압하도록 물 탱크(502)에 결합하기 위해 분기된 방출 출구 단부(513)를 포함한다. 바람직한 내장식 유체 공급 스키드(500)의 바람직한 크기의 액체 및 기체 공급들이 주어진다면, 공급 출구와 각각의 분무기들 사이의 배관은 15 mm(¹/2 inch)에서부터 25 mm(1 inch)까지의 배관 직경 범위의 배관을 사용하여 약 50 리터(13 갤런) 이하의 최대 배관 체적을 가지기 위한 크기로 만들어진다. 도1의 시스템 개략도를 다시 참조하면, 물 공급 배관은 더 바람직하게는 분무기에 대한 유체 압력을 약 0.5 bar(7 psi)의 바람직하게는 대체로 일정한 압력까지 그리고 약 5.7 lpm (1.5 gpm)의 보다 바람직한 유량까지 내리기 위해 각각의 분무기의 입구에 인접한 인라인 오리피스 장치(132)를 포함한다. 바람직한 인라인 제한 오리피스(in-line restriction orifice)는 대략 0.78의 유동 효율 계수(Cd)를 가지는 바람직하게는 약 0.080 인치에서부터 약 0.092 인치까지의 범위에 있는 제한 오리피스 직경을 가진다. 대안으로 또는 이에 추가하여, 인라인 오리피스는 약 2.13 lpm/(bar)^1/2 (0.148 gpm/(psi)^1/2)에서부터 약 2.13 lpm/(bar)^1/2 (0.196 gpm/(psi)^1/2)까지의 범위에 있는 K-인자들의 범위를 한정하며, 분무기와 오리피스 어셈블리로부터의 전체 흐름은 물 공급 압력의 제곱근으로 곱해진 K-인자와 같다. 따라서, 가스 조정기와 액체 오리피스는 각각의 분무기들에서 일정하며 바람직한 액체-대-가스 질량 유동 비를 촉진한다.

액체 미스트 시스템들은 바람직하게는 시스템의 수동, 자동 및/또는 원격 작동을 제공한다. 따라서, 도5에 도시된 바와 같이, 공급 스키드(500)는 바람직하게는 하나 이상의 시동 장치들로부터, 즉, 수동 액추에이터 또는 탐지기들(160) 중의 하나로부터 입력 신호를 수신한 후에 액체 미스트 시스템을 자동으로 작동시키는 제어 패널(515)을 포함한다. 제어 패널(515)은 더 바람직하게는 국부적으로 또는 원격으로 작동될 수 있는 수동 작동 스위치로 시스템의 수동 작동을 제공한다.

각각의 바람직한 물 미스트 시스템들을 위한 바람직한 작동 방법은 도8의 개략도에 도시된다. 바람직한 방법은 보호되는 밀폐된 영역에서 화재(110)에 대처하거나, 화재를 제어하거나, 억제하거나 또는 보다 바람직하게는 소멸시키는 것 중의 적어도 하나를 효과적으로 수행하기 위해 액체 미스트를 발생시키는 단계를 제공한다. 게다가, 바람직한 방법은 보호되는 밀폐된 영역에서 화재(110)에 대처하거나, 제어하거나, 억제하거나 또는 보다 바람직하게는 소멸시키는 것 중의 적어도 하나를 효과적으로 수행하기 위해 밀폐된 공간(120)에 걸쳐 미스트를 분산시키는 단계를 포함한다. 밀폐된 공간(120)에 걸쳐 액체 미스트의 분산은 밀폐된 공간에 걸쳐 대체로 균일하며 동일하게 미스트를 분산시키기 위해 바람직하게는 밀폐된 공간들 내에서 미스트의 전역 방출을 제공하며 그 결과로 밀폐된 공간의 각각의 단위 체적은 화재에 대한 미스트 발생 장치의 위치 또는 배향에 관계없이 화재(110)를 효과적으로 대처하기 위해 적어도 일정한 양 또는 농도의 미스트를 가진다.

액체 미스트를 분산시키는 단계는 액체 미스트를 이송 및 분산시킬 수 있는 흐름을 유발하기 위해 바람직하게는 밀폐된 공간에 난류를 발생시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 시스템의 분무기들은 바람직한 난류를 제공하기 위해 음속에서부터 보다 바람직하게는 초음속 속도까지의 범위의 높은 속도로 밀폐된 공간(120)에 가스를 방출한다.

액체 미스트를 발생시키는 단계는 바람직하게는, 전역 방출을 통해 밀폐된 공간(120)의 어느 곳에 위치하는 화재(110)에 대처할 수 있는, 공간의 각 단위 체적에 대한 미스트의 평균 체적 또는 질량(미스트 밀도), 또는 적어도 각각의 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간(120)의 밀폐 체적(V)에 대한 미스트의 평균 체적 또는 질량을 한정한다. 따라서, 바람직한 방법은 분무기(130)로부터 물체에 의해 가려지거나 방해를 받는 화재(110)를 충분히 대처할 수 있거나 분무기(130)의 직접 방출 경로의 외측에 위치하는 화재를 대처할 수 있다. 따라서, 바람직한 방법은 화재에 대한 분무기(130)의 위치에 영향을 받지 않고 대체로 전체의 밀폐된 공간(120)에 걸쳐 방화를 제공한다. 더구나 화재를 대처하는데 충분한 최소 양의 미스트가 밀폐된 공간(120)의 밀폐 체적(V)의 함수이기 때문에, 미스트 방화 방법은 밀폐된 공간(120)의 어떤 특별한 선형 치수 특성에 의해 영향을 받지 않는다.

게다가, 최소 미스트 밀도는 화재가 대처되는 방식의 함수일 수 있다. 예를 들어, 바람직한 방법은 화재의 제어, 억제 및/또는 소멸 중의 하나에 의해 화재에 대처하도록 구성되는 미스트 밀도를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로는, 바람직한 시스템과 액체 미스트를 발생시키는 그의 방법은 화재에 대처하는데 효과적인 방울 크기를 가지는 방울들의 적당한 분산을 제공하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 액체 미스트는 대체로 50 미크론 미만, 보다 바람직하게는 10 미크론 미만, 더욱 보다 바람직하게는 약 1에서부터 5 미크론까지의 범위의 직경을 가지는 액체 방울들로 구성된다. 작은 물방울 크기는 바람직하게는 발생된 난류로부터 나오는 저속의 공기 흐름이 밀폐된 공간(120)의 내에서 다수의 방향으로 이 방울들을 이송하며 균일하게 분산시키는 것을 가능하게 만든다.

밀폐된 공간(120)에 걸쳐 액체 미스트의 균일한 분산과 결합하여 바람직한 크기 범위의 액체 방울들을 가지는 액체 미스트를 발생시키는 것은 화재에 대처하거나, 화재를 제어하거나, 억제하거나 보다 바람직하게는 소멸시키기 위해 화재에 대한 산소 공급을 방지하도록 산소를 치환하기 위해 액체의, 예를 들어 물의, 증발 성능을 이용함으로써 분무기(130)의 위치 또는 배향에 영향을 받지 않고 화재에 효과적으로 대처할 수 있다고 믿어지고 있다. 수증기에 의한 산소 치환은 국부적으로, 즉, 화재의 화염 내에서와, 전체적으로, 즉, 화염의 외측과 밀폐된 공간(120) 내에서 일어난다. 더구나 물의 증기로의 변환은 위에서 설명된 다른 방화 메커니즘을, 예를 들어, 화재로부터 열을 추출하여 연료를 냉각하는 것을 제공한다.

물은 액체에서부터 증기로의 그의 증발, 변환 및 팽창에 의해 산소를 치환한다. 대기압에서 일 리터의 액체는 증발로 대략 1600-1700 리터의 수증기로 팽창한다. 따라서, 액체 미스트의 단위 체적에 대한 액체 미스트의 치환 성능은 화재 또는 이로부터 방사되는 열과 접촉하여 증발할 수 있는 그의 체적의 비에 직접적으로 관련된다. 따라서, 바람직한 미스트 시스템들 및 그들의 작동 방법은 밀폐된 공간(120)으로 미스트의 방출을 운반하며 대부분의 미스트는 화염에 인접한 영역에서 증발할 수 있다. 바람직한 시스템들에 의해 대처되는 전형적인 화염들은 초당 약 1.5 미터(초당 5 ft)에서부터 초당 약 15 미터(초당 50 ft)까지의 속도의 범위에 있으며, 물 미스트의 물방울들이 증발하기 위해 필요한 영역은 화염의 초기 8 cm에서 30 cm(3 에서 12 인치) 내에 있다.

어떤 특별한 이론에 의해 제한되는 것을 바라지 않지만, 이 영역 내의 물방울들이 대체로 국부적인 산소 결핍을 통해 화재를 직접 소멸시키기 위해 바람직하게는 0.02초에서 약 0.05초의 범위 내에서 증발할 필요가 있다고 믿어지고 있다. 물방울들의 대부분의 분산이 10 미크론 미만의 바람직한 방울 크기 범위에 있는 크기를 가지는 물 미스트를 가짐으로써, 미스트는 화염의 초기 8 cm에서 30 cm(3에서 12 인치) 내에 있으면 0.02 내지 0.05초 범위 내에서 증발될 수 있는 방울들의 분산을 가진다.

더구나, 더 큰 부분의 방출 미스트가 산소 결핍을 위해 사용되기 때문에, 종래의 스프링클러 시스템들과 비교할 때 더 적은 양의 액체가 화재에 효과적으로 대처하기 위해 요구된다. 액체 미스트 방화, 또는 보다 구체적인 전역 방출의 바람직한 방법은 또한 화재에 효과적으로 대처하기 위해 공지된 물 미스트 방화 시스템들보다 더 적은 물을 사용하는 것으로 믿어지고 있다. 바람직한 방법과 그의 방출된 액체 미스트는 화재 성장에 대처하기 위한, 예를 들어 산소를 치환하는 것에 추가하여, 물방울들의 증발이 화재로부터 열을 추출하고 그에 의해 연료를 냉각하기 위한 추가적인 메커니즘들을 포함한다.

바람직한 미스트 시스템들 및 방법들은 방화를 위한 환경 친화적이거나 "녹색 기술"을 제공한다. 구체적으로는, 시스템들에 의해 사용되는 적은 양의 물은 물 소비 및 유출을 최소화한다. 게다가, 분무 및 이송 유체로서 바람직한 질소 가스의 사용은 화재 발생 및 시스템 작동의 경우에 환경, 시스템 조작자들 또는 담당자들에 추가적인 위험을 제공하지 않는다.

시스템 파라미터들

전체적으로 바람직한 액체 미스트 시스템들의 디자인 및 성능은, 예를 들어, 분무 장치들의 유체들의 압력 및/또는 유량, 보호되는 밀폐된 공간(120)의 체적과 구성, 보호되는 밀폐된 공간의 연료, 시스템에 의해 대처될 것으로 예상되는 화재 타입/크기, 및/또는 밀폐된 공간의 환기 구멍의 크기 및 구성과 같은 하나 이상의 시스템 입력 파라미터들의 함수로 한정될 수 있다.

보다 구체적으로는, 시스템에 의해 밀폐된 공간(120)으로 방출되는 유체 미스트의 체적, 흐름, 미스트 밀도, 및/또는 방울 크기는, 예를 들어, 가스 입구 특성들, 액체의 유량 및/또는 둘 사이의 관계에 의해 한정될 수 있다. 예를 들어, 위에서 설명된 미스트 방화 시스템들에서, 분무 가스의 충분한 흐름과 압력이 있다면 액체의 주어진 유량은 화재에 대처하는데 효과적인 액체 미스트를 제공할 수 있다. 위에서 설명된 바람직한 방법들 및 시스템들에 사용되는 분무기들(130)은 바람직하게는, 예를 들어, 미스트를 발생시키기 위해 바람직하게는 액체 및 가스를 사용하는 트윈 또는 듀얼 유체 분무기들과 같은 멀티-유체 분무기들로 구성된다. 위의 바람직한 시스템들 및 방법들에 사용하기 위한 바람직한 분무기들은 아래에 보다 상세하게 설명된다. 대안으로, 이런 장치들이 여기에 설명된 바와 같이 적당한 체적 농도, 방울 크기 및 분산 특성들을 가지는 원하는 미스트를 제공할 수 있다면 단일 유체 또는 다른 유체 분무기들이 사용될 수 있다.

예를 들어, 도11의 바람직한 분무기를 사용하는 것과 관련하여 여기 아래에 설명된다. 출원인들은 약 2.1 bar에서부터 24.1 bar(30 psi에서 350 psi)까지의 범위에 있으며; 바람직하게는 약 5.0 bar에서부터 13.8 bar(72 psi에서 약 200 psi)까지의 범위에 있으며; 보다 바람직하게는 약 5.9 bar에서부터 9.0 bar(85 psi에서 약 130 psi)까지의 범위에 있으며; 또한 더욱 보다 바람직하게는 약 6.9 bar에서부터 약 8.4 bar(100 psi에서 약 122 psi)까지의 범위에 있으며; 가장 바람직하게는 약 7.6 bar(110 psi)에 있는 바람직한 액체 미스트를 형성하기 위한 입구 가스 압력 또는 가스 작동 압력을 확인하였다. 대안으로 또는 이에 추가하여, 입구 가스 압력들은 바람직하게는 약 0.0141 kg/s(25 scfm)에서부터 약 0.1667 kg/s까지; 0.0476 kg/s(84 scfm)에서부터 약 0.0619 kg/s(109 scfm)까지의 범위이며 바람직하게는 약 0.0476 kg/s(84 scfm)에 있는 질량 유량들 및 체적 가스 유량들을 한정한다. 바람직한 시스템들(300', 400')이 공지된 고압의 물 미스트 시스템들보다 더 낮은 압력들에서 작동하기 때문에 바람직한 물 미스트 시스템들과 그들의 작동은 또한 공지된 물 미스트 시스템들보다 더 효과적이다. 구체적으로는, 공지된 고압의 물 미스트 시스템들은 약 70 bar(1015 psi)의 최소 작동 압력을 필요로 한다. 비교해 보면, 시스템들(300', 400')은 단지 약 6.9 bar(100 psi)의 최소 작동 압력만을 필요로 한다.

출원인들은 바람직한 분무기들을 사용하여 화재 성장을 대처하는데 효과적인 유체 미스트를 발생시키기 위해 가스의 입구 공급의 관점에서 분무기 입구에 적당하게 구성된 액체의 공급이 요구된다는 것을 확인하였다. 바람직하게는, 바람직한 분무기의 액체 입구에서 액체 압력은 약 0.5 bar(7 psi)이며, 예를 들어 약 3 gpm 또는 약 3.8 lpm에서 약 7.61 lpm(1-2 gpm)과 같이, 약 1-4 gpm의 유량이다. 보다 바람직하게는, 바람직한 물 미스트 시스템의 성능과 방출되는 유체 미스트의 특성들은 액체-대-가스 질량 유동 비의 함수이다. 보다 구체적으로는, 출원인들은 분무기(130)의 입구에서 유체들이 분무 장치에 대한 가스의 주어진 입구 질량 유량 또는 압력에 대하여 약 1:1에서 약 3:1까지이며, 보다 바람직하게는 약 1.75:1에서부터 약 2.25:1 내지 2.5:1까지의 범위 내의 액체-대-가스 질량 유동 비를 제공하는 효과적인 액체 미스트를 바람직한 분무기들(130)이 제공하는 것을 확인하였다. 이런 비는 다른 유체의 함수로서 하나의 유체에 의해 한정될 수 있기 때문에, 분무기의 성능과 그에 따른 시스템의 소화 성능은 적어도 하나의 유체의, 바람직하게는 가스의 입구 특성들에 의해 결정될 수 있다.

대안으로, 시스템 디자인 및 성능은 룸 크기의 함수일 수 있다. 예를 들어, 미스트 시스템의 하나의 바람직한 실시예는 밀폐된 공간(120)에서 화재에 대처하기 위해, 리터(L)(갤런(gal))로 측정된, 액체 미스트의 최소 및 최대 체적 중의 적어도 하나의 방출을 제공한다. 바람직한 미스트 시스템의 하나의 특별한 실시예에서 액체 미스트 방출의 체적은 약 260 cu. m(9180 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간(120)의 방화를 위해 최소 약 22.7 리터(6 gal)의 액체에서부터 약 57 리터(15 gal)까지의 범위에 있다. 방법은 약 130 입방 미터(cu. m)(4590 cu. ft)의 체적을 가지는 밀폐된 공간(120)의 방화를 위해 동일한 방울들의 농도에 대하여 최소 11.4 리터(3 gal)의 액체에서부터 약 28.4 리터(7.5 gal)까지의 범위에 있는 액체 미스트 방출의 체적으로 더 한정한다. 하나의 바람직한 양상에서, 바람직한 시스템의 전체 액체 공급 체적은 바람직하게는 각각의 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간에 대하여 오십칠 리터(57 L)(십오 갤런(15 gal))에서부터 약 구십오 리터(95 L)(이십오 갤런(25 gal))까지의 범위에 있다.

비록 바람직한 미스트 시스템들이 최소 전체 방출 시간, 바람직하게는 약 10분 동안의 크기로 만들어지지만, 대안으로 시스템은 보호되는 밀폐된 공간에서 예상되는 화재 크기의 함수로서 액체 미스트의 최소 전체 방출 체적을 제공하는 크기로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 바람직한 시스템 디자인은 주어진 단위의 밀폐 체적, 소화 체적에 대하여 화재를 소멸시키기 위한 미스트의, 입방 미터당 리터(l/cu. m)(입방 피트당 갤런(gal/cu. ft)으로 측정된, 전체 방출 액체 체적을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 액체 미스트의 전체 소화 체적은 각각의 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간당 약 팔 갤런(8 gal) 미만이다. 보다 바람직하게는 시스템의 전체 소화 체적은 약 1(1 kW/m³)에서부터 약 8(8 kW/m³)까지의 범위에 있는 표준 범위의 화재 크기들에 대하여 입방 미터당 0.57 리터(0.57 리터/cu. m)(입방 피트당 0.0042 갤런(0.0042 gal/cu. ft))에서부터 입방 미터당 0.057 리터(0.057 리터/cu. m)(입방 피트당 0.00042 갤런(.00042 gal/cu. ft))까지의 범위이다.

바람직한 시스템들의 바람직한 디자인 및 작동 방법은 화재를 소멸시키기 위한 전체 체적을 제공할 수 있기 때문에, 바람직한 시스템의 파라미터들은 표준 화재 크기들의 범위에 대한 소화 시간의 범위를 더 한정할 수 있다. 바람직한 방법의 일 양상에서, 바람직한 시스템을 위한 소화 시간은 약 1 kW/cu. m에서부터 약 8 kW/cu. m까지의 범위에 있는 표준 범위의 화재 크기들에 대하여, 약 780초에서부터 약 80초까지이며, 바람직하게는 약 500초에서부터 약 80초까지이며, 보다 바람직하게는 약 420초에서부터 약 80초까지의 범위이다.

성능 & 조정 가능성

위에서 설명된 세 개의 바람직한 미스트 시스템들은 약 260 cu. m(9180 cu. ft)의 체적(V)에 대하여 7.72 m(25.3 ft)(길이), 6.55 m(21.5 ft.)(폭), 5.1 m(16.8 ft)(높이)로 측정된 밀폐된 공간(120)에서 다양한 화재의 시험들 하에 시험되었다. 도3A-3C의 다음의 시스템들을 다시 참조하면: (i) 미스트 시스템(300')은 두 개의 천장 설치 분무기들(330')을 가지며; (ii) 미스트 시스템들(300")은 두 개의 측벽 설치 분무기들(330")을 가지며; (iii) 미스트 시스템(400')은 단일 천장 설치 분무기들(430')을 가진다. 각각의 시스템의 분무기들은 위에서 설명된 바와 같은 바람직한 방식으로 설치되었으며, 천장 설치 분무기들은 밀폐 벽으로부터 약 1.2 m(4 ft)의 최소 거리에 설치되고, 측벽 분무기들은 그의 방출 거리를 최대화하기 위해 짧은 벽들에 설치되었다.

각각의 시스템들은 헵탄 연료 화재로 시험되었으며 방열 속도(HRR: heat release rate)는 다음과 같이 변경된다: 250 kW, 500 kW, 1000 kW 및 2000 kW. 각각의 화재 시나리오에 대하여, 연료는 다음과 같이 연료의 양과 함께 변하는 직경, 직경(cm)/연료의 양(리터)을 가지는 원형 팬에 설치되었다: 250 kW의 HRR에 대하여 45 cm/(16 리터); 500 kW의 HRR에 대하여 62 cm/(30 리터); 1000 kW의 HRR에 대하여 79 cm/(24.5 리터); 및 2000 kW의 HRR에 대하여 112 cm/(49 리터). 각각 1000 kW와 2000 kW의 화재에 대하여, 동일한 부(parts)의 물이 연료에 첨가되었다. 시험 화재들은 연료의 원형 팬의 위에 약 0.7 m의 방해물을 가지는 (2.0 m x 2.0 m) 강철 테이블 방해물의 밑으로 밀폐된 공간의 기하학적 중심의 바닥에 위치하였다. 대안으로, 각각의 화재는 물 미스트 억제 시스템이 켜지기 전에 미리 결정된 시간 동안 연소(예비 연소)되는 것이 허용되었다. 250 kW와 500 kW의 화재들은 120초 동안 예비 연소되는 것이 허용되었으며, 1000 kW와 2000 kW의 화재들은 30초 동안 예비 연소되는 것이 허용되었다.

각각의 화재 시나리오에 대하여, 두 개의 분무기 시스템들(300', 400') 각각이 먼저 각각의 분무기에 운반되는 6.9 bar(100 psi)에 대한 5.7 lpm(1.5 gpm)의 질소 가스 압력에 대한 물의 유량으로 시험되었으며, 그 다음에 뒤를 이어서 각각의 분무기에 운반되는 12.1 bar(175 psi)에 대한 약 9.5 lpm(2.5 gpm)의 질소 가스 압력에 대한 물의 유량으로 시험되었다. 단일 분무기 시스템은 먼저 각각의 분무기에 운반되는 13.8 bar(200 psi)에 대한 11.4 lpm(3 gpm)의 질소 가스 압력에 대한 물의 유량으로 시험되었다. 각각의 시스템들은 주어진 방열 속도에 대하여: (i) 시스템의 소화 시간; (ii) 소화 시간에서의 전체 미스트 체적 방출; 및 (iii) 소화 시간에서 밀폐된 공간(120)의 산소 농도를 측정함으로써 헵탄 연료 화재로 시험되었다.

두 개의 천장 설치 분무기들에 대한 시험 결과들의 요약

화재 크기 HRR [kW]	표준 화재 크기 [kW/cu. m]	각각의 분무기에 대한 압력 [bar(psi)]	시스템으로부터 전체 유량 [lpm(gpm)]	소화 시간[초]	최종 O₂ [%]	소화에서의 전체 유동 [L(gal)]
2000	7.69	6.9(100)	11.4(3.0)	111	15.4	21.2(5.6)
2000	7.69	12.1(175)	17.8(4.7)	111	15.5	32.9(8.7)
1000	3.85	6.9(100)	11.4(3.0)	374	15.7	70.8(18.7)
1000	3.85	12.1(175)	18.2(4.8)	216	15.4	86.3(22.8)
500	1.92	6.9(100)	11.4(3.0)	455	15.4	86.3(22.8)
500	1.92	12.1(175)	18.9(5.0)	301	15.0	95.0(25.1)
250	0.96	6.9(100)	11.4(3.0)	1018	15.0	193(50.9)
250	0.96	12.1(175)	18.9(5.0)	431	15.1	136(35.9)

두 개의 측벽 설치 분무기들에 대한 시험 결과들의 요약

화재 크기 HRR [kW]	표준 화재 크기 [kW/cu. m]	각각의 분무기에 대한 압력 [bar(psi)]	시스템으로부터 전체 유량 [lpm(gpm)]	소화 시간[초]	최종 O₂ [%]	소화에서 전체 유동 [L(gal)]
2000	7.69	6.9(100)	11.4(3.0)	82	17.0	15.5(4.1)
2000	7.69	12.1(175)	18.9(5.0)	85	16.0	26.9(7.1)
1000	3.85	6.9(100)	11.4(3.0)	224	16.8	42.4(11.2)
1000	3.85	12.1(175)	18.9(5.0)	164	17.0	51.9(13.7)
500	1.92	6.9(100)	11.4(3.0)	349	16.5	66.2(17.5)
500	1.92	12.1(175)	18.9(5.0)	319	15.6	101(26.6)
250	0.96	6.9(100)	11.4(3.0)	866	15.6	164(43.3)
250	0.96	12.1(175)	18.9(5.0)	501	15.3	158(41.8)

단일 천장 설치 분무기들에 대한 시험 결과들의 요약

화재 크기 HRR [kW]	표준 화재 크기 [kW/cu. m]	각각의 분무기에 대한 압력 [bar(psi)]	시스템으로부터 전체 유량 [lpm(gpm)]	소화 시간[초]	최종 O₂ [%]	소화에서 전체 유동 [L(gal)]
2000	7.69	13.8(200)	11.4(3.0)	145	14.7	27.6(7.3)
1000	3.85	13.8(200)	11.4(3.0)	237	15.2	45.0(11.9)
500	1.92	13.8(200)	11.4(3.0)	500	16.1	94.6(25.0)
250	0.96	13.8(200)	11.4(3.0)	766	16.1	145(38.3)

성공적인 화재 시험 결과들은 효과적인 방화를 제공하기 위해 여기에 설명된 바람직한 시스템들 및 방법들의 성능을 보여준다. 더구나, 화재 시험들은 시스템의 성능이, 예를 들어, 위에서 논의된 하나 이상의 입력 시스템 파라미터들에 의해 영향을 받는다는 것을 보여준다.

예를 들어, 위에서 설명된 바람직한 시스템들(300', 300", 400')에서 공칭 표준 화재 크기들의 범위에 걸쳐 소화까지의 전체 물 소비에 대한 세 개의 선도들이 도9에 도시된다. 표준 화재는 입방 미터당 킬로와트(kW/cu. m)로 측정된 밀폐의 단위 체적당 화재 크기이다. 선도(600)는 두 개의 분무기들(330')이 천장에 설치된 바람직한 시스템(300')에 대한 소화까지의 물 소비를 도시한다. 선도(602)는 단일의 분무기(430')가 천장에 설치된 바람직한 시스템(400')에 대한 소화까지의 물 소비를 도시한다. 선도(604)는 두 개의 분무기들(330")이 측벽에 설치된 바람직한 시스템(300")에 대한 소화까지 물 소비를 도시한다.

세 개의 선도들(600, 602, 604)은 공칭 표준 화재 크기들의 범위에 걸쳐 대체로 유사하다. 그러므로 선도들(600, 602, 604)은 바람직한 시스템들과 방법들이 분무기들이 밀폐 내에 설치되는 장소나 방식에 관계없이 대체로 일정한 방화 성능을 제공한다는 것을 설명한다. 보다 구체적으로는, 선도들(600, 602, 604)은 단일 분무기 시스템이, 바람직하게는 약 1 kW/cu. m에서부터 8 kW/cu. m까지의 범위에 있는, 공칭 화재 크기들의 통상 범위에 대하여 듀얼 분무기 시스템과 동일한 것을 수행할 수 있다는 것을, 즉, 소화까지 대체로 동일한 양의 물을 필요로 한다는 것을 가리킨다. 그러므로, 그들의 전체 유량들이 동일하다면 단일 분무기를 가지는 바람직한 시스템이 두 개의 분무기들을 가지는 시스템과 동일한 것을 수행할 수 있다고 믿어진다. 이와 같이, 단일 분무기(430')를 가지는 시스템(400')은 5.7 lpm(1.5 gpm)의 유량으로 각각 방출하는 두 개의 분무기들(330', 330")을 가지는 시스템(300', 300")과 동일한 방화를 제공하기 위해 11.4 lpm(3 gpm)의 유량으로 액체를 방출함으로써 적절하게 조정될 수 있다. 다른 선도들(606, 608)은 소화를 위해 더 많은 양의 물을 각각이 필요로 하는 공지된 고압 물 미스트 시스템과 저압 물 미스트 시스템의 성능을 각각 도시한다.

다른 세트의 성능 선도들(700, 702, 704)이 도10에 제공되며, 각각의 선도는 공칭 표준 화재 방열 속도에 대한 소화까지의 시간을 도시한다. 선도(700)는 두 개의 분무기들(330')이 천장에 설치된 바람직한 시스템(300')에 대한 소화까지의 시간을 도시한다. 선도(702)는 단일의 분무기(430')가 천장에 설치된 바람직한 시스템(400')에 대한 소화까지의 시간을 도시한다. 선도(704)는 두 개의 분무기들(330")이 측벽에 설치된 바람직한 시스템(300")에 대한 소화까지의 시간을 도시한다. 도10의 다른 선도들(706, 708)은 공지된 고압 미스트 시스템과 저압 미스트 시스템 각각의 소화까지의 시간을 도시한다. 바람직한 시스템들에 대한 선도들(700, 702, 704)은 약 8 kW/cu. m의 표준 화재 크기에 대하여 대체로 수렴하며 표준 화재 크기가 감소할 때 상대적으로 약간만 변화한다. 또한, 선도들(700, 702, 704)은 바람직한 시스템들이, 보호되는 밀폐 내에서 분무기들의 설치 배향 및/또는 위치에 영향을 받지 않고, 대체로 동일한 방화 성능을, 즉, 소화까지 시간을 제공하도록 구성될 수 있다는 것을 보여준다. 더구나, 각각의 시스템이 대체로 일정하거나 동등한 전체 체적의 체적으로의 방출을 가진다면 두 개의 분무기들을 가지는 시스템과 비교할 때에 선도들은 단일의 분무기로부터 대체로 동일한 성능을 설명한다. 공지된 고압 물 미스트 시스템 또는 저압 물 미스트 시스템과 비교될 때, 표준 화재 크기들의 보다 낮은 범위에서, 선도들은 소화까지 더 짧은 시간을 가지는 바람직한 시스템들(300', 300", 400')의 능력을 설명한다.

추가적인 시험들이 260 cu. m(9180 cu. ft)를 초과하는 보다 큰 밀폐된 공간들에 미스트 방화를 제공하는 바람직한 시스템들의 조정 가능성을 보여주기 위해 수행되었다. 특히, 화재 시험들이 두 개의 더 짧은 벽들 중의 하나에 4 평방 미터의 환기 구멍을 가지는 약 1040 cu. m(36,700 cu. ft)의 체적(V)에 대하여 13 m(42.5 ft)의 길이, 10 m(32.8 ft.)의 폭, 및 8.0 m(26.2 ft)의 높이로 측정된 밀폐된 공간에서 바람직한 물 미스트 시스템의 성능을 평가하기 위해 수행되었다. 현수식 배향의 천장 설치 분무기들이 모든 시험들에 이용되었다. 각각의 분무기가 6.9 bar(100 psi)의 가스 압력과 11.4 lpm(3 gpm)의 전체 시스템 유량에 상응하는 5.7 lpm(1.5 gpm)의 물 유량이 제공되는 260 cu. m(9180 cu. ft.)의 밀폐에 대한 두 개의 현수식 분무기 시스템(300')의 성능이 더 큰 밀폐 시스템의 성능을 평가하기 위해 비교 근거로 사용되었다.

2000 kW의 공칭 방열 속도를 가지는 시험 화재가 모든 시험들에 이용되었다. 각각의 화재에 대하여, 38 리터(10 갤런)의 헵탄 연료와 대략 38 리터(10 갤런)의 물이 112 cm의 직경을 가지는 원형 팬에 위치하였다. 시험 화재들은 연료의 원형 팬의 위에 약 0.7 m의 방해물을 가지는 (2.0 m x 2.0 m) 강철 테이블 방해물의 밑으로 밀폐된 공간의 기하학적 중심의 바닥에 위치하였다. 각각의 시험 화재는 미스트 억제 시스템의 시동에 앞서 30초 동안 예비 연소되는 것이 허용되었다.

세 개의 시험들이 기준 밀폐 체적인 260 cu. m(9180 cu. ft)의 4배인, 1040 cu. m(36,700 cu. ft)의 자유 체적을 가지는 밀폐된 공간의 보호를 위해 구성되는 바람직한 물 미스트 시스템에 대하여 수행되었다. 각각의 시험에서, 시스템 파라미터는 변경되었으며 시스템의 성능은 변경된 파라미터에 대한 바람직한 물 미스트 시스템들의 조정 가능성을 평가하기 위해 측정되었다.

테스트 1인 제1 시험에서, 분무기들의 개수가 룸 크기에 비례하여 증가되었다. 따라서, 4배로 증가된 자유 체적으로, 테스트 1은 분무기들의 개수를 두 개(2)에서부터 전체 여덟 개(8)의 분무기들까지 증가시켰다. 분무기들은 공칭으로 5.0 m(16.4 ft)와 3.25 m(10.7 ft) 떨어진 2열의 4개 분무기들로 이루어진 밀폐 천장 상의 균일하게 이격된 격자 패턴으로 설치되었다. 각각의 분무기에 대한 유량은 5.7 lpm(1.5 gpm)의 일정한 유량으로 유지되었으며 작동 가스는 6.9 bar(100 psi)로 유지되었다. 따라서, 테스트 1의 시스템은 45.4 lpm(12 gpm)의 전체 시스템 유동을 제공하였다.

테스트 2인 제2 시험에서, 분무기들의 개수는 2개(2)에서부터 전체 4개(4)의 분무기들까지 증가되었다. 테스트 1에 이용된 8개(8)의 분무기들은 그들의 원래의 설치 위치에 남겨졌지만, 모든 다른 분무기에 대한 유체 공급은 차단되었으며, 그 결과로 엇갈린 패턴으로 정해진 전체 4개(4)의 기능을 하는 분무기들이 되었다. 각각의 분무기의 유량은 5.7 lpm(1.5 gpm)의 일정한 유량으로 유지되었으며 작동 가스 압력은 6.9 bar(100 psi)로 유지되었다. 따라서, 테스트 2의 시스템은 22.7 lpm(6 gpm)의 전체 시스템 유동을 제공하였다.

테스트 3인 제3 시험에서, 시험 시스템은 테스트 2에 이용된 동일한 4개의 기능을 하는 분무기들이 다시 제공되었지만, 이번에는 각각에 대한 유량이 증가되었다. 보다 구체적으로는, 각각의 분무기에 대한 물의 유량이 5.7 lpm(1.5 gpm)에서부터 11.4 lpm(3 gpm)까지 두 배가 되었다. 각각의 분무기에 대한 가스 압력은 또한 6.9 bar(100 psi)에서부터 13.8 bar(200 psi)까지 두 배가 되었다. 따라서, 테스트 3의 시스템은 45.4 lpm(12 gpm)의 전체 시스템 유동을 제공하였다.

설정된 각각의 시험에 대하여, 2 kW의 화재가 시험 시스템에 의해 대처되어 소화되었다. 각각의 시스템에 대한 소화까지의 시간은 소화 시간에 방출되는 전체 물과 함께 기록되었다. 소화 시간에서 룸의 최종 산소 농도도 또한 기록되었다. 테스트 1의 시스템은 두 번 시험되었으며; 한번은 4.0 평방 미터(43.1 sq. ft)의 환기 구멍을 통해 환기되는 1040 cu. m(36,700 cu. ft)의 밀폐 공간을 가지며 한번은 환기되지 않는 밀폐 공간을 가진다. 시험들의 결과들은 아래에 제공된다:

1040 cu. m의 밀폐에서 천장 설치 분무기들에 대한 결과들의 요약

화재 크기 HRR [kW]	표준 화재 크기 [kW/cu. m]	분무기들의 수량	각각의 분무기에 대한 압력 [bar(psi)]	시스템으로부터 전체 유량 [lpm(gpm)]	소화 시간[초]	최종 O₂ [%]	소화에서 전체 유동 [L(gal)]
2000	1.9	8	6.9(100)	45.4(12.0)	390	15.0	295(78.0)
2000	1.9	8	6.9(100)	45.4(12.0)	390	15.0	295(78.0)
2000	1.9	8	6.9(100)	45.4(12.0)	253	15.4	192(50.6)
2000	1.9	4	6.9(100)	22.7(6.0)	430	15.4	163(43.0)
2000	1.9	4	6.9(100)	22.7(6.0)	459	15.2	174(45.9)
2000	1.9	4	6.9(100)	22.7(6.0)	344	15.0	130(34.4)
2000	1.9	4	6.9(100)	22.7(6.0)	348	15.0	132(34.8)
2000	1.9	4	10(145)	30.3(8.0)	353	15.0	178(47.1)
2000	1.9	4	13.8(200)	45.4(12.0)	381	14.8	288(76.2)
2000	1.9	4	13.8(200)	45.4(12.0)	193	14.8	146(38.6)

시험 결과들로부터, 출원인들은 4 평방 미터(43.1 sq. ft)의 환기 구멍을 가지는 1040 입방 미터(36,700 cu. ft)의 밀폐가 적어도 불과 4개의 전체 분무기들과 22.7 lpm(분당 6 갤런)의 전체 물의 유량으로 보호될 수 있다는 결론을 내렸다. 분무기의 고속 스프레이 기둥(spray plume)은 상당한 양의 난류를 발생시키며, 보호되는 공간을 물 미스트로 빠르게 채운다. 그 결과로, 소화 성능은 이용되는 장치들의 개수와 구획 내에서 그들 전체의 배향 양쪽 모두에 관계없이 나타난다.

1040 입방 미터(36,700 cu. ft)의 밀폐에서 시험의 전체 결과들은 일정한 표준 화재 크기에 대한 260 입방 미터(9180 cu. ft)의 밀폐에서 시험의 결과들과 일치하였다. 이는 물-대-가스 질량 유동 비가 일정하게 유지되는 한 시스템의 소화 성능도 일정하게 유지되며, 보호되는 공간으로 배출되는 물의 전체 유량은 밀폐 체적과 함께 선형적으로 조정된다는 것을 암시한다.

전체 물의 유량이 분당 45.4 리터(분당 12 갤런)에서부터 분당 22.7 리터(분당 6 갤런)까지 감소되었을 때 소화까지의 전체 시간은 조금 증가하였으며 반면에 화재를 소멸시키는데 요구되는 물의 전체 양은 상당히 감소하였으며, 방출하는 분무기들의 개수는 8에서부터 4까지 감소되었으며, 질소 압력은 6.9 bar(100 psi)로 일정하게 유지되었다.

1040 입방 미터(36,700 cu. ft)의 밀폐에서 시험될 때 분당 5.7 리터(분당 1.5 갤런)의 각각의 물 유동과 6.9 bar(100 psi)의 질소 압력으로 설정된 8개의 분무기들과 분당 11.4 리터(분당 3.0 갤런)의 각각의 물 유동과 13.8 bar(200 psi)의 질소 압력으로 설정된 4개의 분무기들로 시험될 때 시스템은 거의 동일한 성능을 보여주었다. 이 설정들은 대략 2.25:1의 물-대-가스 질량 유동 비에 상응하였다. 200 psi의 질소 압력에서 소화 시간은 6.9 bar(100 psi)의 질소 압력에서 관찰된 시간보다 조금 더 짧았다. 이는 전체 난류가 증가된 가스 압력들에서 스프레이 기둥 속도의 증가의 결과로 증가한다는 것을 암시한다.

4 평방 미터 환기 구멍의 폐쇄는 성능의 대략 25 - 50%의 증가를 초래하였다(소화까지의 시간과 소화에서 방출되는 전체 물에 의해 한정된 바와 같은). 물을 분무하는데 이용되는 압축된 질소는 외부 환경에 대하여 밀폐 내에서 더 높은 압력을 유지하는 것으로 나타났으며, 뒤이어 환기 구멍을 통해 들어오는 외기의 양을 감소시켰다. 공간으로의 질소와 같은 불활성 가스의 충분히 높은 유입 속도로 밀폐를 가압함으로써 제거되지 않는다면 환기 효과는 상당히 감소될 수 있는 것으로 추측된다.

FM 시험

위에서 언급된 화재 시험들은 Factory Mutual Global ("FM Global") 표준 5560 (2005.05)의 127쪽에서 146쪽에 있는 부록 D, E, 및 F에 따라 수행되었다. FM 표준 5560의 사본들과 세 개의 시험 프로토콜들이 미국 가출원 특허 번호 60/989,083에 첨부되며 그들의 전문들이 참고로 포함된다. 화재 시험들은, 예를 들어, IMO, VDS, UL, CCCF 등과 같은 다른 표준들에 따라 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는, 화재 시험들은 (i) 기계 공간들; (ii) 특수 위험 기계 공간들; 및 (iii) 연소 터빈 밀폐들을 위해 물 미스트 방화를 제공하는 바람직한 방법의 유효성을 설명하기 위해 수행되었다. 세 개의 시험 프로토콜들은 (i) 디젤 및 헵탄 연료 시험, (ii) 기계 공간들에 대한 전체 5번의 화재 시험들 및 (iii) 절연된 연소 터빈들에 대한 7번의 시험들의 각각 하나를 제공한다. 바람직하게는, 디젤 연료는 바람직하게는 통상적인 위험 및 연소 터빈들에 사용되는 높은 인화점 디젤이며, 헵탄 연료는 낮은 인화점의 특수 위험 타입이다. 시험된 각각의 화재들은 약 1 메가와트에서 2 메가와트(1-2 MW)를 약간 초과하는 범위에 있었으며 작은 차폐된 연료 스프레이 화재, 침지된 절연 매트 화재, 환기 연료 화재, 풀 화재(pool fire) 및 팬 화재(pan fire) 중의 어느 하나로 구성되었다.

각각의 화재 시험 시나리오는 두 개의 바람직한 두 분무기 미스트 시스템(300')과 단일 분무기 미스트 시스템(400')을 사용하여 수행되었다. 두 분무기들(330')을 가지는 제1의 바람직한 시스템(300')은 일반적으로 6.6 m(21.6 ft) 폭, 7.7 m(25.3 ft) 길이, 및 5.1 m(16.8 ft) 높이로 측정된 260 입방 미터(9180 cu. ft)의 밀폐된 공간(120)에서 평가되었으며, 단일의 분무기(430')를 가지는 제2의 바람직한 시스템(400')은 일반적으로 6.6 m(21.6 ft) 폭, 3.9 m(12.8 ft) 길이, 및 5.1 m(16.8 ft) 높이로 측정된 130 입방 미터(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간에서 평가되었다. FM 시험 요건들에 따라, 밀폐된 공간은 밀폐 코너들 중의 하나로부터 2.7 m(9 ft)에 위치하는, 바람직하게는 0.81 m(2.7 ft) x 2.03 m(6.7 ft)의, 사람용 도어를 포함하였다. 밀폐의 긴 벽들 중의 하나를 따라, 바람직하게는 제거 가능한 패널(1.22 m(4.0 ft) x 2.44 m(8.0 ft)이 밀폐 접근을 제공하기 위해 제공된다. 밀폐된 공간(120)은 시험의 마지막에 열과 연기의 방출을 제공하기 위해 마주보는 대각선 코너들에 두 개의 힌지 결합된 천장 해치들(0.91 m(3.0 ft) x 1.83 m(6.0 ft))을 더 포함하였다.

각각의 시스템들(300', 400')은 처음에 천장에 설치된 그의 분무기들(330', 430')로 구성되고 시험되었으며 그 다음에 뒤를 이어서 측벽에 설치된 분무기들의 시스템들(300", 400")로 시험되었다. 각각의 화재 시험을 위해, 분무기들(330', 430')은 분당 약 11.4 리터(3 gpm)의 물의 유동과 약 6.9 bar(100 psi)의 작동 압력에서 4.6 kg/분(150 scfm)의 가스 유량이 제공되었다. 시스템들로부터 나온 전체 물 미스트 방출 시간은 약 10분이었다.

각각의 바람직한 시스템들(300' 및 400')에 대한 화재 시험 결과들에 따라, 시험 화재의 소멸은 15 체적 퍼센트 이상의 밀폐 공간 내의 체적당 산소의 최종 농도로 5분 미만에서 달성되었다.

FM 5560의 부록 D에 따라 5번의 시험들이 수행된다: D1) 비차폐된 1 MW 디젤 스프레이 화재; D2) 차폐된 1 MW 디젤 스프레이 화재; D3) 디젤 풀 화재; D4) 제한된 자연 환기를 가지는 차폐된 2 MW 디젤 스프레이 화재; 및 D5) 더 작은 밀폐 체적에서 차폐된 2 MW 디젤 스프레이 화재.

FM 부록 D 시험 결과들의 요약

클래스 5560 시험 번호	노즐들의 양	노즐 간격 ft[m]	물 유량 [gpm(lpm)]	질소 압력 [bar(psi)]	추정된 화재 크기[kW]	소화시간 [초]	소화에서의 전체 물 [리터(gal)]	전체질량 밀도% 소화 [g/m³]
D.3.1	2	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	145	27.4(7.25)	105.19
D.3.2	2	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	225	42.6(11.25)	163.23
D.3.2	2	13.5 x 17.5 (4.1 x 5.3)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	153	29.0(7.65)	111.00
D.3.3	2	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1541	145	27.4(7.25)	105.19
D.3.4	2	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	2000	223	42.2(11.15)	161.78
D.3.5	1	-	5.7(1.5)	6.9(100)	2000	105	19.9(5.25)	152.35

FM 5560의 부록 E에 따라 5번의 시험들이 수행된다: E1) 비차폐된 1 MW 헵탄 스프레이 화재; E2) 차폐된 1 MW 헵탄 스프레이 화재; E3) 차폐된 10.8 cu. ft(1 cu. m)의 헵탄 풀 화재; E4) 제한된 자연 환기를 가지는 차폐된 2 MW 헵탄 스프레이 화재; 및 E5) 더 작은 밀폐 체적에서 차폐된 2 MW 디젤 스프레이 화재.

FM 부록 E 시험 결과들의 요약

클래스 5560 시험 번호	노즐들의 양	노즐 간격 ft[m]	물 유량 [gpm(lpm)]	질소 압력 [bar(psi)]	추정된 화재 크기[kW]	소화 시간 [초]	소화에서 전체 물 [리터(gal)]	전체질량 밀도% 소화 [g/m³]
E.3.1	2	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	196	37.1(9.8)	284.38
E.3.2	2	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	208	39.4(10.4)	301.80
E.3.3	2	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	2900	133	25.2(6.65)	192.97
E.3.4	2	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	2000	204	38.6(10.2)	295.99
E.3.4	2	13.5 x 17.5 (4.1 x 5.3)	5.7(1.5)	6.9(100)	2000	203	38.6(10.2)	294.54
E.3.5	1	-	5.7(1.5)	6.9(100)	2000	105	19.9(5.25)	152.35

FM 5560의 부록 F에 따라 5번의 시험들이 수행된다: F1) 비차폐된 1 MW 디젤 스프레이 화재; F2) 차폐된 1 MW 디젤 스프레이 화재; F3) 차폐된 10.8 cu. ft(1 cu. m)의 디젤 풀 화재; F4) 제한된 자연 환기를 가지는 차폐된 2 MW 디젤 스프레이 화재; 및 F5) 더 작은 밀폐 체적에서 차폐된 2 MW 디젤 스프레이 화재; F7) 포화된 절연 매트 및 스프레이 화재; 및 F8) 큰 포화된 절연 매트.

FM 부록 F 시험 결과들의 요약

클래스 5560 시험 번호	노즐들의 양	노즐 배향	노즐 간격 ft[m]	물 유량 [gpm(lpm)]	질소 압력 [bar(psi)]	추정된 화재 크기[kW]	소화 시간 [초]	소화에서 전체 물 [리터(gal)]	전체질량 밀도% 소화 [g/m³]
F.3.1	2	천장	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	145	27.4(7.25)	105.19
F.3.2	2	천장	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	225	42.6(11.25)	163.23
F.3.2	2	천장	13.5 x 17.5 (4.1 x 5.3)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	153	29.0(7.65)	111.00
F.3.3	2	천장	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1541	145	27.4(7.25)	105.19
F.3.4	2	천장	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	2000	223	42.4(11.15)	161.78
F.3.5	1	천장	-	5.7(1.5)	6.9(100)	2000	105	19.9(5.25)	152.35
F.3.1	2	측벽	14.9 x 25.5 (4.6 x 6.6)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	242	45.8(12.1)	175.56
F.3.2	2	측벽	14.9 x 25.5 (4.6 x 6.6)	5.7(1.5)	6.9(100)	1000	214	40.5(10.7)	155.25
F.3.3	2	측벽	14.9 x 25.5 (4.6 x 6.6)	5.7(1.5)	6.9(100)	1541	242	45.8(12.1)	175.56
F.3.4	2	측벽	14.9 x 25.5 (4.6 x 6.6)	6.6(1.75)	7.6(110)	2000	147	27.8(7.35)	106.64
F.3.5	1	측벽	-	5.7(1.5)	6.9(100)	2000	255	48.3(12.75)	369.99
F.3.7	2	천장	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1100	183	34.6(9.15)	265.52
F.3.7	2	측벽	14.9 x 25.5 (4.6 x 6.6)	5.7(1.5)	6.9(100)	1100	197	37.3(9.85)	285.83
F.3.8	2	천장	9.5 x 13.5 (2.9 x 4.1)	5.7(1.5)	6.9(100)	1541	279	52.8(13.95)	404.81
F.3.8	2	천장	13.5 x 17.5 (4.1 x 5.3)	5.7(1.5)	6.9(100)	1541	240	45.4(12.0)	348.23
F.3.8	2	측벽	14.9 x 25.5 (4.6 x 6.6)	5.7(1.5)	7.6(110)	1541	257	48.6(12.85)	372.89

성공적인 시험 결과들 때문에, 바람직한 시스템들과 방법들은 (i) 오일 펌프들 및 탱크들; (ii) 연료 필터들; (iii) 발전기들; (iv) 변전실들; (v) 디젤 피동 발전기들; (vi) 기어 박스들; (vii) 구동 샤프트들; (viii) 윤활 스키드들; (ix) 연소 터빈들; (x) 내연 엔진들; (xi) 유압 파워 팩들; (xii) 페인트 부스들; (xiii) 엔진 시험 셀들, (xiv) 용매 취급 셀들; 및 (xv) 가연성 액체 저장실들을 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는 특수 위험 어플리케이션들을 위한 적어도 천사십 입방 미터(1040 cu. m.) 이상의 밀폐된 공간에서 산업용 방화를 제공하는 것으로 믿어지고 있다.

바람직한 시스템들 및 방법들은 공지된 물 미스트 시스템들 또는 종래의 물 스프레이 또는 스프링클러 시스템들보다 더 효과적인 유효한 방화를 제공하는 능력을 보여주었다. 특히, 아래의 표는 방화의 바람직한 방법 및 시스템이 공지된 고압 또는 저압 물 미스트 시스템들과 비교될 때 (i) 더 적은 물; 및 (ii) 더 낮은 압력 중의 적어도 하나로 효과적인 방화를 제공한다는 것을 설명한다. 아래의 표 1은 바람직한 물 미스트 시스템, 공지된 고압 미스트 시스템, 및 공지된 저압 미스트 시스템 각각에 대한 공칭 1 MW 화재의 전역 방출 소화를 위해 요구되는 전체 물 소비와 상응하는 압력을 각각 보여준다.

시험 데이터 - (밀봉된 컴파트먼트 데이터만)
시스템	최소 작동 압력[bar(psi)]	기준 유량[lpm(gpm)]	물 소비 [리터(갤런)]
			1 kW/m³	2 kW/m³	4 kW/m³	8 kW/m³
			(97 BTU/ft³hr)	(194 BTU/ft³hr)	(388 BTU/ft³hr)	(776 BTU/ft³hr)
바람직한 시스템(300, 400^*)	6.9(100)	11.4(3.0)	164(43.3)	66.2(17.5)	42(11.2)	15.5(4.1)
공지된 고압 미스트(HI-FOG )	80(1160)	30(7.9)	1305(345)	270(71.3)	135(36)	50(13.2)
공지된 저압 미스트(TYCO FIRE PRODUCT LP로부터의 AQUAMIST	12.4(180)	48.5(12.8)	1358(359)	548(145)	242.5(64)	111.5(29.5)

시험 데이터 - (밀봉된 컴파트먼트 데이터만)
시스템	최소 작동 압력[bar(psi)]	기준 유량[lpm(gpm)]	소화 시간 [초]
			1 kW/m³	2 kW/m³	4 kW/m³	8 kW/m³
			(97 BTU/ft³hr)	(194 BTU/ft³hr)	(388 BTU/ft³hr)	(776 BTU/ft³hr)
바람직한 시스템(300, 400^*)	6.9(100)	11.4(3.0)	866	349	224	82
공지된 고압 미스트(HI-FOG	80(1160)	30(7.9)	2630	542	270	100
공지된 저압 미스트(TYCO FIRE PRODUCT LP로부터의 AQUAMIST	12.4(180)	48.5(12.8)	1691	678	298	137

^* 참조된 고압 및 저압 시스템들보다 약간 더 큰 컴파트먼트에서 시험된 시스템

바람직한 분무 장치

위의 물 미스트 시스템들에 사용하기 위한 하나의 바람직한 분무기(1000)가 도11, 13, 14 및 15에 도시된다. 분무기(1000)는 제1 유체 통로(1080)와 제2 유체 통로(1090)를 가지는 트윈 유체 미스트 발생 장치이다. 분무기(1000)의 제1 및 제2 유체 통로들(1080, 1090)은 장치의 구성요소들이 서로 연결되며 상호 관계되는 방식에 의해 한정된다. 분무기(1000)의 구성요소들은 일반적으로 베이스(1012), 깔때기(1030), 플러그(1050) 및 커버(1070)를 포함한다.

베이스(1012)는 바람직하게는 후면(1014), 전면(1016) 및 그들 각각의 유체 공급원들(도시되지 않음)로부터 액체와 가스를 각각 받아들이는데 적합한 제1 및 제2 유체 입구 통로들(1018, 1020)을 가지는 통상적으로 원형 부재이다. 각각의 유체 입구 통로들(1018, 1020)은 장치의 길이방향 축(L)과 대체로 평행하다. 구멍(1017)은 베이스(1012)의 중심을 통해 길이방향으로 연장된다.

깔때기(1030)는 베이스(1012)와 깔때기(1030)가 길이방향 축(L)의 둘레에 동심원 상으로 배치되도록 베이스(1012)에 맞물린다. 깔때기(1030)는 제1 단부(1044), 제2 단부(1042) 및 통상적으로 제2 유체 통로(1090)를 한정하기 위해 제1 단부(1044)에서부터 제2 단부(1042)까지 깔때기(1030)를 통해 길이방향으로 연장되는 구멍(1046)을 가진다. 구멍(1046)은 제1 단부(1044)에 있는 입구(1047), 제2 단부(1042)에 있는 출구(1048), 및 입구(1047)와 출구(1048)의 중간에 있는 목부(1049)를 가진다. 구멍(1046)은 입구(1047)에서 직경(D₁)을 가지며, 구멍(1046)의 직경은 목부(1049)에서 D₂이며, 구멍의 직경은 출구(1048)에서 D₃이다. 입구(1047)에 있는 직경(D₁)은 직경(D₂) 또는 직경(D₃)보다 크며, 목부(1049)에 있는 직경(D₂)은 직경들(D₁ 및 D₃)보다 작다. 결과적으로, 구멍(1046)은 출구(1048)에 도달할 때까지 다시 넓어지기 전에 입구(1047)에 있는 그의 가장 넓은 점에서부터 목부(1049)에 있는 좁은 직경까지 좁아진다. 깔때기(1030)는 바람직하게는 반경방향으로 연장된 플랜지부(1032)와 축방향으로 돌출된 몸체부(1034)를 가지는 싱글 피스 부재로 형성된다. 몸체부(1034)는 외부면(1037)을 가진다. 환형 립부(1031)는 제1 유체 통로(1038) 및 검사 포트(1039)를 한정하는 플랜지부(1032)로부터 후방으로 연장된다.

플러그(1050)는 제1 단부(1051) 및 제2 단부(1052)를 가지는 길다란 부재이다. 플러그(1050)는 제1 원통부(1053) 및 원통부(1053)로부터 연장되고, 바람직하게는 이와 일체로 형성되는 제2 원추부(1055)를 가진다. 원추부(1055)는 원통부(1053)에 인접한 가장 작은 직경(D₄)과 플러그(1050)의 제2 단부(1052)에 그의 가장 큰 직경(D₅)을 가진다. 플러그(1050)는 베이스(1012)에 맞물리며 그 결과로 플러그(1050)의 원추부(1055)는 깔때기(1030)의 구멍(1046)에 배치되는 솔리드 돌출부를 제공한다. 보다 구체적으로는, 구멍(1046)의 내부면과 플러그(1050)의 외부면은 제2 유체 통로(1090)의 바람직한 구성을 한정한다.

깔때기 구멍(1046)의 입구(1047)은 제2 유체 통로(1090)의 입구로 작용한다. 제2 유체 통로(1090)는 깔때기의 구멍(1046)의 목부(1049)에 인접한 목부(1092), 및 깔때기(1030)와 플러그(1050) 각각의 제2 단부(1042, 1052)에 인접한 출구(1094)를 더 포함한다. 구멍(1046)의 직경 및 플러그(1050)의 원추부(1055)의 외측 테이퍼의 이전에 언급된 변화들의 결과로, 제2 유체 통로(1090)는 수렴-확산 내부 구조를 가진다. 다시 말해서, 통로(1090)의 목부(1092)의 단면적은 입구(1047)와 출구(1094)의 단면적보다 상당히 작다. 출구(1094)에 있는 통로(1090)의 단면적은 바람직하게는 목부(1092)에 있는 단면적보다 크지만, 입구(1047)에 있는 단면적보다 작다. 입구(1047)에서부터 출구(1094)까지 제2 유체 통로(1090)의 전체 체적은 약 24,900 cu. mm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 24.3 cu. cm(1.48 cu. in)와 25.500 cu. cm(1.56 cu. in) 사이이다.

커버(1070)는 베이스(1012)에 축방향으로 배치되며 그 결과로 커버는 축(L)의 둘레에 있는 다른 구성요소들과 동심원 상에 있다. 커버(1070)는 일반적으로 돔-형상이며, 제2 단부(1074)보다 더 큰 직경의 제1 단부(1072)를 가진다. 환형 립(1076)은 커버(1070)의 제2 단부(1074)로부터 축방향으로 돌출된다. 도21을 참조하면, 립(1076)은 커버(1070)에서 외부면을 형성하며 그 위에 더스트 캡(1002) 또는 다른 보호 커버링 캡이 시스템이 비작동 상태일 때 오염물이 방출 공간(508)을 통해 분무기로 유입되는 것을 방지하기 위해 장착될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 더스트 캡(1002)은 립(1076)의 둘레에 배치되며 그 결과 분무기로부터 나오는 방출 유체들이 립(1076)으로부터 더스트 캡(1002)를 제거한다.

도16을 다시 참조하면, 립(1076)은 대체로 일정한 직경의 챔버 또는 구멍을 한정하는 내부면(1078)을 가진다. 커버(1070)는 대체로 일정한 직경의 내부면(1073)을 가지는 제1 단부(1072)에 인접한 제1 부분을 가진다. 제1 부분과 립(1076) 사이에 연장된 커버(1070)의 제2 부분은 제2 내부면(1075)을 가진다. 제2 부분의 직경은 제2 단부(1074)의 방향으로 감소한다. 보다 바람직하게는, 제2 내부면(1075)은 제2 단부(1074)를 향해 나아갈 때, 내부면(1075)에 존재하는 단차들 또는 각도들이 없이, 매끄러운 내측으로 굽은 곡선 형상을 가진다. 커버(1070)의 제2 내부면(1075)과 깔때기(1030)의 외부면(1037)은 입구(1082)와 출구(1084)를 가지는 제1 유체 통로(1080)를 한정한다. 제1 유체 통로(1080)의 입구(1082)는 베이스(1012)의 제1 유체 입구(1018) 및 깔때기(1030)의 제1 유체 통로(1038)와 유체로 연통한다. 커버의 제2 내부면(1075)와 깔때기의 외부면(1037)의 외형들 때문에 제1 유체 통로(1080)는 확산-수렴 내부 구조를 가진다. 다시 말해서, 입구(1082)와 출구(1084)의 중간에 있는 제1 유체 통로(1080)의 일부분의 단면적은 입구(1082) 또는 출구(1084)에 있는 단면적보다 크다. 제1 유체 통로(1080)의 단면적은 중간부를 따라서 점차 감소한다. 입구(1082)에서부터 출구(1084)까지 제1 유체 통로(1080)의 전체 체적은 119000 cu. mm와 121500 cu. mm 사이일 수 있다.

도12A는 제1 및 제2 유체 통로들(1080, 1090) 각각의 출구들(1084, 1094)의 상세도를 도시한다. 일단 여러 가지의 구성요소들이 올바르게 조립되면, 제2 유체 통로(1090)의 출구(1094)는 플러그(1050)와 깔때기(1030)의 제2 단부들(1052, 1042) 사이에 한정된다. 제1 유체 통로(1080)의 출구(1084)는 깔때기(1030)의 제2 단부(1042)와 립(1076)의 내부면(1078) 사이에 한정된다.

미스트가 장치에 의해 발생되는 방식과 수단이 특히 도11, 12A 및 12B를 참조하여 이제 설명될 것이다. 처음에, 제1 및 제2 유체들의 공급원들은 분무기(1000)의 각각의 제1 및 제2 유체 입구들(1018, 1020)에 연결된다. 또한 작동 유체로 알려진 제1 유체는 액체 방화 약제이며, 바람직하게는 물이다. 액체는 바람직하게는 제1 유체 입구(1018)에서 4 kg/분과 20 kg/분 사이의 질량 유량으로 유입된다. 액체는 작동 노즐을 한정하기 위해 그의 출구(1084)의 방향으로 상당히 좁아지는 제1 유체 통로(1080)를 통과한다. 출구(1084)에 있는 좁은 갭의 결과로, 액체는 얇은 환형의 액체로 출구(1084)로부터 분출되며, 초기에는 점선(1200)에 의해 도12A에 표시된 경로를 따른다. 제1 통로(1080)의 출구(1084)로부터 나오는 액체의 초기 경로(1200)는 립(1076)의 내부면(1078)에 대체로 평행하다.

또한 이송 또는 캐리어 유체로 알려진 제2 유체는 바람직하게는, 예를 들어, 압축 공기, 질소 또는 헬륨과 같은 가스이다. 가스는 바람직하게는 이송 노즐을 한정하는 출구(1094)로부터 분출하도록 제2 유체 통로(1090)를 통과하기 위해 4 bar와 18 bar 사이의 압력으로 제2 유체 입구(1020)에 유입된다. 그의 입구(1047), 목부(1092) 및 출구(1094) 사이의 제2 유체 통로(1090)의 단면적의 감소와 그 이후의 증가 때문에, 입구(1047)로 들어가는 가스는 출구(1094)에서 나올 때, 가능한 한 초음속까지의, 높은 속도로 가속된다. 가스는 2 kg/분과 6 kg/분 사이의 질량 유량으로 방출될 수 있다.

제2 유체 통로(1090)의 각도는 가속된 제2 유체 흐름의 초기 궤도가 도12A의 점선(1220)으로 도시되는 가속된 제2 유체 흐름이 출구(1094)에서 나와서 출구(1084)로부터 흘러나오는 환형의 액체와 상호 작용하게 한다. 액체와 가스 흐름들(1200, 1220) 사이의 입사 각도는 각도(α)로 도12A에 도시된다.

도12A 및 12B를 참조하여, 목부(1092)와 출구(1094) 사이에서 확대되는 제2 통로(1090)에 대한 동일한 확대 각도가 계산될 수 있다. 특히, 도12B는 목부와 출구의 단면적들, 및 목부와 출구 사이의 동일한 경로 거리를 알 때 어떻게 제2 유체 통로에 대한 동일한 확대 각도가 계산될 수 있는지를 개략적으로 도시한다. E₁은 제2 유체 통로의 목부와 동일한 단면적을 가지는 원의 반경이다. E₂는 제2 유체 통로의 출구와 동일한 단면적을 가지는 원의 반경이다. 거리(d)는 목부와 출구 사이의 동일한 경로 거리이다. 각도(β)는 동일한 거리(d) 선의 연장선과 교차하는 E₂와 E₁의 상부를 통과하는 선을 작도함으로써 계산된다. 각도(β)는 축척 작도로부터 측정될 수 있거나 그 밖에 반경(E₁, E₂) 및 거리(d)를 사용하여 삼각법으로부터 계산될 수 있다. 제2 유체 통로에 대한 동일한 확대 각도는 각도(β)에 2배수를 곱함으로써 계산될 수 있으며, 여기서 γ=2β이다.

장치의 최적의 성능을 위해, 제2 유체 통로(1090)의 목부(1092)의 단면적이 바람직하게는 20 mm²와 35 mm² 사이여야 한다는 것이 발견되었다. 제2 유체 통로의 출구(1094)에서의 단면적은 목부(1092)의 단면적보다 1.1배 내지 28배가 더 클 수 있으며, 그 결과로 제2 유체 통로(1090)의 목부(1092)와 출구(1094) 사이의 면적 비는 10:11과 1:28 사이일 수 있다. 제2 유체 통로의 출구(1094)에서의 단면적은 가장 바람직하게는 목부(1092)의 단면적보다 1.4배 내지 5.5배가 더 클 수 있으며, 그 결과로 제2 유체 통로(1090)의 목부(1092)와 출구(1094) 사이의 면적 비는 가장 바람직하게는 5:7과 2:11 사이이다. 목부(1092)와 출구(1094) 사이의 단면적의 증가는 1과 40도 사이의 제2 유체 통로(1090)에 대한 동일한 끼인 확대 각도, 및 가장 바람직하게는 2와 13도 사이의 각도를 만들어낸다. 게다가, 제2 유체 통로의 출구(1094)의 단면적은 제1 유체 통로의 출구(1084)의 단면적보다 0.3배 내지 12배가 더 클 수 있으며, 그 결과로 제1 유체 출구(1084)와 제2 유체 출구(1094) 사이의 면적 비는 10:3과 1:12 사이이다. 제2 유체 통로의 출구(1094)의 단면적은 가장 바람직하게는 제1 유체 통로의 출구(1084)의 단면적보다 1배 내지 6배가 더 클 수 있으며, 그 결과로 제1 유체 출구(1084)와 제2 유체 출구(1094) 사이의 면적 비는 가장 바람직하게는 1:1과 1:6 사이이다.

액체(1200)의 흐름과 접촉하는 가스(1220)의 흐름은 제1 유체 표면에 대한 켈빈-헬름홀츠와 롤리-테일러의 불안정성에 기인한 환형의 액체(1200)로부터 나온 방울들의 전단 박리(shear stripping)를 일으킨다. 불안정성은 액체의 결합을 환형으로부터 파괴하여 액체 및 가스의 분산된 방울들 흐름 체제를 형성하게 한다. 다시 말해서, 분산된 상태의 제1 유체 방울들은 연속 상태의 제2 유체에 분산된다. 방울들이 액체 흐름(1200)으로부터 분열될 때 이들은 가스에 의해 가속되어, 전단 파괴를 더 일으킨다. 가스가 초음속으로 출구(1094)를 나오는 곳에서, 분무 메커니즘에 이익이 될 수 있는 초음속 충격파가 장치의 말단에 만들어질 수 있다. 충격파는 가스가 초음속으로부터 아음속으로 바뀔 때에 만들어진다. 충격파는 초음속으로부터 아음속으로의 전환점에서 만들어진다. 이 경우에, 제1 유체는 전환점에서 충격파에 의해 더욱 분무된다.

가스는 장치로부터 멀어져서, 바람직하게는 균일한 방식으로, 바람직하게는 둘러싸인 공간을 통해 제1 유체의 방울들을 이송할 수 있는 저속 흐름을 유발할 때 난류 영역(1240)을 만든다. 난류 영역(1240)은 많은 불안정한 와류들과 가스의 소용돌이를 발생시키는 가스의 압력 및 속도의 빠른 변화에 의해 유발된다. 난류 영역(1240)은 액체의 방울들에 가속력 및 감속력을 가하여 제2 유체에 의해 운반되는 방울들의 추가적인 분무에 이르게 한다. 분무 메커니즘은 무엇보다도 제1 유체와 제2 유체 사이의 운동량 플럭스 비를 제어하는 것에 의해 제어될 수 있다.

운동량 플럭스 비(M)는 아래의 방정식에 의해 한정된다.

여기서 ρ = 유체 밀도

U = 유체 속도

s는 제2 유체(가스)를 나타냄

f는 제1 유체(액체)를 나타냄

이와 같이, 액체와 가스 사이의 운동량 플럭스 비는 유체들의 밀도 또는 속도를 변경시킴으로써 제어될 수 있다. 속도는 공급 압력을 조절함으로써 변경될 수 있으며 밀도는 유체의 온도를 변경함으로써 변경될 수 있다.

도 12A에 가장 분명하게 도시된 바와 같이, 각각의 출구들(1084, 1094)로부터 흘러나오는 액체 및 가스 흐름들(1200, 1220)은 입사 각도(α)로 서로에 대하여 기울어진다. 입사 각도(α)는 도12A에 점선들로 도시된 흐름들(1200, 1220)의 초기 궤도들 사이의 각도이다. 이 초기 궤도들은 그들 각각의 출구들(1084, 1094)에서 제1 유체 통로(1080)의 내부 벽(1043)과 제2 유체 통로(1090)의 외부 벽(1045)에 의해 영향을 받는다. 따라서, 원하는 범위의 입사 각도를 얻기 위해, 제1 및 제2 유체 출구들(1084, 1094)에서 이 통로 벽들(1043, 1045) 사이의 각도는 같은 범위에 있어야 한다. 설명된 실시예에서, 내부 제1 통로 벽(1043)과 외부 제2 통로 벽(1045) 양쪽 모두가, 도14에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 깔때기(1030)에 의해 한정된다. 다시 도12A를 참조하면, 입사 각도(α)는 제2 유체 흐름(1220)이 제1 유체 흐름(1200)을 형성하는 환형에 충돌하게 한다. 입사 각도(α)는 90도 미만이며, 바람직하게는 5도와 30도 사이이다. 가장 바람직하게는, 입사 각도(α)는 10도와 20도 사이이다.

도11, 17 및 18의 분무기들(1000, 1000' 및 1000")은 제2 유체로 제1 유체를 분무하기 위한 수단을 제공한다. 특히, 각각의 분무기들은 미스트의 발생 및 분산을 위한 액체 흐름의 분무를 위해 고속의 가스와 액체의 흐름을 방출시키고, 접촉시키며 혼합시키도록 유체 경로 및 체적을 각각 한정하는 제1 및 제2 유체 통로들(1080, 1090)을 포함한다. 그러나, 대체 수단이 미스트로서 액체를 분무하며 분산시키도록 액체 흐름 및 고속의 가스를 만들고 접촉시키기 위해 제공될 수 있다. 여기에 설명된 분무기들의 관점에서, 공지된 미스트 발생 장치들은 보호되는 밀폐된 공간에서 액체 미스트의 발생 및 분산을 위해 액체 환형을 분무하도록 하나의 유체 통로로부터 액체 환형을 방출하고 다른 유체 통로로부터 불활성 가스를 가속해서 방출하기 위해 변경될 수 있으며, 그에 따라 제2 유체로 제1 유체를 분무하기 위한 수단을 제공할 수 있다.

다시 도11을 참조하면, 커버(1070)의 립(1076)의 내부면(1078)은 제2 유체 흐름(1220)에 의해 장치의 길이방향 축(L)으로부터 멀어지게 분사될 수 있는 제1 유체 흐름(1200)으로부터 분열된 보다 큰 방울들이 립(1076)의 챔버에서 액체 및 가스의 혼합을 제공하기 위해 그렇게 하는 것이 방지되는 것을 보장한다. 더구나, 립(1076)의 내부면(1078)에 대해 유지된 방울들은 그들이 제2 유체의 힘과 내부면(1078)으로부터 나온 마찰력 모두를 받을 때 보다 쉽게 분무된다.

본 발명의 분무 메커니즘은 대부분의, 바람직하게는 80% 이상의, 방울들이 약 1 미크론에서부터 약 10 미크론까지의 크기의 범위에 있으며 보다 바람직하게는 약 1 미크론에서부터 약 5 미크론까지의 범위에 있는 미스트 내로 액체를 분무할 수 있다. 바람직한 분무기에 의해 만들어지는 미스트에서 방울들의 크기 누적 도수 분포가 설명을 위해 도22에 도시된다. 선도에 따라, 미스트는 90% 이상이 직경이 1에서 10 미크론 사이의 범위에 있는 방울들 크기를 가진 방울들의 분포를 포함한다. 바람직하게는 방출 가스와 환형의 액체는 함께 대체로 원추형 미스트 스프레이 패턴을 한정한다. 도20을 참조하면, 바람직한 분무기에 대한 미스트 스프레이 패턴이 측면 단면도로 설명된다. 단면적을 한정하는 미스트 스프레이 패턴의 경계선은 분무기의 중심축과 약 15°도 (±2°)의 끼인 각(Δ)을 한정하며 그에 따라 원추형의 미스트를 한정하는 스프레이 패턴의 경계선 사이에 약 30°도 (±2°)의 끼인 각(2Δ)을 한정한다.

원추형 스프레이 패턴은 분무기의 방출 단부로부터 약 1.1 m(42 인치)의 축 거리(D_Z)에서 대체로 완전히 전개되며 보다 바람직하게는 분무기의 방출 단부로부터 약 1.6 m(64 인치)의 축 거리(D_Z)에서 완전히 전개된다는 것이 측정되었다. "대체로 완전히 전개되는(substantially fully developed)"에 의해, 원추형 스프레이 패턴이 분무기로부터 약 1.1 m(42 인치)의 축 거리에서 약 0.6 m(24 인치)의 직경(D_1A)을 가지며, 보다 바람직하게는 분무기로부터 약 1.6 m(64 인치)의 축 거리에서 약 0.9 m(36 인치)의 직경(D_1A)을 가지는 원추형 스프레이 패턴의 단부 원(end circle)을 찾기 위해 분무기의 중심축으로부터 그의 반경방향 거리를 최대로 하였다는 것이 이해된다.

도11에 도시된 분무 장치(1000)에 대하여, 출원인들은 6.9 bar(100 psi)의 질소 가스의 공급으로 11.3 lpm(3 gpm)의 물의 흐름을 공급하였다. 이 결과로 생기는 미스트 스프레이 패턴은 흑색 배경에서 관찰되었으며 촬영되었다. 미스트 스프레이 패턴의 형상과 끼인 각들은 분무기의 사진과 실제 치수 특성 사이의 축척 관계에 근거하여 계산된다. 예를 들어, 분무기의 방출 단부가 약 40 mm(1.57 인치)의 직경을 가지며 사진에서는 약 5.9 mm(0.232 인치)의 직경을 가지는 곳에서는 약 6.75의 포토 축척 인자가 한정된다.

분무기(1000)의 구성요소들은 더 상세하게 설명될 것이다. 도13을 참조하여 베이스(1012)를 관통하는 길이방향 단면도가 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 베이스(1012)는 일반적으로 원형이며 후면(1014), 전면(1016) 및 그들 각각의 공급원들(도시되지 않음)로부터 제1 및 제2 유체들을 받아들이는데 적합한 제1 및 제2 유체 입구 통로들(1018, 1020)을 가진다. 각각의 유체 입구 통로들(1018, 1020)은 장치의 길이방향 축(L)과 대체로 평행하다. 각각의 유체 입구 통로(1018, 1020)는 각각의 유체 공급 배관들(도시되지 않음)의 수나사를 받아들이는데 적합한 암나사를 가진다. 구멍(1017)은 베이스(1012)의 중심을 통해 길이방향으로 연장된다. 도13A를 참조하면, 구멍(1017)은 베이스(1012)의 후면(1014)에서 개방되는 일반적으로 삼각형 홈(1019)을 가진다. 베이스(1012)는 반경방향으로 연장된 플랜지부(1015)와 전면(1016)으로부터 전방으로 돌출하는 축방향으로 돌출된 환형 돌출부(1022)를 포함한다. 복수의 원주방향으로 이격된 구멍들(1021)이 플랜지부(1015)를 통해 길이방향으로 연장된다. 환형 돌출부(1022)는 내부면(1024)과 외부면(1026)을 가진다. 외부면(1026)은 O-링 시일(1028)이 위치하는 홈(1027)을 가진다.

도14는 바람직하게는 반경방향으로 연장된 플랜지부(1032)와 축방향으로 돌출된 몸체부(1034)를 가지는 싱글 피스로 형성되는 돌출 부재로서 깔때기(1030)를 도시한다. 몸체부(1034)는 외부면(1037)을 가진다. 환형 립부(1031)는 플랜지부(1032)의 후방으로 연장되며 외부면(1033)을 한정한다. 외부면(1033)은 O-링 시일(1036)이 위치하는 홈(1035)을 가진다. 플랜지부(1032)는 환형이며 돌출 부재(1030)의 전체 원주의 둘레로 연장된다. 제1 유체 통로(1038)과 검사 포트(1039)는 플랜지부(1032)의 내부에 한정된다.

위에서 설명된 바와 같이, 깔때기(1030)는 제1 단부(1044), 제2 단부(1042) 및 제1 단부(1044)에서부터 제2 단부(1042)까지 깔때기(1030)를 통해 길이방향으로 연장된 구멍(1046)을 가진다. 구멍(1046)은 제1 단부(1044)에 있는 입구(1047), 제2 단부(1042)에 있는 출구(1048), 및 입구(1047)와 출구(1048)의 중간에 있는 목부(1049)를 가진다. 구멍(1046)은 52mm와 55mm 사이의 축방향 길이를 가질 수 있다. 입구(1047)에서의 구멍(1046)은 53mm와 59mm 사이일 수 있는 직경(D₁)을 가지며, 목부(1049)에서의 구멍(1046)의 직경은 7.5mm와 13mm 사이일 수 있는 D₂이며, 출구(1048)에서의 구멍의 직경은 30mm와 34mm 사이일 수 있는 D₃이다. 입구(1047)에서의 직경(D₁)은 직경(D₂) 또는 직경(D₃)보다 크며, 목부(1049)에서의 직경(D₂)은 직경들(D₁ 및 D₃)보다 작다. 결과적으로, 구멍(1046)은 출구(1048)에 도달할 때까지 다시 넓어지기 전에 입구(1047)에 있는 그의 가장 넓은 점에서부터 목부(1049)에 있는 좁은 직경까지 좁아진다.

도15는 미스트 발생 장치의 다른 부분을 형성하는 플러그(1050)를 도시한다. 일반적으로 위에서 설명된 바와 같이, 플러그(1050)는 제1 단부(1051) 및 제2 단부(1052)를 가지는 길다란 부재이다. 플러그(1050)는 제1 원통부(1053) 및 제1 원통부(1053)로부터 연장되고 바람직하게는 이와 일체로 형성되는 제2 원추부(1055)를 가진다. 보다 바람직하게는, 제1 단부(1051)에 인접한 원통부(1053)의 부분은 수나사(1054)가 제공된다. 원추부(1055)는 원통부(1053)에 인접한 원추의 가장 좁은 점과 플러그(1050)의 제2 단부(1052)에 있는 원추의 가장 넓은 점을 가지는 역 원추(inverted cone) 형상이다. 원추부(1055)는 원통부(1053)에 인접한 가장 작은 직경(D₄)과 플러그(1050)의 제2 단부(1052)에 있는 가장 큰 직경(D₅)을 가진다. 원통부(1053)는 길이방향으로 서로 이격되고 원통부(1053)의 원주의 둘레로 연장되는 제1 및 제2 홈들(1056, 1058)을 가진다. 제1 홈(1056)은 수나사(1054)와 상호 작용하는 나사 제거 홈이다. 또한 플러그(1050)의 제1 단부(1051)를 향하는 접촉면(1062)을 한정하는 반경방향으로 돌출된 립(1060)은 원통부(1053)를 따라 도중에 형성된다. 제2 홈(1058)은 O-링 시일(1057)을 지지한다. 다른 홈(1059)은 제1 단부(1051)에 인접한 플러그(1050)의 원통부(1053)에 제공된다.

또한 원추부(1055)의 가장 넓은 부분인, 플러그(1050)의 제2 단부(1052)는 오목한 단부면을 가진다. 따라서, 접시 형의 공동(1064)이 플러그(1050)의 제2 단부면에 형성된다. 제2 단부(1052)의 단부면은 또한 한 쌍의 위치 결정 구멍들(1061)을 포함한다.

도16은 미스트 발생 장치의 일 부분을 형성하는 커버(1070)를 도시한다. 커버(1070)는 바람직하게는 일반적으로 돔-형상이며, 제2 단부(1074)보다 더 큰 직경의 제1 단부(1072)를 가진다. 환형 립(1076)은 커버(1070)의 제2 단부(1074)로부터 축방향으로 돌출된다. 립(1076)은 대체로 일정한 직경의 구멍을 한정하는 내부면(1078)을 가진다. 다시 말해서, 립(1076)은 여기의 도16에 있는 것과 같이, 수직 단면에서 관찰될 때 대체로 평행한 내부 벽들을 가진다. 커버(1070)는 대체로 일정한 직경의 내부면(1073)을 가지는 제1 단부(1072)에 인접한 제1 부분을 가진다. 복수의 축방향으로 연장된 나사 가공된 구멍들(1088)이 원주방향으로 이격된 간격으로 커버(1070)의 제1 단부(1072)에 위치한다. 제1 부분과 립(1076) 사이에 연장된 커버(1070)의 제2 부분은 제2 내부면(1075)을 가진다. 제1 부분에 인접한 제2 부분의 부분은 제1 부분의 직경보다 더 작은 직경을 가지며, 그 결과로 후방 대면 접촉부(1071)는 커버(1070)의 제1 및 제2 부분들의 사이에 한정된다. 제2 부분의 직경은 제2 단부(1074)의 방향으로 감소한다. 다시 말해서, 제2 내부면(1075)은 립(1076)의 내부면(1078)에 도달할 때까지 접촉부(1071)로부터 내측으로 테이퍼진다. 따라서, 제2 내부면(1075)은 제2 단부(1074)를 향해 나아갈 때 내부면(1075)에 존재하는 단차들 또는 각도들이 없이 매끄러운 내측 곡선 형상을 가진다.

일반적으로 1000으로 표시된 미스트 발생 장치가 조립되는 방식이 특히 도11 및 11A를 참조하여 이제 설명될 것이다. 첫째로, 도13-16에 도시된 각각의 구성요소들은 바람직하게는 스테인리스 강인 적당한 재료로부터 형성된다. 장치(1000)를 조립하는 제1 단계에서, 깔때기(1030)는 베이스(1012)와 깔때기(1030)가 길이방향 축(L)의 둘레에 동심원 상에 있도록 베이스(1012)에 축방향으로 삽입되며, 플랜지부(1032)의 후면이 환형 돌출부(1022)의 표면에 접촉할 때까지 깔때기 립(1031)의 외부면(1033)이 환형 돌출부(1022)의 내부면(1024)에 의해 안내된다. 외부면(1033)의 홈(1035)에 위치하는 O-링 시일(1036)은 두 개의 구성요소들 사이의 밀봉 끼워맞춤(sealing fit)을 보장한다. 베이스(1012)와 깔때기(1030)가 정확히 배치될 때, 베이스(1012)의 제1 유체 입구 통로(1018)와 깔때기의 제1 유체 통로(1038)는 정렬되며 서로 유체로 연통될 수 있다. 게다가, 깔때기 구멍(1046)의 입구(1047)와 베이스(1012)의 제2 유체 입구 통로(1020)는 이제 마찬가지로 서로 유체로 연통된다. 일단 베이스(1012)와 깔때기(1030)가 서로에 대하여 정확하게 배향되었으면, 임시 잠금 링(도시되지 않음)이 깔때기(1030)의 플랜지부(1032) 위에 장착되며 그 결과로 베이스(1012)와 깔때기(1030)는 함께 고정된다.

일단 베이스(1012)와 깔때기(1030)가 일시적으로 함께 고정되면, 플러그(1050)는 첫째로 깔때기(1030)의 구멍(1046)을 통해 그 다음에 베이스(1012)의 구멍(1017)을 통해 도입될 수 있다. 도13A에 가장 잘 도시된 바와 같이, 잠금 너트(1102)가 홈(1019)으로 삽입된다. 플러그(1050)가 구멍들(1046, 1017)을 통해 삽입될 때 이는 위치 결정 구멍들(1061)에 위치하는 적당한 도구(도시되지 않음)에 의해 회전된다. 플러그(1050)가 회전될 때 플러그(1050)의 나사 가공 면(1054)은 잠금 너트(1102)의 암나사와 결합된다. 너트(1020)의 외부면들은 삼각형 홈(1019)의 내부면들과 접촉하며 그 결과로 플러그(1050)의 제1 단부(1051)와 나사 가공 면(1054)이 나사 결합될 때에 홈(1019)은 너트(1020)가 회전되는 것을 방지한다. 플러그(1050)의 립(1060)은 구멍(1017)보다 더 큰 직경을 가진다. 결과적으로, 일단 립(1060)의 접촉면(1062)이 베이스(1012)에 접촉하면, 플러그(1050)는 더 이상 너트(1020)로 나사 결합될 수 없다. 이 점에서, 와셔(1040)와 써클립(106)은 너트(1020)가 그 자체로 풀릴 수 없도록 플러그(1050)의 제1 단부(1051)에 끼워 맞춰진다. 써클립(106)은 플러그(1050)의 제1 단부(1051)에 제공되는 홈(1059)에 위치한다. 플러그(1050)의 원통부(1053)에 위치하는 O-링 시일(1057)은 플러그(1050)와 구멍(1017) 사이의 밀봉 끼워맞춤을 보장한다.

도11에서 볼 수 있는 바와 같이, 일단 플러그(1050)가 축방향으로 그리고 동심원상으로 구멍(1017)에 위치하면, 플러그(1050)의 원추부(1055)는 깔때기(1030)에 있는 구멍(1046)의 목부(1049)와 출구(1048) 사이에 위치한다. 결과적으로, 구멍(1046)의 내부면과 플러그(1050)의 외부면은 이제 제2 유체 통로(1090)을 한정한다.

일단 플러그(1050)가 베이스(1012)에 고정되었다면, 검사 포트(1039)가 환형 돌출부(1022)의 상부면과 깔때기(1030)와 플러그(1050)의 멀리 떨어진 제2 단부들(1042, 1052) 사이의 축방향 거리를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이는 베이스(1012), 깔때기(1030) 및 플러그(1050)가 서로에 대하여 모두 정확하게 배치되는 것을 보장한다. 동시에, 측정 기구들이 제2 유체 통로(1090)를 형성하는 깔때기(1030)와 플러그(1050) 사이의 갭을 검사하기 위해 사용될 수 있다.

일단 측정과 배치 검사들이 완료되었다면, 임시 잠금 링이 제거되어 커버(1070)와 교체될 수 있다. 커버(1070)는 베이스(1012)에 축방향으로 배치되며 그 결과로 접촉부(1071)가 깔때기(1030)의 플랜지부(1032)에 접촉하며, 커버는 다른 구성요소들 및 축(L)과 동심원상에 있다. 이는 베이스(1012)와 커버(1070) 사이에 플랜지부(1032)를 끼워 넣으며, 베이스(1012)와 깔때기(1030)을 서로에 대하여 고정한다. 동시에, O-링 시일(1028)은 베이스(1012)와 커버(1070) 사이의 밀봉 끼워맞춤을 보장한다. 나사 가공된 구멍들(1088)이 베이스(1012)에 있는 구멍들(1021)과 정렬하도록 커버(1070)는 베이스(1012)와 정렬된다. 복수의 고정 나사들(1180)이 이때 베이스(1012)의 구멍들(1021)을 통해 나사 가공된 구멍들(1088)로 조여진다. 일단 나사들(1180)이 완전히 조여지면 나사들(1180)의 머리들은 후면(1014)과 적어도 같은 높이가 된다. 또한 암나사들을 가지는 다수의 단부가 막힌 설치 구멍들(1100)이 장치를 적당한 설치 스키드 또는 이와 유사한 것에 장착하기 위해 베이스(1012)의 후면(1014)에 제공된다.

도11에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 일단 커버(1070)가 성공적으로 끼워 맞춰지면, 커버(1070)의 제2 내부면(1075)과 깔때기(1030)의 외부면(1037)은 입구(1082) 및 출구(1084)를 가지는 제1 유체 통로(1080)를 한정한다. 입구(1082)는 제1 유체 입구(1018) 및 제1 유체 통로(1038)과 유체로 연통된다. 제2 내부면(1075)와 외부면(1037)의 외형들 때문에 제1 유체 통로(1080)는 확산-수렴 내부 구조를 가진다. 다시 말해서, 입구(1082)와 출구(1084)의 중간에 있는 제1 유체 통로(1080)의 일부분의 단면적은 입구(1082) 또는 출구(1084)에 있는 단면적보다 크다. 제1 유체 통로(1080)의 단면적은 중간 부분을 따라서 점차 감소한다. 입구(1082)에서부터 출구(1084)까지 제1 유체 통로(1080)의 전체 체적은 약 120,400 cu. mm이며, 보다 바람직하게는 119,000 cu. mm과 121,500 cu. mm 사이일 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 바람직한 물 유량들과 낮은 가스 압력들에 대한 바람직한 방울들 크기 분포를 가지는 미스트를 발생시키기 위한 분무기(1000)의 능력은 제1 및 제2 유체 통로들(1080, 1090)의 구조의 함수라고 믿어지고 있다. 원하는 얇은 환형을 형성하기 위한 액체의 능력은 제1 유체 통로(1080)의 함수이다. 제1 유체 흐름 통로(1080)의 상세 단면도가 도19에 도시된다. 통로(1080)의 형상은 세 개의 임계 영역들의 함수인 곡선에 의해 한정될 수 있다: (i) 통로(1080)의 입구 영역에 있는 입구 영역(A₁); (ii) 통로(1080)의 출구 영역에 있는 출구 영역(A₃); 및 (iii) 입구 영역(A₁)과 출구 영역(A₃) 사이의 최대 중간 영역(A₂). 각각의 임계 영역들(A₁, A₂, A₃)은 통로(1080)의 중앙 유체 경로(FP)를 따라 동축으로 배치되는 대체로 원형 영역을 한정한다. 영역들(A₁, A₂ 및 A₃)은 영역들(A₁ 및 A₂) 사이의 제1 유체 경로 거리(L₁)와 영역들(A₂ 및 A₃) 사이의 제2 유체 경로 거리(L₂)에 의해 경로(FP)를 따라 서로 분리된다.

임계 영역들(A₁, A₂ 및 A₃)의 반경들을 사용하여, 하나의 영역에서부터 인접한 다음의 영역까지 반경들의 각도 변화율이 삼각법의 관계에 의해 측정될 수 있다. 반경들은 입구 영역(A₁)에서부터 중간 영역(A₂)까지 증가한다. 바람직한 실시예에서, 동등한 영역(A₂)은 약 83°도(82.7°)의 A₁에서부터 A₂까지의 반경들 사이의 바람직한 각도 변화를 한정하기 위해 1에서 50 사이이고, 바람직하게는 1과 5 사이이며, 보다 바람직하게는 1과 1.5 사이의 배수로 A₁보다 더 크다. 반경들은 출구 영역(A₃)에서부터 중간 영역(A₂)까지 증가한다. 바람직한 실시예에서, 동등한 영역(A₂)은 약 84°도(83.6°)의 A₃에서부터 A₁까지의 반경들 사이의 각도 변화를 한정하기 위해 50에서 400 사이이고, 바람직하게는 100과 300 사이이며, 보다 바람직하게는 270과 280 사이의 배수로 A₁보다 더 크다.

통로(1080)의 형상은 바람직하게는 매끄럽다. 매끄러움은 표면 형상에 근접할 수 있는 인접한 분리된 세그먼트들 사이의 각도 간격으로 한정될 수 있다. 도19A를 참조하면, 분리된 세그먼트들로 세분된 통로(1080)의 벽 형상의 상세도가 도시되며 각각의 세그먼트 사이의 각도의 변화가 측정된다. 분리된 세그먼트들은 각각 유체 경로(FP) 길이의 약 1 퍼센트이다. 매끄러운 표면 형상에는, 약 90° 바람직하게는 최고 45° 보다 더 바람직하게는 최고 45° 또한 보다 더 바람직하게는 30도 미만의 최대 변화를 가지는 하나의 세그먼트에서부터 다음 세그먼트까지 작은 각도 변화가 있다. 이와 대조적으로, 형상에 갑작스런 단차가 있다면, 각도 변화는 더 커진다. 분무기의 바람직한 실시예에서, 통로(1080)의 분리된 형상은 30도 미만의 최대 각도 변화를 가진다. 보다 구체적으로는, 커버의 내부면에 의해 한정되는 통로(1080)의 표면은 약 27°도의 인접한 세그먼트들 사이의 최대 각도 변화를 가진다. 깔때기의 외부면에 의해 한정된 통로(1080)의 표면은 약 4.5°도의 인접한 세그먼트들 사이의 최대 각도 변화를 가진다.

다시 도11을 참조하면, 일단 여러 구성요소들이 정확하게 조립되면, 제2 유체 통로(1090)의 출구(1094)는 플러그(1050)와 깔때기(1030)의 제2 단부들(1052, 1042) 사이에 한정된다. 제1 유체 통로(1080)의 출구(1084)는 깔때기(1030)의 제2 단부(1042)와 립(1076)의 내부면(1078) 사이에 한정된다.

분무기의 대체 실시예는 도18 및 18A에 도시된다. 분무기(1000")에서, 구성요소들은 도11에 도시된 분무기(1000)의 구성요소와 같다. 그러나, 이 대체 실시예에서, 깔때기(1030")와 플러그(1050")는 깔때기와 플러그가 커버(1070")의 제2 단부(1074")에서 환형 립(1076")의 구멍을 차지하도록 치수가 매겨진다. 분무기(1000")의 구성은 커버(1070")의 제2 단부(1074")에 인접하게 제1 및 제2 유체 출구들(1084", 1094")을 위치시킴으로써 돌출된 립을 효과적으로 제거한다.

도17 및 17A는 본 발명에 따른 미스트 발생 장치의 다른 대체 실시예의 도면들을 도시한다. 일반적으로 1000'로 표시된 장치의 대체 실시예는 이전에 설명된 실시예들과 다수의 구성요소들을 공유하며 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로 제1 유체를 분무한다. 그러나, 대체 실시예는 또한 제1 실시예와 다수의 차이점들을 가진다. 가장 두드러지게는, 커버(1070')의 제2 단부(1074')는 돌출된 립을 가지지 않는다. 그러므로 제2 단부(1074')는 제1 및 제2 유체 출구들(1084', 1094')에 인접한다. 이 대체 실시예의 깔때기(1030')는 커버(1070')와 베이스(1012') 사이에 끼여 있는 반경방향으로 돌출된 플랜지부를 가지지 않는다. 그 대신에, 깔때기(1030')는 다수의 고정 나사들(도시되지 않음)에 의해 베이스(1012')에 직접 장착된다. 게다가, 나사 고정에 의해 함께 장착되는 대신에 커버(1070')는 베이스(1012')의 외부면(1026')에 있는 수나사와 결합하는 그의 내부면(1073')에 암나사를 가진다. 그러므로 커버(1070')는 베이스(1012')에 나사 결합될 수 있으며, 베이스(1012')에 대하여 커버(1070')를 회전시키는 것이 커버(1070')와 베이스(1012') 및 베이스(1012')에 직접 장착되는 깔때기(1030') 사이의 축방향 거리를 조절할 것이다.

도17A에서 가장 볼 수 있는 바와 같이, 제1 유체 출구(1084')는 대체 실시예에서 몇몇 방식들에 의해 적합하게 되었다. 첫째로, 제1 유체 출구(1084')를 형성하는 깔때기(1030')와 커버(1070')의 제2 단부들(1042', 1074') 사이의 갭의 폭이 증가되었다. 갭을 증가시킴으로써 제1 유체 출구(1084')가 넓어지며 동일한 유량 조건에 대하여 제1 유체의 유출 속도가 감소된다. 둘째로, 커버(1070')와 깔때기(1030') 사이의 축방향 거리가 이 실시예에서 조절될 수 있으므로, 제1 유체의 분사 각도 및 유출 속도도 또한 조절될 수 있다. 베이스(1012')와 깔때기(1030')에 대한 커버(1070')의 축방향 위치를 조절함으로써 제1 유체 출구(1084')를 한정하는 커버(1070')의 제2 단부(1074') 및 깔때기(1030')의 제2 단부(1042')의 상대적인 축방향 위치들을 조절한다. 그러므로 이 구성요소들의 조절은 또한 제1 유체 통로(1084')를 통해 유출될 때 제1 유체 출구(1084')와 제1 유체 흐름의 초기 경로(1200')의 갭의 크기를 조절한다. 결과적으로, 커버(1070')가 베이스(1012')에 더 많이 나사 결합될수록 출구(1084')로부터 흘러나오는 제1 유체 흐름(1200')의 초기 경로가 장치(1000')의 길이방향 축(L')으로부터 더 많이 발산될 것이다. 제1 실시예에서, 분사 각도는 장치의 길이방향의 축과 대체로 평행했다. 분사 각도의 변화는 또한 그들의 각각의 출구들(1084', 1094')로부터 흘러나오는 제1 및 제2 유체 흐름들(1200', 1220') 사이의 입사 각도(α')를 감소시킨다.

대체 실시예의 플러그(1050')는 더 긴 나사 가공 면(1054')을 가지며 베이스(1012')에 대한 그의 축방향 위치를 제한하는 립부를 가지지 않는다. 베이스(1012')의 구멍(1017')은 플러그(1050')의 나사 가공 면(1054')을 맞무는 암나사를 가진다. 결과적으로, 베이스(1012')와 다른 주요 구성요소들에 대한 플러그(1050')의 축방향 위치는 플러그(1050')가 베이스(1012')로 나사 결합되는 양에 따라 조절될 수 있다. 플러그(1050')의 위치가 깔때기(1030')에 대하여 조절될 수 있으므로, 이는 또한 제2 유체 통로(1090') 및 출구(1094')의 폭이 조절되는 것을 허용한다. 결과적으로, 플러그(1050')의 조절은 또한 제2 유체 통로의 목부와 출구 사이의 면적 비뿐만 아니라 제2 유체 통로의 동일한 확대 각도를 조절한다. 일단 플러그(1050')가 제1 및 제2 출구들 사이의 면적 비와 동일한 확대 각도가 위에 언급된 범위 내에 있다면, 잠금 너트(1020')는 베이스(1012')의 후면(1014')으로부터 돌출하는 플러그(1050')의 제1 단부(1051')의 위에 끼워 맞춰진다.

본 발명은 제1 및 제2 유체들 각각을 위한 단일 공급 채널을 가지는 미스트 발생 장치를 제공한다. 공급 채널들은 장치의 길이방향 축과 대체로 평행하며, 그에 의해 유체들을 공급하는데 필요한 공급 압력들을 감소시킨다. 각각의 유체에 대해 장치의 길이방향 축에 대체로 평행한 단일의 공급 채널들을 가짐으로써, 길이방향 축에 수직으로 장치에 들어가는 하나 이상의 공급 채널들을 가지는 미스트 발생기들과 비교하여, 장치 및 공급 라인들이 보다 쉽게 제조되며 설치 스키드 또는 이와 유사한 것에 설치되는 것을 허용한다.

효율(제1 유체를 분무하는데 사용되는 제2 유체의 양)과 제1 유체의 분무의 정도의 관점에서 보면 유체 통로들 및 그들의 각각의 출구들의 구조는 또한 기존의 미스트 발생기들과 비교하여 본 발명에 개선된 성능을 제공한다. 구체적으로는, 제1 및 제2 유체 출구들 사이의 면적 비, 및 출구들에서 유출되는 유체의 두 개의 흐름들 사이의 입사 각도가 본 발명의 분무 성능을 개선시킨다. 위에서 기술된 바와 같이 각각의 출구들 사이의 면적 비를 제공함으로써, 본 발명은 제2 유체에 의해 보다 효과적으로 분무될 수 있는 제1 유체의 박막 시트를 제공한다. 또한 제1 유체 출구의 더 작은 유출 영역은 제1 유체의 유출 속도를 증가시키며, 제1 유체 그 자체가 장치에서 유출될 때 제1 유체를 어느 정도의 분무에 이르게 할 수 있다. 위에서 기술된 범위들 내에서 있는 두 개의 흐름들 사이의 입사 각도를 제공함으로써 제1 유체의 개선된 분무를 제공하며(방울 크기와 방울 분산의 관점에서) 분무된 제1 유체의 방울들이 다시 합체되는 위험을 감소시킨다. 흐름들 사이의 입사 각도가 크면 클수록, 초기 운동량이 제2 유체로부터 제1 유체로 더 크게 전달된다. 그러나, 큰 입사 각도는 또한 제1 유체가 제2 유체 흐름과 접촉할 때 수렴되는 제1 유체 막 시트에 이르게 할 수 있으며, 일부의 분무된 제1 유체 방울들이 서로 다시 합체되는 위험을 증가시킨다.

장치의 외측에 난류 영역을 만들어내기 위해 제2 유체 흐름을 이용하는 것은 제1 유체의 추가적인 분무를 보장하며, 다시 한 번 본 발명의 분무 성능을 개선시킨다. 따라서, 본 발명은 (i) 원하는 물 방울 크기로 미스트를 발생시키며, (ii) 둘러싼 공간의 체적에 걸쳐 물방울들의 대체로 균일한 분산을 위해 보호 공간에 난류를 발생시키는 미스트 발생 장치를 제공한다.

장치가 조립되는 방법은 또한 이점들을 가진다. 베이스, 깔때기, 플러그 및 커버는 모두 구성요소들 사이의 유체 통로들 및 출구들을 한정하는 갭들이 장치의 길이를 따라 그리고 그의 원주의 둘레를 따라 일관되는 방식으로 동심원상으로 조립된다. 게다가, 깔때기, 플러그 및 커버의 각각은 베이스 플레이트에 부착되거나 설치되므로, 구성요소들은 공통의 기준점을 가진다. 이는 구성요소들이 공통의 기준 없이 함께 조립되는 종래 기술의 어셈블리들의 경우에 종종 있는 것과 같이 허용 오차들이 배가되는 대신에 최소화되는 것을 보장한다.

축방향으로 돌출된 립을 가진 커버 부재를 가지는 실시예에서, 장치가 떨어지는 경우에 립이 깔때기 및 플러그에 대한 손상을 방지시킨다. 그러므로 이 구성요소들의 상대적인 위치들과 그에 따른 제1 및 제2 통로들의 구조가 보호된다. 게다가, 립의 내부면은 장치가 방향성을 가지는 것, 즉 분무된 방울들이 선택된 위치를 향해 유도될 수 있는 것을 보장한다. 그러나, 위에서 논의된 바와 같이, 이런 방향성은 효과적인 유체 미스트 방화를 위해 반드시 필요한 것은 아니다.

게다가, 립의 내부면에 유지된 방울들은 그들이 제2 유체의 힘과 내부면으로부터 나온 마찰력 모두를 받을 때 보다 쉽게 분무된다. 그러나, 이 제1 실시예가 대안으로 상대적으로 짧은 거리로, 예를 들어 몇 밀리미터로, 돌출된 립을 가질 수 있거나, 립이 제1 실시예로부터 생략될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이 예들에서, 위에서 설명된 분무하는 과정은 대체로 미스트 발생 장치의 외측에서 일어날 것이다.

커버 부재가 돌출된 립을 가지지 않는 실시예에서는, 유체 흐름들의 반경방향 속박이 없다. 그러므로 흐름들은 립이 있는 경우보다 초기 단계에서 장치의 길이방향 축(L)으로부터 멀어지는 반경방향으로 더 퍼지도록 허용된다. 이는 제2 유체에 더 큰 정도의 난류를 만들어내며, 이는 제1 유체의 분무를 향상시킬 수 있다. 게다가, 그 결과로 나오는 미스트 기둥은 더 넓은 퍼짐을 가지며, 이는 특정한 위치를 향해 미스트 기둥을 유도하는 것과 반대로 장치가 특정한 체적을 미스트로 채우는 경우에 유리할 수 있다.

장치의 조립에 사용되는 하나 이상의 고정 나사들은 적절하면 다른 기계적인 고정물로 대체될 수 있다. 적당한 예들은 고정 볼트들, 클램프들, 또는 이들의 조합을 포함한다. 하나 이상의 기계적인 고정물들이 설치를 뒤따르는 장치의 분해를 방지하거나 강조하기 위해 부정 개봉 방지(tamper proof) 또는 개봉 명시(tamper evident) 고정물일 수 있다.

대체 실시예에서와 같이 나사 결합 설비를 사용하는 대신에, 베이스에 대한 커버의 축방향 위치의 조절은 대안으로 두 개의 구성요소들 사이에 쐐기들을 삽입하고 그 다음에 제1 실시예의 것과 동일한 방식으로 기계적인 고정물들을 사용하여 두 개의 구성요소들을 꽉 죔으로써 성취될 수 있다.

제2의 설명된 실시예의 적합한 특징들은 조합하여 사용되는 것에 제한을 받지 않는다는 것이 인정되어야 한다. 그러므로 이 특징들은 원한다면 제1 실시예에 개별적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 립을 가지지 않는 장치의 실시예는 또한 커버 부재를 위한 조절 장치가 구비될 필요가 없다.

장치가 베이스, 깔때기, 플러그 및 커버 부재로부터 설명된 방식으로 형성되는 것이 바람직하지만, 본 발명의 장치는 이런 특정한 구성요소들을 사용한 다양한 유체 채널들 및 통로들의 형성에 한정되지 않는다는 것이 인정되어야 한다. 원하는 유체 채널들 및 통로들은 설명된 것에 대한 대체 방식으로 장치 내에 만들어질 수 있다. 예를 들어, 채널들 및 통로들은 장치를 천공하거나, 그 밖에 거기에 형성된 채널들 및 통로들을 가지는 장치를 주조함으로써 형성될 수 있다.

장치가 바람직하게는 스테인리스 강으로 제조되지만, 동일한 특성들을 공유하는 대체 재료들이 또한 그 대신으로 사용될 수 있다. 재료의 가장 중요한 요건들은 부식, 화학물질 및 마모에 대한 저항성이다. 또한 재료가 쉽게 가공되거나 형성되며, 상대적으로 저렴한 것이 바람직하다. 가능한 대체 재료들은 알루미늄 및 황동과 같은 금속들, 및 텅스텐과 같은 금속 합금들을 포함한다. 앞에서 언급된 특성들을 가지는 플라스틱 또는 세라믹 재료들이 또한 사용될 수 있다.

그리고 또, 바람직한 제1 유체는 물로 설명되었지만, 본 발명은 이 특정한 제1 유체에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 유체는 그 대신에 액체 난연제일 수 있다. 유사하게, 제2 유체는 바람직하게는 가스이지만, 앞의 공개서에 주어진 가스의 예들에 한정되는 것으로 생각되지 않는다. 개시된 가스들과 유사한 특성들을 가지는 다른 압축 가능한 유체들이 또한 본 발명의 작동 방식에 영향을 끼치지 않고 사용될 수 있다. 제2 유체는 바람직하게는 쉽게 획득할 수 있으며, 상대적으로 저렴하며 부식성이 없어야 한다. 또한 현장에서 발생되는 추가적인 이점들을 가지며(예를 들어 압축기를 통해) 및/또는 화재 억제에 사용될 때 불활성 이점들을 가지는 제2 유체를 사용하는 것이 유리할 수 있다.

본 발명자들은 이전에 공지된 미스트 시스템들 및 기술에 비해 개선된 성능을 제공하는 액체 미스트 타입 방화를 위한 방법들, 시스템들 및 장치들을 제공하였다. 특히, 바람직한 방법들, 시스템들 및 장치들은 바닥 공간 구조 및/또는 위험 또는 화재 위치 중의 어느 하나에 대한 방출 장치나 분무기 위치에 영향을 받지 않는 액체 미스트 방화를 제공한다. 게다가, 바람직한 시스템 및 방법들은 다양한 시스템 구성들에 대해 방출되는 전체 체적이 대체로 같다면 이용되는 분무기들의 개수에 영향을 받지 않고 같은 성능을 제공한다. 마지막으로, 바람직한 시스템들은 (i) 물과 압력 소비를 더 적게 요구하며; (ii) 이전에 공지된 미스트 시스템들보다 소화까지의 시간을 감소시킴으로써 공지된 미스트 시스템들을 능가하는 성능을 보여주었다.

본 발명은 어떤 바람직한 실시예들을 참조하여 개시되었지만, 설명된 실시예들에 대한 수많은 변형들, 변경들 및 변화들은, 여기에 설명된 바와 같은, 본 발명의 영역과 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다.

Claims

미스트 발생 장치에 있어서,
상기 장치의 길이방향 축(L)의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구(1018)와 제1 유체 출구(1084)를 가지는 제1 유체 통로(1080); 및
제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구(1020)와 제2 유체 출구(1094)를 가지는 제2 유체 통로(1090);를 포함하며,
상기 제1 유체 통로(1080)는 제2 유체 통로(1090)를 둘러싸고 상기 제1 유체 출구(1084)를 향해 수렴하는 곡선 형상을 형성하도록 확산-수렴 내부 구조를 갖고,
상기 제2 유체 통로(1090)는 1 내지 40 도의 확대 등가 각도(equivalent angle of expansion)를 형성하고, 상기 제2 유체 입구(1020)와 상기 제2 유체 출구(1094) 사이에 위치하는 목부(throat portion, 1092)를 포함하며,
상기 목부(1092)와 상기 제2 유체 출구(1094) 사이의 면적 비가 5:7 내지 2:11이 되도록, 상기 목부(1092)는 상기 제2 유체 입구(1020) 및 상기 제2 유체 출구(1094) 양쪽의 단면적보다 더 작은 단면적을 가지며,
상기 제1 및 제2 유체 출구(1084, 1094)는 5 내지 30도의 입사 각도(
)를 가지도록 서로에 대하여 배향되며,
상기 제1 유체 출구(1084) 대 상기 제2 유체 출구(1094)의 단면적의 비는 10:3 내지 1:12인 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 유체 출구(1094)의 단면적은 상기 제1 유체 출구(1084)의 단면적보다 4 내지 7배 더 큰 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 유체 통로의 목부(1092) 및 상기 제2 유체 출구(1094)는 상기 장치의 길이방향 축(L)을 둘러싸고, 상기 제2 유체 입구(1020)는 상기 길이방향 축(L)으로부터 반경 방향으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 유체 통로(1080)는 상기 제2 유체 통로(1090)로부터 반경방향으로 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 유체 통로(1090)는 상기 장치의 길이방향 축(L)과 동축인 길다란 플러그(1050)에 의해 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 유체 통로(1080)의 중간부는 상기 제1 유체 출구(1084)의 단면적보다 50 내지 400배 더 큰 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제5항에 있어서,
상기 플러그(1050)는 상기 제1 및 제2 유체 출구(1084, 1094)에 의해 둘러싸이는 오목한 단부면을 포함하는 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 유체 통로(1080)는 119000 mm³ 내지 121500 mm³의 전체 체적을 형성하며, 상기 제2 유체 통로(1090)는 24300 mm³ 내지 25500 mm³의 전체 체적을 형성하는 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 유체의 공급원에 연결되도록 구성되는 제1 단부와 상기 제1 유체 입구(1018)에 연결되는 제2 단부를 가지는 제1 유체 공급 채널; 및
제2 유체의 공급원에 연결되도록 구성되는 제1 단부와 상기 제2 유체 입구(1020)에 연결되는 제2 단부를 가지는 제2 유체 공급 채널;을 더 포함하며;
상기 제1 및 제2 유체 공급 채널은 상기 장치의 길이방향 축(L)에 평행한 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 미스트를 형성하기 위하여 상기 제1 및 제2 유체 출구로부터의 유출물의 혼합을 위해 상기 제1 및 제2 유체 출구(1084, 1094)와 연통하는 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 유체 통로(1090)의 상기 목부(1092)의 단면적은 20mm² 내지 35mm²인 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 유체 통로를 부분적으로 또는 전체적으로 형성하는 커버 부재로서, 상기 제1 및 제2 유체 출구와 연통하도록 구성되는 출구를 가지는 커버 부재를 더 포함하는,
미스트 발생 장치.
제12항에 있어서,
상기 커버 부재의 출구는 축방향으로 돌출되는 립부(lip portion)를 포함하며, 상기 립부는 상기 제1 및 제2 유체 출구와 연통하는 구멍을 형성하는,
미스트 발생 장치.
제13항에 있어서,
상기 립부는 일정한 직경의 보어(bore) 또는 챔버를 형성하는 내부 표면을 갖는,
미스트 발생 장치.
천장, 복수의 코너를 형성하기 위한 복수의 벽, 및 130 cu. m(4590 cu. ft) 이상의 밀폐 체적을 가지는 밀폐된 공간 내의 고정된 설비를 위한 미스트 방화(fire pretection) 방법에 있어서,
상기 방법은:
상기 밀폐된 공간에 하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 배치하는 단계로서, 상기 미스트 발생 장치(1000)는:
상기 장치의 길이방향 축(L)의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구(1018)와 제1 유체 출구(1084)를 가지며 상기 제1 유체 출구(1084)를 향해 수렴하는 곡선 형상을 형성하도록 확산-수렴 내부 구조를 갖는 제1 유체 통로(1080); 및
제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구(1020)와 제2 유체 출구(1094)를 가지며 상기 제1 유체 통로(1080)와 동축으로 상기 길이방향 축(L)의 둘레에 배치되는 제2 유체 통로(1090);를 포함하며,
상기 제1 및 제2 유체 출구(1084, 1094)는 5 내지 30도의 입사 각도(
)를 가지도록 서로에 대하여 배향되며, 상기 제1 유체 출구(1084) 대 상기 제2 유체 출구(1094)의 단면적의 비는 10:3 내지 1:12이며,
상기 하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 배치하는 단계는:
(i) 상기 밀폐된 공간에 두 개 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 설치하며, 상기 130 cu. m(4590 cu. ft) 이상의 밀폐 체적은 260 cu. m(9180 cu. ft) 이상의 밀폐 체적이며, 상기 두 개 이상의 미스트 발생 장치(1000)는 사이에 3.4 m(11 ft)의 최소 간격을 형성하도록 대각선으로 마주보는 코너들에 배치되는 단계;
(ii) 3.0 m(9.8 ft) 내지 8.0 m(26.2 ft)인 밀폐부 높이 및 0.3 m(1 ft) 내지 3.4 m(11 ft)의 상기 밀폐된 공간의 임의의 벽으로부터의 거리를 갖는 현수식 구성에, 상기 하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 설치하는 단계;
(iii) 1.0 m(3.3 ft) 내지 8.0 m(26.2 ft)인 밀폐부 높이, 상기 천장으로부터 1.0 m(3.3 ft) 내지 상기 밀폐부 높이의 2분의 1의 거리를 두는 상기 천장 아래의 설치, 및 상기 밀폐된 공간의 상기 복수의 코너 중 임의의 하나로부터 1.0 m(3.3 ft) 이상의 거리를 갖는 측벽 구성에, 상기 하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 설치하는 단계;
(iv) 3.0 m(9.8 ft) 내지 8.0 m(26.2 ft)인 밀폐부 높이, 및 0.3 m(1 ft) 내지 3.4 m(11 ft)이며 3.4 m(11 ft) 내지 30.4 ft의 거리만큼 서로 이격되는 상기 밀폐된 공간의 상기 복수의 벽 중 임의의 하나로부터의 거리를 갖는 현수식 구성에, 두 개 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 설치하는 단계; 및
(v) 상기 천장으로부터 1.0 m(3.3 ft) 내지 상기 천장의 밀폐부 높이의 2분의 1의 거리를 두고 상기 천장의 아래로 1.0 m(3.3 ft) 내지 8.0 m(26.2 ft)인 측벽의 밀폐부 높이, 및 상기 밀폐된 공간의 상기 복수의 코너 중 임의의 하나로부터 1.0 m(3.3 ft) 이상의 거리를 가짐으로써, 두 개 이상의 미스트 발생 장치(1000) 각각이 상기 장치(1000)로부터 상기 복수의 벽의 반대편 벽까지 1.5 m(5 ft)의 직경을 가지는 방해받지 않는 방출 경로를 가지는 방출의 중심선을 형성하며, 상기 장치는 상기 반대편 벽으로부터 3.8 m(12.5 ft) 내지 12.0 m(39.3 ft)의 거리에 설치되며, 상기 두 개 이상의 장치(1000)의 방출 중심선은 1.0 m(3.3 ft) 내지 4.6 m(15 ft)의 수직 간격을 가지는 측벽 구성에, 두 개 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 설치하는 단계;
중 임의의 하나로 이루어지는, 하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 배치하는 단계;
상기 미스트 발생 장치에 내장식 유체 공급원을 배관으로 연결하는 단계로서, 25 갤런 이상의 용량을 가지는 액체 공급 탱크의 출구를 상기 미스트 발생 장치(1000)에 커플링하는 단계, 및 세 개 이상의 가압된 11.3 cu. m(400 cu. ft) 탱크의 뱅크를 가지는 가스 공급원을 상기 액체 공급 탱크 및 상기 미스트 발생 장치(1000)와 병렬로 커플링하는 단계를 포함하는, 배관으로 연결하는 단계; 및
실린더로부터 상기 탱크 및 상기 하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)로 가스를 방출시키기 위해 액추에이터를 인터록킹하는 단계로서, 상기 액추에이터를 상기 밀폐된 공간에 배치된 열 방출 탐지기와 커플링하는 단계를 포함하며, 상기 열 방출 탐지기가 상기 밀폐된 공간에서의 화재에 반응하여, 화재가 탐지되면, 상기 열 방출 탐지기는 상기 탱크를 가압하기 위해 상기 실린더로부터 상기 가스를 방출시키도록 그리고 상기 미스트 발생 장치(1000)까지 상기 가스를 운반하도록 상기 액추에이터에 신호를 보내는, 액추에이터를 인터록킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
미스트 방화 방법.
미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템에 있어서,
상기 시스템은:
하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)로서, 130 cu. m(4590 cu. ft) 이상의 체적을 가지는 밀폐된 공간에 배치되며, 상기 장치의 길이방향 축(L)의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구(1018)와 제1 유체 출구(1084)를 가지고 상기 제1 유체 출구(1084)를 향해 수렴하는 곡선 형상을 형성하도록 확산-수렴 내부 구조를 갖는 제1 유체 통로(1080); 및 제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구(1020)와 제2 유체 출구(1094)를 가지고 상기 제1 유체 통로(1080)와 동축으로 상기 길이방향 축(L)의 둘레에 배치되는 제2 유체 통로(1090)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유체 출구(1084, 1094)는 5 내지 30도의 입사 각도(
)를 가지도록 서로에 대하여 배향되며, 상기 제1 유체 출구(1084) 대 상기 제2 유체 출구(1094)의 단면적의 비는 10:3 내지 1:12인, 하나 이상의 미스트 발생 장치; 및
상기 제1 유체 출구로부터의 액체 방출을 위해 상기 제1 유체 입구에 커플링되는 액체 공급원을 포함하는 유체 공급원으로서, 화재에 대처하는 미스트를 형성하기 위하여, 임의의 챔버에서 액체와 혼합되도록 상기 제2 유체 출구로부터의 방출을 위해 2.1 bar(30 psi) 내지 24.1 bar(350 psi)의 압력에서 상기 제2 유체 입구에 커플링되는 가스 공급원을 더 포함하는, 유체 공급원;을 포함하며,
상기 유체 공급원은:
(i) 상기 가스 공급원에 의해 가압되며, 상기 제1 유체 통로를 통한 액체 유동을 위해 0.5 bar(7 psi) 이상의 압력에서 상기 제1 유체 입구에 액체를 제공하도록 상기 제1 유체 입구에 커플링되는, 액체 공급원;
(ii) 세 개 이상의 11.3 cu. m(400 cu. ft) 질소 가스 실린더의 뱅크(3)를 포함하는 가압된 가스 공급원으로서, 각각의 실린더는 6.9 bar(100 psi) 이상의 매니폴드로부터의 조절된 방출 압력으로 상기 제2 유체 출구에 커플링된 배관 매니폴드에 결합되는, 가압된 가스 공급원, 및 상기 가스 공급원의 방출 압력에 의해 가압되는 하나 이상의 95 리터(95 L)(25 갤런(25 gal)) 방화 액체 탱크를 포함하는 액체 공급원으로서, 상기 탱크는 상기 제1 유체 입구에 결합되는, 액체 공급원;
(iii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 57 리터(57 L)(15 갤런(15 gal)) 내지 95 리터(95 L)(25 갤런(25 gal))의, 전체 액체 공급원; 및
(iv) 1:1 내지 3:1의 액체-대-가스 질량 유동 비로 상기 장치에 제공되는 액체 및 가스;
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 특성을 더 가지는 것을 특징으로 하는,
미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템.
제16항에 있어서,
상기 유체 공급원은 내장식 유체 공급원인 것을 특징으로 하는,
미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 제1 유체 출구(1084)는 환형으로 액체를 방출하는 것을 특징으로 하는,
미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 미스트는:
(i) 방울 중 과반(a majority of droplets)이 1 내지 10 미크론의 직경을 가지는 것;
(ii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 형성하는 것; 및
(iii) 1 kW/cu. m 내지 8 kW/cu. m의 표준화된 크기의 화재에 대하여 소화 시간이 780초 내지 80초인 것;
으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 특성을 더 가지는 것을 특징으로 하는,
미스트로 화재에 대처하기 위한 방화 시스템.
130 입방 미터(130 cu. m(4590 cu. ft)) 이상의 체적을 가지는 밀폐된 공간에서 화재에 대처하는 미스트 방화 방법에 있어서,
상기 방법은:
미스트를 상기 공간으로 방출하기 위해 상기 공간에 배치되는 하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 사용하는 단계로서, 상기 하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)는:
상기 장치의 길이방향 축(L)의 둘레에 배치되는 제1 유체 입구(1018)와 제1 유체 출구(1084)를 가지며 제1 유체 출구(1084)를 향해 수렴하는 곡선 형상을 형성하도록 확산-수렴 내부 구조를 갖는 제1 유체 통로(1080); 및
제2 유체가 통과하는 제2 유체 입구(1020)와 제2 유체 출구(1094)를 가지며 상기 제1 유체 통로(1080)와 동축으로 상기 길이방향 축(L)의 둘레에 배치되는 제2 유체 통로(1090);를 포함하며,
상기 제1 및 제2 유체 출구(1084, 1094)는 5 내지 30도의 입사 각도(
)를 가지도록 서로에 대하여 배향되며, 상기 제1 유체 출구(1084) 대 상기 제2 유체 출구(1094)의 단면적의 비는 10:3 내지 1:12인,
하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 사용하는 단계; 및
하나 이상의 미스트 발생 장치(1000)를 사용하여 액체 미스트를 발생시키는 단계로서,
상기 제1 유체 출구(1084)로부터 액체를 방출하기 위해 상기 제1 유체 통로(1080)를 통해 상기 제1 유체 입구(1018)로 제1 유체인 액체를 운반하는 단계;
상기 액체와 혼합되어 미스트를 형성하도록 상기 제2 유체 통로(1090)를 통한 가스 유동과 상기 제2 유체 출구(1094)로부터의 방출을 위해 2.1 bar(30 psi) 내지 24.1 bar(350 psi)의 작동 압력에서 상기 장치의 제2 유체 입구(1020)로 제2 유체로서 가스를 운반하는 단계; 및
상기 밀폐된 공간 도처에 상기 미스트를 분산시키는 단계로서, 10분 이상의 방출 시간 동안 상기 미스트 발생 장치로부터 액체 및 가스를 방출하는 단계를 포함하며, 상기 가스를 방출하는 단계는 음속 이상의 속도로 가스를 방출하는 단계를 포함하는, 미스트를 분산시키는 단계;를 포함하는,
액체 미스트를 발생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
밀폐된 공간에서 화재에 대처하는 미스트 방화 방법.
제20항에 있어서,
상기 제1 유체 출구(1084)는 환형으로 액체를 방출하는 것을 특징으로 하는,
밀폐된 공간에서 화재에 대처하는 미스트 방화 방법.
제20항 또는 제21항에 있어서,
상기 미스트는:
(i) 방울 중 과반이 1 내지 10 미크론의 직경을 가지는 것;
(ii) 130 cu. m(4590 cu. ft)의 밀폐된 공간 각각에 대하여 8 갤런(8 gal) 미만의 전체 소화 체적을 형성하는 것; 및
(iii) 1 kW/cu. m 내지 8 kW/cu. m의 표준화된 크기의 화재에 대하여 소화 시간이 780초 내지 80초인 것;
으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 특성을 더 가지는 것을 특징으로 하는,
밀폐된 공간에서 화재에 대처하는 미스트 방화 방법.
미스트 발생 장치의 조립 방법으로서,
제1 및 제2 유체 공급 채널(1018, 1020)을 보유하는 베이스 부재(1012)를 형성하는 단계;
보어(1046)를 보유하는 깔때기 부재(1030)를 형성하고, 상기 보어(1046)가 상기 제2 유체 공급 채널(1020)과 연통하도록 상기 깔때기 부재(1030)를 상기 베이스 부재(1012)에 축방향으로 그리고 동축으로 위치시키는 단계;
길다란 플러그 부재(1050)를 형성하고, 상기 플러그 부재(1050)의 일부분이 상기 보어(1046) 내에 놓이고 동축인 상기 깔때기 부재(1030)와 상기 플러그 부재(1050) 사이에 제2 유체 통로(1090)가 형성되도록, 상기 플러그 부재(1050)를 상기 베이스 부재(1012)에 축방향으로 그리고 동축으로 부착시키는 단계;
상기 깔때기 부재(1030)와 상기 플러그 부재(1050)를 둘러싸도록 구성되고 상기 베이스 부재(1012) 상에 축방향으로 그리고 동심으로 위치하도록 구성되는 제1 단부(1072), 및 출구를 가지는 제2 단부(1074)를 포함하는, 커버 부재(1070)를 형성하는 단계; 및
상기 제1 유체 통로(1080)가 상기 깔때기 부재(1030)의 외부면(1037)과 상기 커버 부재(1070)의 내부면(1075) 사이에 형성되도록, 상기 커버 부재(1070)를 상기 베이스 부재(1012)에 부착하는 단계;
를 포함하며,
상기 제1 유체 통로(1080)는 상기 제1 유체 통로(1080)의 제1 유체 출구(1084)를 향해 수렴하는 곡선 형상을 형성하도록 확산-수렴 내부 구조를 갖고,
상기 제1 유체 출구(1084)와 제2 유체 출구(1094)가 상기 커버 부재(1070)의 출구와 연통하며,
상기 제1 및 제2 유체 출구(1084, 1094)는 5 내지 30도의 입사 각도(
)를 가지도록 서로에 대하여 배향되고,
상기 제1 유체 출구(1084) 대 상기 제2 유체 출구(1094)의 단면적의 비가 10:3 내지 1:12인 것을 특징으로 하는,
미스트 발생 장치의 조립 방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제