KR20120050407A - 미스트 타입 소방 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

미스트 타입 소방 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20120050407A
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루케 에스. 콘네리
데이비드 제이. 르블랑
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타이코 파이어 프로덕츠 엘피
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Abstract

본 발명은 경급 및 중급 위험 점유 공간를 보호하도록 구성된 공지된 미스트-타입 시스템 또는 스트링클러 시스템과 비교하여 감소된 물 요구량의 동일 점유 공간을 보호하기 위한 여러 미스트-타입 방재 시스템에 관한 것이다. 하기와 같이 설치용설계 기준을 달리함으로써 세가지 시스템 구성이 규정된다: 단독의 확대된 적용 면적을 지닌 미스트 장치, 또는 공지의 노즐 또는 스프링클러와 조합한 이러한 미스트 장치. 바람직한 미스트 장치는 단지 경급 위험 점유 공간, 및 최고 천장 높이가 8ft. 이상인 천장을 갖는 경급 및 중급 위험 점유 공간 중 하나 이상을 보호한다. 바람직한 장치는 1gpm/psi1 /2 미만의 K-인자를 지닌 통로를 지닌 본체를 포함한다. 바람직한 장치는 132sq.ft. 초과, 바람직하게는 최대 256sq.ft.의 상기 장치의 적용 면적을 규정하도록 500psi 미만의 출구에서의 유체 압력을 위해 0.1gpm/sq.ft. 미만의 유속 밀도로 유체를 분산시키기 위한 수단을 포함한다.

Description

미스트 타입 소방 장치, 시스템 및 방법{MIST TYPE FIRE PROTECTION DEVICES, SYSTEMS AND METHODS}
발명자: 러크 에스. 코너리(Luke S. Connery)
데이비드 제이. 르블랑(David J. LeBlanc)
우선일 및 참조로의 통합
본 출원은 2009년 1월 2일자 출원된 미국가특허출원 제61/193,873호, 2009년 1월 2일자 출원된 미국가특허출원 제61/193,874호, 및 2009년 1월 2일자 출원된 미국가특허출원 제61/193,875호의 우선권을 주장하는 국제특허출원이며, 이들의 전체 내용이 본원에서 참조로 통합된다.
기술분야
본 발명은 방화 액체를 방출시키는데 사용되는 수동 또는 자동 작동 노즐을 사용하는 소방 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 액체 미스트(mist)를 제공하는 소방 노즐을 사용한 경급 및 중급 위험 용도의 소방 시스템 및 방법에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 추가로 소방 액체, 바람직하게는 물 미스트(water mist)로서 물을 방출시키는데 사용하기 위한 수동 또는 자동 작동 노즐에 관한 것이다.
소방 노즐은 산업에서 미스트(mist)로 일반적으로 일컬어지는 비교적 미세한 스프레이로 물을 첨가제와 함께 또는 첨가제 없이 방출시키기 위해서 사용된다. 반면, 소방 스프링클러는 물을 물의 큰 점적 또는 스트림의 스프레이로서 방출시킨다. 소방 산업은 추가로 물 방출 소방 장치를 산업 허용 성능 표준(industry accepted performance standard)을 충족시키는 장치를 기반으로 한 노즐 또는 스프링클러와는 구별한다. 예를 들어, 팩토리 뮤튜얼(Factory Mutual:FM) 글로벌 테크놀로지즈 LLC 퍼블리케이션(Global Technologies LLC publication), Approval Standard For Water Mist Systems: Class No. 5560 (May 2005) (이하 "FM 5560")에 특정된 성능 시험을 충족시키는 장치는 물 미스트(water mist) 장치 또는 노즐로 분류된다.
미세한 스프레이(물 미스트)가 작용하여 불을 제어하거나 억제하거나 소화시키는 기구(들)은 개별적인 노즐의 작동 개념, 오리피스(들)의 크기, 확산 요소, 작동 압력 및 유량에 따라서 하기 인자 중 둘 이상의 복잡한 조합일 수 있다:
1. 물이 증기로 전환됨에 따른 불로부터의 열의 흡수
증발의 양 및 그에 따른 불로부터의 흡수된 열(즉, 연료의 냉각)은 주어진 용적에 대해서 가해진 수적(water droplet)의 표면적의 함수이다. 점적의 크기를 감소시키면 표면적이 증가하고, 주어진 용적 유량의 물의 냉각 효과를 향상시킨다.
2. 증기가 발화 자리 근처의 산소를 대체함에 따른 산소 수준 감소
물이 증기로 전환되는 때에, 물은 약 1650배 만큼 확장되어 산소를 대체하고 희석시켜서, 산소가 연료에 접근하는 것을 차단한다.
3. 보호된 영역의 확장
작은 물 점적은 아주 가볍고, 가장 가벼운 공기 흐름으로 부유되는 경향이 있다. 이러한 경향은, 개별적인 노즐의 직접적인 스프레이 범위를 벗어나서, 엔클로저를 통해서 스스로를 분배시키는 경향이 있는 "미스트"를 생성시킨다. 따라서, 미세한 물 점적은 발화 자리내로 더 이끌리게 되어서 시스템의 효과를 향상시킨다. 이러한 3-차원 미스트 분배 효과는 영역내의 가스 및 그 밖의 연료를 냉각시키는 작용을 하여, 주변 연소물질로의 복사열의 전달을 차단할 뿐만 아니라 이들을 미리 습윤화시킨다.
4. 연소물질에 대한 직접적인 충격식 습윤화 및 냉각
물 점적을 기화시킴에 의한 불꽃의 사전-습윤화 및 냉각에 추가로, 연소성 증기의 추가 발생을 억제하기 위한 연소 연료와의 물 점적의 직접적인 접촉에 의한 소화는 불을 억제하는 방식들, 더욱 바람직하게는 통상의 스프링클러와 일반적으로 연관되어 불을 제어하는 방식들 중 하나이다. 그러나, 고속 응답 방출 메카니즘에 의해서, 고운동량 미스트가 이러한 방식에서 노출된 불의 조기 발화 단계 동안에 효과적일 수 있다.
공지된 소방 노즐은 미국특허 제5,392,993호에 도시 및 기재되어 있다. 공지된 소방 노즐의 또 다른 유형이 국제 PCT 특허공보 WO 98/18525호에 도시 및 기재되어 있다. 다른 공지된 소방 노즐은 미국 펜실바니아 랜즈데일 소재의 Tyco Fire Suppression & Building Products(이하 "Tyco"라 함)로부터의 AquaMist® 노즐이다. 예를 들어, AM4 및 AM1O AquaMist® 노즐은 특수 위험 시장용, 즉, 스프링클러와는 아주 상이한 물 분사 소방 구역용으로 개발되었다. 이들 노즐은 기계적인 거리의 전체 범람 보호(flooding deluge protection)을 통해서 B급 (화염 가능한 액체) 화재를 소화시킨다. 다른 보조 AquaMist 노즐이 또한 그 시기에 개발되었다: AM6, AM11, AM22 및 AM24 노즐이 International Maritime Organization (IMO standard IMO A.800(19) 해양 시스템과 함께 개발되었으며, 후에, AM15 노즐이 IMO System 913 국소 적용 시스템과 함께 개발되었다. AM4, AM6, AM1O, AM11, AM22, 및 AM24 노즐 각각에 대한 이전에 공지된 데이터 시트와 미국특허 제5,392,993호 및 WO 98/18525호가 미국가특허출원 제61/193,873호에 포함되어 있다.
AM24 노즐이, NFPA 13으로 명명된 국가 소방 협회(National Fire Protection Association (NFPA)) 공보: Standard for the Installation of Automatic Sprinkler Systems (NFPA 13)에 정의된 바와 같은, 중급 위험, 그룹 2(Ordinary Hazard, Group 2: OH2) 점유 공간에 대해서 호보하는 능력에 대해서 Underwriters Laboratories에 의해서 별도로 시험되었다. AM24 배열은 UL 2167에 대해서 시험되었고, 격렬한 OH2 가연성 시험을 성공적으로 통과한 것으로 밝혀졌다. 노즐은 이러한 원안에 따른 UL 목록 인증을 받았다. 노즐의 특성인 비교적 작은 직경 스프레이 패턴으로 인해서, 그러한 목록 인증은 단지 비교적 제한된 노즐 공간 및 천장 높이에서 설치하도록 허용되었다. 경급 위험(Light Hazard: LH) 및 중급 위험, 그룹 1(OH1)(NFPA 13에 의해서 규정됨)에 대한 가연성 시험 요건은 덜 엄격하지만, AM24는 OH2 시험용으로 설계되었다. LH 및 OH1에 대해서 발생되는 설치 파라미터는 동일한 결과가 주어지며, 단지 작은 천장 높이가 허용되었다.
다양한 위험에 대한 설치 파라미터를 나타내는 공지된 종래 AQUAMIST® 노즐이 이하 표에 요약되어 있다. 각각의 노즐에 대해서, 표는 K-인자(gpm/psi 1/2) 최소 작동 압력, 노즐의 최대 공간, 노즐당 유효 범위, 유효 플럭스 밀도, 즉, 노즐에 의한 제곱피트당 전달된 흐름 및 노즐이 설치될 수 있는 최대 천장 높이를 나타낸다.
표 A
Figure pct00001
표 B
Figure pct00002
표 C
Figure pct00003
표 D
Figure pct00004
표 E
Figure pct00005
현재까지, 표준 설정 기구는 물 미스트 시스템이 표준 설정 기구, 예컨대, Factory Mutual (FM) Global Technologies LLC 또는 NFPA에 의해서 특정된 바와 같은, 9개의 노즐 또는 1500 평방 피트 중 더 큰 수력학적 설계 기준을 충족시켜야 하는 것으로 유지하고 있는 것으로 사료된다. 시스템 작동 동안에 배출되는 물의 양은 물 미스트 시스템 설계자의 일차적인 고려사항 중 하나이다. 이는 전형적으로는 빌딩의 내부 마감재 또는 그 내에 함유된 아이템(즉, 귀한 그림)을 보호하고자 하는 목적을 기반으로 한다. 또 다른 목적은 제한된 용적의 물로 빌딩을 충분히 소화시킬 수 있는 것이다. 물 공급은 스프링클러 시스템에 비해서 물 미스트 시스템을 선택하는데 있어서 일차적인 고려사항일 수 있다.
발명의 개시
본 발명은 동일한 점유 공간을 보호하도록 구성된 공지된 미스트 유형의 시스템 또는 스프링클러 시스템에 비해서 물 수요가 감소되는 경급 또는 중급 위험 점유 공간의 보호를 위한 다양한 미스트-유형의 소화 시스템에 관한 것이다. 세개의 바람직한 시스템 형태가 (i) 두 개의 바람직한 미스트 노즐; (ii) 공지된 노즐과 조합된 바람직한 노즐; 및 (iii) 공지된 스프링클러와 조합된 바람직한 노즐의 설치를 위한 설계 기준을 변화시킴으로써 구성된다.
경급 및 중급 위험 점유 공간의 소화를 위한 미스트 시스템의 한 가지 바람직한 구체예는 유체 공급부 및 점유 공간에 대해서 떨어져 있는 복수의 노즐로서 약 500psi 미만의 작동 압력에서 유체가 노즐에 공급되도록 유체 공급부에 결합되어 있는 복수의 노즐을 포함한다. 복수의 노즐은 추가로 (i) 36sq. ft. 내지 최대 약 256 sq. ft. 범위의 유효 영역을 지니는 5개의 수력학적 리모트 노즐 또는 (ii) 약 900 평방 피트 내지 약 1044 평방 피트 범위의 수력학적 설계 영역보다 더 큰 수력학적 요건을 규정한다. 바람직한 구체예 중 한 가지 양태로, 복수의 노즐은 10 피트 미만의 최대 천장 높이에서 점유 공간의 보호 영역 위에 배치되어 노즐 대 노즐 거리가 최소 6 피트 바이 6 피트(6 ft. x 6 ft.)이고 최대 16 피트 바이 16 피트(16 ft. x 16 ft.)가 되게 하고, 수력학적 요구가 5개의 수력학적 리모트 노즐 또는 900 sq. ft (84 sq. m)보다 더 크게 한다. 바람직한 시스템의 대안적인 구체예로, 최대 천장 높이는 약 10 피트, 더욱 특히, 9ft. 내지 10in.(3m) 또는 그 미만, 또는 추가로 8ft(2.4m)이다. 복수의 노즐을 위한 작동 압력은 바람직하게는 약 110psi. 내지 약 250psi, 또는 대안적으로는 140psi. 내지 약 250psi. 범위이다. 한 가지 양태로, 바람직한 노즐은 1 gpm/psi1/2, 특히, 약 0.8gpm/psi1/2 미만의 K-인자를 지니는 복수의 노즐을 갖는다. 대안적으로 복수의 노즐은 약 0.6gpm/psi1/2의 K-인자를 갖는다.
시스템의 한 가지 양태로, 복수의 노즐은 최대 1000 평방 피트, 더욱 특히 1024 평방 피트 초과의 격실 영역을 갖는 점유 공간을 위한 미스트-타입 소방을 제공한다. 수력학적 요구가 소방 영역 내의 모든 노즐에 60분 동안의 물 공급 기간에 의해서 정의되는 한 가지 특정의 구체예의 경우에, 시스템은 바람직하게는 단지 경급 위험 점유 공간에 대해서 보호를 제공하도록 형성된다.
바람직한 시스템의 또 다른 양태에서, 복수의 노즐은 약 17 피트의 최대 천장 높이에서 점유 공간의 보호 영역 위에 배치되어 최소 노즐 대 노즐 거리가 6 피트 바이 6 피트(6 ft. x 6 ft.)이고 최대 노즐 대 노즐 거리가 12 피트 바이 12 피트(12 ft. x 12 ft.)가 되게 한다. 복수의 노즐 각각은 약 0.6 gpm/psi1/2, 더욱 특히 0.59gpm/psi1/2의 K-인자를 갖는다. 한 가지 특정의 구체예에서, 보호 면적은 1500 평방 피트 미만이며, 수력학적 요건은 경급 위험 유일 용도에 대해서 보호를 제공하도록 보호 영역내의 모든 노즐에 대해서 60분의 물 공급 기간에 의해서 규정된다.
또 다른 바람직한 미스트 시스템은 (i) 1024 평방 피트 초과 및 (ii) 약 13 피트 또는 그 미만의 최대 천장 높이를 갖는 천장 아래인 보호 면적을 형성하는 경급 및 중급 위험 용도의 소방을 제공한다. 시스템은 바람직하게는 유체 공급부, 유체 공급부에 결합되어 시스템의 수력학적 요건이 (i) 5개의 대개의 수력학적 리모트 스프링클러 또는 900 평방 피트 면적보다 더 크게 하는 복수의 노즐을 포함한다. 복수의 노즐은 바람직하게는 약 6 ft x 6 ft. 내지 약 12 ft. x 12 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 보호 영역의 30% 이하를 보호하도록 점유 공간에 대해서 떨어져 있으며, 약 102psi. 내지 약 250psi. 범위의 작동 압력을 각각 갖는 첫 번째 복수의 노즐을 포함한다. 두 번째 복수의 노즐은 약 6 ft x 6 ft. 내지 약 16 ft. x 16 ft. 노즐 대 노즐 거리 범위로 보호 영역의 나머지 영역의 보호를 위해서 점유 공간에 대해서 떨어져 있으며, 각각의 작동 압력은 약 110psi. 내지 약 250psi. 범위이다.
한 가지 양태에서, 보호 영역은 1024 평방 피트 이하이고, 최대 천장 높이는 약 10 피트이고, 두 번째 복수의 노즐은 약 6 ft x 6 ft. 내지 약 16 ft. x 16 ft. 범위의 노즐 대 노즐 거리로 떨어져 있으며, 노즐 각각의 작동 압력은 약 140psi. 내지 약 250psi. 범위이다. 바람직한 시스템의 또 다른 양태로, 두 번째 복수의 노즐은 약 6 ft x 6 ft. 내지 약 12 ft. x 12 ft. 범위의 노즐 대 노즐 거리로 점유 공간에 대해서 떨어져 있으며, 두 번째 복수의 노즐은 약 110psi. 내지 약 250psi. 범위의 작동 압력에서 노즐에 유체를 제공하도록 유체 공급부에 결합되어 있다.
저장물이 없으며 최대 천장 높이가 약 10 피트인 중급 위험의 보호를 위한 한 가지 특정의 바람직한 시스템에서, 첫 번째 복수의 노즐은 약 12 ft. x 12 ft.의 최대 노즐 대 노즐 거리를 갖는다. 점유 공간이 저장물이 없으며 최대 천장 높이가 약 13 피트인 또 다른 양태에서, 첫 번째 복수의 노즐은 약 10 ft. x 10 ft.의 최대 노즐 대 노즐 거리를 갖는다. 점유 공간이 저장물이 없으며 최대 저장 높이가 8피트이고 최대 천장 높이가 약 10피트인 미스트 유형 소방을 위한 바람직한 시스템의 또 다른 양태에서, 첫 번째 복수의 노즐은 약 8 ft. x 8 ft.의 최대 노즐 대 노즐 거리를 갖는다.
점유 공간이 저장물이 없으며 최대 전정 높이가 약 10피트인 시스템의 또 다른 양태에서, 첫 번째 복수의 노즐은 약 10 ft. x 10 ft.의 최대 노즐 대 노즐 거리를 갖는다. 대안적으로, 점유 공간이 저장물이 없으며 최대 천장 높이가 약 13피트인 경우, 첫 번째 복수의 노즐은 약 8 ft. x 8 ft.의 최대 노즐 대 노즐 거리를 갖는다. 점유 공간이 저장물이 없으며 최대 저장 높이가 5피트이고 천장 높이가 약 8피트(8ft.)인 중급 위험 부위인 경우, 첫 번째 복수의 노즐은 약 8 ft. x 8 ft.의 최대 노즐 대 노즐 거리를 갖는다.
또 다른 바람직한 시스템은 바람직하게는 1024평방피트 초과의 보호 영역을 규정하는 경급 및 중급 위험 점유 공간의 소방을 위해서 미스트를 제공한다. 시스템은 바람직하게는 유체 공급부 및 유체 공급부에 결합된 복수의 유체 분배 장치를 포함한다. 장치는 약 6 ft x 6 ft. 내지 약 15 ft. x 15 ft. 범위로 거리를 둔 스프링클러 대 스프링클러로 보호 영역의 30% 이하를 보호하도록 점유 공간에 대해서 떨어져 있는 복수의 스프링클러를 포함한다. 복수의 스프링클러는 시스템의 수력학적 요건이 900평방피트 내지 1500평방피트 범위의 설계 영역 또는 5개의 대개의 리모트 스프링클러보다 크도록 유체 공급부에 결합되며, 복수의 스프링클러의 각각은 175psi.의 최대 작동 압력을 갖는다. 바람직한 시스템은 추가로 바람직하게는 약 6 ft x 6 ft. 내지 약 16 ft. x 16 ft. 범위의 노즐 대 노즐 거리로 보호 영역의 나머지 부분의 보호를 위해서 점유 공간에 대해서 떨어져 있는 복수의 노들을 포함한다. 첫 번째 복수의 노즐의 각각은 약 110psi. 내지 약 250psi. 범위의 작동 압력을 갖는다. 바람직한 시스템에 대해서, 수력학적 요건은 바람직하게는 (i) 점유 공간의 최대 천장 높이가 약 10 피트(10ft.)인 경우에 5개의 대개의 리모드 스프링클러 또는 900평방피트보다 큰 것; (ii) 최대 천장 높이가 15피트(15ft.)인 경우에 5개의 대개의 리모트 스프링클러 또는 1013평방피트보다 큰 것; (iii) 최대 천장 높이가 20피트(20ft.)인 경우에 5개의 대개의 리모트 스프링클러 또는 1125평방피트보다 큰 것에 의해서 규정된다.
본 발명은 추가로 미스트 장치를 제공한다. 일반적으로는, 본 발명은 8피트 이상의 천장 높이를 지닌 천장을 갖는 경급 위험 점유 공간 및 경급 및 중급 위험 점유 공간중 하나 이상의 보호를 위한 바람직한 미스트 장치를 제공한다. 바람직한 장치는 상부 및 하부를 지닌 본체(body)를 포함한다. 상부는 입구 및 유체의 배출을 위한 출구를 지닌 내부 통로를 규정한다. 통로내에 배치된 오리피스 삽입부는 1 gpm/psi1/2 미만의 K-인자를 규정한다. 한 쌍의 프레임 아암이 상부 및 하부 본체부 사이로 연장되며, 장치의 축에 대해서 중앙에 있고, 시일 어셈블리(seal assembly)가 시일 어셈블리를 지지하도록 열 민감 부재를 포함하는 출구에 배치되어 있다. 바람직한 장치는 500psi. 미만의 입구에서 유체 압력에 대해 0.1 gpm/sq. ft. 미만의 플럭스 밀도(flux density)로 유체를 확산시켜서 132 평방피트 초과, 바람직하게는 최대 256평방피트의 장치 유효 영역을 규정하게 하는 수단을 포함한다.
한 가지 바람직한 구체예에서, 확산기 어셈블리는 140psi. 내지 250psi. 범위의 입구에서의 작동 유체 압력에 대해서 약 10 피트의 최대 천장 높이에서 최대 256평방피트의 장치의 유효 영역을 규정하며, 확산기 어셈블리는 하부 본체부와 맞물린 로드 스크류(load screw) 및 장치의 축을 따라서 중앙에 정렬된 프레임 아암의 내부에서 로드 스크류의 정상부에 배치된 확산기 부재를 포함한다. 확산기 부재는 바람직하게는 상부 표면과 하부 표면을 포함하고, 상부 표면은 통로의 출구를 향해서 연장되는 중앙 콘 부분 및 복수의 관통 구멍(through hole)을 포함한다. 각각의 관통 구멍은 바람직하게는 서로 부분적으로 중첩된 한쌍의 원에 의해서 규정되고, 한 쌍의 원은 상이한 직경을 지녀서 키-홀(key-hole) 모양의 관통 구멍을 형성한다. 또한, 복수의 관통 구멍은 첫 번째 쌍의 정반대로 대향한 관통 구멍, 첫 번째 쌍에 수직으로 배치된 두 번째 쌍의 정반대로 대향한 관통 구멍을 포함한다. 바람직하게는, 첫 번째 및 두 번째 쌍의 관통 구멍은 프레임 아암의 쌍에 대해서 45도 각도로 배치된다. 바람직한 장치는 추가로 바람직하게는 복수의 터치다운 부위(touchdown region)를 포함하며, 각각의 터치다운 부위는 관통 구멍을 둘러싸고 있다. 복수의 채널이 바람직하게는 상부 표면을 따라서 형성되어 있고, 확산기 부재에 대해서 방사상으로 배치되어 인접 수렴 채널이 중첩 부분을 지니게 되어서, 인접 수렴 채널이 서로 소통되게 하고, 관통 구멍과 터치다운이 인접 수렴 채널 사이의 중앙에 있게 한다. 바람직한 장치는 바람직하게는 0.7 내지 약 0.9 gpm/psi1/2 범위의 K-인자를 규정하도록 통로 내에 배치된 오리피스 삽입부를 포함한다.
또 다른 바람직한 구체예에서, 상기 수단은 바람직하게는 상부 표면과 상부 표면으로부터 이격되어 이와 실질적으로 평행하게 연장되는 하부 표면을 지니는 확산기 부재를 포함한다. 상부 표면은 바람직하게는 중심 영역, 외부 영역 및 중간 영역을 규정하는데, 중간 영역은 중심과 주변 영역 각각에 대해 중심과 주변 영역이 축 방향으로 떨어져 이격되도록 하는 각도로 연장된다. 상부 표면은 바람직하게는 장치 축 주위로 연장되어 장치 축 주위에 트렁케이션된 원추 형상부를 형성한다. 다수의 슬롯 및 다수의 쓰루 홀 중의 적어도 하나가 상부 표면으로부터 하부 표면으로 연장된다. 다수의 슬롯 각각은 바람직하게는 장치 축을 향해 방사상으로 내부로 연장되는 외부 영역에 따른 슬롯 개구를 지녀서 슬롯 길이, 개시부, 중간부 및 말단부를 형성하는데, 다수의 슬롯 각각은 개시부에서 말단부로의 슬롯 너비를 규정한다. 다수의 슬롯은 추가로 바람직하게는 제 1 그룹의 슬롯 및 적어도 제 2 그룹의 슬롯을 포함하며, 여기서 제 1 그룹의 슬롯의 슬롯 너비는 슬롯 길이에 따라 다양하고, 제 2 그룹의 슬롯의 슬롯 너비는 슬롯 길이를 따라 일정하다. 제 1 그룹의 슬롯은 바람직하게는 슬롯의 말단부에 둥근 부분을 포함하는데, 이 둥근 부분은 말단부의 슬롯 너비가 개시부 및 중간부의 슬롯 너비보다 더 넓도록 이격되어 있다.
바람직하게는 제 1 그룹의 슬롯은 제 1 유형의 슬롯, 제 2 유형의 슬롯 및 제 3 유형의 슬롯을 포함한다. 제 1 유형의 슬롯은 바람직하게는 프레임 아암에 맞춰 정렬된 제 1 축을 따라 중심에 위치하고 제 1 축에 수직인 제 2 축을 따라 중심에 위치한다. 제 2 유형의 슬롯은 말단부에서 제 1 유형의 슬롯의 말단부의 슬롯 너비보다 더 넓은 슬롯 너비를 지닌다. 제 2 유형의 슬롯은 제 1 및 제 2 축의 사이에 45도 각도로 배치된 제 3 축을 따라 중심에 위치한다. 제 3 유형의 슬롯은 바람직하게는 말단부에서 제 1 유형의 슬롯의 말단부의 슬롯 너비보다 작은 슬롯 너비를 지닌다. 제 3 유형의 슬롯은 제 2 유형의 슬롯 및 제 1 축을 따라 배치된 제 1 유형의 슬롯 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 제 2 그룹의 슬롯은 제 2 유형의 슬롯 및 제 2 축을 따라 배치된 제 1 유형의 슬롯 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
바람직한 확산기 부재는 제 1 축을 따라 배치된 제 1 유형의 슬롯과 소통하는 개시부를 지니는 제 3 그룹의 슬롯을 포함하며, 제 3 유형의 슬롯의 너비는 슬롯의 개시부에서 슬롯의 말단부로 갈수록 넓어진다. 제 3 그룹의 슬롯은 바람직하게는 프레임 아암의 쌍에 맞춰 정렬된 제 2 유형의 슬롯이 프레임 아암의 쌍에 대해 45도 각도로 배치되게 한다.
바람직한 확산기 부재의 경우, 다수의 쓰루 홀 각각이 연장되어 장축 및 단축을 규정하고, 쓰루 홀 각각은 장축을 따라 이격된 굴곡의 중심들을 지니는 둥근 끝단부의 쌍을 포함한다. 다수의 쓰루 홀은 바람직하게는 제 1 그룹의 쓰루 홀과 적어도 제 2 그룹의 쓰루 홀을 포함하는데, 제 1 그룹의 쓰루 홀의 둥근 끝단부의 쌍은 동일한 반경을 지니고, 제 2 그룹의 쓰루 홀의 둥근 끝단부의 쌍은 다양한 반경을 지닌다. 바람직한 장치는 입구 원위에 있는 통로내에 배치된 오리피스 삽입부를 추가로 포함함으로써 K-인자를 규정하는데, K-인자는 0.5 내지 약 0.7 gpm/psi½의 범위이다. 바람직한 노즐과 이들의 확산 구조물 각각은 산업적으로 허용되는 화재 시험을 만족시키는 유체 분배 패턴 및 효과적인 유량 밀도를 제공한다. 또한, 바람직한 분배 시험을 받게 될 때, 바람직한 노즐과 이들의 확산 구조물은 이전에 실현되지 않았던 것으로 여겨지는 양의 효과적인 유량을 노즐로부터 방사 거리로 전달한다.
도면의 간단한 설명
본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 구체예를 상기 제공된 일반적인 설명과 함께 도시하며, 하기 제공되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 설명하기 위한 것이다.
도 1은 바람직한 소방 시스템의 도식이다.
도 2는 노즐의 바람직한 구체예의 입면도이다.
도 3은 축 III-III에 따른 도 1의 노즐의 단면도이다.
도 4는 도 2의 노즐에 사용된 로드 나사 확산기 어셈블리의 상세도이다.
도 5는 도 3의 로드 나사의 등각투시도이다.
도 6은 도 3의 로드 나사의 컷어웨이(cut-away)도이다.
도 7은 도 3의 로드 나사의 또 다른 컷어웨이도이다.
도 8은 도 4의 확산기 부재 및 로드 나사 어셈블리의 원추 형상부의 상세도이다.
도 9는 도 4의 로드 나사 확산기 어셈블리에 사용된 확산기 부재의 평면도이다.
도 10은 도 2 및 3의 노즐에 사용된 오리피스 삽입부의 단면 상세도이다.
도 11은 바람직한 소방 노즐의 입면도이다.
도 12는 도 11의 노즐에 사용하기 위한 오리피스 삽입부의 단면도이다.
도 13은 선 II-II에 따른 도 11의 노즐의 단면도이다.
도 14는 도 11의 노즐에서 확산기 부재를 형성하기 위한 바람직한 블랭크이다.
도 15는 도 11의 노즐에 사용하기 위한 바람직한 확산기 부재의 평면도이다.
도 16은 선 IVA-IVA에 따른 도 15의 확산기 부재의 단면도이다.
도 17은 선 IVB-IVB에 따른 도 15의 확산기 부재의 단면도이다.
도 18은 도 15의 확산기 부재의 상세도이다.
도 19a-19b는 바람직한 노즐의 화재 시험을 위해 설정된 소형 구획 화재(Small Compartment fire)의 도식이다.
도 20은 바람직한 노즐의 화재 시험을 위해 설정된 대형 구획 화재의 도식이다.
도 21a-21b는 바람직한 노즐의 화재 시험을 위해 설정된 열린 공간 화재(Open Space fire)의 도식이다.
도 22-23은 설정된 바람직한 스프레이 분배 시험의 도식이다.
도 24는 도 2 및 11의 노줄의 스프레이 패턴 분석을 위해 바람직한 극 좌표계이다.
본 발명을 수행하기 위한 방법(들)
도 1에는 상기 개시된 대로 소방의 메커니즘 중 하나 이상을 미스트를 이용하여 적용하는 소방 시스템(10)의 바람직한 구체예의 도식적인 실례가 도시된다. 시스템(10)은 바람직하게는 경급 위험 용도의 소방을 제공하기 위해 형성된다. 경급 위험 용도는 일반적으로 내용물의 양 및/또는 연소성이 낮고 비교적 낮은 비율의 열 방출을 지니는 화재가 예상되는 경우의 용도 또는 기타 용도들의 일부로서 정의된다. 경급 위험 용도는 통상적으로 하기를 포함하나 이로 제한되지 않는다: 주택, 오피스, 정보 매체의 오픈 스토리지가 없는 데이타 프로세싱 구역, 미팅룸, 호텔, 박물관 전시 구역, 레스토랑 좌석 구역, 기관, 및 학교. 보다 바람직하게, 시스템(10)은 경급 위험 및 중급 위험 용도 둘 모두의 소방을 제공한다. 중급 위험 용도는 일반적으로 연소성이 보통이고, 연소물질의 양이 중간 내지 높고, 중간 비율의 열 방출을 지니는 화재가 예상될 때의 용도 또는 기타 용도들의 일부로서 정의된다. 중급 위험 용도는 통상적으로 하기를 포함하나 이로 제한되지 않는다: 주차장, 세탁소, 도서관, 정비 지역, 상가, 실험실, 임시 창고, 레스토랑 서비스 구역(주방), 및 드라이 클리너. NFPA 13은 중급 위험 용도를 하기 두 그룹으로 구분하고 정의한다: 그룹 1 중급 위험 용도 (OH1) 및 그룹 2 중급 위험 용도 (OH2). OH1 용도는 "연소성이 낮고, 연소물질의 양이 보통이며, 연소물질의 비축량이 8 ft (2.4m)를 초과하지 않고, 중간 비율의 열 방출을 지니는 화재가 예상되는" 용도 또는 기타 용도들의 일부로서 정의된다. NEPA 13, Ch. 4 (2007) 참조. OH2는 "내용물의 양 및 연소성이 중간 내지 높고, 중간 비율의 열 방출을 지니는 내용물의 비축량이 12 ft (3.66m)를 초과하지 않으며, 높은 비율의 열 방출을 지니는 내용물의 비축량이 8 ft (2.4m)를 초과하지 않는" 용도 또는 기타 용도들의 일부로서 정의될 것이다. NEPA 13, Ch. 4 (2007) 참조.
바람직한 시스템(10)은 유체 공급부(12)와 하나 이상의 미스팅 장치 사이에 소방 유체의 흐름을 조절하기 위한 유체 조절 중심(14)을 포함하는데, 미스팅 장치는, 예를 들어 파이프(15)의 네트워크에 의해 유체 조절 중심(14)에 상호연결되고 단독으로 또는 하나 이상의 공지된 노즐(20)과 함께 존재하는 바람직한 노즐(18, 18')이다. 바람직한 시스템은 유체 조절 중심(14)에 연결된 하나 이상의 스프링클러(22)를 추가로 포함할 수 있다. 시스템(10)은, 물 조절 중심이 정상적으로 개방되어 소방 유체로 파이프의 네트워크를 채우고 노즐과, 적절한 경우, 스프링클러에 유체의 작업 압력을 전달할 수 있도록 하는 습윤 시스템인 것이 바람직하다. 파이핑을 위한 물질은 CPVC, 놋쇠 및 구리 파이프, 구리 튜빙, 스테인레스 스틸 파이프, 또는 미스트 시스템에 사용하기에 적합한 다른 물질 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
바람직한 유체 조절 중심(14)은 조절 밸브(14a) 및 하기 형성부 중 하나 이상을 포함한다: 물 측정 밸브(14b), 유체 흐름 검출기(14c) 및 시스템 여과기(14d). 유체 공급부(12)는, 예를 들어 수돗물 급수 연결에 의해 제공되는 물일 수 있다. 유체 공급부(12)는 바람직하게는 시스템(10)에 적어도 10분, 및 보다 바람직하게는 적어도 30분의 급수를 지속하는 최소 급수 지속기간을 제공하는 크기이다. 더욱이, 유체 공급부(12)는 각 노즐 또는 스프링클러 장치에 약 250 psi 이하의 압력을 전달하기에 충분하고, 바람직하게는 압력 범위가 약 140 psi 내지 약 250 psi이고, 보다 바람직하게는 약 110 psi 내지 약 250 psi이며, 심지어 더욱 바람직하게는 약 102 psi 내지 약 250 psi이다. 물이 충분한 압력으로 노줄에 전달되도록 하기 위해, 시스템(10)은 추가로 바람직하게는 공급부(12)와 유체 조절 중심(14) 사이에 위치한 펌프(16)를 포함한다. 바람직한 일 구체예에서, 펌프(16)는 주 펌프(16a)와 조절기 및 충압 펌프(16b)와 조절기를 포함한다. 시스템(10)은 바람직하게는 경급 및 중급 위험 보호를 52,000 평방 피트보다 크지 않은 용도 면적에 제공하는 크기이다. 상기 용도는 회랑(corridor)에 의해 상호연결된 하나 이상의 구획화된 영역들을 포함할 수 있다. 모든 용도 및 시스템의 회랑이 최대 52,000 평방 피트를 초과하지 않을 경우, 단일 유체 조절 중심이 시스템의 유체 장치를 보완하기에 충분할 것으로 여겨진다.
유체 조절 중심(14)의 연결된 다운스트림은 바람직하게는 NFAP 간행물 [NFPA 750: Water Mist Fire Protection Systems ("NFPA 750")]에 준하여 설치된 미스트 발생 장치 또는 노즐(18)의 네트워크이다. 노즐(18, 20)과, 적용될 수 있는 경우, 스프링클러(22)는 바람직하게는 보호된 용도의 최대 천장 높이 H에서 보호 구역 A 위쪽이면서 천장 C 아래쪽에 설치된 모든 펜던트 장치이다. 바람직한 천장 구조는 각 12 피트의 작업량에 대해 약 5 퍼센트 또는 1 피트 상승의 최대 경사도를 지니며 매끄럽다. 대안적으로, 노즐(18)은 펜던트 유형, 직립 배향 및 측벽 노즐의 조합일 수 있다.
하기 개시되는 미스트-유형 소방 시스템은 동일한 용도를 보호하기 위해 형성된 공지된 미스트 유형 시스템 또는 스프링클러 시스템에 비해 물 요구량을 감소시키며 경급 및 중급 위험 용도의 보호를 제공한다. i) 2개의 바람직한 미스트 노즐; (ii) 공지된 노즐과 조합된 바람직한 노즐; 및 (iii) 공지된 스프링클러와 조합된 바람직한 노즐의 설치를 위해 설계 기준을 다양하게 함으로써 세 개의 바람직한 시스템 구성을 정의한다.
바람직한 시스템(10)의 일 측면에서, 노즐(18)을 설치하고 구성하여, 최대 천장 높이가 약 17 피트, 바람직하게는 10 피트(10 ft.)이하, 바람직하게는 약 9 피트 10 인치 (9 ft-10 in.), 및 대안적으로 약 8 피트 및 보다 특히 약 8 피트 2 인치 (8 ft-2 in.)인 천장의 아래쪽에 설치하기 위해 바람직하게는 노즐당 132 평방 피트가 넘는 커버리지 면적을 갖는 저압(<175 psi) 및/또는 저압 내지 중간압 (175 psi.< x <500 psi.) 노즐을 이용하여 경급 및 중급 위험 용도에 대한 소방을 제공한다. 바람직한 노즐(18)은 특히 최소 36 평방 피트 내지 최대 256 평방 피트의 스프링클러당 커버리지 면적을 형성한다. 바람직한 시스템(10)에서, 노즐(18)은 바람직하게는 유체 공급부(12)에 연결되고 용도 주위에 정위되어, 가장 멀리 떨어진 다섯 개의 노즐 또는 약 900 평방 피트 내지 약 1044 평방 피트의 수압 설계 면적보다 큰 시스템의 바람직한 수압 요건을 규정한다. 수압 요건은 추가로 바람직하게는 용도의 천장 높이 및 노즐(18)의 성능 특성 및 보다 구체적으로 주어진 최대 천장 높이에 대해 노즐의 커버리지 면적에 의해 정의된다. 따라서, 시스템(10) 및 이의 바람직한 설계 기준은, 예를 들어 FM 또는 NFPA 및/또는 유사한 용도를 보호하기 위해 형성된 공지된 스프링클러 시스템과 같이, 표준 설정 기구에 의해 명시된 대로 대부분 9개의 노즐 또는 1500 평방 피트로 수압 설계된 공지된 미스트 설계 기준을 사용하는 미스트 시스템에 비해 수압 요건이 감소된 미스트 유형 소방을 제공한다.
시스템(10)의 설계 기준의 바람직한 일 구체예는 최대 천장 높이가 약 10 피트 (10 ft.)이고, 바람직하게는 약 9 피트 10 인치 (9 ft- 10 in.)이고, 대안적으로 약 8 피트인 천장의 아래에 약 1000 평방 피트 (sq. ft.) 및 보다 바람직하게는 1024 평방 피트의 구획화된 최대 보호 면적을 지니는 경급 위험 및 중급 위험 용도용 미스트 유형 소방을 제공한다. 보다 구체적으로 설계 기준에 따르면, 노즐(18)은 최소 6 ft. x 6 ft 내지 최대 약 16 ft. x 16 ft.의 노즐 대 노즐 간격으로 천장 아래에 배치된다. 따라서, 노즐(18) 각각은 노즐당 최소 36 평방 피트 내지 노즐당 최대 256 평방 피트의 바람직한 노즐당 커버리지 면적을 형성한다. 본 명세서에 개시된 시스템에서, 벽에서 노즐 (또는 적용할 수 있는 경우, 스프링클러)까지의 최대 간격은 바람직하게는 최대 노즐 대 노즐 간격의 반이다. K-인자가 1 gpm/psi½ 미만이고 바람직하게는 0.81 gpm/psi½이며 작업 압력이 최소 약 140 psi 내지 최대 약 250 psi인 바람직한 노즐(18)를 사용한 바람직한 시스템(10)의 경우, 상기 바람직한 시스템에 대한 물 필요요건은 대부분 가장 멀리 떨어진 다섯 개의 노즐 또는 약 900 평방 피트의 수압 설계 면적에 의해 정의된다. 바람직한 시스템 설치에서, 바람직한 폐쇄 기준에 따르면, 바람직한 노즐(18)의 수직 폐쇄부 및 확산기 부재 사이의 최대 수직 거리는 약 72 인치 (72 in.)의 노즐 축으로부터 최대 수평 거리로 15 인치 (15 in.)이다. 시스템에 사용하기 위한 바람직한 노즐(18)이 도 2-10에 도시되어 있고 하기에 그리고 2009년 1월 2일 출원된 미국 가출원 61/193,874호에 상세히 설명되어 있다.
시스템(10')의 또 다른 구체예는 최대 천장 높이가 약 17 피트이고, 보다 특히 16 피트 5 인치인 경급 위험 및 중급 위험 용도용 미스트 유형 소방을 제공하기 위한 설계 기준의 대안적인 세트에 기초한다. 보다 구체적으로 설계 기준에 따르면, 노즐은 최소 6 ft. x 6 ft 내지 최대 간격 약 12 ft. x 12 ft.의 노즐 대 노즐 간격으로 천장 아래에 배치된다. 따라서, 노즐 각각은 노즐당 최소 36 평방 피트 내지 노즐당 최대 144 평방 피트의 바람직한 노즐당 커버리지 면적을 형성한다. K-인자가 바람직하게는 1 gpm/psi½ 미만이고 보다 바람직하게는 약 0.6 gpm/psi½이고 심지어 보다 바람직하게는 0.59 gpm/psi½이며 작업 압력이 최소 약 110 psi 내지 최대 약 250 psi인 또 다른 바람직한 노즐(18')를 사용할 때, 바람직한 시스템에 대한 물 필요요건은 바람직하게는 천장 높이에 따라 다양하다. 따라서, 시스템(10')의 물 필요요건은 바람직하게는 하기 기준에 의해 정의된다: (i) 약 10 피트 및 보다 특히 9 피트 10 인치의 최대 천장 높이에 대해 대부분 가장 멀리 떨어진 5개의 노즐 또는 900 평방 피트의 수압 설계 면적; (ii) 약 13 피트 및 보다 특히 13 피트 1 인치의 최대 천장 높이에 대해 대부분 가장 멀리 떨어진 5개의 노즐 또는 975 평방 피트의 수압 설계 면적; 및 (iii) 약 17 피트 및 보다 특히 16 피트 5 인치의 최대 천장 높이에 대해 대부분 가장 멀리 떨어진 5개의 노즐 또는 1044 평방 피트 면적의 수압 설계 면적. 약 10 피트 내지 17 피트의 천장 높이의 경우, 물 필요요건은 상기 언급된 기준의 보간법에 의해 정의될 수 있다. 바람직한 시스템 설치에서, 바람직한 폐쇄 기준에 따르면, 바람직한 노즐(18')의 수직 폐쇄부 및 확산기 부재 사이의 최대 수직 거리는 약 66 인치 (66 in.)의 노즐 축으로부터 최대 수평 거리로 15 인치 (15 in.)이다. 시스템(10')에 사용하기 위한 바람직한 노즐(18')이 도 11-18에 도시되어 있고 하기에 그리고 2009년 1월 2일 출원된 미국 가출원 61/193,874호에 상세히 설명되어 있다.
상기 설계 기준에 비추어, 저압 내지 중간압 (175 psi. < x < 500 psi.), 바람직하게는 저압 (<175 psi)에서 작동하는 노즐(18, 18')을 사용한 바람직한 시스템은 노즐당 커버리지 면적이 노즐당 132 평방 피트 초과, 바람직하게는 노즐당 144 평방 피트 이하, 및 보다 바람직하게는 노즐당 최대 256 평방 피트인 미스트-유형 소방을 제공한다. 노즐(18, 18')은 미스트 발생 장치로서 0.1 gpm/sq.ft. 미만, 바람직하게는 0.05 gpm/sq.ft. 미만, 및 보다 바람직하게는 약 0.05 gpm/sq.ft. 내지 0.03 gpm/sq.ft.의 유효 밀도를 제공한다.
바람직한 시스템(10")의 또 다른 구체예에서, 시스템의 설계 기준은 경급 및 중급 위험 용도 보호를 제공할 수 있는데, 상기 용도는 1024 평방 피트를 초과하는 구획화된 보호 면적을 지닌다. 추가로, 바람직한 시스템(10")은 최대 천장 높이가 약 13 피트 이하이고, 보다 특히 13 피트 1 인치인 천장 아래에서 경급 및 중급 위험 용도에 대한 보호를 제공한다. 바람직한 시스템(10")은 공지된 노즐(20)의 네트워크, 예를 들어 타이코(Tyco)사로부터의 AM24 아쿠아미스트(AquaMist)®를 포함한다. 공지된 노즐은 2009년 1월 2일 출원된 미국 가출원 61/193,873호에 첨부된, TFP2224: AquaMist Nozzle® Type AM24 Automatic (Closed) (초안 09/88/2008)라는 명칭의 초안 데이타 시트에 제시되고 개시되어 있다. 1997년 11월부로 되어 있는 Type AM24 데이타 시트의 이전 버젼도 미국 가출원 61/193,873호에 첨부되어 있다. 공지된 노즐(20)로서 바람직한 Tyco AM24를 사용한 시스템(10")에서, 장치의 K-인자는 0.64 gpm/psi½이고, 최소 작업 압력은 약 100 psi이고, 바람직하게는 102 psi이다.
시스템(10")의 바람직한 설계 기준에 따르면, 바람직한 공지된 노즐(20")을 이용하여 전체 구획화된 보호 면적의 바람직하게는 약 30% 및 바람직하게는 약 30% 이하를 보호한다. 그러나, 공지된 노즐에 의한 커버리지 퍼센트는 다양할 수 있고, 노즐 형성부의 조합을 제공하여 용도에 대해 효과적인 보호를 제공할 수 있다. 남은 영역은 바람직하게는 앞서 개시된 바람직한 노즐(18, 18') 중의 하나에 의해 이들의 설치 및 성능 요건에 따라 보호된다. 시스템(10")의 설계 기준 및 바람직한 공지된 노즐(20")의 설치는 바람직하게는 보호되는 중급 위험의 유형, 존재하는 임의의 보관의 높이 및 보호되는 용도의 천장 높이의 함수이다. 보다 구체적으로, 노즐은 바람직하게는 보호되는 중급 위험의 그룹, 용도의 최대 천장 높이 및 임의의 보관의 존재에 기초하여 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 12 ft. x 12 ft.의 노즐 대 노즐 간격으로 설치된다. 따라서, 노즐(20) 각각은 노즐당 최소 36 평방 피트 내지 노즐당 최대 144 평방 피트의 노즐당 커버리지 면적을 형성한다. 대안적인 바람직한 시스템(10")에 대한 물 필요요건은 대부분 가장 멀리 떨어진 5개의 노즐 또는 900 평방 피트의 수압 설계 면적에 의해 정의되는 것이 바람직하다.
공지된 장치 20에 대한 바람직한 노즐-대-노즐 간격은 바람직하게는 임의의 보관의 부재하에서 하기 바람직한 기준에 의해 규정된다: (i) 약 10 피트, 더욱 특히 9 ft.-10 in.의 천장 높이 아래의 그룹 1 중급 위험용도(NFPA)에 대해, 노즐 대 노즐 간격은 바람직하게는 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 12 ft. x 12 ft., 더욱 특히 약 11 ft.-5 in. x 11 ft. 5 in.의 범위이고; (ii) 약 13 피트, 더욱 특히 13 ft.-1 in.의 천장 높이 아래의 그룹 1 중급 위험용도(NFPA)에 대해, 노즐 대 노즐 간격은 바람직하게는 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 10 ft. x 10 ft., 더욱 특히 9 ft.-10 in. x 9 ft.-10 in.의 범위이고; (iii) 약 10 피트, 더욱 특히 9 ft.-10 in.의 천장 높이 아래의 그룹 2 중급 위험용도(NFPA)에 대해, 노즐 대 노즐 간격은 바람직하게는 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 10 ft. x 10 ft., 더욱 특히 9 ft.-10 in. x 9 ft.-10 in.의 범위이거나; (iv) 약 13 피트, 더욱 특히 13 ft.-1 in.의 천장 높이 아래의 그룹 2 중급 위험용도(NFPA)에 대해, 노즐 대 노즐 간격은 바람직하게는 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 8 ft. x 8 ft., 더욱 특히 8 ft.-2 in. x 8 ft.-2 in.의 범위이다.
바람직한 시스템 10"은 추가로 상기 용도가 중급 위험 보관을 포함할 수 있는 대안적 설계 기준을 포함한다. 이러한 예에서, 상기 설계 기준은 바람직하게는 하기와 같은 보관의 존재하에서 공지된 장치 20에 대한 노즐-대-노즐 공간을 제공한다: (i) 약 2 피트의 여유공간을 제공하기 위해 약 8 피트의 최대 높이의 보관을 갖는, 약 10 피트, 더욱 특히 9 ft.-10 in.의 천장 높이 아래의 그룹 1 중급 위험용도(NFPA)에 대해, 노즐 대 노즐 간격은 바람직하게는 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 8 ft. x 8 ft., 더욱 특히 약 8 ft.-2 in. x 8 ft.-2 in.의 범위를 갖거나; (ii) 약 3 피트의 여유공간을 제공하기 위해 약 5 피트(4 ft.-11 in.)의 최대 높이의 보관을 갖는, 약 8피트, 더욱 특히 8 ft.-2 in.의 천장 높이 아래의 그룹 2 중급 위험용도(NFPA)에 대해, 노즐 대 노즐 간격은 바람직하게는 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 8 ft. x 8 ft., 더욱 특히 약 8 ft.-2 in. x 8 ft.-2 in.의 범위를 갖는다.
바람직한 시스템 10'"의 또 다른 대안적 구체예에서, 설계 기준은 용도가 1024 평방 피트를 초과하는 구획화된 보호 영역을 갖는 경급 및 중급 위험용도 보호를 제공한다. 추가로, 바람직한 시스템은 20 피트를 초과할 수 있는 최대 천장 높이를 갖는 천장 아래에 경급 및 중급 위험용도에 대한 보호를 제공한다. 바람직한 시스템 10'"은 공지된 자동화 펜던트 스프링클러 22, 예를 들어, 타이코(Tyco)사의 시리즈 TY-FRB 스프링클러의 네트워크를 포함한다. 공지된 펜던트 스프링클러가 2009년 1월 2일에 출원된 미국 가출원 번호 61/193,873호에 첨부된, TFP670로 명명된 기술적 데이터 시트: 시리즈 TY-B & TY-FRB - 10 mm 오리피스 업라이트 & 펜던트(Orifice Upright & Pendent) 스프링클러 w/ISO 7/1-R3/8 쓰레즈 스탠다드 & 퀵 리스폰스(Threads Standard & Quick Response)(July 2004)에 제시되고 기재되어 있다. 자동화 스프링클러가 바람직하게는 NFPA 13에 따라 선택되고, 설치된다. 공지된 노즐 20으로서 바람직한 타이코 AM24를 이용하는 시스템 10"에 대해, 장치는 약 4 gpm/psi1/2, 바람직하게는 57 lpm/bar1/2의 K-인자, 및 175 psi의 최대 작업 압력을 갖는다.
시스템 10'"에 대한 바람직한 설계 기준에 따르면, 바람직하게는 전체 구획화된 보호 영역의 약 30%, 바람직하게는 30% 이하로 보호하기 위해 바람직한 스프링클러가 사용된다. 나머지 영역은 바람직하게는 설치 및 작업 필요조건에 따라 상기 기재된 바와 같이 바람직한 노즐 18, 18' 중 하나에 의해 보호된다. 더욱 특히, 설계 기준은, 스프링클러 22가 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 12 ft. x 12 ft., 더욱 바람직하게는 최대 약 15 ft. x 15 ft. 범위의 스프링클러-대-스프링클러 간격으로 천장 아래에 배치되는 것을 제공한다. 따라서, 스프링클러 각각은 스프링클러 당 최소 36 평방 피트 내지 스프링클러 당 최대 약 130 sq. ft., 더욱 바람직하게는 스프링클러 당 최대 약 225 sq. ft. 범위의 스프링클러 당 적용 영역을 규정한다.
바람직한 시스템 10'"에 대한 물 필요요건은 바람직하게는 용도의 천장 높이에 따라 다양하다. 따라서, 시스템 10'"의 물 필요요건은 바람직하게는 하기 기준에 의해 규정된다: (i) 10 피트(10 ft.) 이하의 천장 높이에 대해, 가장 먼 5개의 스프링클러 또는 900 sq. ft.의 수압 설계 영역 초과; (ii) 15 피트(15 ft.) 이하의 천장 높이에 대해, 가장 먼 5개의 스프링클러 또는 1013 sq.의 영역 초과; (iii) 20 피트(20 ft.) 이하의 천장 높이에 대해, 가장 먼 5개의 스프링클러 또는 1125 sq. ft.의 영역 초과; (iv) 20 피트(20 ft.)를 초과하는 천장 높이에 대해, 가장 먼 5개의 스프링클러 또는 1500 sq. ft.의 영역 초과. 약 10 피트 내지 20 피트 사이의 천장 높이에 대해, 물 필요요건은 상기 언급된 기준의 보간법(interpolation)에 의해 규정될 수 있다.
하기 표 1에 요약된 것은 상기 기재된 시스템 10, 10', 10", 10"' 각각에 대한 바람직한 설계 기준이다. 임의의 제공된 경급 및 중급 위험용도에 대해, 설계 기준은 조합되어, 일반적으로 저압 내지 중간압(175 psi. < x < 500 psi.), 바람직하게는 저압(<175 psi) 장치 영역이 장치 당 132 sq. ft. 초과, 바람직하게는 장치 당 144 sq. ft. 이하, 더욱 바람직하게는 장치 당 최대 256 sq. ft.인 노즐 당 적용 영역을 갖도록 사용되는, 요망되는 분무형 소방을 제공할 수 있다. 상기 기재된 시스템의 구조 및 설치 특징이 또한 2009년 1월 2일에 출원된 미국 가출원 번호 61/193,873호에 첨부된, 드래프트 데이터 시트 TFP2231: 경급 및 중급 위험용도의 보호를 위한 타입 AM27 & AM29 아쿠아미스트(AquaMist) 노즐을 이용하는 아쿠아미스트 시스템(Performance Based Design)에 기재되어 있다. 따라서, 하기 표에 나열된 것이 다양한 시스템 설계 기준에 대한 바람직한 유체 살포 장치 유형이다: (i) 하기 기재되는 AM27 아쿠아미스트 노즐로 상품화되는 도 2-10의 노즐; (ii) 하기 기재되는 AM29 아쿠아미스트 노즐로 상품화되는 도 11-18의 노즐; (iii) 상기 기재된 AM24 아쿠아미스트 노즐의 공지된 노즐; 및 (iv) 상기 기재된 공지된 약한 스프링클러인 TY-FRB 스프링클러. 표는 K-인자, 작업 압력, 장치 간격 및 물 필요요건의 바람직한 수치 값을 제공한다. 바람직한 수치 값에 대해, 발생된 효과적인 밀도가 요망되는 분무형 소방을 충분히 제공하는 한 다양한 바람직한 값의 변화가 바람직한 구체예에 포함하는 것이 이해되어야 한다.
표 1
Figure pct00006
Figure pct00007
시스템 10""의 또 다른 대안적 구체예에서, 바람직한 설계 기준은 약 8 피트(8 ft.)의 최대 천장 높이를 갖는 천장 아래에서 1024 평방 피트(sq. ft.)의 최대 구획화된 보호 영역을 갖는 경급 위험용도 만에 대한 분무형 소방을 제공한다. 더욱 특히, 설계 기준은 도 2-10에 도시된 노즐 18이 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 16 ft. x 16 ft.의 최대 간격 범위의 노즐-대-노즐 간격으로 천장 아래에 배치되는 것을 제공한다. 따라서, 노즐 18 각각은 노즐 당 최소 36 평방 피트 내지 노즐 당 최대 256 sq. ft. 범위의, 바람직한 노즐 당 적용 영역을 규정한다. 바람직한 시스템에 대한 물 필요요건은 바람직하게는 140 psi 내지 250 psi의 범위일 수 있는 작업 압력의 시스템에서 노즐 18 각각에 60분의 물 지속기간을 제공함으로써 규정된다.
시스템 10""의 또 다른 구체예에서, 바람직한 설계 기준은 약 17 피트, 더욱 특히 16 ft.-5 in.의 최대 천장 높이를 갖는 천장 아래에서 경급 위험용도 만에 대한 분무형 소방을 제공한다. 더욱 특히, 설계 기준은, 도 11-18에 제시된 노즐 18'이 최소 6 ft. x 6 ft. 내지 12 ft. x 12 ft.의 최대 간격 범위의 노즐-대-노즐 간격으로 천장 아래에 배치되는 것을 제공한다. 따라서, 노즐 18 각각은 노즐 당 최소 36 평방 피트 내지 노즐 당 최대 144 sq. ft. 범위의 바람직한 노즐 당 적용 영역을 규정한다. 바람직한 시스템에 대한 물 필요요건은 바람직하게는 약 110 psi 내지 250 psi 내지 1500 sq. ft.의 수압 필요요건 영역 범위의 작업 압력에서 60분의 물 지속기간을 제공하거나, 1500 sq. ft. 미만의 영역 보호를 위해, 보호 영역 내의 노즐 18' 각각에 60분의 물 공급을 제공함으로써 규정된다.
하기 표 2에 요약된 것은 상기 기재된 경급 위험용도 각각에 대해 바람직한 설계 기준이다. 바람직한 시스템은 또한 2009년 1월 2일에 출원된 미국 가출원 번호 61/193,873호에 첨부된 TFP2230로 명명된 드래프트 데이터 시트: 경급 위험용도의 보호를 위한 타입 AM27 및 AM29 아쿠아미스트 노즐을 이용한 아쿠아미스트 시스템(FM)(Draft 12/30/2008)에 기재되어 있다. 따라서, 하기 표에 나열되는 것은 다양한 시스템 설계 기준에 대한 바람직한 유체 살포 장치 유형이다: (i) 하기 기재되는 AM27 아쿠아미스트 노즐로 상품화되는 도 2-10의 노즐; 및 (ii) 하기 기재되는 AM29 아쿠아미스트 노즐로 상품화되는 도 11-18의 노즐. 표는 K-인자, 작업 압력, 장치 간격 및 물 필요요건의 바람직한 수치 값을 제공한다. 바람직한 수치 값에 대해, 발생된 효과적인 밀도가 요망되는 분무형 소방을 충분히 제공하는 한 다양한 바람직한 값의 변화가 바람직한 구체예에 포함하는 것이 이해되어야 한다.
표 2
Figure pct00008
상기 시스템은 8 ft. 이상의 최대 천장 높이를 갖는 천장을 갖는 경급 위험용도 단독, 및 경급 및 중급 위험용도 중 하나 이상의 보호를 위한 바람직한 분무 장치를 포함한다. 바람직한 장치는 입구, 및 유체의 방출을 위한 출구를 갖는 내부 통로를 규정하는 본체를 포함한다. 바람직한 장치에 대해, 통로 내에 배치된 구멍 삽입부는 1 gpm/psi1/2 미만의 K-인자를 규정한다. 한 쌍의 프레임 아암이 상부 및 하부 본체 부분 사이로 연장되어, 장치 축에 집중되고, 밀봉 어셈블리가 밀봉 어셈블리를 지지하기 위해 열적으로 민감한 부재를 포함하는 출구에 배치된다. 바람직한 장치는 132 sq. ft. 초과, 바람직하게는 최대 256 sq. ft.의 장치의 적용 영역을 규정하기 위해 500 psi 미만의 입구에서의 유체 압력에 대해 0.1 gpm/sq. ft. 미만의 유체 밀도로 유체를 유포하는 수단을 포함한다.
도 2에는 소방 유체 공급 시스템, 예를 들어, 물 공급 파이프의 분지 라인에 프레임 112를 커플링시키기 위한 외부 쓰레드(thread) 114와 함께 상부 본체 부재 113를 갖는 프레임 112을 포함하는 자동 작업 노즐 100으로 구체화된 바람직한 노즐이 제시되어 있다. 대안적으로, 본체 113은 유체 공급을 위해 다른 유형의 연결부가 배열될 수 있고, 예를 들어, 프레임 112가 유체 공급을 위한 그루브형의 커플링 연결부를 위한 그루브를 포함할 수 있다. 상부 본체 부재 113에 여과기 115가 배치된다. 여과기 115는 다수의 개구부 116를 포함하여, 노즐 100의 내부 통로를 막거나 손상시킬 수 있는 파편을 여과시키면서 소방 유체를 통과시키는 것을 가능케 한다.
본체 113에 매달린 바람직하게는 본체 113에 대해 대칭적인 한 쌍의 프레임 아암 118, 120이 존재한다. 아암 118, 120은 축 방향으로 연장되고, 바람직하게는 상부 본체 부재 113에서 멀리 위치된 하부 본체 부재 122로 집중된다. 바람직하게는, 아암 118, 120은 상부 및 하부 본체 부재 113, 122와 함께 일체 성형으로 형성된다. 프레임 112는 바람직하게는, 상부 본체 부재 113, 아암 118, 120 및 하부 본체 부재 122가 일체 성형으로 형성되는 주형 본체, 예를 들어, 황동으로부터 기계화된다. 상부 및 하부 본체 부재 113, 122는 바람직하게는 노즐 축 III-III을 따라 서로 공축으로 이격된다. 하부 본체 부재 122는 바람직하게는 축 III-III을 향하는 상부 본체 부재 113의 방향으로 집중되는, 인접하는 부분을 갖는, 잘린원추(frustroconical) 형태에 대한 타원형이다.
도 3의 노즐 100의 횡단면도를 참조하면, 상부 본체 부재 113은 입구 124, 및 축방향으로 이격된 출구 126을 가져, 소방 유체가 통과할 수 있는 축 방향으로 연장된 통로 128 사이를 규정한다. 노즐 100이 밀폐되고 작동되지 않는 상태로 있는 경우, 출구 126 내에 밀봉 어셈블리가 배치되어, 상기 통로를 밀봉시키고, 통로 128로부터의 유체의 유동을 방지한다. 밀봉 어셈블리는 바람직하게는 이에 배치된 스프링 밀봉부 132를 갖는 버튼 130을 포함한다. 스프링 밀봉부 132는 출구 126의 표면을 연동시켜, 유체 기밀 밀봉부를 형성시키고, 통로 128 외부로 유체가 유동하여 출구 126로 배출되는 것을 방지한다.
열 민감성 부재 134는 밀봉 어셈블리와 연동되어, 출구 126 내에 밀봉 어셈블리가 유지되어, 출구 128로부터의 유체의 유동이 방지된다. 바람직하게는, 열 민감성 부재 134는 불의 역치 온도에 반응하여 파열되도록 열적으로 관련된 벌브 134이다. 벌브 134는 버튼 130을 해방시켜, 통로 128로부터 소방 유체의 방출을 가능케 하기 위해 불에 반응하여 파열되도록 충분한 수준의 열에 반응하는 노즐 100의 자동 구동을 제공한다. 벌브 134는 바람직하게는 신속한 반응을 위해 50(미터-초)1/2 이하, 더욱 바람직하게는 약 36(미터-초)1/2의 반응 시간 지수(Response Time Index, RTI)를 갖도록 형성되고, 더욱 바람직하게는, 벌브 134는, 노즐 100이 적절한 목록의 작용에 의해 신속한 반응 장치로 나열될 수 있는 것이다. 바람직하게는, 작동되지 않은 형태로 노즐을 유지시키기 위해 버튼 130과 연동되도록 벌브 134를 지지하기 위해 로드(load) 스크류 살포기 어셈블리 134이 제공된다. 로드 스크류 살포기 어셈블리 136는 바람직하게는 프레임 112의 하부 본체 부재 22의 구멍 138 내에 장착되고, 여기서 연동된다.
도 2를 참조하면, 방출 스프링 140이 밀봉 어셈블리에 대해 측면 힘을 부과시켜, 불에 의해 야기되는 비정상적으로 높은 온도에 대한 노출로 인해 소정의 온도에서 방출 부재 134가 파열되는 경우에, 버튼 130 및 스프링 밀봉부 132가 이의 정상 또는 예비 밀봉 위치로부터 측면으로 이동됨으로서, 유체가 경로 128을 통해 방출되고, 살포기 부재 200에 충돌하도록 하고, 스크류 어셈블리 136을 로딩시키는 것을 보장하여, 요망되는 유체 분무 스프레이 패턴이 형성된다.
도 3은 경로 128 내에 배치되고, 입구 124에서 조금 멀리 떨어진 곳에 배치되는 구멍 삽입부 150을 도시한다. 구멍 삽입부 150는 바람직하게는 실질적으로 원통형 형태이고, 상부 본체 부재 1113의 경로 128 내의 가까운 슬립 피트(slip fit)에 필요한 크기의 외부 결합 구조로 형성된다. 바람직하게는, 삽입부 150는 약 0.6 인치의 전체 직경을 규정한다. 삽입부 150은 바람직하게는 통로 128을 규정하는 상부 본체 부재 113의 내부 표면에 형성되거나 기계화된 선반 129에 의해 통로 내에 위치되고, 여기서 지지된다. 구멍 삽입부 150은 입구, 및 입구 124에서 노즐 100로 진입하는 소방 유체의 유동을 조절하도록 형성된 구멍 152을 갖는다.
도 10에는 구멍 삽입부의 상세도가 제시된다. 관통 구멍(through bore) 152는 삽입 축에 대해 직각인 관통 구멍 152의 횡단면적이 상부 부분 152a로부터 관통 구멍 152의 하부 부분 152b로 협소해져, 상부 부분 152a로 집입하고, 하부 부분 152b에 존재하는 유체의 유동 특성을 규정하는 바람직한 프로파일을 규정한다. 바람직하게 상부 관통 구경부 152a는 여과부 115를 수용하기 위해 실질적으로 원통의 부피를 규정지으며, 바람직하게 하부 관통 구경부 152b는 삽입부 150의 출구 오리피스를 규정짓기 위해 폭이 더 좁은 원통의 부피를 결정한다. 상기 관통 구경 152의 상부 및 하부 152a, 152b 사이의 전이부는 실질적으로 원뿔대형인 관통 구경의 중간부 152c이다.
바람직하게는, 상기 관통 구경 152의 상부 원통부 152a가 약 0.5 인치의 직경을 갖는다. 상기 상부 원통부 152a의 축방향 깊이는 약 0.1 인치 및 약 0.2 인치 사이의 범위에 있다. 상기 관통 구경 152의 하부 원통부 152b는 바람직하게는 약 0.16 인치 내지 약 0.18 인치 범위의 직경을 가지며, 더 바람직하게는 약 0.1675 인치 내지 약 0.1705 인치 범위의 직경을 가지는데, 이는 상기 오리피스의 K-팩터가 1gpm/(psi)1/2 미만이 되도록, 바람직하게는 약 0.7 내지 약 0.9gpm/(psi)1/2의 범위, 및 더 바람직하게는 0.81gpm/(psi)1/2이 되도록 규정짓기 위해서이다.
상기 관통 구경 152의 실질적인 원뿔대형의 중간부 152c는, 바람직하게는 상부 152a 및 하부 152b 사이의 전이 표면 154를 위해 안쪽의 볼록한, 곡선형을 규정짓는 내부 표면에 의해 규정된다. 입구 유체가 노즐에 압력을 가하는 조건은 250psi 이상까지이며, 상기 전이 표면 154는 하부 관통 구경부 152b의 출구 오리피스로부터 안정된 유체 흐름의 유출을 촉진할 수 있어서, 임의의 상당한 물 스프레이 패턴의 변경 없이도 확산기 부재 200에 강한 충격을 줄 수 있다.
도 10의 오리피스 입구 단면도에서, 전이 표면은 바람직하게는 약 0.326 인치의 주 축방향 길이 및 약 0.218의 부 축방향 길이를 갖는 타원의 거의 1/4이 될 수 있는 원호(arc)로 규정한다. 또한 둘 또는 그 이상의 반경의 조합이 사용되어 바람직한 타원형의 형태에 가까워질 수 있고, 이에 따라 모든 반경 전이 지점이 매끄럽게 조화되는 이상, 상기 전이 표면 154에 가까워진다. 예를 들어, 바람직한 일 구현예에서, 타원형은 제 1 원호 154a, 및 제 2 원호 154b로 규정될 수 있으며, 여기에서 제 1 원호 154a는 오리피스 삽입부 150의 상단 표면 158로부터 0.279 인치의 거리에서 축방향으로 시작하여 삽입부 축 E--E로부터 바람직하게는 0.08 인치의 거리에서 상기 관통 구경의 하부 152b의 내부 표면과 방사상으로 이어진다. 제 1 원호 154a는 0.227 인치의 곡률 반경을 갖는 상기 삽입부 축 E―E로부터 방사상으로 0.118 인치에서, 상기 상단 표면 158로부터 축방향으로 0.187 인치에서 끝난다. 제 2 원호는 오리피스 삽입부 150의 상단 표면 158로부터 0.187 인치에서 시작하는데, 이는 제 1 원호 154a와 연속적으로 매끄러운 전이부가 되도록 하기 위해서이다. 또한, 제 2 원호는 상단 표면 158로부터 0.146의 축방향 거리 및 약 0.08 인치의 곡률 반경을 갖는 삽입부의 축 B-B로부터 약 0.191 인치의 반경 거리에서 끝난다.
또한 상기 오리피스 삽입부 150에 있는 하부 관통 구경부 152b의 오리피스 출구 형태가 로드 나사 어셈블리 236의 확산기 부재 200에 강한 충격을 주기 이전에 상기 오리피스 삽입부 150으로부터 유출된 유체 스트림의 안정성에도 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났다. 바람직하게, 상기 오리피스 삽입부의 하단 표면 156은 오리피스 삽입부 150의 축 E-E에 대해 평면 직교인 표면으로 규정하므로, 상기 관통 구경의 하단부 152b의 출구 오리피스는 관통 구경의 하단부 152b의 내부 및 오리피스 삽입부의 하단 표면 156 사이의 직각 전이부로 규정된다.
도 4는 바람직한 확산기 부재 200, 원추 형상부 202 및 어셈블리 축 B-B를 따라 공통 축으로 배열된 바람직한 로드 나사 생크 204를 구비한, 바람직한 로드 나사 확산기 어셈블리 236의 상세도를 나타낸 것이다. 상기 확산기 부재 200, 원추 형상부 202, 및 로드 나사 생크 204는, 바람직하게는 단편 구조물로 제조되어 로드 나사 확산기 어셈블리 236을 형성한다. 대안적으로, 상기 로드 나사 어셈블리 236은 예를 들면, 용접, 스레드(threaded), 또는 압입 기술과 같은 방법으로 함께 접합되는 개별 부품들로 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 원추 형상부 202의 근위 단부는 절단되며, 원추 형상부 202의 바닥에서 말단부는 축 B-B에 평행하게 확산기 부재 200의 상부 표면 210a로 확장하는 수직 전이부 203을 포함한다.
도 4와 관련하여, 바람직하게 확산기 부재 200은 실질적으로 고리형 부재이며, 더 바람직하게는 상부 확산기 표면 210a, 하부 확산기 표면 210b, 및 인접 표면 212를 가wladmfhTJ 외부 가장자리 및 확산기 부재 200의 최대 직경을 규정정하는 원뿔대형 부재이다. 상기 확산기 부재 200은 약 0.5 인치의 바람직한 최대 직경을 갖는다. 도 7 및 8과 관련하여, 바람직하게 상부 및 하부 확산기 표면 210a, 210b는 서로 평행하다. 상기 표면들은 확산기 축 B-B에 대해 각이 져있는데, 이는 약 10도 내지 약 12도 사이의 범위, 더 바람직하게는 약 11도의 확산기 축 B-B에 평면 직교한 포함된 각 α를 규정하기 위함이다. 또한, 바람직하게 상부 및 하부 확산기 표면 210a, 210b는 떨어져 위치하여 약 0.02 인치 내지 약 0.03 인치 사이 범위에 있는 확산기 200의 두께로 규정짓는다. 바람직하게 하부 확산기 표면 210b는 약 0.23 인치의 반경 거리에 걸쳐 평행한 상부 확산기 표면 210a에 평행하게 확장된 다음 전이부에 방사상으로 및 축방향으로 확장되어 약 0.24 인치의 바람직한 반경 거리에서 상기 확산기의 최대 두께를 규정짓는다. 바람직하게 상기 확산기 부재 200은 외부 가장자리에서 더 두꺼워서, 인접 표면 212가 약 0.030 인치의 축방향 두께를 규정짓는다. 그 다음 하부 확산기 표면 210b는 바람직하게 확산기 축 B-B에 방사상으로 수직으로 확산기 200의 최대 직경으로 확장되어, 고리형 립 214 및 스커트를 규정짓기 위해 인접 표면 212에서 끝난다. 상기 고리형 립 214는 약 0.02 인치의 바람직한 방사상의 두께를 갖는다.
도 9에 있는 확산기 200의 평면도와 관련하여, 상기 확산기 200은 복수 개의 관통 홀을 포함한다. 바람직한 구현예에서, 상기 확산기는 제 1 확산기 표면 축 C-C를 따라 배열되어 직경 방향으로 반대편에 있는 관통 홀 216a, 216b의 제 1쌍, 및 제 2 확산기 표면 축 D-D를 따라 배열되어 직경 방향으로 반대편에 있는 관통 홀 216c, 216d의 제 2쌍을 포함한다. 각각의 관통 홀 216a, 216b, 216c, 216d는 일반적으로 제 1 원이 제 2 원에 의해 겹쳐진 열쇠 구멍 모양이다. 예를 들면, 관통 홀 216a와 관련하여, 상기 관통 홀은 바람직하게는 약 0.05 인치의 제 1 직경을 갖는 제 1원 218a 및 바람직하게는 상기 제 1 직경보다 작은 직경(약 0.04 인치)을 갖는 제 2 원 218b에 의해 규정된다. 상기 관통 홀의 제 1 및 제 2 원 218a, 218b는 겹쳐지거나, 이들이 중심이 약 0.03 인치의 바람직한 거리로 이들 각각의 확산기 표면 축을 따라 서로 간에 떨어져 위치하도록 서로 이어져 있다. 바람직하게는 각각의 관통 홀 218a, 218b의 중심 축들은 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이 확산기 축 B-B에 대해 각이 져있다. 바람직하게는, 각각의 관통 홀 118a, 118b의 중심 축들은 확산기 축 B-B와 평행한 선에 대해 약 11도의 포함된 각을 규정한다.
중심 배치 및 바람직하게 열쇠 구멍 형태의 관통 구멍 216a, 216b, 216c, 216d의 제 1 및 제 2 직경은, 바람직하게는 열쇠 구멍의 크기가 상향 또는 하향으로 조정될 수 있다는 점에 의해 관계를 규정할 수 있다. 더 구체적으로는, 상기 중심 배치--제 1 직경--제 2 직경은 함께 3-4-5의 다중 차원의 관계를 규정한다. 예를 들면, 전술한 바람직한 구현예에서, 열쇠 구멍 216a, 216b, 216c, 216d는 0.01 팩터에 의해 3-4-5 관계로 특징화되는데, 이는 0.03 인치의 중심 배치, 제 2 원에 있는 0.04 인치의 제 2 직경 및 제 1 원에 있는 0.05 인치의 제 1 직경을 갖기 위해서이다. 따라서, 열쇠 구멍 모양의 관통 홀 216a, 216b, 216c, 216d는 서로 또는 노즐마다 크기를 다양하게 할 수 있으며, 바람직하게는 3-4-5 관계가 유지된다.
도 5 및 6의 투시도와 관련하여, 바람직하게 각각의 관통 홀 216a, 216b, 216c, 216d는 확산기 부재의 상부 표면 210a에 형성된 터치다운 220으로 둘러싸인다. 상기 터치다운 220은 바람직하게는 확산기 세로축 B-B에 실질적으로 직교하는 관통 홀 216a, 216b, 216c, 216d를 둘러싸는 평면 표면을 생성시키는데, 이는 상부 표면 210a에서 약 0.02 인치의 최대 깊이의 단계 전이(step transition)를 규정하기 위한 것이다. 따라서, 터치다운 220은 관통 홀 216a, 216b, 216c, 216d을 둘러싸기 위해 상기 평면 표면에서 축 B-B의 방향으로 확장하는 벽을 추가로 규정한다.
바람직하게 상부 표면 210a에 있는 터치다운 220은 말단 밀(mill)을 각각의 표면 축 C-C, D-D를 따라 이동시킴으로써 형성된다. 바람직하게 상기 터치다운의 평면 표면은 축 B-B에 수직이기 때문에, 각진 상부 표면 210a로 인해 상기 터치다운 220의 벽이 표면 축 C-C, D-D의 방향으로 점점 가늘어진다. 바람직하게 상기 터치다운 220의 벽은 관통 홀 216의 제 1 원 218a와 중심이 같은 터치다운 220의 최대 깊이에서 반원 형상을 만든다. 상기 터치다운 220의 가장 얕은 부분에서, 바람직하게 직사각형 개구부가 형성되며 이는 표면 축 C-C, D-D에 수직이고 제 2 원 118b의 가장 인접한 가장자리에 접하는 선형 가장자리를 규정한다. 상기 터치다운 220의 직사각형 개구부는 확산기의 상부 표면 210a와 연속적인 터치다운 220의 평면 표면에 위치한다. 터치다운 220의 개구부와 연속적인 상부 표면 부분은 확산기 부재의 인접한 가장자리 212에 터치다운을 통해 물의 흐름을 이동시킬 수 있는 선반 표면을 232a, 232b, 232c, 232d로 규정한다.
도 9와 관련하여, 바람직하게 각각의 관통 홀들은 한 쌍의 표면 처리 장치(treatment) 사이에 중심을 둔다. 더 구체적으로는, 상기 관통 홀 216a, 216b, 216c, 216d는 바람직하게는 한 쌍의 채널 222a, 222b의 사이에 중심을 둔다. 안쪽 방향에서, 채널 222a, 222b는 상기 관통 홀 216a, 216b, 216c, 및 216d에 대해 바람직하게는 서로 갈라져있다. 바람직하게 각각의 채널들은 확산기 부재 200의 인접한 가장자리에서 개구부 224로 시작한다. 도 5의 채널 222a의 예에서, 상기 채널 222a는 안쪽으로 확장하여 원추 형상부 202 및 인접 표면 212 사이의 안쪽 부분 226에서 끝난다. 상기 채널 222a는 안쪽 부분 226에서 서로 수렴되는 한 쌍의 벽 228a, 228b에 의해 추가로 규정된다. 바람직하게 제 1 벽 228a는 확산기 표면 축 C-C, D-D로부터 바람직하게는 약 20도의 각도, 더 바람직하게는 약 19.5도의 각도로 갈라진다. 바람직하게 제 2 벽 228b는 각각의 표면 축 C-C, D-D에 대해 약 8도의 바람직한 각도로 갈라진다. 또한, 바람직하게 상기 벽들 228a, 228b는 안쪽 방향에서 폭이 좁게 점점 가늘어져서 채널 222a, 222b가 안쪽 방향에서 더욱 얕아진다. 대안적으로, 상기 채널들은 이들의 길이를 따라 깊이가 일정할 수 있다.
인접 채널 222a, 222b는 서로 이어져서 위치한다. 더 구체적으로, 인접 채널 222a, 222b의 최내측부 226는 서로 겹쳐서 채널 222a, 222b의 세로축이 서로 교차된다. 상기 채널 222a, 222b는 확산기 부재 200을 통해 축방향으로 확장하지 않는다. 따라서, 바람직하게 상기 채널은 상부 확산기 표면 210a에 평행하게 확장하는 하단 표면을 갖는다.
로드 나사 어셈블리 26의 바람직한 설치에서, 스레드 생크 204는 상기 노즐 210의 하부 본체 부재 222 내에 배치되어 로드 나사 어셈블리 축 B-B가 노즐 축 II―II와 공동의 축으로 배열된다. 또한, 원추 형상부 202의 위치는 상기 노즐의 밸브 134를 축방향으로 지지하도록 된다. 바람직한 설치에서, 상기 로드 나사 어셈블리 236은 상기 표면 축 C-C, D-D가 인접한 관통 홀(예를 들면 216a, 216b) 사이의 아암 118, 120을 배열하기 위해 확산기 부재 200을 이등분하는 아암 118, 120에 의해 규정되는 평면에 대해 45도의 각도로 각각 배치되도록 설치된다.
상기 관통 홀들, 터치다운, 및 채널들은 확산기 부재 200의 상부 표면 210a를 떨어진 구역에 위치하도록 나눈다. 예를 들어 도 9와 관련하여, 상부 표면 210a는 바람직하게 제 1 구역 230 및 제 2 구역 232를 포함하며, 여기에서 제 1 구역 230은 바람직하게는 제 2 구역 232의 안쪽에 방사상으로 있다. 바람직하게 각각의 제 1 및 제 2 구역들은 중심 확산기 세로축 B-B에 대하여 대칭이다.
확산기 200의 바람직한 구현예에서, 제 1 구역 230은 원추 형상부 202에 대해 연속적이고 동일하게 방사상으로 배치된 네 개의 부분 230a, 230b, 230c, 23Od를 갖는다. 제 1 구역 230의 각각의 부분 230a, 230b, 230c, 230d는 두 개의 날개 표면 사이에 배치된 중심 표면을 포함하며, 여기에서 중심은 인접한 채널 222a, 222b의 교차에 의해 규정된다. 로드 나사 확산기 어셈블리 236의 바람직한 설치에서, 직경 방향으로 반대에 있는 부분 230a, 230c가 아암 118, 120에 의해 규정되는 평면과 함께 배열되며, 다른 직경 방향으로 반대에 있는 부분 230b, 230d는 평면에 직교한다.
확산기 200의 바람직한 구현예에서, 외부 제 2 구역 232는 원추 형상부 202에 대해 동일하게 방사상으로 배치 및 위치된 여덟 개의 부분을 갖는다. 도 9와 관련하여, 제 2 구역의 절반이 232이며, 상기 터치다운 220의 개구부와 이어져 있는 네 개의 레지 표면 232a, 232b, 232c, 232d에 의해 규정된다. 상기 외부 제 2 구역 232의 다른 절반은 교차 인접한 채널 222a, 222b 사이에 위치한 부분 232e, 232f, 232g, 232h에 의해 규정된다.
확산기 부재(200)는 단독으로 또는 하나 이상의 원추 형상부(cone, 202), 아암(118, 120), 및 프레임(112)과 함께, 적용 부위를 설정하기 위해 스프레이 패턴내의 난연성 유체의 확산을 위한 수단을 노즐에 제공한다. 바람직하게는, 프레임(112), 확산기 부재(200) 및 원추 형상부(202)은 바람직한 스프레이 패턴을 설정하기 위해 상부 본체 부재(113)로부터 난연성 유체의 흐름을 분배하는데 협조한다. 노즐이 보호되는 면적의 층 위의 특정 높이에 배치될 때, 스프레이 패턴은 유체 공급기의 주어진 압력에 반응하여 노즐 아래에 주어진 영역에 바람직한 유속 밀도를 제공한다. 노즐(100)의 바람직한 구체예는 AQUAMIST® 노즐: AM27로서 상업적으로 구체화된다. 노즐(100)의 상업화된 구체예의 초안 데이타 자료는 미국 가출원 제61/193,874호에 포함되고, 데이타 자료를 포함시키도록 본원의 참고로 편입된다. TFP2227: AQUAMIST® 노즐s: AM27 Automatic(Closed)(Draft 09/22/08)가 초안 데이타 자료로 사용가능하다.
도 11에서 나타낸 것은 일반적인 닫히고 자동적으로 작동되는 노즐(300)로서 구체화된 다른 바람직한 노즐(18')이고, 소화 유체 공급 시스템(미도시), 예컨대, 물 공급 파이프의 분기선에 프레임(312)을 결합하기 위한 수나사(314)를 갖는 상부 본체 부재(313)를 갖는 프레임(312)을 포함한다. 다르게는, 상부 본체(313)는 유체 공급기에 다른 형태로 결합하기 위해 설정될 수 있고, 예컨대, 프레임(312)은 유체 공급기에 홈 형태 커플링 결합을 위해 홈을 포함할 수 있다. 여과기(315)가 상부 본체 부재(313)에 배치된다. 여과기(315)는 다수의 개구(316)를 포함하여, 노즐(300)의 내부 통로를 막거나 손상시키는 잔해를 여과하는 한편 소방 유체의 통과를 허가한다.
본체(313)에 달려 있고 바람직하게 이에 대칭적인 것은 프레임 아암(318, 320)의 쌍이다. 아암(318, 320)은 상부 본체 부재(313)의 말단에 위치한 하부 본체 부재(322) 부위에 축방향으로 연장되고 바람직하게는 모인다. 바람직하게는, 아암(318, 320)은 상부 및 하부 본체 부재(313, 322)에 일체로 형성된다. 프레임(312)은 상부 본체 부재(313), 아암(318, 320) 및 하부 본체 부재(322)가 일체로 형성된 캐스트 본체, 예컨대, 브라스(brass)로부터 바람직하게 만들어진다. 상부 및 하부 본체 부재(313, 322)는 바람직하게는 노즐 축(XIII-XIII)을 따라 다른 하나로부터 같은 축으로 이격된다. 하부 본체 부재(322)는 바람직하게 축 XIII-XIII를 향하여 상부 본체 부재(313)의 방향으로 만나는 근위 부분을 갖는 형태로 프러스트코니칼(frustconical)하게 타원형이다.
도 13의 노즐(300)의 횡단도를 참고하면, 상부 본체 부재(313)는 입구(324) 및 축방향으로 이격된 출구(326)를 갖고, 소방 유체가 통과할 수 있는 축방향으로 연장된 통로(328)를 이들 사이에 설정한다. 노즐이 닫히고 작동되지 않는 조건일 때, 통로를 막고, 통로(328)로부터 유체의 흐름을 방지하기 위해 밀봉 장치가 출구(326)에 배치된다. 밀봉 장치는 바람직하게 이 부위에 배치된 스프링 시일(332)을 갖는 버튼(330)을 포함한다. 스프링 시일(332)은 유체의 밀봉을 형성하고 통로(328)로부터의 액체를 방지하기 위해 출구(326)의 표면에 설치된다.
열 민감성 부재(334)가 통로(328)로부터 유체의 흐름을 방지하기 위한 출구(326)내의 밀봉 장치를 유지하기 위해 밀봉 장치에 설치된다. 바람직하게는, 열 민감성 부재(334)는 불의 한계점 온도에 반응하여 파열되게 열적으로 등급된 벌브(334)이다. 벌브(334)는 불에 반응하여 파열됨에 의해 열의 충분한 수준에 반응하여 노즐(300)의 자동적 작동을 제공하여, 버튼(330)의 풀림 및 통로(328)로부터 소방 유체의 유출을 허여한다. 바람 바람직한 구체예에서, 열 반응성 부재는 약 125°F 내지 약 300°F, 보다 바람직하게는 135°F, 155°F, 175°F. 200°F, 및 286°F중 하나의 온도 등급된 범위를 가질 수 있다. 벌브(334)는 바람직하게는 50(미터-초)1/2 또는 그 미만, 바람직하게는 약 36(미터-초)1/2의 반응 시간 지수(Response Time Index: RTI)를 갖게 구성되어 빠른 반응을 나타내며, 보다 바람직하게는 벌브(334)는 적합한 리스팅 에이전시(listing agency)에 의해 빠른 반응 장치로써 리스트될 수 있다. 로드 나사 어셈블리(336)가 작동되지 않는 구조에서 노즐이 유지되기 위해, 버튼(330)과 관계된 벌브(334)를 지지하기 위해 바람직하게 제공된다. 로드 나사 어셈블리(336)는 바람직하게 프레임(12)의 하부 본체 부재(322)의 구경(338)내에 나사산되고 설치된다.
도 11을 다시 참고하면, 돌출 스프링(340)이 밀봉 장치사에 횡력을 부여하여, 방출 부재(334)가 불에 의해 야기된 비정상적인 고온에 노출되어 예정된 온도에서 파열될 때, 버튼(330) 및 스프링 시일(332)이 이들의 정상 또는 예비 위치로부터 옆으로 내몰리고. 이에 의해 통로(328)를 통해 유체가 방출되는 것을 허여하고 로딩 나사 어셈블리(336)에 고정된 확산기 부재(400)에 영향을 주어 목적하는 유체 박무 스프레이 패턴을 형성한다.
도 12에는 통로(328) 내에 배치되고, 입구(324)에서 윈위인, 오리피스 삽입부(350)을 나타낸다. 이는 바람직하게 통로(328)를 형성하는 상부 본체 부재(313)의 내부 벽을 따라 형성된 칸에 의해 지지된다. 보다 상세하게는, 오리피스 삽입부(350)은 바람직하게는 약 0.5 인치, 보다 바람직하게는 약 0.494 내지 약 0.498 인치 범위의 오리피스 외부 직경(ODo)을 설정하기 위해 치수화되어, 상부 본체 부재(313)의 통로(328) 내에 맞고, 통로를 형성하는 내부 벽을 따라 형성된 칸과 관련된 슬립(slip)을 형성한다. 오리피스 삽입부(350)는 또한 유체 흐름이 들어오는 내부 쓰루 구경(interior through bore, 352)를 포함한다. 오리피스 삽입부(350) 및 쓰루 구경(352)은 바람직하게 약 0.17 인치, 보다 바람직하게는 약 0.172 인치의 오리피스 내부 직경(ODi)을 갖게 구성되어, 약 9.2(lpm/bar1 /2)의 노즐(10)에 대한 K-팩터를 설정한다. 다르게는, 오리피스 삽입부(50) 및 이의 쓰루 구경(52)은 약 0.10 내지 1.00 gpm/(psi)1/2의 범위, 바람직하게는 약 0.5 내지 0.70 gpm/(psi)1/2의 범위, 보다 바람직하게는 약 0.59 gpm/(psi)1/2(8.5 lpm/bar1 /2)의 K-팩터를 설정할 수 있다. 또한 비록 오리피스 삽입부가 평면도에서 실질적으로 원형이지만, 삽입부(50)을 대안적으로 비-원형 형태로 구성될 수 있다.
노즐(300)이 작동될 때, 노즐(300) 밑의 바람직한 방사상의 외부 및 하부 방향의 스프레이 패턴의 분포를 위한 확산기 부재(400)에 충격을 주기 위해, 밀봉 시스템이 풀어지고, 수직으로 유도되고 상대적으로 일관된 물의 단일 흐름이 출구(326)로부터 방출되기 위해 오리피스 삽입부(350) 및 이의 구경(352)을 통과한다. 확산기 부재(400)는 하부 본체 부재(322)와 같은 축에 위치되고, 바람직하게는 이 부위에 부착된다. 보다 바람직하게는, 확산기 부재(400)는 하부 본체 부재(322)의 원위 말단, 프레임 아암(318, 320)의 외부 및 원위 부위에 배치된다.
도 14, 15, 16, 17 및 18에 도시된 것은 바람직한 확산기 부재(400)의 배치, 횡단면 및 상세도이다. 배치도에서, 확산기 부재(400)는 중심 확산기 축 Y-Y 부근에 형성된 외주 단부(402)를 갖는 실질적으로 원형 형태로 설치된다. 확산기 부재는 프레임(312)의 하부 본체 부재(322)를 수용하기 위해 치수된 중심 구경(404)을 포함한다. 도 16 및 17을 보다 상세하게 참조하면, 확산기 부재(400)는 상부 면(406) 및 상부 면(406)에 바람직하게 실질적으로 평행한 하부 면(408)을 갖는 실질적으로 프러스트코니칼한(frustconical) 부재이다. 상부 및 하부 면(406, 408)은 이격되어 바람직하게 약 0.05 인치인 확산기 부재(400)의 두께를 설정한다. 인스톨시에, 확신기의 상부 면(406)은 노즐(300)의 출구(426)에 접하여, 오리피스 삽입부(350)로부터 방출되는 유체의 흐름에 의해 충돌된다.
확산기 부재(400)는 바람직하게는 상부 면(406)이 다른 면에 대하여 각을 갖도록 배치된 다수의 면을 갖게 형성된다. 바람직하게는, 확산기 부재(400)는 실질적으로 평면인 중앙 베이스 부분(406a) 및 외부의 환상이고 실질적으로 평면인 부분(406c)을 포함하고, 상부 면(406)의 중앙 및 외부 부분의 각각은 확산기 부재(400)가 하부 본체 부재(322) 부위에 인스톨될 때, 노즐 축 XIII-XIII에 대해 직각으로 배치된다. 확산기 부재(400)는 또한 상부 면(406)이 중앙 부분(406a) 및 외부 부분(406c) 사이에 일반적인 환형의 중간 부분(406b)을 설정하도록 바람직하게 형성된다. 상기 중간 부분(406b)은 중앙 및 외부 평면 부분(406a, 406b)에 평행한 평면에 대하여 하향각 α로 기울어진 선단을 짧게한 원추 형상부를 형성한다. 각 α는 바람직하게 약 15° 내지 약 60°의 범위, 매우 바람직하게는 약 18°이다. 중간 부분(406b)은 바람직하게 중앙 부분(406a) 및 외부 부분(406c)에 실질적으로 연속되어, 확산기 부재가 약 0.14 내지 약 0.15 인치의 범위, 바람직하게는 0.148 인치인 중앙 및 외부 부분(406a, 406c)간의 축 간격 H를 설정한다.
도 15의 평면도를 참조하면, 확산기 부재(400)의 표면은 복수의 슬롯과 쓰루 홀을 추가로 규정하는데, 상기 쓰루 홀을 통해 유체가 흘러 노즐(300)의 스프레이 패턴을 형성한다. 바람직한 확산기 부재(400)에서, 상기 복수의 슬롯은 바람직하게는 적어도 3개의 슬롯(410, 412 및 418) 그룹을 포함한다. 일반적으로, 각각의 슬롯은 개시부(initial portion), 말단부(terminal portion) 및 상기 개시부와 말단부 사이에 배치되고 연속되어 있는 중간부(intermediate portion)를 지닌다. 상기 슬롯의 개시부는 확산기 부재(400)의 주변단부(peripheral edge)(402)를 따라 있는 개구(opening)에 의해 규정된다. 상기 개구는 상기 슬롯의 중간부를 규정하도록 하기 위해 상기 확산기 축 Y-Y을 따라 내측으로 신장되는 확산기 부재(400) 내의 한 쌍의 공간적으로 이격된 벽(spaced apart walls)을 형성한다. 확산기 부재(400)의 각각의 슬롯에서, 상기 한 쌍의 벽은 수렴하여 슬롯의 말단면(end face)을 형성하고, 슬롯의 말단 일부(terminal end portion)를 규정한다. 상기 벽들 사이의 간격(spacing)은 슬롯의 너비를 규정한다. 상기 슬롯의 벽들 사이의 간격은 슬롯의 길이를 따라 일정하거나, 달리 상기 벽들 사이의 간격은 서로 다를 수 있다. 더욱이, 상기 슬롯이 벽 간격은 슬롯 길이를 따라 연속적으로 달라질 수 있거나 슬롯의 일부분이 슬롯의 또 다른 부분과 서로 다르게(예를 들어, 말단부는 슬롯의 개시 또는 중간부 보다 더 넓을 수 있음) 따로따로 달라질 수 있다.
확산기 부재(400)의 바람직한 구체예에서, 슬롯(410, 412, 418)의 그룹은, 예를 들어, 슬롯의 슬롯 너비, 슬롯 길이, 및/또는 슬롯의 개시, 중간 또는 말단부 중 어느 하나의 기하(geometry)와 같은 하나 이상의 슬롯 특징들에 관하여 서로 다르다. 도 18을 참조하면, 확산기 부재는 슬롯의 개구 및 벽이 개시부 및 중간부 사이에서 슬롯의 길이를 따라 바람직한 일정한 너비(W1)를 규정하도록 치수를 갖는, 제 1 그룹의 슬롯(410)을 포함한다. 상기 제 1 그룹(410)의 슬롯(410)의 말단부는 한 쌍의 반경(R1 및 R2)에 의해 규정되는데, 상기 반경의 중심은 소정 거리(Cs)를 두고 이격되어 있다. 중심 간격(Cs)은 바람직하게는 슬롯의 말단부가 슬롯의 개시부 또는 중간부의 슬롯 너비(W1)를 초과하는 슬롯 너비를 규정하도록 치수를 갖는다. 슬롯(410)의 제 1 그룹은 바람직하게는 확산기 축으로부터 반경(R3)를 갖는 원에 접해 있는(tangential) 슬롯의 말단면에 의해 규정된 총 슬롯 길이를 포함한다.
제 1 그룹의 슬롯(410) 내에서, 확산기 부재(400)의 바람직한 구체예는, 예를 들어, 슬롯 너비 및/또는 슬롯의 개시부, 중간부 또는 말단부 중 어느 하나의 기하와 같은 하나 이상의 슬롯 특징과 관련하여 서로 다른 적어도 3가지 유형의 슬롯(410a, 410b, 410c)을 포함한다. 예를 들어, 개시부 및 중간부의 슬롯 너비(W1)는 중심 간격(Cs)이 슬롯 유형 마다 서로 달라지도록 슬롯 유형 마다 서로 다르다. 더욱이, 제 1 그룹 중의 슬롯의 말단부 내의 슬롯의 말단면들은 또 다른 반경(R4)에 의해 추가로 규정될 수 있는데, 상기 반경의 중심은 주변단부(402)로부터 더 바깥쪽으로 소정 거리에 위치된다. 추가 반경(R4)에 의해 규정된 말단면 일부는 공간적으로 이격된 반경(R1 및 R2)에 의해 규정된 말단면 일부와 연결된다.
제 2 그룹의 슬롯(412)에서, 슬롯 개구와 벽은 바람직하게는 슬롯의 개시부로부터 중간부에 걸쳐 슬롯 길이를 따라 실질적으로 일정한 슬롯 너비를 규정하도록 간격을 둔다. 슬롯의 말단부 및 말단면은 바람직하게는 슬롯의 중심 축을 따라 위치되도록 하기 위해 이의 중심이 슬롯의 2개의 벽들 사이에 중심적으로 배치된 반경(R6)에 의해 규정된다. 상기 슬롯의 말단부의 말단면은 바람직하게는 확산기 부재(400)의 중심 축 Y-Y로부터 반경 거리(R5)에 위치된다. 바람직하게는, 제 2 그룹의 슬롯(412)의 확산기 축으로부터 반경 거리(R5)는 제 1 그룹의 슬롯(410)의 확산기 축으로부터의 반경 거리(R3)보다 더 적어서, 상기 제 2 그룹의 슬롯(412)의 슬롯 길이는 상기 제 1 그룹의 슬롯(410)의 슬롯 길이를 초과한다.
확산기 부재(400)는 바람직하게는 주변단부(402)를 따라 이의 개구를 지니며 바람직하게는 슬롯(410, 412)의 다른 그룹 중 하나의 말단면을 따라 위치되는 제 3 그룹의 슬롯(418)을 포함한다. 더 바람직하게는, 제 3 그룹의 슬롯(418)에서의 슬롯의 개구는 말단면을 따라 위치되고 제 1 그룹의 슬롯(410)에서의 슬롯의 말단부와 소통하는 이의 개구를 지닌다. 제 3 그룹에서 슬롯 너비(W3)를 규정하는 벽은 바람직하게는 안쪽 방향으로 서로 떨어져서 분기되어 슬롯 너비는 개시부로부터 중간부를 거쳐 안쪽 방향으로 바람직하게는 일정한 비율로 넓어진다. 슬롯의 말단부 및 말단면은 바람직하게는 반경(R7)에 의해 규정되는데, 이의 중심은 슬롯의 중심축을 따라 위치되도록 하기 위해 슬롯의 2개의 벽들 사이에 중심적으로 배치된다. 슬롯의 말단부에서 말단면은 바람직하게는 확산기 부재(400)의 중심축 Y-Y로부터 반경 거리(R8)에 위치된다. 바람직하게는, 제 3 그룹의 슬롯(418)의 확산기 축으로부터의 반경 거리(R8)은 제 2 그룹의 슬롯(412)의 확산기 축으로부터의 반경 거리(R6) 또는 제 1 그룹의 슬롯(110)의 확산기 축으로부터의 반경 거리(R3) 중 어느 하나 보다 짧아서, 슬롯의 제 3 그룹의 말단부가 슬롯의 제 1 그룹(110) 또는 제 2 그룹(112) 중 어느 하나의 말단부보다 방사적으로 더 안쪽에 위치된다.
대안적인 구체예에서, 확산기 부재(400)의 형성은 제 3 그룹(418)의 슬롯의 개시부에서 벽들을 가까이 접촉시킬 수 있어, 슬롯(418)의 제 3 그룹이 효과적으로 연속된 벽에 의해 완전하게 결합된 확산기 부재 내에 실질적으로 눈물 방울 형상 개구(substantially tear dropped shaped opening)를 형성하는 쓰로 홀로서 역할하게 한다.
확산기 부재(400)는 바람직하게는 복수의 쓰루 홀을 포함한다. 더 바람직하게는, 확산기 부재(400)는 바람직하게는 그룹마다 서로 다른 기하를 지니는 복수의 쓰루 홀(414, 416)의 그룹을 포함한다.
예를 들어, 도 17에서, 제 1 그룹의 쓰루 홀(414)은 바람직하게는 실질적으로 타원형 형상이고, 제 2 그룹의 슬롯(416)은 실질적으로 키-홀(key-holed) 형상이다. 더 구체적으로, 쓰루 홀(414)의 제 1 그룹은 바람직하게는 신장 방향에 주축(major axis)을 지니고 상기 주축에 직교하여 더 짧은 부축(minor axis)을 지니도록 신장된다. 상기 주축은 바람직하게는 확산기 부재(400)의 중심축 Y-Y을 교차한다.
제 2 그룹의 쓰루 홀(416)은 또한 바람직하게는 신장 방향으로 주축을 지니고 상기 주축에 직교하는 부축을 지니도록 신장된다. 상기 주축은 바람직하게는 확산기 부재(400)의 중심축 Y-Y를 교차한다. 제 2 그룹의 쓰루 홀(416)은 각각 제 1 반경(R9) 및 제 2 반경(R1O)에 의해 규정되는데, 각각의 반경은 상기 쓰루 홀(416)의 주축을 따라 배치된 중심을 지닌다. 제 2 반경(R1O)은 바람직하게는 제 1 반경(R9) 보다 더 작아서, 그래서 상기 쓰루 홀(416)은 실질적으로 키-홀 형상이며, 안쪽 방향으로 점점 폭이 좁아진다.
확산기 부재(400)는 바람직하게는 다양한 복수의 슬롯 및 쓰루 홀로 펀칭되거나 절단된 블랭크(blank)를 구부림으로써 형성된다. 도 17에서, 이의 최종 형태의 확산기 부재(400)의 절단면도에 도시된 것과 같이, 외부 평면 지역(outer planar region) 및 주변단부(402)는 바람직하게는 약 1.25 인치, 더 바람직하게는 1.24 인치가 되도록 확산기(400)의 최대 외경(outer diameter)(DO)를 규정한다. 중심 보어(central bore)(404)는 바람직하게는 약 0.25 인치의 내경(D1)을 규정하고, 상기 평면 중심 기반 영역(planar central based region)(406a)은 약 0.46 인치의 바람직한 베이스 직경(D2)를 규정한다. 각을 이룬 중간 지역(406b, 408b)는 바람직하게는 안쪽 중심 영역(406a, 408a) 및 바깥쪽 주변 영역(406c, 408c)과 인접한 둥근 임시부(radiused transitions)를 규정한다. 더 구체적으로, 상기 바깥쪽 영역과 중간 영역 사이에 굽힘(bend) 형성은 상부면(106)을 따라 바람직한 임시 반경(R11)을 규정하는데, 상기 반경은 일정하여, 이의 중심은 확산기 축 Y-Y에 대하여 약 1 인치의 바람직한 직경(D3)을 갖는 원을 그린다. 중심 영역과 중간 영역 사이의 굽힘 형성은 하부면(408)을 따라 바람직한 임시 반경(R12)을 규정하는데, 이 반경은 일정하여, 이의 중심은 확산기 축 Y-Y에 대하여 약 0.411 인치의 바람직한 직경(D4)을 갖는 원을 그린다.
확산기 부재(400)는 바람직하게는 인청동합금(phosphor bronze alloy)(UNS52100, Temper H02, per ASTM B 103)으로 제작된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 바람직한 블랭크(400')이 바람직한 확산기 부재(400)의 제작 및 형성을 위해 굽혀진다. 바람직한 블랭크(400')는 처음에 블랭크 중심 축에 대하여 형성된 바깥쪽 주변단부(402)를 지니는 실질적으로 원형 형상을 갖는 실질적으로 평평하거나 평면 일원이다. 블랭크(400') 및 주변단부(402)는 블랭크(400')의 경우 약 1.25 인치인 바람직한 최대 직경을 규정한다. 블랭크(400')는 바람직하게는 약 0.25 인치의 직경을 지치는 톱니 모량의 펀치에 의해 형성된 중심 보어(404')를 포함한다. 블랭크(400')는 또한 이들의 최종 형태에서, 확산기 부재(400)의 바람직한 복수의 슬롯 및 쓰루 홀을 규정하는, 슬롯(410', 412', 418') 및 쓰루 홀(414', 416')의 바람직한 그룹핑을 포함한다.
바람직한 블랭크(400')에서, 복수의 슬롯의 각각은 개시부, 말단부 및 상기 개시부 및 말단부 사이에 배치되고 연속되는 중간부를 지닌다. 슬롯의 개시부는 바람직한 블랭크(400')의 주변단부(402')를 따라서 개구에 의해 규정된다. 상기 개구는 슬롯의 중간부를 규정하도록 하기 위해 블랭크 축 Y'-Y'을 향해 안쪽으로 신장되는 바람직한 블랭크(400') 중의 한 쌍의 공간적으로 이격된 벽들을 형성한다. 바람직한 블랭크(400')의 슬롯 각각에서, 상기 한 쌍의 벽들은 수렴하여 슬롯의 말단면을 형성하고 슬롯의 말단부(terminal end portion)를 규정한다.
바람직한 블랭크(400')의 바람직한 구체예에서, 슬롯(410', 412', 418')의 그룹은, 예를 들어, 슬롯 너비, 슬롯 길이, 및/또는 슬롯의 개시, 중간 또는 말단부 중 어느 하나의 기하와 같은 하나 이상의 슬롯 특징에 관하여 서로 다르다. 바람직한 블랭크(400')는 제 1 그룹의 슬롯(410')을 포함하는데, 슬롯의 개구 및 벽은 개시부 및 중간부 사이의 슬롯 길이를 따라 바람직한 일정한 너비(W1)을 규정하도록 치수를 갖는다. 제 1 그룹(410')의 슬롯(410')의 말단부는 한 쌍의 반경(R'1 및 R'2)에 의해 규정되는데, 상기 반경의 중심은 소정 거리(Cs')에 의해 공간적으로 이격되어 있다. 중심 간격(Cs')은 바람직하게는, 슬롯의 말단부가 슬롯의 개시부 또는 중간부의 슬롯 너비(W1')를 초과하는 슬롯 너비를 규정하도록 치수를 갖는다. 슬롯(410')의 제 1 그룹은 바람직하게는 확산기 축으로부터 반경(R3')을 갖는 원에 접해 있는 슬롯의 말단면에 의해 규정된 총 슬롯 길이를 포함한다.
제 1 그룹의 슬롯(410') 내에서, 블랭크(400')의 바람직한 구체예는, 예를 들어, 슬롯 너비 및/또는 슬롯의 개시부, 중간부 또는 말단부 중 어느 하나의 기하와 같은 하나 이상의 슬롯 특징과 관련하여 서로 다른 적어도 3가지 유형의 슬롯(410'a, 410'b, 410'c)을 포함한다. 예를 들어, 개시부 및 중간부의 슬롯 너비(W1)는 중심 간격(Cs)가 슬롯 유형 마다 서로 달라지도록 슬롯 유형 마다 서로 다르다. 더 구체적으로, 제 1 유형의 슬롯(410'a)은 약 0.08 인치의 중심 간격(Cs)를 지니고; 제 2 유형의 슬롯(410'b)는 약 0.2 인치의 바람직한 중심 간격을 지니며; 제 3 유형의 슬롯(410'c)은 약 0.01 인치의 바람직한 중심 간격(Cs)을 지닌다. 더욱이, 제 1 그룹 중의 슬롯의 말단부 내의 슬롯의 말단면들은 또 다른 반경(R'4)에 의해 추가로 규정될 수 있는데, 상기 반경의 중심은 주변단부(402)로부터 바깥쪽으로 소정 거리에 위치된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 유형의 슬롯(410'a 및 410'b)에서 말단면들은 바람직하게는 약 0.5인치인 추가 반경(R'4b)에 의해 공간적으로 이격된 반경(R'1 및 R2)에 의해 규정되는 말단면 일부와 연결된다. 바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 반경(R'1, R'2)는 약 0.04 인치이다.
슬롯(412')의 제 2 그룹에서, 슬롯 개구와 벽은 바람직하게는 슬롯의 개시부로부터 중간부에 걸쳐 슬롯 길이를 따라 실질적으로 일정하고, 바람직하게는 약 0.06 인치인 슬롯 너비(W'2)를 규정하도록 간격을 둔다. 슬롯의 말단부 및 말단면은 바람직하게는 슬롯의 중심 축을 따라 위치되도록 하기 위해 이의 중심이 슬롯의 2개의 벽들 사이에 중심적으로 배치되고, 바람직하게는 약 0.03인치의 길이는 갖는, 반경(R'6)에 의해 규정된다. 상기 슬롯의 말단부의 말단면은 바람직하게는 블랭크(400')의 중심축으로부터 반경 거리(R'5)에 위치된다. 바람직하게는, 슬롯(412)의 제 2 그룹의 확산기 축으로부터 반경 거리(R'5)는 슬롯(410)의 제 1 그룹의 확산기 축으로부터의 반경 거리(R'3)보다 더 짤아서, 상기 슬롯(412)의 제 2 그룹의 슬롯 길이는 상기 슬롯(410)의 제 1 그룹의 슬롯 길이를 초과한다. 더 바람직하게는, 상기 반경 거리(R'5)는 약 0.4 인치이다.
블랭크(400')는 바람직하게는 주변단부(402')를 따라 이의 개구를 지니며 바람직하게는 슬롯(410', 412')의 다른 그룹 중 하나의 말단면을 따라 위치되는 슬롯(418')의 제 3 그룹을 포함한다. 더 바람직하게는, 슬롯(418')의 제 3 그룹 중의 슬롯의 개구는 말단면을 따라 위치되고 슬롯(410')의 제 1 그룹 중의 슬롯의 말단부와 소통하는 이의 개구를 지닌다. 상기 제 3 그룹에서 슬롯을 규정하는 벽들은 바람직하게는, 약 0.3 인치의 슬롯 너비(W'3)를 지니도록 평행한 것이 바람직하다. 슬롯의 말단부 및 말단면은 바람직하게는 반경(R'7)에 의해 규정되는데, 이의 중심은 슬롯의 중심축을 따라 위치되도록 하기 위해 슬롯의 2개의 벽들 사이에 중심적으로 배치되고, 약 0.02 인치의 길이를 갖는다. 슬롯의 말단부에서 말단면은 바람직하게는 확산기 부재(400)의 중심축 Y-Y로부터 반경 거리(R'8)에 위치된다. 바람직하게는, 슬롯(418)의 제 3 그룹의 확산기 축으로부터의 반경 거리(R'8)은 슬롯(412)의 제 2 그룹의 확산기 축으로부터의 반경 거리(55) 또는 슬롯(410')의 제 1 그룹의 확산기 축으로부터의 반경 거리(R'3) 중 어느 하나 보다 짧아서, 슬롯의 제 3 그룹의 말단부가 슬롯의 제 1 그룹(410') 또는 제 2 그룹(412') 중 어느 하나의 말단부 보다 방사적으로 더 안쪽으로 위치된다. 상기 반경 거리(R'8)은 바람직하게는 약 0.03 인치이다.
바람직한 블랭크(400')은 바람직하게는 복수의 쓰루 홀(414', 416') 그룹을 포함한다. 더 구체적으로, 제 1 그룹의 쓰루 홀(414')은 바람직하게는 신장 방향으로 주축과 상기 주축에 대해 직교하는 더 짧은 부축을 지니도록 신장된다. 상기 주축은 바람직하게는 상기 블랭크(400')의 중심축 Y'-Y'을 교차한다. 쓰루 홀(414')은 바람직하게는 제 1 그룹의 쓰루 홀(414')에 대해 약 0.04 인치의 최대 너비를 규정하도록 하기 위해 약 0.02 인치의 바람직한 반경을 지니는 둥근 말단(radiused ends)을 포함한다. 쓰루 홀(414')의 말단을 규정하는 반경의 중심은 바람직하게는 약 0.04 인치의 거리에 의해 주축을 따라 공간적으로 이격되어 있다. 제 1 그룹의 쓰루 홀(414')에서 쓰루 홀의 주축 및 부축 사이의 교차점은 바람직하게는 블랭크(400')의 중심축으로부터 약 0.21 인치의 반경 거리에 위치된다.
제 2 그룹의 쓰루 홀(416')은 또한 바람직하게는 신장된 방향에 주축 및 상기 주축에 직교하는 부축을 지니도록 신장된다. 상기 주축은 바람직하게는 블랭크(400')의 중심축 Y'-Y'을 교차한다. 제 2 그룹의 쓰루 홀(416') 각각은 제 1 반경(R'9) 및 제 2 반경(R'10)에 의해 규정되는데, 각각의 반경은 쓰루 홀(416')의 주축을 따라 배치된 중심을 지닌다. 제 2 반경(R'10)은 바람직하게는 제 1 반경(R'9) 보다 작아서, 쓰루 홀(416')은, 방사적으로 안쪽 방향으로 점점 폭이 좁아지는, 실질적으로 키-홀 형상이다. 더욱이, 반경(R'9, R'10)의 중심은 바람직하게는 약 0.06 인치의 거리로 주축을 따라 이격되어 있다. 더 바람직하게는, 제 2 그룹의 쓰루 홀(416')의 제 1 반경(R'9)은 약 0.045 인치인 쓰루 홀에 대해 최대 너비를 규정하도록 약 0.02 인치인 것이 바람직하다. 관통 홀 416'의 제2 그룹의 제2 반경 R'10은 약 0.03 인치인 홀 416'을 관통하는 최소한의 넓이가 되도록 바람직하게 약 0.02 인치이다. 바람직하게, 제2 반경 410의 중심은 블랭크 400'의 중심축으로부터 약 0.4 인치의 반경 거리에 위치된다.
슬롯 및 관통 홀의 각 그룹은 바람직하게 대칭이며 확산기 부재 400에 동일한 반경으로 배치된다. 따라서, 블랭크 400'은 바람직한 상대적 각도 관계에서 슬롯 410, 412, 418 및 관통 홀 414, 416로 구성된다. 보다 구체적으로, 슬롯 410'a의 제1 타입은 바람직하게 두 쌍의 정반대 방향의 슬롯을 포함하며, 배치된 각 쌍은 직교축 Z-Z, X-X 상에 각각 배치된다. 제1 그룹 410'의 슬롯 410'b의 제2 타입은 바람직하게 슬롯에 배치된 두 쌍의 정반대 방향의 슬롯을 포함하며, 한 쌍의 직교축에 배치된 각 쌍은 바람직하게 슬롯 410'a의 제1 타입의 축 Z-Z, X-X와 상대적으로 45도의 각도(45°)에 위치된다. 제1 그룹 410'의 슬롯 410'c의 제3 타입은 바람직하게 두 쌍의 정반대 방향의 슬롯을 포함하며, 한 쌍의 교차축에 각각 배치된 각 쌍은 바람직하게 슬롯 410'a의 제1 타입의 Z-Z, X-X 축 중 어느 하나와 상대적으로 약 18도의 각도(18°)에 위치된다.
슬롯 412'의 제2 그룹은 바람직하게 두 쌍의 정반대 방향의 슬롯을 포함하며, 반경에 인접한 제1 그룹 410'의 제3 타입 410'c의 슬롯 및 제2 그룹 412'의 슬롯이 약 50도(50°)의 반경 간격이 되도록 각 쌍은 슬롯 410'a의 제1 타입의 Z-Z, X-X 축들과 다른 것들에 상대적으로 약 18도(18°)의 각도에 위치한 한 쌍의 교차축에 각각 배치된다.
슬롯 418'의 제3 그룹은 바람직하게 제1 타입 410a' of 제1 그룹 410'의 제1 타입 410a'의 정반대 방향의 슬롯의 한 쌍과 축방향으로 정렬된 한 쌍의 정반대 방향의 슬롯을 포함한다. 비록 슬롯 418'의 제3 그룹 및 슬롯 11Oa'의 제1 타입이 분리된 슬롯으로서 기재되었지만, 이들은 슬롯 418'의 제3 그룹 및 제1 타입 410a'의 슬롯 사이가 연결된 소정의 이들의 최종 구성에서 단일 슬롯으로서 대안적으로 보여지거나 기능할 수 있다. 보다 바람직하게, 제3 그룹 418'의 슬롯은 제1 그룹 410'의 제3 타입 410c'의 슬롯 사이에 중심을 둔다.
각각의 제1 및 제2 관통 홀 414', 416'은 또한 바람직한 배향에서 블랭크 400'상에 위치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 관통 홀 414'는 바람직하게 두 쌍의 정반대 방향의 관통 홀을 포함하며, 각 관통 홀은 제1 그룹의 슬롯 410'a의 제1 타입의 직교축 X-X, Z-Z와 정렬된 단축(minor axis)을 갖는다. 관통 홀 416'의 제2 그룹은 바람직하게 두 쌍의 정반대 방향의 관통 홀을 포함하며, 이들의 장축은 교차축 상에 배치된다. 보다 바람직하게, 제2 관통 홀은, 이들의 장축이 제3 그룹 418'의 슬롯의 제1 및 그룹의 슬롯 410a'의 제1 타입에 의해 공유된 축과 상대적으로 약 26도(26°)의 반경 각도에 배치되도록 배향된다.
일단 확산기 부재 400가 가공되면, 이는 프레임 312의 하부 본체 부재 22의 선단부(distal end) 부근에 설치된다. 확산기 부재 400는 바람직하게 프레임 암 318, 320에 상대적으로 위치된 여러 슬롯 및 관통 홀과 설치된다. 바람직하게 슬롯 418의 제3 그룹은 프레임 암 318, 320에 의해 한정된 플레이트에 직교하여 배치되고 제1 그룹의 슬롯 410b의 제2 타입은 플레이트에 상대적으로 45도(45°) 각도에 배치된다.
단독으로 또는 하나 이상의 암 318, 320, 및 프레임 312과 조합된 확산기 부재 400는 영역에 걸쳐 스프레이 패턴에서 난연제 유체(fire retardant fluid)를 분산하기 위한 수단을 갖는 노즐을 제공하여 노즐의 커버리지 영역을 한정한다. 바람직하게, 프레임 312 및 확산기 부재 400는 상부 본체 부재 313로부터 난연제 유체의 흐름을 분산시키는데 도움을 주어 바람직한 스프레이 패턴을 한정한다. 노즐이 보호되는 영역의 층(floor) 이상의 특정 높이에 배치되는 경우, 스프레이 패턴은 공급되는 유체의 소정의 압력에 반응하여 노즐 바로 밑의 소정의 영역에 대해 바람직한 플럭스 밀도를 제공한다. 노즐 30의 바람직한 구체예는 AQUAMIST® 노즐: AM29로서 상업적으로 구현된 것이다. 드래프트 데이터 시트로 표제된, TFP2229: AQUAMIST® 노즐: AM29 오토매틱(클로즈드)(드래프트 09/22/08)는 미국 특허 가출원 번호 제61/193,875호에 포함되며 상기 데이터 시트는 여기에 참조로서 포함된다. 드래프트 데이터 시트는 바람직한 노즐에 대한 바람직한 설치 기준을 보여주고 기재한다.
도 2 내지 18에 도시된 각각의 상술한 바람직한 노즐 100, 300은 FM 간행물, Approval Standard For Water Mist Systems : Class No . 5560 (May 2005)(이후, "FM 5560")에 약술된 화재 실험에서 성공적으로 통과되었다. 보다 구체적으로, 바람직한 노즐은 "APPENDIX I - Fire Tests for Water Mist Systems for Protection of Light Hazard Occupancies" (이후, "FM 5560: 부록 I")로 표제된 FM 5560의 부록 I에 기재된 시험에 따라 테스트되었다. 바람직한 노즐 100, 300의 시험 결과 및 성능이 기재된 FM 5560: 부록 I의 사본은 2009년 1월 2일에 각각 출원된 미국 특허 가출원 번호 제61/193,874호 및 제61/193,875호에 포함되며, 특히 시험 결과를 포함하여 각각은 여기에 참조로서 포함된다.
FM 5560: 부록 I에 따르면, "소구획" 화재 실험이 도 19A-21B에 도시된 바와 같은 이단 베드 연료 패키지(bunk bed 연료 패키지)를 갖는 구획 SC 사이에서 수행되었다. 소구획 주택 화재 실험 구획은 --W x L x H-- 10 ft. x 13 ft. x 8 ft. (3 m x 4 m x 2.4 m) 총 2단 베드로 설치되고, 각각 13 ft. 벽에 위치된 것으로 측정되었다. 각 베드는 6 ft.-6in. x 2 ft.-7 in. x 4 in. (2 m by 0.8 m by 0.1 m) 두께인 면 패브릭 커버를 갖는 두꺼운 폴리에테르 폼인 총 3개의 매트리스를 포함한다. 두 매트리스는 수평적 구성이며 하나는 벽에 대해 평행한 수직적 구성이다. 각 수평적 매트리스의 헤드에서 동일한 재료로 구성된 총 4개의 필로우가 또한 시험에 요구된다. 전체 구획은 구획 SC 내의 중심에 위치한 노즐 800a에 의해 보호된다.
2 ft.-6in (0.8 m.) 넓이 x 7 ft.-2 in. (2.2 m) 높이로 측정된 하나의 문이 10 ft. (3 m) 넓이의 벽 중 하나에 위치된다. 문의 반대편 말단에 동일한 벽을 따라 3.9 ft. x 3.9 ft. (1.2 m. x 1.2 m)으로 측정된 화장실 공간 LS가 있으며 이는 구획에 대해 열리지 않는다. 화장실 부피는 문을 통한 구획의 외부로의 뜨거운 기체 채널을 제공한다. 4.9 ft. (1.5 m) 넓이 복도 HW는 문의 외부에 직접 위치되고, 문을 통한 트래블의 방향에 수직으로 배향된다. 두 개의 노즐 800b, 800c는 모두 노즐 최대 공간에서 각각의 방향으로 복도의 2.4 미터 천장에 위치된다.
시험 화재 I는 도시된 바와 같이 바닥에서 1.3 ft에 위치한 하부 베드 및 상부 베드 바로 아래 3 ft 지점에서 발화되었다. 소구획 화재 실험을 통과하기 위한 시험 기준은 아래와 같다: (i) 315C 미만으로, 천장에서, 발화 지점 상의 직접적인 온도를 유지하고; (ii) 발화 베드에서 60% 초과의 매트리스 상품을 유지하며; (iii) 복도의 천장에 위치된 노즐이 작동하지 않는다. 도 2 내지 10에 도시된 미스트 노즐 100은 시험 노즐 800a, 800b 및 800c로서 설치되며 소구획 시험에 사용되고 통과되었다. 시험 노즐 800a을 발화 후 약 150 초에서 작동시켰다. 시험 동안 모든 시간에서, 온도는 315C 미만으로 유지되었다. 한 노즐(허용되는 것 중에서)이 구획에서 작동되었다. 제로 노즐(허용되는 제로 중에서)이 복도에서 작동되었다. 발화 베드의 바닥에서 60%를 초과하는 매트리스 상품이 남았다. 따라서, 시험은 성공이었다.
FM 5560: 부록 I하의 다른 시험은 대구획 주택 화재 실험이다. 시험은 시험 노즐의 최대 노즐 대 노즐 공간에 대해 구성된 구획에서 수행되었다. 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이 실험을 위한 시험 구획을 위한 상업적 AM 27 노즐은 32 ft. x 32 ft.로 측정되고 상기 구획을 위한 AM 29 노즐은 24 ft. x 24 ft.로 측정된다. 시험 구획은 서로 반대의 코너에 위치하는 두 개의 문을 포함하는데, 각 문은 2 ft.-6in (0.8 m.) 넓이 및 7 ft. -2 in. (2.2 m) 높이로 측정된다. 시험 구획에는 노즐 대 노즐 공간의 최대 1/2의 공간에 동일한 간격으로 4개의 시험 노즐 802a, 802b, 802c, 802d이 설치된다. 두 개의 추가적인 시험 노즐 802e, 802f가 또한 문의 센터라인에 따라 문 내부 100 mm인 천장에 설치된다.
구획의 한 코너에는 나무 침대 및 가상의 가구의 가정용 연료 FP가 위치된다. 이 연료 패키지는 두 장의 비-난연제, 폴리에테르 폼 상품, 240 ml의 커머셜 급 헵탄 및 디멘젼 12 in. x 12 in x 6 in (300mm x 300 mm x 150 mm) 높이의 나무 침대를 포함한다. 화재의 코너의 벽은 6mm-두께의 합판(plywood)이 늘어서서 연료 패키지 FP를 형성한다. 침대는 각각의 층이 2 in. x 2 in. 가마 건조 또는 전나무 재목의 12 in의 긴 피스를 갖는 4개 층의 재목으로 구성된다.
각 층에서 재목은 인접한 층의 오른쪽 앵글에 위치된다. 각각의 층에서 개개의 나무 구성원은 12 in. 길이에 따라 균일하게 간격을 가지며 인접한 층에 고정된다. 침대 넓이는 5.5 내지 7 lbs의 영역이다. 침대는 약 22O℉의 온도의 상태에서 72 시간 이하 동안 있었다. 후에 침대는 실제 화재 실험 이전에 적어도 4시간 동안 실온에 보관하였다. 침대는 각각의 벽으로부터 2 in인 시험 엔클로져의 코너에 위치한 명목상 12 in. (300 mm) x 12 in. (300 mm) x 4 in. (100 mm), 12 게이지 스틸 팬 최상부에 중심을 두었다.
가상의 가구는 스틸 프레임에 의해 지지되는 후면의 합판에 부착된 폼 쿠션으로 제조되었다. 쿠션은 1.7 lb/ft.3 내지 1.9 lb/ft.3의 밀도를 가지며 34 in. (860 mm) x 30 in. (760 mm) x 3 in. (76 mm)로 측정된 두 장의 덮개가 없는 순수한 폴리프로필렌 옥사이드 폴리올, 폴리에테르 폼이다. 폼은 약 22 kJ/g의 화학적 연소열을 가지며 약 230 kW/m2의 최대 열방출률(peak heat release rate)을 갖는다. 각각의 폼 쿠션은 에어로졸 우레탄 폼 접착제를 사용한 35 in. (890 mm) x 31 in. (790 mm) x 0.5 (12.7 mm)의 합판 백킹(backing)으로 고정되었다. 폼은 쿠션의 측면과 백킹 사이의 간격이 0.5 in. (13 mm)이고 쿠션의 바닥과 백킹의 바닥 사이가 1 in. (25 mm)가 되도록 위치된다. 폼 쿠션 및 합판 백킹 어셈블리는 시험 이전에 적어도 24시간 동안 약 7O℉ 및 약 50% 상대 습도하에 조절되었다. 폼 및 합판 백킹 어셈블리는 수직 위치에서 어셈블리를 고정하는 스틸 지지 프레임에 위치된다. 가상의 가구, 나무 침대, 및 스틸 팬은 4 ft. (1.2m) x 4 ft (1.2m) x 0.25 ft. (6mm)로 측정된 한 장의 불연성 외장재에 위치된다. 구획 LC에서 공기는 68℉의 주변 온도로 조절된다. 두 개의 6 in. (150mm) x 2 in. (50 mm) x 1.25 in.(30 mm) 브릭은 폼 쿠션에 대해 시멘트 보드 외장재 상에 위치된다. 두 개의 6 in. (150 mm) x 0.25 in (6mm) 직경의 면 심지를 헵탄에 적셨다. 16 온스의 물 및 8온스의 헵탄을 나무 침대 바로 밑의 스틸 팬에 위치시켰다. 연료 패키지 FP의 추가적인 상세한 설명은 참조로서 포함되는 미국 특허 가출원 번호 제61/193,874호에 첨부된 FM 5560: 부록 I의 사본에 기재되어 연료 패키지의 상세한 설명을 포함한다.
팬 및 면 심지에서 헵탄은 연료 패키지에 의해 코너 내의 발화점 I에서 발화된다. 성공적인 시험 기준은 다음과 같이 정의된다: (i) 315C 미만으로, 천장에서, 발화 지점 상의 직접적인 온도를 유지하고; (ii) 각 문의 내부에 위치한 노즐이 작동하지 않는다. 각각의 바람직한 노즐 100, 300은 시험 노즐 802a - 802f로서 설치된다. 상용화된 AM27 노즐 100의 결과에서, 시험 노즐의 작동은 발화 후 약 90 초에 일어났고, 상용화된 AM29 노즐 300에 대해서는, 노즐 작동이 발화 후 약 80 초에 일어났다. 시험은 노즐 작동 후 10분에 걸쳐 진행되었다. 시험은 성공적이었다. 시험 동안 모든 시간에서, 온도는 315C 미만으로 유지되었다. 한 노즐(허용되는 4개 중에서)이 구획에서 작동되었고, 제로 노즐(허용되는 제로 중에서)이 문의 내부에서 작동되었다.
FM 5560: 부록 I하의 제3 타입의 화재 실험은 오픈 스페이스 화재 실험으로 표제된다. 오픈 스페이스 화재 실험은 약 16 ft. (5 m)의 높이로 정해진 66 ft. (20 m) x 82 ft. (25 m) 천장 하에서 수행되었다. 천장은 드롭 천장 배열에서 배향된 셀룰로오스 음향 타일로 구성된다. 시험 노즐 804는 12 ft. (3.66 m.)의 최대 공간에 설치된다. 총 30개의 노즐이 천장에 설치되었다.
도 21A 및 21 B에 도시된 연료 패키지는 4개의 인접한 쿠쉬(couche)를 포함한다: 두 쿠쉬는 연속적으로 배열되며, 한 쿠쉬는 베이스 어레이의 한 측면상에 중심적으로 위치된다. 각각의 쿠쉬 프레임은 앵글(angle iron)로 구성되고, 수평 및 수직의 6.5 ft. (2 m) x 2.6 ft. (0.8 m) x 4 in. (0.1 m) 두께의 코튼 패브릭 커버를 갖는 폴리에테르 폼으로 커버된다. 쿠쉬에 대한 스틸 프레임은 직사각형 바닥 및 적어도 0.12 in. (3 mm.) 두께인 스틸 앵글, 채널 또는 직사각형의 스탁으로 구성된 백레스트 프레임을 포함한다. 프레임 디멘젼은 6.5 ft. x 25.6 in. (2.0 m. x 0.65 m)이다. 시트 및 백레스트 쿠션은 0.8-1.2 in (20-30 mm) 넓이 x 19.7 in. (0.5 m) 마다 간격이 있는 25.6 in (0.65 m) 길이의 세 개의 스틸 바에 의해 각 프레임 상에서 지지되며 상기 프레임에 용접된다. 4개의 다리는 어셈블된 프레임을 지지하고 유사한 스탁이다. 두 개의 후면 다리는 19.7 in. (500 mm) 높이이고 전면 다리는 22.8 (580-mm) 높이이다. 각 쿠쉬는 각 말단에 직사각형 암레스트를 갖는다. 암레스트는 유사한 스틸 스탁으로 구성되며 7.9 in. (0.2 m) 높이 및 19.7 (0.5m) 길이이다. 암레스트의 후면부는 백레스트로부터 attached to the 바닥 프레임 2.0 in. (50 mm.)으로 부착된다.
제 1 개방형 공간 시험에서, 연료 패키지를 천장에 설치된 시험 노즐 804 중 하나의 아래에 중심을 놓았으며, 발화점 I는 상기 연료 패키지에 있는 소파들 중 하나의 중심의 꼭대기에 위치하였다. 상기 노즐의 작동은 대략 발화 한지 대략 160초 후에 일어난다. 상기 시험은 제 1 노즐의 작동 후에 10분간 수행하였다. 성공하기 위한 기준은 하기에 의해 규정된다: (i) 315C 미만으로, 천장에서, 발화 내내 직접적으로 온도를 유지시킬 것; (ii) 매트리스 상품보다 50% 넘게 유지시킬 것; 및 (iii) 다섯 개보다 많은 노즐을 작동시키지 말 것. AM29로 상용화되는 노즐 300에 대하여, 시험을 하는 시간 내내, 온도를 315C 미만으로 유지시켰다. 시험 이후에 매트리스 상품의 50%가 넘게 유지시켰다. 하나의 노즐(5개 밖으로 허용됨)을 연료 패키지 설비보다 5m 위의 천장에서 작동시켰다. 화재 시험(fire test)는 성공적이었다.
제 2 개방형 공간 시험에서, 상기 연료 패키지를 두 개의 노즐 사이에 중심을 놓았다. 제 1 노즐의 작동은 발화 한지 대략 200초 후에 일어났다. 상기 시험은 제 1 노즐의 작동 후에 10분간 수행하였다. 상기 시험은 성공적인 시험 기준을 만족시켰다. 제 3 개방형 공간 시험에서, 상기 연료 패키지를 네 개의 노즐 사이에 중심을 놓았다. 제 1 노즐의 작동은 발화 한지 대략 210초 후에 일어났다. 상기 시험은 제 1 노즐의 작동 후에 10분간 수행하였다. 이 또한, 시험 노즐이 시험 기준을 성공적으로 만족시켰다.
물 미스트 노즐을 특징화하는 또 다른 바람직한 방법은 분포 스프레이 시험을 수행하는 것이며, 여기에서 물은 특정 구역 및 효과적인 선속 밀도, 유동 부피 및/또는 노즐로부터의 총 유동 비율을 결정하기 위한 기간 동안 모은다. 이러한 시험을 위하여, 물 수집 버킷(bucket)은, 노즐 보디의 렌치 보스(wrench boss)의 정상부로부터 측정하여 버킷(703) 위로 시험 높이 HTEST 78 인치에 설치된 시험 노즐 아래의 그리드(grid) 내에 배치된다. 시험 설치(700)는 개략적으로 도22에 도시되어 있다. 상기 각각의 바람직한 노즐(100, 300)은 시험 장치(set up)내에서 시험 노즐(701)로서 설치되었다. 시험 노즐(701)에 대한 전체 분무 패턴을 결정하기 위하여, 노즐 아래의 20' x 20' 그리드 면적 (400 sq. ft.)의 25% 또는 1/4로 측정되었다. 이에 따라, 100 개의 수집 버킷이 설치되어, 시험 노즐로부터 분부 패턴 분배(distribution) 중 하나의 "4분원(quadrant)"을 포획하였다. 도 23는 100 개의 수집 버킷(703)이 시험 노즐 아래 120 인치 x 120 인치 4분원 영역(702) 내에 위치하는 것을 나타내는 개략적인 평면도이다. 시험 노즐(18)로부터의 완전 분무 분배를 평가하기 위하여, 영역(702)으로부터의 물 수집 데이터가 계산 및 시각화를 목적으로, 나머지 4분원 영역(704)으로 위치를 바꾸었다. 노즐을 통한 전체 기지의 유량에 대해 버킷 내에 수집되는 물을 비교하는 과정을 통해 이러한 접근법이 유효한 것으로 입증되었다.
수집 버킷 위에 설치된 노즐에 의해, 물이 공급되고, 일정 시간 동안 소정의 제어된 압력으로, 시험 노즐(701)을 통해 흐를 수 있다. 시험 압력은 다음과 같다: 100 psi., 175 psi. 및 245 psi. 시험 시간은 실제 노즐을 통한 유동 시간에 따라 가변적이었다. 보다 구체적으로, 측정량의 물이 일부 버킷 내에 수집될 때까지 흐름이 연속적이었다. 물이 버킷으로부터 넘쳐 흐르는 일은 없었다.
연무(mist) 노즐 및 특히 저압 노즐에 대한 분무 패턴은, 바람직하게는 파이어(fire) 시험 중 성공적인 수행을 위해 요구되는 개별(discrete) 방향성 분무 구성요소를 갖는다. 예컨대, 평면에서 45도 분리된 방향에 밀집되어 있는 분무 패턴이 노즐 프레임 아암에 의해 한정되었다. 이러한 방향성 구성요소들은, 상대적으로 작은 직경 및 낮은 운동량의 물방울을 그 흐름 경로로 비말(entrain)하는 상대적으로 큰 직경 및 높은 운동량의 물방울로 대부분이 이루어지는 것이 바람직하다. 각각의 저압 물 연무 노즐에 대해 바람직한 분무 패턴에 있어 얻어진 특징은 상대적으로 작은 물방울과 큰 물방울 모두로 이루어지며, 전자는 후자에 의해 영향을 받는다는 것이다. 분무 패턴의 부가적인 특징은 교란(turbulence), 응결(coagulation), 또는 이들의 조합에 의한 방향성 분무 패턴의 "부산물(fall out)" 인 물방울을 포함한다는 것이다. 본 발명에 따른 저압 노즐의 방향성 분무 특성에 의해, 그리드 내의 일부 버킷이 신속하게 충진되며, 이에 반하여, 다른 버킷들이 훨씬 더 오래 걸린다. 이러한 방식으로 다양한 유동 시간에 그리드의 일부를 노출시키는 것이 필요하였다.
시험 장치는 노즐을 통한 흐름이 정치될 수 있고 버킷이 측정될 수 있도록 구성되었다. 측량은 "유속밀도(flux density)"를 사용하며, 이는 ft. 제곱 면적 당 분당 갤론(gallon per minute per square foot) 단위를 가지며, 1' x 1' 개구를 가지는 각 버킷으로 전달되는 물의 부피로 나타낸다. 이러한 측량은 분무 패턴 분배의 정확한 측정을 다양한 시간 프레임 동안 할 수 있도록 한다. 버킷의 1회전이 측량된 후, 비운 후, 그리드로부터 제거되었고, 시험이 계속되었다. 이러한 과정이 각 버킷의 물의 측정될 수 있을 때까지 반복되었다. 각 버킷 당의 전체 경과 시간이 기록되었다. 물의 수집이 없는 충분한 시간 경과 후의 분무 패턴의 경계가 이러한 방식이라면, 버킷은 분무 패턴의 한계를 벗어나는 것으로 간주될 수도 있다. 시험 4분원(702) 내의 각 버킷에 대한 물 수집 로(raw) 데이터는 상응하게 반영되어 노즐에 대한 나머지 3개의 4분원(704)에 반복시험된다. 유속밀도 측정은 직접 이루어지지 않고, 유도되었다. 그리드 내의 버킷 범주에 대한 개별적인 버킷 깊이 측정에는 미터가 사용되었다. 소정 부피의 물 (1 갤론, 2 갤론, 등)이 동일 형상 요인의 샘플 버킷에 부었다. 형성된 깊이를 동일하게 편리한 미터로 측정하였으며, 미터로 표시된 깊이와 수집된 부피의 상관관계를 도출하였다. 이러한 생성되는 물 측정치는 수집시간과 조합되어, 그리드 내의 각 버킷에 대한 전달되는 유속밀도를 표현하게 된다. 이러한 "유속밀도 미터"에 대하여, 스킥 상의 각 경계설정(demarcation)은 단위 평방 ft.당 전달되는 물의 부피를 나타낸다.
시험 노즐(701)을 통과하는 이론상 물의 전체 부피는 특성 k-인수[GPM/psi1 /2] 및 압력 [psi]을 기초로 하여, 다음 수식으로 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다:
Q = k * √ P
수집 데이터로부터, 전체 방출(discharge) 부피가 400 평방 ft.의 전체 추정 그리드의 방출 부피를 합산하여 계산된다. 그 후, 수집된 물의 부피 및 이론상 노즐을 통해 전달되는 물의 부피를 비교할 수 있다. 노즐로부터의 부피 방충량을 결정하기 위한 물 수집법의 정확도는 대략 93%이며, 바람직하게는 이론상 노즐 배출량의 99% 만큼 높다.
수집 데이터는 달리 시각화되어, 방출 분배 데이터를 나타낼 수 있다. 예컨대, 분무 패턴 분배의 시각적 표현을 제공하는 프리웨어['SE.LA.VL: Scientific Lab for Visualization, available at URL Address< http://www.fluid.mech.ntua.gr/selavi/>]를 이용할 수 있다. 소프트웨어는 방출 분배를 시각적인 패턴으로 전환시키며, 여기에서, 많은 방출량은 황색 및 적색으로나타내고, 방출 면적의 감소는 녹색 및/또는 청색으로 나타낸다. 보다 구체적으로, 패턴에 있어 적색은 갖아 높은 농도를 나타내며, 짙은 청색은 전달된 유속밀도가 0 인 것을 나타낸다. 옅은 청색, 녹색 및 황색은 각각 방출 분배에 있어 보다 옅은 농도에서 짙은 농도를 나타낸다. 시험 분배 결과의 컬러 부본은 하기 출원에서 제출되었다: 미국 임시 출원 번호 제61/193,874호(2009년 1월 2일 출원) 및 미국 임시 출원 번호 제61/193,875호(2009년 1월2일 출원).
분배 데이터의 수직(rectilinear) 또는 데카르트(Cartesian) 그리드는 도 24에 도시된 바와 같이, 극성 코디네이트 시스템(Polar 코디네이트 system)으로 더 전환되는 것이 바람직하다. 전체 노즐 분무 패턴은 20 ft. 노즐에 대한 직경으로 주변 경계를 가지는 노즐 축에서 그 근원을 가지는 극성 코디네이트 시스템에 의해 한정되는 것이 바람직하다. 분무 패턴은, 분무 패턴의 개별 영역을 한정하는 테스크 노즐에 대하여 동심 환형 고리로 나누어지는 것이 더 바람직하다. 각 고리는 장치 축에 대한 안쪽 직경을 한정하는 안쪽 고리 에지와, 장치 축에 대해 바깥쪽 직경을 한정하는 바깥쪽 고리 에지에 의해 한정되는 것이 바람직하다. 안쪽 및 바깥쪽 고리 에지는 방사상 방향으로 1 ft. 이격되어 있다. 표 3A-3C 및 표 4A-4C에는 고리의 안쪽 및 바깥쪽 직경에 의해 정의되는 각 개별 환형 밴드에 대한 분배값이 요약되어 있다. 보다 구체적으로, 각각의 고리는 분당 갤론, 전체 유량의 백분율 및 노즐 축 사이의 누적 부피로 측정되는 개별 용적 유량을 나타낸다. 표 4A-4C는 도 2-10에 도시된 노즐(AM27 노즐로 상품화)에 대한 시험 결과를 나타낸다. 표 4A-4C는 도 11-18에 도시된 노즐(AM29 노즐로 상품화)에 대한 시험 결과를 나타낸다.
시험 결과의 분석을 보다 용이하게 하기 위하여, 결과, 성 및 데카르트 분배 데이터가 구역으로 나뉘어졌다: 구역 1 (Zl); 구역 2 (Z2); 및 구역 3 (Z3) (도 24에 도시). 바람직한 3개의 구역이 분배의 소정 4분원의 극성 코디네이트 내에 소정 분획의 분배를 더욱 상세히 분석할 수 있도록 한다. 구역 1(Zl)은 장치 축과 교차하고, 장치 축과 교차하는 제 2 평면 P2-P2에 수직이며, 쌍을 이루는 프레임 아암을 포함하는 제 1 평면 Pl- Pl에 대하여 60도 스팬(span)으로 정의된다. 구역 3(Z3)은 제 2 평면에 대하여 집중된 60도 스팬으로 정의되며, 구역 2(Z2)는 장치 축을 교차하고, 제 1 및 제 2 평면 사이에 배치되며, 제 1 및 제 2 평면 각각에 대하여 45도 연장되어 있는 제 3 평면에 대하여 60도 스팬으로 정의된다. 하기의 요약 표, 표 3A-3C 및 표 4A-4C에 있어서, 용적 유량 및 전체 유량의 백분율은 주어진 구역에 대한 환형 고리의 각 개별 영역에 대하여 나타내었다. 유체 유동 및 유량 백분율의 수치 값은 실험적으로 결정되었으며, 물 연무 장치의 바람직한 구현예에 대하여 유도되었다. 따라서, 수치 값을 변경하였음에도 불구하고, 본 발명에 따른 노즐에 대한 유체 분배의 프로파일이 비교적 실질적으로 유사하였다면, 시험 노즐에 대한 동등한 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이하에 제공된 시험 결과 및 특히 구역 2(Z2)에서의 결과는, 본 발명에 따른 노즐이 노즐로부터의 방사상 거리에서, 종래의 공지된 노즐에 비하여 보다 큰 용적 유량을 제공함을 나타낸다. 따라서, 시험은 본 발명에 따른 노즐의 확대된 범위의 면적 성능을 나타낸다. 더욱이, 시험 결과는 개별 방사상 영역 또는 누적 방사상 영역 위에 최대의 유체 유동 분배 및 누적 유량 백분율 분배를 나타낸다. 예컨대, 입구 압력이 175 psi인 시험 설비(700)로 설치될 때의 바람직한 노즐(300)에 대하여, 표 4B는 생성되는 분무 패턴은, (i) 구역 1(Zl) 내, 장치 축에 대하여 8 ft. 내지 10 ft 제 1 영역 내에서 최고 유량 부피 백분율 및 장치 축에 대하여 8 ft. 내지 20 ft. 제 2 영역에 걸쳐 분배된 전체 유량의 약 15%; (ii) 구역 2(Z2) 내, 장치 축에 대하여 12 ft. 내지 14 ft. 제 1 영역 내에서의 최고 유량 부피 백분율 및 장치 축에 대하여 12 ft. 내지 20 ft. 제 2 영역에 걸쳐 분배된 전체 유량의 약 18%; 및 (iii) 구역 3(Z3) 내, 장치 축에 대하여 6 ft. 내지 8 ft. 제 1 영역 내에서의 최고 유량 부피 백분율 및 장치 축에 대하여 6 ft. 내지 20 ft. 제 2 영역에 걸쳐 분배된 전체 유량의 약 11%. 이러한 노즐 성능은 연무-타입 방화 시스템(mist-type fire protections system)에 있어서, 빛과 평상의 점유 상태에 대하여, 종래의 스프링클러 또는 연무 시스템과 비하여, 감소된 물 요구량을 제공한다. 분배 시험 및 분석에 대한 보다 상세한 내용은 하기 출원에 기재되어 있으며, 이들 출원은 분배시험 및 분석의 상세 내용에 대하여 참조문헌 인용에 의해 본 명세서에 병합된 구체적으로 병합된다: 미국 임시 출원 번호 제61/193,874호(2009년 1월 2일 출원) 및 미국 임시 출원 번호 제61/193,875호(2009년 1월2일 출원)
표 3A
Figure pct00009
표 3B
Figure pct00010
표 3C
f
Figure pct00011
표 4A
Figure pct00012
표 4B
Figure pct00013
표 4C
Figure pct00014
본 발명은 특정 바람직한 구체예를 참조하여 기술되었지만, 본원에서 기술된 바와 같이 본 발명의 범위 및 범주에서 벗어나지 않고 상기 기술된 구체예에 대한 다수의 변경, 변형 및 변동이 가능하다.

Claims (76)

  1. 경급 및 중급 위험 점유 공간의 방재용 미스트 시스템으로서,
    상기 시스템이
    유체 공급기; 및
    약 500 제곱 인치당 파운드(psi) 미만의 작동 압력에서 유체를 노즐에 공급하고, (i) 각각의 적용 면적이 36 sq. ft. 내지 최대 약 256 sq. ft. 범위인 5개의 유압식 리모트 노즐; 또는 (ii) 약 900 제곱 피트 내지 약 1044 제곱 피트 범위의 유압 설계 면적에 대해 그 초과의 유압 요건이 되도록 상기 점유 공간으로 이격되고 유체 공급기에 결합된 다수의 노즐을 포함하는, 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 다수의 노즐이, 노즐-대-노즐 간격이 최소 6 피트 x 6 피트(6 ft. x 6ft.) 및 최대 16 피트 x 16 피트(16 ft. x 16ft.)이고, 유압 요건이 5개 초과의 유압식 리모트 스프링클러 또는 900 sq. ft. (84 sq. m.) 초과가 되도록 10피트 미만의 최고 천장 높이에서 상기 점유 공간의 보호 면적 위에 배치되는 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 최고 천장 높이가 9 ft. - 10 in.(3 m)인 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 최고 천장 높이가 8 ft.(2.4 m)인 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 압력이 적용 면적에 대해 0.037 gpm/sq. ft. 이상의 유효 유속 밀속을 제공하도록 약 140 psi. 내지 약 250 psi. 범위인 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 다수의 노즐이 약 0.81 gpm/psi1 /2의 K-팩터(K-factor)를 지니는 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 노즐 아래의 보호 면적이 최대 1024 sq. ft.인 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 유압 요건이 경급 위험 점유 공간 만을 보호하도록 보호 면적 내 모든 노즐에 대해 60분의 물 지속 기간으로 정해지는 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 다수의 노즐이, 노즐-대-노즐 간격이 최소 6 피트 x 6 피트(6 ft. x 6ft.), 최대 12 피트 x 12 피트(16 ft. x 16ft.)가 되도록 약 17피트의 최고 천장 높이에서 상기 점유 공간의 보호 면적 위에 배치되는 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 다수의 노즐이, 0.043gpm/sq.ft. 이상의 유효 유속 밀도를 제공하도록 16 피트 - 5 인치의 최고 천장 높이에 배치되고, 최대 12 피트 x 12 피트(16 ft. x 16ft.)의 노즐-대-노즐 간격으로 이격되고, 작동 압력이 약 110psi. 내지 약 250psi 범위인 시스템.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 각각의 다수의 노즐이 약 0.59 gpm/psi1 /2의 K-팩터를 지니는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 유압 요건이 (i) 5개 초과의 리모트 노즐 또는 약 10 피트의 최고 천장 높이에 대한 900 sq. ft. 초과의 유압 설계 면적; (ii) 5개 초과의 리모트 노즐 또는 약 13 피트의 최고 천장 높이에 대한 975 sq. ft. 초과의 유압 설계 면적; 및 (iii) 5개 초과의 리모트 노즐 또는 약 17 피트의 최고 천장 높이에 대해 1044 sq. ft. 초과의 유압 설계 면적으로 정해지는 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서, 보호 면적이 1500 제곱 피트 미만이고, 유압 요건이 경급 위험 점유 공간에 대해서만 보호하도록 보호 면적 내 모든 노즐에 대해 60분의 물 지속 기간으로 정해지는 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 노즐이 각 12 피트의 런(run)에 대해 1 피트 상승하는 최대 기울기를 갖는 천장 아래에 설치되는 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서, 각각의 다수의 노즐이 작동 압력에 대해 0.1 gpm/sq. ft. 미만의 유효 유속 밀도를 제공하는 시스템.
  16. 보호 면적이 (i) 1024sq. ft. 초과, 및 (ii) 약 13 ft.의 최고 천장 높이를 지닌 천장 아래 중 하나 이상인 경급 및 중급 위험 점유 공간의 방재용 미스트 시스템으로서, 상기 시스템이
    유체 공급기; 및
    시스템의 유압 요건이 5개 초과의 대부분의 유압 리모트 스프링클러 또는 900 제곱 피트 면적 초과가 되도록 유체 공급기에 결합된 다수의 노즐을 포함하며, 상기 다수의 노즐이
    약 6 ft. x 6 ft. 내지 약 12 ft. x 12 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 30% 이하의 보호 면적을 보호하도록 상기 점유 공간에 대해 이격되어 있고, 약 102 psi. 내지 약 250 psi 범위의 작동 압력에서 제 1의 다수의 노즐에 유체를 제공하도록 유체 공급기에 결합되는 다수의 제 1 노즐; 및
    약 6 ft. x 6 ft. 내지 약 12 ft. x 12 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 나머지 보호 면적을 보호하기 위해 상기 점유 공간에 대해 이격되어 있고, 약 110 psi. 내지 약 250 psi 범위의 작동 압력에서 다수의 제 2 노즐에 유체를 제공하도록 유체 공급기에 결합되는 다수의 제 2 노즐을 포함하는 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 보호 면적이 1024 sq. ft. 이하이고, 최고 천장 높이가 약 10 피트이고, 다수의 제 2 노즐이 약 6 ft. x 6 ft. 내지 약 16 ft. x 16 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 상기 점유 공간에 대해 이격되고, 다수의 제 2 노즐이 약 140 psi. 내지 약 250 psi. 범위의 작동 압력에서 유체를 노즐에 제공하도록 유체 공급기에 결합되는 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서, 다수의 제 2 노즐이 약 6 ft. x 6 ft. 내지 약 12 ft. x 12 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 상기 점유 공간에 대해 이격되고, 다수의 제 2 노즐이 약 110 psi. 내지 약 250 psi. 범위의 작동 압력에서 유체를 노즐에 제공하도록 유체 공급기에 결합되는 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서, 점유 공간이 저장물이 없는 중급 위험용이고, 최대 천장 높이가 약 10 피트이고, 다수의 제 1 노즐의 최대 노즐 대 노즐 간격이 약 12 ft. x 12 ft.인 시스템.
  20. 제 16 항에 있어서, 점유 공간이 저장물이 없는 중급 위험용이고, 최대 천장 높이가 약 13 피트이고, 다수의 제 1 노즐의 최대 노즐 대 노즐 간격이 약 10 ft. x 10 ft.인 시스템.
  21. 제 16 항에 있어서, 점유 공간이 최고 저장 높이가 8ft.인 저장물을 지닌 중급 위험용이고, 최대 천장 높이가 약 10 피트이고, 다수의 제 1 노즐의 최대 노즐 대 노즐 간격이 약 8 ft. x 8 ft.인 시스템.
  22. 제 16 항에 있어서, 점유 공간이 저장물이 없는 중급 위험용이고, 최고 천장 높이가 약 10 피트이고, 다수의 제 1 노즐의 최대 노즐 대 노즐 간격이 약 10 ft. x 10 ft.인 시스템.
  23. 제 13 항에 있어서, 점유 공간이 저장물이 없는 중급 위험용이고, 최고 천장 높이가 약 13 피트이고, 다수의 제 1 노즐의 최대 노즐 대 노즐 간격이 약 8 ft. x 8 ft.인 시스템.
  24. 제 16 항에 있어서, 점유 공간이 최고 저장물 높이가 5ft.인 저장물을 지닌 중급 위험용이고, 최고 천장 높이가 약 8 피트이고, 다수의 제 1 노즐의 최대 노즐 대 노즐 간격이 약 8 ft. x 8 ft.인 시스템.
  25. 보호 면적이 1024sq. ft. 초과인 경급 및 중급 위험 점유 공간의 방재용 미스트 시스템으로서, 상기 시스템이
    유체 공급기; 및
    유체 공급기에 결합된 다수의 유체 분배 장치를 포함하고, 상기 유체 분배 장치가
    약 6 ft. x 6 ft. 내지 약 15 ft. x 15 ft. 범위의 스프링클러 대 스프링클러 간격으로 30% 이하의 보호 면적을 보호하도록 상기 점유 공간에 대해 이격되어 있고, 상기 시스템의 유압 요건이 5개 초과의 대부분의 리모트 스프링클러 또는 약 900sq. ft. 내지 1500 sq. ft. 범위 초과의 설계 면적이 되도록 유체 공급기에 결합되고, 각각의 최대 작동 압력이 175psi인 다수의 스프링클러; 및
    약 6 ft. x 6 ft. 내지 약 16 ft. x 16 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 나머지 보호 면적을 보호하기 위해 상기 점유 공간에 대해 이격되어 있는 다수의 노즐을 포함하고, 다수의 제 1 노즐이 약 110 psi. 내지 약 250 psi 범위의 작동 압력에서 다수의 제 1 노즐에 유체를 제공하도록 유체 공급기에 결합되는 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서, 유압 요건이
    (i) 10 피트(10 ft.)의 최고 천장 높이에 대해 5개 초과의 대부분의 리모트 스프링클러 또는 900 sq. ft. 초과;
    (ii) 15 피트(15 ft.)의 최고 천장 높이에 대해 5개 초과의 대부분의 리모트 스프링클러 또는 1013 sq. ft. 초과; 또는
    (iii) 20 피트(20 ft.)의 최고 천장 높이에 대해 5개 초과의 대부분의 리모트 스프링클러 또는 1125 sq. ft. 초과인 시스템.
  27. 제 25 항에 있어서, 보호 면적이 1000 sq. ft. 이하이고, 최고 천장 높이가 약 10 피트이고, 다수의 노즐이 약 6 ft. x 6 ft. 내지 약 16 ft. x 16 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 상기 점유 공간에 대해 이격되고, 다수의 노즐이 약 140 psi. 내지 약 250 psi. 범위의 작동 압력에서 유체를 노즐에 제공하도록 유체 공급기에 결합되는 시스템.
  28. 제 25 항에 있어서, 최고 천장 높이가 약 17ft.이고, 다수의 노즐이 약 6 ft. x 6 ft. 내지 약 12 ft. x 12 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 상기 점유 공간에 대해 이격되고, 다수의 노즐이 약 110 psi. 내지 약 250 psi. 범위의 작동 압력에서 유체를 노즐에 제공하도록 유체 공급기에 결합되는 시스템.
  29. 제 25 항에 있어서, 최대 천장 높이가 약 10 피트이고, 다수의 제 1 노즐의 최대 노즐 대 노즐 간격이 약 16 ft. x 16 ft.인 시스템.
  30. 약 17 ft.의 최고 천장 높이를 지닌 천장을 갖는 경급 위험 점유 공간의 방재용 미스트 시스템으로서, 상기 시스템이
    상기 점유 공간에 대해 이격되어 있고, 약 110 psi. 내지 약 250 psi 범위의 작동 압력에서 노즐에 유체를 제공하도록 유체 공급기에 결합되는, 각각의 K-팩터가 약 0.6gpm/psi1/2인 다수의 노즐을 포함하며, 상기 다수 노즐이 최소 약 6 ft. x 6 ft. 내지 최대 약 12 ft. x 12 ft. 범위의 노즐 대 노즐 간격으로 이격되며, 상기 시스템이 1500sq.ft. 이하의 유압 설계 면적으로 60분의 물 지속 기간인 유압 요건을 갖는 시스템.
  31. 8 ft. 이상의 최고 천장 높이를 지닌 천장을 갖는 경급 위험 점유 공간, 및 경급 및 중급 위험 점유 공간 중 하나 이상의 보호용 미스트 장치로서, 상기 장치가
    상부 및 하부를 지닌 본체로서, 상부는 유체 방출을 위한 입구 및 출구를 지닌 내부 통로가 있으며, 상부 및 하부는 축상으로 이격되어 있고 장치 축을 따라 배열되는 본체,
    장치의 K-팩터가 1gpm/psi1 /2 미만이도록 입구의 먼 통로 내에 배치된 오리피스 삽입부(orifice insert);
    상부 및 하부 본체 사이에 연장되고, 장치 축에 대해 중심에 있는 한쌍의 프레임 아암;
    시일 어셈블리를 지지하기 위한 열 민감성 부재를 포함하는 출구에 배치된 시일 어셈블리; 및
    천장 아래에 배치되는 경우 132sq. ft. 초과의 장치 적용 면적이 되도록 500psi. 미만의 입구에서의 유압에 대해 0.1 gpm/sq. ft. 미만의 유속 밀도로 유체를 분산시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 수단이, 적용 면적이 256 sq. ft.가 되도록 0.05 0.1 gpm/sq. ft. 미만이 되는 유속 밀도를 제공하고, 이때 유체 압력이 175psi 미만이고, 장치가 약 8 ft.의 최고 천장 높이 아래에 배치되는 장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 유속 밀도가 0.037 gpm/sq. ft.이고, 유체 압력이 최소 140 psi인 장치.
  34. 제 31 항에 있어서, K-팩터가 0.81 gpm/psi1 /2인 장치.
  35. 제 31 항에 있어서, 상기 수단이, 적용 면적이 144 sq. ft.가 되도록 0.05 0.1 gpm/sq. ft. 미만이 되는 유속 밀도를 제공하고, 이때 유체 압력이 175psi 미만이고, 장치가 약 16 ft. - 5 in.의 최고 천장 높이 아래에 배치되는 장치.
  36. 제 35 항에 있어서, 유속 밀도가 0.043 gpm/sq. ft.이고, 유체 압력이 최소 110 psi인 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 본체의 K-팩터가 0.59 gpm/psi1 /2인 장치.
  38. 약 10 ft.의 최고 천장 높이를 지닌 천장을 갖는 경급 위험 점유 공간, 및 경급 및 중급 위험 점유 공간 중 하나 이상의 보호용 미스트 장치로서, 상기 장치가
    상부 및 하부를 지닌 본체로서, 상부는 K-팩터가 1gpm/psi1 /2 미만이도록 유체의 방출을 위한 입구 및 출구를 지닌 내부 통로가 있으며, 상부 및 하부는 축상으로 이격되어 있고 장치 축을 따라 배열되는 본체,
    상부 및 하부 본체 사이에 연장되고, 장치 축에 대해 중심에 있는 한 쌍의 프레임 아암;
    시일 어셈블리를 지지하기 위한 열 민감성 부재를 포함하는 출구에 배치된 시일 어셈블리; 및
    하부 본체에 결합된 로드 나사(load screw), 및 중앙에 배열되고, 장치 축을 따라 배열되는 프레임 아암의 내부로 상부 및 하부 본체 사이에 배치되도록 로드 나사 정상에 배치되는 확산기 부재를 포함하는 확산기 어셈블리를 포함하고,
    확산기 부재는 통로의 출구 쪽으로 근접하여 연장되는 중앙의 원추 형상부를 포함하는 상부면, 및 하부면, 및 다수의 관통 홀(through hole)을 포함하는 장치.
  39. 제 38 항에 있어서, 각각의 관통 홀이 서로 부분적으로 겹치는 한 쌍의 원형부로 정해지고, 한쌍의 원형부가 키-홀(key-hole) 형상 관통 홀을 형성하도록 상이한 직경을 갖는 장치.
  40. 제 38 항에 있어서, 다수의 관통 홀이 제 1 쌍의 완전 반대인 관통 홀, 및 제 1 쌍의 관통 홀에 대해 수직으로 배치된 제 2 쌍의 완전 반대인 관통 홀을 포함하는 장치.
  41. 제 40 항에 있어서, 각각의 제 1 쌍 및 제 2 쌍의 관통 홀이 프레임 아암의 쌍에 대해 45도 각도로 배치되는 장치.
  42. 제 41 항에 있어서, 다수의 접지(touchdown) 영역을 추가로 포함하며, 각각의 접지 영역이 관통 홀을 둘러싸는 장치.
  43. 제 42 항에 있어서, 인접하는 수렴 채널 및 인접하는 발산 채널이 형성되도록 상부면을 따라 형성되고 원추 형상부에 대해 방사상으로 배치되는 다수의 채널을 추가로 포함하고, 인접하는 수렴 채널은 인접 하는 수렴 채널이 서로 소통되도록 중첩부를 지니며, 관통 홀 및 접지 영역은 인접하는 발산 채널 사이의 중심에 있는 장치.
  44. 제 42 항에 있어서, 확산기 어셈블리의 최대 적용 면적이 약 9 ft. - 10 인치의 최고 천장 높이에 대해 256 제곱 피트인 장치.
  45. 제 38 항에 있어서, K-팩터가 0.7 내지 약 0.9 gpm/psi1 / 2이도록 입구의 먼 통로 내에 배치되는 오리피스 삽입부를 추가로 포함하는 장치.
  46. 제 45 항에 있어서, K-팩터가 0.81 gpm/psi1 /2인 장치.
  47. 하나 이상의 경급 위험 점유 공간 및 경급 및 중급 위험 점유 공간 중 하나 이상의 보호용 미스트 장치로서, 상기 장치가
    상부 및 하부를 지닌 본체로서, 상부는 K-팩터가 1gpm/psi1 /2 미만이도록 유체의 방출을 위한 입구 및 출구를 지닌 내부 통로가 있으며, 상부 및 하부는 축상으로 이격되어 있고 장치 축을 따라 배열되는 본체,
    상부 및 하부 본체 사이에 연장되고, 장치 축에 대해 중심에 있는 한 쌍의 프레임 아암;
    시일 어셈블리를 지지하기 위한 열 민감성 부재를 포함하는 출구에 배치된 시일 어셈블리; 및
    중앙에 배열되고, 장치 축을 따라 배열되는 프레임 아암의 외부로 본체 내부의 말단에 대해 배치되는 확산기 부재를 포함하며, 상기 확산기 부재는
    상부면 및 이로부터 이격되고 상부면에 실질적으로 평행하게 연장되는 하부면, 및 상부면에서 하부면으로 연장되는 다수의 슬롯 및 다수의 관통 홀 중 하나 이상을 포함하며,
    상부면은 각각이 장치 축에 실질적으로 수직으로 배치되는 중심 영역 및 외측 영역을 지니며, 추가로 중심 영역과 외주 영역이 축상 이격되도록 각각의 중심 영역 및 외주 영역에 대해 소정 각도로 연장되는 중간 영역을 지니며, 상부면은 장치 축에 대해 절두된 원추 형상부가 되도록 장치 축에 대해 연장되고,
    각각의 다수의 슬롯은 외측 영역을 따라 장치 축에 대해 방사상 내측으로 연장되는 슬롯 개구를 지녀서 슬롯 길이, 개시부, 중간부, 및 말단부가 정해지고, 각각의 다수의 슬롯이 개시부에서 말단부까지의 슬롯 폭을 갖는 장치.
  48. 제 47 항에 있어서, 확산기 부재의 최대 적용 면적이 약 17ft.의 최고 천장 높이에 대해 144sq.ft. 초과인 장치.
  49. 제 47 항에 있어서, 다수의 슬롯이 제 1 군의 슬롯 및 하나 이상의 제 2 군의 슬롯을 포함하며, 제 1 군 슬롯의 슬롯 폭이 슬롯 길이에 따라 달라지며, 제 2 군 슬롯의 슬롯 폭이 슬롯 길이에 따라 일정한 장치.
  50. 제 49 항에 있어서, 제 1 군의 슬롯이 슬롯의 말단부에 래디우스부(radiused portion)을 포함하며, 상기 래디우스부는 말단부의 슬롯 폭이 개시부 및 중간부의 슬롯 폭보다 더 넓도록 이격되고, 제 1 군의 슬롯은 장치 축에 대해 방사상으로 배치되며, 제 1 군의 슬롯은 제 1 타입 슬롯, 제 2 타입 슬롯, 및 제 3 타입 슬롯을 포함하며, 제 1 타입 슬롯은 프레임 아암과 함께 배열되는 제 1 축을 따라 중심에 위치하고 제 1 축에 대해 수직인 제 2 축을 따라 중심에 위치하며, 제 2 타입의 슬롯은 제 1 타입의 슬롯의 말단부의 슬롯 폭보다 더 넓으며, 제 2 타입의 슬롯은 제 1 축과 제 2 축 사이에서 45도 각도로 배치된 제 3축을 따라 중심에 위치하며, 제 3 타입의 슬롯은 제 1 타입의 슬롯의 말단부의 슬롯 폭보다 좁은 말단부에서의 슬롯 폭을 지니며, 제 3 타입의 슬롯은 제 1 축을 따라 배치된 제 1 타입의 슬롯과 제 2 타입의 슬롯 사이에 배치되며, 제 2 군의 슬롯은 제 2 축을 따라 배치된 제 1 타입의 슬롯과 제 2 타입의 슬롯 사이에 배치되는 장치.
  51. 제 50 항에 있어서, 확산기 부재의 다수의 슬롯이 제 1 축을 따라 배치된 제 1 타입의 슬롯과 소통되는 개시부를 갖는 제 3 군의 슬롯을 포함하며, 제 3 타입의 슬롯의 슬롯 폭이 슬롯의 개시부에서 말단부까지 넓혀지는 장치.
  52. 제 51 항에 있어서, 제 3 군의 슬롯이 프레임 아암 쌍과 함께 배열되어 제 2 타입의 슬롯이 프레임 아암 쌍에 대해 45도 각도로 배치되는 장치.
  53. 제 47 항에 있어서, 각각의 다수의 관통 홀이 신장되어 장축 및 단축을 형성하고, 각각의 관통 홀이 주축을 따라 이격된 곡률 중심(center of curvature)을 갖는 한쌍의 래디우스 말단부를 포함하고, 다수의 관통 홀이 제 1 군의 관통 홀, 및 하나 이상의 제 2 군의 관통 홀을 포함하고, 제 1 군의 관통 홀의 래디우스 말단부의 쌍이 동일 반경을 지니며, 제 2 군의 관통 홀의 래디우스 말단부 쌍이 상이한 반경을 지니는 장치.
  54. 제 47 항에 있어서, 중심 영역이 본체 하부를 결합시키기 위한 중심 구경을 지니는 장치.
  55. 제 47 항에 있어서, K-팩터가 0.5 내지 약 0.7 gpm/psi1 / 2이도록 입구의 먼 통로 내에 배치되는 오리피스 삽입부를 추가로 포함하는 장치.
  56. 제 55 항에 있어서, K-팩터가 0.59 gpm/psi1 /2인 장치.
  57. 상부 및 하부를 지닌 본체로서, 상부는 K-팩터가 1gpm/psi1 /2 미만이도록 유체의 방출을 위한 입구 및 출구를 지닌 내부 통로가 있으며, 상부 및 하부는 축상으로 이격되어 있고 장치 축을 따라 배열되는 본체,
    상부 및 하부 본체 사이에서 연장되고, 장치 축에 대해 중심에 있는 한 쌍의 프레임 아암;
    시일 어셈블리를 지지하기 위한 열 민감성 부재를 포함하는 출구에 배치된 시일 어셈블리; 및
    약 140 psi. 내지 약 250 psi. 범위의 입구에서의 작동 유체 압력에 대해 장치의 적용 면적이 약 10 피트의 최고 천장 높이에서 최대 256 sq. ft.가 되도록 출구로부터 축상 이격되는 확산기 부재를 포함하는, 미스트 장치.
  58. 제 38 항 내지 제 46 항 또는 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치로부터 소정 유량을 생성하도록 장치의 출구에서의 유체 시험 압력에서 장치에 대한 스프레이 패턴 분포를 측정하기 위해 수집 면적 위 78 인치 위에 장치가 설치된 경우, 수집 면적은 존(zone) 1, 존 2 및 존 3의 세개의 존을 지니며, 존 1은 장치 축을 교차하고, 장치 축을 교차하는 제 2 면에 대해 수직인 제 1 면에 대해 60도 정도로 정해지며, 한쌍의 프레임 아암은 제 2 면에 배치되며, 존 3은 제 2 면에 대해 중심에 있는 60도 정도로 정해지며, 존 2는 장치 축을 교차하는 제 3면에 대해 30도 정도로 정해지며 제 1 면과 제 2면 사이에 배치되고 각각의 제 1 면과 제 2 면에 대해 45도로 연장되고, 장치의 스프레이 패턴은
    (i) 시험 압력이 100psi인 경우, 분포 패턴이 장치 축에 대해 6피트(6ft.)에 위치한 외측 에지를 지닌 2피트 반경을 지닌 장치 축에 대해 중심에 있는 고리로 분포되는 최고 유량 %를 포함하고, 총 유량의 58% 초과가 장치 축에 대해 8 내지 20 피트 영역 내에 분포되고,
    (ii) 시험 압력이 175psi인 경우, 분포 패턴이 장치 축에 대해 6피트(6ft.)에 위치한 외측 에지를 지닌 2피트 반경을 지닌 장치 축에 대해 중심에 있는 고리로 분포되는 최고 유량 %를 포함하고, 총 유량의 50% 초과가 장치 축에 대해 8 내지 20 피트 영역 내에 분포되고,
    (iii) 시험 압력이 245psi인 경우, 분포 패턴이 장치 축에 대해 6피트(6ft.)에 위치한 외측 에지를 지닌 2피트 반경을 지닌 장치 축에 대해 중심에 있는 고리로 분포되는 최고 유량 %를 포함하고, 총 유량의 33% 초과가 장치 축에 대해 8 내지 20 피트 영역 내에 분포되는 장치.
  59. 제 58항에 있어서, 시험 압력이 100psi이고, 분포 패턴이
    (i) 존 1 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 8ft. 내지 10ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 13%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (ii) 존 2 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 6ft. 내지 8ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 45%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 6 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (iii) 존 3 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 8ft. 내지 10ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 12%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되는 장치.
  60. 제 59항에 있어서, 존 2의 제 1 영역에서 0.9gpm 유량의 물이 장치 축에 대해 6 내지 8 피트에서 수거되는 장치.
  61. 제 58항에 있어서, 시험 압력이 175psi이고, 분포 패턴이
    (i) 존 1 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 8ft. 내지 10ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 15%가 장치 축에 대해 제 2의 영역 8 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (ii) 존 2 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 6ft. 내지 8ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 44%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 6 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (iii) 존 3 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 4ft. 내지 6ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 13%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되는 장치.
  62. 제 61항에 있어서, 존 2의 제 1 영역에서 1.1gpm 유량의 물이 장치 축에 대해 6 내지 8 피트에서 수거되는 장치.
  63. 제 58항에 있어서, 시험 압력이 245psi이고, 분포 패턴이
    (i) 존 1 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 8ft. 내지 10ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 15%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (ii) 존 2 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 6ft. 내지 8ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 44%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 6 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (iii) 존 3 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 4ft. 내지 6ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 13%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되는 장치.
  64. 제 63항에 있어서, 존 2의 제 1 영역에서 0.8gpm 유량의 물이 장치 축에 대해 6 내지 8 피트에서 수거되는 장치.
  65. 제 57항에 있어서, FM 5560 하의 소구획 시험에서 설치되는 경우, 장치가
    (i) 천장에서의 온도를 315℃ 미만으로 유지시키고;
    (ii) 발화 침상에서 60% 초과의 매트리스를 유지시키고;
    (iii) 구획의 통로에 설치된 노즐을 작동시키지 않는 장치.
  66. 제 57항에 있어서, 대형 화재 구획 시험 FM 5560에서 설치되는 경우, 장치가
    (i) 천장에서의 온도를 발화 온도보다 높게 315℃ 미만으로 유지시키고;
    (ii) 구획의 통로에 설치된 노즐을 작동시키지 않는 장치.
  67. 상부 및 하부를 지닌 본체로서, 상부는 K-팩터가 1gpm/psi1 /2 미만이도록 유체의 방출을 위한 입구 및 출구를 지닌 내부 통로가 있으며, 상부 및 하부는 축상으로 이격되어 있고 장치 축을 따라 배열되는 본체,
    상부 및 하부 본체 사이에서 연장되고, 장치 축에 대해 중심에 있는 한 쌍의 프레임 아암;
    시일 어셈블리를 지지하기 위한 열 민감성 부재를 포함하는 출구에 배치된 시일 어셈블리; 및
    약 110 psi. 내지 약 250 psi. 범위의 입구에서의 작동 유체 압력에 대해 장치의 적용 면적이 약 17 피트의 최고 천장 높이에서 최대 144 sq. ft.가 되도록 출구로부터 축상 이격되는 확산기 부재를 포함하는, 미스트 장치.
  68. 제 47 항 내지 제 56 항 또는 제 67 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치로부터 소정 유량을 생성하도록 장치의 출구에서의 유체 시험 압력에서 장치에 대한 스프레이 패턴 분포를 측정하기 위해 수집 면적 위 78 인치 위에 장치가 설치된 경우, 수집 면적은 존 1, 존 2 및 존 3의 세개의 존을 지니며, 존 1은 장치 축을 교차하고, 장치 축을 교차하는 제 2 면에 대해 수직인 제 1 면에 대해 60도 정도로 정해지며, 한쌍의 프레임 아암은 제 2 면에 배치되며, 존 3은 제 2 면에 대해 중심에 있는 60도 정도로 정해지며, 존 2는 장치 축을 교차하는 제 3면에 대해 30도 정도로 정해지며 제 1 면과 제 2면 사이에 배치되고 각각의 제 1 면과 제 2 면에 대해 45도로 연장되고, 장치의 스프레이 패턴은
    (i) 시험 압력이 100psi인 경우, 내측 에지와 외측 에지 사이의 1 피트 방사 거리를 갖는 내측 에지 및 외측 에지를 지닌 장치 축에 대해 중심에 있는 고리로 분포되는 최고 유량 %를 포함하고 외측 에지는 장치 축에 대해 14 피트(14ft.)에서 위치하고, 총 유량의 45% 초과가 장치 축에 대해 12 내지 20 피트 영역 내에 분포되고,
    (ii) 시험 압력이 175psi인 경우, 내측 에지와 외측 에지 사이의 1 피트 방사 거리를 갖는 내측 에지 및 외측 에지를 지닌 장치 축에 대해 중심에 있는 고리로 분포되는 최고 유량 %를 포함하고 외측 에지는 장치 축에 대해 8 피트(8ft.)에서 위치하고, 총 유량의 63% 초과가 장치 축에 대해 8 내지 20 피트 영역 내에 분포되고,
    (iii) 시험 압력이 245psi인 경우, 내측 에지와 외측 에지 사이의 1 피트 방사 거리를 갖는 내측 에지 및 외측 에지를 지닌 장치 축에 대해 중심에 있는 고리로 분포되는 최고 유량 %를 포함하고 외측 에지는 장치 축에 대해 16 피트(16ft.)에서 위치하고, 총 유량의 33% 초과가 장치 축에 대해 8 내지 20 피트 영역 내에 분포되는 장치.
  69. 제 68항에 있어서, 시험 압력이 100psi이고, 분포 패턴이
    (i) 존 1 내에서, 장치 축에 대해 중심에 있는 제 1 영역의 12ft. 내지 14ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 15%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (ii) 존 2 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 14ft. 내지 18ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 25%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 14 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (iii) 존 3 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 8ft. 내지 10ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 10%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되는 장치.
  70. 제 69항에 있어서, 존 2의 제 1 영역에서 0.4gpm 유량의 물이 장치 축에 대해 16 내지 20 피트에서 수거되는 장치.
  71. 제 68항에 있어서, 시험 압력이 175psi이고, 분포 패턴이
    (i) 존 1 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 8ft. 내지 10ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 15%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (ii) 존 2 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 12ft. 내지 14ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 18%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 12 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (iii) 존 3 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 6ft. 내지 8ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 11%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 6 내지 20ft.에 대해 분포되는 장치.
  72. 제 71항에 있어서, 존 2의 제 1 영역에서 0.5gpm 유량의 물이 장치 축에 대해 12 내지 14 피트에서 수거되는 장치.
  73. 제 68항에 있어서, 시험 압력이 245psi이고, 분포 패턴이
    (i) 존 1 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 12ft. 내지 14ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 15%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 12 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (ii) 존 2 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 14ft. 내지 16ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 44%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 14 내지 20ft.에 대해 분포되고;
    (iii) 존 3 내에서, 장치 축에 대해 제 1 영역의 14ft. 내지 16ft.에서의 최고 유량 % 및 총 유량의 약 23%가 장치 축에 대해 제 2 영역의 8 내지 20ft.에 대해 분포되는 장치.
  74. 제 73항에 있어서, 존 2의 제 1 영역에서 0.8gpm 유량의 물이 장치 축에 대해 16 내지 18 피트에서 수거되는 장치.
  75. 제 67항에 있어서, FM 5560 하의 개방 공간 화재 시험에서 설치되는 경우, 장치가
    (i) 천장에서의 온도를 발화 온도보다 높게 315℃ 미만으로 유지시키고;
    (ii)60% 초과의 매트리스 산물을 유지시키고;
    (iii) 노즐을 5개 초과로 작동시키지 않는 장치.
  76. 제 67항에 있어서, 대형 화재 구획 시험 FM 5560에서 설치되는 경우, 장치가
    (i) 천장에서의 온도를 발화 온도보다 높게 315℃ 미만으로 유지시키고;
    (ii) 구획의 통로에 설치된 노즐을 작동시키지 않는 장치.
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