NO178819B - Spröyteinnretning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en sprøyteinnretning innbefattende et hult, i hovedsaken sylindrisk legeme med en oppstrømsende beregnet for tilknytning til en høytrykks-væskekilde og en nedstrømsende som er åpen og forsynt med monteringsmidler, og et sprøytehode for omdannelse av høytrykksvæske til en omgivende forstøvet sprøytetåke rundt hodet, hvilket hode innbefatter et hult sylindrisk skall med en løpdel med sirkulært tverrsnitt, og hvilke monteringsmidler holder hodet for rotasjon om dets lengdeakse, idet hodet og det hule legeme har samvirkende lagerflater som avtetter hodet mot det hule legeme og samtidig tillater rotasjon av hodet om lengdeaksen, hvilket hode videre innbefatter midler som i hovedsaken lukker skallet foran løpdelen og har en oppstrøms-ende som er åpen for å motta høytrykksvæske fra det hule legeme, og hvilken løpdel har et antall stråleåpninger i veggen og anordnet rundt omkretsen, idet aksene til stråleåpningene er orientert i en bestemt omkretsretning for derved å rette en stråle av væsken i den nevnte omkretsretning og fremme rotasjon av hodet om dets akse.

Det er kjent mange typer sprøyteinnretninger. Et eksempel er en hage- eller jordbrukssprinkler som har en roterende arm med stråledyser på endene. Armen roteres av vanntrykket slik at vannet sprøytes ut over et sirkulært område rundt sprink-leren. På et bestemt tidspunkt vil et bestemt sted i dette areal ikke være dekket av vanndusjen, som går i en sirkel.

En annen sprinklertype er en med et hode hvor stråledyser er fordelt rundt en omkretsflate for tilveiebringelse av en kontinuerlig vanndusj.

Fra US-PS 4.697.740 er det kjent en dyse med et dreibart hode og med omkretsrettede åpninger.

Fra DE-A1 32 06 632 er det kjent en dyse med et flottasjons-hode og med omkretsrettede dyser som fremme.r hodets rotasjon. DE-C1 917 890 viser en dyse med et fast hode og hvor det forefinnes konvergerende par av stråleåpninger.

På bagrunn av denne teknikkens stand foreslås det ifølge oppfinnelsen en sprøyteinnretning som nevnt innledningsvis, kjennetegnet ved at løpdelen har et antall grupper av stråleåpninger i veggen og anordnet rundt omkretsen, idet hver gruppe innbefatter en omkretsorientert åpning som nevnt og en andre åpning, og de to åpninger i hver gruppe har sine akser nærmest hverandre i et blandeområde nær hodets ytre sylindriske overflate.

Når vann under høyt trykk kjøres gjennom innretningen vil det gå ut stråler gjennom de enkelte åpninger i hver gruppe. Strålene møtes i et blandeområde. Fordi de to strålene møter hverandre nær de respektive åpningsmunninger, oppnås en momentan forstøvning av vannet. Derved dannes det en fin tåke som vil omgi hodet og gå radielt utover. Man har funnet at denne tåke, som består av meget fine små dråper som henger i luften og utfyller rommet, har en meget effekt virkning med hensyn til brannbekjemping, og meget mer effektivt enn ubrutte og sterke vannstråler.

Med den dyse som er kjent fra US-PS 4.697.740 kan man ikke oppnå den høye f orstøvningsgrad som er så typisk for foreliggende oppfinnelse, fordi denne kjente type ikke har noen ekstra dyser som konvergerer med omkretsdysene. Heller ikke den fra DE-A1 32 06 632 kjente dyse har de ekstra dyser som konvergerer med omkretsdysene. DE-C1 917890 viser som nevnt en dyse med et fast hode. Det vil ikke være selvfølge-lig for en fagmann å benytte slike konvergerende stråle-åpningspar hverken i den fra US-PS 4.697.740 eller DE-A1 32 06 632 kjente dyse. Tvert i mot, en fagmann vil ha all grunn til å anta at man ikke kan introdusere en slik andre konvergerende åpning uten å forstyrre den rotasjonsvirkning som de kjente omkretsrettede åpninger gir.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av de uselvstendige patentkrav.

Utførelsesformer av oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere, under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et sterkt forenklet utsnitt av en en brannslukke-sprøytekanon ifølge en

utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 2 viser et lignende utsnitt av en del av en sprøytekanon ifølge en annen utførelses-form,

fig. 3 viser et sideriss av et sprøytehode med et stempel, for bruk i sprøytekanonen i fig.

2,

fig. 4 viser et lengdesnitt fra samme del som i fig. 3, etter linjen IV-IV i fig. 6, med

unntagelse av et lite område Å i fig. 4, fig. 5 viser et utsnitt i større målestokk, etter linjen V-V i fig. 3, og viser en gruppe

stråledyser,

fig. 6 viser rent skjematisk stråledysegeometrien, fig. 7 viser et riss utenfra og i hovedsaken

radielt, av et annet par stråledyser,

fig. 8 viser en typisk anvendelse av sprøyte-kanonen ,

fig. 9-11 viser typiske anvendelser av sprøyte-kanonen, modifisert derhen at den er

forsynt med et hulbor, og

fig. 12 viser et sterkt forenklet riss av en

brannslukke-sprøytekanon med et slikt bor.

I fig. 1 er det vist en del av en sprøytekanon i form av et i hovedsaken sylindrisk legeme 1 med ikke viste tilkoplings-midler for kopling av legemets bakre ende 112 til utløpsenden av en brannslange 110. I legemet 1 er det radielle ribber 114. Disse bærer et nav 116 som på sin side bærer en koaksial monteringsstang 104. Stangen 104 strekker seg forover ut gjennom den fremre enden 118 til legemet 1 og avsluttes med en endestopper 120.

Et sprøytehode 50 innbefatter et hult sylindrisk skall som er lukket i den fremre enden ved hjelp av en radiell vegg 52. I denne er det et sentralt hull 53, med en lagerflate 100 for dreibar opplagring på stangen 104. Hodets 50 bakre ende 122 har en utvendig sylindrisk lagerflate 102. Der er det anordnet en labyrinttetning 56 og lagerflaten er dreibart innpasset i legemets boring 108 ved den fremre enden 118.

Sprøytekanonen i fig. 2 adskiller seg fra den i fig. 1 derved at stangen 104 er erstattet av en lengre stang 106 med et stoppelement 124. Legemets 1 fremre endedel 118 er også forlenget slik at sprøytehodet 50 ligger helt innenfor legemet i den med fullt opptrukne linjer viste stilling, som er en "parkeringsstilling". Når fullt vanntrykk er påsatt (fra venstre i fig. 2), vil hodet 50 virke som et stempel og drives delvist ut av legemet 1 slik at løpdelen 54 rager ut fra legemet. En lett returfjær 19 vil bli belastet mellom sprøytehodeveggen 52 og den faste endestopper 120. Når vanntrykket reduseres eller fjernes vil fjæren 19 presse hodet 50 tilbake inn i legemet 1 helt til veggen 52 igjen får samvirke med stoppelementet 124.

Som vist i fig. 3 og 4 har det hule sylindriske skall en fremre endedel 51, som innbefatter tverrveggen 52 med det fremre lager 100. Veggen 52 lukker stempelets fremre ende, med unntagelse av det sentrale hull 53 i veggen 52 som tjener til opptak av stangen 104 eller 106. Bak delen 51 følger den sylindriske løpdel 54 og deretter følger en bakre del 55, som bærer lagerflaten 102 med labyrinten 56, som tjener til å redusere trykkfallet langs utsiden av stempelet i legemet 1. Løpets 54 ytre sylindriske flate 57 har glide- og rotasjons-innpasning i legemet 1.

Løpet 54 har grupper av stråleåpninger (heretter kalt "dyser"). Disse er anordnet rundt omkretsen og åpningene går gjennom løpveggen. Gruppene kan anordnes på mange måter, men her er de eksempelvis anordnet i to sett, nemlig et bakre sett 58 og et fremre sett 59, idet disse gruppene i hvert sett har samme forhold til et respektivt diametralt plan 60,61. Det bakre sett 58 består av åtte grupper 62 av dyser, jevnt fordelt rundt omkretsen. Det fremre sett består også av åtte grupper dyser 63, også disse jevnt fordelt rundt omkretsen, men forskjøvet i omkretsretningen 22,5° i forhold til gruppene 62. Hver av gruppene 62,63 er i utførelses-eksempelet i virkeligheten et dysepar.

Et slikt dysepar 62 skal nå beskrives nærmere under henvisning til fig. 5 og 6. Dyseparet innbefatter en første sylindrisk dyse 70 med en akse 71 og en andre sylindrisk dyse 72 med en akse 73. Aksene 71 og 73 konvergerer og er slik orientert at de er nærmest hverandre i et område 74 i fig. 5, som ligger på eller like utenfor den ytre sylindriske overflaten 57 til stempelet. Dette området 74 skal her kalles for blandeområdet. De to dysene munner ut i en utsparing 75 som er maskinert ut i flaten 57. Utsparingen har form av en del av en sylinder, med en plan endevegg 76, hvor dysen 72 munner, og en sylindrisk vegg 77 hvor dysen 70 munner. Blandeområdet 74 innbefatter rommet i utsparingen 75.

Dysen 70 er boret gjennom stempel veggen i en slik vinkel at den ved sin innløpsende er tangensiell til boringen 52 i stempelløpet 54, som antydet ved 80 i fig. 6. Et lengdeplan 83, som innbefatter aksen 71, vil derfor være ortogonalt på et i lengderetningen forløpende diametralplan 84 for løpet 54, hvilket plan inneholder stempelaksel Y, fig- 3, og krysser boringen 82 i punktet 80. Med andre ord, vinkel Q, fig. 6, er 90°. Planet 83 krysses av et annet lengdeplan 85 som inneholder aksen 73 til den andre dysen 72. Vinkelen R mellom planene 83 og 85 er 90° 1 utførelseseksempelet, men kan ha en verdi innenfor området 40-90°.

I det bakre sett av dyser 58 ligger samtlige dyseakser 71,73 i diametralplanet 60. Dette er imidlertid ikke absolutt nødvendig. I utførelseseksempelet er det slett ikke tilfelle for det fremre dysesett 59, hvor aksene til hver av de første dyser 90 er slik forskjøvet at de er skråstilt i forhold til aksene for de tilhørende andre dyser 72, idet de sistnevnte er anordnet på samme måte som i det bakre dysesett 58. I hvert dysepar 63 i det fremre sett av dyser er således aksen 91 til dysen 90 forskjøvet med en vinkel S, fig. 7, relativt diametralplanet 61 som krysser blandeområdet 74 og som, i dette utførelseseksempel, også inneholder aksen til den andre dysen 72. Vinkelen S er 45°, men kan ha en annen verdi. Aksene til de andre dyser 62 kan også være forskjøvet slik at dysene vil være rettet noe forover, idet den relevante vinkel P (fig. 4) ligger i området 10-90° mellom aksene til dysen 72 og boringen 82.

Når trykkvann føres inn gjennom den bakre enden av stempelet 50 vil stempelet presses ut gjennom dysene 70,72,90. De første dyser 70 og 90 er slik orientert at vannstrålene fra dem vil rotasjonspåvirke stempelet om stempelaksen Y. Rotasjonsretningen er antydet med X i fig. 6. Man vil forstå at når rotasjon skjer, vil vann i løpet 54 ha en tendens til å virvle i en slik retning at det presses tangensielt inn i dysene 70 og 90.

I tillegg vil noe av vannet gå ut gjennom de andre dyser 72, om enn i mindre mengde enn det som går ut gjennom de første dyser. Strålene fra de første og andre dyser i hvert par vil slå mot hverandre i blandeområdet 74, hvorved det tilveie-bringes en vesentlig forstøving av vannet.

Fig. 8 viser en typisk anvendelse i forbindelse med brannslukking, hvor vannet fra sprøytekanonen ifølge oppfinnelsen benyttes som et skjold. I fig. 8 er selve brannen antydet ved 32 og vannet fra sprøytekanonen er antydet med 47. En skjerm

30 er tredd på røret 1 for å beskytte brannmannen mot vannet. Fig. 9-11 viser typiske anvendelser av en modifisert utfør-else av sprøytekanonen, som er beskrevet nærmere nedenfor under henvisning til fig. 12 og som har et hulbor 15 på den fremre enden. Fig. 9 viser hvordan sprøytekanonen kan benyttes for å slukke en brann i det øvre rom 20 i en bygning, under utnyttelse av en forlengelse 21 ned til en brannbil eller en hydrant 22. I dette utførelseseksempelet er et hull 46 på forhånd fremstilt ved hjelp av boret 15, over det antydede vindu 23. Fig. 10 viser sprøytekanonen i fig. 12 benyttet for slukking av en brann i et loft 24, idet man først har boret seg gjennom taket 25 fra det underliggende rom. Fig. 11 viser et hotellrom 26, som man kan komme inn til gjennom en smal passasje 27 via en dør 28 fra en korridor 29. I dette tilfelle er boret 15 benyttet til å bore seg gjennom døren 28, og sprøytekanonen er tilknyttet en slange 45 via et rør 1' med samme diameter som sprøytekanonens legeme 1. Stempelsprøytehodet 3 kan således plasseres midt i rommet 26, for så jevn fordeling av vannet som mulig. Fig. 12 viser en sprøytekanon hvor den bakre enden til legemet 1 er forsynt med en kopling 2 som på ikke nærmere vist måte er utformet for tilknytning til en brannslange, slik at derved trykkvann kan føres inn i det rørf ormede legeme 1. Legemet 1 har et bærehåndtak 49. Boringen i legemet 1 er glatt frem mot den fremre ende, hvor det er anordnet et hult sylindrisk sprøytehode 3, i hovedsaken utformet som det foran beskrevne sprøytehode 50 (fig. 3-7) og utformet som et stempel som i fig. 2. Om nødvendig kan det i den fremre enden av hodet 3 være ytterligere stråledyser 6.

Hodet eller stempelet 3 er koaksialt med legemet 1 og er fritt dreibart på en koaksial aksel 8. Denne aksel er i seg selv roterbart montert i lagre 9 og 10 koaksialt i legemet 1. Akselen 8 er hul og er åpen i begge ender. I den bakre enden er det en kopling 13 for tilknytning til et trykkvannsforråd. I den fremre enden er det en dyse 18, som rager litt ut fra legemets 1 fremre ende. Akselen 8 bærer en trykkblokk 12, med et ytterligere, ikke vist lager. Denne trykkblokk 12 ligger an mot stempelets 3 fremre ende. Koplingen 13, som bare er vist helt skjematisk, er av en type som egner seg for tilkopling av akselen 8 til en ikke vist drivanordning, for rotering av akselen 8.

Et hodestykke 14 er festet til den fremre enden av akselen 8. Dette hodestykke bærer et sylindrisk hulbor 15 hvis spiss er betegnet med 16. Hulboret er koaksialt med akselen 8 og strekker seg frem utover stråledysen 18. Hodestykket 14 kan innbefatte en stoppventil slik at vannet således kan tilføres dysen etter behov. Når vann tilføres går det fremover gjennom boret 15 som antydet med 48. En trykkfjær 19 er montert rundt akselen 8, mellom hodestykket 14 og trykkblokken 12. Denne fjær presser stempelet 3 til den med fullt opptrukne linjer viste stilling, i hvilken stempelet 3 ligger innenfor legemet 1 slik at stråledysene er beskyttet mot blokkering som skyldes fremmedstoffer.

I tilfelle av brann i et lukket rom, eksempelvis et rom i en trebygning, kan hulborspissen 16 settes an mot en vegg i fra utsiden. Den nevnte drivanordning koples til akselen 8 ved hjelp av koplingen 13. Man kan her eksempelvis bruke en vanlig elektrisk drill. Akselen 8 roterer og boret 15 vil bore et hull i veggen, med en diameter i hovedsaken svarende til den til det sylindriske legeme 1. Boret kan kjøles ved hjelp av vann som føres inn gjennom dysen 18. Så snart hullet i veggen er ferdigboret, vil vannet som tilføres benyttes for slukking av brannen inne i rommet.

Sprøytekanonens legeme 1 føres nå helt inn gjennom hullet hvor det settes på fullt vanntrykk på den bakre enden av sylinderen 1. Derved presses stempelet 3 forover og ut, til den stilling som er vist med stiplede linjer og betegnet med 3'. Løpet 4 rager da frem og ut av sylinderen 1, med frilagte stråledyser, på samme måte som i fig. 2.

Stråledysene er anordnet slik at de bevirker en rotasjon av stempelet 3 om akselen 8. I rommet vil vannet derved fordeles i nær sagt alle retninger, slik det er antydet med de brutte linjer ved 47. I tillegg er dysene anordnet slik at vannet i det minste er delvist forstøvet. Legemet 1 kan føres så langt inn i rommet som ønskelig, eksempelvis ved å sette til egnde forlengelser til koplingen 2 og fjerne håndtaket 49.

Fordi det hull som er boret i veggen har i hovedsaken samme diameter som. røret 1, unngår man inntrekking av vesentlige luftmengder gjennom hullet og inn i rommet.

Bruken av boret 15 er naturligvis ingen betingelse da man selvsagt kan benytte sprøytekanonen i situasjoner hvor det ikke er nødvendig å bore seg gjennom en bygningsdel såsom eksempelvis en vegg. Hodestykket 14 kan da benyttes uten bor.

Oppfinnelsen kan benyttes i mange tilfeller hvor man ønsker levering av en fin vanndusj i en hovedsakelig spredning, eksempelvis i alt vesentlig rundt sprøytehodet som det er antydet med 47 i fig. 1 og 5. Bruken er ikke begrenset til brannslukking: den kan også benyttes i prosesser. Væsken som sprøytes ut behøver ikke være vann. Dersom varmt vann som trenger kjøling føres ut gjennom hodet, vil vannet raskt avkjøles og kan så samles opp. Sprøytehodet kan lett til-passes for levering av vann til et dampkjøletårn eller et lignende anlegg, idet vanndusjen da raskt vil absorbere varme fra dampen som vannet sprøytes ut i.

Claims (9)

1. Sprøyteinnretning innbefattende et hult, i hovedsaken sylindrisk legeme (1) med en oppstrømsende (112) beregnet for tilknytning til en høytrykks-vaeskekilde og en nedstrømsende (118) som er åpen og forsynt med monteringsmidler (114,116, 104) og et sprøytehode (50) for omdannelse av høytrykksvæske til en omgivende forstøvet sprøytetåke rundt hodet, hvilket hode innbefatter et hult sylindrisk skall med en løpdel (54) med sirkulært tverrsnitt, og hvilke monteringsmidler holder hodet (50) for rotasjon om dets lengdeakse, idet hodet (50) og det hule legeme (1) har samvirkende lagerflater (102,108) som avtetter hodet mot det hule legeme og samtidig tillater rotasjon av hodet om lengdeaksen, hvilket hode (50) videre innbefatter midler (52) som i hovedsaken lukker skallet foran løpdelen og har en oppstrømsende (122) som er åpen for å motta høytrykksvæske fra det hule legeme (1), og hvilken løpdel (54) har et antall stråleåpninger (70) i veggen og anordnet rundt omkretsen, idet aksene til stråleåpningene er orientert i en bestemt omkretsretning for derved å rette en stråle av væsken i den nevnte omkretsretning og fremme rotasjon av hodet (50) om dets akse, karakterisert ved at løpdelen (54) har et antall grupper av stråleåpninger i veggen og anordnet rundt omkretsen, idet hver gruppe innbefatter en omkretsorientert åpning (70) som nevnt og en andre åpning (72), og de to åpninger (70,72) i hver gruppe har sine akser nærmest hverandre i et blandeområde (74) nær hodets (50) ytre sylindriske overflate (57).

2. Sprøyteinnreting ifølge krav 1, karakterisert ved at åpningene (70,72) i hver gruppe er anordnet for gjennomslipping av væske i ulike strømningsmengder.

3. Sprøyteinnretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at åpningsgruppene er anordnet som et antall sett (58,59), idet hvert sett består av et antall grupper fordelt rundt omkretsen til hodets (50) løpdel (54), med gruppene (62) av stråleåpninger i et sett (58) omkrets-forskjøvet i forhold til gruppene (63) i det neste, hosligg-ende sett (59).

4. Sprøyteinnretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at i det minste en av de nevnte åpningsgrupper innbefatter åpninger (70,72) hvis akser (71, 73) er skråstilt i forhold til hverandre.

5. Sprøyteinnretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den nevnte sylindriske overflate (57) har et antall utsparinger (75), en utsparing for hver åpningsgruppe, idet åpningene (70,72) i hver gruppe munner ut i de respektive utsparinger (75) slik at derved en utsparing utgjør i det minste en del av det tilhørende blandeområde (74).

6. Sprøyteinnretning ifølge krav 5, karakterisert ved at i det minste en av de nevnte åpningsgrupper innbefatter i det minste en åpning (90) hvis akse (91) er skråstilt i forhold til et diametralplan (61) som krysser den tilordnede utsparing (75).

7. Sprøyteinnretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omkretsorienterte åpning (70) i hver gruppe har sin akse (71) i hovedsaken tangensialt på boringen i løpdelen (54).

8. Sprøyteinnretning ifølge krav 7, karakterisert ved at aksen (73) til den andre åpning (72) ligger i et andre aksialplan (85), idet vinkelen (R) mellom aksen til den første åpning (70) og det andre aksialplan (85) ligger i området 40° til 90°.

9. Sprøyteinnretning ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at aksen (73) til den andre åpning (72) danner en vinkel (P) med boringen (82) i løpdelen (54), fortrinnsvis i området 10" til 90°.