WO2009153532A1 - Tete d'aspersion - Google Patents

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WO2009153532A1
WO2009153532A1 PCT/FR2009/051177 FR2009051177W WO2009153532A1 WO 2009153532 A1 WO2009153532 A1 WO 2009153532A1 FR 2009051177 W FR2009051177 W FR 2009051177W WO 2009153532 A1 WO2009153532 A1 WO 2009153532A1
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WO
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spray head
tip
pressure
pipe
transfer channel
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/051177
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English (en)
Inventor
Eric Issartel
Original Assignee
Eric Issartel
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Publication date
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Priority to AU2009261801A priority patent/AU2009261801A1/en
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Priority to CA2728627A priority patent/CA2728627A1/fr
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/08—Control of fire-fighting equipment comprising an outlet device containing a sensor, or itself being the sensor, i.e. self-contained sprinklers
    • A62C37/10—Releasing means, e.g. electrically released
    • A62C37/11—Releasing means, e.g. electrically released heat-sensitive
    • A62C37/14—Releasing means, e.g. electrically released heat-sensitive with frangible vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/58—Pipe-line systems
    • A62C35/62—Pipe-line systems dry, i.e. empty of extinguishing material when not in use
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/58—Pipe-line systems
    • A62C35/68—Details, e.g. of pipes or valve systems

Definitions

  • the invention relates to a sprinkler head, in particular for the diffusion of an extinguishing agent intended to fight against a fire or to prevent a fire, a fire protection device comprising such a sprinkler head, a method of controlling the fire, supplying, with an extinguishing agent, a pipe comprising such a sprinkler head and a method of opening a set of sprinkler heads of a fire protection device.
  • sprinkler installations comprise a network of pipes, generally installed on the ceiling, in which sprinkler heads are inserted.
  • These sprinkler heads comprise a heat-sensitive shutter, usually a fuse capable of melting in case of temperature rise or a bulb capable of bursting in the same situation.
  • the pipes contain an extinguishing agent under pressure, for example water, foam or gas, and the shutter of a sprinkler head prevents any release of extinguishing agent.
  • the fuse blows or the bulb bursts, which allows an immediate sprinkling of extinguishing agent near the source of heat.
  • the sprinkler heads close to the heat source open.
  • the extinguishing agent be immediately diffused over the entire area. zoned.
  • a protection device comprising a detection network, called “pilot network”, able to detect a fire at any point in the area, and a sprinkler system, said “Deluge system”, comprising a set of permanently open sprinklers spread over the entire area to be protected.
  • the sprinkler system is therefore at atmospheric pressure and contains no extinguishing agent. It is also said that he is "dry”.
  • the detection network operates conventionally in the manner of a sprinkler installation as described above:
  • a pipe network is kept under pressure and comprises a set of sprinkler heads, each head being provided with a sensitive shutter. in the heat.
  • the rupture or fusion of a shutter causes a depressurization of the pipe network, which itself leads to an activation of the sprinkler system.
  • the entire sprinkler system is fed with extinguishing agent, for example by opening a valve called “deluge valve” and / or by starting a feed pump.
  • extinguishing agent can then be dispersed immediately over the entire area.
  • a protection device of this type is bulky, expensive and requires regular maintenance, in particular to prevent leakage, sludging or corrosion of the detection network, or to unclog the sprinkler system, in particular following the nesting of some animals in the open sprinklers.
  • the detection network may comprise a set of electronic sensors. Such sensors, however, are expensive to install and maintain, especially in areas where any sparking is prohibited.
  • An object of the invention is to solve, at least partially, one or more of the aforementioned problems.
  • the invention proposes a spray head, in particular for the diffusion of an extinguishing agent, comprising:
  • the tip is thus held in position on the body in the closed position and can be moved, relative to the body, under the effect of the opening force, so as to clear the transfer channel.
  • the spray head comprises means for holding the tip on the body which, by the simple application of the opening force, can be deactivated, even in the absence of fire.
  • the spraying head can therefore be opened by the exercise of the only opening force on the nozzle, which makes it possible to diffuse an extinguishing agent in places where no abnormal increase in temperature has been detected by applying simply said opening force.
  • the opening force is less than 1500 N, preferably less than 900 N, preferably less than 300 N, preferably less than 150 N, preferably less than 90 N, preferably less than 60 N, preferably less than 30 N, even less than 15 N, or even less than 3 N or 1 N.
  • the opening force is between 15 N and 80 N.
  • the "opening force” can result in particular from a pressure difference between the pressure in the transfer channel, called “internal pressure", and the pressure room. This pressure difference is referred to hereinafter as “differential opening pressure”.
  • the opening differential pressure is less than 50 bar, preferably less than 30 bar, preferably less than 10 bar, preferably less than 5 bar, preferably less than 3 bar, preferably less than 2 bar, preferably less than 1 bar, or even less than 0.5 bar, or even less than 0.1 bar.
  • the opening differential pressure is between 1 bar and 7 bar, or even between 1.5 bar and 6 bar.
  • the spray head is intended to be inserted into a pipe, the shutter insulating from the outside the transfer channel (itself in communication with the interior of the pipeline). In the standby situation, the tip thus protects the pipe from the outside and prevent nesting in this pipe.
  • the tip comprises a base traversed by an outlet channel and a shutter held on the base so as to close said outlet channel.
  • All the holding systems conventionally used can be envisaged, and in particular the systems ensuring a rigid fixation of the shutter on the base, for example staples.
  • the tip In case of fire, it is sufficient to exert on the tip an opening force tending to detach from the body, and in particular, for example, to increase the pressure in the pipe to open the spray head, for example by feeding it with extinguishing agent under pressure.
  • the pipe can be maintained in depression. It may then be sufficient to increase its internal pressure, for example up to ambient pressure or beyond, to open the spray head.
  • the opening of the spray head results from the balancing between the internal pressure and the ambient pressure, the opening force being for example constituted by the weight of the nozzle.
  • the means for generating the opening force are not limited and may comprise, in particular, forces resulting from a differential pressure between the internal pressure and the ambient pressure, gravity forces, in particular the weight of the nozzle, forces exerted by elastic means, for example by a compressed spring, forces exerted by electromagnetic means or any combination of these means.
  • a spray head according to the invention must allow a hold in the "closed” position, in particular for a standby situation, and, following the appearance of an opening force, a transition to a so-called “open” position. wherein the tip has at least partially cleared the transfer channel.
  • the opening force thus corresponds to an action exerted on the tip and leading to a substantial clearance of the transfer channel by this tip.
  • the tip and the body are shaped so that the passage from the closed position to the open position does not substantially damage the tip, and in particular the portion of the tip in contact with the body in the position closed.
  • the generation of an opening force does not require electrical energy, at least near the spray head.
  • the mechanical opening of the spray head is therefore simple, fast and preferably does not require any electrical energy. It is also very reliable.
  • the opening force is preferably substantially axial.
  • a suction head according to the invention also advantageously makes it possible to maintain a pressure difference between the inside and the outside of the pipe, where it is inserted, which can be particularly useful for detecting a beginning of fire.
  • the spray head may comprise:
  • an outlet channel comprising an inlet in fluid communication with the transfer channel, and an outlet opening towards the outside, and
  • heat sensitive is meant that the shutter is able to clear the output channel under the effect of an increase in temperature or when exceeding a certain threshold temperature. This release of the output channel is conventionally called “activation” of the shutter. Activation of a shutter in the form of a fuse or bulb, for example, is its fusion or break.
  • the tip can be released under the effect of said opening force, axial or otherwise, without an activation of the shutter, for example a rupture, bursting or melting of the shutter, be necessary.
  • the shutter can be held on the tip, for example rigidly fixed on the tip, and therefore follow the tip when the latter releases the transfer channel.
  • the outlet channel may in particular be formed in the mouthpiece.
  • a pressure difference between the inside and the outside of the pipe can thus be maintained, in a standby situation, due to the closure of the transfer channel by the nozzle and the closing of the outlet channel by the 'shutter.
  • This pressure difference is changed in case of fire, when the shutter releases from the output channel.
  • This variation in pressure can advantageously serve as a detection signal of a beginning of fire.
  • the spray head can thus perform both an extinguishing agent sprinkling function and a fire detection function.
  • the shutter may in particular comprise a bulb capable of breaking under the effect of an increase in temperature, or a fuse capable of melting under the same conditions.
  • the shutters conventionally used for sprinkler heads can be used.
  • the shutter can close the output channel tightly or by allowing a leakage flow between the shutter and the output channel.
  • manufacturing tolerances can be reduced.
  • the spraying head is to serve as a fire detection means, as explained above, it will be necessary to provide means for maintaining a pressure difference between the inside and outside of the pipe in a situation of fire. Eve.
  • the leak rate should however be limited.
  • the passage between the shutter and its seat, through which the leak occurs should be less than 5%, less than 1%, or even less than 0.5% or less than 0.1% of the opening of the outlet channel at the seat of the shutter.
  • the tip can seal the transfer channel.
  • a leakage flow can be admitted between the body and the mouthpiece. It is considered that, preferably, the passage between the body and the tip should be less than 5%, less than 1%, or even less than 0.5% or less than 0.1% of the opening of the transfer channel. closed by the mouthpiece.
  • the spray head may comprise means for retaining the nozzle in a closed position of the transfer channel, and in particular:
  • clipping means and / or - at least one link; and or
  • Elastic means including spring means adapted to push the tip against the body or elastic materials, in particular to form the parts of the tip and / or the body penetrating one into the other; and or
  • the magnetic means may for example comprise one or more magnets fixed or incorporated in the tip or in the body and adapted to cooperate with a magnetic material of the body or the tip, respectively.
  • the friction means may in particular be obtained by complementarity of form between the tip and the body.
  • the tip may comprise one or more pins coming to be housed in force in housing complementary shape of the body.
  • the friction means may also result from the insertion of a neck of the mouthpiece inside the body transfer channel.
  • An adhesive may also be disposed between the tip and the body.
  • These retaining means can be combined. They are chosen and, when they are adjustable, possibly adjusted according to the opening force or the desired opening differential pressure.
  • these means must be chosen or adapted to maintain the nozzle in the closed position in the absence of fire and in the absence of the opening force, and to allow its release from the transfer channel under the effect of the only force of opening.
  • the tip can be fixed to the body by means of a hinge, preferably arranged so that in case of opening, the tip can pivot to the "open" position, and preferably be maintained in this position, especially by gravity.
  • the spray head may also be provided with elastic return means tending to return the nozzle to the closed position.
  • elastic return means tending to return the nozzle to the closed position.
  • the body comprises fixing means of the type conventionally used for fixing a sprinkler head on a pipe of a fire protection device.
  • the body thus comprises a stirrup or a thread.
  • this thread corresponds to that conventionally used to fix the sprinkler heads.
  • the threading may comply with the NPT ("American National Tap Threads") standard, for example between NPT l / 2in and NTP lin.
  • the invention relates to a sprinkler type sprinkler head, conventionally comprising:
  • a tip closing said transfer channel and traversed by an outlet channel in fluid communication with the transfer channel and closed by a heat-sensitive shutter, the nozzle being able to be disengaged from the transfer channel, in particular by the exercise of a force of substantially axial opening.
  • the tip and the body are not monobloc, but constitute two parts that can be separated or even separated from each other, especially thanks to an increase in the pressure in the transfer channel.
  • the tip can clear the transfer channel without being damaged and without a specific tool.
  • the invention also relates to a protection device between the fire comprising:
  • At least one spray head according to the invention inserted into said pipe so that the transfer channel of said spray head is in fluid communication with the interior of said pipe.
  • the pipe comprises at least one pipe shutter, integral with said sprinkler head or not, isolating from the outside the internal volume of the pipe.
  • the pipe belongs to a pipe network comprising a plurality of pipe shutters, preferably identical and, more preferably, evenly distributed over the entire surface covered by said pipeline network.
  • the pipe shutter is preferably shaped so as to put in fluid communication the inside and the outside of the pipe when the temperature surrounding this shutter exceeds a threshold temperature.
  • the pipe shutter may in particular be a shutter of a spray head, arranged to close, in the standby situation, an outlet channel of the spray head, as described above.
  • the internal pressure inside the pipe is preferably different from the ambient pressure, generally the atmospheric pressure. The communication of the interior of the pipe with the outside thus leads to a modification of the internal pressure. This variation in internal pressure can be detected and be associated with the presence of a fire center. Therefore, preferably, a fire protection device according to the invention comprises means for detecting a change in the internal pressure prevailing inside the pipe.
  • a fire protection device also comprises means for raising the pressure upstream of the nozzle of the spray head so as to cause a differential pressure of opening and the release of the channel transfer by the tip.
  • the internal pressure is lower than the ambient pressure and is used, only, to keep the nozzle in the closed position, the release, or "opening", of any shutter, for example the rupture a shutter bulb, enough to cause a differential opening pressure.
  • the internal pressure is maintained higher than the ambient pressure in the standby situation.
  • the difference between the pressure inside the pipe and the ambient pressure must then be less than the opening differential pressure.
  • the internal pressure is increased, beyond the initial pressure in the standby situation, to a value allowing a clearance the nozzle and, more generally, all the tips of the sprinkler heads of the pipe, and in particular tips still provided with their shutter.
  • the protective device according to the invention can therefore be advantageously used to renovate existing installations in which, in a standby situation, the pipe must be kept under overpressure. It suffices to replace the sprinkler heads with sprinkler heads according to the invention and to adapt the control members to be able to remove the detection means in place (pipe network or electronic means).
  • the fire protection device comprises detection means able to detect an evolution of the pressure. internal inside the pipe and control means capable of ordering an injection of an extinguishing agent in the pipe in case of variation of this internal pressure, and in particular in case of increase of this internal pressure.
  • the internal pressure is maintained higher or, preferably, lower than the ambient pressure and the detection means are able to detect an opening of a shutter.
  • the spraying head comprises means for compensating, in a standby situation, leaks tending to modify the pressure difference between the internal pressure inside the pipe and the ambient pressure.
  • the control means control, in the event of detection of a variation of the internal pressure likely to correspond to the presence of a fire, an opening of a valve deluge insulation, in situation of standby, the pipe and a source of extinguishing agent and / or the start of a feed pump for injecting into the pipe said extinguishing agent.
  • the source of extinguishing agent is at a pressure sufficient to cause, after opening of said deluge valve, an injection of extinguishing agent into the pipe without the use of a feed pump.
  • the pressure of the extinguishing agent injected is sufficient to generate a differential opening pressure at the level of the sprinkler head (s) inserted into the pipe.
  • the pressure of the extinguishing agent leads into a substantially simultaneous opening of all the sprinkler heads, and thus to a diffusion of the extinguishing agent over the entire area covered by these sprinkler heads.
  • the fire protection device comprises a source of extinguishing agent, preferably at a pressure sufficient to create a differential opening pressure at the level of the spray head.
  • the fire protection device may also include means for injecting the extinguishing agent into the pipe at a pressure sufficient to create a differential opening pressure at the spray head, and in particular a valve deluge and / or a feed pump.
  • the invention also relates to an installation, and in particular a room, a warehouse, or a storage tank, comprising a protective device according to the invention. This installation can in particular be a refinery or a hydrocarbon storage site.
  • the invention also relates to a method for controlling the supply, with an extinguishing agent, of a pipe in which at least one spray head according to the invention is inserted, a method according to which said feed is initiated in the event of detection.
  • an abnormal evolution of the internal pressure in the pipe in particular in case of abnormal increase of the internal pressure, and in particular in case of increase of the internal pressure up to the ambient pressure.
  • the control method can in particular be applied for the opening of a deluge valve insulating the pipe of a source of extinguishing agent or for starting a pump supplying the pipeline with extinguishing agent .
  • the invention finally relates to a method of opening a set of sprinkler heads of a fire protection device according to the invention, according to which a differential opening pressure is generated in said pipe, of preferably with the extinguishing agent, in case of detection of a fire.
  • opening force is meant a force exerted on the nozzle such that it causes a clearance, at least partially, preferably complete, the transfer channel by displacement of the tip.
  • differential pressure of opening is meant a pressure difference between the pressure upstream of the nozzle, that is to say in the transfer channel, and the ambient pressure, that is to say on the side of the tip opposite the transfer channel, able to create an opening force.
  • This difference can be positive, zero, for example if the weight of the nozzle is sufficient to open the spray head, or negative, provided that its establishment leads to a sufficient opening force to open the spray head.
  • FIG. 2 and 3 show schematically a median longitudinal section of a body and a tip of a spray head according to the invention, respectively;
  • FIG. 4 and 5 show the sprinkler head of Figure Ic at the time of rupture of the shutter and at the moment of detachment of the tip, respectively; and - Figure 6 schematically shows a fire protection device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a spray head 10 assembled to a pipe 12 of a fire protection device.
  • the spraying head 10, of axis X comprises a body 14 and a tip 16.
  • the body 14 comprises an outer portion 18, substantially cylindrical with an axis X, extended by a neck 20, also cylindrical with an axis X and having a smaller diameter than the outer portion 18.
  • the neck 20 externally has a thread 22 for attachment to a complementary thread of the pipe 12.
  • the body 14 is traversed, along the axis X, by a transfer channel 30, substantially rectilinear opening on the upstream face 32 of the body 14 through an inlet opening 34 and, on the downstream face 36, by an opening of output 38.
  • the transfer channel 30 has a cylindrical portion 40 extending from the inlet opening 34, and extended by a frustoconical portion 41 extending to the outlet opening 38.
  • the nozzle 16 comprises a nozzle 42 consisting of a base 43 extended by clips 44, and a shutter 46.
  • the base 43 is crossed by an outlet channel 48 which, by the closed position shown in Figure 1, is closed by the shutter 46.
  • the clips 44 hold the shutter 46 in this position.
  • the output channel 48 substantially rectilinear with axis X, opens on the upstream face 49 of the base 43 via an inlet 50 and on the downstream face 52 of the base 43 via an outlet 54.
  • the shutter 46 is supported, preferably substantially sealed, on the edge
  • the base 43 comprises, coaxially, a first base cylindrical portion 56, a frustoconical base portion 58 and a second base cylindrical portion 60.
  • the first base cylindrical portion 56 and the frustoconical portion base 58 have complementary shapes to the cylindrical 40 and frustoconical portions 41 of the transfer channel 30, so that, in the closed position shown in FIG. 1, the first cylindrical base portion 56 and the frustoconical base portion 58 can be inserted in the transfer channel 30 bearing, substantially over their entire surface, with the cylindrical portion 40 and the frustoconical portion 41 of the transfer channel 30, respectively.
  • An annular surface 62 extending substantially radially, provides the transition between the frustoconical base portion 58 and the second base cylindrical portion 60 of the tip 16.
  • the tip 16 is shown in Figure 1 in a closed position in which it closes the transfer channel 30.
  • the annular surface 62 is then in contact with the downstream face 36 of the body 14, extending itself substantially radially.
  • the 56 of the tip 16 is a sealed contact, that is to say not allowing, in the closed position, a passage of fluid, including gas, between the outside and the transfer channel
  • the shutter 46 has the shape of a substantially cylindrical bulb of axis X capable of breaking when it is brought to a temperature above a predetermined threshold temperature, for example greater than or equal to 50 0 C and less than 345 ° C, or even lower than 80 ° C. In standby ( Figure 1), the shutter is held by the clips 44 in a position in which it closes the outlet channel 48.
  • the staples 44 whose number may be for example between 3 and 10, provide passages between them allowing the evacuation of extinguishing agent leaving the outlet channel 48 through the outlet 54.
  • the tip 16 In the closed position shown in Figure 1 , the tip 16 can be held in position on the body 14 by friction, for example because the insertion of the first cylindrical base portion 56 of the tip 16 in the cylindrical portion 40 of the body 14 requires forcing.
  • the holding in position can also be ensured, for example, by magnets 70 incorporated in the body 14 and cooperating with a mass, for example ferrous, of the base 43 of the tip 16.
  • the end piece 16 could also be retained by links 72 able to break under the effect of an opening force, for example resulting from a differential opening pressure.
  • the holding in position of the tip 16 may also result from an internal pressure P int within the transfer channel 30 less than the external pressure P atm .
  • this difference in pressure alone is sufficient to keep the spray head closed.
  • the spray head is mounted base down so that the weight of the latter is sufficient to make it fall when the internal pressure equals the ambient pressure.
  • the spray head 10 may be used as part of a fire protection device 100.
  • the device 100 shown in FIG. 6 comprises a pipe network 110 fixed for example on the ceiling of a building to protect.
  • the pipe network 110 comprises a main pipe 111 on which are connected secondary pipes 112 provided with spray heads 10 such as that just described.
  • the shape of the pipe network 110 and the arrangement of the spray heads 10 are determined so that the spray heads 10 are distributed substantially uniformly over the entire surface to be protected.
  • the upstream end of the main line 111 is connected to a source of extinguishing agent, for example a tank 114, via a feed pump 116 and / or a deluge valve 118.
  • the extinguishing agent may be a liquid, a powder, a foam, or a gas, for example.
  • a vacuum pump 120 may be provided to create or maintain a vacuum within the piping network 110 in the standby situation.
  • a sensor 122 is also provided to detect any changes in the pressure in the pipe network 110.
  • a control unit 124 may also be provided to control the vacuum pump 120 when the sensor 122 detects a progressive decrease in the pressure inside the pipe network 110, this pressure decrease corresponding to a leak, in particular to the interface between the tip 16 and the body 14 or at the support of the shutter 46 on the edge 55 of the outlet channel 48.
  • the control unit 124 can also, when the sensor 122 signifies a sudden decrease in the pressure inside the pipe network 110, control the opening of the deluge valve 118 and the start of the pump 116.
  • the pipe network 110 is kept dry in vacuum with respect to the environment by means of the vacuum pump 120.
  • the control unit 124 controls the vacuum pump according to the information received from the sensor 122 to maintain the depression in the pipe network 110 to a value determined, in particular to take into account leaks at the sprinkler heads, for example between the nozzle and the body of a spray head, or between the shutter and its seat, or leaks upstream, by example at the level of the deluge valve 118.
  • This regulation of the vacuum in the pipe network 110 advantageously allows to tolerate leakage rates, and thus limits the constraints to impose for the various components of the protection device.
  • This depression in the pipe network also makes it possible to press the tip 16 onto the body 14 of a spray head as shown in FIG.
  • additional restraining means for example magnets, clips or links, is not essential, which facilitates the manufacture of sprinkler heads and therefore limits their cost.
  • the tip 16 in position on the body 14 can also be improved by exploiting the forces of gravity, for example by arranging the tip in a position such that its weight contributes to pressing it against the body 14. For safety, it is however preferable that the weight of the tip contributes to its separation from the body 14, as in Figure Ic.
  • the tip 16 and / or the body 14 elastic materials so that, in the closed position, the body 14 maintains the tip 16 by elastic pressure resulting from the compression of these materials.
  • the tip 16 and / or the body 14 elastic materials so that, in the closed position, the body 14 maintains the tip 16 by elastic pressure resulting from the compression of these materials.
  • the spray head 10 is preferably arranged tip downwards, and preferably the shutter has a mass such that the depression inside the pipe network 110 can not maintain, or maintain a fragment against the output channel without the aid of the staples 44.
  • the shutter 46 is held in the closed position of the outlet channel 48 by the single depression prevailing in the pipe network 110. This mode realization, however, leads to difficulties of installation and it is therefore preferable that the means, such as the clips 44, are provided in order to keep the shutter 46 in the closed position, even in the absence of any depression in the pipe network 110.
  • the sudden increase in internal pressure will also be detected by the control unit 124, which will control the opening of the deluge valve 118 and the start of the feed pump 116.
  • the opening of the valve deluge 118 can also be obtained mechanically under the effect of the increase of the internal pressure, for example by activation of a pneumatic or hydraulic pilot. It may also result from the activation of a controlled solenoid valve system as a function of the pressure measured by the sensor 122.
  • a sprinkler head according to the invention makes it possible to manufacture fire protection devices that are particularly reliable and inexpensive to install and maintain.
  • a spray head according to the invention can not only participate in the detection of a fire, but also allow spraying even when the spray head has not undergone an increase in heat. It is therefore not necessary, as in the prior art to double the network of pipes or install a multitude of electronic sensors. In addition, in a standby situation, the network of pipes can remain dry, which avoids the risks of corrosion, sludging and obstruction.
  • the sprinkler heads can also operate without any power supply, which allows their implementation, in particular in ATEX type zones.
  • the pipe network remains closed, which in particular avoids any risk of obstruction by nesting animals.
  • the protective device could be overpressure, the pressure drop resulting from the rupture of a shutter serving as a detection signal of a fire.
  • a protection device is not necessarily configured to react in case of fire.
  • it can be configured to react as soon as an abnormal increase in temperature is detected, even in the absence of flames.
  • the device thus contributes to preventing a fire, and therefore to
  • the spray head may be a head designed for sprinkling drops of water or water streams.
  • the spray head can also be a head capable of projecting a water mist.
  • the current "micro sprinklers" can in particular be adapted to form sprinkler heads according to the invention.

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Abstract

La présente invention concerne une tête d'aspersion destinée à être montée sur une canalisation d'un dispositif de protection contre l'incendie, notamment pour la diffusion d'un agent extincteur, comportant : un corps (14) traversé par un canal de transfert (30); - un embout (16) comportant une base traversée par un canal de sortie, et un obturateur obturant ledit canal de sortie, l'embout (16) obturant, dans une position dite "fermée", le canal de transfert (30) et étant apte à dégager ledit canal de transfert (30) sous l'effet d'une force d'ouverture inférieure à 1500 N.

Description

Tête d'aspersion Domaine technique
L'invention concerne une tête d'aspersion, notamment pour la diffusion d'un agent extincteur destiné à lutter contre un incendie ou à prévenir un incendie, un dispositif de protection incendie comportant une telle tête d'aspersion, un procédé de commande de l'alimentation, avec un agent extincteur, d'une canalisation comportant une telle tête d'aspersion et un procédé de d'ouverture d'un ensemble de têtes d'aspersion d'un dispositif de protection contre l'incendie.
Etat de la technique
Classiquement, la protection automatique contre l'incendie, notamment dans les locaux, les entrepôts, les raffineries ou les réservoirs de stockage d'hydrocarbures, est assurée par des installations dites « sprinkleurs ». Ces installations comportent un réseau de canalisations, généralement installé au plafond, dans lesquelles sont insérées des têtes sprinkleurs. Ces têtes sprinkleurs comportent un obturateur sensible à la chaleur, généralement un fusible apte à fondre en cas d'élévation de la température ou une ampoule apte à éclater dans la même situation. Dans la situation de veille, c'est-à-dire en absence de détection d'incendie, les canalisations contiennent un agent extincteur sous pression, par exemple de l'eau, de la mousse ou un gaz, et l'obturateur d'une tête sprinkleurs empêche toute sortie d'agent extincteur. En cas d'augmentation anormale de la température, le fusible fond ou l'ampoule éclate, ce qui permet un arrosage immédiat d'agent extincteur à proximité de la source de chaleur. Ainsi, en cas d'incendie, seules les têtes sprinkleurs proches de la source de chaleur s'ouvrent.
Dans certaines zones sensibles, il est cependant souhaitable que, en cas de détection d'une augmentation anormale de la chaleur en un point particulier de la zone couverte par le réseau de canalisations, l'agent extincteur soit diffusé immédiatement sur l'ensemble de la zone. A cet effet, il est connu d'installer un dispositif de protection comportant un réseau de détection, dit « réseau pilote », apte à détecter un foyer d'incendie en un point quelconque de la zone, et un réseau d'aspersion, dit « réseau déluge », comprenant un ensemble de têtes d'aspersion ouvertes en permanence, réparties sur toute la zone à protéger. Le réseau d'aspersion est donc à la pression atmosphérique et ne contient pas d'agent extincteur. On dit également qu'il est « sec ». Le réseau de détection fonctionne classiquement à la manière d'une installation sprinkleurs telle que décrite ci-dessus : Généralement, un réseau de canalisations est maintenu sous pression et comporte un ensemble de têtes du type sprinkleurs, chaque tête étant pourvue d'un obturateur sensible à la chaleur. En cas d'incendie, la rupture ou la fusion d'un obturateur provoque une dépressurisation du réseau de canalisations, qui conduit elle-même à une activation du réseau d'aspersion.
Par cette activation, tout le réseau d'aspersion est alimenté, en agent extincteur, par exemple par ouverture d'une vanne dite « vanne déluge » et/ou par la mise en marche d'une pompe d'alimentation. L'agent extincteur peut alors être dispersé immédiatement sur toute la zone.
Un dispositif de protection de ce type est encombrant, coûteux et nécessite une maintenance régulière, notamment pour éviter les fuites, l'embouage ou la corrosion du réseau de détection, ou pour désobstruer le réseau d'aspersion, en particulier suite à la nidification de certains animaux dans les têtes d'aspersion ouvertes. Alternativement, le réseau de détection peut comporter un ensemble de capteurs électroniques. De tels capteurs sont cependant coûteux à installer et à entretenir, en particulier dans des zones où toute production d'étincelles est proscrite.
Un but de l'invention est de résoudre, au moins partiellement, un ou plusieurs des problèmes susmentionnés.
Résumé de l'invention
L'invention propose une tête d'aspersion, notamment pour la diffusion d'un agent extincteur, comportant :
- un corps traversé par un canal de transfert; - un embout obturant, dans une position dite « fermée », le canal de transfert et apte à dégager ledit canal de transfert sous l'effet d'une force exercée sur l'embout, dite "force d'ouverture".
L'embout est donc maintenu en position sur le corps dans la position fermée et peut être déplacé, par rapport au corps, sous l'effet de la force d'ouverture, de manière à dégager le canal de transfert.
La tête d'aspersion comporte des moyens de maintien de l'embout sur le corps qui, par la simple application de la force d'ouverture, peuvent être désactivés, même en l'absence d'incendie. La tête d'aspersion peut donc être ouverte par l'exercice de la seule force d'ouverture sur l'embout, ce qui permet de diffuser un agent extincteur à des endroits où aucune augmentation anormale de la température n'a été détectée en appliquant simplement ladite force d'ouverture. De préférence, la force d'ouverture est inférieure à 1500 N, de préférence inférieure à 900 N, de préférence inférieure à 300 N, de préférence inférieure à 150 N, de préférence inférieure à 90 N, de préférence inférieure à 60 N, de préférence inférieure à 30 N, voire inférieure à 15 N, ou même inférieure à 3 N ou à 1 N.
Typiquement, la force d'ouverture est comprise entre 15 N et 80 N. La "force d'ouverture" peut notamment résulter d'une différence de pression entre la pression dans le canal de transfert, dite « pression interne », et la pression ambiante. On appelle ci-après cette différence de pression « pression différentielle d'ouverture ». De préférence, la pression différentielle d'ouverture est inférieure à 50 bar, de préférence inférieure à 30 bar, de préférence inférieure à 10 bar, de préférence inférieure à 5 bar, de préférence inférieure à 3 bar, de préférence inférieure à 2 bar, de préférence inférieure à 1 bar, voire inférieure à 0,5 bar, ou même inférieure à 0,1 bar.
Typiquement, la pression différentielle d'ouverture est comprise entre 1 bar et 7 bar, voire entre 1 ,5 bar et 6 bar.
Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, la tête d'aspersion est destinée à être insérée dans une canalisation, l'obturateur isolant de l'extérieur le canal de transfert (lui-même en communication avec l'intérieur de la canalisation). Dans la situation de veille, l'embout permet donc de protéger la canalisation de l'extérieur et d'empêcher la nidification dans cette canalisation.
L'embout comporte une base traversée par un canal de sortie et un obturateur maintenu sur la base de manière à obturer ledit canal de sortie. Tous les systèmes de maintien classiquement utilisés peuvent être envisagés, et en particulier les systèmes assurant une fixation rigide de l'obturateur sur la base, par exemple des agrafes.
En cas d'incendie, il suffit d'exercer sur l'embout une force d'ouverture tendant à le détacher du corps, et en particulier, par exemple, d'augmenter la pression dans la canalisation pour ouvrir la tête d'aspersion, par exemple en l'alimentant avec de l'agent extincteur sous pression. Alternativement, la canalisation peut être maintenue en dépression. Il peut alors suffire d'augmenter sa pression interne, par exemple jusqu'à la pression ambiante ou au- delà, pour ouvrir la tête d'aspersion.
Dans un mode de réalisation particulier, l'ouverture de la tête d'aspersion résulte de l'équilibrage entre la pression interne et la pression ambiante, la force d'ouverture étant par exemple constituée par le poids de l'embout.
Les moyens pour générer la force d'ouverture ne sont pas limités et peuvent comprendre, en particulier, des forces résultant d'une pression différentielle entre la pression interne et la pression ambiante, des forces de gravité, notamment le poids de l'embout, des forces exercées par des moyens élastiques, par exemple par un ressort comprimé, des forces exercées par des moyens électromagnétiques ou toutes combinaisons de ces moyens.
Une tête d'aspersion selon l'invention doit autoriser un maintien dans la position "fermée", notamment pour une situation de veille, et, suite à l'apparition d'une force d'ouverture, une transition vers une position dite "ouverte" dans laquelle l'embout a dégagé, au moins partiellement, le canal de transfert. La force d'ouverture correspond ainsi à une action exercée sur l'embout et conduisant à un dégagement substantiel du canal de transfert par cet embout.
De préférence, l'embout et le corps sont conformés de manière que le passage de la position fermée à la position ouverte n'endommage pas substantiellement l'embout, et en particulier la partie de l'embout en contact avec le corps dans la position fermée.
De préférence, la génération d'une force d'ouverture ne nécessite pas d'énergie électrique, au moins à proximité de la tête d'aspersion.
L'ouverture mécanique de la tête d'aspersion est donc simple, rapide et, de préférence ne nécessite aucune énergie électrique. Elle est en outre très fiable.
Une augmentation de la force exercée sur l'embout au-delà de la force d'ouverture, c'est-à-dire au-delà de la force strictement nécessaire pour normalement conduire à l'ouverture de la tête d'aspersion, permet de pallier un éventuel blocage imprévu. Cette augmentation de la force exercée sur l'embout peut notamment résulter d'une augmentation de la pression différentielle au-delà de la pression différentielle d'ouverture, c'est-à-dire au-delà de la pression différentielle strictement nécessaire pour normalement conduire à l'ouverture de la tête d'aspersion. Enfin, l'augmentation de la pression dans la canalisation permet avantageusement d'ouvrir simultanément toutes les têtes d'aspersion qui y sont insérées.
La force d'ouverture est de préférence sensiblement axiale.
Dans la situation de veille, une tête d'aspiration selon l'invention permet également, avantageusement, de maintenir une différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la canalisation, où elle est insérée ce qui peut être notamment utile pour détecter un début d'incendie.
En particulier, la tête d'aspersion peut comporter :
- un canal de sortie comportant une entrée en communication de fluide avec le canal de transfert, et une sortie débouchant vers l'extérieur, et
- un obturateur sensible à la chaleur obturant ledit canal de sortie.
Par « sensible à la chaleur », on entend que l'obturateur est apte à dégager le canal de sortie sous l'effet d'une augmentation de température ou lors d'un dépassement d'une température de seuil déterminée. On appelle classiquement « activation » de l'obturateur ce dégagement du canal de sortie. L'activation d'un obturateur sous la forme d'un fusible ou d'une ampoule, par exemple, est sa fusion ou sa rupture.
Dans un mode de réalisation, l'embout peut être dégagé sous l'effet de ladite force d'ouverture, axiale ou non, sans qu'une activation de l'obturateur, par exemple une rupture, un éclatement ou une fusion de l'obturateur, soit nécessaire. En particulier, l'obturateur peut être maintenu sur l'embout, par exemple rigidement fixé sur l'embout, et donc suivre l'embout lorsque ce dernier dégage le canal de transfert.
Le canal de sortie peut en particulier être ménagé dans l'embout.
Une différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la canalisation peut ainsi être maintenue, en situation de veille, du fait de l'obturation du canal de transfert par l'embout et de l'obturation du canal de sortie par l'obturateur. Cette différence de pression est modifiée en cas d'incendie, lorsque l'obturateur dégage du canal de sortie. Cette variation de pression peut avantageusement servir de signal de détection d'un début d'incendie. Avantageusement, la tête d'aspersion peut ainsi exercer à la fois une fonction d'aspersion d'agent extincteur et une fonction de détection d'incendie. L'obturateur peut en particulier comporter une ampoule apte à se rompre sous l'effet d'une augmentation de la température, ou un fusible apte à fondre dans les mêmes conditions. Les obturateurs classiquement mis en œuvre pour les têtes sprinkleurs peuvent être utilisés. Dans la situation de veille, l'obturateur peut obturer le canal de sortie de manière étanche ou en autorisant un débit de fuite entre l'obturateur et le canal de sortie. Avantageusement, les tolérances de fabrication peuvent être réduites. Cependant, si la tête d'aspersion doit servir de moyen de détection d'incendie, comme expliqué ci-dessus, il conviendra de prévoir des moyens pour maintenir une différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la canalisation en situation de veille. Le débit de fuite devrait cependant être limité. De préférence, le passage entre l'obturateur et son siège, par lequel la fuite s'effectue, devrait être inférieur à 5%, inférieur à 1%, voire inférieur à 0,5% ou inférieur à 0,1% de l'ouverture du canal de sortie au niveau du siège de l'obturateur.
De même, l'embout peut fermer de manière étanche le canal de transfert. Cependant, dans la position fermée, un débit de fuite peut être admis entre le corps et l'embout. On considère que, de préférence, le passage entre le corps et l'embout devrait être inférieur à 5%, inférieur à 1%, voire inférieur à 0,5% ou inférieur à 0,1% de l'ouverture du canal de transfert obturée par l'embout.
Dans la situation de veille, l'embout doit demeurer en position fermée. A cet effet, un maintien en équilibre ou une dépression dans le canal de transfert peut suffire. Alternativement, ou en complément, la tête d'aspersion peut comporter des moyens de retenue de l'embout dans une position de fermeture du canal de transfert, et notamment :
- des moyens magnétiques; et/ou
- des moyens de clipsage; et/ou - au moins un lien; et/ou
- des moyens de friction; et/ou
- des moyens élastiques, notamment des moyens de ressort aptes à pousser l'embout contre le corps ou des matériaux élastiques, notamment pour constituer les parties de l'embout et/ou du corps pénétrant l'une dans l'autre; et/ou
- des moyens de collage. Les moyens magnétiques peuvent par exemple comporter un ou plusieurs aimants fixés ou incorporés dans l'embout ou dans le corps et aptes à coopérer avec un matériau magnétique du corps ou de l'embout, respectivement.
Les moyens de friction peuvent être notamment obtenus par complémentarité de forme entre l'embout et le corps. Par exemple, l'embout peut comporter un ou plusieurs pions venant se loger en force dans des logements de forme complémentaire du corps. Les moyens de friction peuvent également résulter de l'insertion d'un col de l'embout à l'intérieur du canal de transfert du corps.
Une colle peut également être disposée entre l'embout et le corps. Ces moyens de retenue peuvent être combinés. Ils sont choisis et, lorsqu'ils sont réglables, éventuellement réglés en fonction de la force d'ouverture ou de la pression différentielle d'ouverture désirées.
Quels que soient les moyens de maintien de l'embout sur le corps, ces moyens doivent être choisis ou adaptés pour maintenir l'embout en position fermée en l'absence d'incendie et en l'absence de la force d'ouverture, et pour autoriser son dégagement du canal de transfert sous l'effet de la seule force d'ouverture.
L'adaptation des moyens décrits ci-dessus à cet effet ne pose pas de difficulté particulière.
L'embout peut être fixé sur le corps par l'intermédiaire d'une charnière, de préférence disposée de manière qu'en cas d'ouverture, l'embout puisse pivoter vers la position "ouverte", et, de préférence, être maintenu dans cette position, notamment par gravité.
La tête d'aspersion peut également être pourvue de moyens de rappel élastique tendant à ramener l'embout vers la position fermée. Les opérations pour la mise en situation de veille en sont simplifiées.
De préférence, le corps comporte des moyens de fixation du type de ceux utilisés classiquement pour fixer une tête sprinkleur sur une canalisation d'un dispositif de protection incendie. De préférence, le corps comporte ainsi un étrier ou un filetage. De préférence, ce filetage correspond à celui classiquement utilisé pour fixer les têtes sprinkleurs. En particulier, le filetage peut être conforme à la norme NPT (« American National Tap Threads »), par exemple entre NPT l/2in et NTP lin. Dans un mode de réalisation préféré, l'invention concerne une tête d'aspersion du type "sprinkleur", comportant, classiquement :
- un corps traversé par un canal de transfert ;
- un embout obturant ledit canal de transfert et traversé par un canal de sortie en communication de fluide avec le canal de transfert et obturé par un obturateur sensible à la chaleur, l'embout pouvant être dégagé du canal de transfert, en particulier par l'exercice d'une force d'ouverture sensiblement axiale.
A la différence des têtes sprinkleurs selon la technique antérieure, l'embout et le corps ne sont donc pas monobloc, mais constituent deux pièces pouvant être écartées, voire séparées, l'une de l'autre, en particulier grâce à une augmentation de la pression dans le canal de transfert. De préférence, l'embout peut dégager du canal de transfert sans être endommagé et sans outil spécifique.
L'invention concerne également un dispositif de protection entre l'incendie comportant :
- une canalisation et
- au moins une tête d'aspersion selon l'invention, insérée dans ladite canalisation de manière que le canal de transfert de ladite tête d'aspersion soit en communication de fluide avec l'intérieur de ladite canalisation. Dans un mode de réalisation, la canalisation comporte au moins un obturateur de canalisation, solidaire de ladite tête d'aspersion ou non, isolant de l'extérieur le volume intérieur de la canalisation.
De préférence, la canalisation appartient à un réseau de canalisations comportant plusieurs obturateurs de canalisation, de préférence identiques et, de préférence encore, répartis de manière régulière sur toute la surface couverte par ledit réseau de canalisations.
L'obturateur de canalisation est de préférence conformé de manière à mettre en communication de fluide l'intérieur et l'extérieur de la canalisation lorsque la température environnant cet obturateur dépasse une température de seuil. L'obturateur de canalisation peut en particulier être un obturateur d'une tête d'aspersion, disposé de manière à obturer, dans la situation de veille, un canal de sortie de la tête d'aspersion, comme décrit précédemment. La pression interne, à l'intérieur de la canalisation est de préférence différente de la pression ambiante, généralement la pression atmosphérique. La mise en communication de l'intérieur de la canalisation avec l'extérieur conduit ainsi à une modification de la pression interne. Cette variation de pression interne peut être détectée et être associée à la présence d'un foyer d'incendie. C'est pourquoi, de préférence, un dispositif de protection contre l'incendie selon l'invention comporte des moyens de détection d'une évolution de la pression interne régnant à l'intérieur de la canalisation.
De préférence, un dispositif de protection contre l'incendie selon l'invention comporte encore des moyens pour élever la pression en amont de l'embout de la tête d'aspersion de manière à provoquer une pression différentielle d'ouverture et le dégagement du canal de transfert par l'embout.
Dans un mode de réalisation avantageux où la pression interne est inférieure à la pression ambiante et est utilisée, seule, pour maintenir l'embout dans la position fermée, le dégagement, ou "ouverture", d'un obturateur quelconque, par exemple la rupture d'une ampoule formant obturateur, suffit à provoquer une pression différentielle d'ouverture.
Dans un mode de réalisation, la pression interne est maintenue supérieure à la pression ambiante dans la situation de veille. La différence entre la pression à l'intérieur de la canalisation et la pression ambiante doit alors être inférieure à la pression différentielle d'ouverture. En cas de détection d'une situation anormale, notamment en cas de détection de la rupture d'un obturateur, la pression interne est augmentée, au-delà de la pression initiale dans la situation de veille, jusqu'à une valeur permettant un dégagement de l'embout et, plus généralement, de tous les embouts des têtes d'aspersion de la canalisation, et en particulier des embouts encore pourvus de leur obturateur. Le dispositif de protection selon l'invention peut donc être avantageusement utilisé afin de rénover des installations existantes dans lesquelles, en situation de veille, la canalisation doit être maintenue en surpression. Il suffit en effet d'y remplacer les têtes d'aspersion par des têtes d'aspersion selon l'invention et d'adapter les organes de commande pour pouvoir supprimer les moyens de détection en place (réseau de canalisations ou moyens électroniques).
Dans un mode de réalisation, le dispositif de protection contre l'incendie selon l'invention comporte des moyens de détection aptes à détecter une évolution de la pression interne à l'intérieur de la canalisation et des moyens de commande aptes à ordonner une injection d'un agent extincteur dans la canalisation en cas de variation de cette pression interne, et en particulier en cas d'augmentation de cette pression interne.
De préférence, en situation de veille, la pression interne est maintenue supérieure ou, de préférence, inférieure à la pression ambiante et les moyens de détection sont aptes à détecter une ouverture d'un obturateur.
Dans un mode de réalisation, la tête d'aspersion comporte des moyens pour compenser, en situation de veille, des fuites tendant à modifier la différence de pression entre la pression interne à l'intérieur de la canalisation et la pression ambiante. Dans un mode de réalisation, les moyens de commande commandent, en cas de détection d'une variation de la pression interne susceptible de correspondre à la présence d'un foyer d'incendie, une ouverture d'une vanne déluge isolant, en situation de veille, la canalisation et une source d'agent extincteur et/ou le démarrage d'une pompe d'alimentation permettant d'injecter dans la canalisation ledit agent extincteur. Dans un mode de réalisation, la source d'agent extincteur est à une pression suffisante pour provoquer, après ouverture de ladite vanne déluge, une injection d'agent extincteur dans la canalisation sans recours à une pompe d'alimentation.
De préférence, la pression de l'agent extincteur injecté est suffisante pour générer une pression différentielle d'ouverture au niveau de la ou des têtes d'aspersion insérée(s) dans la canalisation. Avantageusement, la pression de l'agent extincteur conduit dans une ouverture sensiblement simultanée de l'ensemble des têtes d'aspersion, et ainsi à une diffusion de l'agent extincteur sur toute la zone couverte par ces têtes d'aspersion.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de protection contre l'incendie selon l'invention comporte une source d'agent extincteur, de préférence à une pression suffisante pour créer une pression différentielle d'ouverture au niveau de la tête d'aspersion. Le dispositif de protection contre l'incendie peut également comporter des moyens d'injection de l'agent extincteur dans la canalisation à une pression suffisante pour créer une pression différentielle d'ouverture au niveau de la tête d'aspersion, et en particulier une vanne déluge et/ou une pompe d'alimentation. L'invention concerne également une installation, et en particulier un local, un entrepôt, ou un réservoir de stockage, comportant un dispositif de protection selon l'invention. Cette installation peut en particulier être une raffinerie ou un lieu de stockage d'hydrocarbures.
L'invention concerne également un procédé de commande de l'alimentation, avec un agent extincteur, d'une canalisation dans laquelle est insérée au moins une tête d'aspersion selon l'invention, procédé selon lequel on initie ladite alimentation en cas de détection d'une évolution anormale de la pression interne dans la canalisation, en particulier en cas d'augmentation anormale de la pression interne, et notamment en cas d'augmentation de la pression interne jusqu'à la pression ambiante. Le procédé de commande peut notamment être appliqué pour l'ouverture d'une vanne déluge isolant la canalisation d'une source d'agent extincteur ou pour la mise en marche d'une pompe d'alimentation de la canalisation avec de l'agent extincteur.
L'invention concerne enfin un procédé d'ouverture d'un ensemble de têtes d'aspersion d'un dispositif de protection contre l'incendie selon l'invention, procédé selon lequel on génère une pression différentielle d'ouverture dans ladite canalisation, de préférence avec de l'agent extincteur, en cas de détection d'un foyer d'incendie.
Définitions
Par "force d'ouverture", on entend une force exercée sur l'embout telle qu'elle provoque un dégagement, au moins partiel, de préférence complet, du canal de transfert par déplacement de l'embout.
Par «pression différentielle d'ouverture», on entend une différence de pression entre la pression en amont de l'embout, c'est-à-dire dans le canal de transfert, et la pression ambiante, c'est-à-dire du côté de l'embout opposé au canal de transfert, apte à créer une force d'ouverture. Cette différence peut être positive, nulle, par exemple si le poids de l'embout suffit à ouvrir la tête d'aspersion, voire négative, pourvu que son établissement conduise à une force d'ouverture suffisante pour ouvrir la tête d'aspersion.
Par « comportant un » il y a lieu de comprendre, dans la description comme dans les revendications, « comportant au moins un », sauf mention contraire.
Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel : - les figures la, Ib et Ic représentent, en coupe longitudinale médiane, des têtes d'aspersion selon l'invention dans une position fermée, dans une situation de veille;
- les figures 2 et 3 représentent schématiquement une coupe longitudinale médiane d'un corps et d'un embout d'une tête d'aspersion selon l'invention, respectivement;
- les figures 4 et 5 représentent la tête d'aspersion de la figure Ic au moment de la rupture de l'obturateur et au moment du détachement de l'embout, respectivement; et - la figure 6 représente schématiquement un dispositif de protection contre l'incendie selon l'invention.
Dans les différentes figures, des références identiques ont été utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues.
Description détaillée du mode de réalisation préféré
La figure 1 représente une tête d'aspersion 10 assemblée à une canalisation 12 d'un dispositif de protection contre l'incendie. La tête d'aspersion 10, d'axe X comporte un corps 14 et un embout 16.
Comme représenté sur la figure 2, le corps 14 comporte une partie extérieure 18, sensiblement cylindrique d'axe X, prolongée par un col 20, également cylindrique d'axe X et présentant un diamètre plus petit que la partie extérieure 18. Le col 20 comporte extérieurement un filet 22 permettant sa fixation sur un filet complémentaire de la canalisation 12.
Le corps 14 est traversé, suivant l'axe X, par un canal de transfert 30, sensiblement rectiligne débouchant, sur la face amont 32 du corps 14 par une ouverture d'entrée 34 et, sur la face aval 36, par une ouverture de sortie 38. Le canal de transfert 30 comporte une portion cylindrique 40 s'étendant depuis l'ouverture d'entrée 34, et prolongée par une portion tronconique 41 s'étendant jusqu'à l'ouverture de sortie 38.
Comme représenté sur la figure 3, l'embout 16 comporte une buse 42 constituée d'une base 43 prolongée par des agrafes 44, et un obturateur 46. La base 43 est traversée par un canal de sortie 48 qui, par la position obturée représentée sur la figure 1, est obturée par l'obturateur 46. Les agrafes 44 maintiennent l'obturateur 46 dans cette position.
Le canal de sortie 48, sensiblement rectiligne d'axe X, débouche, sur la face amont 49 de la base 43, par une entrée 50 et, sur la face aval 52 de la base 43 par une sortie 54.
L'obturateur 46 est en appui, de préférence sensiblement étanche, sur le bord
55 de la sortie 54, le bord 55 faisant donc office de siège pour l'obturateur 46. Comme expliqué précédemment, un débit de fuite entre le bord 55 et l'obturateur 46 est possible dans certaines conditions.
Depuis l'amont vers l'aval, la base 43 comporte, coaxialement, une première portion cylindrique de base 56, une portion tronconique de base 58 et une deuxième portion cylindrique de base 60. La première portion cylindrique de base 56 et la portion tronconique de base 58 ont des formes complémentaires aux portions cylindrique 40 et tronconique 41 du canal de transfert 30, de manière que, dans la position fermée représentée sur la figure 1, la première portion cylindrique de base 56 et la portion tronconique de base 58 puissent être insérées dans le canal de transfert 30 en appui, sensiblement sur toute leur surface, avec la portion cylindrique 40 et la portion tronconique 41 du canal de transfert 30, respectivement. Une surface annulaire 62, s'étendant sensiblement radialement, assure la transition entre la partie tronconique de base 58 et la deuxième portion cylindrique de base 60 de l'embout 16.
L'embout 16 est représenté sur la figure 1 dans une position fermée dans laquelle il obture le canal de transfert 30. La surface annulaire 62 est alors en contact avec la face aval 36 du corps 14, s'étendant elle-même sensiblement radialement. De préférence, le contact entre la face aval 36 du corps 14 et la surface annulaire 62 et/ou entre la partie tronconique 41 du corps 14 et la partie tronconique de base 58 de l'embout 16 et/ou entre la portion cylindrique 40 du corps 14 et la première portion cylindrique de base
56 de l'embout 16 est un contact étanche, c'est-à-dire n'autorisant pas, dans la position fermée, un passage de fluide, et notamment de gaz, entre l'extérieur et le canal de transfert
30. Comme expliqué précédemment, un débit de fuite peut cependant être autorisé dans certaines conditions. L'obturateur 46 présente la forme d'une ampoule sensiblement cylindrique d'axe X apte à se rompre lorsqu'elle est portée à une température supérieure à une température de seuil déterminée, par exemple supérieure ou égale à 500C et inférieure à 345°C, voire inférieure à 800C. En situation de veille (figure 1), l'obturateur est maintenu par les agrafes 44 dans une position dans laquelle il obture le canal de sortie 48.
Les agrafes 44, dont le nombre peut être par exemple compris entre 3 et 10, ménagent entre elles des passages autorisant l'évacuation d'agent extincteur sortant du canal de sortie 48 par la sortie 54. Dans la position fermée représentée sur la figure 1, l'embout 16 peut être maintenu en position sur le corps 14 par friction, par exemple parce que l'insertion de la première portion cylindrique de base 56 de l'embout 16 dans la portion cylindrique 40 du corps 14 nécessite un forçage. Le maintien en position peut être également assuré, par exemple, par des aimants 70 incorporés dans le corps 14 et coopérant avec une masse, par exemple ferreuse, de la base 43 de l'embout 16.
Comme représenté sur la figure Ib, l'embout 16 pourrait être également retenu par des liens 72 aptes à se rompre sous l'effet d'une force d'ouverture, par exemple résultant d'une pression différentielle d'ouverture.
Comme représenté sur la figure Ic, le maintien en position de l'embout 16 peut également résulter d'une pression interne Pint à l'intérieur du canal de transfert 30 inférieure à la pression extérieure Patm.
De préférence, cette différence de pression suffit, à elle seule, à maintenir fermée la tête d'aspersion.
De préférence encore, la tête d'aspersion est montée base en bas afin que le poids de cette dernière suffise à la faire tomber lorsque la pression interne égale la pression ambiante.
Comme représenté sur la figure 6, la tête d'aspersion 10 peut être utilisée dans le cadre d'un dispositif de protection contre l'incendie 100. Le dispositif 100 représenté sur la figure 6 comporte un réseau de canalisations 110 fixé par exemple sur le plafond d'un bâtiment à protéger. Le réseau de canalisations 110 comporte une canalisation principale 111 sur laquelle sont branchées des canalisations secondaires 112 pourvues de têtes d'aspersion 10 telles que celle qui vient d'être décrite. La forme du réseau de canalisations 110 et l'agencement des têtes d'aspersion 10 sont déterminés de manière à ce que les têtes d'aspersion 10 soient réparties sensiblement uniformément sur toute la surface à protéger. L'extrémité amont de la canalisation principale 111 est connectée à une source d'agent extincteur, par exemple un réservoir 114, par l'intermédiaire d'une pompe d'alimentation 116 et/ou d'une vanne déluge 118.
L'agent extincteur peut être un liquide, une poudre, une mousse, ou un gaz, par exemple.
Lorsque la pression de l'agent extincteur dans le réservoir 114 est suffisante pour créer une pression différentielle d'ouverture au niveau des têtes d'aspersion 10, la pompe 116 n'est pas indispensable pour ouvrir les têtes d'aspersion 10, l'ouverture de la vanne déluge 118 étant suffisante à cet effet. Lorsque la pression de l'agent extincteur dans le réservoir 114 est insuffisante pour ouvrir les têtes d'aspersion 10, la pompe d'alimentation 116 est cependant indispensable afin d'augmenter la pression de l'agent extincteur au niveau des têtes d'aspersion et créer une pression différentielle d'ouverture. Une pompe à vide 120 peut être prévue afin de créer ou de maintenir une dépression à l'intérieur du réseau de canalisations 110 dans la situation de veille. Un capteur 122 est également prévu afin de détecter les éventuelles modifications de la pression dans le réseau de canalisations 110.
Une unité de commande 124 peut également être prévue afin de commander la pompe à vide 120 lorsque le capteur 122 détecte une diminution progressive de la pression à l'intérieur du réseau de canalisations 110, cette diminution de pression correspondant à une fuite, notamment à l'interface entre l'embout 16 et le corps 14 ou au niveau de l'appui de l'obturateur 46 sur le bord 55 du canal de sortie 48.
L'unité de commande 124 peut également, lorsque que le capteur 122 lui signifie une diminution brutale de la pression à l'intérieur du réseau de canalisations 110, commander l'ouverture de la vanne déluge 118 et le démarrage de la pompe 116.
Le fonctionnement du dispositif de protection représenté sur la figure 6 est le suivant.
A l'état de veille, le réseau de canalisations 110 est maintenu sec, en dépression par rapport à l'environnement au moyen de la pompe à vide 120. L'unité de commande 124 pilote la pompe à vide en fonction des informations reçues du capteur 122 afin de maintenir la dépression dans le réseau de canalisations 110 à une valeur déterminée, notamment pour prendre en compte des fuites au niveau des têtes d'aspersion, par exemple entre l'embout et le corps d'une tête d'aspersion, ou entre l'obturateur et son siège, ou des fuites en amont, par exemple au niveau de la vanne déluge 118.
Cette régulation de la dépression dans le réseau de canalisations 110 permet avantageusement de tolérer des débits de fuite, et limite ainsi les contraintes à imposer pour les différents constituants du dispositif de protection.
Cette dépression dans le réseau de canalisations permet également de plaquer l'embout 16 sur le corps 14 d'une tête d'aspersion comme représenté sur la figure Ic. L'ajout de moyens de retenue complémentaires, par exemple d'aimants, de clips ou de liens, n'est donc pas indispensable, ce qui facilite la fabrication des têtes d'aspersion et limite donc leur coût.
Le maintien en position de l'embout 16 sur le corps 14 peut également être amélioré en exploitant les forces de gravité, par exemple en disposant l'embout dans une position telle que son poids contribue à le plaquer contre le corps 14. Par sécurité, il est cependant préférable que le poids de l'embout contribue à son écartement du corps 14, comme sur la figure Ic.
Il est également possible d'utiliser pour l'embout 16 et/ou le corps 14 des matériaux élastiques de manière que, dans la position fermée, le corps 14 maintienne l'embout 16 par une pression élastique résultant de la compression de ces matériaux. Lorsqu'un foyer d'incendie apparaît dans la zone couverte par le réseau de canalisations 110, l'augmentation locale de la chaleur conduit à la rupture de l'obturateur de la tête d'aspersion localisée à proximité de ce foyer. La rupture de l'obturateur conduit au dégagement du canal de sortie 48 de l'embout 16 de cette tête d'aspersion (figure 4). L'obturateur 46 doit être cependant conformé de manière que la dépression régnant à l'intérieur du réseau de canalisation 110 en situation de veille n'empêche pas ce dégagement. Ainsi, la tête d'aspersion 10 est de préférence disposée embout vers le bas et, de préférence, l'obturateur présente une masse telle que la dépression à l'intérieur du réseau de canalisations 110 ne puisse le maintenir, ou en maintenir un fragment, contre le canal de sortie sans l'aide des agrafes 44. Dans un mode de réalisation, l'obturateur 46 est maintenu en position d'obturation du canal de sortie 48 par la seule dépression régnant dans le réseau de canalisations 110. Ce mode de réalisation conduit cependant de difficultés d'installation et il est donc préférable que les moyens, tels que les agrafes 44, soient prévus afin de maintenir l'obturateur 46 dans la position d'obturation, même en l'absence de toute dépression dans le réseau de canalisations 110.
Après rupture de l'obturateur 46, le canal de sortie 48 de l'embout 16 est dégagé, ce qui provoque une entrée d'air rapide (flèche F) dans le réseau de canalisations 110 et donc une augmentation de la pression Pint à l'intérieur de ce réseau, jusqu'à la pression ambiante Patm, comme représenté sur la figure 5.
Dans le mode de réalisation où les embouts ne sont maintenus sur les corps des têtes d'aspersion que par la dépression à l'intérieur du réseau de canalisations, cette simple augmentation de pression suffit à désolidariser les embouts, l'augmentation de la pression interne dans le réseau de canalisations ne suffisant plus à compenser le poids des embouts. Tous les embouts vont donc tomber (figure 5).
L'augmentation brutale de la pression interne va également être détectée par l'unité de commande 124, qui va commander l'ouverture de la vanne déluge 118 et la mise en marche de la pompe d'alimentation 116. L'ouverture de la vanne déluge 118 peut aussi être obtenue mécaniquement sous l'effet de l'augmentation de la pression interne, par exemple par activation d'un pilote pneumatique ou hydraulique. Elle peut également résulter de l'activation d'un système d'électrovanne commandé en fonction de la pression mesurée par le capteur 122. L'ouverture de la vanne déluge 118 et la mise en marche de la pompe d'alimentation 116 vont provoquer la propagation de l'agent extincteur contenu dans le réservoir 114 dans la canalisation principale 111 puis dans les canalisations secondaires 112, puis la dispersion de cet agent extincteur dans la zone à protéger, par l'intermédiaire des canaux de transfert 30 des têtes d'aspersion 10. Par ailleurs, si l'augmentation de la pression dans le réseau de canalisations
110 du seul fait de la rupture de l'obturateur ne suffisait pas à faire tomber les embouts 16, par exemple en cas de blocage imprévu ou de la mise en œuvre de moyens de retenue de l'embout sur le corps permettant un maintien en position de l'embout en dépit des forces de gravité, l'injection d'agent extincteur sous pression, généralement une pression initiale de plus de 10 bar, puis, en régime établi, d'environ 3 à 4 bar, suffira à détacher les embouts encore maintenus contre leurs corps respectifs. De préférence, les moyens de retenue ont configurés à cet effet. Comme cela apparaît clairement à présent, une tête d'aspersion selon l'invention permet de fabriquer des dispositifs de protection contre l'incendie particulièrement fiables et peu coûteux à installer et à maintenir.
En particulier, une tête d'aspersion selon l'invention peut non seulement participer à la détection d'un foyer d'incendie, mais aussi permettre une aspersion même lorsque la tête d'aspersion n'a pas subi d'augmentation de chaleur. Il n'est donc pas nécessaire, comme selon la technique antérieure de doubler le réseau de canalisations ou d'installer une multitude de capteurs électroniques. En outre, dans une situation de veille, le réseau de canalisations peut rester sec, ce qui évite les risques de corrosion, d'embouage et d'obstruction.
Les têtes d'aspersion peuvent également fonctionner sans aucune alimentation électrique, ce qui permet leur mise en œuvre, en particulier, dans des zones du type ATEX.
Enfin, dans une situation de veille, le réseau de canalisations reste fermé, ce qui évite notamment tout risque d'obstruction par nidification d'animaux. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs. En particulier, le dispositif de protection pourrait être en surpression, la chute de pression résultant de la rupture d'un obturateur servant de signal de détection d'un foyer d'incendie.
Un dispositif de protection selon l'invention n'est pas nécessairement configuré pour ne réagir qu'en cas d'incendie. En particulier, il peut être configuré pour réagir dès qu'une augmentation anormale de la température est détectée, même en l'absence de flammes. Le dispositif contribue ainsi à prévenir d'un incendie, et donc à
« protéger » contre l'incendie.
La tête d'aspersion peut être une tête conçue pour l'aspersion de gouttes d'eau ou de filets d'eau. La tête d'aspersion peut également être une tête capable de projeter un brouillard d'eau. Les « micro sprinkleurs » actuels peuvent notamment être adaptés pour constituer des têtes d'aspersion selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Tête d'aspersion destinée à être montée sur une canalisation d'un dispositif de protection contre l'incendie, notamment pour la diffusion d'un agent extincteur, comportant :
- un corps (14) traversé par un canal de transfert (30) ;
- un embout (16) comportant une base (43) traversée par un canal de sortie (48), et un obturateur (46) obturant ledit canal de sortie (48), l'embout (16) obturant, dans une position dite "fermée", le canal de transfert (30) et étant apte à dégager ledit canal de transfert (30) sous l'effet d'une force d'ouverture inférieure à 1500 N.
2. Tête d'aspersion selon la revendication précédente, ledit embout (16) étant apte à dégager ledit canal de transfert (30) sous l'effet d'une différence de pression entre la pression (Pint) dans le canal de transfert (30) et la pression ambiante (Patm) inférieure à 50 bar.
3. Tête d'aspersion selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant :
- un canal de sortie (48) comportant une entrée (50) en communication de fluide avec le canal de transfert (30) et une sortie (55) débouchant vers l'extérieur, et - un obturateur (46) sensible à la chaleur obturant ledit canal de sortie (48).
4. Tête d'aspersion selon la revendication précédente, ledit canal de sortie (48) étant ménagé dans ledit embout (16).
5. Tête d'aspersion selon l'une quelconque des revendications précédentes, autorisant un débit de fuite entre le corps (14) et l'embout (16) et/ou, le cas échéant, entre l'obturateur (46) et le canal de sortie (48).
6. Tête d'aspersion selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens de retenue de l'embout (16) dans ladite position fermée.
7. Tête d'aspersion selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de retenue sont choisis dans le groupe constitué par des moyens magnétiques, des moyens de clipsage, des liens, des moyens de friction, des moyens élastiques, des moyens de collage et des combinaisons de ces différents moyens.
8. Tête d'aspersion selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps (14) comporte un filetage de type NPT.
9. Tête d'aspersion selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, la force d'ouverture est inférieure à 500 N par cm2 d'ouverture du canal de transfert obturé par ledit embout.
10. Tête d'aspersion selon la revendication précédente, dans laquelle, la force d'ouverture est inférieure à 10 N par cm2 d'ouverture du canal de transfert obturé par ledit embout.
11. Dispositif de protection contre l'incendie comportant :
- une canalisation (112) ;
- au moins une tête d'aspersion (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes insérée dans ladite canalisation (112) de manière que le canal de transfert (30) de ladite tête d'aspersion (10) soit en communication de fluide avec l'intérieur de ladite canalisation ;
- la pression interne (Pint) dans ladite canalisation (112) étant différente de la pression ambiante (Patm).
12. Dispositif selon la revendication précédente, comportant :
- des moyens de détection aptes à détecter une évolution de la pression interne (Pmt) à l'intérieur de ladite canalisation (112); et
- des moyens de commande aptes à ordonner une injection d'un agent extincteur dans ladite canalisation (112) en cas de variation de ladite pression interne (Pmt), la pression de l'agent extincteur étant suffisante pour faire dégager l'embout (16) du canal de transfert (30).
13. Dispositif selon l'une quelconque des deux revendications immédiatement précédentes, comportant des moyens pour compenser, en situation de veille, des fuites tendant à modifier la différence de pression entre la pression interne (Pmt) à l'intérieur de la canalisation (112) et la pression ambiante (Patm).
14. Dispositif selon l'une quelconque des trois revendications immédiatement précédentes, dans lequel, dans la situation de veille, ladite canalisation (112) est maintenue sèche.
15. Dispositif selon l'une quelconque des quatre revendications immédiatement précédentes, comportant un ensemble de têtes d'aspersion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, régulièrement espacées les unes des autres.
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