專利名稱：用于滅火的具有雙噴嘴系統(tǒng)的液體霧化單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于滅火的具有雙噴嘴系統(tǒng)的液體霧化單元，該霧化單元包括具有底部的杯狀物，所述杯狀物裝有延伸通過其內(nèi)腔的心桿，所述心桿包括中心孔以及具有升高部分的端部，該升高部分具有將所述心桿的中心孔連接于大氣的中央孔，在該中心孔前并平行于該中心孔地設(shè)置在該中心孔的中心軸上的導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板設(shè)置在支臂上并與所述位于中心的孔一起構(gòu)成用于液體霧化的液體霧化器的一個(gè)噴嘴。
背景技術(shù)：
用于滅火的噴灑頭和水霧系統(tǒng)通?；蛘邩?gòu)造成裝滿液體的管路系統(tǒng)，其中噴嘴用密封墊密封，而密封墊由熱敏感元件保持在位，該熱敏感元件受到來自火的熱時(shí)便分解，或者構(gòu)造成具有開口噴嘴的干管路系統(tǒng)，當(dāng)滅火物供給該管路系統(tǒng)時(shí)可以直接通過該開口噴嘴。
用于大型系統(tǒng)噴嘴的結(jié)構(gòu)通常十分不同，并且經(jīng)常希望將自動(dòng)噴嘴隱蔽在天花板中以保護(hù)開口噴嘴不受機(jī)械沖擊。隱蔽在天花板中的噴嘴的一個(gè)缺點(diǎn)通常是使熱敏感元件完全或部分地不受房間里熱的影響，并且如果開口噴嘴被使用時(shí)該開口噴嘴具有隨后安裝的保護(hù)套管。
由于能夠用相當(dāng)少量的水進(jìn)行滅火，用于滅火的水霧噴嘴不同于傳統(tǒng)的噴灑頭和噴嘴系統(tǒng)，這使得在如下的前提下進(jìn)行火災(zāi)防護(hù)，即在用于滅火的供水出現(xiàn)故障或水存儲(chǔ)減少的情況下或者在供水很少的情況下，用于滅火的水霧系統(tǒng)具有吸引力。
水霧系統(tǒng)的微小水霧化使水滴相對(duì)于其體積具有較大的表面，這意味著它們?nèi)菀孜栈鸬臒崃?，因而容易蒸發(fā)。這樣消耗火的大量熱能，因而使火降溫并形成大量蒸汽，這種蒸汽是使火熄滅的惰性氣體。
用于滅火的大多數(shù)水霧系統(tǒng)在水壓為5,000kPa-20,000kPa下工作，其中通過在高壓下將水通過噴嘴中的小孔輸送到大氣中實(shí)現(xiàn)水的霧化。這些孔的直徑通常為0.1-0.5mm。以高速?gòu)膰娮熘信懦龅乃诳椎某隹谛纬珊軓?qiáng)的空氣渦流，這有助于吸引水噴流并使部分水霧化。而且，水撞擊周圍空氣的速度和巨大的沖量使水噴流分解成霧化的水霧。在高壓下，可以實(shí)現(xiàn)水的非常微小的水霧化，水滴的直徑＜0.02mm。
水霧噴嘴頭通常包括設(shè)置在凸形圓錐面上的若干個(gè)噴嘴，以使噴嘴頭具有較大的覆蓋區(qū)。多噴嘴孔法的缺點(diǎn)是在覆蓋區(qū)通常水的覆蓋不均勻。高壓的缺點(diǎn)是非常小的噴嘴孔要求非常小的水滲透性，并且高水壓具有較高的能量消耗。
試圖通過降低水壓來解決能量消耗的問題。已知的方法是通過在通常為300-20,000kPa的較低壓力下將水與加壓的空氣混合使水霧化，該加壓的空氣通?？梢允?00-2,000kPa的大氣空氣，或者是惰性氣體，如通常為5,000-30,000kPa的氮?dú)?，并且從具有一個(gè)或多個(gè)孔的噴嘴頭散布該混合物。由于壓力差，當(dāng)氣體在噴嘴口膨脹時(shí)水在這里被霧化。像這種高水壓系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)非常微小的水霧化，但是孔不必像在高水壓下工作的系統(tǒng)那么小，因而需要較低的水滲透度。
像大多數(shù)在高水壓下工作的系統(tǒng)一樣，噴嘴頭通常具有若干個(gè)噴嘴孔，使具有合理的較大的覆蓋區(qū)，并且像其他的噴嘴頭一樣，這經(jīng)常導(dǎo)致被霧化的水不均勻的散布和在覆蓋區(qū)不均勻的水覆蓋。同時(shí)，由于它們需要水源和氣源，這使該系統(tǒng)變得復(fù)雜。試圖解決與構(gòu)造的噴嘴有關(guān)的兩種源的問題，使噴嘴孔每?jī)蓚€(gè)相互成一定角度設(shè)置，以便來自噴嘴的噴流相互撞擊，從而它們的能量被轉(zhuǎn)換成水的霧化。
為了在噴嘴頭上實(shí)現(xiàn)合理范圍的覆蓋區(qū)，噴嘴頭通常包括多個(gè)分布在凸形圓錐面上的雙噴嘴孔。由于必需的許多孔，這些孔很小，通常為0.5-1mm，需要良好的水滲透性，并且也用于其他噴嘴，由于水趨向于以霧化水噴流的形式散布，因而帶來不均勻的水散布。
試圖解決關(guān)于噴嘴的雙噴嘴孔的問題，其中，導(dǎo)流板或者以針端的形式，或者以球的形式等設(shè)置在噴嘴孔的前部。具有導(dǎo)流板的噴嘴例如從WO01544772 A1是已知的。在這種結(jié)構(gòu)中，水噴流撞擊導(dǎo)流板，因而部分能量轉(zhuǎn)換成水的霧化，部分能量消耗在輸送水離開該導(dǎo)流板，因而它撞擊來自噴嘴尚未撞擊導(dǎo)流板的水，因此兩股噴流的部分能量也轉(zhuǎn)換成水的霧化。
為了將水散布在稍大的區(qū)域，優(yōu)選設(shè)置若干個(gè)噴嘴孔，在前部圍繞凸形圓錐面具有導(dǎo)流板。像其他噴嘴一樣，多個(gè)噴嘴孔使覆蓋區(qū)不均勻，并且由于形成水噴流所以水覆蓋不均勻，并且在來自各個(gè)噴嘴的水的散布匯合并連續(xù)的情況下還增加水在該區(qū)域的集中。而且，這意味著導(dǎo)流板必須在噴嘴孔的前部保持在位，優(yōu)選利用彎曲的針或桿，或者利用軛形物，散布的水的障礙導(dǎo)致在覆蓋區(qū)具有較少水覆蓋的盲區(qū)。這通常意味著水在散布盲區(qū)的周邊在兩個(gè)或更多個(gè)噴流中聚集成大水滴。最后，需要在噴嘴頭的前部將導(dǎo)流板精確地定位，既相對(duì)于中心又平行于噴嘴孔，因此，否則這將助長(zhǎng)以噴流和大水滴形式散布水的趨勢(shì)。這使得噴嘴容易被機(jī)械沖擊所損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的新穎性在于心桿被一個(gè)或多個(gè)狹縫或孔穿過，所有的狹縫或孔設(shè)置在該杯狀物的內(nèi)腔中，并且其總面積大于該心桿中心孔的橫截面積；在杯狀物圓周的外面和第一噴嘴之上，該心桿包括一個(gè)面，該面在該杯狀物的圓周面和該心桿面之間形成完全圓形的間隙，所述間隙構(gòu)成液體霧化器的第二噴嘴，用于在整個(gè)360°的圓周中噴灑來自第一噴嘴的霧化的液體。
本發(fā)明克服上述缺點(diǎn)并提供一種液體霧化單元的結(jié)構(gòu)，其可以以用于各種目的的多種類型的水霧噴嘴的形式結(jié)合成液體霧化器和分配器單元，因此它-能夠克服上述的熱敏感元件被擋住的問題，-能夠不需要用保護(hù)套使水霧化單元不受機(jī)械沖擊，-在覆蓋區(qū)具有均勻的相同的霧化水覆蓋，以及-對(duì)于在200kPa-2,000kPa水壓下工作的水霧噴嘴，能夠增加水霧噴嘴的覆蓋區(qū)。


下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明用于滅火的液體霧化單元的典型實(shí)施例，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明用于滅火的液體霧化單元，圖2示出圖1所示的液體霧化單元底部的孔和狹縫，圖3示出圖1所示的液體霧化單元側(cè)壁中的可替代的孔，圖4示出設(shè)置在噴嘴殼體中的圖1所示的液體霧化單元，圖5示出作為填充管路系統(tǒng)的熱釋放液體噴嘴的一部分的圖1所示的液體霧化單示，圖6示出作為干管路系統(tǒng)的開口液體霧噴嘴的一部分的圖1所示的液體霧化單示，圖7示出圖1所示的液體霧化單示，其具有一體的液體接頭閥門。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括金屬的液體霧化單元，其用于結(jié)合在水霧滅火噴嘴中。
本發(fā)明的新穎性在于它包括具有底部2的杯狀物1(見圖1)，其中該底部2可以穿透有多個(gè)通孔3，或一個(gè)或多個(gè)通槽4，5(見圖2)并具有包含凸形圓錐面6的外面，該凸形圓錐面具有20°-130°之間的角度，并且該杯狀物的內(nèi)腔的縱截面面積對(duì)橫截面面積之比為0.1-0.2?？谆颡M縫8不是設(shè)置在杯狀物的底部2上，而是在錐形件9(見圖3)之上設(shè)置在該杯狀物的側(cè)面上。該孔或狹縫8的面積在該杯狀物的孔的橫截面面積的0.50-0.90倍之間。
該杯狀物1裝有心桿7，該心桿7延伸穿過杯狀物的內(nèi)腔。該心桿7具有中心孔10。心桿7被設(shè)置在杯狀物的內(nèi)腔中的一個(gè)或多個(gè)狹縫或孔11穿過。這些狹縫或孔11的總面積大于心桿的孔的橫截面面積，并且其延續(xù)過的長(zhǎng)度大于該杯狀物的孔的直徑的2倍。
在杯狀物的圓周12的外面，心桿7伸長(zhǎng)并形成面13，其橫截面面積大于杯狀物孔的橫截面面積，并且其直徑為杯狀物外圓周直徑的70％到130％。該面13在杯狀物的圓周面12和心桿面13之間形成間隙14，該間隙的寬度為0.1-2mm之間。
心桿的周邊15根據(jù)關(guān)于滅火物散布的需要可以是45°-90°。心桿的端部16具有升高部分21，該升高部分21具有中央孔17，該中央孔17的直徑為心桿的中心孔10的0.1-0.7倍，其將心桿的中心孔10連接于大氣。升高部分21的周邊和孔1 7的周邊之間的距離不超過5mm。該升高部分至少為1mm高。
面積為中央孔17的面積的0.1-1倍的面18設(shè)置在該中心孔10前中心孔10的中心軸上，并距離其1mm-5mm。面18平行于孔10。面18在支臂19上，該支臂19的橫截面小于或等于面18的橫截面，并且該支臂19在點(diǎn)20處固定于心桿7，該點(diǎn)20與面18間隔的距離至少為該面直徑的2倍。面18可以在直部分上，或者在直徑大于該面的直徑的圓形部分上，或者在具有兩個(gè)支臂的軛形物上(附圖中未示出)。
當(dāng)本發(fā)明設(shè)置在噴嘴殼體23的內(nèi)腔中時(shí)(見圖4)，該噴嘴殼體23具有水接頭閥門24和凹形圓錐面25，該凹形圓錐面25的直徑小于本發(fā)明的整個(gè)錐面6的最大直徑并且錐角大于或等于本發(fā)明的錐角。噴嘴殼體的圓錐防止杯狀物1掉出該噴嘴殼體23，并且，如果水壓作用在噴嘴殼體水接頭閥門24上并且通過該水接頭閥門24而壓在杯狀物的底面2上，那么它將把杯狀物1對(duì)準(zhǔn)在噴嘴殼體的中心線上，并且兩圓錐將相互密封。如果它不密封，液體將流過該噴嘴殼體的接頭閥門24，并且液體壓力將兩個(gè)圓錐6和25壓在一起，從而在兩個(gè)圓錐面6、25之間提供了防止泄漏的密封。因而具有噴嘴間隙14和噴嘴孔17的大多數(shù)杯狀物1是完全離開噴嘴殼體23的。液體將流過杯狀物1中的孔或間隙3、8并流進(jìn)該杯狀物的內(nèi)腔中。由于心桿面13和杯狀物的圓周面12之間的有限間隙14，在該內(nèi)腔中提供較高的液體壓力。這使液體經(jīng)由心桿7的孔11流進(jìn)心桿的中心孔10。液體流過心桿7并流出在該心桿口部的較小的孔17?？?7的尺寸被調(diào)節(jié)成使得杯狀物內(nèi)腔中的液體壓力保持較高。
杯狀物的長(zhǎng)度和橫截面之間的長(zhǎng)度和直徑比是這樣選定的，使得整個(gè)心桿面13上的液體壓力是均勻的，這使得液體在整個(gè)360°的圓周內(nèi)以無擾動(dòng)的均勻分布形式以較高的速率和較薄的液體薄膜從噴嘴間隙14散布，其較快地被分解成很小的水滴，其在圍繞噴嘴的整個(gè)圓周中散布在較大的距離上。心桿邊15的角度的調(diào)節(jié)使得能夠相對(duì)于噴嘴的軸向控制噴嘴液體散布角度的角度。心桿7上的孔11調(diào)節(jié)成使得液體在杯狀物內(nèi)腔中沿著心桿7的流動(dòng)在圍繞心桿7的液體中不會(huì)產(chǎn)生渦流，這將減少在心桿內(nèi)腔中的液體壓力，因而減小流過該心桿中心軸上的孔17的液體的口部速度。
當(dāng)液體流出孔17時(shí)，圍繞噴流產(chǎn)生湍流，這將被升高部分21進(jìn)行一定程度的放大。這意味著液體以錐形噴流的形式離開所述孔。噴流的中心部分撞擊該孔前面的面18。該孔的口部17和面18之間的距離適于使得當(dāng)噴流撞擊該面18時(shí)，該噴流相對(duì)與面18具有最優(yōu)化的速度和最優(yōu)化的橫截面面積，從而來自孔17的噴流的中央部分撞擊到面18上。因此液體以平面圓形噴流形式從該面被壓出到所有側(cè)面，該平面圓形噴流與通過該面18的液體匯合，從而，一部分能量轉(zhuǎn)換為形成細(xì)小的水滴。
距離22和從面18到連接點(diǎn)20之間以阻礙液體散布的距離適于減少形成較大水滴并減少來自噴嘴的噴射圖像中的盲區(qū)。噴嘴間隙14和噴嘴孔17與面18之間的共同作用是，噴嘴間隙14供給液體霧以覆蓋很大的區(qū)域，同時(shí)具有面18的噴嘴孔17將液體霧直接供給到該噴嘴下面的區(qū)域。
當(dāng)液體從間隙14和孔17散布時(shí)，圍繞液體霧化噴嘴引起的空氣湍流意味著，來自間隙14的液體散布使來自孔15的液體散布變平穩(wěn)，并自動(dòng)補(bǔ)償在盲區(qū)中損失的液體覆蓋，使液體霧化單元在整個(gè)很大的覆蓋區(qū)域散布均勻的液體微滴分布，而在最外周邊以稍大的水滴分布。這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的水霧系統(tǒng)相比，它稍多地潤(rùn)濕墻壁，這樣減少火災(zāi)沿著墻壁蔓延的危險(xiǎn)，不會(huì)因此引起重大的損壞。
圖5顯示了本發(fā)明用作具有熱釋放元件26的自動(dòng)水霧噴嘴的一部分，該自動(dòng)水霧噴嘴將兩個(gè)指狀物27保持在噴嘴殼體23里的圓錐面25上，從而該指狀物27壓靠心桿的端面16，并被升高部分21固定在噴嘴孔17的出口處。該指狀物27經(jīng)心桿7傳遞用于調(diào)節(jié)螺紋28的力，該螺紋與杯狀物2的頂部相連并且其將力傳遞給具有墊片材料29的盤簧，該墊片材料29密封了該噴嘴殼體的水接頭閥門24。這種噴嘴結(jié)構(gòu)稱為自動(dòng)噴嘴，并且安裝在用于防火的裝有液體的壓力管路系統(tǒng)中。當(dāng)來自火的熱釋放熱敏感元件26時(shí)，支臂松開，因而來自管路系統(tǒng)的液體壓力將盤簧自動(dòng)壓離噴嘴的接頭閥門24，從而液體流進(jìn)噴嘴殼體23，如前所述，液體從這里由液體霧化單元散布。
圖6示出噴嘴殼體30，在其內(nèi)腔中，液體霧化單元用壓縮彈簧固定，使壓縮彈簧安裝在液體霧化單元的凸肩面31上和噴嘴殼體30的內(nèi)側(cè)32上。當(dāng)液體壓力作用于噴嘴殼體30的入口閥門24時(shí)，作用在杯狀物2的頂部的來自液體源的力大于彈簧力，從而彈簧被壓縮并且液體霧化單元的霧化器噴嘴從噴嘴殼體中露出，液體霧化單元的圓錐面6將支靠在噴嘴殼體的圓錐面25上，其中，如前所述，形成密封，并且如前所述，霧化單元在圍繞該霧化單元的區(qū)域分配霧化的水。
液體霧化單元上的圓錐接合點(diǎn)和凸肩面31之間的距離大于被壓縮的壓縮彈簧的長(zhǎng)度。當(dāng)液體壓力從噴嘴殼體30的入口閥門24再一次被去掉時(shí)，作用在液體霧化單元上的液體力消失，并且來自壓縮彈簧的彈力使霧化單元再一次向后靠在噴嘴殼體30的后壁上，從而液體霧化單元的噴嘴系統(tǒng)自動(dòng)地向后拉進(jìn)保護(hù)它的噴嘴殼體30中。
圖7示出液體霧化單元，其中杯狀物1通過其外壁33具有管接頭的室24延伸，管接頭可以是螺紋或凸緣形式。在這種情況下，液體霧化噴嘴可以直接連接于液體源，此后液體霧化單元散布霧化的液體，如已經(jīng)描述過的那樣。在這種情況下，液體霧化單元可以具有保護(hù)該單元的保護(hù)套34，并且當(dāng)噴嘴被啟動(dòng)時(shí)由于液體壓力該保護(hù)套34自動(dòng)掉落。
權(quán)利要求
1.一種用于滅火的具有雙噴嘴系統(tǒng)的液體霧化單元，其包括具有底部(2)的杯狀物(1)，所述杯狀物(1)裝有延伸通過其內(nèi)腔的心桿(7)，所述心桿(7)包括中心孔(10)以及具有升高部分(21)的端部(16)，該升高部分(21)具有將所述心桿的中心孔(10)連接于大氣的中央孔(17)，在該中心孔(10)前并平行于該中心孔(10)地設(shè)置在所述中心孔的中心軸上的導(dǎo)流板(18)，所述導(dǎo)流板(18)設(shè)置在支臂(19)上并與所述位于中心的孔(17)一起構(gòu)成用于液體霧化的液體霧化器的一個(gè)噴嘴，其特征在于，該心桿(7)被都設(shè)置在杯狀物的內(nèi)腔中的一個(gè)或多個(gè)狹縫或孔(11)穿過，該狹縫或孔11的總面積大于所述心桿的中心孔(10)的橫截面積，并且在杯狀物的周邊(12)的外面并在第一噴嘴之上，該心桿(7)包括面(13)，其在杯狀物的圓周面(12)和心桿面(13)的之間形成完全圓形的間隙(14)，所述間隙(14)構(gòu)成液體霧化器的第二噴嘴，用于在整個(gè)360°的圓周中噴灑來自第一噴嘴的霧化的液體。
2.如權(quán)利要求1所述的液體霧化單元，其特征在于該面(13)設(shè)置在支臂(19)上，該支臂在點(diǎn)(20)固定于心桿(7)，所述點(diǎn)(20)與面(13)的間隔距離至少為該面(13)的直徑的2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液體霧化單元，其特征在于該面(13)的直徑為該杯狀物(1)外圓周直徑的70％到130％。
4.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的液體霧化單元，其特征在于該心桿的狹縫或孔(11)延伸過的長(zhǎng)度大于該杯狀物的孔的直徑的2倍。
5.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的液體霧化單元，其特征在于該杯狀物內(nèi)腔的縱截面面積對(duì)其橫截面面積之比為0.1-0.2。
6.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的液體霧化單元，其特征在于該杯狀物(1)包括外面，該外面具有凸形圓錐面(6)，該凸形圓錐面(6)具有20°-130°之間的角度。
7.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的液體霧化單元，其特征在于該底部(2)被多個(gè)孔(3)或者一個(gè)或多個(gè)槽(4，5)穿過，或者，作為一種對(duì)此的替代，多個(gè)孔或狹縫(8)在圓錐形件(9)之上設(shè)置在該杯狀物的側(cè)面上。
8.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的液體霧化單元，其特征在于該液體霧化單元安裝在具有水接頭閥門(24)的噴嘴殼體(23)中，所述噴嘴殼體(23)包括凹形圓錐面(25)，用于與所述液體霧化器的圓錐面(6)配合，該凹形圓錐面(25)的直徑小于該液體霧化器的圓錐面(6)的最大直徑，并且其圓錐角大于或等于該液體霧化器的圓錐角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液體霧化單元，其特征在于該液體霧化單元通過支臂(27)固定在噴嘴殼體(23)中，該支臂(27)壓靠在該心桿的端面(16)上，并且被該升高部分(21)固定在噴嘴孔(17)的出口，所述支臂(27)被相對(duì)于該液體霧化單元的縱軸設(shè)置成0°-90°的熱釋放元件(26)保持在噴嘴殼體(23)的圓錐面(25)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液體霧化單元，其特征在于該液體霧化單元由壓縮彈簧固定在噴嘴殼體(30)中，該壓縮彈簧安裝在該液體霧化單元的凸肩面(31)上和該噴嘴殼體(30)內(nèi)側(cè)(32)上。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，一種用于滅火的液體霧化單元設(shè)置有用于液體霧化并噴灑霧化液體的雙噴嘴系統(tǒng)，其中一個(gè)噴嘴構(gòu)造成完全圓形的狹縫(14)，其中另一個(gè)噴嘴構(gòu)造成在中心設(shè)置的孔(17)，其具有設(shè)置在該噴嘴孔(17)前中心線上的導(dǎo)流板(18)，并且其中，并入一個(gè)心桿，其延伸通過該系統(tǒng)的內(nèi)腔，所述心桿(7)被至少一個(gè)狹縫或孔(11)穿過，它們都設(shè)置在所述內(nèi)腔中，所伸出的高度用于該單元的感應(yīng)部件，而且，該水霧噴嘴的覆蓋區(qū)域在200和2000kPa之間的水壓下是最優(yōu)的。
文檔編號(hào)A62C31/00GK1852769SQ200480026801
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2004年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者卡斯滕·帕列 申請(qǐng)人:Vid公司