專利名稱：具有經過改進的兩相流分布的火災撲救系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及火災撲救系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及惰化火災撲救系統(tǒng)中的兩 相流分布網絡內經過改進的液體分布。
背景技術：
火災撲救系統(tǒng)被普遍用于商用建筑中以便撲滅火災。在一種類型的火災撲救系統(tǒng) 中，液體滅火劑的射流-最常見的液體滅火劑是來自水供應罐的水-隨著來自惰性氣體貯 存罐的加壓惰性氣體的高速物質流經過供應管道而被注入該加壓惰性氣體的高速物質流 內，所述供應管道形成了與被安裝到相應分布管道的遠端上的排放噴嘴網絡連通的分布管 道網絡的一部分。在惰性氣體的高速物質流與水射流相互作用時，水射流中的水滴被霧化 成極小的或微細的液滴的霧，由此形成了被攜帶在惰性氣體物質流中且由所述惰性氣體物 質流承載的水霧滴的兩相混合物。該兩相混合物經由分布管道網絡被分布至排放噴嘴，所 述排放噴嘴與要被保護的區(qū)域操作性地相關聯(lián)。所述排放噴嘴將水霧滴和惰性氣體分布在 所需區(qū)域上以使該區(qū)域被水霧滴和惰性氣體溢滿，從而撲滅受保護區(qū)域中的火災。常規(guī)的惰化火災撲救系統(tǒng)中普遍使用的惰性氣體是氮，但也可使用氬、氖、氦、二 氧化碳或其它無化學反應性的氣體、或者這些氣體中任何兩種或更多種的混合物。惰性氣 體通過稀釋受保護區(qū)域內的氧含量并同時提高受保護區(qū)域內的每摩爾氧的熱容量，從而由 此提高受保護體積空間內大氣的整體熱容量，的方式來撲救受保護區(qū)域內的火災。由于存 在水滴，因此水霧滴和惰性氣體的兩相混合物具有比僅使用惰性氣體更高的總局部熱容 量。因此，水霧滴和惰性氣體的兩相混合物將更有效地吸收火焰中的熱量，從而使得火焰覆 蓋層附近區(qū)域內的氣體溫度將會降至低于閾值溫度，從而使得燃燒無法繼續(xù)下去。例如，公 開號為W002/078788的國際專利申請No. PCT/GB02/01495披露了一種前文所述類型的火災 撲救系統(tǒng)和爆炸遏制系統(tǒng)。在這種兩相火災撲救系統(tǒng)中，水霧滴在流動通過流體分布網絡的水霧滴與惰性氣 體的兩相混合物內可能出現(xiàn)不均勻的分布。在處于流體分布網絡內的管道的較長的水平延 伸的伸展部分中，水霧滴可能不會被均勻地分布在氣體流中。例如，水霧滴可能傾向于集 中在通過其中的兩相流的下半部分中。當到達使得兩相流體出現(xiàn)分叉的管道接頭處時，所 需要的是在惰性氣體流從入口管道流向接頭而進入來自接頭的兩條出口管道內時，使水霧 滴與惰性氣體流的分支以一定比例分開，由此將液體與氣體的質量流比率保持在恒定比率 下。然而，如果水霧滴在進入接頭的流中的分布相對不那么均勻，則水將不會按比例地分布 在被排放通過該接頭的相應惰性流之間。水在相應的下游物質流之間出現(xiàn)的這種不成比例 的分布會導致一些噴嘴被供應了過量的水，而其它噴嘴則供應不足。

發(fā)明內容
本發(fā)明披露了一種用于撲滅受保護空間中的火災的火災撲救系統(tǒng)，所述火災撲救 系統(tǒng)包括被設置而與所述受保護空間操作性地相關聯(lián)的多個流體排放裝置，和用于將惰性氣態(tài)流體和液體滅火劑如水或其它滅火液體的流引導至所述多個流體排放裝置的流分布 網絡。所述流分布網絡包括第一管道，所述第一管道在分流T形件處與第二管道流體連通 地互連，所述分流T形件具有用于接收來自所述第一管道的流體流的入口支腿、用于將所 述接收到的流體流的第一部分排放至所述第二管道的第一部段的第一出口支腿、和用于將 所述接收到的流體流的第二部分排放至所述第二管道的第二部段的第二出口支腿。液體流 體流再分布裝置在相對于所述分流T形件的流體流而言位于上游的位置處被設置在所述 第一管道中。在一個實施例中，所述液體流體流再分布裝置包括用于將旋轉施加到通過所述第 一管道的所述液體流體流上的旋流器裝置。在一個實施例中，所述液體流體流再分布裝置包括環(huán)形環(huán)構件，所述環(huán)形環(huán)構件 具有圓周底部和圓柱形凸緣，所述圓周底部具有延伸穿過其中的多個流開口，所述圓柱形 凸緣從所述環(huán)形環(huán)構件的徑向向內的部分沿軸向向外延伸。所述環(huán)形環(huán)被共軸地設置在所 述第一管道中，且所述底部的外周緣邊與所述第一管道的內壁接觸，所述內部圓柱形凸緣 相對于通過所述第一管道的流體流而言在上游沿軸向延伸。在一個實施例中，所述液體流體流再分布裝置包括圍繞所述第一管道的內壁的圓 周且從所述內壁向外進行延伸的斜坡，且所述斜坡沿相對于通過所述第一管道的流體流而 言位于下游的方向而以向內的傾斜度進行延伸。在一個實施例中，所述液體流體流再分布 裝置包括在所述第一供應管道的內壁中形成的且圍繞所述內壁的圓周延伸的凹進腔體。在一個實施例中，所述液體流體流再分布裝置包括文丘里勺管(venturi scoop) 裝置，所述文丘里勺管裝置被共軸地設置在所述第一管道內且包括穿過其中的中心通路， 所述中心通路具有喉部部分且被共軸地設置在所述第一管道內而與所述第一管道的內壁 形成隔開關系，從而在所述內壁與所述通道構件之間形成腔體。多個流體流開口被設置在 所述文丘里裝置的所述喉部中，所述喉部穿過所述通道構件以便在所述腔體與穿過所述通 道構件的所述中心通路之間建立起流體流連通。所述文丘里勺管裝置可包括限定出喉部的 縱向細長的殼體、沿相對于所述喉部而言位于上游的方向進行軸向延伸的會聚部分、和沿 相對于所述喉部而言位于下游的方向進行軸向延伸的發(fā)散部分。在一個實施例中，所述液體流體流再分布裝置包括第一穿孔圓形盤，所述第一穿 孔圓形盤在相對于所述入口的流向所述分流T形件的流體流而言緊接著位于上游的位置 處被設置在所述第一管道中。在一個實施例中，第二穿孔盤在相對于所述分流T形件的所 述第一出口緊接著位于下游的位置處被設置在所述第二管道中，且第三穿孔盤在緊接著位 于所述分流T形件的所述第二出口下游的位置處被設置在所述第二管道中。在一個實施例中，湍流產生裝置可在相對于所述分流T形件的流體流而言位于下 游的位置處被設置在所述第二管道中的每條第二管道中。在一個實施例中，所述湍流產生 裝置可以是至少一個渦流產生裝置。在一個實施例中，所述湍流產生裝置可以是被插入管 道中的文丘里裝置。在一個實施例中，管狀襯里可在相對于位于所述分流T形件的入口處的所述第一 穿孔板的流體流而言位于上游的位置處被設置在所述第一管道內。所述管狀襯里具有比所 述第一管道的內徑更小的外徑，由此在所述管狀襯里與所述第一管道之間限定出第一環(huán)形 流通路并且在所述管狀襯里內限定出沿軸向延伸穿過該管狀襯里的第二內部通路。所述惰性氣體流動通過所述第一環(huán)形流通路和第二內部流通路，同時水或其它液體滅火劑僅被允 許進入流動通過所述內部通路的所述惰性氣體內。多個開口被設置在所述管狀襯里中以便 限定出多條流通路，惰性氣體可從所述第一環(huán)形流通路穿過所述流通路進入所述內部流通 路內，以便透入通過所述內部流通路的水和惰性氣體的兩相流內。所述管狀襯里中的所述 開口可根據需要而沿所述管狀襯里被布置而具有軸向隔開的間隔且可圍繞所述管狀襯里 被布置而具有周向隔開的間隔。所述開口還可根據需要被布置成不連續(xù)的開口組。


下面結合附圖對本發(fā)明進行的詳細描述，在所述附圖中圖1是根據本發(fā)明的惰化火災撲救系統(tǒng)的第一典型實施例的部分示意且部分透 視的示圖；圖2A是圖1所示惰性氣體分布網絡的分流T形件的第一實施例的透視圖；圖2B是圖1所示惰性氣體分布網絡的分流T形件的第二實施例的透視圖；圖3是液體流再分布裝置的第一典型實施例的透視圖；圖4是液體流再分布裝置的第二典型實施例的透視圖；圖5是液體流再分布裝置的第三典型實施例的透視圖；圖6是液體流再分布裝置的第四典型實施例的透視圖；圖7是液體流再分布裝置的第五典型實施例的透視圖；圖8是根據本發(fā)明的惰化火災撲救系統(tǒng)的第二典型實施例的部分示意且部分透 視的示圖；圖9是處在分流T形件上游和下游的圖8所示惰性氣體分布網絡的一部分的第一 典型實施例的部分剖視圖；圖10是液體流再分布裝置的第六典型實施例的透視圖；和圖11是處在分流T形件上游和下游的圖8所示惰性氣體分布網絡的一部分的第 二典型實施例的部分剖視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在特別地參見圖1和圖8，圖中分別示出了兩相惰化火災撲救系統(tǒng)10的第一典 型實施例和第二典型實施例?；馂膿渚认到y(tǒng)10的這兩個典型實施例都包括用于貯存惰性 氣體的一個或多個容器20、水貯存容器30和被設置在要被保護的區(qū)域內的至少一個排放 裝置40，所述惰性氣體是無化學反應性的氣體，如氮、氬、氖、氦或這些氣體中的兩種氣體或 更多種氣體的混合物。然而，除非要被保護的區(qū)域是單個相對較小的房間，否則通常會有多 個排放裝置被設置在要被保護的區(qū)域內，且在被保護區(qū)域內限定出的每個房間設置一個或 多個排放裝置。惰性氣體貯存容器20經由惰性氣體分布網絡而被連接成平行的布置而與噴嘴組 件40流體連通，所述惰性氣體分布網絡由供應管道15、中間分布管道17和多條線路管道 19構成。惰性氣體供應管道15在其末端處與中間分布管道17形成流體流連通。每條線路 管道19從中間分布管道17分叉出來且與所述中間分布管道流體連通，且具有被設置在要 被保護的空間內的末端，噴嘴中相應的一個噴嘴被安裝在所述末端上。正如下文將要進一步詳細描述地那樣，當在要被保護的空間內檢測到火災時，處于惰性氣體容器20內的壓力 下的惰性氣體從所述容器流動通過供應管道15而到達并通過中間分布管道17且因此到達 并通過每條線路管道19，所述線路管道將惰性氣體供應至相應的其中一個噴嘴組件40。每個惰性氣體貯存容器20的氣體出口經由分支供應管線13與供應管道流體連通 地相連。止回閥14可被設置在每個分支供應管線13中以便允許惰性氣體從與其相關聯(lián)的 相應的惰性氣體貯存容器20流動通過分支供應管線13進入惰性氣體供應管道15內，但不 會回流進入惰性氣體貯存容器內。每個惰性氣體貯存容器20可配備有出口閥16以便調節(jié) 氣體排放壓力，如果需要，則出口閥16還可被設計以便控制惰性氣體從與其相關聯(lián)的貯存 容器流出的流速。在所示實施例中，供應管道15與中間分布管道17以T形布置相交，且供應管道15 被連接至公牛型T形件(bull tee) 50的入口支腿(leg) 52，而中間分布管道17的部段17A 和17B被連接至公牛型T形件50的相應的兩條出口支腿M、56，如圖2A所示。在如圖所示 的實施例中，線路管道19A以T形布置與中間分布管道17相交，且中間分布管道17的上游 部段17A被連接至T形件60的入口支腿62，而中間分布管道17的下游部段17C被連接至 側部T形件60的一條出口支腿64，且線路管道19A被連接至側部T形件60的其它出口支 腿66，如圖2B所示。從入口氣體供應管道15被接收穿過公牛型T形件50的入口支腿52的兩相流體 分成兩個部分，一個部分被排放通過公牛型T形件50的第一出口支腿M而進入中間分布 管道17的部段17A內，且另一部分被排放通過公牛型T形件50的第二出口支腿56而進入 中間分布管道17的部段17B內。從中間分布管道17的上游部段17A被接收穿過側部T形 件60的入口支腿62的兩相流體分成兩個部分，一個部分被排放通過側部T形件60的第一 出口支腿64而進入線路管道19A內且另一部分被排放通過側部T形件60的第二出口支腿 66內而進入中間分布管道17的下游部段17C內。水貯存容器30限定出內部體積空間32，其中貯存了供應水。氣體入口管線34在 入口氣體供應管道15與水貯存容器30的內部體積空間32的上部區(qū)域之間建立起流體連 通。水出口管線36在水貯存容器30的內部體積空間的下部區(qū)域與惰性氣體分布網絡之間 建立起流體連通，所述建立起流體連通的位置相對于氣體入口管線34接入惰性氣體供應 管線15內所處的惰性氣體流位置而言位于下游。此外，限流裝置38可在氣體入口管線34 接入供應管線15內所處的其上游位置與水出口管線36通往惰性氣體分布網絡內所處的其 下游位置之間的位置處被設置在惰性氣體分布網絡中。限流裝置38例如可包括被插置在 惰性氣體供應管線15中的固定孔口裝置，所述限流裝置導致當惰性氣體穿過限流裝置38 時產生了壓力降，由此在氣體入口管線34接入惰性氣體供應管道15內所處的上游位置與 水出口管線36通往惰性氣體分布網絡內所處的下游位置之間建立起氣體壓力差。噴嘴37可被安裝到水出口管線36的出口端上，從而在來自供應罐30的水被引入 惰性氣體流內時使水滴霧化或以其它方式產生水滴霧。在如圖1所示的火災撲救系統(tǒng)10 的實施例中，水出口管線36通往混合室35內，所述混合室在相對于限流裝置38的氣體流 而言位于下游的位置處被設置在惰性氣體分布網絡的惰性氣體供應管道16中。然而，應該 理解所限定的混合室35并非是實施本發(fā)明所必需的。而是，正如在圖8所示的火災撲救 系統(tǒng)10的實施例中那樣，水出口管線36可直接排放進入由惰性氣體供應管道15限定的內部體積空間內，且來自水罐30的水從水出口管線36穿過噴嘴37而直接進入通過供應管道 的惰性氣體流內。噴嘴37將水轉換成液滴霧并將該液滴噴射進入通過混合室35或惰性氣 體供應管道15的惰性氣態(tài)流體流內，由此形成兩相流體流，所述兩相流體流繼續(xù)通過供應 管道15和流分布網絡的剩余部分而到達多個噴嘴40。控流裝置33可被設置在水出口管線 36中以便調節(jié)流動通過其中的水量。兩相流體從水被注入惰性氣體內的注射點行進穿過惰性氣體供應管道15的部段 15C而到達其進入中間分布管道17內的進入點從而經由相應的線路管道19而在各個噴嘴 40之間進行分布這一過程的行進長度可達幾米，例如達20米或更多米，這取決于系統(tǒng)設 計。在行進穿過惰性氣體供應管道15的部段15C的該行進路徑過程中，水滴和惰性氣體可 在不同程度上被分離。在一些情況下，水滴會聚結并集中，而作為液體膜沿限定出氣體供應 管道15的部段15C的流通路的內壁進行流動，從而圍繞惰性氣體的芯流形成隧道。在其它 情況下，特別是在管道的水平延伸部段中，水滴可首先沿壁部的下部弧形部分集中，且惰性 氣體在其上流動。在其它情況下，水滴可沿供應管道的軸線集中成柱塞流，且惰性氣體圍繞 水滴流進行周向流動。在每條管道與流體分布網絡相交的位置處，進入的兩相流體流被分成兩條前進的 流。例如，被接收穿過公牛型T形件50的入口支腿52的兩相流體分成兩個部分，一個部分 被排放通過公牛型T形件50的第一出口支腿M而進入中間分布管道17的部段17A內，且 另一部分被排放通過公牛型T形件50的第二出口支腿56而進入中間分布管道17的部段 17B內。在常規(guī)的兩相流惰性系統(tǒng)中，由于當流體進入分流T形件時，液體膜在管道內壁上 的分布通常并不是均勻的，因此使得液相在從分流T形件排放出的兩相流體之間可能出現(xiàn) 不等同分布。申請人已經確定，可通過影響分流T形件上游的兩相流的液相的再分布的方 式來消除液相在兩條流出的流體之間的這種不等同分布。為了降低-即使無法消除的話-液相在系統(tǒng)10的流體分布網絡中的管道相交處 離開分流T形件的流出的兩相流體中出現(xiàn)不等同分布的可能性，液體流體流再分布裝置70 被設置在特定管道中，所述特定管道在該相交處上游的位置處將兩相流體供給至分流T形 件的入口支腿。例如，液體流體流再分布裝置70可在相對于液體流體流被引入穿過供應管 道15的惰性氣態(tài)流體流的流體流而言位于下游且相對于公牛型T形件50位于上游的位置 處被設置在供應管道15中，以便減輕水在公牛型T形件50處在流出的兩相流體流之間的 不等同分布。在一個實施例中，如圖1所示，液體流再分布裝置70可被設置在與供應管道 15與中間分布管道17的相交處相距幾個管道直徑的位置處或設置在與所述相交處相距幾 個管道直徑的距離范圍內。液體流體流再分布裝置70的作用在于使水在該裝置下游通過 供應管道15的流體流中具有更均勻的分布。相似地，為了降低-即使無法消除的話-液相在處于火災撲救系統(tǒng)10的流體分布 網絡中的中間分布管道17與一條或多條線路管道19的相交處的流出的兩相流體流之間出 現(xiàn)不等同分布的可能性，液體流體流再分布裝置70可被設置在中間分布管道17中。在一 個實施例中，如圖1所示，液體流再分布裝置70可被設置在相對于限定出線路管道19與中 間分布管道17的相交處的側部T形件60而言位于上游幾個管道直徑的位置處或幾個管道 直徑的距離范圍內。在該位置處，液體流體流再分布裝置70的作用在于使水在流入線路管 道19A的流體與進入裝置下游的中間分布管道17C內的流體之間實現(xiàn)更均勻的分布。
在本發(fā)明的一個方面中，液體流體流再分布裝置可以是任何裝置，所述裝置當被 設置在通過惰性氣體分布網絡的兩相流中時，會使得當該兩相流進入分流T形件時，將沿 管道內壁流動的水再分布成圍繞管道內壁的圓周被均勻分布的膜。例如，現(xiàn)在參見圖3，液 體流體流再分布裝置可包括旋流器裝置170，所述旋流器裝置具有被安裝到軸向軸174上 的多個彎曲輪葉172。在應用中，旋流器裝置170被設置在兩相流的流路徑中，且軸174沿 管道的軸線和彎曲輪葉172的與管道15、17的內壁鄰接的外側邊緣176對齊。當流體通過 旋流器裝置170時，輪葉172將旋流施加到兩相流上且同時施加到沿管道內壁流動的任何 水上，由此使得由于當流體經過旋流器裝置170時被施加的旋流進入了被均勻分布在管道 內壁的圓周周圍的膜內，而影響了水的溝流現(xiàn)象。位于由分流T形件50、60限定的管道相 交處上游的安放位置將通常在該相交處上游且與該相交處相隔幾個管道直徑。旋流器裝置 的確切安放位置，以及旋流器輪葉尺寸和輪葉172的旋流角度，可根據需要產生變化以便 優(yōu)化任何特定應用中的旋流效應。在另一實施例中，如圖4所示，液體流體流再分布裝置可包括環(huán)形環(huán)構件270，所 述環(huán)形環(huán)構件具有圓周墊圈狀底部272和從底部272的面沿底部272的內部圓周沿軸向向 外延伸的凸緣274。環(huán)形環(huán)構件270被定位在管道15、17內，且底部272的外部圓周緣邊 與管道15、17的內壁鄰接，而凸緣274沿相對于流動通過管道的流體流而言位于上游的方 向延伸且與管道的內壁存在隔開關系，由此在凸緣與管道內壁之間形成圓周通道。多個開 口 275被設置在凸緣274外側的底部272中且延伸通過所述底部以便提供穿過其中的多個 流開口。在操作過程中，沿管道內壁從上游方向流動的水收集在該圓周通道中且通過開口 275，從而在通過環(huán)形環(huán)構件270的中心開口 277的水滴與惰性氣體的兩相流體的芯流周圍 形成被均勻地分布在管道內壁周部周圍的水膜。盡管如圖所示的開口為圍繞底部272而沿 周向具有均勻間隔的多個圓形孔眼，但應該理解開口 275可以是狹槽或具有其它形狀，且 開口 275的數量、尺寸和間隔可根據需要變化以便優(yōu)化任何特定應用中的環(huán)形環(huán)構件270 的效應。在本發(fā)明的另一方面中，液體流體流再分布裝置可以是任何裝置，所述裝置在被 設置在通過惰性氣體分布網絡的兩相流體中時對沿管道內壁流動的水進行重新引導而使 其流入所述流動通過管道的水滴和惰性氣體的芯體兩相流體內。例如，現(xiàn)在參見圖5和圖 6，液體流體流再分布裝置70可包括處在管道內壁中的不連續(xù)部，這種不連續(xù)性導致當沿 內壁流動的液體經過該不連續(xù)部時，所述液體會出現(xiàn)湍流漩渦或不穩(wěn)定泄渦。由于產生了 湍流，因此當水經過該不連續(xù)部時，水會與內壁分開且被重新攜帶在通過管道的芯體兩相 流中。例如，液體流體流再分布裝置可包括以帶狀形式圍繞管道15、17內壁的圓周周圍 延伸的環(huán)形凹進腔體370，如圖5所示。當沿管道內壁流動的水遇到凹進腔體370的上游唇 緣372時，水流入腔體370內且隨后在離開腔體時遇到凹進腔體的下游唇緣374。水流動離 開腔體370的下游唇緣374，且代替被重新附著到管道內壁上的是，由于環(huán)形凹進腔體370 在內壁表面中形成的不連續(xù)部所產生的不穩(wěn)定渦流旋渦的湍流，因此使得該水被重新攜帶 在芯體兩相流中。在另一實施例中，液體流體流再分布裝置可包括以帶狀形式圍繞管道15、17的內 壁的圓周周圍延伸的斜坡470，如圖6所示。當沿管道內壁流動的水遇到斜坡470時，水沿斜坡的向內傾斜的表面流動。當水離開斜坡的下游唇緣472時，代替被重新附接到管道內 壁上的是，由于斜坡470在內壁表面中形成的不連續(xù)性所產生的不穩(wěn)定渦流旋渦的湍流， 因此使得水被重新攜帶在芯體兩相流中。此外，斜坡470向內的傾斜度用來將水流重新引 導遠離該壁部并進入通過管道15、17的兩相流體的芯流內。在又一實施例中，液體流體流再分布裝置可包括文丘里勺管裝置570，如圖7所 示。文丘里勺管裝置570包括沿縱向延伸的本體572，所述本體限定出喉部部分571且沿軸 向被設置在管道15、17內且與管道內壁存在隔開關系，由此在管道內壁與本體572的外壁 之間形成腔體573。腔體573的下游端被與本體572的下游端鄰接的環(huán)形環(huán)574封閉。多 個支承構件576，其數量通常為2個、3個或4個，在本體572的外壁與管道內壁之間沿徑向 延伸，以便由其支承本體572。多個開口 575在沿周向隔開一定間隔的情況下被設置在喉部 部分572周圍且延伸穿過該喉部部分，所述喉部部分提供了將腔體573與穿過該喉部部分 571的流通路流體連通地相聯(lián)的流通路。當沿管道內壁延伸的水遇到文丘里勺管570時，水收集在腔體573中。當兩相流 體的芯流通過該喉部部分571時，在文丘里部分的喉部處形成了低壓區(qū)域。由于腔體573 與喉部部分571內的低壓區(qū)域之間存在壓力差，因此導致收集在腔體573中的水從腔體被 排放通過多個開口 575且被重新攜帶在芯體兩相流中。盡管開口在圖中被示作圍繞喉部部 分571的喉部具有均勻隔開的周向間隔的多個圓形孔眼，但應該理解開口 575可以是狹槽 或具有其它形狀，且開口 575的數量、尺寸和間隔可根據需要產生變化以便優(yōu)化任何特定 應用情況中的文丘里勺管裝置570的效應。在火災撲救系統(tǒng)的實施例中，穿孔的盤80A、80B和80C被設置在進入和離開分流 T形件50的兩相流物質流中，以便促進離開分流T形件50的兩相流7產生更均勻的分布。 現(xiàn)在參見圖9，穿孔的圓形盤80A在相對于通往分布管道17A的分流T形件的出口的流體 流而言位于緊接下游的位置處被設置在分布管道17A中，穿孔的圓形盤80B在相對于通往 分布管道17B的分流T形件的出口的流體流而言位于緊接下游的位置處被設置在分布管道 17B中，且穿孔的圓形盤80C在相對于通往供應管道15C的分流T形件的入口的流體流而言 位于緊接上游的位置處被設置在供應管道15C中?，F(xiàn)在參見圖10，每個圓形盤80都穿有 多個開口 85，例如，但不限于多個圓形孔眼，所述孔眼提供了多個不連續(xù)的流路徑。每個開 口 85都提供了使得兩相流必須通過的限流裝置。當兩相流經過開口 85時，每個單獨的流 體物質流都會經歷壓力降并隨后在離開開口時在湍流漩渦中膨脹。湍流的作用在于促進兩 相流中水與惰性氣體的混合。穿孔的盤80相組合地提供了一系列壓力降，從而使得流體必 須行進極短的距離，從而使進入分流T形件的流體在從該分流T形件50離開的兩條物質流 之間產生更均勻的分布。被設置在分流T形件50上游的穿孔盤80A促進了兩相流體更均勻的分布且將任 何相對更大的水滴破碎成相對較小的液滴。在通過了上游的穿孔盤80A且進入了分流T形 件50之后，兩相流撞擊在T形件的相對壁部上且分裂成沿相對方向流出T形件50的兩條 流體。被設置在分流T形件50下游的穿孔板80B和80C中的每個穿孔板促進了撞擊之后 的兩相流體和在T形件50內分裂的流體實現(xiàn)更均勻的分布且將任何相對較大的水滴打碎， 所述相對較大的水滴可能是由于更小的水滴由于該更小水滴在分流T形件50內的非彈性 碰撞產生聚結而形成的。
此外，渦流產生裝置可在位于通往分流T形件50的入口上游的位置處被設置在通 過供應管道15的兩相流的流路中。例如，在如圖9所示的典型實施例中，一系列渦流產生裝 置92從位于水或其它液體滅火劑被引入惰性氣體流內所處引入點下游的位置和穿孔圓形 盤80C上游的位置而沿供應管道15的部段15C的長度被設置而具有軸向隔開的間隔。當 兩相流經過渦流產生裝置92時，在該兩相流中產生了不穩(wěn)定的流渦系，這促進了液相與氣 相的混合從而確保了液體霧滴更均勻地分布在進入分流T形件50內的整個惰性氣體范圍 內。在如圖11所示的火災撲救系統(tǒng)的典型實施例中，內部管狀襯里60被共軸地設置 在惰性氣體供應管道15的部段15C內。內部管狀襯里60限定出軸向細長的內部流體流通 路65，所述通路的邊界由所述襯里的內徑限定。該內部管狀襯里60的外徑小于惰性氣體 供應管道15的部段15C的內徑。因此，在惰性氣體供應管道15內且在惰性氣體供應管道 15的內壁與內部管狀襯里60的外壁之間限定出環(huán)形流通路55。內部管狀襯里60在惰性 氣體供應管道15的部段15C內共軸地從相對于水或其它液體滅火劑被注入惰性氣體流內 的注射點的流體流而言位于下游的位置延伸至相對于通往分流T形件的入口的流體流而 言略微處于上游的位置，所述分流T形件位于主供應管道15與中間分布管道17的相交處。 例如，管狀襯里60的延伸長度可達惰性氣體供應管道15的部段15C的5至10個內徑。因此，在惰性氣體供應管道的內徑部段15C與管狀襯里60的外徑之間限定出的環(huán) 形流通路55與在內部管狀襯里60內限定出的內部通路65都通往惰性氣體供應管道15的 上游部分并從惰性氣體供應管道的上游部分接收惰性氣體流。通過惰性氣體供應管道15 的惰性氣體流的第一部分進入并流經穿過惰性氣體供應管道15的部段15C的內部流通路 65，且通過惰性氣體供應管道15的惰性氣體的第二部分進入并流經在惰性氣體供應管道 的部段15C內限定出的環(huán)形流通路55。然而，水出口管線36的排放出口，或者-如果安裝 有霧化噴嘴37的話-霧化噴嘴，在略微位于惰性氣體供應管道15的內部管狀襯里60的嘴 部61下游的位置處通往內部流通路65內。因此，被引入通過內部流通路65的惰性氣體流 的部分內的以水或其它液體滅火劑的霧的形式存在的液滴5會與惰性氣體3混合從而形成 被攜帶在流動通過內部流通路65的惰性氣體中的液霧液滴的兩相流7。因此，惰性氣體3 僅流動通過由惰性氣體供應管道15的部段15C的內壁和內部管狀襯里60的外徑限定邊界 的環(huán)形流通路55，同時被攜帶在惰性氣體中的液霧液滴的兩相流7流動通過在內部管狀襯 里60內沿軸向延伸的流體流通路65。此外，多個開口 67被設置在內部管狀襯里60的壁部中。開口 67在環(huán)形流通路55 與在內部管狀襯里60內限定出的內部流通路65之間提供了流體流連通。開口 50沿管狀 襯里60的長度被布置而具有軸向隔開的間隔且圍繞管狀襯里60的圓周被布置而具有周向 隔開的間隔。在火災撲救系統(tǒng)10的操作過程中。流動通過環(huán)形流通路55的惰性氣體3的 一部分通過每個開口 67且流入內部流通路65內，從而排放進入流動通過內部流通路65的 液體和惰性氣體的兩相流7并與所述兩相流混合。因此，一系列惰性氣體射流沿內部管狀 襯里60的長度且圍繞所述襯里的圓周在隔開的間隔處被排放進入兩相流內。這些惰性氣 體射流用于打碎可能沿內部管狀襯里60的內壁流動的任何水膜。此外，當惰性氣體射流透 入兩相流內時，導致在兩相流中產生的湍流用來進一步誘發(fā)液霧液滴與惰性氣體的相互混 合，從而提高了液滴在惰性氣體流中的分布均勻性。
單個開口 67或成組的開口 61可根據需要被布置成任何構型。在如圖11所示的 典型實施例中，開口 67被對齊排列成兩個軸向延伸的排，所述兩排開口彼此相對地沿直徑 方向被設置且被分別布置成三個或四個開口 67的子組61，且子組61以所需的間隔沿軸向 被隔開。然而，應該理解單個開口 67或開口的子組61的特定布置-這包括，但不限于，成 排開口的數量、相應開口排的圓周布置、每排內子組的數量(如果存在的話)、和子組中開 口的數量、子組之間與單個開口之間的間隔、或布置的任何其它方面-可根據特定應用的 需要產生變化。進一步地，應該理解開口 18可以是圓形孔、細長狹槽或具有其它形狀，且 開口 18的尺寸可根據需要產生變化以便優(yōu)化任何特定應用中的性能。為了降低-即使不能消除的話-液相在兩相流體流中出現(xiàn)不等同分布的可能性， 所述兩相流體流是處在相對于位于惰性氣體供應管道15與分布管道17的相交處的分流T 形件50的相應出口而言處于下游的分布管道17A和17B中的，可在從分流件中接收兩相流 的每條特定管道中設置附加的湍流產生裝置，例如文丘里裝置90或渦流產生裝置92。例 如，在如圖9所示的典型實施例中，渦流產生裝置92A被設置在分布管道17A內且位于與分 流T形件50的出口支腿M相距達通往分布管道17A的兩相流入口的幾個管道直徑的距離 范圍內。相似地，渦流產生裝置92B被設置與分流T形件50的出口支腿56相距達通往分 布管道17B的兩相流入口的幾個管道直徑的距離范圍內。在如圖11所示的典型實施例中， 文丘里裝置90A被設置在分布管道17A內且位于與分流T形件50的出口支腿M相距達通 往分布管道17A的兩相流入口的幾個管道直徑的距離范圍內。相似地，文丘里裝置90B被 設置在分布管道17B內且位于與分流T形件50的出口支腿56相距達通往分布管道17B的 兩相流入口的幾個管道直徑的距離范圍內。當從分流T形件50流出的兩相流經過文丘里裝置90或渦流產生裝置92時，在兩 相流中產生了不穩(wěn)定的流體渦系，這促進了液相與氣相的混合從而確保了液霧液滴在到達 噴嘴40的惰性氣體的整個范圍內實現(xiàn)了更均勻的分布。如前所述，由于更微細霧滴的非彈 性碰撞而可能形成的水或其它滅火流體的聚結液滴由于通過穿孔圓盤80A和80B中開口的 兩相流的原因而被打碎。在被定位在略微位于在這些穿孔圓盤下游的位置處的情況下，湍 流產生裝置90、92有利于由于聚結液滴被打碎而產生的更精細液滴在惰性氣體流內實現(xiàn) 混合和再分布。上文已經結合水作為液體滅火劑的情況對本發(fā)明的惰化火災撲救系統(tǒng)進行了描 述。但應該理解也可使用其它液體滅火劑來代替本發(fā)明的惰化火災撲救系統(tǒng)中的水。正 如所屬領域技術人員應該認識到地那樣，本發(fā)明的教導可應用于任何可能出現(xiàn)液體滅火劑 被不當地分布在系統(tǒng)的各條分支或線路之間的那些兩相流體惰化火災撲救系統(tǒng)中。盡管上文已經結合附圖所示的典型實施例對本發(fā)明進行了特定的圖示和說明，但 所屬領域技術人員應該理解在不偏離由所附權利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍的情 況下，可對本發(fā)明的細節(jié)作出各種改變。
權利要求
1.一種用于撲滅受保護空間中的火災的火災撲救系統(tǒng)，所述火災撲救系統(tǒng)包括被設置而與所述受保護空間操作性地相關聯(lián)的多個流體排放裝置；用于將惰性氣態(tài)流體和液體滅火劑的流引導至所述多個流體排放裝置的流分布網絡， 所述流分布網絡包括第一管道，所述第一管道限定出第一流通路，所述第一流通路在分流T 形件處與第二管道流體連通地互連，所述第二通道限定出第二流通路和第三流通路，所述 分流T形件具有用于接收來自所述第一流通路的流體流的入口、用于將所述接收到的流體 流的第一部分排放至所述第二流通路的第一出口、和用于將所述接收到的流體流的第二部 分排放至所述第二流通路的第二出口 ；和液體流體流再分布裝置，所述液體流體流再分布裝置在相對于所述分流T形件的流體 流而言位于上游的位置處被設置在所述第一管道中。
2.根據權利要求1所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述液體流體包括水。
3.根據權利要求1所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述液體流體流再分布裝置包括用于將 旋轉施加到通過所述第一管道的所述液體流體流上的旋流器裝置。
4.根據權利要求1所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述液體流體流再分布裝置包括環(huán)形環(huán) 構件，所述環(huán)形環(huán)構件具有圓周底部和圓柱形凸緣，所述圓柱形凸緣從所述環(huán)形環(huán)構件的 徑向向內的部分沿軸向向外延伸，所述環(huán)形環(huán)被共軸地設置在所述第一管道中，且所述底 部的外周緣邊與所述第一管道的內壁接觸，所述圓柱形凸緣相對于通過所述第一管道的流 體流而言在上游沿軸向延伸。
5.根據權利要求1所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述液體流體流再分布裝置包括圍繞所 述第一管道的內壁的圓周且從所述內壁向外進行延伸的斜坡，且所述斜坡沿相對于通過所 述第一管道的流體流而言位于下游的方向而以向內的傾斜度進行延伸。
6.根據權利要求1所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述液體流體流再分布裝置包括在所述 第一供應管道的內壁中形成的且圍繞所述內壁的圓周延伸的凹進腔體。
7.根據權利要求1所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述液體流體流再分布裝置包括文丘里 勺管裝置，所述文丘里勺管裝置被共軸地設置在所述第一管道內，所述文丘里勺管裝置具 有本體，所述本體限定出穿過其中的中心通路，所述中心通路具有喉部部分且被共軸地設 置在所述第一管道內而與所述第一管道的內壁形成隔開關系，從而在所述內壁與所述本體 之間形成腔體，所述本體具有穿過其中的多個流體流開口以便在所述腔體與所述中心通路 之間建立起流體流連通。
8.根據權利要求7所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述文丘里勺管裝置被共軸地設置在所 述第一管道內，所述文丘里勺管裝置的所述本體包括具有喉部的縱向細長的殼體、沿相對 于所述喉部而言位于上游的方向進行軸向延伸的會聚部分、和沿相對于所述喉部而言位于 下游的方向進行軸向延伸的發(fā)散部分。
9.根據權利要求1所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述液體流體流再分布裝置包括用于將 湍流施加到通過所述第一管道的所述惰性氣態(tài)流體和所述液體流體的流上的渦流產生器。
10.根據權利要求1所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述液體流體流再分布裝置包括第一 穿孔板，所述第一穿孔板在相對于所述分流T形件的所述入口的流體流而言位于上游的位 置處被橫向地設置在所述第一流通路上。
11.根據權利要求10所述的火災撲救系統(tǒng)，進一步包括第二穿孔板，所述第二穿孔板在相對于所述分流T形件的所述第一出口的流體流而言 位于下游的位置處被橫向地設置在所述第二流通路上；和第三穿孔板，所述第三穿孔板在相對于所述分流T形件的所述第二出口的流體流而言 位于下游的位置處被橫向地設置在所述第三流通路上。
12.根據權利要求11所述的火災撲救系統(tǒng)，進一步包括第一湍流產生裝置和第二湍流 產生裝置，所述第一湍流產生裝置在相對于所述分流T形件的所述第一出口的流體流而言 位于下游的位置處被設置在所述第二流通路中，所述第二湍流產生裝置在相對于所述分流 T形件的所述第二出口的流體流而言位于下游的位置處被設置在所述第三流通路中。
13.根據權利要求12所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述第一湍流產生裝置和所述第二湍 流產生裝置分別包括文丘里裝置。
14.根據權利要求12所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述第一湍流產生裝置和所述第二湍 流產生裝置分別包括渦流產生裝置。
15.根據權利要求10所述的火災撲救系統(tǒng)，進一步包括在相對于所述分流T形件的所 述入口的流體流而言位于上游的位置處被設置在所述第一流通路中的渦流產生裝置。
16.根據權利要求10所述的火災撲救系統(tǒng)，進一步包括內部管狀襯里，所述內部管狀 襯里具有被共軸地設置在所述第一管道內的內部通路且在所述管狀襯里與所述第一管道 的內壁之間限定出沿軸向延伸的環(huán)形空間，所述環(huán)形空間限定出環(huán)形流通路且所述管狀襯 里的所述內部通路限定出所述第一流通路，所述管狀襯里具有位于其中的多個開口，所述 開口在所述環(huán)形流通路與所述第一流通路之間建立起流體流連通。
17.根據權利要求16所述的火災撲救系統(tǒng)，其中所述環(huán)形流通路包括僅用于傳輸惰性 氣體的流通路且所述第一流通路包括用于傳輸液體滅火劑和惰性氣體的兩相混合物的流 通路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種兩相液體/惰性氣體流惰化火災撲救系統(tǒng)，所述系統(tǒng)改進了所述惰性氣體流內液體火災撲救分布。所述系統(tǒng)包括流分布網絡，所述流分布網絡具有在分流T形件處與第二管道互連的第一管道。液體流再分布裝置在相對于所述分流T形件的流體流而言位于上游的位置處被設置在所述第一管道中。
文檔編號A62C35/02GK102089040SQ200880129774
公開日2011年6月8日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權日2008年4月10日
發(fā)明者G·阿曼蒂尼, M·A·勒利克, M·C·索特里歐, M·L·科恩, R·G·鄧斯特, R·J·萊德, R·K·馬達布什, Y·F·哈利爾 申請人:Utc消防及保安公司