干式噴灑器組件的制作方法
【專利說明】干式噴灑器組件
[0001] 發(fā)明人：萊爾·米勒和約拉姆?林格
[0002] 優(yōu)先權(quán)資料以及通過引用的結(jié)合
[0003] 本申請要求以下文件的權(quán)益：（i)在2013年3月15日提交的美國臨時申請?zhí)?61/789, 182 ; (ii)在2012年4月21日提交的美國臨時申請?zhí)?1/636, 633 ;以及（iii)在 2012年4月20日提交的美國臨時申請?zhí)?1/636, 556,這些申請各自通過引用以其全文結(jié) 合在此。
【背景技術(shù)】
[0004] 自動噴灑器系統(tǒng)是用于防火保護的最廣泛使用的其中一些裝置。這些系統(tǒng)具有的 噴灑器一旦在一個環(huán)境例如房間或建筑物中的周圍溫度超過了預(yù)定值時就被激活。一旦被 激活，這些噴灑器就在房間或建筑物內(nèi)分布滅火流體，優(yōu)選為水。如果噴灑器系統(tǒng)撲滅或防 止火勢的生長則被認(rèn)為是有效的。噴灑器的有效性依賴于該噴灑器在進(jìn)口處的給定壓力下 始終如一地從其出口輸送預(yù)期流量的流體。噴灑器的排放系數(shù)或K因子允許基于被供送到 噴灑器入口的流體的壓力的平方根而對預(yù)期來自噴灑器出口的流量進(jìn)行近似。如在此使用 的，K因子被定義為代表噴灑器排放系數(shù)的一個常數(shù)，這個常數(shù)通過來自噴灑器的以加侖每 分鐘（GPM)計的流體流量除以按磅每平方英寸（PSI)計的被供送至噴灑器通路入口中的流 體流動壓力的平方根來量化。K因子被表示為GPMAPSI) 1/2。工業(yè)上接受的標(biāo)準(zhǔn)，例如題為 "NFPA 13 :噴灑器系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)"（2010版）的國家消防協(xié)會（NFPA)標(biāo)準(zhǔn)（"NFPA 13"） 及其更新版本NFPA 13 (2013版），提供了作為一個K因子范圍上的平均值的噴灑器額定或 標(biāo)稱K因子或額定排放系數(shù)。例如，對于大于14的K因子，NFPA 13提供了以下標(biāo)稱K因 子（括號中示出了 K 因子范圍）：⑴ 16. 8 (16. 0-17. 6)GPMAPSI) 1/2; (ii) 19. 6 (18. 6-20. 6) GPM/(PSI)172； (iii) 22. 4(21. 3-23. 5) GPM/(PSI) 1/2； (iv)25. 2(23. 9-26. 5) GPM/(PSI) 1/2； (V) 28. 0 (26. 6-29. 4) GPMAPSI)1/2或更高。
[0005] 例如，噴灑器系統(tǒng)的流體供應(yīng)可以包括進(jìn)入建筑物內(nèi)以供應(yīng)堅直上升管的地下水 干管。在堅直上升管頂部，一個管道陣列遍布該建筑物內(nèi)的防火分區(qū)延伸。在上升管頂上的 管路分布網(wǎng)路中包括多個支路管線，這些支路管線將加壓的供應(yīng)流體輸送至這些噴灑器。 噴灑器可以從一條支路管線向上延伸從而使得噴灑器相對靠近天花板，或者噴灑器可以在 該支路管線下方下垂。與隱藏的管路一起使用時，齊平安裝的下垂式噴灑器可以延伸到僅 略低于天花板。
[0006] 用于滅火的流體可以按多種構(gòu)型被提供給這些噴灑器。在濕式管路系統(tǒng)中，對于 具有用于管路支線的受熱空間的建筑物而言，所有的系統(tǒng)管路都包含用于立即釋放穿過被 激活的任何噴灑器的水。在干式管路系統(tǒng)中，支路管線和其他分布管路可以包含一種處于 壓力下的干燥氣體（空氣或氮氣）。干式管路系統(tǒng)可以用于保護不受熱的開放區(qū)域、冷房 間、冰凍氣候下的建筑物、冷藏房間通路、暴露于冰點的儲存空間或其他占據(jù)空間。這些分 布管路中的氣體壓力可以用于保持上升管處的干燥管閥門是閉合的，以控制滅火流體到分 布管路的流動。當(dāng)來自火的熱量激活了噴灑器時，氣體逸出并且干燥管閥門跳閘，水進(jìn)入支 路管線，并且當(dāng)噴灑器分布出流體時開始滅火。
[0007] 在噴灑器可能暴露于冰點的地方，可以使用干式噴灑器。NFPA 13將干式噴灑器 定義為"固定至加長短節(jié)上的噴灑器，該噴灑器在入口端處具有用于防止水進(jìn)入該短節(jié)中 直到噴灑器工作為止的密封件"。相應(yīng)地，干式噴灑器可以包括含有一個密封或關(guān)閉組件的 入口、連接到該入口上的一定長度的管道、以及位于該管道另一端處的一個流體偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。 還可以存在將一個熱響應(yīng)部件連接到該關(guān)閉組件上的機構(gòu)。該入口優(yōu)選通過螺紋型聯(lián)接或 夾緊聯(lián)接中的一種被固定到支路管線上。取決于具體的安裝，該支路管線可以被充有流體 (濕式管路系統(tǒng)）或充以氣體（干式管路系統(tǒng)）。在任一安裝中，支路管線中的介質(zhì)一般在 該干式噴灑器的未被致動狀態(tài)下經(jīng)由該關(guān)閉組件從該加長短節(jié)的通路或該干式噴灑器的 管道中排出。在該熱響應(yīng)部件被激活時，該干式噴灑器被致動并且該關(guān)閉組件被移位而允 許流體流動穿過該噴灑器。
[0008] 自動噴灑器可以被配置成以特定模式、例如控制模式或抑制模式來解決火情。火 情抑制被NFPA 13第3. 3. 10節(jié)定義為"急劇減小火情的熱釋放速率并且通過穿過火羽流 向燃燒燃料表面直接且充分施加水而防止其再生長"。提供火情抑制的噴灑器是抑制模 式噴灑器。抑制模式噴灑器可以"被列出"為經(jīng)測試、經(jīng)驗證且被工業(yè)上接受的部門公布 在列表上的噴灑器，例如法特瑞互助保險公司（FM Global，"FM"）以及保險商實驗室公司 (Underwriters Laboratories, "UL"）公布為適合于特定目的的火情抑制的噴灑器。UL和 /或FM通過安裝噴灑器并比對它們的相應(yīng)水分布試驗標(biāo)準(zhǔn)來測試并驗證噴灑器的火情抑 制性能：（i)針對早期抑制快速響應(yīng)式噴灑器的UL標(biāo)準(zhǔn)UL 1767 (2010)以及（ii) FM認(rèn)證 標(biāo)準(zhǔn)分類號2008 (2006)。
[0009] 相應(yīng)地，有不同方式來證明或測試噴灑器的火情抑制能力。例如，確定噴灑器抑制 所儲存適配中的火情的能力的一種方式是通過實際噴到密度（"ADD"）測試并且與所需噴 至嘧度（"RDD"）值進(jìn)行比較。簡單地說，ADD被定義為一個區(qū)域上的水流的量（加侖每分 鐘每平方英尺或"GPM/ft 2"），這個區(qū)域是特定噴灑器為實現(xiàn)抑制而在可燃包裝物頂上所覆 蓋的區(qū)域，并且RDD是抑制特定火情所需的水的最小量。抑制能力被認(rèn)為是一部分通過ADD 和RDD的概念可量化的，如法特瑞互助保險公司所開發(fā)的。通過法特瑞互助保險公司的進(jìn) 一步開發(fā)，一種ADD試驗可以確定特定噴灑器構(gòu)型的ADD。特定商品的火情的RDD值趨向 于是固定的并且因此假定是已知的。根據(jù)試驗抑制指標(biāo)，特定噴灑器構(gòu)型的ADD應(yīng)該高于 RDD以便有效抑制特定火情而使得它不蔓延超過初始點火區(qū)域。
[0010] 可用于證明火情抑制性能的另一種標(biāo)準(zhǔn)化試驗是UL 1767或FM分類號2008 (2006 年10月）規(guī)定的針對具有14. 0和16. 8的標(biāo)稱K因子的下垂式ESFR噴灑器的水分布試驗。 在這樣的試驗下，噴灑器可以通過噴灑出滿足或超過了這些最小流體密度或最小平均流體 密度（單位面積的流量）指標(biāo)中的一項或多項的水分布密度而展示出抑制能力。為了本文 的目的，也可以通過從可獲得的試驗標(biāo)準(zhǔn)外推得到的適當(dāng)?shù)刃б髞泶_定具有在這些試驗 標(biāo)準(zhǔn)中未列出的K因子的噴灑器的抑制性能?？梢酝ㄟ^除了這些ESFR試驗標(biāo)準(zhǔn)之外的或 替代前者的其他指標(biāo)來確定抑制性能，例如通過噴灑器的液壓設(shè)計指標(biāo)以及更確切地通過 軟管流的需求指標(biāo)。
[0011] 在又一種試驗中，噴灑器的抑制性能可以通過實際火情測試來確定，在實際火情 測試中，將一個噴灑器網(wǎng)格布置在一個儲存安排上方，在該儲存安排中點火以致動該網(wǎng)格 中的一個或多個噴灑器。根據(jù)這些試驗指標(biāo)，可以通過所得的被致動噴灑器的個數(shù)、隨時間 過去該儲存擱架的最大溫度、和/或該儲存安排中火情的增長來確定或證明抑制性能，例 如在該試驗的持續(xù)時間上使火情到該儲存安排的主陣列上。以上一種或多種方法可以用于 證明噴灑器能夠進(jìn)行火情抑制。
[0012] 早期抑制快速響應(yīng)（ESFR)根據(jù)NFPA 13第3. 6. 4. 2節(jié)被定義為具有50米1/2秒 1/2( "m1/2sec1/2"）或更小的熱敏度（即，響應(yīng)時間指數(shù)（"RTI")）并且因其提供特定高挑戰(zhàn) 性火情挑戰(zhàn)的火情抑制能力而"被列出"。"RTI"是對熱敏度的量度并且與噴灑器的熱響應(yīng) 元件的熱指標(biāo)相關(guān)。雖然ESFR噴灑器可以用噴灑器的RTI及其在這些試驗標(biāo)準(zhǔn)下的性能 來限定，應(yīng)理解的是"抑制"模式噴灑器不一定局限于ESFR噴灑器或具有50或更小的RTI 的噴灑器。相應(yīng)地，滿足標(biāo)準(zhǔn)化試驗和/或其他抑制指標(biāo)的抑制模式噴灑器可以具有一個 具有普通或標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)噴灑器的RTI、即80或更大的RTI的一個熱敏感觸發(fā)器。
[0013] 美國專利公開號2009/0294138展示并描述了干式噴灑器并且具體描述了具有14 或更大的K因子的干式ESFR噴灑器。在標(biāo)題為"ESFR干式下垂噴灑器VK 501(K14.0)"的 維京技術(shù)數(shù)據(jù)表（Viking Technical Data Sheet) (2012年9月13日）中展示并描述了已 知的ESFR干式噴灑器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 一種優(yōu)選的干式噴灑器組件包括一個偏轉(zhuǎn)器，用于對包含盒裝未膨脹A組塑料商 品（cartoned unexpanded Group A plastic commodity)的擱架儲存安排提供保護，該擱 架儲存安排在具有最大標(biāo)稱40英尺天花板高度的天花板下方具有至少20英尺的標(biāo)稱儲存 高度。該優(yōu)選的噴淋器包括一個外部結(jié)構(gòu)組件，該外部結(jié)構(gòu)組件具有一個限定了入口端的 入口配件以及一個限定了遠(yuǎn)端的出口框架，該出口結(jié)構(gòu)組件具有一個內(nèi)部通路，一個內(nèi)部 結(jié)構(gòu)組件被布置在該內(nèi)部通路內(nèi)，一個出口限定了噴灑器軸線。該偏轉(zhuǎn)器對輸送至入口配 件的流體進(jìn)行分布、并且在一個實施例中優(yōu)選是非平面的并且在另一個優(yōu)選的實施例中限 定了非圓形的周邊。該內(nèi)部通路和出口優(yōu)選限定了至少16. 8GPM/PSI1/2的標(biāo)稱K因子。在 一個優(yōu)選的方面，該噴灑器被配置成下垂式噴灑器。
[0015] 干式噴灑器組件的另一個實施例包括一個入口配件、一個外殼、一個限定了 16.8 或更大的標(biāo)稱K因子的出口框架、布置在該外殼中的一個內(nèi)部結(jié)構(gòu)組件、以及聯(lián)接至該出 口框架上的一個偏轉(zhuǎn)器，該偏轉(zhuǎn)器將被供送至該入口配件的水進(jìn)行分布以滿足或超過針對 早期抑制快速響應(yīng)式噴灑器UL 1767的UL標(biāo)準(zhǔn)或FM認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)分類號2008的流體分布試 驗的最小密度指標(biāo)和最小平均密度指標(biāo)。
[0016] 在干式噴灑器組件的又一個實施例中，該組件具有一個偏轉(zhuǎn)器，該偏轉(zhuǎn)器包括一 個以該噴灑器軸線為中心的中央部分以及各自從該中央部分徑向地延伸到一個終止部的 多個叉齒。該多個叉齒優(yōu)選地包括第一對沿直徑方向?qū)χ玫腡形叉齒以及與該第一對T形 叉齒正交布置的第二對T形叉齒。該第一對叉齒優(yōu)選在這對臂中的平面中對齊。在噴灑器 組件的另一個優(yōu)選實施例中，該優(yōu)選的偏轉(zhuǎn)器具有一個以該噴灑器軸線為中心的中央部分 以及各自從該中央部分徑向地延伸到一個終止部的多個叉齒。該多個叉齒中至少兩個叉齒 的終止部是相對于該中央部分成角度的，而使得該終止部與該中央部分相比在軸向上更遠(yuǎn) 離該出口框架。在該噴灑器組件的一個替代性的優(yōu)選實施例中，優(yōu)選的偏轉(zhuǎn)器組件包括以 該噴灑器軸線為中心的一個中央部分以及從該中央部分延伸的多個叉齒，每個叉齒具有從 該中央部分延伸的一個基部、背離該基部延伸的一個本體、從該本體延伸的一個具有終止 邊緣的終止部、以及從該基部延伸到該終止端的一對側(cè)向邊緣。該多個叉齒是圍繞該中央 部分環(huán)圓周地間隔開的從而在其之間限定多個槽縫，多個環(huán)圓周地相鄰的叉齒的側(cè)向邊緣 匯聚而限定該多個槽縫之一的最內(nèi)部分。每個槽縫的最內(nèi)部分限定了該圓化的末端到該噴 灑器軸線的最短徑向距離。該出口框架包括優(yōu)選圍繞該出口布置的一對間隔開的臂，從而 限定了一個第一平面，這對臂是沿著該第一平面對齊的。這對臂限定了與該第一平面正交 的一個第二平面，這對臂是關(guān)于該第二平面布置的。該噴灑器軸線是沿著該第一和第二平 面的相交線布置的，該第一和第二平面將該偏轉(zhuǎn)器圍繞該噴灑器軸線分割成四個四分之一 體。在這四個四分之一體之一中的每個槽縫的最內(nèi)部分限定了與該四分之一體中其他槽縫 不同的、到該噴灑器軸線的徑向距離。該噴灑器組件的優(yōu)選實施例提供了抑制模式噴灑器 并且更優(yōu)選地ESFR噴灑器。
[0017] 還提供了用于絕緣的噴灑器安裝的一種絕緣組件，用于一個噴灑器組件貫穿一個 占據(jù)空間的、被一個表面分開的內(nèi)部與外部之間。該絕緣組件包括一個帶裂縫的絕緣環(huán)、限 定了用于接合噴灑器外殼的第一槽縫的一個殼體、以及布置在該絕緣環(huán)與該殼體之間的包 括第二槽縫的一個插入構(gòu)件。該第一和第二槽縫是彼此軸向?qū)R的并且該裂縫是相對于該 第一和第二槽縫正交布置的。
【附圖說明】
[0018] 結(jié)合在此并構(gòu)成本說明書一部分的附圖中展示了本發(fā)明的示例性實施例、并且與 以上給出的總體說明以及以下給出的詳細(xì)說明和附件一起用于解釋本發(fā)明的特征。
[0019] 圖1展示了與流體供應(yīng)管道使用螺紋連接的干式噴灑器組件。
[0020] 圖2展示了圖IA的噴灑器組件使用凹槽形聯(lián)接的凹槽型聯(lián)接式連接。
[0021] 圖3A是圖IA和IB的噴灑器組件在未被致動狀態(tài)下的截面視圖。
[0022] 圖3B是圖IC的噴灑器組件在被致動狀態(tài)下的截面視圖。
[0023] 圖4A是帶有優(yōu)選偏轉(zhuǎn)器的噴灑器組件的等距視圖。
[0024] 圖4B是圖2的噴灑器組件的替代性等距視圖。
[0025] 圖5是用于形成圖2的優(yōu)選偏轉(zhuǎn)器的一個毛坯的平面視圖。
[0026] 圖6A是圖2的優(yōu)選偏轉(zhuǎn)器的平面視圖。
[0027] 圖6B-6F是圖6A的平面視圖中展示的偏轉(zhuǎn)器的截面視圖。
[0028] 圖7是用于測試圖2的噴灑器的一個布水系統(tǒng)。
[0029] 圖8A是圖2的優(yōu)選偏轉(zhuǎn)器和噴灑器組件、通過密封件安裝在絕緣壁中時的平面局 部截面視圖。
[0030] 圖8B是圖7的優(yōu)選偏轉(zhuǎn)器和噴灑器組件、通過密封件安裝在絕緣壁中時的局部截 面分解等距視圖。
[0031] 圖9是一種優(yōu)選絕緣組件的等距分解視圖。
[0032] 圖10、10A和IOB示出了用于測試圖2的噴灑器的一種測試商品安排的不同視圖。
【具體實施方式】
[0033] 圖1和2展示了被安裝并且聯(lián)接到一個管網(wǎng)的管道配件上的干式噴灑器10的優(yōu) 選實施例，該干式噴灑器被供以一種滅火流體，例如來自一個加壓流體供應(yīng)源的流體。在此 描述的這些優(yōu)選實施例，包括優(yōu)選用在濕式管路系統(tǒng)（例如，整個系統(tǒng)在建筑物的未加熱 部分中不暴露于冰點）中的干式噴灑器在內(nèi)，可以用于例如干式管路系統(tǒng)（例如，該系統(tǒng)的 至少一部分在建筑物的未加熱部分中不暴露于冰點）或用于二者。流體供應(yīng)管路系統(tǒng)可以 根據(jù)NFPA 13進(jìn)行安裝。如圖3A和3B所示，干式噴灑器10包括一個外部結(jié)構(gòu)組件18、一 個內(nèi)部結(jié)