Una boquilla (10) de tipo vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios,

que comprende: una base (12) que define un orificio (28), con un eje (A) de orificio, a través del cual puede fluir el fluido retardador del fuego; una sección (18) de entrada que tiene un extremo aguas arriba y que define un conducto (16) para que fluya el fluido retardador del fuego a lo largo de dicho eje (A) de orificio y que conduce a un extremo aguas arriba de dicho orificio (28); y un elemento (40) difusor que define una superficie (42) de choque que es al menos sustancialmente no perforada en una dirección axial y situada para el choque de un chorro (W) de fluido retardador del fuego que fluye desde dicho orificio (28) en una dirección (F) del chorro a lo largo de dicho eje (A), estando posicionado dicho elemento (40) difusor generalmente por encima de un plano horizontal por un extremo aguas abajo de dicho orificio (28); y caracterizado porque dicha superficie (42) de choque comprende: una región (52) de superficie cóncava sustancialmente toroidal para desviar el fluido retardador del fuego en dicho chorro (W) para que fluya desde dicho eje (A) radialmente hacia afuera hacia un borde (50) periférico discontinuo de dicha superficie (42) de choque

CAMPO TÉCNICO

La invención se refiere a boquillas y rociadores pulverizadores de agua para servicios de protección contra incendios, y en particular, a aquellas boquillas en las que se descarga un chorro único de agua que impacta o choca contra un elemento aguas abajo como medio para deflectar, desparramar o difundir el chorro de 5 descarga según una configuración que está compuesta por gotitas individuales.

ANTECEDENTES

Se ha demostrado que las pulverizaciones de agua compuestas por gotitas relativamente pequeñas o finas, comúnmente denominadas como “neblinas de agua”, están entre los medios de extinción de incendios más eficientes de los que se dispone en la actualidad. Gotitas de agua pequeñas en suspensión en la atmósfera 10 pueden ser forzadamente inyectadas o arrastradas a través de las corrientes de convección, en la región de la combustión de un fuego, donde se evaporan rápidamente. La evaporación de estas gotitas tiene un impacto sobre el proceso de combustión por la absorción de cierta cantidad de la energía liberada por el fuego, y por el desplazamiento de agentes de oxidación gaseosos. En cierto momento crítico, cuando el fuego ya no es capaz de mantener la combustión por sí mismo, se apaga. Se ha demostrado que gotitas de menos de 50 micras de 15 tamaño son agentes de extinción de incendios extremadamente eficientes. A medida que aumenta el tamaño de la gota, la eficiencia del medio de extinción de incendios, típicamente agua, disminuye, aunque se ha demostrado que las neblinas de agua con la mayoría de gotas entre 20 y 250 micras de tamaño pueden ser agentes de extinción altamente efectivos y eficientes, particularmente cuando son suministradas en una configuración de pulverización de componentes. La patente U.S. 5,839,667 de Fischer demuestra que puede ser deseable 20 proporcionar selectivamente áreas de descarga de agua mas alta por unidad de superficie, mayor tamaño de gota y/o mayor impulso de gota. También se ha mostrado que diferentes escenarios de fuego esperados pueden necesitar distintas características de configuración de la pulverización si se quiere maximizar la efectividad del sistema contra incendios.

Los tipos principales de boquillas de nebulización de agua para protección contra incendio incluyen las 25 boquillas de difusor de choque, las boquillas de inyección a presión y las boquillas de atomización por gas. Las boquillas de difusor de choque funcionan mediante el impacto de un chorro de agua coherente contra un difusor. El difusor rompe el chorro en una distribución de nebulización predeterminada. Las boquillas de nebulización de agua tipo difusor de choque son descritas en la patente U.S. 5,392,993 de Fischer y en la patente U.S. 5,505,383 de Fischer. Las boquillas de chorro a presión funcionan descargando corrientes de agua a alta velocidad a través 30 de pequeños orificios con una forma interna, por ejemplo, es típica una disposición tipo espiral, diseñada para romper la corriente de agua. Una boquilla del tipo de chorro a presión se describe en la patente U.S. 5.513.708 de Sundholm. Las boquillas de nebulización de agua de atomización por gas funcionan mezclando gas comprimido con agua en una cámara de mezcla en el orificio de descarga de la boquilla. Una boquilla de nebulización de agua de atomización por gas se describe en la patente U.S. 2,361,144 de Loepsinger. 35

Las características de configuración de la pulverización producida mediante los elementos difusores existentes utilizados en las boquillas de nebulización de agua de tipo choque caen en dos categorías distintas. La primera categoría es ocupada de forma relativamente uniforme, una configuración de la pulverización con forma de paraguas que se proyecta desde la boquilla de descarga. La segunda categoría es un cono en gran parte hueco, con la configuración de la pulverización que forma una envolvente uniforme o no uniforme de 40 pulverización. La patente U.S. 5,829,684 de Fischer describe una boquilla que desarrolla una combinación de estos dos tipos fundamentales, con una envolvente uniforme en forma de paraguas, sobrepuesta a un cono interno lleno de forma relativamente uniforme.

La especificación FR-A-2765172 describe un cabezal 8 de difusión consistente en una base 50 con forma de disco, cuya cara superior tiene una espiga central 52 que se ensancha en su base. Una garganta 54 se 45 proporciona en la prolongación y alrededor de la espiga 52 sobre toda la periferia de la base 50 y define un borde 56 externo del cabezal 8 de difusión. El borde 56 externo es continuo y facilita el caudal regular.

COMPENDIO

Según la presente invención, se proporciona una boquilla de pulverización de nieblas de protección contra incendios del tipo vertical de acuerdo con la reivindicación 1. Preferiblemente dicho contorno cóncavo de 50 dicha superficie de choque comprende además una región central de superficie de forma cónica que se extiende generalmente hacia el orificio, con una parte vértice situada en el eje del orificio, y dicho borde periférico discontinuo está situado en general radialmente hacia afuera desde la región de superficie de forma cónica y define un plano frontal, y una región de superficie cóncava, sustancialmente toroidal en general entre la región de superficie con forma cónica y el borde periférico discontinuo. Las realizaciones preferidas de este aspecto de la 55

invención pueden incluir una o más de las siguientes características adicionales. El vértice y el borde periférico están dispuestos en un plano generalmente perpendicular al eje del orificio. Preferiblemente, al menos una parte de la región de superficie toroidal está rebajada aguas abajo del plano del vértice y el borde periférico, con relación al orificio. Más preferiblemente, la región de superficie toroidal está rebajada aguas abajo del plano del vértice y el borde periférico, con relación al orificio. El chorro de fluido retardador del fuego que fluye desde el 5 orificio para chocar sobre la superficie de choque es esencialmente continuo y coherente. La región de superficie cóncava, sustancialmente toroidal tiene una forma generada por la rotación de una superficie arqueada comprendida por al menos tres arcos combinados con relativa suavidad, y preferiblemente al menos cinco arcos combinados con relativa suavidad, alrededor de una línea definida por el eje del orificio que pasa a través del vértice. La superficie de choque define al menos una discontinuidad de superficie en una región del borde 10 periférico para redireccionar una parte del flujo del fluido retardador del fuego a lo largo de la superficie de choque. Preferiblemente, la superficie de choque define un juego de discontinuidades de superficie espaciadas en la circunferencia alrededor del eje del orificio en la región del borde periférico para redireccionar una parte del flujo de fluido retardador del fuego a lo largo de la superficie de choque. El juego de discontinuidades de superficie tiene generalmente la forma de un juego de entalladuras en la superficie de choque. Preferiblemente, 15 el juego de entalladuras define un juego de regiones de superficie que se prolongan a lo largo y hacia afuera desde un plano generalmente tangente a una región base de la superficie cóncava y que queda generalmente perpendicular al eje del orificio, hacia la región del borde periférico. El juego de discontinuidades de superficie comprende un juego de al menos unas ocho entalladuras, preferiblemente un juego de al menos unas 16 entalladuras, más preferiblemente un juego de al menos 32 entalladuras y mas preferiblemente aún un juego de 20 al menos unas 48 entalladuras en la superficie de choque. El chorro de fluido retardador del fuego que fluye desde el orificio y que corta la superficie de choque tiene un diámetro de chorro medido cuando el chorro está a punto de pasar a través del plano frontal, y una relación entre el diámetro de una región de la superficie cóncava que queda generalmente tangente a un plano que es generalmente perpendicular al eje del orificio y el diámetro de chorro es mayor o igual que alrededor de 2, preferiblemente mayor o igual que alrededor de 3 y más 25 preferiblemente mayor o igual que alrededor de 4. El borde periférico tiene un diámetro del filo interior medido en el plano frontal y el chorro tiene un diámetro de chorro medido cuando el chorro está a punto de pasar a través del plano frontal, y una relación entre el diámetro del filo interior y el diámetro de chorro es de al menos alrededor de 3, preferiblemente al menos alrededor de 5,5, más preferiblemente al menos alrededor de 8, y más preferiblemente aún del orden... [Seguir leyendo]

1. Una boquilla (10) de tipo vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios, que comprende:

una base (12) que define un orificio (28), con un eje (A) de orificio, a través del cual puede fluir el fluido retardador del fuego;

una sección (18) de entrada que tiene un extremo aguas arriba y que define un conducto (16) para que 5 fluya el fluido retardador del fuego a lo largo de dicho eje (A) de orificio y que conduce a un extremo aguas arriba de dicho orificio (28); y un elemento (40) difusor que define una superficie (42) de choque que es al menos sustancialmente no perforada en una dirección axial y situada para el choque de un chorro (W) de fluido retardador del fuego que fluye desde dicho orificio (28) en una dirección (F) del chorro a lo largo de dicho eje (A), 10

estando posicionado dicho elemento (40) difusor generalmente por encima de un plano horizontal por un extremo aguas abajo de dicho orificio (28); y

caracterizado porque dicha superficie (42) de choque comprende:

una región (52) de superficie cóncava sustancialmente toroidal para desviar el fluido retardador del fuego en dicho chorro (W) para que fluya desde dicho eje (A) radialmente hacia afuera hacia un 15 borde (50) periférico discontinuo de dicha superficie (42) de choque.

2. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 1, en la que dicha región (52) de superficie cóncava de dicha superficie (42) de choque comprende además una región (46) central de superficie de forma cónica que se extiende en general hacia dicho orificio (28), con una parte (48) vértice situada a lo largo de dicho eje (A); donde dicho borde (50) periférico discontinuo 20 está situado en general radialmente hacia afuera desde dicha región (46) de superficie de forma cónica y que define un plano frontal (HP); y donde dicha región (52) de superficie cóncava sustancialmente toroidal está generalmente entre dicha región (46) de superficie de forma cónica y dicho borde (50) periférico discontinuo.

3. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 2, en la que dicho vértice (48) y dicho borde (50) periférico discontinuo están situados en un plano 25 (HP) generalmente perpendicular a dicho eje (A).

4. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 3, en la que al menos una parte de dicha región (52) de superficie toroidal está rebajada aguas abajo de dicho plano (HP) de dicho vértice (48) y dicho borde (50) periférico discontinuo, con relación a dicho orificio (28). 30

5. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 4, en la que dicha región (52) de superficie sustancialmente toroidal está rebajada aguas abajo desde dicho plano (HP) de dicho vértice (48) y dicho borde (50) periférico discontinuo, con relación a dicho orificio (28).

6. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la 35 reivindicación 2, en la que dicho chorro (W) de fluido retardador del fuego que fluye desde dicho orificio (28) para chocar sobre dicha superficie (42) de choque es sustancialmente continuo y coherente.

7. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 2, en la que dicha región (52) de superficie cóncava, sustancialmente toroidal tiene una forma generada por rotación de una superficie (E) arqueada que comprende al menos tres arcos (E1, E3, E5) 40 combinados con relativa suavidad alrededor de una línea definida por dicho eje (A) de orificio que pasa a través de dicho vértice (48).

8. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 7, en la que dicha superficie (E) arqueada está compuesta por al menos cinco arcos (E1, E2, E3, E4, E5) combinados con relativa suavidad. 45

9. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 2, en la que dicha superficie (42) de choque define la menos una discontinuidad (56) de superficie en una región de dicho borde (50) periférico discontinuo para redireccionar una parte de dicho flujo de fluido retardador del fuego a lo largo de dicha superficie (42) de choque.

10. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la 50

reivindicación 9, en la que dicha superficie (42) de choque define un juego de discontinuidades (56) de superficie distribuidas a lo largo de la circunferencia alrededor de dicho eje (A) en dicha región de dicho borde (50) periférico discontinuo para redireccionar al menos una parte de dicho flujo de fluido retardador del fuego a lo largo de dicha superficie (42) de choque.

11. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la 5 reivindicación 10, en la que dicho juego de discontinuidades (56) tiene la forma de un juego de entalladuras (56) en dicha superficie (42) de choque.

12. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 11, en la que dicho juego de entalladuras (56) en dicha superficie (42) de choque define un juego de regiones (57) de superficie que se extienden a lo largo y hacia afuera de un plano (CP) 10 generalmente tangente a una región (60) base de dicha superficie (52) cóncava y que está generalmente perpendicular a dicho eje (A), hacia dicha región de dicho borde (50) periférico discontinuo.

13. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera de las reivindicaciones 9, 11 ó 12, en la que dicho juego de discontinuidades (56) de superficie comprende un juego de al menos alrededor de 8 entalladuras en dicha superficie (42) de choque. 15

14. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera de las reivindicaciones 9, 11, 12 ó 13, en la que dicho juego de discontinuidades (56) de superficie comprende un juego de al menos alrededor de 16 entalladuras en dicha superficie (42) de choque.

15. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 14, en la que dicho juego de discontinuidades (56) de superficie comprende un juego de al menos 20 alrededor de 32 entalladuras en dicha superficie (42) de choque.

16. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 15, en la que dicho juego de discontinuidades (56) de superficie comprende un juego de al menos alrededor de 48 entalladuras en dicha superficie (42) de choque.

17. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera 25 de las reivindicaciones 10 a 16, en la que dicho juego de discontinuidades (56) de superficie divide dicho flujo en múltiples segmentos (N1, N2) en dicho borde (50) periférico discontinuo con poca pérdida de energía.

18. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 2, en la que dicho chorro (W) de fluido retardador del fuego desde dicho orifico (28) tiene un diámetro (DW) de chorro medido cuando dicho chorro (W) está a punto de pasar a través de dicho plano (HP) 30 frontal, y la relación entre un diámetro (DC) de una región de dicha superficie (52) cóncava que esta generalmente tangente a un plano (CP) que es generalmente perpendicular a dicho eje (A) y dicho diámetro (DW) de chorro es mayor o igual que alrededor de 2.

19. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 18, en la que dicha relación entre el diámetro (DC) de la región de dicha superficie (52) cóncava 35 que esta generalmente tangente al plano (CP) que es generalmente perpendicular a dicho eje (A) y dicho diámetro (DW) de chorro es mayor o igual que alrededor de 3.

20. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 19, en la que dicha relación entre el diámetro (DC) de la región de dicha superficie (52) cóncava que está generalmente tangente al plano (CP) que es generalmente perpendicular a dicho eje (A) y dicho 40 diámetro (DW) de chorro es mayor o igual que alrededor de 4.

21. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera de las reivindicaciones 2 ó reivindicaciones 11 a 16, en la que dicho borde (50) periférico discontinuo tiene un diámetro (DI) de filo interior medido en dicho plano (HP) frontal y dicho chorro (W) tiene un diámetro (DW) de chorro medido cuando dicho chorro (W) esta a punto de pasar a través de dicho plano (HP) frontal, y una relación 45 entre dicho diámetro (DI) de filo interior y dicho diámetro (DW) de chorro que es al menos de alrededor de 3.

22. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera de las reivindicaciones 20 ó 21, en la que la relación entre dicho diámetro (DI) de filo interior y dicho diámetro (DW) de chorro es al menos de alrededor de 5.5.

23. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera 50 de las reivindicaciones 20, 21 ó 22, en la que la relación entre dicho diámetro (DI) de filo interior y dicho diámetro (DW) de chorro es al menos de alrededor de 8.

24. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 23, en la que la relación entre dicho diámetro (DI) de filo interior y dicho diámetro (DW) de chorro es del orden de alrededor de 20.

25. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 21, en la que dicho juego de discontinuidades (56) de superficie divide dicho flujo en múltiples 5 segmentos (N1, N2) en dicha región de dicho borde (50) periférico discontinuo con poca pérdida de energía.

26. La boquilla (100) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 2, en la forma de una boquilla de incendios que funciona automáticamente, comprende además, en una posición de espera, un sello (106) de orificio que se puede liberar asegurado en posición por medio de un elemento (102) térmicamente sensible. 10

27. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 1, en la que dicha región (52) de superficie cóncava que está modelada para desviar fluido retardador del fuego en dicho chorro (W) para que fluya desde dicho eje (A) radialmente hacia afuera, a lo largo de dicha superficie (42) de choque, hacia una región de dicho borde (50) periférico discontinuo de dicha superficie (42) de choque, en que dicha superficie (42) de choque está adaptada para sustancialmente 15 redireccionar (L,M) dicho flujo de fluido retardador del fuego desde dicho chorro (W) en al menos 90º desde la dirección (F) de dicho chorro mientras mantiene dicho flujo de fluido retardador del fuego hacia dicha región de dicho borde (50) periférico discontinuo sustancialmente en contacto con dicha superficie (42) de choque de una forma para evitar salpicaduras.

28. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la 20 reivindicación 27, en la que dicha superficie (42) está adaptada para redireccionar (L,M) dicho flujo de fluido retardador del fuego en al menos 110º desde dicha dirección (F) de chorro mientras mantiene dicho flujo de fluido retardador del fuego hacia dicha región de dicho borde (50) periférico discontinuo sustancialmente en contacto con dicha superficie (42) de choque de una forma para sustancialmente evitar salpicaduras.

29. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la 25 reivindicación 21, en la que dicha superficie (42) está adaptada para redireccionar (L,M) dicho flujo de fluido retardador del fuego desde dicho chorro (W) en al menos 90º desde dicha dirección (F) de chorro mientras mantiene dicho flujo de fluido retardador del fuego hacia dicha región de dicho borde (50) periférico discontinuo sustancialmente en contacto con dicha superficie (42) de choque de una forma para sustancialmente evitar salpicaduras. 30

30. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 1, en la que dicha superficie (42) de choque redirecciona una pulverización de fluido retardador del fuego sobre un área a proteger del fuego, en que dicha pulverización está caracterizada por un Dv90 diámetro del tamaño de gotita de menos de alrededor de 250 micras cuando se mide a una presión de 1210 kPa (175 psi) a la entrada de la boquilla, de acuerdo con el procedimiento recomendado en la edición 2000 de la NFPA 750, 35 Norma sobre sistemas de protección contra incendios de neblina de agua.

31. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 30, en la que dicha pulverización está caracterizada por un Dv90 diámetro del tamaño de gotita, de menos de alrededor de 200 micras cuando se mide a una presión de 1210 kPa (175 psi) a la entrada de la boquilla, de acuerdo con el procedimiento recomendado en la edición 2000 de la NFPA 750, Norma 40 sobre sistemas de protección contra incendios de neblina de agua.

32. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera de las reivindicaciones 1, 30 ó 31, en la que dicha pulverización está caracterizada por un Dv90 diámetro del tamaño de gotita de menos de alrededor de 150 micras cuando se mide a una presión de 1210 kPa (175 psi) a la entrada de la boquilla, de acuerdo con el procedimiento recomendado en la edición 2000 de la NFPA 750, Norma 45 sobre sistemas de protección contra incendios de neblina de agua.

33. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 1, en la que dicho orificio (28) tiene un diámetro de orificio preferiblemente menor de alrededor de 5080 micras (0.200 pulgadas).

34. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la 50 reivindicación 33, en la que dicho diámetro de orificio es menor de alrededor de 3810 micras (0.150 pulgadas).

35. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de cualquiera de las reivindicaciones 33 ó 34, en la que dicho diámetro de orificio es menor de alrededor de 2790 micras (0.110 pulgadas).

36. La boquilla (10) vertical nebulizadora por pulverización para protección contra incendios de la reivindicación 1, en la que dicha región (52) de superficie cóncava suministra una pulverización de niebla de agua que tiene un Dv90 diámetro del tamaño de gotita de menos de 200 micras cuando se mide a una presión de 12,31 Kgr/cm2 a la entrada de la boquilla, de acuerdo con la edición 2000 de la NFPA 750, Norma sobre sistemas de protección contra incendios de neblina de agua. 5