Una boquilla (10) de generación de neblina produce una configuración de niebla arremolinada (76) que tiene un componente de impulso hacia delante que permite a un operario,

instalado de forma segura en una posición distante con respecto al foco de fuego (74) para ejercer un control direccional y una colocación de una nube de neblina relativamente grande en el foco del fuego o en el entorno del mismo. La boquilla de descarga incluye un miembro de apoyo o cojinete cilíndrico (16) y un miembro de camisa cilíndrico (40), con una pluralidad de orificios (42) de descarga de agua que se extienden en un ángulo ({al}) de proyección hacia delante, transversalmente al eje (20) de la boquilla. Un par de las boquillas (10) de producción de niebla están configuradas con rotores en contrarrotación, de manera que se producen nubes en contrarrotación (76, 78) que confluyen a lo largo de un vórtice común (80). Esto produce una nube de neblina compuesta que tiene un componente de impulso hacia delante maximizada que permite un control direccional a distancia de la nube de neblina

Boquilla de lucha contra incendios para proyectar una nube de niebla.

Campo técnico

Esta invención se refiere generalmente a boquillas de descarga de fluido y, en particular, a un instrumento de lucha contra incendios destinado a producir una configuración de niebla arremolinada (rotativa) que tiene un componente de impulso hacia delante.

Técnica anterior

Las boquillas de descarga por rociado tienen muchas aplicaciones, y la lucha contra incendios es una de particular interés. Es bien conocido que el agua absorbe no sólo el calor sino también muchos de los gases tóxicos de un incendio, y tiende a despejar el humo. Esto lo hace de la manera más eficaz cuando se rompe o desmenuza en un fino rociado de neblina. Las boquillas de generación de rociado distribuyen la descarga de agua en un volumen mayor de lo que lo hacen las boquillas de descarga de fluido convencionales, en las cuales el agua es descargada según una configuración convergente o en corrientes compactas difundidas. Las boquillas de generación de rociado resultan particularmente útiles para combatir incendios interiores y a menudo se utilizan para proporcionar protección al personal de lucha contra incendios, al crear un escudo o cortina de rociado de agua en torno al personal de lucha contra incendios.

Las boquillas de generación de rociado convencionales incluyen típicamente un alojamiento, un paso para conducir el agua desde una fuente de suministro de agua, tal como una manguera de incendios, desde la abertura de entrada hasta el extremo de descarga de la boquilla, así como un dispositivo para dividir el agua en partículas, a fin de romperla o desmenuzarla en una fina corriente. Una pluralidad de aberturas intersecan o se cortan con el extremo de descarga de la boquilla con el fin de difundir directamente el rociado de descarga hacia fuera desde la boquilla. Un dispositivo habitualmente utilizado para dividir el agua en partículas es un impulsor interno que gira en respuesta al flujo de agua a través de unas superficies impulsoras inclinadas oblicuamente dentro del alojamiento.

Una limitación de las boquillas de generación de rociado convencionales es que se ha de disponer de una fuente de agua a alta presión al objeto de producir la suficiente impulsión o proyección para el rociado de descarga. Debido a que la abertura de salida de la boquilla de descarga es sustancialmente más pequeña que la manguera de suministro con el fin de producir un rociado difuso, se acumula una presión de retroceso dentro del alojamiento de la boquilla, con lo que se limita el caudal de flujo de descarga. El uso de un impulsor interno para dividir el agua en partículas requiere también cojinetes mecánicos y similares, que incrementan el coste y la complejidad mecánica de la boquilla.

La Patente norteamericana Nº 5.351.891 y otras muestran un cabezal de rociado no rotativo y fijo, en el cual unos orificios de descarga proyectan una configuración de descarga de rociado de chorro convergente.

La boquilla que se describe en la Patente norteamericana Nº 4.697.740 constituye una mejora sustancial con respecto a boquillas de rociado convencionales, en virtud de su capacidad para generar una gran nube de niebla o de neblina fina que resulta particularmente eficaz para sofocar o ahogar un fuego. Esto se hace posible gracias a una boquilla rotativa en la que los orificios de descarga proyectan gotitas de agua radialmente hacia fuera, con lo que se produce una configuración de niebla estática. Debido a que la nube permanece estática o centrada con respecto a la boquilla, es necesario que el personal de lucha contra incendios sitúe la boquilla rotativa en estrecha proximidad con el fuego con el fin de que ésta tenga una cobertura efectiva. Además, al colocar la boquilla cerca del foco del fuego, la nube de neblina es atrapada por el movimiento ascendente del aire y se ve apartada lejos del fuego. Debido a que la nube estática no es controlable en su dirección, es necesario que la boquilla sea atendida por un observador de tal modo que pueda ser recolocada de vez en cuando para mantener un escudo térmico protector en torno al personal de lucha contra incendios o para mantener una nube de neblina sofocante en torno al foco del fuego.

Una limitación de las boquillas generadoras de nubes de niebla o nubes de neblina convencionales es que el movimiento de la nube de niebla o de la configuración de la neblina no puede controlarse en ninguna dirección concreta, y tiende a permanecer centrada sobre la boquilla o ser arrastrada aleatoriamente. Con frecuencia, es necesario que el personal de lucha contra incendios se aproxime peligrosamente cerca de un fuego muy caliente con el fin de establecer una nube de neblina y mantenerla centrada sobre el fuego, al objeto de establecer un escudo térmico que permita al personal de lucha contra incendios trabajar de forma segura, y para ahogar el fuego hasta que sea extinguido o puesto bajo control. Ello expone a los que luchan contra el incendio al riesgo de serias lesiones por quemaduras y a la inhalación de humos, particularmente cuando están implicados fuegos con focos de combustibles químicos.

Por estas razones, sigue existiendo un interés en mejorar los equipos de lucha contra incendios, en general, y los equipos de proyección de rociado de agua, en particular, especialmente para uso en el entorno de situaciones de llamas intensas. Se necesitan mejoras en equipos de proyección de agua que amplíen los límites operativos seguros de la ropa protectora convencional y del equipo de respiración, y que permitan al personal de lucha contra incendios trabajar de forma segura y eficaz en estrecha proximidad con un foco de incendio.

Descripción de la invención

Una boquilla generadora de nubes de niebla o nubes de neblina mejorada, de acuerdo con la presente invención, produce una configuración de niebla que tiene un componente de impulso hacia delante que permite a un operario, emplazado de forma segura en una posición distante con respecto al foco del fuego, ejercer un control direccional y una colocación de un volumen relativamente grande de niebla o neblina sobre o en torno a un foco de incendio. La boquilla de descarga incluye un miembro de cojinete cilíndrico, cerrado por uno de sus extremos y abierto por el extremo opuesto; medios para conectar el miembro de cojinete a una fuente de fluido; así como un miembro de manguito o camisa cilíndrico, dispuesto concéntricamente con, y rodeando a, al menos una porción del miembro de cojinete, y que coopera con el miembro de cojinete para formar una cámara anular entre los mismos. El miembro de cojinete tiene un paso de fluido entre los extremos abierto y cerrado, así como una pluralidad de ranuras destinadas a permitir que el fluido que entra en el paso fluya hacia fuera, a través de las ranuras.

El miembro de camisa tiene una pluralidad de orificios en comunicación entre la cámara anular y el exterior del miembro de camisa. De acuerdo con un aspecto importante de la invención, los los orificios se extienden en un ángulo de proyección hacia delante agudo con respecto al eje de la boquilla, con lo que se imparte una componente de movimiento direccional hacia delante a las gotitas de agua conforme éstas son descargadas. Adicionalmente, los orificios de descarga se extienden transversalmente a los radios del miembro de camisa, al objeto de impartir un par rotacional al miembro de camisa, con lo que se produce, de esta forma, una configuración de niebla arremolinada (rotativa) que tiene una componente de impulso hacia delante. Conforme la camisa de rotor gira en respuesta a las fuerzas de reacción impartidas por el flujo hacia fuera del agua a través de los orificios, el agua se divide o pulveriza en gotitas que forman una niebla o neblina finamente dividida y que se descarga a lo largo de una trayectoria arremolinada con una componente de movimiento direccional hacia delante. Cuando se presuriza la cámara anular, el agua contenida en la cámara sirve como apoyo o cojinete de fluido para soportar el miembro de camisa conforme éste rota alrededor el miembro de cojinete.

De acuerdo con un aspecto de la invención, se han configurado un par de las boquillas de producción de niebla con rotores que giran en relación de contrarrotación uno con respecto al otro. Las boquillas se colocan en estaciones de proyección separadas lateralmente y se apuntan al foco del fuego. Cada boquilla genera una configuración o nube de niebla arremolinada (en rotación) que tiene una componente de impulso hacia delante, de manera que cada una de ellas se arremolina en relación de contrarrotación con la otra. Las nubes en contrarrotación se intersecan...

1. Un aparato de lucha contra incendios destinado a proyectar una nube de gotitas de agua sobre un foco de fuego (74) o en el entorno de éste, que comprende, en combinación:

un aparato (10) de boquilla, destinado a proyectar nubes en contrarrotación (76, 78) de gotitas de agua en una configuración arremolinada que tiene una componente de impulso hacia delante; y

un aparato de soporte (50, 70, 72, 82), fijado al aparato de boquilla para dirigir el movimiento hacia delante de las nubes en contrarrotación (76, 78) a fin de que coincidan a lo largo de un vórtice común (80) que se extiende en dirección al foco de fuego (74).

2. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 1, de tal modo que el aparato de boquilla comprende:

un primer conjunto (10) de boquilla, destinado a descargar gotitas de agua en una configuración de nube (76) que gira en sentido horario, o de giro de las agujas del reloj, la cual tiene una componente de impulso hacia delante; y

un segundo conjunto (10) de boquilla, destinado a descargar gotitas de agua en una configuración de nube (78) que gira en sentido anti-horario, o de giro contrario al de las agujas del reloj, la cual tiene una componente de impulso hacia delante.

3. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 1, de tal manera que el aparato de soporte comprende:

un primer aparato de soporte (50, 70, 82), fijado al primer conjunto de boquilla para dirigir la salida de descarga en sentido horario del primer conjunto de boquilla a lo largo de una primera trayectoria de proyección que se extiende hacia un foco de fuego (74); y

un segundo aparato de soporte (50, 72, 82), fijado al segundo conjunto de boquilla con el fin de dirigir a la salida de descarga en sentido anti-horario del segundo conjunto de boquilla a lo largo de una segunda trayectoria de proyección que se extiende en dirección al foco de fuego (74).

4. Un aparato de lucha contra el fuego de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que

el conjunto de boquilla incluye una primera boquilla (10), que tiene un miembro de apoyo o cojinete (16) y un rotor (40) montado en el miembro de cojinete para que gire en sentido horario alrededor de un eje de rotación (20), de tal modo que el rotor es intersecado o cortado por unos orificios de descarga (42) que se extienden en un ángulo (a) de proyección hacia delante, con respecto al eje de rotación (20), a fin de producir una configuración (76) de niebla que gira en sentido horario y que tiene una componente de impulso hacia delante.

5. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que

el conjunto de boquilla incluye una segunda boquilla (10), que tiene un rotor (40), montado en un miembro de cojinete (16) de manera que gire en sentido anti-horario alrededor de un eje de rotación (20), de tal manera que el rotor es intersecado o cortado por unos orificios de descarga (42) que se extienden en un ángulo (a) de proyección hacia delante, con respecto al eje de rotación (20), a fin de producir una configuración (78) de niebla que gira en sentido anti-horario y que tiene una componente de impulso hacia delante.

6. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 4 ó la reivindicación 5, caracterizado por que el ángulo agudo a se encuentra comprendido en el intervalo entre aproximadamente 30 grados y aproximadamente 45 grados.

7. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 4 ó la reivindicación 5, caracterizado por que el ángulo agudo a se encuentra comprendido en el intervalo entre aproximadamente 35 grados y aproximadamente 42 grados.

8. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el conjunto de boquilla comprende:

una primera boquilla (10), que tiene un miembro de apoyo o cojinete (16) y un miembro (46) de pared lateral de rotor, montado en el miembro de cojinete de modo que gire en sentido horario alrededor de un eje de rotación (20); y en el que

el miembro (46) de pared lateral de rotor es intersecado o cortado por un orificio de descarga (42) que se extiende en un ángulo agudo (a) con respecto al eje de rotación (20), y que se extiende en un ángulo agudo (F) con respecto a la línea de radio (R) del miembro (46) de pared lateral de rotor, por lo que sustancialmente la totalidad de la salida de fluido del conjunto (10) de boquilla es confinada de modo que se descarga generalmente en dirección hacia delante a lo largo de una trayectoria (76) que se arremolina en el sentido horario.

9. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el conjunto de boquilla comprende:

una segunda boquilla (10) que tiene un miembro de apoyo o cojinete (16) y un miembro (46) de pared lateral de rotor, montado en el miembro de cojinete de manera que gire en sentido anti-horario alrededor de un eje de rotación (20); y

el miembro (46) de pared lateral es intersecado o cortado por un orificio de descarga (42) que se extiende en un ángulo agudo (a) con respecto al eje de rotación (20), y se extiende en un ángulo agudo (F) con respecto a la línea de radio (R) del miembro (46) de pared lateral de rotor, por lo que sustancialmente la totalidad de la salida de fluido del segundo conjunto (10) de boquilla es confinada de modo que se descarga generalmente en dirección hacia delante a lo largo de una trayectoria (76) que se arremolina en el sentido anti-horario.

10. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 8 ó la reivindicación 9, en el cual:

el ángulo agudo (F) es aproximadamente 30 grados según se mide desde el eje de descarga hasta la línea de radio (R), con el orificio de descarga descentrado con respecto a la línea de radio (R) por una distancia de separación K, donde K = 0,63 cm (0,25 pulgadas) para R = 2,52 cm (1,0 pulgadas).

11. Un aparato de lucha contra el fuego de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el aparato de soporte de la boquilla comprende:

un árbol tubular (52) de manejo manual, que tiene una porción de extremo de descarga (14) conectada o unida a un conjunto de boquilla (10), una porción de extremo cerrado (54) y una pared lateral que encierra un paso de fluido entre la porción de extremo de descarga y la porción de extremo cerrado, de tal modo que existe una lumbrera de descarga (66), formada en la porción de extremo de descarga, y una lumbrera de entrada (56), formada en la pared lateral para admitir agua a presión dentro del paso de fluido desde un conducto (73) de agua a presión.

12. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el aparato de soporte de la boquilla comprende:

una unidad de trípode (70, 72) autoportante o que se sustenta por sí misma;

un árbol tubular (52), montado en la unidad de trípode, de tal modo que el árbol (52) tiene una porción de extremo de descarga (14), destinada a suministrar flujo a alta presión al conjunto de boquilla (10), una pared lateral (52), que proporciona un paso de fluido entre una lumbrera de entrada de suministro de agua y la porción de extremo de descarga, y una lumbrera de entrada (56) de suministro de agua, formada en la pared lateral con el fin de admitir agua presurizada desde un conducto (73) de agua a alta presión; y

existe una boquilla (10), montada en la porción de extremo de descarga (14) y acoplada en comunicación de fluido con el paso de flujo para recibir flujo de agua a alta presión.

13. Un aparato de lucha contra incendios de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el aparato de soporte de la boquilla comprende:

un conjunto de tanque portátil (82), que contiene un depósito para albergar un suministro de agua para lucha contra incendios, y que contiene:

una bomba sumergible (90), que tiene una lumbrera de entrada y una lumbrera de descarga, dispuestas dentro del tanque de depósito;

un motor de accionamiento sumergible (92), dispuesto dentro del depósito de tanque, de tal modo que el motor de accionamiento sumergible está acoplado en relación de accionamiento con la bomba (90);

un conducto de entrada (94), dispuesto en el depósito de tanque y acoplado a la lumbrera de entrada de la bomba;

un colector de distribución (102), dispuesto dentro del depósito de tanque y acoplado a la lumbrera de descarga de la bomba;

tuberías de interconexión, dispuestas dentro del depósito de tanque, de tal manera que las tuberías de interconexión incluyen unos primer y segundo conductos de descarga (104, 106), acoplados en comunicación de fluido con el colector de distribución (102), y los conductos de descarga tienen, cada uno de ellos, una porción de extremo que sobresale fuera del depósito de tanque con el fin de aportar un suministro de agua a alta presión; y en el que

una primera boquilla (10) está montada en la porción de extremo sobresaliente del primer conducto de descarga (104) y está acoplada en comunicación de flujo al colector de distribución (102) para recibir un flujo de agua a alta presión; y

una segunda boquilla (10) está montada en la porción de extremo sobresaliente del segundo conducto de descarga (106) y está acoplada en comunicación de flujo al colector de distribución (102) para recibir un flujo de agua a alta presión.

14. Un método para proyectar una nube de gotitas de agua sobre un foco de fuego (74) o en torno a éste, que comprende las etapas de:

proyectar nubes en contrarrotación (76, 78) de gotitas de agua en una configuración arremolinada que tiene una componente de impulso hacia delante; y

dirigir el movimiento hacia delante de las nubes en contrarrotación (76, 78) de manera que confluyan a lo largo de un vórtice común (80) que se extiende hacia el foco de fuego (74).

15. Un método para proyectar una nube de gotitas de agua, de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual la etapa de proyección comprende:

descargar gotitas de agua en una configuración (76) de nube que gira en sentido horario, o de giro de las agujas del reloj, y que tiene una componente de impulso hacia delante; y

descargar gotitas de agua en una configuración (78) de nube que gira en sentido anti-horario, o contrario al del giro de las agujas del reloj, y que tiene una componente de impulso hacia delante.

16. Un método para proyectar una nube de gotitas de agua, de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual la etapa de dirigir el movimiento hacia delante comprende:

controlar el movimiento direccional hacia delante de la configuración (76) de nube que gira en sentido horario, a lo largo de una primera trayectoria que se extiende hacia el foco de fuego (74); y

controlar el movimiento direccional hacia delante de la configuración (76) de nube que gira en sentido anti-horario, a lo largo de una segunda trayectoria que se extiende hacia el foco de fuego (74).

17. Un método para proyectar una nube de gotitas de agua, de acuerdo con la reivindicación 14, que incluye las etapas de:

entremezclar las nubes en contrarrotación en un punto!. de confluencia situado a lo largo del vórtice común, con lo que se produce una nube de gotitas de agua compuesta que tienen una componente vectorial de impulso hacia delante magnificada.