MEJORAS RELATIVAS A UN DISPOSITIVO PARA GENERAR UNA NIEBLA.

Un aparato para generar una niebla que comprende:

un conducto (2) que tiene una cámara de mezclado (9) y una salida (5);

una entrada de fluido de trabajo (30) y una boquilla de fluido de trabajo (34) en comunicación fluida con dicho conducto (2), boquilla de fluido de trabajo (34) que está adaptada para introducir un fluido de trabajo en el interior del conducto (2); y una boquilla de transporte (16) en comunicación fluida con dicho conducto (2), boquilla de transporte (16) adaptada para introducir un fluido de transporte en la cámara de mezclado (9);

caracterizado porque la boquilla de transporte (16) incluye una porción convergente- divergente en la misma, de tal modo que, en uso, proporciona la generación de un flujo de alta velocidad del fluido de transporte;

y en el que la boquilla de transporte (16) tiene superficies interna y externa, cada una de las cuales es de forma sustancialmente de cono truncado, y en el que la boquilla de transporte (16) se conforma de tal modo que el fluido de transporte introducido en la cámara de mezclado (9) a través de la boquilla de transporte (16) tiene un patrón de flujo divergente tal que, en uso, el fluido de trabajo es atomizado y se crea un régimen de flujo de gotas dispersadas en la cámara de mezclado (9) por la introducción de flujo de fluido de transporte procedente de la boquilla de transporte (16) en el flujo de fluido de trabajo procedente de la boquilla de trabajo (34) y la cizalla subsiguiente del fluido de trabajo por el fluido de transporte, en el que la cizalla del fluido de trabajo crea un régimen de flujo de gotas dispersadas en el que una porción sustancial de las gotas tienen un tamaño inferior a 20 µm

Mejoras relativas a un dispositivo para generar una niebla.

La presente invención se refiere a mejoras relativas a un procedimiento y a un aparato para generar una niebla.

Es bien conocido en el estado de la técnica que existen tres contribuciones principales necesarias para mantener una combustión. Éstas son conocidas como el triángulo de fuego, esto es, combustible, calor y oxígeno. Los sistemas de extinción y supresión de incendios convencionales tienen como objetivo eliminar, o al menos minimizar, al menos uno de estos factores principales. Típicamente, los sistemas de supresión de incendios utilizan, entre otros, agua, CO2, halón, polvo seco o espuma. Los sistemas de agua actúan eliminando el calor del fuego, mientras que los sistemas de CO2 trabajan por desplazamiento de oxigeno,

Otro aspecto de la combustión se conoce como reacciones en cadena de llama. La reacción descansa en los radicales libres creados en el proceso de combustión y esenciales para su continuación. El halón actúa uniéndose a los radicales libres, y previniendo de este modo la combustión subsiguiente al interrumpir la reacción en cadena de llama.

La principal desventaja de los sistemas de agua es que habitualmente se requiere una gran cantidad de agua para extinguir el fuego. Esto plantea un primer problema de capacidad de almacenamiento de un volumen suficiente de agua o un acceso rápido a un suministro adecuado. Además, tales sistemas pueden conducir a dañar por la propia agua, bien la región inmediata al fuego, o incluso habitaciones contiguas por filtración de agua. Los sistemas de CO2 y halón presentan la desventaja de que no pueden ser utilizados en entornos con personas presentes, ya que crean una atmósfera en la que se hace difícil o incluso imposible la respiración. El halón presenta la desventaja adicional de ser tóxico y dañino para el medio ambiente. Por estas razones, la fabricación de halón está prohibida en la mayoría de los países.

Para superar las anteriores desventajas han emergido un número de sistemas alternativos que utilizan un líquido nebulizado. La mayoría de éstos utilizan agua como el medio de supresión, pero presentada al fuego en la forma de agua nebulizada. Un sistema de agua nebulizada supera las anteriores desventajas de los sistemas convencionales al utilizar el agua nebulizada para reducir el calor del vapor alrededor del fuego, desplazar el oxígeno, y asimismo romper la reacción en cadena de llama. Tales sistemas utilizan una cantidad relativamente pequeña de agua y están destinados generalmente para fuegos de clase A y B, e incluso para fuegos eléctricos.

Los sistemas de agua nebulizada actuales utilizan una variedad de procedimientos para generar las gotas de agua, utilizando un intervalo de presiones. Una desventaja principal de muchos de estos sistemas es que requieren una presión relativamente alta para forzar el paso del agua a través de las boquillas de inyección y/o utilizan unos orificios de boquilla relativamente pequeños para formar el agua nebulizada. Típicamente, estas presiones son de 20 bares o superiores. Intrínsecamente, estos sistemas utilizan un tanque presurizado por gas para proporcionar el agua presurizada, lo que limita el tiempo de funcionamiento de estos sistemas. Tales sistemas se emplean habitualmente en áreas cerradas de volumen conocido, tales como salas de máquinas, salas de bombas y salas de ordenadores. Sin embargo, debido a su capacidad de almacenamiento finita, tales sistemas tienen la limitación de un tiempo de funcionamiento corto. Bajo ciertas circunstancias, tales como un fuego particularmente agresivo, o si la sala deja de estar aislada, el sistema se puede vaciar antes de que el fuego quede extinguido. Otra desventaja principal de estos sistemas es que el agua nebulizada de estas boquillas no tienen un alcance particularmente largo, y las boquillas como tales están usualmente fijadas en su sitio a lo largo de la sala para asegurar una cobertura adecuada.

Los sistemas convencionales de agua nebulizada utilizan una boquilla de ata presión para crear una niebla de gotas de agua. Debido al mecanismo de formación de gotas de tal sistema, y a la elevada tendencia de las gotas a fusionarse entre sí, una limitación adicional de esta forma de generación de niebla es que crea una niebla con un amplio intervalo de tamaños de gotas de agua. Es conocido que gotas de agua de un tamaño de, aproximadamente, 40-50 µm fueron más efectivas en la extinción de un fuego de prueba que el halón 1301. Un sistema de agua nebulizada que comprenda gotas en el intervalo de tamaños de, aproximadamente, 40-50 µm proporciona un compromiso óptimo de máxima área superficial para un volumen dado, a la vez que proporciona asimismo una masa suficiente para su proyección a una distancia suficiente, y asimismo penetrar en el calor del fuego. Los sistemas convencionales de agua nebulizada que comprenden gotas con un tamaño de gota menor tendrán una masa insuficiente, y por lo tanto un momento, insuficiente para proyectarse a una distancia suficiente, y asimismo para penetrar en el calor de un fuego.

La mayoría de los sistemas convencionales de agua nebulizada son capaces tan sólo de alcanzar un porcentaje bajo de las gotas de agua en este intervalo de tamaños clave.

Una desventaja adicional de los sistemas convencionales de agua nebulizada, que generan un agua nebulizada con tal intervalo de tamaños de gota, es que la mayoría de las supresiones de fuegos requieren de funcionamiento con línea de visión. Aunque las gotas más pequeñas tenderán a comportarse como un gas, las gotas más grandes en el flujo impactaran ellas mismas contra estas gotas más pequeñas, reduciendo así su efectividad. Una niebla que se comporte de modo más semejante a una nube gaseosa tiene la ventaja de alcanzar áreas fuera de la línea de visión, de modo que se eliminan todos los puntos calientes y posibles zonas de reencendido. Una ventaja adicional de tal comportamiento de nube gaseosa es que las gotas de agua tienen más tendencia a permanecer sustentadas en el aire, enfriando de esta manera los gases y productos de combustión del fuego, en lugar de impactar las superficies de la sala. Esto mejora la velocidad de enfriamiento del fuego y reduce asimismo el daño a los objetos en la vecindad del fuego.

Un agua nebulizada compuesta de gotas con un tamaño inferior a 40 µm mejorará la velocidad de enfriamiento del fuego, y reducirá además el daño a objetos en la vecindad del fuego. Sin embargo, tales gotas de sistemas convencionales tendrán una masa, y por lo tanto un momento, insuficiente para proyectarse a una distancia suficiente, y asimismo penetrar en el calor del fuego.

Un aparato para generar una niebla, que tiene las características recitadas en el preámbulo de la reivindicación 1, se divulga en el documento WO01/76764.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para generar una niebla de acuerdo con la reivindicación 1.

Preferiblemente, las gotas de fluido de trabajo tienen una distribución de gotas sustancialmente uniforme, con gotas de un tamaño inferior a 20 µm.

Típicamente, al menos un 60% de las gotas por volumen tienen un tamaño dentro del 30% del tamaño mediana, aunque la invención no se limita a esto. En una niebla particularmente uniforme, la proporción puede ser del 70% o del 80% o más de gotas por volumen con un tamaño dentro del 30%, 25%, 20% o menos del tamaño mediana.

Preferiblemente, la porción sustancial de las gotas tiene una distribución acumulada superior al 90%.

Opcionalmente, una porción sustancial de las gotas tiene un tamaño de gota inferior a 10 µm.

Preferiblemente, la boquilla de transporte circunscribe sustancialmente el conducto.

Preferiblemente, la cámara de mezclado incluye una porción divergente.

Preferiblemente, la boquilla de trabajo se posiciona más próxima a la salida que la boquilla de transporte.

Preferiblemente, la boquilla de trabajo se conforma de modo que el fluido de trabajo introducido en la cámara de mezclado a través de la boquilla de trabajo tenga un patrón de flujo convergente.

Preferiblemente, la boquilla de trabajo tiene superficies interna y externa, cada una de las cuales tiene sustancialmente forma de cono truncado.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un sistema de pulverización de acuerdo con la reivindicación 15.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento...

1. Un aparato para generar una niebla que comprende:

un conducto (2) que tiene una cámara de mezclado (9) y una salida (5);

una entrada de fluido de trabajo (30) y una boquilla de fluido de trabajo (34) en comunicación fluida con dicho conducto (2), boquilla de fluido de trabajo (34) que está adaptada para introducir un fluido de trabajo en el interior del conducto (2); y una boquilla de transporte (16) en comunicación fluida con dicho conducto (2), boquilla de transporte (16) adaptada para introducir un fluido de transporte en la cámara de mezclado (9);

caracterizado porque la boquilla de transporte (16) incluye una porción convergente- divergente en la misma, de tal modo que, en uso, proporciona la generación de un flujo de alta velocidad del fluido de transporte;

y en el que la boquilla de transporte (16) tiene superficies interna y externa, cada una de las cuales es de forma sustancialmente de cono truncado, y en el que la boquilla de transporte (16) se conforma de tal modo que el fluido de transporte introducido en la cámara de mezclado (9) a través de la boquilla de transporte (16) tiene un patrón de flujo divergente tal que, en uso, el fluido de trabajo es atomizado y se crea un régimen de flujo de gotas dispersadas en la cámara de mezclado (9) por la introducción de flujo de fluido de transporte procedente de la boquilla de transporte (16) en el flujo de fluido de trabajo procedente de la boquilla de trabajo (34) y la cizalla subsiguiente del fluido de trabajo por el fluido de transporte, en el que la cizalla del fluido de trabajo crea un régimen de flujo de gotas dispersadas en el que una porción sustancial de las gotas tienen un tamaño inferior a 20 µm.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que la cámara de mezclado (9) incluye una porción divergente.

3. El aparato de cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores, en el que la boquilla de trabajo (34) está situada más próxima a la salida (5) que la boquilla de transporte (16).

4. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la boquilla de trabajo (34) está conformada de tal forma que un fluido de trabajo introducido en la cámara de mezclado (9) a través de la boquilla de trabajo (34) tiene un patrón de flujo convergente.

5. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la boquilla de trabajo (34) tiene superficies interna y externa cada una de las cuales tiene una forma sustancialmente de cono truncado.

6. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una protuberancia (38) dispuesta en el conducto (2), en el que la superficie interna de la boquilla de transporte (16) está formada por una superficie externa (40) de la protuberancia (38).

7. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un recinto de sobrepresión de transporte (7) dispuesto dentro del conducto (2) y en comunicación fluida con la boquilla de transporte (16).

8. El aparato de la reivindicación 7, en el que el recinto de sobrepresión de transporte (7) y la boquilla de transporte (16) se disponen axialmente en el aparato.

9. El aparato de la reivindicación 7 o de la reivindicación 8, que comprende además una entrada de fluido de transporte (3a) y en el que la entrada (3a), recinto de sobrepresión de transporte (7) y boquilla de transporte (16) se disponen axialmente en el aparato.

10. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la boquilla de trabajo (34) circunscribe sustancialmente el conducto (2).

11. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la boquilla de trabajo (34) circunscribe sustancialmente la boquilla de transporte (16).

12. El aparato de la reivindicación 6, en el que la boquilla de trabajo (34) circunscribe sustancialmente la protuberancia (38).

13. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un recinto de sobrepresión de fluido de trabajo (32) que circunscribe sustancialmente el conducto (2).

14. El aparato de la reivindicación 13, en el que el recinto de sobrepresión de fluido de trabajo (32) circunscribe sustancialmente la boquilla de transporte (16).

15. Un sistema de pulverización que comprende el aparato de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, un generador de vapor y un suministro de agua, en el que el fluido de transporte es vapor y el fluido de trabajo es agua.

16. Un procedimiento para generar una niebla que comprende las etapas de:

introducir un fluido de trabajo en una cámara de mezclado (9) a través de una boquilla de trabajo (34);

genera un flujo de alta velocidad de un fluido de transporte por medio de una porción convergente-divergente dentro de una boquilla de transporte (16) que tiene superficies interna y externa, cada una de las cuales tiene sustancialmente forma de cono truncado; e

introducir el flujo de fluido de transporte en la cámara de mezclado (9) a través de la boquilla de transporte (16) de modo tal que el fluido de transporte tenga un patrón de flujo divergente e imparta una fuerza de cizalla sobre el flujo de fluido de trabajo, atomizando por lo tanto el fluido de trabajo y creando un régimen de flujo de gotas dispersadas bajo la acción de cizalla del fluido de transporte sobre el fluido de trabajo, en el que la acción de cizalla crea un régimen de flujo de gotas dispersadas en el cual una porción sustancial de las gotas tiene un tamaño inferior a 20 µm.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que la corriente de fluido de transporte introducida en la cámara de mezclado (9) es anular.

18. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 16 o 17, en el que el procedimiento incluye la etapa de introducir el fluido de transporte en la cámara de mezclado (9) como un flujo supersónico.

19. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que el fluido de transporte es vapor.

20. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que el fluido de trabajo es agua.