Sistema supresor de incendio de extinción dual que usa emisores de alta velocidad y baja presión.

Un sistema supresor de incendio, que comprende:

un agente extintor gaseoso (21);

un agente extintor líquido (17);

por lo menos un emisor (10) para atomizar y arrastrar dicho agente extintor líquido (17) en dicho agente extintorgaseoso (21) y descargar dichos agentes extintores gaseoso y líquido sobre un incendio;

0un conducto de gas (23) que conduce dicho agente extintor gaseoso (21) hacia dicho emisor (10);

una red de tuberías (15) que conduce dicho agente extintor líquido (17) hacia dicho emisor (10);

una primera válvula (31) en dicho conducto de gas (23) que controla la presión y el caudal de dicho agente extintorgaseoso (21) hacia dicho emisor (10);

una segunda válvula (19) en dicha red de tuberías (15) que controla la presión y el caudal de dicho agente extintorlíquido (17) hacia dicho emisor (10);

un transductor de presión (33) que mide la presión en el interior de dicho conducto de gas (23);

un dispositivo de detección de incendio (37) colocado cerca de dicho emisor (10); y

un sistema de control (39) en comunicación con dichas válvulas primera (31) y segunda (19), dicho transductor depresión (33) y dicho dispositivo de detección de incendio (37), recibiendo dicho sistema de control (39) señales dedicho transductor de presión (33) y de dicho dispositivo de detección de incendio (37) y abriendo dichas válvulas (31,19) en respuesta a una señal indicativa de un incendio a partir de dicho dispositivo de detección de incendio (37),accionando dicho sistema de control dicha primera válvula con el fin de mantener durante el uso una presiónpredeterminada de dicho agente extintor gaseoso en el interior de dicho conducto de gas para el accionamiento dedicho emisor

caracterizado por comprender dicho emisor (10):

una boquilla (12) que tiene una entrada (14) y una salida (16), siendo dicha salida (16) circular y teniendo undiámetro, estando dicha entrada (14) conectada con dicho conducto de gas (23) aguas abajo de dicha primeraválvula (31), y dicha boquilla (12) tiene una superficie interior convergente curvada (20);

una cámara anular (46) que rodea la boquilla (12);

una pluralidad de ductos (50) separados de dicha boquilla (12), que se extienden a partir de y conectados con dichacámara anular (46), teniendo cada ducto (50) un orificio de salida (52) separado de y colocado junto a dicha salidade boquilla (16);

una cámara anular (46) conectada en comunicación de fluidos con dicha segunda válvula (19); y

una superficie deflectora (22) colocada con orientación hacia dicha salida de boquilla (16), estando colocada dichasuperficie deflectora (22) en una relación separada con respecto a dicha salida de boquilla (16) y teniendo unaprimera porción superficial (28) que comprende una superficie plana orientada sustancialmente en perpendicular adicha boquilla (12) y una segunda porción superficial que comprende una superficie en ángulo (30) o una superficiecurvada (34, 36) que rodea dicha superficie plana, teniendo dicha superficie plana un diámetro aproximadamenteigual al diámetro de dicha salida (16).

Sistema supresor de incendio de extinción dual que usa emisores de alta velocidad y baja presión

Campo de la invención Esta invención se refiere a sistemas de supresión de incendio que usan dispositivos para emitir dos o más agentes extintores en una corriente de flujo proyectada apartándose del dispositivo sobre un incendio.

Antecedentes de la invención Los sistemas rociadores para el control y supresión de incendios incluyen generalmente una pluralidad de cabezales rociadores individuales que normalmente están montadas en el techo alrededor del área que se va a proteger. Los cabezales rociadores normalmente se mantienen en un estado cerrado e incluyen un miembro detector termosensible para determinar cuándo ha tenido lugar un estado de incendio. Con el accionamiento del miembro termosensible, el cabezal rociador se abre, permitiendo que fluya libremente agua presurizada en cada uno de los cabezales rociadores individuales para que fluya libremente a través de los mismos para extinguir el incendio. Los cabezales rociadores individuales están separados uno de otro unas distancias determinadas por el tipo de protección que se pretende que proporcionen estos (por ejemplo, condiciones de alerta leves u ordinarias) y las clasificaciones de los rociadores individuales, determinadas por las agencias de clasificación aceptadas por la industria, tal como Underwriters Laboratories, Inc., Factor y Mutual Research Corp. y/o la National Fire Protection Association (Asociación Nacional de Protección Contra Incendio) .

Con el fin de minimizar el retardo entre el accionamiento térmico y la distribución apropiada de agua por el cabezal rociador, la tubería que conecta los cabezales rociadores con la fuente de agua está, en muchos casos, completamente llena de agua en todo momento. Esto se conoce como un sistema en húmedo, estando el agua disponible inmediatamente en el cabezal rociador con su accionamiento térmico. No obstante, existen muchas situaciones en las cuales el sistema rociador se instala en un área sin calentamiento, tales como almacenes. En esas situaciones, si se usa un sistema en húmedo, y en particular, debido a que el agua no está fluyendo dentro del sistema de tubería por largos periodos de tiempo, existe el peligro de que el agua dentro de las tuberías se congele. Esto no solamente afectará adversamente al funcionamiento del sistema rociador si los cabezales rociadores se accionaran térmicamente mientras que puede haber un bloqueo por hielo en el interior de las tuberías sino que dicho congelamiento, de ser extensivo, puede dar como resultado la explosión de las tuberías, destruyendo de ese modo el sistema rociador. En consecuencia, en esas situaciones, es práctica convencional tener la tubería libre de toda agua durante su estado no activado. Esto se conoce como un sistema de protección contra incendio en seco.

Cuando se accionan, los cabezales rociadores tradicionales liberan una pulverización de líquido supresor de incendio, tal como agua, sobre el área del incendio. La pulverización de agua, a pesar de que es efectiva en cierta medida, tiene numerosas desventajas. Las gotas de agua que comprenden la pulverización son relativamente grandes y provocarán daños por agua al mobiliario o bienes en la región en combustión. La pulverización de agua también muestra modos limitados de supresión de incendios. Por ejemplo, la pulverización, que está compuesta de unas gotas relativamente grandes que proporcionan un área superficial total pequeña, no absorbe calor de manera eficiente y, por lo tanto, no puede funcionar eficientemente para prevenir la propagación del incendio mediante la disminución de la temperatura del aire ambiente alrededor del incendio. Las gotas grandes tampoco bloquean la transferencia de calor radiativa de manera efectiva, permitiendo de ese modo que el incendio se propague de esta manera. Además, la pulverización no desplaza de manera eficiente el oxígeno del aire ambiente que rodea al incendio, ni tampoco es habitualmente eficiente para disminuir la cantidad de movimiento de las gotas para superar el penacho de humo y atacar la base del incendio.

Con estas desventajas en mente, los dispositivos, tales como los tubos de resonancia, que atomizan un líquido supresor de incendio, se han considerado como sustitutos de los cabezales rociadores tradicionales. Los tubos de resonancia usan energía acústica, generada por una interacción de onda de presión oscilatoria entre un chorro de gas y una cavidad, para atomizar a un líquido que se inyecta en la región cercana al tubo de resonancia en donde está presente la energía acústica.

Desafortunadamente, los tubos de resonancia de diseño y modo de funcionamiento conocidos generalmente no tienen las características de flujo de fluido requeridas para ser efectivos en las aplicaciones de protección contra incendio. El volumen de flujo de los tubos de resonancia tiende a ser no adecuado, y las partículas de agua generadas por el procedimiento de atomización tienen unas velocidades relativamente bajas. Como resultado, estas partículas de agua se desaceleran de forma significativa dentro de aproximadamente 20, 30 a 40, 64 centímetros (8 a 16 pulgadas) del cabezal rociador y no pueden superar el penacho de gas de combustión ascendente generado por el incendio. Por lo tanto, las partículas de agua no pueden llegar a la fuente del incendio para una supresión efectiva del incendio. Además, el tamaño de partículas de agua generado por la atomización no es efectivo en la reducción del contenido de oxígeno para suprimir el incendio si la temperatura ambiente está por debajo de 55 [deg.]C. Además, los tubos de resonancia conocidos requieren unos volúmenes de gas relativamente grandes suministrados a alta presión. Esto produce un flujo de gas inestable que genera una energía acústica significativa y que se separa de las superficies deflectoras a través de las cuales viaja, conduciendo a una atomización ineficiente del agua.

Los sistemas que usan sólo un gas inerte para extinguir un incendio también adolecen de ciertas desventajas, siendo la desventaja principal la reducción en la concentración de oxígeno necesaria para extinguir un incendio. Por ejemplo, un sistema gaseoso que usa nitrógeno puro no extinguirá las llamas hasta que el contenido de oxígeno en el incendio sea de un 12 % o menor. Esta concentración es significativamente menor que el límite respirable seguro conocido de un 15 %. Las personas sin aparatos de respiración expuestas a una concentración de oxígeno de un 12 % tienen menos de 5 minutos antes de que pierdan la conciencia por la falta de oxígeno. A una concentración de oxígeno de un 10 %, el límite de exposición es de aproximadamente un minuto. Por lo tanto, dicho sistema presenta un peligro para las personas que tratan de escapar o de combatir el incendio.

El documento US 6390203 da a conocer un sistema de supresión de incendio de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El documento US3084874 da a conocer un emisor en el que se forman múltiples ondas/frentes de choque.

Los documentos WO00/41769, WO03/X030995 y US2004188104 hacen referencia a un sistema de supresión de incendio de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Existe claramente una necesidad para un sistema supresor de incendio que tenga un emisor atomizador que pueda descargar tanto agentes extintores líquidos como gaseosos y que funcione más eficientemente que los tubos de resonancia conocidos. Dicho emisor usaría idealmente unos volúmenes de gas menores a unas presiones menores para producir un volumen suficiente de partículas líquidas atomizadas que tienen una menor distribución de tamaño de partícula, a la vez que mantienen una cantidad de movimiento significativa con la descarga de tal modo que las partículas de líquido pueden superar el penacho de humo del incendio y ser más efectivas en la supresión del incendio.

Sumario de la invención La invención se refiere a sistemas supresores de incendio que comprenden un agente extintor gaseoso y un agente extintor líquido de acuerdo con la reivindicación 1. Se usa por lo menos un emisor para atomizar y arrastrar el agente extintor líquido en el agente extintor gaseoso y descargar los agentes extintores gaseoso y líquido sobre un incendio. Un conducto de gas conduce el agente extintor gaseoso hacia el emisor. Una red de tuberías conduce el agente extintor líquido hacia el emisor. Una primera válvula en el conducto de gas controla la presión y el caudal del agente extintor gaseoso hacia el emisor. Una segunda válvula en la red de tuberías controla la presión y el caudal del agente extintor líquido hacia el emisor. Un transductor de presión mide la presión en el interior del conducto de gas. Un dispositivo... [Seguir leyendo]

1. Un sistema supresor de incendio, que comprende: un agente extintor gaseoso (21) ; un agente extintor líquido (17) ; por lo menos un emisor (10) para atomizar y arrastrar dicho agente extintor líquido (17) en dicho agente extintor gaseoso (21) y descargar dichos agentes extintores gaseoso y líquido sobre un incendio; un conducto de gas (23) que conduce dicho agente extintor gaseoso (21) hacia dicho emisor (10) ; una red de tuberías (15) que conduce dicho agente extintor líquido (17) hacia dicho emisor (10) ; una primera válvula (31) en dicho conducto de gas (23) que controla la presión y el caudal de dicho agente extintor gaseoso (21) hacia dicho emisor (10) ; una segunda válvula (19) en dicha red de tuberías (15) que controla la presión y el caudal de dicho agente extintor líquido (17) hacia dicho emisor (10) ; un transductor de presión (33) que mide la presión en el interior de dicho conducto de gas (23) ; un dispositivo de detección de incendio (37) colocado cerca de dicho emisor (10) ; y un sistema de control (39) en comunicación con dichas válvulas primera (31) y segunda (19) , dicho transductor de presión (33) y dicho dispositivo de detección de incendio (37) , recibiendo dicho sistema de control (39) señales de dicho transductor de presión (33) y de dicho dispositivo de detección de incendio (37) y abriendo dichas válvulas (31, 19) en respuesta a una señal indicativa de un incendio a partir de dicho dispositivo de detección de incendio (37) , accionando dicho sistema de control dicha primera válvula con el fin de mantener durante el uso una presión predeterminada de dicho agente extintor gaseoso en el interior de dicho conducto de gas para el accionamiento de dicho emisor caracterizado por comprender dicho emisor (10) : una boquilla (12) que tiene una entrada (14) y una salida (16) , siendo dicha salida (16) circular y teniendo un diámetro, estando dicha entrada (14) conectada con dicho conducto de gas (23) aguas abajo de dicha primera válvula (31) , y dicha boquilla (12) tiene una superficie interior convergente curvada (20) ; una cámara anular (46) que rodea la boquilla (12) ; una pluralidad de ductos (50) separados de dicha boquilla (12) , que se extienden a partir de y conectados con dicha cámara anular (46) , teniendo cada ducto (50) un orificio de salida (52) separado de y colocado junto a dicha salida de boquilla (16) ; una cámara anular (46) conectada en comunicación de fluidos con dicha segunda válvula (19) ; y una superficie deflectora (22) colocada con orientación hacia dicha salida de boquilla (16) , estando colocada dicha superficie deflectora (22) en una relación separada con respecto a dicha salida de boquilla (16) y teniendo una primera porción superficial (28) que comprende una superficie plana orientada sustancialmente en perpendicular a dicha boquilla (12) y una segunda porción superficial que comprende una superficie en ángulo (30) o una superficie curvada (34, 36) que rodea dicha superficie plana, teniendo dicha superficie plana un diámetro aproximadamente igual al diámetro de dicha salida (16) .

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende: una pluralidad de tanques de gas comprimido que comprende una fuente de agente extintor gaseoso presurizado; y un colector de distribución de alta presión que proporciona comunicación de fluidos entre dichos tanques de gas comprimido y dicho conducto de gas aguas arriba de dicha primera válvula.

3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende: un dispositivo de control de flujo colocado en dicha red de tuberías entre dicho emisor y dicha segunda válvula; preferiblemente, dicho dispositivo de control de flujo comprende un cartucho de flujo.

4. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende: una pluralidad de dichos emisores distribuidos a través de una pluralidad de zonas de peligro de incendio; y una pluralidad de dispositivos de control de flujo colocados en dicha red de tuberías entre cada uno de dichos emisores y dicha segunda válvula.

5. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 4, en el que cada uno de dichos dispositivos de control de flujo comprende un cartucho de flujo.

6. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho agente extintor gaseoso tiene una presión de entre aproximadamente 1, 999 bares (29 psia) y aproximadamente 4, 136 bares (60 psia) en dicho ducto de gas; preferiblemente, dicho agente extintor líquido tiene una presión de entre aproximadamente 0, 069 bares (1 psig) y aproximadamente 3, 447 bares (50 psig) en dicha red de tuberías.

7. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho conducto está orientado en ángulo hacia dicha boquilla.

8. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie deflectora incluye un tubo de resonancia de extremo cerrado rodeado por una porción plana y una porción en ángulo inclinada hacia detrás.

9. Un método de accionamiento de un sistema supresor de incendio de acuerdo con las reivindicaciones 1–8, teniendo dicho sistema un emisor que comprende: una boquilla (12) que tiene una entrada (14) y una salida (16) , siendo dicha salida (16) circular y teniendo un diámetro, estando dicha entrada (14) conectada con dicho conducto de gas (23) aguas abajo de dicha primera válvula (31) , y dicha boquilla (12) tiene una superficie interior convergente curvada (20) ; una cámara anular (46) que rodea la boquilla (12) ; una pluralidad de ductos (50) separados de dicha boquilla (12) , que se extienden a partir de y conectados con dicha cámara anular (46) , teniendo cada ducto (50) un orificio de salida (52) separado de y colocado junto a dicha salida de boquilla (16) ; una cámara anular (46) conectada en comunicación de fluidos con dicha segunda válvula (19) ; y una superficie deflectora (22) colocada con orientación hacia dicha salida de boquilla (16) , estando colocada dicha superficie deflectora (22) en una relación separada con respecto a dicha salida de boquilla (16) y teniendo una primera porción superficial (28) que comprende una superficie plana orientada sustancialmente en perpendicular a dicha boquilla (12) y una segunda porción superficial que comprende una superficie en ángulo (30) o una superficie curvada (34, 36) que rodea dicha superficie plana, teniendo dicha superficie plana un diámetro aproximadamente igual al diámetro de dicha salida (16) ; y

– el emisor (10) comprende una pluralidad de ductos (10) que se extienden a partir de la cámara (46) y cada ducto tiene un orificio de salida (52) comprendiendo dicho método: descargar dicho agente extintor líquido a partir de dicho orificio de salida, descargar dicho agente extintor gaseoso a partir de dicha salida, alcanzando dicho gas una velocidad supersónica y creando un chorro de flujo de gas sobreexpandido a partir de dicha boquilla; establecer un primer frente de choque (54) entre dicha salida (16) y dicha superficie deflectora (12) , en el que dicho gas se ralentiza hasta una velocidad subsónica; establecer un segundo frente de choque (56) cerca de dicha superficie deflectora (22) ; arrastrar dicho agente extintor líquido (87) en dicho agente extintor gaseoso (85) para formar una corriente de líquido–gas (60) ; y proyectar dicha corriente de líquido–gas a partir de dicho emisor.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende establecer una pluralidad de diamantes de choque (58) en dicha corriente de líquido–gas.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende: a) suministrar dicho agente extintor gaseoso a dicha entrada a una presión de entre aproximadamente 1, 999 bares (29 psia) y aproximadamente 4, 136 bares (60 psia) ; o b) suministrar dicho agente extintor líquido a dicho ducto a una presión de entre aproximadamente 0, 069 bares (1 psig) y aproximadamente 3, 447 bares (50 psig) .

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, que además comprende arrastrar dicho agente extintor líquido con dicho agente extintor gaseoso cerca de: a) dicho segundo frente de choque. b) dicho primer frente de choque.