СПОСОБ СПРИНКЛЕРНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
SPRINKLER FIRE EXTINGUISHING METHOD AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION THEREOF

Данное изобретение относится к спринклерным способам пожаротушения с использованием тонкораспыленной воды, предназначено для защиты помещений, у которых защищаемые зоны имеют протяженные по длине формы, например, гаражные боксы, в которых, как правило, длина бокса в разы больше ширины, а также для защиты парковочных мест автомобилей.
Настоящее изобретение также предлагает спринклерный распылитель для осуществления заявляемого способа.
Общеизвестны в технике оросители, предназначенные для защиты протяженных по длине объектов, например, оросители общего назначения с термоколбой с розетками для формирования горизонтального потока воды, которые монтируются горизонтально, у которых продольная часть розетки ограничивает направление потока вверх и является направляющей для подачи воды на самую дальнюю границу защищаемой зоны, поперечная часть розетки предназначена для формирования потока воды вниз по направлению движения водяной струи из оросителя (см. стр. 121, 122, 123 Л.М. Мешман, С.Г. Цириченко, В.А. Былинкин, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин. Оросители водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. Учебно-методическое пособие. Москва 2002).
Известные горизонтально монтируемые спринклерные оросители характеризуются формированием потоков воды, имеющих среднеарифметический диаметр капель более 150 мкм и требующих для эффективного тушения значительной интенсивности орошения.
Известно, что использование при тушении водой распыленных потоков с мелкими каплями, чей среднеарифметический диаметр менее 150 мкм, позволяет повысить эффективность тушения за счет быстрого охлаждения очагов возгорания, снизить расход воды.
Известен спринклерный ороситель (патент на полезную модель №167481), с помощью которого осуществляют автоматическое комбинированное тушение мелкодисперсными каплями воды и крупнокапельными струями при срабатывании термочувствительной стеклянной колбы, который формирует два концентрично расположенных один в другом симметричных факела воды, при этом часть струй факелов состоит из крупных капель, преодолевают конвективные тепловые потоки, исходящие от очага, попутно оказывают на мелкодисперсную часть факелов удерживающее действие, препятствуя выносу мелких капель из защищаемой зоны, причем мелкие капли, быстро испаряясь, интенсивно охлаждают очаг возгорания.
Известный спринклерный ороситель содержит полый цилиндрический корпус, в котором выполнена внутренняя рабочая камера, с расположенным в ней клапаном, который выполнен в виде подвижного штока с установленной на ней уплотнительной манжетой, наружный диаметр которой соответствует диаметру рабочей камеры, а внутренний диаметр манжеты - посадочному диаметру на штоке, при этом нижний торец штока сопряжен со стеклянной термоколбой, расположенной в нижней части корпуса, выполненной в виде корзины, состоящей из дугообразных стоек, при этом корпус снаружи выполнен ступенчатым, верхняя и нижняя ступени располагают своими рядами отверстий, при этом угол наклона к оси распылителя отверстий верхнего ряда отверстий больше угла наклона отверстий нижнего ряда.
Применение оросителя предусматривает его установку в вертикальном положении над защищаемой зоной, при этом нормируемая зона орошения представляет собой круг. Для гарантированного и эффективного тушения зоны объектов, имеющих протяженные по длине формы, посредством одного оросителя радиус внешней эпюры нормированной интенсивности (по ГОСТу Р 51043-2002) должен быть больше половины длины защищаемой зоны, но при этом значительные потоки воды будут выходить за пределы защищаемой зоны по ее ширине.
Известен спринклерный распылитель (патент на полезную модель №163093), по конструктиву похожий на вышеописанный ороситель, у которого выпускные отверстия выполнены в виде форсунок, при этом верхняя ступень корпуса располагает рядом форсунок с возможностью формирования внешнего факела распыла воды с высокой производительностью, нижняя ступень выполнена с возможностью формирования концентричного с внешним факелом внутреннего факела с меньшей производительностью.
Однако применение такого спринклерного распылителя с концентрично формируемыми факелами распыленной воды на объектах с защищаемой зоной, у которой длина значительно больше ширины, ведет к неэффективному использованию воды, из-за напрасных проливов за боковые стороны зоны.
Таким образом, использование вертикально устанавливаемых оросителей с концентрично распыляемыми факелами на протяженных объектах приводят к неэффективному их применению, к потерям воды, пролитой за пределами зоны, к дополнительному ущербу от затопления в сравнении с известными горизонтально монтируемыми оросителями.
Спринклерный распылитель по патенту на полезную модель №163093 взят за прототип оросителя для осуществления заявляемого способа.
Задачей изобретения является более рациональное использование огнетушащего вещества (воды) при тушении.
На основе анализа вышеизложенных описаний известных средств тушения, можно утверждать, что для эффективной защиты протяженных по длине зон, известные средства имеют свои недостатки, требуют существенных доработок и разработки нового способа пожаротушения.
Техническим результатом должно быть: автоматическое срабатывание спринклерного распылителя и формирование потоков воды, с учетом геометрической формы защищаемой зоны (протяженной по длине); уменьшение неэффективных проливов, возникающих за пределами защищаемой зоны; использование известных положительных факторов воздействия: формирующего и проникающего в очаг факела, состоящего из капель с высокой кинетической энергией, и использование быстро охлаждающего очаг возгорания факела тонкораспыленной воды, состоящего из капель со среднеарифметическим диаметром менее 150 мкм.
Поставленная цель достигается тем, что предлагается спринклерный способ пожаротушения, для защиты от пожара протяженных по длине объектов, при котором монтируют горизонтально расположенный(ые) вдоль защищаемой зоны спринклерный(ые) ороситель(и) на определенной высоте; включают смонтрированный(ые) спринклерный(ые) ороситель(и) в распределительную ветвь спринклерной системы, находящейся под давлением; обеспечивают автоматическое вскрытие спринклерного оросителя посредством разрушения стеклянной термоколбы оросителя при достижении на защищаемом объекте температуры окружающей среды выше номинальной температуры срабатывания оросителя; обеспечивают подачу воды через сработавший ороситель; формируют веерообразные и в тоже время концентрично расположенные, по меньшей мере, три разных по степени дисперсности воды факелы, при этом верхний факел состоит из наиболее крупных капель с высокой кинетической энергией по сравнению с каплями в нижерасположенных факелах, имеющих среднеарифметический диаметр капель в каждом из них менее 150 мкм, причем средний факел состоит из самых мелких капель; сформированный верхний факел направляют на самую дальнюю границу и по бокам защищаемой зоны; сформированный из самых мелких капель факел располагают под верхним и направляют вниз и прямо, равномерно распределяя капли по защищаемой зоне; сформированный из капель средней степени дисперсности нижний факел направляют вниз, в ближайшую от оросителя зону, образуя вертикальную водяную завесу.
Для осуществления заявляемого способа предложен спринклерный распылитель, содержащий полый цилиндрический корпус с внутренней камерой, с расположенным в ней клапаном, выполненный с возможностью поступательного перемещения, выполнен тепловой замок в виде стеклянной термоколбы и соединенный с клапаном, выполнены форсунки, располагаемые в стенке корпуса и соединенные с внутренней рабочей камерой, корпус выполнен в виде резьбового патрубка, переходящего в ободок, согласно изобретению, ободок переходит в усеченный конус, на верхней части конуса выполнено отверстие с расположенным в нем концом клапана, на котором установлен один конец стеклянной термоколбы, другой конец которой сопряжен с вершиной, образованной в месте соединения дужек, отходящих от основания конуса, при этом на его конце в пределах сектора с углом около 100°, обращенного своей вершиной к плоскости, в которой расположены дужки, в стенке конуса выполнены три ряда наклонных к центральной оси распылителя отверстий, причем в первом ряду отверстий, расположенных у основания конуса, выполнен наклон отверстий к центральной оси распылителя наибольшим, в третьем ряду отверстий, расположенном у вершины конуса, выполнен наклон отверстий наименьшим, при этом диаметр отверстий третьего ряда выполнен наибольшим, с возможностью формирования крупнокального факела (среднеарифметический диаметр капель около 150 мкм), диаметр отверстий второго ряда выполнен наименьшим, с возможностью формирования факела тонкораспыленной воды (среднеарифметический диаметр капель меньше 100 мкм), все отверстия выведены во внутреннюю камеру.
Более подробно примерное исполнение способа поясняется при помощи иллюстраций:
Фиг. 1 - комбинированная схема расположения установки пожаротушения стоянки автомобиля;
Фиг. 2 - вид сбоку на распределение капель верхнего факела;
Фиг. 3 - вид сбоку на распределение капель среднего факела;
Фиг. 4 - вид сбоку на распределение капель нижнего факела;
Фиг. 5 - общий вид распылителя справа в разрезе в снаряженном состоянии;
Фиг. 6 - общий вид распылителя справа в разрезе в сработанном состоянии;
Фиг. 7 - общий вид потокообразующей части распылителя спереди.
Защищаемая зона 1 контролируется на предмет пожарной опасности пожарным спринклерный распылителем 2, посредством термочувствительной стеклянной термоколбы 3, спринклерный ороситель установлен горизонтально и подключен к распределительной ветке 4 сети трубопроводов спринклерной системы автоматического пожаротушения. Место расположения оросителя определено над защищаемой зоной в начале протяженной в длину зоны на определенной высоте вдоль центральной оси зоны. Спринклерный ороситель содержит полый цилиндрический с внешней соединительной резьбой корпус 5, переходящий в ободок 6, который переходит в полый усеченный конус 7, имеющий на вершине выходное отверстие 8, выполненное для подвижного клапана 9 с уплотнительной манжетой 10, при этом на конце клапана установлен капиллярный конец 11 термоколбы, а донный конец 12 термоколбы сопряжен с вершиной 13, образованной в месте схождения двух дужек 14, отходящих от основания конуса, при этом на конусе в пределах потокообразующего сектора 15 с углом около 100°, обращенного своей вершиной сектора к плоскости, в которой расположены дужки, выполнены при ряда наклоненных к центральной оси отверстий, причем в первом ряду отверстий 16, расположенных у основания конуса, наклон отверстий выполнен наибольшим, в третьем ряду отверстий 17, расположенным у вершины конуса, наклон отверстий выполнен наименьшим, при этом диаметр отверстий третьего ряда выполнен наибольшим, диаметр отверстий 18 второго ряда выполнен наименьшим, три ряда отверстий выполнены с возможностью формирования трех веерообразных и концентрично действующих факелов 19, 20,21.
Осуществляется предлагаемый способ следующим образом.
В случае возникновения пожара при достижении температуры в защищаемой зоне выше номинальной температуры срабатывания спринклерного распылителя 2, происходит разрушение стеклянной термоколбы 3 и подвижный клапан 9 под давлением воды перемещается в сторону выходного отверстия 8, открывая отверстия 16, 17, 18 потокообразующего сектора 15. Спринклерный распылитель смонтирован горизонтально в начале защищаемой зоны на определенной высоте вдоль центральной оси защищаемой зоны, при этом потокообразующий сектор с отверстиями направлен условно вниз и прямо. Распылитель формирует верхний вееронаправленный вдоль и по бокам защищаемой зоны факел 19, состоящий из более крупных капель, формирует в тоже время средний вееронаправленный факел 20 мелкодисперсной воды, равномерно распределяемый по всей защищаемой зоне, и факел 21, который в основном направлен вниз, образуя водяную завесу в начале защищаемой зоны. Верхний факел, состоящий из крупных капель со сравнительно высокой кинетической энергией, служит основным формообразующим факелом, способствующего удержанию мелкодисперсной фракции воды над защищаемой зоной, при этом мелкие капли, быстро испаряясь, активно охлаждают и тушат пожар. Кроме того обеспечены условия, когда коэффициент равномерности орошения факелами защищаемой зоны соответствуют требованиям (п. 8.23 ГОСТ Р 51043-2002) при нормированной интенсивности орошения, а также располагаются в пределах защищаемой зоны.
На основе вышеизложенного можно утверждать, что вышеописанные способ и устройство для его осуществления обеспечивают автоматическое срабатывание спринклера, создавая три вееронаправленные и концентрично формируемые факелы, которые образуют над протяженной по длине защищаемой зоной устойчивую область огнетушащего вещества, обеспечивающую комбинированное тушение более крупными каплями с высокой кинетической энергией, проникающими в очаг каплями, и мелкими быстроиспаряющими каплями мелкодисперсной воды, эффективно охлаждающими очаг возгорания, вместе факелы обеспечивают экономный расход воды, исключая большие проливы вне защищаемой зоны