СКРЫТЫЙ СПРИНКЛЕР С ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНОЙ ДЛЯ ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
CONCEALED SPRINKLER WITH FLAT PLATE FOR RESIDENTIAL PREMISES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в основном относится к спринклерам для жилых помещений, спринклерным системам и способам их использования. В частности, изобретение относится к скрытым спринклерам с плоской пластиной и способам их использования в спринклерных системах для жилых помещений.
Уровень техники
Автоматические противопожарные спринклеры для жилых помещений обычно проектируются в соответствии со специальными требованиями к рабочим характеристикам или в соответствии с промышленными стандартами. Эти требования к рабочим характеристикам устанавливают минимальные стандарты рабочих характеристик для данного спринклера, признаваемых достаточными для использования его в качестве изделия для противопожарной защиты жилых помещений. Например, стандарт организации Underwriters Laboratories Inc (UL) «Standard for Safety for Residential Sprinklers for Fire Protection Service» (октябрь 2003 года) (именуемый в дальнейшем UL 1626), который включен в состав данного описания во всей своей полноте посредством ссылки на этот стандарт, признается принятым промышленным стандартом.
2
2
2
2
Национальная ассоциация противопожарной защиты NFPA также публикует стандарты, относящиеся к противопожарной защите жилых помещений, такие как, например, (I) Стандарт 13 ассоциации NFPA, 2002 год (в дальнейшем именуемый стандартом NFPA 13); (II) Стандарт 13D ассоциации NFPA, 2002 год (в дальнейшем именуемый стандартом NFPA 13D), и (III) Стандарт 13R ассоциации NFPA 2002 год (в дальнейшем именуемый стандартом NFPA 13R) (все вместе эти стандарты именуются Стандарты NFPA), каждый из которых включен во всей своей полноте в данное описание посредством ссылки на этот стандарт. Для того чтобы спринклер для жилых помещений был одобрен для установки в соответствии со стандартами NFPA, необходимо внести этот спринклер в регистр для использования в качестве спринклера для жилых помещений, для чего он обычно должен пройти различные испытания, например испытания, опубликованные организацией UL в стандарте UL 1626. В частности, стандарт UL 1626 обычно требует, чтобы спринклер, как описано в таблице 6.1 из раздела 6, подавал минимальный расход (л/с) для указанной покрываемой площади (м) так, чтобы обеспечить требуемую среднюю плотность распределения, составляющую по меньшей мере 0,034 л/(с·м). Например, для комнаты размером 4,877 м × 4,877 м с покрываемой площадью, составляющей 23,783 м, спринклер может обеспечить указанную минимальную плотность распределения при расходе воды 0,820 л/с. Таким образом, для покрываемой площади 23,783 м минимальное указанное значение расхода составляет 0,820 л/с. В дополнение к конструкции спринклера, обеспечивающей минимальную плотность распределения при указанном минимальном значении расхода, спринклер в предпочтительном варианте достигал бы указанного минимального расхода при самом низком давлении. Минимальный расход, указанный в таблице 6.1, может быть использован для того, чтобы вычислить прогнозируемое минимальное давление жидкости, необходимое для работы спринклера, на основании расчетного К-фактора спринклера. Расчетный К-фактор спринклера представляет собой коэффициент расхода проходного сечения спринклера и определяется следующим образом:
,
где Q - расход, л/с,
p - давление, кПа.
Таким образом, для расчетного К-фактора 0,118 и минимального расхода 0,820 л/с минимальное давление составляет 48,263 кПа.
Однако, для того чтобы спринклер прошел эксплуатационные испытания на распределение жидкости, описанные в разделах 26 и 27 стандарта UL 1626, фактическое минимальное давление испытываемого спринклера может отличаться от расчетного или прогнозируемого минимального давления, которое может быть вычислено с использованием данного минимального расхода, приведенного в таблице 6.1 стандарта UL 1626 и расчетного К-фактора спринклера. Кроме того, фактический минимальный расход жидкости для прохождения этих испытаний на распределение, приведенных в стандарте UL 1626 для указанной покрываемой площади, может даже быть более высоким, чем сведенный в таблицу минимальный расход, приведенный в таблице 6.1 стандарта UL 1626. Следовательно, известная формула не применима к известным внесенным в регистр спринклерам для жилых помещений (то есть используемым спринклерам для защиты квартиры).
1/2
Для того чтобы обеспечить эстетически привлекательную форму спринклера для использования в жилом помещении, спринклер может содержать плоскую пластину, скрывающую его до тех пор, пока он не приведен в действие. Такой спринклер относится к скрытым спринклерам с плоской пластиной для жилых помещений. Считается, что К-фактор известных скрытых спринклеров с плоской пластиной для жилых помещений, находится в пределах от 0,099 до 0,135 л /(с·(кПа)).
Приведение скрытого спринклера с плоской пластиной для жилых помещений в действие при возникновении опасности пожара происходит в два этапа. Во-первых, крышка скрытого спринклера должна отделиться от спринклера. Во-вторых, спринклер должен сработать, чтобы подать воду. По причине двухэтапной работы скрытого спринклера с плоской пластиной и того, что спринклеры для жилых помещений обычно полностью утоплены в потолок, такие спринклеры для успешного прохождения противопожарных испытаний согласно стандарту UL 1626, имеют увеличенный расход, превышающий минимальные значения расхода, приведенные в регистре.
Считается, что известные скрытые спринклеры с плоской пластиной для жилых помещений не способны успешно пройти противопожарное испытание по стандарту UL 1626 в комнате размером 4,877 м × 4,877 м как при минимальном расходе 0,820 л/с, так и при минимальном рабочем давлении 48,263 кПа. Кроме того, также считается, что известные скрытые спринклеры с плоской пластиной для жилых помещений не способны успешно достигнуть минимальных расходов, составляющих 1,073 л/с для комнаты размером 5,486 м × 5,486 м и 1,262 л/с для комнаты размером 6,096 м × 6,096 м в соответствии со стандартом UL 1626.
Раскрытие изобретения
2
2
1/2
Спринклер согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения является первым автоматическим спринклером с плоской пластиной, скрывающей спринклер, который успешно прошел испытания по стандарту UL 1626 на распределение и пожаротушение при минимальном расходе 0,820 л/с и при минимальном давлении 48,263 кПа для площади 4,877 м × 4,877 м. Кроме того, спринклер согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения является первым спринклером, который успешно прошел испытания на распределение и пожаротушение в комнатах размером 5,486 м × 5,486 м и 6,096 м × 6,096 м при минимальных расходах 1,073 л/с и 1,262 л/с соответственно. В частности, этот спринклер может обеспечить минимальный расход 1,073 л/с в испытаниях на распределение жидкости и пожаротушение для площади 30,101 м при давлении, составляющем приблизительно 83 кПа, и, кроме того, обеспечивает минимальный расход 1,262 л/с для испытательной площади 37,161 м при давлении, меньшем 117,211 кПа, предпочтительно приблизительно 115 кПа. В предпочтительном варианте осуществления изобретения номинальный коэффициент расхода (К-фактор) спринклера составляет 0,118 л/(с·(кПа)). Посредством сочетания геометрии отражателя и выступающего конуса спринклер согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения достиг указанных в регистре значений для жилых помещений как по расходу, так и по давлению.
2
2
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения площадь противопожарной защиты скрытого спринклера с плоской пластиной для жилых помещений составляет от приблизительно 13 м до приблизительно 37 м. Предпочтительно спринклер включает в себя внешний кожух с внутренней поверхностью, образующей полость, и корпус, по меньшей мере частично расположенный в пределах этой полости. Корпус предпочтительно содержит входное и выходное отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль продольной оси. Желательно, чтобы расчетный расход жидкости через выходное отверстие был минимален и составлял от приблизительно 0,8 л/с до приблизительно 1,3 л/с, расчетное давление жидкости во входном отверстии было минимальным и составляло от приблизительно 48 кПа до приблизительно 117 кПа. Кроме того, предпочтительно, чтобы корпус включал в себя внутреннюю поверхность, образующую канал для сообщения между входным и выходным отверстиями. Имеется по меньшей мере один направляющий элемент, содержащий ближний и дальний концы. Предпочтительно, чтобы ближний конец был присоединен к корпусу, а дальний конец имел возможность телескопического перемещения относительно выходного отверстия в направлении, параллельном продольной оси. Кроме того, предпочтительно, чтобы спринклер включал в себя пластину отражателя для распределения потока жидкости по защищаемой площади. Предпочтительно, чтобы отражатель был присоединен к дальнему концу указанного по меньшей мере одного направляющего элемента так, чтобы отражатель имел первое положение, удаленное от выходного отверстия, и второе положение, удаленное от первого положения. Отражатель включает в себя пластинчатый и выступающий элементы, причем выступающий элемент присоединен к пластинчатому элементу так, чтобы образовывать ближнюю поверхность, по существу перпендикулярную продольной оси и расположенную в осевом направлении на расстоянии от выходного отверстия, и дальнюю поверхность, удаленную от ближней поверхности и перпендикулярную продольной оси. Предпочтительно, чтобы внешний контур дальней поверхности, охватывающий продольную ось, имел вытянутую форму и, кроме того, содержал множество радиальных прорезей, расположенных по существу на равном угловом расстоянии друг от друга. Каждая прорезь содержит по существу прямолинейный участок, который начинается от внешнего контура и проходит радиально по направлению к продольной оси, определяя длину и ширину прорези. Множество прорезей включает в себя первую группу прорезей первой длины и по меньшей мере еще одну - вторую группу прорезей второй длины, причем вторая длина меньше первой.
2
2
2
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения спринклер представляет собой подвесной скрытый спринклер, который включает в себя внешний и внутренний кожухи, расположенные соосно вдоль продольной оси. Кроме того, спринклер включает в себя корпус, содержащий по меньшей мере один участок, расположенный во внутреннем и внешнем кожухах. Предпочтительно, корпус содержит внутреннюю поверхность, образующую канал с расположенными на расстоянии друг от друга вдоль продольной оси входным и выходным отверстиями, который определяет К-фактор, приблизительно равный 0,121. Кроме того, предпочтительно, чтобы спринклер включал в себя средство перекрытия выходного отверстия и термически чувствительный пусковой элемент, имеющий первое состояние, при котором он центрирован относительно продольной оси для удержания средства перекрытия в примыкающем к выходному отверстию положении, и второе состояние, при котором средство перекрытия смещено относительно выходного отверстия. Кроме того, предпочтительно, чтобы спринклер содержал отражатель, удаленный от выходного отверстия. Предпочтительно, чтобы отражатель включал в себя множество отражающих поверхностей, по существу перпендикулярных продольной оси, и множество прорезей в по меньшей мере одной из отражающих поверхностей для распределения жидкости по защищаемой площади. Защищаемая площадь составляет от приблизительно 13 м до приблизительно 37 м, причем плотность распределения жидкости составляет по меньшей мере 0,034 л/(с·м) для минимального рабочего давления и минимального рабочего расхода жидкости, соответствующих защищаемым площадям. Минимальные рабочие давления находятся в диапазоне от приблизительно 48 кПа до приблизительно 117 кПа, а диапазон минимальных рабочих расходов жидкости находится в пределах от приблизительно 0,8 л/с до приблизительно 1,3 л/с. Кроме того, предпочтительный вариант выполнения спринклера включает в себя крышку, содержащую покрывную пластину и термически чувствительное крепление, присоединяющее крышку к внешнему кожуху так, что покрывная пластина находится в зацеплении с отражателем и удерживает его внутри внешнего кожуха.
2
2
2
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения спринклер предпочтительно включает в себя корпус, содержащий внутреннюю поверхность, образующую канал для подачи жидкости. Канал включает в себя входное и выходное отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль продольной оси и определяет К-фактор, равный приблизительно 0,121. Спринклер также включает в себя примыкающее к выходному отверстию средство его перекрытия и термически чувствительные средства удержания средства перекрытия в положении, примыкающем к выходному отверстию. Спринклер согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительно содержит средства распределения потока жидкости по защищаемой площади, составляющей от приблизительно 13 м до приблизительно 37 м, причем плотность распределения жидкости составляет по меньшей мере 0,034 л/(с·м), что определяет диапазон минимальных рабочих давлений в пределах от приблизительно 48 кПа до приблизительно 117 кПа и диапазон минимальных рабочих расходов жидкости в пределах от приблизительно 0,8 л/с до приблизительно 1,3 л/с. Кроме того, предпочтительно, чтобы спринклер включал в себя термически чувствительные пластинчатые средства для поддержания минимального расстояния между выходным отверстием и средствами распределения.
2
2
2
2
2
Другим объектом настоящего изобретения является способ противопожарной защиты некоторой площади при помощи спринклера, имеющего покрываемую площадь не более 23,783 м. Покрываемая площадь в предпочтительном варианте осуществления изобретения составляет приблизительно 24 м и, кроме того, может составлять приблизительно 18 м или в альтернативном варианте - приблизительно 13 м. Способ включает этап, на котором выпускают противопожарную жидкость при расходе приблизительно 0,8 л/с из корпуса спринклера, имеющего К-фактор приблизительно 0,121, а в более предпочтительном варианте - приблизительно 0,118. Способ также включает этап, на котором распределяют жидкость по этой площади при расчетной плотности распределения жидкости приблизительно 0,034 л/(с·м). Предпочтительно, чтобы способ также включал в себя этап, на котором вводят жидкость в корпус при рабочем давлении приблизительно 48 кПа.
2
2
2
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения способ противопожарной защиты представляет собой способ противопожарной защиты некоторой площади при помощи спринклера, имеющего покрываемую площадь размером от 24 м до 30 м. Предпочтительно, чтобы способ включал этапы, на которых выпускают противопожарную жидкость при расходе приблизительно 1,1 л/с из корпуса спринклера с К-фактором приблизительно 0,121 и затем распределяют жидкость по этой площади при расчетной плотности распределения жидкости, составляющей по меньшей мере 0,034 л/(с·м). Предпочтительно, чтобы жидкость вводилась в спринклер при рабочем давлении приблизительно 83 кПа.
2
2
2
В другом альтернативном варианте реализации способ защиты площади с помощью спринклера, имеющего покрываемую площадь размером от 30 м но до 37 м, включает этапы, на которых выпускают противопожарную жидкость при расходе приблизительно 1,3 л/с из корпуса спринклера с К-фактором приблизительно 0,121 и распределяют жидкость по этой площади при расчетной плотности распределения жидкости, составляющей по меньшей мере 0,034 л/(с·м). Предпочтительно, чтобы жидкость вводилась в корпус при рабочем давлении приблизительно 117 кПа, а более предпочтительно при приблизительно 115 кПа.
2
2
2
В еще одном варианте осуществления любого из вышеописанных способов этап, на котором распределяют выпущенную жидкость, включает этап, на котором распределяют жидкость согласно разделу 26 стандарта UL 1626, и этап, на котором поливают жидкостью покрываемую площадь так, что норма расхода составляет по меньшей мере 0,014 л/(с·м), при этом норму расхода, составляющую по меньшей мере 0,034 л/(с·м) имеют не больше, чем четыре области размером в 0,093 м. Любой из вышеупомянутых способов может, кроме того, определять минимальное расстояние от спринклера до спринклера, составляющее приблизительно 2,4 м.
2
2
Другим объектом настоящего изобретения является спринклерная система для жилых помещений, которая в предпочтительном варианте осуществления изобретения имеет максимальную покрываемую площадь в жилом доме не более 24 м. Спринклерная система включает в себя источник подачи жидкости и спринклер, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и номинальным значением К-фактора приблизительно 0,121, а более предпочтительно - 0,118. Предпочтительно спринклер подсоединен к источнику подачи жидкости так, что при подаче обеспечивается минимальное рабочее давление во входном отверстии приблизительно 48 кПа, а расход выпускаемого из выходного отверстия потока составляет приблизительно 0,8 л/с. Предпочтительно спринклер включает в себя отражатель для того, чтобы отражать выпускаемый поток с плотностью распределения жидкости по покрываемой площади приблизительно 0,034 л/(с·м).
2
2
В еще одном варианте выполнения системы предпочтительно, чтобы система обеспечивала максимальную покрываемую площадь в жилом доме от 24 м до 30 м. Предпочтительный вариант выполнения системы дополнительно включает в себя спринклер для жилых помещений, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и номинальным значением К-фактора приблизительно 0,121. Спринклер подсоединен к источнику подачи жидкости так, что при подаче обеспечивается минимальное рабочее давление во входном отверстии приблизительно 83 кПа, а расход выпускаемого из выходного отверстия потока составляет приблизительно 1,1 л/с.
2
2
2
В другом альтернативном варианте выполнения системы максимальная покрываемая площадь предпочтительно составляет от приблизительно 30 м до приблизительно 37 м. Кроме того, система предпочтительно включает в себя по меньшей мере один спринклер для жилых помещений, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и номинальным значением К-фактора приблизительно 0,121. Спринклер предпочтительно подсоединен к источнику подачи жидкости так, что при ее подаче обеспечивается минимальное рабочее давление во входном отверстии приблизительно 117 кПа, а расход выпускаемого из выходного отверстия потока составляет приблизительно 1,3 л/с. Спринклер включает в себя отражатель, обеспечивающий возможность отражать выпускаемый поток с плотностью распределения жидкости по покрываемой площади приблизительно 0,034 л/(с·м).
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи составляют часть настоящего описания, иллюстрируют приводимые в качестве примера варианты осуществления изобретения и вместе с общим описанием приведенным выше и подробным описанием, приведенным ниже, служат для пояснения признаков изобретения.
На фиг.1 показан скрытый спринклер с плоской пластиной для жилых помещений согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид с местным разрезом;
на фиг.2 - спринклер, показанный на фиг.1, в разрезе;
на фиг.3 - предпочтительный вариант выполнения крышки спринклера, показанного на фиг.1;
на фиг.4А - предпочтительный вариант выполнения отражательной пластины спринклера, показанного на фиг.1, вид сверху;
на фиг.4В - разрез по IVB-IVB отражательной пластины, показанной на фиг.4А;
на фиг.5А - предпочтительный вариант выполнения выступающего элемента в отражательной пластине, показанной на фиг.4А;
на фиг.5В - разрез по VB-VB выступающего элемента, показанного на фиг.5А;
на фиг.6А - альтернативный вариант выполнения отражательной пластины, показанной на фиг.4А, вид сверху;
на фиг.6В - разрез по IVB-IVB пластины, показанной на фиг 6А;
на фиг.6С - разрез по VIC-VIC пластины, показанной на фиг.6А;
на фиг.6D - разрез по VID-VID пластины, показанной на фиг.6А;
на фиг.7А-7С - схематичные изображения площади для испытания на распределение жидкости согласно стандарту UL 1626.
Осуществление изобретения
На фиг.1-2 показан вариант выполнения скрытого подвесного противопожарного спринклера 10, который может применяться в жилых помещениях, например, для защиты общей площади помещения в жилой квартире. Термин «жилое помещение» используемый в данном описании, обозначает «квартиру» в том значении, которое определено в стандартах NFPA 13D и NFPA 13R в редакции от 2002 года и которое может включать в себя коммерческие квартиры (например, сдаваемые в аренду апартаменты, сдаваемые и меблированные комнаты, пансионы и социальные учреждения, больницы, мотели или гостиницы), обозначая одну или более комнат, устроенных для использования совместно проживающими лицами в качестве отдельного домашнего хозяйства, которое обычно имеет средства для приготовления пищи, проживания, санитарии и сна. Жилая квартира, как определено в стандартах NFPA, обычно включает в себя множество помещений, где каждое помещение обычно представляет собой пространство, окруженное стенами и потолком. Соответственно, спринклер 10 может быть выполнен для использования в спринклерной системе для жилых помещений, предпочтительно в поливной трубной спринклерной системе для таких жилых помещений, как (I) жилых домов на одну и две семьи и передвижных домов согласно стандарту NFPA 13D; (II) жилых владений высотой до четырех этажей включительно согласно стандарту NFPA 13R или (III) любого другого владения согласно стандарту NFPA 13.
На фиг.1 показан предпочтительный вариант выполнения спринклера 10 для жилых помещений, который присоединен к спринклерной, предпочтительно жидкостной системе 100 в вентиляционном пространстве над потолком 200 известной конструкции, например, с гипсовой плиткой. Предпочтительно спринклер 10 включает в себя корпус 12, выполненный с возможностью присоединения спринклера 10 к спринклерной системе 100. Предпочтительно спринклер 10 присоединен к ответвлению спринклерной системы 100 посредством резьбового соединения между корпусом 12 и соответствующим патрубком на ответвлении спринклерной системы 100. Возможны и другие варианты соединения при условии, что это соединение способствует сообщению жидкости между спринклерной системой 100 и спринклером 10 способом, описанным ниже.
Предпочтительно спринклер 10 включает в себя поддерживающий стакан или внешний кожух 14, расположенный вокруг корпуса 12. Внешний кожух 14 образует полость для размещения рабочих компонентов спринклера, таких как, например, пусковой элемент и отражатель. Ниже кожуха 14 расположена съемная крышка 16, скрывающая компоненты спринклера при взгляде на потолок 200. Предпочтительно крышка 16 включает в себя по существу плоскую пластину 18. Поверхность пластины 18 может быть обработана или окрашена так, чтобы она с эстетической точки зрения гармонировала с окружающей средой. Участок крышки 16 выполнен с возможностью отделения при работе спринклера от внешнего кожуха 12 и/или от рабочих компонентов спринклера 10, позволяя спринклеру 10 сработать и выпустить противопожарную жидкость на площадь под потолком 200.
На фиг.2 показан разрез спринклера 10. Предпочтительно корпус 12 содержит внешнюю резьбу 11 для присоединения к спринклерной системе 100 и предпочтительно включает в себя многогранную поверхность 13 для зацепления с монтажным инструментом, таким, например, как торцовый гаечный ключ (не показанный на чертеже). Многогранная поверхность 13 может включать в себя, например, шесть смежных плоских боковых граней, формирующих шестиугольную форму внешней боковой поверхности корпуса 12, которую можно захватить монтажным инструментом для вворачивания спринклера 10 в спринклерную систему 100 или выворачивания его из спринклерной системы.
Предпочтительно спринклер 10 представляет собой скрытый спринклер. Соответственно, внешний кожух 14 предпочтительно находится в резьбовом зацеплении с внешней резьбой 11 корпуса 12. Предпочтительно внешний кожух 14 включает в себя внутренний край, определяющий центральное отверстие 42. Корпус 12 может быть вставлен в центральное отверстие 42, а внутренний край внешнего кожуха 14 может входить в зацепление с внешней резьбой 11 корпуса 12 для соединения между собой корпуса и кожуха. Многогранная поверхность 13 корпуса 12 может иметь такие размеры, чтобы образовать ограничитель, который входит в контакт с внутренней поверхностью внешнего кожуха 14, ограничивая в осевом направлении введение корпуса 12 через центральное отверстие 42 внешнего кожуха 14.
Предпочтительно внутренняя поверхность внешнего кожуха 14 отстоит в радиальном направлении от продольной оси А-А с образованием полости 44, в которой в предпочтительном варианте осуществления изобретения расположены рабочие компоненты спринклера 10. Внутренняя поверхность кожуха 14 может охватывать соединительный механизм 46 для присоединения к крышке 16. Предпочтительно на внутренней поверхности кожуха 14 имеется накатанная резьба 46а, контактирующая с участком крышки 16 при соединении этих элементов.
На фиг.3 показан разрез съемной крышки 16. Предпочтительно крышка 16 включает в себя крепежную гильзу 48 с множеством выступов 46В для резьбового зацепления с внутренней резьбой 46А внешнего кожуха 14, обеспечивая соединение крышки 16 и внешнего кожуха 14. В качестве альтернативы крепежная гильза 48 может иметь снабженный резьбой участок для зацепления с внутренней резьбой 46а внешнего кожуха 14. Предпочтительно гильза содержит монтажную поверхность 50 для зацепления с поверхностью потолка 200, тем самым ограничивая осевое введение крышки 16 во внешний кожух 14.
Покрывной пластинчатый элемент прикреплен к крепежной гильзе 48 так, что он по существу скрывает полость внешнего кожуха 14, тем самым скрывая рабочие компоненты спринклера 10, например отражатель 42, как показано на фиг.2. Предпочтительно покрывной пластинчатый элемент прикреплен к крепежной гильзе посредством термически чувствительного соединения 52, такого, например, как лепесток или наплавной валик припоя 52, который имеет возможность удерживать пластинчатый элемент на крепежной гильзе 48 вплоть до требуемой температуры. При температуре выше пороговой припой 52 расплавляется, освобождая покрывной пластинчатый элемент и открывая рабочие элементы спринклера 10, чтобы они воздействовали на источник тепла. Предпочтительно припой 52 рассчитан на температуру приблизительно от 46,1°С до 60,0°С, а более предпочтительно приблизительно от 47,2°С до 58,3°С и еще более предпочтительно на температуру приблизительно 57,2°С. Более предпочтительно, чтобы три лепестка припоя 52 были расположены в радиальном направлении по отношению к продольной оси. Для облегчения разделения покрывного пластинчатого элемента и крепежной гильзы 48 предпочтительно, чтобы крышка 16 дополнительно включала в себя выталкивающую пружину 53, отталкивающую покрывной пластинчатый элемент от крепежной гильзы 48. Выталкивающая пружина 53 может представлять собой, например, пружину сжатия, расположенную между отражателем 42 и пластинчатым элементом 18. Как описано выше, предпочтительно покрывной пластинчатый элемент представляет собой по существу плоскую пластину 18, обеспечивающую ее небольшое выступание из потолка 200. В качестве альтернативы покрывной пластинчатый элемент 18 может иметь ступенчатый или криволинейный профиль, представляющий, например, вогнутую поверхность по отношению к потолку 200.
1/2
Рабочие компоненты спринклера 10 могут индивидуально и совместно определять рабочие характеристики спринклера, то есть распределение воды и соответствие известным стандартам на спринклеры, таким, например, как стандарт UL 1626 в редакции от октября 2003 года. Более предпочтительно, чтобы рабочие компоненты спринклера 10 имели наряду с характеристиками распределения воды термическую чувствительность, чтобы эффективно реагировать на пожар в жилом помещении и тем самым повысить шанс его обитателя на спасение или эвакуацию. Корпус 12 представляет собой рабочий компонент, содержащий, как показано на фиг.2, внутреннюю поверхность 20, образующую канал 22. Канал 22 обеспечивает сообщение между входным 24 и выходным 26 отверстиями корпуса, расположенными на расстоянии друг от друга вдоль продольной оси А-А спринклера. Входное отверстие 24 выполнено с возможностью получения жидкости из спринклерной системы 100, а выходное отверстие 26 выполнено с возможностью выпуска жидкости для распределения ее по защищаемой площади, расположенной под спринклером 10. Предпочтительно корпус 12 имеет коэффициент расхода или К-фактор приблизительно 0,121, а более предпочтительно по меньшей мере 0,118. К-фактор частично связан с формой и размерами канала 22, входного отверстия 24 и/или выходного отверстия 26. Коэффициент расхода или К-фактор спринклера 10, в том значении, в котором этот коэффициент здесь используется, определяется количественно или рассчитывается как расход Q воды из канала 22 корпуса 12 спринклера 10, выраженный в л/с, разделенный на квадратный корень из давления р подаваемой в корпус 12 воды в кПа, т.е. K=Q/p.
Спринклер 10 показан в нерабочем состоянии, когда выходное отверстие 26 закрыто средством 28 его перекрытия. Предпочтительно средство 28 перекрытия примыкает к выходному отверстию 26 для перекрытия канала 22, тем самым препятствуя выпуску жидкости из выходного отверстия. Предпочтительно средство 28 перекрытия содержит пробку 30, связанную с шайбой 32, которая прилегает к внутренней поверхности 20 корпуса 12, образующей выходное отверстие 26. Предпочтительно шайба 32 представляет собой бериллиево-никелевую шайбу типа шайбы Белвилла с покрытием Teflon, имеющую толщину приблизительно 0,5 мм. Предпочтительно пробка 30 присоединена к седлу 34 нажимным винтом или другим креплением 36.
Средство перекрытия дополнительно содержит термически чувствительный пусковой элемент или рычаг 38 для управления смещением шайбы 32 от выходного отверстия 26 с целью приведения в действие спринклера 10. В частности, предпочтительно рычаг 38 представляет собой легкоплавкое звено, содержащее две половины, удерживаемые вместе соединительным элементом 40 в виде припоя, тем самым спринклер 10 поддерживается в нерабочем состоянии. Соединительный элемент 40 в виде припоя, подвергнувшись воздействию теплоты достаточного уровня, плавится, и две половины звена отделяются друг от друга, смещая средство перекрытия. Это приводит в действие спринклер 10 и позволяет осуществить выпуск жидкости из выходного отверстия 26. Можно предусмотреть и альтернативные средства 28 перекрытия и термические пусковые элементы 38, если эта альтернативная конструкция в достаточной мере перекрывает канал 22 при нахождении спринклера в нерабочем состоянии и в достаточной мере является термически чувствительной для того, чтобы привести спринклер в действие в случае необходимости. Предпочтительно пусковой элемент 38 выполнен так, что спринклер 10 имеет номинальный предел температуры в диапазоне приблизительно от 57°С до 77°С, а более предпочтительно, чтобы он составлял приблизительно 71°С. Более высокий номинальный предел температуры спринклера может обеспечить дополнительную гибкость при выборе спринклера для диапазона конфигураций установки и конструкций системы.
На расстоянии от выходного отверстия 26 находится отражатель 42, представляющий собой средство распределения жидкости, выпускаемой из выходного отверстия 26, в области, расположенной ниже выходного отверстия. Предпочтительно отражатель 42 содержит пластину 42а, по меньшей мере один направляющий элемент 42b и внутренний кожух или кожух 42 с направляющего элемента, расположенный вокруг удаленного участка корпуса 12. На фиг.2 отражатель 42 показан как в нераскрытом состоянии (сплошные линии), так и в раскрытом состоянии (пунктирные линии). В частности, отражатель 42 имеет первое втянутое положение, удаленное от выходного отверстия 26 спринклера, и второе развернутое положение, удаленное от первого положения. Предпочтительно пластина 18 поддерживает отражатель 42 в его первом положении так, чтобы отражательная пластина 42а располагалась на минимальном расстоянии от выходного отверстия 26.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения внутренний кожух 42 с расположен вокруг фланца на удаленном конце 27 корпуса 12. Предпочтительно внутренний кожух 42с соосно расположен внутри внешнего кожуха 14. Внутренний кожух 42с содержит внутреннюю поверхность, по меньшей мере частично расположенную вокруг продольной оси. К внутренней поверхности прикреплен по меньшей мере один направляющий элемент 42b. Предпочтительно отражатель 42 содержит пару удлиненных направляющих элементов 42b, расположенных параллельно на расстоянии друг от друга и проходящих вдоль продольной оси А-А предпочтительно внутри внутреннего кожуха 42с. Предпочтительно каждый из направляющих элементов 42b имеет ближний конец, присоединенный к участку внутренней поверхности внутреннего кожуха 42с. К удаленным концам направляющих элементов 42b присоединена отражательная пластина 42а, расположенная в первом положении, удаленном от выходного отверстия 26. Предпочтительно направляющие элементы 42b представляют собой телескопические элементы, имеющие возможность выдвижения относительно внутреннего кожуха 42с, что позволяет отражательной пластине 42а удаляться от первого положения, занимая второе положение, удаленное от первого.
Отражательная пластина 42а во втором или развернутом положении показана пунктирной линией. В этом рабочем положении отражательная пластина 42а содержит верхнюю 56 и противоположную ей нижнюю 58 поверхности, каждая из которых по существу перпендикулярна продольной оси А-А. Эти поверхности предназначены для распределения жидкости, выпускаемой из выходного отверстия 26, в частности верхняя поверхность 56 представляет собой поверхность для распределения жидкости, выпускаемой из выходного отверстия 26 с минимальным расходом.
При воздействии на спринклер 10 источника теплоты, например огня, создающего достаточную температуру для расплавления лепестков 52 припоя, пластина 18 отпадает от крепежной гильзы 48. Тогда отражатель 42 падает из первого или нераскрытого положения во второе или раскрытое положение. Припой, удерживающий легкоплавкое звено 38, расплавляется под воздействием увеличивающейся температуры, и половины разделяются, смещая средство перекрытия и приводя спринклер в действие. При смещении средства перекрытия жидкость поступает из выходного отверстия 26 на защищаемую площадь.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Спринклер 10 может быть протестирован в соответствии с разделом 26 стандарта UL 1626 на предмет определения приемлемого минимального рабочего расхода жидкости, выпускаемой из спринклера 10, способного к распределению потока жидкости по горизонтальной поверхности в прямоугольной испытательной области, такой, например, как схематично показана на фиг.7С. Норма расхода или плотность распределения для любой области размером в 0,093 м в пределах испытательной площади должна составлять по меньшей мере 0,014 л/(с·м) при условии, что не больше чем четыре области размером в 0,093 м в любом квадранте испытательной площади должны иметь по меньшей мере 0,010 л/(с·м). Предпочтительно, чтобы спринклер 10 удовлетворял стандарту UL 1626 по минимальному рабочему расходу в 0,820 л/с, который приводит к распределению жидкости по площади 23,784 м (4,877 м × 4,877 м) с плотностью 0,034 л/(с·м). Более предпочтительно, чтобы по результатам испытаний было определено, что фактическое минимальное рабочее давление для предпочтительного варианта выполнения спринклера 10 с номинальным К-фактором 0,118 и минимальным рабочим расходом 0,820 л/с, выполненного с возможностью распределения жидкости по испытательной площади 23,784 м (4,877 м × 4,877 м) при плотности 0,034 л/(с·м), составляет приблизительно 48 кПа. Помимо этого, предпочтительный вариант выполнения спринклера 10 дополнительно предусматривает минимальный расход 1,073 л/с при успешных испытаниях распределения жидкости по площади 30,102 м (5,486 м × 5,486 м) и минимальный расход 1,262 л/с для испытательной площади в 37,163 м (6,096 м × 6,096 м). Кроме того, спринклер 10 может быть протестирован в соответствии с разделом 27 стандарта UL 1626 на предмет определения приемлемого уровня распределения жидкости из спринклера 10, выполненного с возможностью распределения потока жидкости по вертикальной поверхности в прямоугольной испытательной области, такой, например, как схематично показана на фиг.7А и 7В. Стены в пределах испытательной площади были должны быть намочены в пределах 0,711 м от потолка спринклером 10, равномерно выпускающим воду при указанном расчетном расходе. При квадратной покрываемой или испытательной площади каждая стена в пределах покрываемой площади должна быть намочена по меньшей мере 5% расхода спринклера. Для прямоугольной покрываемой или испытательной площади каждая стена в пределах покрываемой площади должна быть намочена пропорциональным количеством воды, на основе 20% полного выпускаемого из спринклера количества жидкости в соответствии со следующей формулой:
WW=20% (D/P),
где WW - требуемое количество воды, собранное на стене, %;
D - длина стены, м;
Р - периметр покрываемой площади, м.
Полагается, что различные параметры спринклера 10 и его рабочих компонентов соответствуют стандарту UL 1626 при минимальном расходе и давлениях, указанных выше. Предпочтительно, чтобы отражательная пластина 42а и верхняя поверхность 56 содержали одну или более поверхностей, по существу перпендикулярных продольной оси. Более предпочтительно, чтобы отражательная пластина 42а включала в себя, как это видно, например, на фиг.4В, первую центральную поверхность 43, расположенную на расстоянии в осевом направлении от выходного отверстия 26, вторую поверхность 45, охватывающую первую поверхность 43 и расположенную на расстоянии по периферии первой поверхности 43. Еще более предпочтительно, чтобы отражательная пластина 42а включала в себя третью поверхность 47, охватывающую первую и вторую поверхности 43, 45 и расположенную на расстоянии по периферии от второй поверхности 45. Множество поверхностей 43, 45, 47 создают поверхность, в которую выпущенная из выходного отверстия 26 жидкость, может ударяться, отражаться от нее и стекать для распределения под спринклером 10.
Один предпочтительный вариант выполнения отражательной пластины 42а, как показано на фиг.4А и 4В, включает в себя по существу плоский пластинчатый элемент 78 и выступающий элемент 60. Предпочтительно плоский пластинчатый элемент 78 и выступающий элемент 60 вместе образуют верхнюю поверхность 56 и нижнюю поверхность 58 отражательной пластины 42а для распределения жидкости из выходного отверстия 26. Например, выпущенная из выходного отверстия 26 вода отражается от поверхностей плоского пластинчатого элемента 78 и выступающего элемента 60 в осевом и радиальном направлениях, ударяясь далее в другие элементы спринклера 10, такие как внутренняя поверхность внешнего кожуха 14, внутренний кожух 42с и/или направляющие элементы 42b. Это позволяет обеспечить пропускную способность спринклера и характеристику распределения воды, приемлемые в соответствии со стандартом UL 1626.
Предпочтительно выступающий элемент 60 расположен по центру пластинчатого элемента 78 соосно продольной оси А-А. Как показано на фиг.4А и 4В, выступающий элемент 60 содержит центральную сердцевину 62, предпочтительно включающую в себя по существу плоскую ближнюю вершину 63 и простирающееся от нее в осевом направлении по существу цилиндрическое тело. Выступающий элемент 60 может содержать элемент 64, простирающийся в радиальном направлении от сердцевины 62. Более предпочтительно, чтобы вокруг сердцевины 62 были радиально расположены элементы 64. В качестве альтернативы вокруг сердцевины 62 может быть радиально расположено множество таких элементов, или в качестве дополнительной альтернативы, вокруг центральной сердцевины 62 может быть выполнен увеличенный фланец. Предпочтительно, чтобы выступающий элемент 60 включал в себя наклонную или расположенную под углом поверхность 66, проходящую от сердцевины 62 до радиально расположенных элементов 64. Поверхность 66 может иметь угол наклона приблизительно от 20° до 30° по отношению к по существу плоской поверхности, а более предпочтительно составляющий угол приблизительно 23°. Более предпочтительно, чтобы выступающий элемент 60 имел выполненную единую или унитарную конструкцию, в которой расположенная под углом поверхность 66 расположена вокруг продольной оси так, что она имеет форму усеченного конуса и определяет его основание. Плоская вершина 63 и радиально расположенные элементы 64 соответственно предпочтительно создают первую центральную поверхность 43 и вторую поверхность 45, описанные выше.
Предпочтительно центральная сердцевина 62 выступающего элемента 60 находится в зацеплении с пластинчатым элементом 78. Более предпочтительно, чтобы пластинчатый элемент 78 включал в себя центральное отверстие 80, в котором расположено по существу цилиндрическое тело сердцевины 62. Предпочтительно в пластинчатом элементе 78 имеются по меньшей мере два боковых отверстия 82а и 82b, расположенные вокруг центрального отверстия 80. Более предпочтительно, чтобы боковые отверстия 82а и 82b имели общую ось с радиально расположенными элементами 64 и располагались на расстоянии в боковом направлении вне этих элементов, как показано на фиг.4А. Предпочтительно, чтобы боковые отверстия 82а, 82b находились в зацеплении или были присоединены к по существу параллельным направляющим элементам 42b так, чтобы центрировать отражательную пластину 42а вдоль продольной оси А-А на удалении от выходного отверстия 26, как показано на фиг.2. В частности, направляющие элементы 42b могут содержать штифтовые элементы, предпочтительно закрепленные в боковых отверстиях 82а, 82b. Радиально расположенные элементы 64 и смежные с ними штифтовые элементы направляющих элементов 42b предпочтительно образуют между собой канал для потока жидкости, с целью направления потока жидкости к распределяющим компонентам пластинчатого элемента 78. Эти каналы могут обеспечить успешное формирование потока жидкости и смачивание стен во время проведения испытаний по стандарту UL 1626. Как показано на фиг.4А, каждый из радиально расположенных элементов 64 на конце, примыкающем к направляющему элементу 42с, может иметь полость 65, через которую может протекать выпускаемая жидкость.
Предпочтительно пластинчатый элемент 78 имеет по существу продолговатую или овальную форму, также предпочтительно, чтобы он был расположен в плоскости, по существу перпендикулярной продольной оси А-А и определенной ортогональными осями пластины IVB-IVB и VIC-VIC, как показано на фиг.4А. В частности, пластинчатый элемент 78 имеет внешний контур, содержащий по меньшей мере один дугообразный край 84 и один по существу прямой край 86. Предпочтительно пластинчатый элемент 78 имеет внешний контур с двумя диаметрально противоположными дугообразными краями 84, пересекающими большую ось IVB-IVB пластины, и с двумя по существу параллельными прямыми краями 86, расположенными перпендикулярно малой оси VIC-VIC пластины. Предпочтительно максимальное расстояние между двумя параллельными прямыми краями 86, измеренное вдоль малой оси VIC-VIC пластины, приблизительно составляет от 28 мм до 38 мм, а более предпочтительно - приблизительно 32 мм.
В одном предпочтительном варианте выполнения пластинчатого элемента 78 любая точка указанного выше дугообразного края 84 может лежать на окружности с центром на продольной оси А-А. Предпочтительно каждый из прямых краев 86 пластинчатого элемента 78 представляет собой хорду указанной окружности. Соответственно, предпочтительно, чтобы диаметр пластины, определяемый диаметрально противоположными точками на дугообразных краях 84 и пересекающий ось IVB-IVB, находился в пределах приблизительно от 32 мм до 38 мм, а в предпочтительном варианте составлял приблизительно 34 мм. В качестве альтернативы диаметр пластинчатого элемента 78 может определяться в зависимости от высоты спринклера: отношение диаметра пластины к высоте спринклера составляет приблизительно от 0,5 до 0,75, предпочтительно - приблизительно 0,70.
Предпочтительный вариант выполнения пластинчатого элемента 78 показан на фиг.6А-6D без находящегося с ним в зацеплении выступающего элемента 60. Пластинчатый элемент 78 содержит верхнюю поверхность 78а и нижнюю поверхность 78b, каждая из которых предпочтительно параллельна плоскости, в которой лежат пересекающиеся большая IVB-IVB и малая VIC-VIC оси. Более предпочтительно, чтобы по меньшей мере одна из верхней и нижней поверхностей 78а, 78b имела наклонный участок, как показано, например, на фиг.6С и 6D, который наклонен под углом α относительно плоскости, определенной пересечением большой IVB-IVB и малой VIC-VIC осей. Угол α может находиться в диапазоне от приблизительно 5° до приблизительно 10°, а более предпочтительно составлять приблизительно 6°. Предпочтительно, чтобы угол α был таким, чтобы нижняя поверхность при взгляде на потолок 200 снизу была в основном вогнутой. Более предпочтительно, чтобы наклонный участок был расположен на внешнем контуре пластинчатого элемента 78, тем самым создавая на пластинчатом элементе 78 наклонную кромку. Еще более предпочтительно, чтобы угол α наклона верхней 78а или нижней 78b поверхности был предусмотрен только для участка пластинчатого элемента 78, например, на участке, ограниченном радиусами, расположенными под углом около 60° относительно малой оси VIC-VIC. В частности, наклонный участок предпочтительно ограничен поверхностью пластины между противоположными прямыми краями 86. Таким образом, предпочтительно, чтобы два наклонных участка пластинчатого элемента 78 были разнесены друг от друга в диаметральном направлении относительно большой оси IVB-IVB, и более предпочтительно, чтобы они определяли линии сгиба 79а и 79b. Предпочтительно линии сгиба 79а и 79b расположены в диаметральном направлении друг от друга на расстоянии приблизительно 25 мм или более, в качестве альтернативы они расположены друг от друга на расстоянии, соответствующем приблизительно 83% ширины пластины от прямого края до прямого края.
Предпочтительно наклонные участки пластинчатого элемента 78 выполнены так, чтобы обеспечивать выполнение требований стандарта UL 1626, раздел 27, в отношении смачивания стен. Кроме того, предпочтительно, чтобы наклонные участки пластинчатого элемента 78 были выполнены так, чтобы минимизировать слишком дальний разброс водяных брызг и таким образом обеспечить выполнение стандарта UL 1626, раздел 22, при испытания холодной пайки, при котором первый соответствующий предпочтительному варианту выполнения спринклер 10 приводится в действие по соседству с не приведенным в действие вторым соответствующим спринклером 10, расположенным приблизительно в 2,4 м от приведенного в действие спринклера 10. В частности, прямые края 86 пластинчатого элемента 78 первого спринклера 10 могут быть расположены параллельно прямым краям 86 пластинчатого элемента 78 второго спринклера 10. Чтобы удовлетворять требованиям испытания, согласно подразделу 22.2 стандарта UL 1626, необходимо, чтобы при выпускании жидкости при манометрическом давлении 689 кПа или более первый спринклер 10 не мог помешать приведению в действие второго спринклера 10 при термическом воздействии на второй спринклер. Предполагается, что при давлении, превышающем приблизительно 689 кПа, жидкость, текущая в радиальном направлении по поверхностям пластинчатого элемента 78, имеет достаточную скорость для того, чтобы произвести разделение нисходящего потока на наклонном участке пластинчатого элемента 78 и прямых краях 86. Хотя пластинчатый элемент 78 в предпочтительном варианте выполнения показан с прямыми краями 86 и наклонным участком, пластинчатый элемент 78 может содержать любую неровность, или иметь обработанную поверхность при условии, что эта неровность может вызывать разделение потока при манометрическом давлении жидкости в 689 кПа или более для предотвращения смачивания соседних спринклеров, расположенных на расстоянии 2,4 м или более в направлениях вдоль осей А-А и IVB-IVB, без уменьшения эффективности распределения жидкости, обеспечиваемого отражателем 42. Соответственно, спринклер 10 предусматривает минимальное расстояние между спринклерами приблизительно 2,4 м. Предпочтительно, чтобы максимальное расстояние до соседнего спринклера соответствовало длине покрываемой этим спринклером площади. Соответственно, при выполнении спринклера 10 для покрываемых площадей 4,877 м × 4,877 м, 5,486 м × 5,486 м и 6,096 м × 6,096 м это максимальное расстояние составляет соответственно 4,877 м, 5,486 м и 6,096 м.
s
s
s
s
s
s
На фиг.4А в общем виде, а на фиг.6А более подробно показан пластинчатый элемент 78, дополнительно включающий в себя одну или более прорезей 88, которые определяют отверстие или полость, проходящую от верхней поверхности 78а к нижней поверхности 78b, создавая компонент конструкции для распределения потока жидкости. Кроме того, прорези 88 предпочтительно начинаются на внешнем контуре пластинчатого элемента 78 и проходят радиально по направлению к центру пластинчатого элемента 78 на длину L. Предпочтительно каждая из прорезей 88 образована парой стенок, расположенных по длине прорези на расстоянии друг от друга, определяющем ширину W прорези. Отношение длины прорези к ее ширине W/L может составлять приблизительно от 0,1 до 0,15. Ширина W прорези может изменяться вдоль прорези, увеличиваясь или уменьшаясь на любом участке вдоль длины L прорези. Кроме того, стенки прорези 88 могут сужаться относительно верхней или нижней поверхностей 78а, 78b или, в качестве альтернативы, и что более предпочтительно, располагаться перпендикулярно верхней и нижней поверхностям. Предпочтительно по меньшей мере одна прорезь 88 содержит скос вдоль по меньшей мере одного участка верхней и/или нижней поверхностей 78а, 78b. Скосы спринклера 10 могут способствовать соблюдению требований сбора потока по стандарту UL 1626.
s
s
Любая из прорезей 88 в предпочтительном варианте осуществления изобретения включает в себя прямолинейный участок. Кроме того, прорезь 88 может содержать криволинейный участок. В частности, расположенные на постоянном расстоянии друг от друга стенки прорези 88 могут искривляться по длине прорези, образуя криволинейную прорезь. В качестве альтернативы стенки прорези 88 могут попеременно искривляться в направлении друг от друга и друг к другу так, чтобы по существу определять в пластинчатом элементе 78 продолговатую профильную полость. Предпочтительно участки стенок прорези 88 искривлены относительно друг друга так, чтобы образовывать круглое отверстие или полость в прорези 88. Прорезь 88 может быть образована так, чтобы включать в себя связанные между собой линейный и криволинейный участки. Таким образом, прорезь 88 может включать в себя круглое отверстие, сообщающееся с прямолинейным участком. Кроме того, круглое отверстие в прорези 88 может определять ширину прорези, которая больше чем, или в качестве альтернативы, меньше, чем ширина прорези на прямолинейном участке. Например, как показано на фиг.6А, прорезь 88 может содержать прямолинейный участок 88а, связанный с круглым отверстием 88b и заканчивающийся в радиальном направлении внутри этого отверстия. Круглое отверстие 88b может включать в себя коническую раззенкованную часть или, в качестве альтернативы, цилиндрическую раззенкованную часть. Кроме того, прорезь 88 может включать в себя ряд участков изменяющейся формы по своей длине. Например, предпочтительный вариант выполнения прорези 94, показанный, например, на фиг.6А и 6D, может включать в себя первый прямолинейный участок 94а, определяющий ось прорези, второе круглое отверстие 94b с центром на оси прорези и третье круглое отверстие 94с с центром на оси прорези и на расстоянии от центра второго круглого отверстия 94b. Предпочтительно круглое отверстие 94с имеет диаметр, меньший диаметра второго круглого отверстия 94b. Кроме того, любое из круглых отверстий 94b и 94с может включать в себя коническую или цилиндрическую раззенкованную часть. Соответственно, ширина W прорези может изменяться вдоль длины L прорези, при этом, например, первый прямолинейный участок 94а имеет первую ширину прорези, круглое отверстие 94b имеет вторую ширину прорези, большую первой, и круглое отверстие 94с, имеющее третью ширину, меньшую ширины прорези первого прямолинейного участка 94а и ширины второго участка - круглого отверстия 94b.
s
Пластинчатый элемент 78 в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения включает в себя одну или более пар диаметрально противоположных прорезей 88. Более предпочтительно, чтобы пластинчатый элемент 78 включал в себя одну или более групп диаметрально противоположных прорезей, таких, например, как группа прорезей 90, 92, 94 и 96. Каждая прорезь из группы прорезей 90, 92, 94, 96 может отличаться одна от другой за счет изменения любого из ранее описанных параметров прорези. Например, прорези из каждой группы прорезей 90, 92, 94, 96 могут иметь свою длину L прорези, каждая из которых определяется отношением к максимальному радиусу пластинчатого элемента 78. В одном предпочтительном варианте выполнения пластинчатого элемента 78 каждая прорезь из первой группы прорезей 90 определяет первое отношение, составляющее приблизительно 0,25, каждая прорезь из второй группы прорезей 92 определяет второе отношение, составляющее приблизительно 0,41, каждая прорезь из третьей группы прорезей 94 определяет третье отношение, составляющее приблизительно 0,23, и в четвертой группе прорезей каждая прорезь определяет четвертое отношение, составляющее приблизительно 0,29. Группы прорезей могут различаться дополнительными параметрами, например третья группа прорезей 94 может включать в себя круглое отверстие, как было описано выше. Предпочтительно любая группа прорезей периодически расположена по пластинчатому элементу 78. Угловой шаг между прорезями может находиться в диапазоне приблизительно от 15° до 120° в зависимости от количества прорезей в группе и/или желательного размещения относительно большой оси IVB-IVB и малой оси VIC-VIC. Более предпочтительно, чтобы группы прорезей были, кроме того, равномерно распределены так, чтобы прорезь одной группы и прорезь другой группы были разнесены друг относительно друга по углу приблизительно на 15°.
Различные компоненты спринклера 10, включая корпус 12, внешний кожух 14, крышку 16 и компоненты отражателя могут быть изготовлены из любого материала, пригодного к механической обработке, профилированию, формованию или сборке, при условии, что этот материал может обеспечить необходимую термическую чувствительность и характеристики распределения жидкости. Предпочтительно, чтобы материалы для изготовления компонентов спринклера включали в себя латунь, бронзу, никель, медь, сталь, нержавеющую сталь или любое их сочетание.
2
2
2
2
2
2
В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения отражательная пластина 42а и ее описанные выше параметры могут поодиночке или в сочетании с остальной частью отражателя 42 и/или внешнего кожуха 14 представлять собой часть средств для распределения жидкости в жилой квартире, позволяющих спринклеру 10 удовлетворить требования стандарта UL 1626. В испытании на распределение по горизонтали в соответствии с разделом 26 стандарта UL 1626 требуется разместить выбранный спринклер 10 над защищаемой площадью, разделенной на четыре квадранта со спринклером (10) в центре квадрантов I-IV. Подробное расположение одного квадранта показано на фиг.7С. В этом квадранте на защищаемой площади размещены поддоны для сбора воды, так чтобы каждые 0,093 м квадранта были покрыты собирающим поддоном площадью 0,093 м. Для подвесных спринклеров верх коллекторного поддона находится на 2,4 м ниже по существу плоского потолка испытательной площади, как показано на фиг.7А. Покрываемая площадь СА, определяемая произведением покрываемой ширины CW и покрываемой длины CL, как показано на фиг.7С, может, например, составлять 4,877 м × 4,877 м, 5,486 м × 5,486 м или 6,096 м × 6,096 м. Длина L квадранта составляет по существу половину покрываемой длины CL, а ширина W квадранта составляет по существу половину покрываемой ширины CW, причем каждые 0,093 м квадранта покрыты собирающими поддонами площадью 0,093 м, при этом верх каждого собирающего поддона находится приблизительно на 2,4 м ниже по существу плоского потолка, а количество собранной жидкости составляет по меньшей мере 0,014 л/(с·м) для любого из собирающих поддонов за исключением того, что не больше чем четыре собирающих поддона для каждого квадранта получают по меньшей мере 0,010 л/(с·м).
В соответствии с испытанием вода или другая подходящая противопожарная жидкость подается к выбранному спринклеру 10 с требуемым расходом, при этом спринклер 10 испытывается с трубой, имеющей внутренний диаметр 25 мм с Т-образным фитингом, имеющим выходное отверстие с по существу тем же самым внутренним диаметром, как и у входного отверстия 24 выбранного спринклера 10. Продолжительность испытания составляет двадцать минут, и при завершении испытания вода, собранная собирающим поддоном СР (схематически изображенной квадратной сеткой), измеряется для определения того, удовлетворяет ли собранное ее количество требованию минимальной плотности распределения для каждой покрываемой площади.
2
Как предписано разделом 27 стандарта UL 1626, испытание на распределение жидкости по вертикали предусматривает систему для определения распределения жидкости по вертикали для любого спринклера, пригодного для защиты квартиры. В испытательной системе для подвесного спринклера 10 для жилых помещений спринклер 10 размещается по центру покрываемой площади СА на половине покрываемых длины CL или ширины CW (фиг.7А и 7В) покрываемой площади. В спринклер 10 подается при указанном расходе подходящая противопожарная жидкость, например вода, при этом спринклер 10 испытывается с использованием трубы с внутренним диаметром 25 мм. Поддоны сбора воды площадью 0,093 м расположены на полу против стен испытательной площади таким образом, что верх поддона находится на 2,083 м ниже номинальной высоты Н, равной 2,438 м, по существу плоского потолка. Продолжительность испытания составляет десять минут, по истечении которых стены в пределах покрываемой площади должны быть намочены до уровня в пределах 0,711 м от потолка при указанном расчетном расходе. Там, где покрываемая площадь является квадратной, каждая из четырех стен должна быть намочена по меньшей мере пятью процентами расхода спринклера. Там, где покрываемая площадь является прямоугольной, каждая из четырех стен должна быть намочена пропорциональным собранным количеством воды, которое в общем равно 20%, умноженным на полное выпускаемое количество из спринклера 10 при номинальном расходе спринклера для жилых помещений, умноженное на длину стены, разделенную на периметр покрываемой площади СА.
2
Используемый в этом испытании отражатель 42, включающий в себя прорези 88 в пластинчатом элементе 78, позволяет разбить льющийся из выходного отверстия 26 поток так, чтобы обеспечить максимальное расстояние в 6,096 м между спринклерами при испытании согласно разделу 22 стандарта UL 1626. Предпочтительный вариант выполнения пластинчатого элемента 78 в сочетании с выступающим элементом 60, как полагают, обеспечивает достаточное распределение жидкости по испытательной покрываемой площади в направлении, перпендикулярном продольной оси А-А. Кроме того, считается, что описанные выше параметры отражателя 42 позволяют спринклеру 10 обеспечить рабочий расход воды 0,8 л/с при рабочем манометрическом давлении приблизительно 48 кПа на входе в отверстие 24, так что согласно по меньшей мере испытанию на горизонтальное распределение по стандарту UL 1626 на покрываемой площади 4,877 м × 4,877 м обеспечивается плотность распределения жидкости по меньшей мере 0,034 л/(с·м).
2
2
2
2
Кроме того, описанные выше параметры обеспечивают следующие рабочие характеристики спринклера в предпочтительном варианте его выполнения: минимальный рабочий расход 1,1 л/с при успешно пройденных испытаниях на распределение жидкости и пожаротушение для площади 30,101 м (5,486 м × 5,486 м) и минимальный рабочий расход 1,3 л/с для испытательной площади 37,161 м (6,096 м × 6,096 м). Более предпочтительно, чтобы спринклер 10 мог обеспечить минимальный расход 1,1 л/с при успешно пройденных испытаниях на распределение жидкости и пожаротушение для площади 30,101 м (5,486 м × 5,486 м) при рабочем давлении приблизительно 83 кПа, а кроме того, обеспечивал минимальный расход 1,3 л/с для испытательной площади 37,161 м (6,096 м × 6,096 м) при давлении, меньшем 117 кПа, а еще более предпочтительно - при рабочем давлении приблизительно 115 кПа.
Помимо вышеописанных испытаний на распределение жидкости для предпочтительных вариантов осуществления изобретения могут также быть выполнены эксплуатационные противопожарные испытания в соответствии с разделом 28 стандарта UL 1626. В частности противопожарное испытание со спринклером 10 может быть проведено так, чтобы ограничить температуру в месте нахождения испытательной площади с удовлетворением критериев раздела 28.1 стандарта UL 1626. В частности, испытательная площадь может быть построена так, что спринклеры 10 в соответствии с предпочтительным вариантам их выполнения устанавливаются согласно разделу 28.2 стандарта UL 1626. Эксплуатационные противопожарные испытания, проводимые со спринклером 10, могут ограничивать значения температуры для каждого номинального расстояния, указанного в требованиях по установке при работе не больше чем двух спринклеров 10, так, чтобы (I) максимальная температура на расстоянии 0,076 м ниже потолка в местах проведения испытаний не превышала 316°С; (II) максимальная температура на высоте 1,6 м от пола находилась в диапазоне от 54,4°С до 93,3°С в течение любого непрерывного двухминутного периода; (III) максимальная температура у потолка на расстоянии 6,35 мм за чистовой поверхностью потолка не превышала 260°С.
Как предпочтительно скрытый подвесной спринклер 10 устанавливается в спринклерную систему 100 с возможностью регулирования по высоте относительно фиксированного трубного отвода системы на величину приблизительно от 6 мм до 19 мм, предпочтительно приблизительно 13 мм. Это вертикальное регулирование позволяет снизить точность, с которой фиксированные трубные отводы системы 100 должны быть обрезаны для обеспечения надлежащего монтажа.
2
2
2
2
2
2
2
2
Наконец, поскольку предпочтительные варианты выполнения спринклера 10 способны пройти все испытания в соответствии со стандартом UL 1626, эти предпочтительные варианты выполнения спринклера могут быть внесены в регистр регистрирующим органом, например, таким как организация UL (Лаборатория по технике безопасности, США) для проектирования и установки в качестве противопожарного спринклера для жилых помещений, как это определено в разделе 3.6.2.10 стандарта NFPA 13. Вышеописанные признаки спринклера 10, выполненного в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, могут обеспечить в системе противопожарной защиты для жилых помещений, согласно стандартам NFPA 13, 13-D и 13R, оптимальную противопожарную защиту при более низких минимальных расчетных давлениях для защищаемой площади 13 м или более. Следовательно, предпочтительно, чтобы по меньшей мере отражатель 42 один или в сочетании с другими рабочими компонентами спринклера 10 представлял собой средства для распределения жидкости по покрываемой площади жилой квартиры. Таким образом, спринклер 10 может быть установлен в предпочтительно поливной спринклерной системе для жилых помещений в соответствии со стандартами NFPA, обеспечивающей подходящую плотность распределения жидкости по максимальной покрываемой площади 24 м или меньше, в которой спринклер 10 имеет рабочий расход приблизительно 0,8 л/с и минимальное расчетное или рабочее давление, подаваемое на спринклер, приблизительно 48 кПа. Кроме того, спринклер 10 в предпочтительном варианте выполнения может быть установлен в спринклерной системе для жилых помещений с максимальной покрываемой площадью 30 м при условии, что он может обеспечить минимальный расход приблизительно 1,1 л/с при минимальном расчетном давлении приблизительно 83 кПа, а для жилых помещений с максимальной покрываемой площадью приблизительно 37 м при условии, что спринклер 10 может обеспечить минимальный расход приблизительно 1,3 л/с при минимальном расчетном давлении приблизительно 117 кПа. В частности, имея более низкие минимальные расчетные рабочие давления, предпочтительные варианты осуществления изобретения могут быть использованы в проекте системы противопожарной защиты для покрываемой площади 30,101 м или более при расчетном давлении приблизительно на пятнадцать процентов более низком, чем у известных противопожарных спринклеров для жилых помещений. Соответственно, спринклер 10 в предпочтительном варианте осуществления изобретения в части устройства и способа обеспечивает возможность защиты покрываемой площади в пределах приблизительно от 13 м до 37 м, при подаче противопожарной жидкости в корпус 12 спринклера при минимальном рабочем давлении приблизительно от 48 кПа до 117 кПа. Кроме того, эти предпочтительные устройство и способ предусматривают выпуск жидкости из корпуса 12 спринклера при расходе приблизительно от 0,8 л/с до 1,3 л/с и распределение жидкости по покрываемой площади при плотности распределения, составляющей приблизительно 0,034 л/(с·м).
Один предпочтительный вариант выполнения спринклера 10 показан и описан в проспекте Tyco Fire & Building Product Data Sheet Series LFII Residential Concealed Pendent Sprinklers, Flat Plate 4.9 К (январь, 2006 год), который включен во всей своей полноте в данное описание посредством ссылки. Ниже показано сведенное в таблицу обобщение по минимальному расходу и остаточным давлениям для предпочтительного варианта выполнения спринклера, имеющего номинальный предел температуры 71°С для различных покрываемых площадей. Кроме того, предпочтительный вариант выполнения спринклера может предусматривать максимальное рабочее давление приблизительно 1206 кПа.
Максимальная покрываемая площадь
Максимальное расстояние между спринклерами, м
Минимальный расход, л/с, и остаточное давление, кПа
3,658 м × 3,658 м
3,658
0,820/48,263
4,267 м × 4,267 м
4,267
0,820/48,263
4,877 м × 4,877 м
4,877
0,820/48,263
5,486 м × 5,486 м
5,486
1,073/82,737
6,096 м × 6,096 м
6,096
1,2618/115,142
В таблице представлены различные максимальные покрываемые площади для предпочтительного варианта выполнения спринклера 10 и, кроме того, представлены предпочтительные минимальные расходы и рабочие давления жидкости. Эти предусмотренные минимальные расходы и рабочие давления могут также быть использованы для спринклера 10, применяемого для защиты покрываемых площадей, имеющих размеры меньше, чем указанные, или в интервале между ними, что гарантирует надлежащую плотность распределения для фактической покрываемой площади.
Хотя настоящее изобретение раскрыто со ссылкой на определенные предпочтительные варианты осуществления, возможны многочисленные изменения, вносимые в описанные варианты осуществления изобретения без выхода за рамки настоящего изобретения. Соответственно, подразумевается, что настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления и имеет объем, определенный формулой изобретения.