干式喷洒器组件的制作方法
【专利说明】干式喷洒器组件
[0001] 发明人：莱尔·米勒和约拉姆?林格
[0002] 优先权资料以及通过引用的结合
[0003] 本申请要求以下文件的权益：（i)在2013年3月15日提交的美国临时申请号 61/789, 182 ; (ii)在2012年4月21日提交的美国临时申请号61/636, 633 ;以及（iii)在 2012年4月20日提交的美国临时申请号61/636, 556,这些申请各自通过引用以其全文结 合在此。
【背景技术】
[0004] 自动喷洒器系统是用于防火保护的最广泛使用的其中一些装置。这些系统具有的 喷洒器一旦在一个环境例如房间或建筑物中的周围温度超过了预定值时就被激活。一旦被 激活，这些喷洒器就在房间或建筑物内分布灭火流体，优选为水。如果喷洒器系统扑灭或防 止火势的生长则被认为是有效的。喷洒器的有效性依赖于该喷洒器在进口处的给定压力下 始终如一地从其出口输送预期流量的流体。喷洒器的排放系数或K因子允许基于被供送到 喷洒器入口的流体的压力的平方根而对预期来自喷洒器出口的流量进行近似。如在此使用 的，K因子被定义为代表喷洒器排放系数的一个常数，这个常数通过来自喷洒器的以加仑每 分钟（GPM)计的流体流量除以按磅每平方英寸（PSI)计的被供送至喷洒器通路入口中的流 体流动压力的平方根来量化。K因子被表示为GPMAPSI) 1/2。工业上接受的标准，例如题为 "NFPA 13 :喷洒器系统安装标准"（2010版）的国家消防协会（NFPA)标准（"NFPA 13"） 及其更新版本NFPA 13 (2013版），提供了作为一个K因子范围上的平均值的喷洒器额定或 标称K因子或额定排放系数。例如，对于大于14的K因子，NFPA 13提供了以下标称K因 子（括号中示出了 K 因子范围）：⑴ 16. 8 (16. 0-17. 6)GPMAPSI) 1/2; (ii) 19. 6 (18. 6-20. 6) GPM/(PSI)172； (iii) 22. 4(21. 3-23. 5) GPM/(PSI) 1/2； (iv)25. 2(23. 9-26. 5) GPM/(PSI) 1/2； (V) 28. 0 (26. 6-29. 4) GPMAPSI)1/2或更高。
[0005] 例如，喷洒器系统的流体供应可以包括进入建筑物内以供应坚直上升管的地下水 干管。在坚直上升管顶部，一个管道阵列遍布该建筑物内的防火分区延伸。在上升管顶上的 管路分布网路中包括多个支路管线，这些支路管线将加压的供应流体输送至这些喷洒器。 喷洒器可以从一条支路管线向上延伸从而使得喷洒器相对靠近天花板，或者喷洒器可以在 该支路管线下方下垂。与隐藏的管路一起使用时，齐平安装的下垂式喷洒器可以延伸到仅 略低于天花板。
[0006] 用于灭火的流体可以按多种构型被提供给这些喷洒器。在湿式管路系统中，对于 具有用于管路支线的受热空间的建筑物而言，所有的系统管路都包含用于立即释放穿过被 激活的任何喷洒器的水。在干式管路系统中，支路管线和其他分布管路可以包含一种处于 压力下的干燥气体（空气或氮气）。干式管路系统可以用于保护不受热的开放区域、冷房 间、冰冻气候下的建筑物、冷藏房间通路、暴露于冰点的储存空间或其他占据空间。这些分 布管路中的气体压力可以用于保持上升管处的干燥管阀门是闭合的，以控制灭火流体到分 布管路的流动。当来自火的热量激活了喷洒器时，气体逸出并且干燥管阀门跳闸，水进入支 路管线，并且当喷洒器分布出流体时开始灭火。
[0007] 在喷洒器可能暴露于冰点的地方，可以使用干式喷洒器。NFPA 13将干式喷洒器 定义为"固定至加长短节上的喷洒器，该喷洒器在入口端处具有用于防止水进入该短节中 直到喷洒器工作为止的密封件"。相应地，干式喷洒器可以包括含有一个密封或关闭组件的 入口、连接到该入口上的一定长度的管道、以及位于该管道另一端处的一个流体偏转结构。 还可以存在将一个热响应部件连接到该关闭组件上的机构。该入口优选通过螺纹型联接或 夹紧联接中的一种被固定到支路管线上。取决于具体的安装，该支路管线可以被充有流体 (湿式管路系统）或充以气体（干式管路系统）。在任一安装中，支路管线中的介质一般在 该干式喷洒器的未被致动状态下经由该关闭组件从该加长短节的通路或该干式喷洒器的 管道中排出。在该热响应部件被激活时，该干式喷洒器被致动并且该关闭组件被移位而允 许流体流动穿过该喷洒器。
[0008] 自动喷洒器可以被配置成以特定模式、例如控制模式或抑制模式来解决火情。火 情抑制被NFPA 13第3. 3. 10节定义为"急剧减小火情的热释放速率并且通过穿过火羽流 向燃烧燃料表面直接且充分施加水而防止其再生长"。提供火情抑制的喷洒器是抑制模 式喷洒器。抑制模式喷洒器可以"被列出"为经测试、经验证且被工业上接受的部门公布 在列表上的喷洒器，例如法特瑞互助保险公司（FM Global，"FM"）以及保险商实验室公司 (Underwriters Laboratories, "UL"）公布为适合于特定目的的火情抑制的喷洒器。UL和 /或FM通过安装喷洒器并比对它们的相应水分布试验标准来测试并验证喷洒器的火情抑 制性能：（i)针对早期抑制快速响应式喷洒器的UL标准UL 1767 (2010)以及（ii) FM认证 标准分类号2008 (2006)。
[0009] 相应地，有不同方式来证明或测试喷洒器的火情抑制能力。例如，确定喷洒器抑制 所储存适配中的火情的能力的一种方式是通过实际喷到密度（"ADD"）测试并且与所需喷 至嘧度（"RDD"）值进行比较。简单地说，ADD被定义为一个区域上的水流的量（加仑每分 钟每平方英尺或"GPM/ft 2"），这个区域是特定喷洒器为实现抑制而在可燃包装物顶上所覆 盖的区域，并且RDD是抑制特定火情所需的水的最小量。抑制能力被认为是一部分通过ADD 和RDD的概念可量化的，如法特瑞互助保险公司所开发的。通过法特瑞互助保险公司的进 一步开发，一种ADD试验可以确定特定喷洒器构型的ADD。特定商品的火情的RDD值趋向 于是固定的并且因此假定是已知的。根据试验抑制指标，特定喷洒器构型的ADD应该高于 RDD以便有效抑制特定火情而使得它不蔓延超过初始点火区域。
[0010] 可用于证明火情抑制性能的另一种标准化试验是UL 1767或FM分类号2008 (2006 年10月）规定的针对具有14. 0和16. 8的标称K因子的下垂式ESFR喷洒器的水分布试验。 在这样的试验下，喷洒器可以通过喷洒出满足或超过了这些最小流体密度或最小平均流体 密度（单位面积的流量）指标中的一项或多项的水分布密度而展示出抑制能力。为了本文 的目的，也可以通过从可获得的试验标准外推得到的适当等效要求来确定具有在这些试验 标准中未列出的K因子的喷洒器的抑制性能。可以通过除了这些ESFR试验标准之外的或 替代前者的其他指标来确定抑制性能，例如通过喷洒器的液压设计指标以及更确切地通过 软管流的需求指标。
[0011] 在又一种试验中，喷洒器的抑制性能可以通过实际火情测试来确定，在实际火情 测试中，将一个喷洒器网格布置在一个储存安排上方，在该储存安排中点火以致动该网格 中的一个或多个喷洒器。根据这些试验指标，可以通过所得的被致动喷洒器的个数、随时间 过去该储存搁架的最大温度、和/或该储存安排中火情的增长来确定或证明抑制性能，例 如在该试验的持续时间上使火情到该储存安排的主阵列上。以上一种或多种方法可以用于 证明喷洒器能够进行火情抑制。
[0012] 早期抑制快速响应（ESFR)根据NFPA 13第3. 6. 4. 2节被定义为具有50米1/2秒 1/2( "m1/2sec1/2"）或更小的热敏度（即，响应时间指数（"RTI")）并且因其提供特定高挑战 性火情挑战的火情抑制能力而"被列出"。"RTI"是对热敏度的量度并且与喷洒器的热响应 元件的热指标相关。虽然ESFR喷洒器可以用喷洒器的RTI及其在这些试验标准下的性能 来限定，应理解的是"抑制"模式喷洒器不一定局限于ESFR喷洒器或具有50或更小的RTI 的喷洒器。相应地，满足标准化试验和/或其他抑制指标的抑制模式喷洒器可以具有一个 具有普通或标准响应喷洒器的RTI、即80或更大的RTI的一个热敏感触发器。
[0013] 美国专利公开号2009/0294138展示并描述了干式喷洒器并且具体描述了具有14 或更大的K因子的干式ESFR喷洒器。在标题为"ESFR干式下垂喷洒器VK 501(K14.0)"的 维京技术数据表（Viking Technical Data Sheet) (2012年9月13日）中展示并描述了已 知的ESFR干式喷洒器。
【发明内容】
[0014] 一种优选的干式喷洒器组件包括一个偏转器，用于对包含盒装未膨胀A组塑料商 品（cartoned unexpanded Group A plastic commodity)的搁架储存安排提供保护，该搁 架储存安排在具有最大标称40英尺天花板高度的天花板下方具有至少20英尺的标称储存 高度。该优选的喷淋器包括一个外部结构组件，该外部结构组件具有一个限定了入口端的 入口配件以及一个限定了远端的出口框架，该出口结构组件具有一个内部通路，一个内部 结构组件被布置在该内部通路内，一个出口限定了喷洒器轴线。该偏转器对输送至入口配 件的流体进行分布、并且在一个实施例中优选是非平面的并且在另一个优选的实施例中限 定了非圆形的周边。该内部通路和出口优选限定了至少16. 8GPM/PSI1/2的标称K因子。在 一个优选的方面，该喷洒器被配置成下垂式喷洒器。
[0015] 干式喷洒器组件的另一个实施例包括一个入口配件、一个外壳、一个限定了 16.8 或更大的标称K因子的出口框架、布置在该外壳中的一个内部结构组件、以及联接至该出 口框架上的一个偏转器，该偏转器将被供送至该入口配件的水进行分布以满足或超过针对 早期抑制快速响应式喷洒器UL 1767的UL标准或FM认证标准分类号2008的流体分布试 验的最小密度指标和最小平均密度指标。
[0016] 在干式喷洒器组件的又一个实施例中，该组件具有一个偏转器，该偏转器包括一 个以该喷洒器轴线为中心的中央部分以及各自从该中央部分径向地延伸到一个终止部的 多个叉齿。该多个叉齿优选地包括第一对沿直径方向对置的T形叉齿以及与该第一对T形 叉齿正交布置的第二对T形叉齿。该第一对叉齿优选在这对臂中的平面中对齐。在喷洒器 组件的另一个优选实施例中，该优选的偏转器具有一个以该喷洒器轴线为中心的中央部分 以及各自从该中央部分径向地延伸到一个终止部的多个叉齿。该多个叉齿中至少两个叉齿 的终止部是相对于该中央部分成角度的，而使得该终止部与该中央部分相比在轴向上更远 离该出口框架。在该喷洒器组件的一个替代性的优选实施例中，优选的偏转器组件包括以 该喷洒器轴线为中心的一个中央部分以及从该中央部分延伸的多个叉齿，每个叉齿具有从 该中央部分延伸的一个基部、背离该基部延伸的一个本体、从该本体延伸的一个具有终止 边缘的终止部、以及从该基部延伸到该终止端的一对侧向边缘。该多个叉齿是围绕该中央 部分环圆周地间隔开的从而在其之间限定多个槽缝，多个环圆周地相邻的叉齿的侧向边缘 汇聚而限定该多个槽缝之一的最内部分。每个槽缝的最内部分限定了该圆化的末端到该喷 洒器轴线的最短径向距离。该出口框架包括优选围绕该出口布置的一对间隔开的臂，从而 限定了一个第一平面，这对臂是沿着该第一平面对齐的。这对臂限定了与该第一平面正交 的一个第二平面，这对臂是关于该第二平面布置的。该喷洒器轴线是沿着该第一和第二平 面的相交线布置的，该第一和第二平面将该偏转器围绕该喷洒器轴线分割成四个四分之一 体。在这四个四分之一体之一中的每个槽缝的最内部分限定了与该四分之一体中其他槽缝 不同的、到该喷洒器轴线的径向距离。该喷洒器组件的优选实施例提供了抑制模式喷洒器 并且更优选地ESFR喷洒器。
[0017] 还提供了用于绝缘的喷洒器安装的一种绝缘组件，用于一个喷洒器组件贯穿一个 占据空间的、被一个表面分开的内部与外部之间。该绝缘组件包括一个带裂缝的绝缘环、限 定了用于接合喷洒器外壳的第一槽缝的一个壳体、以及布置在该绝缘环与该壳体之间的包 括第二槽缝的一个插入构件。该第一和第二槽缝是彼此轴向对齐的并且该裂缝是相对于该 第一和第二槽缝正交布置的。
【附图说明】
[0018] 结合在此并构成本说明书一部分的附图中展示了本发明的示例性实施例、并且与 以上给出的总体说明以及以下给出的详细说明和附件一起用于解释本发明的特征。
[0019] 图1展示了与流体供应管道使用螺纹连接的干式喷洒器组件。
[0020] 图2展示了图IA的喷洒器组件使用凹槽形联接的凹槽型联接式连接。
[0021] 图3A是图IA和IB的喷洒器组件在未被致动状态下的截面视图。
[0022] 图3B是图IC的喷洒器组件在被致动状态下的截面视图。
[0023] 图4A是带有优选偏转器的喷洒器组件的等距视图。
[0024] 图4B是图2的喷洒器组件的替代性等距视图。
[0025] 图5是用于形成图2的优选偏转器的一个毛坯的平面视图。
[0026] 图6A是图2的优选偏转器的平面视图。
[0027] 图6B-6F是图6A的平面视图中展示的偏转器的截面视图。
[0028] 图7是用于测试图2的喷洒器的一个布水系统。
[0029] 图8A是图2的优选偏转器和喷洒器组件、通过密封件安装在绝缘壁中时的平面局 部截面视图。
[0030] 图8B是图7的优选偏转器和喷洒器组件、通过密封件安装在绝缘壁中时的局部截 面分解等距视图。
[0031] 图9是一种优选绝缘组件的等距分解视图。
[0032] 图10、10A和IOB示出了用于测试图2的喷洒器的一种测试商品安排的不同视图。
【具体实施方式】
[0033] 图1和2展示了被安装并且联接到一个管网的管道配件上的干式喷洒器10的优 选实施例，该干式喷洒器被供以一种灭火流体，例如来自一个加压流体供应源的流体。在此 描述的这些优选实施例，包括优选用在湿式管路系统（例如，整个系统在建筑物的未加热 部分中不暴露于冰点）中的干式喷洒器在内，可以用于例如干式管路系统（例如，该系统的 至少一部分在建筑物的未加热部分中不暴露于冰点）或用于二者。流体供应管路系统可以 根据NFPA 13进行安装。如图3A和3B所示，干式喷洒器10包括一个外部结构组件18、一 个内部结