灭火喷头及偏转器的制作方法

本申请基于且请求享有2016年9月9日提交的美国临时专利申请号62/385,273的优先权，且由此通过引用并入。

本发明涉及灭火喷头及结合灭火喷头一起使用的偏转器。

背景技术：

早期抑制快速响应(esfr)灭火喷头在仓库天花板与商品之间具有很大间隙的仓库中用于保护商品时面临挑战。具有40英尺和更大的天花板高度的仓库可将商品搁置在离地板20英尺和以下的高度，在天花板(靠近喷头定位的位置)与商品之间留有20英尺或更大的间隙。在此间隙下操作的esfr喷头的挑战包括保持具有足够密度和速度的灭火液体的核心流来抑制喷头自身下方的火焰，同时还保持外周"伞形"喷淋模式以提供保护期望区域的所需分配，以及外伞形模式与核心流之间的中间范围中的足够流动，以防止中间区中的火焰增长且压倒外伞。然而，对于一些现有技术的esfr喷头设计，喷头与商品之间的较大间隙距离允许了喷淋模式变得在过大区域上分配，从而尤其是在中间区中减小喷淋模式密度，且因此降低喷头的灭火有效性。这样的条件还可允许由中间区中的火焰羽流产生的上升气流破坏和提升外部伞形喷淋模式，这在一些情况下导致相邻喷头的润湿和冷却，从而防止或延迟它们的操作。该现象称为"跳过(skipping)"，因为火焰的热羽流"跳过"相邻的冷却的喷头，其在其它情况下最好是放置成抑制火焰。此外，跳过往往还触发离火焰更远的喷头，且因此灭火有效性较低。该结果使火和水破坏增大，以及增大要求消防人员对抗大火的附加风险。

显然有机会改进灭火喷头，特别是esfr型喷头，以应对高间隙仓库防火的挑战。

技术实现要素：

本发明关于一种灭火喷头。在示例性实施例中，喷头包括包绕开孔的本体。开口限定与开孔同轴布置的流动轴线。第一臂和第二臂安装在本体的相反侧上，且从其沿流动轴线的方向延伸。鼻部安装在臂的端部上。鼻部与流动轴线同轴地定位。偏转器安装在鼻部上。在示例性实施例中，偏转器包括横穿流动轴线定向的板。板包括限定多个尖齿的多个槽口。槽口中的第一个和第二个相对于流动轴线沿径向定向，且相应地与第一臂和第二臂对齐。第一槽口和第二槽口从板的外周延伸至在鼻部之下的相应点。槽口中的其余槽口从外周延伸至与鼻部成间隔关系的相应的点。

在示例性实施例中，尖齿定位在第一槽口和第二槽口的相反侧上，且具有在离流动轴线第一距离处的端部。定位在槽口中的其余槽口的相反侧上的尖齿具有在大于第一距离的第二距离处的端部。

举例来说，第一槽口和第二槽口限定相应的第一区域和第二区域。第一区域和第二区域分别大于由槽口中的其余槽口中的任何槽口限定的任何区域。还通过举例来说，槽口中的其余槽口还包括在第一槽口侧面的第一对槽口和在第二槽口侧面的第二对槽口。

在示例性实施例中，包括第一对和第二对的槽口沿不与流动轴线相交的相应的线延伸。

还举例来说，包括第一对和第二对的槽口中的每个相对于相应的线是非对称的。在示例性实施例中，槽口中的其余槽口还包括在第一槽口侧面的第三对槽口和在第二槽口侧面的第四对槽口。第一对槽口在第一槽口与第三对槽口之间，第二对槽口在第二槽口与第四对槽口之间。

举例来说，包括第一对、第二对、第三对和第四对的槽口中的每个沿不与流动轴线相交的相应的线延伸。在另一个实例中，包括第一对、第二对、第三对和第四对的槽口中的每个相对于相应的线非对称。

在示例性实施例中，第一对的槽口从外周延伸至与鼻部成间隔开关系的第一相应点，且第二对中的槽口从外周延伸至与鼻部成间隔开关系的第二相应点。第二点离鼻部比第一点离鼻部更远。还举例来说，槽口中的其余槽口还包括相应的中间槽口。每个中间槽口在多个槽口中的两个槽口之间。

在示例性实施例中，中间槽口从外周延伸至与鼻部成间隔开关系的第三相应点。第三相应点离鼻部比第二点离鼻部更远。

举例来说，第一槽口和第二槽口中的每个具有邻近外周的第一宽度，以及远离外周的第二宽度。第二宽度大于第一宽度。还举例来说，第一臂和第二臂具有邻近鼻部的第一厚度，以及邻近本体的第二厚度。第一槽口和第二槽口的第一宽度大于臂的第一厚度。在示例性实施例中，第一槽口和第二槽口的第二宽度大于臂的第二厚度。

根据本发明的喷头的示例性实施例还包括与上覆开孔的本体可移除地接合的密封部件。热敏触发器在鼻部与密封部件之间延伸，以用于在达到预定环境温度时从与本体的接合中释放密封部件。在示例性实施例中，密封部件包括塞，且热敏触发器包括包含热敏液体的易碎玻璃泡(bulb)。

在示例性实施例中，喷头可具有从14到34的k系数。在特定实施例中，喷头可具有16.8的k系数。还举例来说，偏转器具有一定厚度。在一个示例性实施例中，偏转器以等于偏转器厚度的两倍的距离与臂的端部成间隔开的关系安装。在另一个示例性实施例中，偏转器以等于偏转器厚度的三倍的距离与臂的端部成间隔开的关系安装。

本发明还包含一种用于灭火喷头的偏转器。在示例性实施例中，偏转器包括具有包绕中心的外周的圆形板。板中的第一槽口和第二槽口从外周上的直径上相对的点沿公共直径朝中心延伸。第一多个槽口围绕板定位在第一槽口与第二槽口之间。第一多个中的每个槽口从外周沿圆形板的相应弦线延伸。第二多个槽口围绕板定位。第二多个槽口中的每个槽口定位在第一槽口与第二槽口之间，且从外周沿圆形板的相应半径朝中心延伸。

还举例来说，第一槽口和第二槽口具有在离中心第一距离处的相应端部。第一多个槽口中的第一半具有在离中心第二距离处的相应端部。第一多个槽口中的第二半具有在离中心第三距离处的相应端部。第二多个槽口具有在离中心第四距离处的相应端部。在示例性实施例中，第一距离小于第二距离，第二距离小于第三距离，且第三距离小于第四距离。

在另一个示例性实施例中，第一槽口和第二槽口限定相应的第一区域和第二区域。第一区域和第二区域分别大于由示例性实施例中的第一多个槽口和第二多个槽口中的任何槽口限定的任何区域。举例来说，相应地在第一槽口和第二槽口侧面的外周的第一区域和第二区域分别具有的半径小于外周中的其余槽口的半径。

举例来说，第一多个槽口中的每一个槽口相对于第一多个中的每一个槽口沿其延伸的圆形板的相应弦线非对称。进一步举例来说，第二多个槽口中的每一个槽口相对于第二多个中的每一个槽口沿其延伸的圆形板的相应半径对称。

在示例性实施例中，第一槽口和第二槽口中的每一个在邻近外周的第一区域上具有第一宽度，且在定位在第一区域与中心之间的第二区域上具有第二宽度。在示例性实施例中，第一宽度小于第二宽度。

附图说明

图1为根据本发明的示例性灭火喷头的侧视图；

图2为图1中所示的灭火喷头的截面视图；

图3为图1中所示的灭火喷头的端视图；以及

图4为用于灭火喷头的根据本发明的示例性偏转器的平面视图。

具体实施方式

图1和2示出了根据本发明的示例性灭火喷头10。例如，喷头10可为早期抑制快速响应(esfr)喷头，其具有大约14到大约34的"k系数"，且确切是16.8。k系数通过公式q=k(p)^1/2来使来自喷头的水排放速率"q"与喷头内的水压"p"关联。

喷头10包括包绕开孔14的本体12。开孔14限定与开孔同轴布置的流动轴线16。本体10可具有用于将喷头10连接至灭火系统(未示出)的管网的螺纹接头18，以及接收用于在安装期间将转矩施加至喷头的扳手的多个平表面20。第一臂22和第二臂24沿流动轴线16从本体12的相反侧延伸，且支承安装在臂的端部上的鼻部26。鼻部26定位成与流动轴线16同轴，且支承热敏触发器28。鼻部26具有有利地是圆柱形的部分27，其延伸超过臂22和24的端部一定距离29，从而允许偏转器与臂22和24的端部成间隔开的关系安装在鼻部26上。

在该实例中，热敏触发器28包括容纳热敏液体32的易碎玻璃泡30。泡30在鼻部26与密封部件34之间延伸，密封部件34在该实例中是通过与本体12接合来上覆且密封开孔14的塞36。鼻部26还包括调节螺钉38，其拧入鼻部26中的开孔40内且与泡30对齐。调节螺钉38允许泡30组装至喷头10，以及调整泡上的压缩力。泡30支承塞36来将喷头10保持在其闭合构造(示出)。泡30在环境温度达到预定值(例如，指示火灾)时破碎。当泡破碎时，其不再支承塞36，塞36从与本体12的接合中释放，以打开喷头10，且允许水或其它灭火流体排放。其它热敏触发器也是可行的，如，具有由焊料保持在一起的构件的那些，焊料在预定温度下熔化来允许喷头打开。

偏转器42安装在鼻部26上。如图2和3中所示，示例性偏转器42包括横穿流动轴线16定向且具有一定厚度43的基本上圆形的板44。偏转器42定位成与臂22和24的端部成间隔开关系且以距离29间隔开。在示例性实施例中，距离29大于偏转器42的厚度43的两倍。在优选实施例中，距离29是偏转器42的厚度43的大致三倍。

板44中的多个槽口46限定多个尖齿48。槽口46和尖齿48连同鼻部26、臂22和24和开孔14设计来满足标准管理排放速率、覆盖区域尺寸和形状以及其它性能标准，以便被允许在由监管部门(如，美国国家消防协会(nfpa))建立的法规和标准下安装，包括nfpa13"用于喷头系统的安装标准"。合规的喷头必须通过的所需测试在国家认可的测试实验室(如fmglobal和ul)颁布的标准中说明，此标准包括ul1767和fm2008。这些标准说明了合规喷头必须通过的各种测试，包括水流量和分布测试、实际输送密度(add)测试和实时火灾测试，其中ul1767包括专门针对高间隙应用的火灾测试。

示例性喷头10设计成满足对于可在具有40英尺高和更高的天花板的仓库中使用的esfr喷头的ul1767标准，且其中待保护的储存商品搁置在离仓库地板20英尺和更低，在天花板与商品之间产生20英尺或更大的间隙。为此，偏转器42包括板44中的第一槽口50和第二槽口52。槽口50和52相对于流动轴线16沿径向定向，且从图3中可见，相应地与第一臂22和第二臂24对齐。槽口50和52从板44的外周54延伸至在鼻部26之下的相应点56和58。如下文所详述的，多个槽口46中的其余槽口46a从外周54延伸至以间隔开关系远离鼻部26的相应的点。

在示例性偏转器42中，槽口50和52具有邻近外周54的第一宽度60，以及远离外周的第二宽度62。第二宽度62大于第一宽度60。如图1和3中进一步所示，臂22和24具有邻近鼻部26的第一厚度64和邻近本体12的第二厚度66。如图3针对喷头10所示，第一槽口50和第二槽口52的第一宽度60大于臂22和24的第一厚度64，且槽口50和52的第二宽度62大于臂22和24的第二厚度66。此外，第一槽口50和第二槽口52限定相应的第一区域68和第二区域70。每个区域68和70大于由槽口中的其余槽口46a中的任何槽口限定的任何区域。

如图3中进一步所示，定位在第一槽口50和第二槽口52的相反侧上的尖齿72和74分别具有在从流动轴线16算起的第一距离76处的端部。定位在槽口中的其余槽口46a的相反侧上的尖齿48分别具有在大于第一距离76的第二距离78处的端部。在偏转器42的实际实例中，第一距离76范围从大约0.729英寸到大约0.779英寸，其中大约0.754的第一距离预计是有利的。第二距离78范围从大约0.754英寸到大约0.804英寸，其中当第一距离如上文所述是大约0.754英寸时，大约0.779英寸的第二距离预计是有利的。

槽口中的其余槽口46a(即，除第一槽口50和第二槽口52外的槽口)组织成成对的槽口。第一对槽口80在第一槽口50侧面(即，定位在相反侧)，且第二对槽口82在第二槽口52侧面。槽口80和82沿不会穿过流动轴线16的相应的线84和86延伸。此外，槽口80和82相对于相应的线84和86不对称，这由仅存在于槽口80和82的一侧上的弯曲周边区域88证实。第三对槽口90也在第一槽口50侧面，且第四对槽口92也在第二槽口52侧面。在图3的示例性实施例中，第一对槽口80定位在第一槽口50与第三对槽口90之间，且第二对槽口82定位在第二槽口52与第四对槽口92之间。槽口90和92沿不会穿过流动轴线16的相应的线94,96延伸。此外，槽口90和92相对于相应的线94和96不对称，这由仅存在于槽口90和92的一侧上的弯曲周边区域98证实。

槽口中的其余槽口46a还包括中间槽口100。每个中间槽口100定位在多个槽口46中的两个槽口(多个槽口包括板44中的所有槽口)之间。中间槽口100沿相应的线102延伸且相对于相应的线102对称，该相应的线102穿过流动轴线16。不同于第一槽口50和52，包括槽口中的其余槽口46a的槽口80,82,90,92和100分别从板44的外周54延伸至与鼻部26成间隔开的关系的相应的点。包括第一对槽口和第二对槽口的槽口80和82延伸至第一点104；包括第二对槽口的槽口90和92延伸至第二点106，且中间槽口100延伸至第三点108。第三点108离流动轴线16比第二点106离流动轴线16更远，第二点106离流动轴线16比第一点104离流动轴线16更远。

图4示出了与喷头本体隔离的示例性偏转器110。在该实例中，偏转器110包括具有包绕中心116的外周114的圆形板112。板112中的第一槽口118和第二槽口120从外周上的直径上相对的点沿公共直径122朝中心116延伸。第一多个槽口124围绕板112定位。第一多个槽口中的每个槽口124从板外周114沿圆形板112的相应弦线126延伸。第二多个槽口128围绕板112定位。第二组中的每个槽口128定位在第一槽口118与第二槽口120之间，且从外周112沿圆形板112的相应半径130朝中心116延伸。

如图4中进一步所示，第一槽口118和第二槽口120具有在离中心116第一距离136处的相应端部132,134。第一多个槽口124的第一半124a具有在离中心116第二距离140处的相应端部138，且第一多个槽口124的第二半124b具有在离中心116第三距离144处的相应端部142。第二多个槽口128具有在离中心116第四距离148处的相应端部146。在该示例性实施例中，第一距离136小于第二距离140，第二距离小于第三距离144，且第三距离小于第四距离148。

第一槽口118和第二槽口120限定第一区域150和第二区域152。第一区域和第二区域中的每个大于由第一多个槽口124和第二多个槽口128中的任何槽口限定的任何区域。板112还包括分别在第一槽口118和第二槽口120侧面的第一外周区域154和第二外周区域156。每个外周区域154,156具有的半径158小于外周114中的其余槽口162的半径160。

如图4中进一步所示，第一多个槽口中的每个槽口124相对于每个槽口124沿其延伸的相应弦线126非对称。非对称性由槽口124的一侧上的弯曲周边区域164表明。第二多个槽口中的槽口128相对于槽口128沿其延伸的相应半径对称。此外，第一槽口和第二槽口中的每个具有邻近外周114的第一区域170上的第一宽度168，以及定位在第一区域170与中心116之间的第二区域174上的第二宽度172。在该示例性实施例中，第一宽度168小于第二宽度172。

根据本发明的灭火喷头预计满足或超过对于esfr喷头的标准，包括ul1767中说明的那些，且适用于在天花板与待保护的商品之间具有较大间隙的仓库中。