FI112037B - Spruthuvud - Google Patents

Description

112037

Spruthuvud

Uppfinningens bakgrund

Uppfinningen avser ett spruthuvud för astadkommande av dimma, företrädesvis för brandsläckning, omfattande en stomme, ett inlopp och en 5 passage som leder tili minst en dysa med en öppning omfattande en första borrning och en andra borrning, varvid den första borrningen uppvisar en första diameter och den andra borrningen omfattar en andra diameter.

Dylika spruthuvud är mycket kända. T.ex. i US 5944113 är beskrivet ett sädant spruthuvud.

10 För att dimma med sma droppar skall kunna sprutas ur kända dy- sor, uppvisar de kända spruthuvudenas dysor öppningar i vilka anordnats me-kaniska hinder av olika slag. Det mekaniska hindret kan t.ex. vara en roteran-de kropp, en stationär, speciellt utformad spärrdel, en spiralfjäder o.s.v.

En väsentlig nackdel vid användning av dylika hinder, är att de 15 minskar pä spruthuvudets verkningsgrad. Detta innebär att en förhallandevis stor effekt behövs för att ästadkomma den typ av sprutning som man önskar.

Sagda hinder i dysorna gör ocksä att dysornas och spruthuvudenas konstruktion blir tämligen invecklad. Dysorna är svära att framställa och de är stödda i egna dyshus, vilka monteras in i spruthuvudets stomme. Som följd av 20 det sagda blir spruthuvudets framställningskostnader höga.

US 5881958 avser ett munstycke för att leverera en blandning av ett finfördelat dimlikt fluidum. I avsikt att erhälla en effektivt dispergerad blandning och ett önskat strälmönster, omfattar munstycket sänkta ytor som astad-kommer negativa tryckomräden. Dessa nedsänkta ytor är mycket svära att 25 framställa pä grund av sitt läge och konfiguration.

Kort redogörelse över uppfinningen Föreliggande uppfinning avser ett spruthuvud vars tillverkning kan ske mycket ekonomiskt och som inte uppvisar sagda nackdelar, men som det till trots förmär spruta finfördelad dimma frän sin dysa eller sinä dysor.

30 För sagda syfte är för spruthuvudet enligt uppfinningen känneteck- nande av en kombination var den första borrningen uppvisar en diameter som är 0,1 - 0,9 gänger den andra borrningens diameter (D), den första borrning-ens längd är 0,25 - 15 gänger den första borrningens diameter, den andra borrningens längd är ca 1 - ca 15 gänger den andra borrningens diameter, och 35 stommen omfattar en huvudkanal, varvid sagda dysa är anordnad i vinkel i 112037 2 förhällande till huvudkanalen sälunda, att medieströmningen i den första borr-ningen är i vinkel i förhällande tili medieströmningen i huvudkanalen.

Enligt en föredragen utföringsform är den första borrningens diameter ca 0,3 - ca 5 mm. Den andra borrningens diameter är företrädesvis inte 5 mer än ca 50 mm. Speciellt god effekt med tanke pä dimbildning erhäller ge-nom att anordna den första borrningen i vinkel i förhällande tili medieströmningen i dysans huvudkanal. En ökning av vinkein ger som regel dimma med mindre droppar, d.v.s. bättre resultat med tanke pä dimbildningen.

Uppfinningens föredragna utföringsformer finns angivna i bifogade 10 patentkrav 2 - 21.

Uppfinningen baserar sig pä den häpnadsväckande iakttagelse, att man kan ästadkomma dimma med mycket smä droppar utan att behöva sätta in mekaniska hinder i spruthuvudets dysa/dysor dä dysorna dimensioneras pä det sätt som anges i bifogade patentkrav. För att ästadkomma dimman behövs 15 inte nödvändigtvis ett högt tryck utan dimman kan ästadkommas med förhäl-landevis smä tryck, typiskt frän ca 10 bar uppät. Mediet som strömmar ut ur dysan är genast da det kommer ut ur dysan som mycket smä droppar.

Spruthuvudets en väsentlig fördel är att det uppvisar en hög verk-ningsgrad, varvid bl.a. förhällandevis läg effekt räcker tili för att ästadkomma 20 dimlik spray med mycket smä droppar. Detta innebär att en brandsläcknings-installation som är försedd med spruthuvuden enligt uppfinningen, kan ha en drivkälla och övrig komponenter som är mindre och betydligt billigare än vad som är känt. Detta är speciellt viktigt i omgivningar var begränsad och förhällandevis liten effekt finns tili förfogande. En annan - likasä väsentlig fördel - är 25 att spruthuvudets konstruktion kan vara synnerligen enkel. Antalet komponenter i spruthuvudet kan minska tili en liten bräkdel: t.ex. i en sprinkler med en förskjutbar spindel och nägra dysor samt en värmeutlösbar ampull kan kom-ponenternas antal minska frän ca 40 till 8 utan negativa inverkningar pä spruthuvudets funktion eller säkerhet. I sitt enklaste utförande kan spruthuvudet ut-30 göras av en enda del. Spruthuvudets stomme kan ha synnerligen enkel konstruktion och frän stommen separata dysor behövs säledes ej. Sistnämnda fakta gör att spruthuvudets tillverkningskostnader är avsevärt lägre än för kän-da spruthuvuden som ger dimma.

112037 3

Kort figurbeskrivning

Uppfinningen redogörs i det följande under hänvisning till bifogade ritning i vilken, figur 1 visar en första utföringsform av spruthuvudet enligt uppfin-5 ningen sett i sidovy, figur 2 visar spruthuvudet i figur 1 i skärningsbild som följer linje II - II i figur 1, figur 3 visar i förstoring en detalj av spruthuvudet i figur 1, figurerna 4-6 visar en andra, tredje och fjärde utföringsform av 10 spruthuvudet enligt uppfinningen.

figur 7 visar ett femte utförande av spruthuvudet enligt uppfinningen i ett inaktivt läge, figur 8 visar spruthuvudet i figur 7 i ett aktivt läge, och figur 9 visar spruthuvudet i figur 7 i skärningsbild som följer linje IX - 15 IX i figur 3.

Uppfinningens beskrivning i detalj

Figur 1 och 2 visar ett spruthuvud enligt uppfinningen frän sidan i genomskärning, respektive i skärning uppifran. Spruthuvudet omfattar en stomme 1 med ett inlopp 2. Spruthuvudets huvudkanal har betecknats med , , 20 hänvisningssiffra 7. I stommen 1 har borrats sex likadana öppningar 3, vilka : omfattar en första borrning 4 och en andra borrning 5. Dessa borrningar 4, 5 ’’ · ·; bildar spruthuvudets dysor 6.

: Den första borrningens 4 längd s är 0,25 - 15 ganger den första borrningens diameter d. Företrädesvis är s 0,5 - 10 och heist 1-5 ganger d, : 25 varvid hög verkningsgrad erhalles.

Den första borrningen 4 har mindre diameter d än den andra borr-ningen D. Diametern d är 10 - 90 % av D. Företrädesvis är diametern d 10 - 80 % av D och heist 20 - 70 % av D. Diametern d är företrädesvis inom omradet *..! 0,5-2,5 mm och heist 0,5 -1,5 mm. Ett diameterintervall typiskt ca 0,3 - ca 5 I · 30 mm kan ännu tänkas ge gott resultat, men da diametern d blir under ca 0,3 \ v mm finns Stora risker att munstycket blockeras av smuts etc. En stor diameter d försvarar dimbildningen om inte trycket i dysan är högt. Stor diameter d i : X kombination med förhällandevis lägt tryck ger typiskt inte som resultat dimma.

Den andra borrningens 5 längd S är ca 0,25 - ca 15, och företrä-··’ 35 desvis 0,5-10 ganger dess diameter D. Ett synnerligen gott resultat erhalles da S är 1 - 5 ganger D. Da den andra borrningens 5 diameter D är högst ca 50 112037 4 mm erhälls i de fiesta applikationer gott resultat. En diameter D större än 50 mm kan emellertid, närmast i undantagsfall, komma i fräga .

Ur figur 1 ses, att öppningarnas 3 riktning är i vinkel i förhällande tili spruthuvudets huvudkanal 7. Detta innebär att medieströmningen, t.ex. ström-5 ning av vattenbaserat släckmedium, i borrningen 4 är i vinkel Θ i förhällande tili medieströmningens riktning i huvudkanalen 7. Vinkein Θ är företrädesvis mel-lan 0 och 90 grader och heist 10-80 grader, men kan vara upp tili t.o.m. ca 120 grader för vissa applikationer. Ju större vinkein Θ är, desto bättre är dim-bildningen frän dysan, men penetrationen minskar.

10 Figur 3 visar dysan 6 i figur 1 i förstoring.

Figur 4 äskädliggör en annan utföringsform av ett spruthuvud enligt uppfinningen. Utföringsformen skiljer sig frän den i figur 1 genom att en ytterli-gare dysa 6’b anordnats ovanför dysan 6’a ( som kan sägas motsvara dysan 6). Dysans 6’b geometri och dimensionering motsvarar det som tidigare angi-15 vits för dysornas 6’a och 6 geometri och dimensionering. Dysorna 6’b och 6’a är parallella, eller kan vara divergerande upp tili 45 grader. Fördelen med den ytterligare dysan 6’b är att den väsentligt förstärker penetrationen jämfört med att inte nägon dysa alls funnes. Den förstärkta penetrationen beror pä att de dimlika sprutningarna ur dysorna 6’a och 6 sugs mot varandra, varvid en en-20 hetlig kraftfull dimsprutning erhälles.

, . Figur 5 äskädliggör en tredje utföringsform av ett spruthuvud enligt ·’· γ uppfinningen. Utföringsformen skiljer sig frän den i figur 1 genom att den om- • > · γ·* fattar en luftkanal 15” som leder frän en öppning 16” i stommen tili den andra i ’ · borrningen 5”. Luftkanalen 15” mynnar medelst en öppning 17” i borrningen :.‘ i 25 5”. Luftkanalens 15” öppning 17” är närä övergängen 45” mellan den första Y : och den andra borrningen. Luftkanalens 15” diameter är t.ex. 0,5 -1,5 gänger :T: diametern hos den andra borrningen 5”. Luftkanalen 15” förbättrar väsentligt penetrationen hos dimsprutningen ur dysan 6”. Däremot har den inte nämn-värd inverkan pä droppstorleken hos dimman. I figuren är luftkanalen 15” rik-30 tad lodrätt nedät, men den kan tänkas vara riktad pä olika sätt i förhällande tili » · dysans 6” huvudriktning (sprutriktning); öppningen 16” bör dock vara en öpp-ning som är i förbindelse med luft (eller gas) utanför spruthuvudet. Luftkanalen :; 15” kan ocksä tänkas sträcka sig uppät frän borrningen 5”.

: Figur 6 äskädliggör en fjärde utföringsform av ett spruthuvud enligt ’··*’ 35 uppfinningen. Utföringsformen skiljer sig frän den i figur 1 genom att den om- fattar en vätskekanal 18’” som sträcker sig frän en öppning 17’” i väggen hos 112037 5 borrningen 5”’ till en öppning 16”’ i passagen 7’”. Vätskekanalen 18” mynnar medelst en öppning 17” i borrningen 15”. Vätskekanalens 18” öppning 17”’ är närä övergängen 45’” mellan den första och den andra borrningen men behö-ver ej vara det. Vätskekanalens 18’” diameter är t.ex. 0,5 -1,5 ganger diame-5 tern hos den första borrningen 4’”. Vätskekanalen 18’” förbättrar väsentligt penetrationen hos dimsprutningen ur dysan 6’”. Däremot har den inte nämn-värd inverkan pa droppstorleken hos dimman. I figuren är vätskekanalen 18’” lodrät, men den kan tänkas luta i olika vinklar i förhallande tili dysans 6’” hu-vudriktning (sprutriktning); öppningen 16’” bör dock vara i fluidumförbindelse 10 med passagen 7’”. Vätskekanalen 18’” kan ocksä tänkas sträcka sig uppät frän borrningen 5’”.

Figur 7 - 9 visar ett sjätte utförande av ett spruthuvud enligt uppfin-ningen. Spruthuvudet omfattar ett inlopp 2””, en stomme 1”” och ett antal dy-sor 6””a, 6”’’b. Dysornas 6"”a, 6””b konstruktion och dimensionering motsvarar 15 dysornas 6””, i figur 1, konstruktion och dimensionering. Säledes gäller för bormingarna 4””a och 5””a samma mättförhällanden som för borrningarna 4 och 5. Utföringsformen i figur 7 - 9 skiljer sig frän den i figur 1 och 2 genom att spruthuvudet omfattar en spindel 8”” och ett utlösningsdon 9”” som sprängs el-ler smälter i värme, t.ex. en glasampull. Pä grund av utlösningsdonet 9”” är det 20 fragan om en sprinkler.

, . Spindeln 8”” är förskjutbart anordnad i en huvudkanal 7”” hos dys- • » · stommen 1””. I figur 7 är sprinklern i ett beredskapsläge. Glasampullen 9”” är • » · ‘' · ‘ intakt och spindeln 8”” tillsluter en kanal 7””a mellan inloppet 2”” och huvudka- : ·* nalen 7’”’. Spindeln 8”” omfattar en kanal 14”” som leder tili en dysa 6””b i 25 sprinklerns nedre ände. Kanalen 14”” förenar dysan 6””b med huvudkanalen : 7””. En förbindelse mellan kanalen 14”” och inloppet 2”” finns ej da sprinklern :T: är i beredskapsläge; förbindelsen öppnas da spindeln förskjuts ned i det läget som visar i figur 8. Dysan 6””b är till sin geometri likadan som dysan 6””a; en- : ·. ·. dast dimensionerna är nagot mindre. Säledes gäller för borrningarnas 4””b och [···. 30 5””b inbördes geometri och dimensionering samma som för borrningarna 4””a • · ' i * och 5””a. Ampullen 9”” stöder sig upptill mot dysan 6””b.

*. . * Spindeln 8”” omfattar en bredare kolvlik del 11 ”” som stöder koiven i kanalen 7””. Den kolvlika delen 11”” uppvisar tre genomlöpande borrningar : !·. 3””. Dä spruthuvudet är i det läge som visas i figur 8 kan medium strömma frän ’-·[ 35 inloppet 2” via borrningarna 3”” mot spindelns 8”” spets och ut frän spruthuvu- 112037 6 det. Medelst borrningarna 3”” kan man fä en gynnsam effekt pä penetrationen hos sprutningen ur dysan 6.....’b.

Om ampullen 8”” i figur 7 sprängs, förskjuts spindeln 8”” i det läge som visas i figur 8 och kanalen 7””a öppnas. Härvid blir förbindelsen mellan in-5 loppet 2”” och dysorna 6””a, 6””b och borrningen 3”” öppen och siäckmedium kan strömma frän dysorna. Da spindeln 8”” är i det i figur 8 visade läget bildas nedanför borrningen 3””, mellan spindelns nedre parti och dysstommen Γ”, ett utrymme 5””c som har samma funktion som borrningarna 5””a och 5””b, dvs. utrymmet 5””c gör att en dysa 6””c med samma konstruktion och dimensione-10 ring som dysorna 6””a och 6””b bildas. Det är klart att i den kolvlika delen 11”” kan i stället för borrningar 3”” göras borrningar av samma dimensionering som borrningarna 3””a och 3””b, dvs. borrningar uppvisande förutom en borrning med mindre diameter, ocksä en borrning med större diameter.

Utföringsformen i figur 7-9 kan med fördel ha dysor enligt figur 4 -15 6, d.v.s. efter varandra anordnade dysor, eller dysor med luftkanal eller väts- kekanal för att förbättra penetrationen.

Ur figurerna 1 och 3-7 ses tydligt att övergängen mellan de första borrningarna 4, 4’a, 4’b, 4”, 4”’, 4””a, 4””b och de andra borrningarna 5, 5’a, 5’b, 5”, 5’”, 5””a, 5””b i öppningarna 6, 6’a, 6’b, 6”, 6”’, 6””a, 6””b är avfasad, se 20 t.ex. övergängen 45 i figur 3. Vinkein hos avfasningen kan variera. Det bör , . ocksä märkas att en avfasning nödvändigtvis ej alls behöver finnas, varvid vin- ;,:t: kein vid övergängen frän den mindre borrningen och den större borrningen är '··'* 90 grader.

i '*· Uppfinningen har i det föregäende beskrivits endast med hänvisning * · V*: 25 tili exempel. Därför framhälls att uppfinningen tili sinä detaljer kan inom ramen :T: för bifogade patentkrav avvika i mänga avseenden frän exemplen. I enlighet härmed behöver inte dysornas borrningar vara cylindriska och de behöver inte vara integrerade i samma komponent (typiskt stommen hos spruthuvudet), fastän detta är att föredra med tanke pä framställningen av dysorna. Dysornas !··’, 30 antal kan ocksä variera.

*

» I

» » » ) | I · · lii | » » ♦

Claims (21)

112037

1. Spruthuvud för ästadkommande av dimma, företrädesvis för brandsläckning, omfattande en stomme (1, 1’, 1”, 1”', 1””), ett inlopp (2, 2””) och en passage (7, 7’, 7”, 7”’, 7””a, 7””) som leder tili minst en dysa (6, 6’a, 6”, 5 6”’, 6””a) med en öppning (3, 3””a) omfattande en första borrning (4, 4’a, 4”, 4”’, 4””a) och en andra borrning (5, 5’a, 5”, 5”’, 5””a), varvid den första borr-ningen uppvisar en första diameter (d) och den andra bormingen omfattar en andra diameter (D), kännetecknat av en kombination var - den första bormingen (4, 4’a, 4”, 4”’, 4””a) uppvisar en diameter 10 (d) som är 0,1 - 0,9 ganger den andra borrningens (5, 5’a, 5”, 5’”, 5””a) dia meter (D), - den första borrningens (4, 4’a, 4”, 4’”, 4””a) längd (s) är 0,25 -15 ganger den första borrningens diameter (d), - den andra borrningens (5, 5’a, 5”, 5’” 5””a) längd (S) är ca 1 - ca 15 15 ganger den andra borrningens diameter (D), och - stommen (1,1’, 1”’,1””) omfattar en huvudkanal (7, 7’, 7”, 7’”, 7””), varvid sagda dysa (6, 6’a, 6”, 6’”, 6””a) är anordnad i vinkel i förhällande tili huvudkanalen sälunda, att medieströmningen i den första bormingen (4, 4’a, 4”, 4’”, 4””a) är i vinkel i förhällande tili medieströmningen i huvudkanalen. 20 (FIG. 1 - 9)

·,· · 2. Spruthuvud enligt patentkravet 1, kännetecknat av att : den andra borrningens (5, 5’a, 5”, 5’”, 5””a) diameter (D) är högst ca 50 mm. (FIG. 1-9)

3. Spruthuvud enligt patentkravet 1, kännetecknat av att 25 den första borrningens (4, 4’a, 4”, 4’”, 4””a) diameter (d) är ca 0,3 - ca 5 mm. (FIG. 1 - 9)

• * · * 4. Spruthuvud enligt patentkravet 1, kännetecknat av att en borrning vars diameter är mindre än diametern (D) hos den andra bormingen : V (5, 5’a, 5”, 5’” 5””a) saknas hos dysan (6, 6’a, 6”, 6’”, 6””a) betraktat ned- 30 ströms frän den andra bormingen. (FIG. 1 - 9) :y:

5. Spruthuvud enligt patentkravet 1, kännetecknat av att sagda borrningar (4, 5, 4’a, 5’a, 4”, 5”, 4’”, 5’”, 4””a, 5””a) gjorts i stommen (1, ·;· r r>i (FIG 1 _9) :.: t

6. Spruthuvud enligt patentkravet 5, kännetecknat av att 35 sagda borrningar (4, 5, 4’a, 5’a, 4”, 5”, 4’”, 5’”, 4””a, 5””a) utgör dysan (6, 6’a, 6”, 6’”, 6””a). (FIG. 1 - 9) 112037

7. Spruthuvud enligt patentkravet 1, kännetecknat avatt vinkein är 10 -120 grader. (FIG. 1 - 9)

8. Spruthuvud enligt patentkravet 1, kännetecknat avatt spruthuvudet omfattar en ytterligare dysa (6’b) med en första borrning (4’b) 5 och en andra borrning (5’b) vilken ytterligare dysa anordnats förskjutet i för-hällande tili sagda minst en dysa (6’a) sälunda, att nämnda dysor (6’a, 6’b) är efter varandra med avseende pä passagen (7’). (FIG. 4)

9. Spruthuvud enligt patentkravet 8, kännetecknat av att den ytterligare dysan (6’b) är riktad i en vinkel ca 10 - 80 grader divergerande i 10 förhällande sagda minst en dysa (6’a). (FIG. 4)

10. Spruthuvud enligt patentkravet 1, kännetecknat av en luftkanal (15”) som sträcker sig frän en öppning (17”) i väggen hos den andra borrningen (5”) tili en yttre öppning (16”) hos stommen (1”). (FIG. 5)

11. Spruthuvud enligt patentkravet 10, kännetecknat av att 15 luftkanalens (15”) öppning (17”) är närä övergangen (45”) mellan den andra och den första borrningen. (FIG. 5)

12. Spruthuvud enligt patentkravet 1, kännetecknat av en kanal (18’”) som sträcker sig frän en öppning (17’”) i väggen hos den andra borrningen (5’”) tili en öppning (16’”) i passagen (7”’). (FIG. 6)

13. Spruthuvud enligt patentkravet 1, omfattande en spindel (8””) , , som är förskjutbart anordnad i en huvudkanal (7””) hos stommen (1””) sälunda ; att spindeln kan förskjutas frän ett första läge i vilket den tillsluter passagen ‘.i.: (7””a, 7””) mellan inloppet (2””) och sagda dysa (6””a) tili ett andra läge i vilket * » : ‘ · · passagen (7a””, 7””) mellan inloppet och dysan är öppen, kännetecknat !.'·· 25 av en ytterligare dysa (6””b) som omfattar en första borrning (4””b) och en andra borrning (5””b), vilka borrningar (4””b, 5””b) gjorts i spindeln (8””) och vil-ka uppvisar samma geometriska proportioner som definierats för borrningarna hos sagda minst en dysa (6””a). (FIG. 7-9)

:·., 14. Spruthuvud enligt patentkravet 13, kännetecknat av att I » t* ·. ’ t 30 sagda borrningar (4””b, 5””b) hos den ytterligare dysan (6””b) gjorts i spindelns ‘ I ‘ (8””) den ände som är vänd bort frän inloppet (2””). (FIG. 7-9) v.:

15. Spruthuvud enligt patentkravet 14, kännetecknat avatt spindeln (8””) omfattar en kanal (14"”) som förenar den ytterligare dysan (6””b) : X tili huvudkanalen (7””). (FIG. 7 - 9) • » ·

16. Spruthuvud enligt patentkravet 1, omfattande en spindel (8””) som är förskjutbart anordnad i en huvudkanal (7””) hos stommen (1””) sälunda 112037 att spindeln kan förskjutas fran ett första läge i vilket den tillsluter passagen (7”»a me||an jnloppet (2"”) och sagda dysa (6””a) till ett andra läge i vilket passagen (7 a””, 7””) mellan inloppet och dysan är öppen, kännetecknat av att sagda borrningar (4””a, 5””a) gjorts i stommen (Γ”). (FIG. 7-9)

17. Spruthuvud enligt patentkravet 15, kännetecknat av att spindeln (8””) omfattar en kanal (14””) som förenar den ytterligare dysan (6””b) i spindelns ände tili huvudkanalen (7””). (FIG. 7-9)

18. Spruthuvud enligt patentkravet 13, kännetecknat av att spindeln (8”’’) omfattar en kolvlik del (11””) vars diameter motsvarar huvudka- 10 nalens (7””) diameter. (FIG. 7 - 9)

19. Spruthuvud enligt patentkravet 18, kännetecknat av minst en borrning (3””) i den kolvliknande delen (11””) hos spindeln (8””). (FIG. 7-9)

20. Spruthuvud enligt patentkravet 13 omfattande ett värmeutlös-15 ningsdon (9””), kännetecknat av att spindeln (8”") är anordnad att bli stödd av värmeutlösningsdonet (9””). (FIG. 7-9)

21. Spruthuvud enligt nägot föregäende patentkrav, kännetecknat av att det omfattar en andra dysa med en öppning omfattande en första borrning och en andra borrning, vilka borrningar uppvisar samma geo- 20 metriska proportioner som definierats för borrningarna hos sagda minst en dy- . . sa, vilken andra dysa divergerar med avseende pä den första dysan (6””a). : (FIG 1-9) ♦ > » » · » * « » I I I s « « * » * I # ' » f i » • i I I • * ♦ « » » « » » « tl· » t » » » • »