具有抗风性能的中高压细水雾喷头及其抗风性应用方法与流程

本发明涉及一种中高压细水雾喷头抗风性应用方法，适合室外有风环境下应用，能提升细水雾喷头的抗风性能。

背景技术：

细水雾灭火技术为一种新兴的水消防灭火技术，该技术是利用细水雾喷头在较高压力下将水流分解为直径dv99（体积分数为99%的粒径）小于400µm的雾滴进行灭火。对水介质进行雾化可以增加每单位体积液体的表面积，提高吸热效率，并促进与火焰的相互作用，达到高效利用汽化吸热冷却可燃物、体积膨胀隔氧以及吸收热辐射降低热回馈等来削弱燃烧化学反应速度的效果。

近些年细水雾灭火技术应用备受火灾防灾领域研究者的重视，现今已较为广泛的应用到扑救a类、b类、c类及电气火灾，包括图书馆、档案馆、机械设备间、高低压配电间、工厂控制室、计算机及通讯机房、电缆夹层和电缆隧道等场所。中高压细水雾的发生方式通常为两种，一种为直射雾化，另一种为旋流雾化。这两种雾化方式各有优缺点。其中直射雾化的轴向动量较大，因此抗风能力较强，但雾化效果较差，造成灭火性能较弱；旋流雾化的雾化效果较直射雾化更好，灭火性能更佳，但是其轴向动能较差，抗风能力弱。因此，旋流雾化喷头虽然雾化效果好，灭火性能强，但只适合于室内应用。对于户外火灾，旋流雾化喷头产生的细水雾由于雾滴颗粒小，轴向动量不足，极易被风吹散，造成喷头的有效雾化锥角显著降低，使部分火灾防护区域失去保护，灭火性能降低，甚至失去灭火效果。

因此，现今的旋流雾化细水雾喷头难以在户外应用。cn20251628u通过对喷头的结构改进，减少流体动量的损失，提高喷头轴向动能，提升喷头的雾化性能。但该类喷头轴向动能的提升空间还是有限，抗风性能仍难以与直射喷头相比。cn104667466a设计了一种直射雾化喷嘴和旋流雾化喷嘴组合的细水雾喷头，其将1个直射喷嘴置于喷头本体的中心，5个旋流喷嘴以直射喷嘴为中心均匀布置，利用直射喷嘴的强穿透能力扑灭距离喷头较远的火灾，利用旋流喷头扑救距离喷头较近的火灾。该类喷头穿透能力强，适合于扑救火位较深的火灾，但是这并不能提升有风工况下的有效雾化锥角，因此还是不能解决喷头的整体抗风性问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种抗风性能好、灭火效果好、能实现中高压范围内细水雾的户外应用的细水雾喷头抗风性应用方法，相应还提供一种具有抗风性能的中高压直细水雾喷头。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种细水雾喷头的抗风性应用方法，所述细水雾喷头采用莲蓬式喷头壳体，并在所述喷头壳体的轴向和侧向四周共设置五个以上细水雾喷嘴，所述细水雾喷嘴采用具有2至3种不同雾化特性参数的直射细水雾喷嘴和旋流细水雾喷嘴；其中，于莲蓬式喷头壳体的轴向设置一个以上直射细水雾喷嘴和/或旋流细水雾喷嘴，于莲蓬式喷头壳体的侧向四周设置四个以上呈均匀交叉布置的直射细水雾喷嘴和旋流细水雾喷嘴，使细水雾分别沿喷头壳体的轴向和侧向喷射，以保证细水雾喷头在有风工况下的有效雾化锥角。

作为上述抗风性应用方法的进一步改进：

优选的，所述的雾化特性参数包括雾化锥角和流量系数。

优选的，所述旋流细水雾喷嘴的雾化锥角为35°-65°，流量系数k为1.0-4.5；所述直射细水雾喷嘴的雾化锥角为15°-35°，流量系数k为1.0-4.0。

本发明还提供一种具有抗风性能的中高压细水雾喷头，包括莲蓬式喷头壳体，所述莲蓬式喷头壳体上设置有多个具有不同雾化特性参数的直射细水雾喷嘴和旋流细水雾喷嘴，其中，莲蓬式喷头壳体的轴向设置一个以上所述的直射细水雾喷嘴和/或旋流细水雾喷嘴，莲蓬式喷头壳体的侧向四周设置四个以上呈均匀交叉布置的所述直射细水雾喷嘴和旋流细水雾喷嘴，多个所述直射细水雾喷嘴和旋流细水雾喷嘴的内腔均与莲蓬式喷头壳体的内腔连通。

作为上述中高压细水雾喷头的进一步改进：

优选的，所述莲蓬式喷头壳体的轴向设置的细水雾喷嘴数不超过3个，莲蓬式喷头壳体的侧向设置的细水雾喷嘴数不超过14个。

优选的，所述莲蓬式喷头壳体的侧向设置的细水雾喷嘴数为6-10个。

优选的，所述直射细水雾喷嘴和旋流细水雾喷嘴的总数量为7-10个。

优选的，所述直射细水雾喷嘴和旋流细水雾喷嘴均通过螺纹可拆卸连接于所述莲蓬式喷头壳体上。

优选的，所述的雾化特性参数包括雾化锥角和流量系数。

优选的，所述旋流细水雾喷嘴的雾化锥角为35°-65°，流量系数k为1.0-4.5；所述直射细水雾喷嘴的雾化锥角为15°-35°，流量系数k为1.0-4.0。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的中高压细水雾喷头，通过将不同雾化特性参数的直射与旋流细水雾喷嘴均匀交叉布置于喷头壳体的侧向上，当将本发明应用于户外工况时，在无风或风速较小的情况下，直射与旋流喷嘴产生的喷雾均喷向火场，起到灭火作用，其中旋流喷嘴产生的细水雾雾滴直径小，灭火效率高，起主要灭火作用；直射喷嘴产生的细水雾雾滴直径大，灭火效率相对较低，起次要灭火作用；在风速较大的情况下，旋流喷嘴产生的细水雾易被风吹散，灭火效率下降，此时起次要灭火作用，而直射喷嘴产生的细水雾受风干扰小，起主要灭火作用，其能保证整个喷头在有风工况下的有效雾化锥角基本不发生改变，显著提升细水雾喷头的抗风性能。因此本发明的喷头使用时受风的影响小于传统的单一旋流式喷头，不管是在无风或有风的工况下，均可使细水雾覆盖所有的火灾保护范围，保证良好的整体灭火性能，提升其在户外有风环境下的应用能力，适合在户外推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视结构示意图。

图2为本发明实施例1的仰视结构示意图。

图3为本发明实施例2的主视结构示意图。

图4为本发明实施例2的仰视结构示意图。

图5为本发明实施例3的主视结构示意图。

图6为本发明实施例3的仰视结构示意图。

图7为本发明中第一旋流细水雾喷嘴的俯视结构示意图。

图8为本发明中第一旋流细水雾喷嘴的主视结构示意图。

图9为本发明中第二旋流细水雾喷嘴的俯视结构示意图。

图10为本发明中第二旋流细水雾喷嘴的主视结构示意图。

图11为本发明中直射细水雾喷嘴的俯视结构示意图。

图12为本发明中直射细水雾喷嘴的主视结构示意图。

图例说明：

1、第一旋流细水雾喷嘴；2、第二旋流细水雾喷嘴；3、直射细水雾喷嘴；4、喷头壳体；5、水流轨道。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如图1-图6所示，一种本发明的细水雾喷头的抗风性应用方法，在莲蓬式喷头壳体4的轴向和侧向四周共设置五个以上细水雾喷嘴，该细水雾喷嘴包括具有2至3种不同雾化特性参数的直射细水雾喷嘴3（雾化锥角为15°-35°，流量系数k为1.0-4.0）和旋流细水雾喷嘴（雾化锥角为35°-65°，流量系数k为1.0-4.5）；其中，于莲蓬式喷头壳体4的轴向设置一个以上直射细水雾喷嘴3和/或旋流细水雾喷嘴，于莲蓬式喷头壳体4的侧向四周设置四个以上均匀交叉布置的直射细水雾喷嘴3和旋流细水雾喷嘴，使细水雾分别沿喷头壳体的轴向和侧向喷射，以保证细水雾喷头在有风工况下的有效雾化锥角。

如图1-图12所示，一种本发明的细水雾喷头的抗风性应用方法及具有抗风性能的中高压细水雾喷头，该喷头包括莲蓬式喷头壳体4，在莲蓬式喷头壳体4上设置有多个具有不同雾化特性参数的直射细水雾喷嘴3（雾化锥角为15°-35°，流量系数k为1.0-4.0）和旋流细水雾喷嘴（雾化锥角为35°-65°，流量系数k为1.0-4.5），其中，莲蓬式喷头壳体4的轴向设置一个以上直射细水雾喷嘴3和/或旋流细水雾喷嘴，莲蓬式喷头壳体4的侧向四周设置四个以上呈均匀交叉布置的直射细水雾喷嘴3和旋流细水雾喷嘴，多个直射细水雾喷嘴3和旋流细水雾喷嘴的内腔均与莲蓬式喷头壳体4的内腔连通。本发明通过将具有不同雾化特性参数的直射与旋流细水雾喷嘴均匀交叉布置于喷头壳体的侧向上，当应用于户外工况时，在无风或风速较小的情况下，直射与旋流喷嘴产生的喷雾均喷向火场，起到灭火作用，其中旋流喷嘴产生的细水雾雾滴直径小，灭火效率高，起主要灭火作用；直射喷嘴产生的细水雾雾滴直径大，灭火效率相对较低，起次要灭火作用；而在风速较大的情况下，旋流喷嘴产生的细水雾易被风吹散，灭火效率下降，此时起次要灭火作用，而直射喷嘴产生的细水雾受风干扰小，起主要灭火作用，其能保证整个喷头在有风工况下的有效雾化锥角基本不发生改变，使本发明的中高压细水雾喷头的抗风性能显著提升。

实施例1

参见图1和图2，本实施例的中高压细水雾喷头采用莲蓬型喷头壳体4，喷头壳体4上布置7个细水雾喷嘴，其中1个喷嘴沿莲蓬型喷头壳体的轴向喷射，其余6个喷嘴沿莲蓬型喷头壳体的侧向喷射，侧向喷射的细水雾喷嘴均匀分布在轴向喷射的细水雾喷嘴四周。各细水雾喷嘴与喷头壳体之间采用螺纹连接，喷头壳体的内腔与各细水雾喷嘴的内腔相通。本实施例中，轴向喷射的细水雾喷嘴采用第一旋流细水雾喷嘴1（图7和图8所示），其雾化锥角为55°，流量系数k为1.5。侧向喷射的细水雾喷嘴采用第二旋流细水雾喷嘴2（图9和图10所示）和直射细水雾喷嘴3（图11和图12所示）在喷头壳体4上均匀交叉布置，其中第二旋流细水雾喷嘴2的雾化锥角为65°，流量系数k为1.0；直射细水雾喷嘴3的雾化锥角为30°，流量系数k为1.0。本实施例中，第一旋流细水雾喷嘴1和第二旋流细水雾喷嘴2的雾化锥角大、雾滴直径小，灭火效率高。直射细水雾喷嘴3的雾滴直径大，但是轴向动能大，因此抗风能力强，可以保证在有风工况下整个喷头的有效雾化锥角，使火灾防护区域无死角，保证本发明的中高压细水雾喷头的整体灭火能力。

实施例2

参见图3和图4，本实施例的中高压细水雾喷头采用莲蓬型喷头壳体4，喷头壳体4上布置7个细水雾喷嘴，其中1个喷嘴沿莲蓬型喷头壳体的轴向喷射，其余6个喷嘴沿莲蓬型喷头壳体的侧向喷射，侧向喷射的细水雾喷嘴均匀分布在轴向喷射的细水雾喷嘴四周。各细水雾喷嘴与喷头壳体之间采用螺纹连接，喷头壳体的内腔与各细水雾喷嘴的内腔相通。本实施例中，轴向喷射的细水雾喷嘴采用第一旋流细水雾喷嘴1（图7和图8所示），其雾化锥角为55°，流量系数k为1.5。侧向喷射的细水雾喷嘴采用第一旋流细水雾喷嘴1（图7和图8所示）和直射细水雾喷嘴3（图11和图12所示）在喷头壳体4上均匀交叉布置，直射细水雾喷嘴3的雾化锥角为30°，流量系数k为1.0。第一旋流细水雾喷嘴1的雾化锥角大、雾滴直径小，灭火效率高。直射细水雾喷嘴3的雾滴直径大，但是轴向动能大，因此抗风能力强，可以保证在有风工况下整个喷头的有效雾化锥角，使火灾防护区域无死角，保证本发明的中高压细水雾喷头的整体灭火能力。

实施例3

参见图5和图6，本实施例的中高压细水雾喷头采用莲蓬型喷头壳体4，喷头壳体4上布置7个细水雾喷嘴，其中1个细水雾喷嘴沿莲蓬型喷头壳体的轴向喷射，其余6个细水雾喷嘴沿莲蓬型喷头壳体的侧向喷射，侧向喷射的细水雾喷嘴均匀分布在轴向喷射的细水雾喷嘴四周。各细水雾喷嘴与喷头壳体之间采用螺纹连接，喷头壳体的内腔与各细水雾喷嘴的内腔相通。轴向喷射的细水雾喷嘴采用直射细水雾喷嘴3（图11和图12所示），雾化锥角为30°，流量系数k为1.0。侧向喷射的细水雾喷嘴采用直射与旋流两种细水雾喷嘴在喷头壳体上均匀交叉布置，分别是第一旋流细水雾喷嘴1（图7和图8所示）和直射细水雾喷嘴3（图11和图12所示）。其中第一旋流细水雾喷嘴1的雾化锥角为55°，流量系数k为1.5。第一旋流细水雾喷嘴1的雾化锥角大、雾滴直径小，灭火效率高。直射细水雾喷嘴3的雾滴直径大，但是轴向动能大，因此抗风能力强，可以保证在有风工况下整个喷头的有效雾化锥角，使火灾防护区域无死角，保证本发明的中高压细水雾喷头的整体灭火能力。

上述各实施例中，旋流细水雾喷嘴和直射细水雾喷嘴均呈正外六边形，外径d为φ13mm。其水流轨道5分别为螺旋形和圆柱形。

需要注意的是，具体实施例仅是对本发明技术方案的解释和说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明方案内容而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。