[发明专利]用于喷射烟雾云的灭火喷嘴

说明书

技术领域

本发明一般地涉及流体排放喷嘴，而具体地说涉及一种用于产生具 有前推力分量的涡漩(旋转)雾形态。

背景技术

喷射排放喷嘴具有许多应用，而灭火就是一个具体的方面。已经公 知的是，水不仅吸收热，而且也吸收火的大量有毒气体，并有助于清除烟 气。当水分解为精细喷射或者喷雾时这样最有效。喷射发生喷嘴以比传统 流体排放喷嘴较大体积来分配排水量，其中在传统排放喷嘴中，水以聚焦 形态的散射密实流排放。喷射发生喷嘴对于抗击内部火灾特别有用，并经 常用于通过围绕消防队员形成喷水屏蔽而提供对消防队员的防护。

传统的喷射发生喷嘴一般地包括外壳、用于把来自例如消防软管的 水补给源从入口引导到喷嘴排放端的通路以及用于把水形成微粒以向上 断开成细流的装置。多个开口与喷嘴的排放端相交，用于从喷嘴向上把排 放射流直接散射。用于使水形成微粒的普通使用装置为内部叶轮，该内部 叶轮响应穿过外壳内倾斜叶轮表面的水流而旋转。

传统喷射发生喷嘴的一个限制是，必须获得高压水源以形成排放喷 射流的足够喷射。由于排放喷嘴出口基本上小于供应软管，以形成扩散喷 流，在喷嘴外壳内形成反压力，从而限制出流速率。通过利用内部叶轮以 使水微粒化还需要轴承等等，这增加了喷嘴成本以及机械复杂性。

第5,351,891号美国专利及其他专利示出了固定、不旋转的喷头，其 中排放孔喷射集中、会聚的射流排放形态。

在第4,697,740号美国专利中公开的喷嘴为在传统喷头基础上显著 的改进，它具有产生大量云雾或者细烟雾的能力，对抑制火焰特别有效。 这通过旋转喷嘴是可以实现的，其中在旋转喷嘴中，排放孔径向地向外喷 射水滴，从而产生静态云雾形态。因为云雾相对于喷嘴保持静态或者集中， 所以就对于灭火工作人员有必要把旋转喷嘴紧靠在火焰附近设置，以使其 具有有效覆盖范围。此外，通过把喷嘴靠近火源放置，烟雾云遇到上升气 流，并远离火焰被牵拉。由于静态云在方向上不是可控的，因此对于喷嘴 有必要让操作者关注，以便它可随时复位，以围绕消防队员维持保护性热 屏蔽，或者围绕火源维持抑制烟雾云。

传统雾云发生器喷嘴的限制在于，雾云的运动或者烟雾形态在任何 特定方向都不是可控制的，并倾向于保持集中于喷嘴或者任意地漂移。经 常需要消防队员带着危险接近烈火，以形成烟雾云，并保持集中到火焰上， 以建立消防队员安全工作的热屏蔽，并抑制该火焰，直到它被熄灭或者被 控制。这把消防人员暴露于严重烧伤和烟熏的危险，特别在包含化学燃料 源燃烧的地方。为此，通常在改进消防设备方面有连续的需求，特别是围 绕烈火场合使用的喷水设备，在喷水设备中需要的改进为，延长标准防护 服和呼吸设备的安全操作限制，以及允许消防队员安全地工作以及有效地 靠近火源。

发明内容

一种根据本发明的改进的云雾发生器喷嘴产生具有前推力分量的雾 形态，允许以相对于火源在偏远位置安全站立的操作者进行方向控制，并 在火源上或者其周围设置相对较大的烟雾或者云雾。该排放喷嘴包括在一 端封闭而在相对端开口的圆筒轴承元件；用于把轴承元件连接到流体源的 装置；以及与该轴承元件至少一部分同心设置并环绕它以及与该轴承元件 配合在其间形成环形腔的圆筒套筒元件。该轴承元件在开口和封闭端之间 具有流体通路和使流体进入该通路以穿过其中向外流动的多个槽。

该套筒元件具有多个在该环形腔和套筒元件外部之间连通的孔口。 根据发明的重要方面，该孔口以相对于喷嘴轴线成锐角向前喷射角度延伸 的孔口，从而当水滴排放时把向前定向运动分量施加给水滴。另外，该排 放孔横向地延伸到套筒元件半径距离，用于把旋转扭矩施加给套筒元件， 从而产生具有前推力分量的涡旋(旋转)雾形态。当该转子套筒响应由穿 过该孔口向外水流施加的反作用力旋转时，该水微粒化为形成精细烟雾或 者云雾的雾滴，并以定向运动的正向分量沿着涡旋轨迹排放。当该环形腔 增压时，在该腔室中的水用作液体轴承，以当套筒元件围绕轴承元件旋转 时支撑该套筒元件。