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"PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET APPAREILS POUR LA PROJEC-
TION DE JETS LIQUIDES".
La présente invention a trait a un procédé et à un appareil pour la.protection de jets de liquide sous forme dispersée et pour réaliser -aspiration d'air ou autre gaz par le moyen de tels jets en vue de la production de mousse extinctrice d'incendie.
La. mousse extinctrice ) air est obtenue en utilisant un jet de liquide pour aspirer de l'air et le refouler dans un récep- @ teur ou autre* Le liquide peut renfermer un agent stabilisateur
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de mousse ou bien celui-ci peut y être introduit à peu près en même temps que l'air. La mousse ainsi obtenue peut être projetée directement sur le feu et s'utiliser pour l'extinction des incendies de la même manière que les mousses extinctrices chimiques.
Cette technique pose divers problèmes, dont l'un consiste à produire un nombre suffisant de volumes de mousse à partir d'un volume déterminé de liquide, de telle façon que la quantité de mousse obtenue soit aussi grande que possible. Il est égale- ment nécessaire de produire une mousse de bonne qualité et de réaliser des facteurs d'expansion élevés dans la formation de celle-ci sans qu'il en résulte une perte trop élevée dans son mouvement d'avancement,, de telle manière qu'elle paisse être directement projetée sur le feu sans exiger l'emploi d'appareils auxiliaires tels que des pompes de surpression.
Une autre difficulté qu'on rencontre dans ce domaine a. trait à l'obstruction des tuyères utilisées pour l'aspiration d'air. L'eau qu'on emploie à partir des conduites habituelles dont on dispose pour l'extinction des incendies est susceptible de renfermer des matières en suspension de dimensions importantes.
Les particules les plus grosses peuvent évidemment se tamiser facilement à l'aide d'un filtre grossier convenablement disposé en amont de la tuyère. Mais les particules les plus fines ne peuvent être retenues qu'en utilisant un filtre très fin, coûteux et d'usage souvent malcommode. Même quand on utilise un filtre ou tamis fin sur la conduite d'amenée de liquide, on remarque que les tuyères d'aspiration doivent être faites de façon très soignée et examinées fréquemment pour' s'assurer qu'elles ne s'obstruent pas.
Un premier but de l'invention consiste à prévoir une tuyère susceptible de s'utiliser comme tuyère d'aspiration dans la
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production de la mousse à air et qui ne comporte pas ces incon- vénients.
Un autre but de l'invention'consiste à prévoir une tuyère qu'on puisse utiliser pour aspirer de l'air, ou qui puisse s'employer avec de l'eau ordinaire ou autre liquide pour pro- jeter un jet d'eau divisée ayant la forme d'un cône.
L'invention vise encore à prévoir un appareil et un procédé pour la production de mousse à air, dans lesquels on utilise une veine liquide contractée présentant une grande turbulence ou distorsion, comme moyen pour réaliser l'aspiration de ltair en vue de l'obtention de la. mousse.
L'invention vise einfin à prévoir des tuyères du type ci- dessua qui soient simples et économiques à fabriquer et qui soient en même temps très efficaces en ce qui concerne la production d'un grand nombre de volumes de mousse à partir d'un volume donné de liquide.
L'invention consiste essentiellement à amener l'eau ou autre liquide dans une chambre de dimensions relativement gran- des dans laquelle le courant s'expande en perdant sa vitesse, puis à le faire sortir par un orifice percé à peu près au centre d'une paroi de la chambre de manière à créer un jet fortement contracté au départ et à haute turbulence.
L'invention vise encore les tuyères propres à la mise en oeuvre du procédé qui précède, ainsi que les appareils, notam- ment les lances à mousse,, comportant de telles tuyères.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention. les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer:
Fig. 1 est une coupe axiale d'une tuyère convenable pour, la, mise en oeuvre de l'invention. -
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Fig. 2 est une vue en coupe dune variante.
Fig. 3 est une coupe verticale suivant 3-3 (fig. 2).
Fig. 4 est une vue semblable à celle de fige 3, mais montrant une variante de la cloison et de l'orifice de la tuyère représentée en fig. 3.
Fig. 5 est une coupe axiale montrant une autre variante de tuyère,. susceptible d'être réglée.
Fig. 6 est une vue en plan alun appareil à produire la mousse à air.
Fig. 7 est une coupe'longitudinale partielle à grande échelle montrant la tuyère d'aspiration et les pièces adjacentes dans l'appareil représenté en fig. 6.
Fig. 8 est une coupe verticale à grande échelle suivant 8-8 (fig. 6).
Fig. 9 est une coupe verticale suivant lemême plan, mais en regardant dans la direction des flèches 9-9 de fig. 6.
Fig. 10 et 11 représentent des variantes d'orifices de tuyères susceptibles de s'utiliser en liaison avec n'importe laquelle des tuyères ci-dessus.
En référence à la fig. 1, 15 indique un tuyau souple,, tube ou autre conduite pour amener du liquide sous pression à une chambre évasée 16. Le coté de la chambre 16 opposé au tuyau 15 est fermé par une plaque 17 pourvue d'un rebord 18 muni de filets s'engageant dans des filets correspondants prévus à, l'extérieur des parois de la chambre 16. Cette plaque peut bien entendu, être simplement soudée ou fixée en place d'autre manière, si on le désire. Elle est pourvue d'un orifice central 19 possédant des bords 20 à arête vivevers l'intérieur de la chambre 16.
Un tube court 21 est fixé au débouché de l'orifice 19, ledit tube étant pourvu de perforations ou orifices
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latéraux 22.
Avec'une telle réalisation de tuyère, le liquide qui passe au droit des arêtes 20 pour traverser l'orifice 19 subit un dépla- cement oentripète notable. Pour cette raison, le diamètre minimum du $et liquide qui sort de cet orifice 19 sera substantiellement plus petit que ,le diamètre réel de celui-ci. Ce jet liquide tendra alors à se dilater à mesure qu'il avancera, et à l'instant où il atteindra l'extrémité extérieure du tube 21 son diamètre sera de nouveau à peu près égal à celui de l'orifice 19.
Si lies perforations 22 du tube notaient pas prévues, le jet liquide traversant l'orifice 19 tendrait à créer un vide entre sa surface extérieure et la paroi interne du tube, ce qui oblige- rait le liquide à suivre plus exactement les parois du tube et ne provoquerait que la turbulence habituelle.
En prévoyant les perforations 22 à une distance de l'entrée de l'orifioe approxi- mativement égale au diamètre de celui-ci, ce vide est cassé, un peu d'air est entraîné dans le tube 21 et le liquide qui sort de ce dernier est fortement turbulent; en fait il est réduit à l'état d'un cône de liquide finement pulvérisé. Le tube 21 ne doit cependant pas avoir une longueur supérieure à environ trois fois le diamètre de l'orifice 19 pour obtenir cet effet,
L'évasement de la chambre 16 aide à réaliser l'effet en question) en obligeant le liquide arrivant par le tube 15 à réduire sa vitesse 'et à se déplacer latéralement dans la chambre. Ce couler / liquide doit ensuite/dans une direction centripète vers l'orifice 19 pour le traverser.
En pratique, il est bon que la chambre 16 ait un diamètre égal à au moins huit fois celui de l'orifice 19.
Une chambre dont le diamètre est dix fois celui dudit orifice donne des résultats satisfaisants dans la plupart des applications.
On a représenté l'orifice 19 comme ayant une section circulaire,
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mais il peut,, bien entendu, être fait carré, triangulaire ou de touteautre forme.
Dans la variante de fig. 2 et 3, le liquide passe du même genre de tuyau, tube ou autre conduit 15a dans une chambre évasée 23 à laquelle est fixée une plaque 24 possédant un orifice 85 unique disposé au centre de façon analogue à celle de l'orifice 19. La plaque 24 peut avoir un rebord fileté 26 pour assurer sa fixation aux parois extérieures de la chambre 23. Ce rebord 26 est de préférence pourvu d'un épaulement 27 pour serrer en place une cloison. 28 contre le' bord des parois de la chambre.
La cloison 28 est pourvue d'un certain nombre d'orifices 29 répartis sur sa périphérie, de telle sorte que le liquide amené dans la chambre 23 est contraint de passer par les orifices 29 et de couler de là dans une direction centripète vers les arêtes vives intérieures de l'orifice 25.
Ici encore le jet de liquide qui sort de l'orifice 25 a un diamètre notablement plus faible que celui dudit orifice et la turbulence supplémentaire introduite par le moyen du passage forcé du liquide par les ouvertures 29 de la. cloison 28 augmente encore le degré de turbulence finale du jet à sa sortie de l'orifice 25.
Le fait de prévoir une cloison telle que 28, ou tout antre moyen obligeant le liquide à couler dans une direction centripète vers l'orifice. permet de réduire la dimension de la chambre 23 par rapport au diamètre dudit orifice. Une telle disposition est par conséquent plus ramassée et moins encombrante que celle représentée en fig. 1.
Au lieu de la cloison perforée 28, on peut utiliser une cloison 30 (fig. 4) triangulaire ou rectangulaire, ce qui ménage des espaces 31 par lesquels le liquide peut passer pour ensuite
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se rendre vers l'orifice 32 en s'écoulant dans une direction centri- pète. Là encore, l'orifice 32, au lieu d'être circulaire, pourrait @ -'être carré ou présenter toute autre forme polygonale.
Fig. 5 montre une tuyère réglable comprenant une conduite 33 avec une partie évasée 34 et une extrémité à fort diamètre 35 pourvue extérieurement de filets. Cette extrémité 35 peut être solidaire d'une cloison d'extrémité 36 pourvue d'ouvertures 37 le 'long de sa périphérie. Un manchon 38, pourvu de filets intérieurs se visse sur la. partie 35 de telle sorte que sa paroi d'extrémité
39 peut être réglée en position à une plus ou moins grande distance de la alois'on 36. Un orifice de sortie 40 est prévu au centre de la cloison 39, cet orifice possédant un bord 41 à arête vive faisant saillie vers l'intérieur du manohon.
Il peut être prévu sur la cloison 36 un siège approprié 42 de telle sorte que lorsqu'on tourne le manchon 38 jusqu'à sa position de pleine fermeture, ledit siège vienne porter contre le bord 41 et coupe l'écoulement du liquide.
En marche normale le liquide est contraint de passer par les ouvertures 37 et de couler de là en direction centripète vers l'orifice 40. Le caractère brusque de ce changement de direction peut être modifié en réglant le manchon 38 pour amener l'orifice 40 à être plus ou moins écarté de la cloison 36. Le fonctionnement de ce dispositif est semblable à celui décrit en référence aux fig. 2 à 4, sauf que son réglage permet de faire varier dans uns très large mesure la nature du jet liquide.
En se référant maintenant au dispositif représenté en fig. 6 à
9 inclus, 43 y désigne de façon générale une tuyère pour projeter dans un récepteur allongé 44 un jet de liquide assurant une aspira- tion. Le récepteur 44 possède une entrée évasée dont la tuyère est maintenue écartée par des bras 45 de manière à ménager des passages par lesquels l'air extérieur puisse entrer dans le récepteur. Le
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récepteur converge progressivement depuis cette entrée jusqu'à un tuyau ou tube 46 de diamètre convenable, servant à débiter la mousse sur le feu. Le récepteur tubulaire peut, si on le désire, 'être pourvu de poignées telles que celles indiquées en 47 et 48.
La tuyère 43 est munie d'un conduit évasé 49 recevant l'eau ou autre liquide approprié à, partir d'un tuyau 50 à travers un dispositif de vanne 51. La poignée 52 de la vanne peut servir pour régler le débit à travers l'appareil. Le conduit évasé 49 est pourvu d'une bride 53 (fig. 7) traversée par des boulons qui l'assemblent avec la pièce de fonderie 54 dont est solidaire la tuyère,, et avec une pièce intermédiaire 55. La pièce 54 comporte une chambre réceptrice creuse 56 et une cloison 57 pourvue d'ouvertures appropriées 58 le long de(sa. périphérie. Une plaque 59 peut se visser dans l'extrémité de la pièce 54, ladite plaque étant munie d'un orifice central 60 à travers lequel le jet liquide est projeté.
Cette construction est semblable en principe à celle décrite en référence aux fig. 2 à 5.
La, pièce intermédiaire 55 possède des orifices 61 à travers lesquels l'eau ou autre liquide peut passer pour aller du conduit 49 à la chambre 56. Elle est encore pourvue latéralement d'un canal d'entrée 62 débouchant dans son moyeu central creux 63. Ce canal 62 peut communiquer par un robinet 64 avec un tuyau ou tube 65 relié à un réservoir ou autre source appropriée d'agent stabili- sateur de mousse (ce réservoir n'étant pas figuré). La manette 66 du robinet peut s'utiliser pour régler l'arrivée du stabilisateur dans la pièce 55.
La tuyère 67 est vissée dans l'ouverture axiale du moyeu 63 et elle est pourvue d'un tube 68 s'étendant à travers la chambre 56 jusque dans l'orifice 60 de la plaque 59. Cette tuyère 67 possède encore un orifice 62a dispose convenablement sur son coté
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pour permettre au stabilisateur de mousse d'accéder directement du canal 62 dans ladite tuyère 67 et de là. au tube 68. Dans la tuyère 67 se visse une pièce 69 prolongée par un tube 70 qui dépasse le plan transversal de-l'ouverture 6éa, mais s'arrête juste avant l'entrée du'tube 68.
Le fonctionnement de cet appareil est le suivant: L'eau ou autre liquide provenant d'une bouche d'incendie ou autre source de liquide soua pression, coule dans le tuyau 50, traverse la vanne 51 et le conduit 49, passe à travers les ouvertures 61 de la pièce 55 et arrive dans la chambre 56. Le liquide est contraint de passer par les orifices 58 décalés latéralement dans la cloison 57, de telle sorte qu'il se déplace en direction du centre pour arriver à l'orifice 60 avant d'être projeté autour de l'extrémité du tube 68 sous la, forme d'un jet à très haute turbulence. Une certaine quantité-de l'eau ou autre liquide provenant du conduit 49 passe à travers la pièce 70 et crée une dépression à l'extrémité de celle-ci en donnant nais- sance à un jet liquide projeté dans le tube 68 qui joue ici le rôle de récepteur.
Cette sorte d'injeoteur aspire du stabilisa- teur de mousse par-le canal 62 quand la manette 66 est à la, position d'ouverture. L'agent en question, mélangé à l'eau, traverse le tube 68 et est projeté sous forme de jet avec l'eau, qui a traversé l'orifice 60 autour du tube 68. Ces deux liquides se rencontrent sous une forme à haute turbulence et ils sont projetés ensemble en un cône à l'état très divisé, en aspirant de l'air par les ouvertures ménagées entre les bras 45 supportant le récepteur 44. L'air ainsi aspiré avec le liquide est atomisé avec lui dans récepteur, ce qui donne naissance à la mousse qui .s'écoule par le tube 46.
Quand on le désire, on peut arrêter l'arrivée d'agent
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stabilisateur de mousse en tournant simplement la manette 66.
L'a.ppareil fonctionne aloxs comme une lance à eau pulvérisée, projetant un brouillard très finement divisé, qui est très efficace pour l'extinction de certains types de feux.
On peut utiliser divers autres types d'orifices, soit avec les formes de tuyères figurées aux fig. 2 à 5, soit en liaison avec la lance à. mousse des fig. 6 à. 9.
Par exemple, dans les fig. 6 à 9 l'agencement interne de la tuyère, y compris les pièces tubulaires 67 et 69, peut être totale- ment supprimé si l'agent stabilisateur a. été préalablement ajouté à l'eau, puisque cet agencement sert à aspirer l'agent en question.
De même, les tuyères représentées aux fig. 1 à 5 peuvent s'utiliser en combinaison avec le récepteur 44 au lieu de la tuyère 43, à condition, bien entendu, qu'on prévoie des moyens pour introduire l'agent stabilisateur de mousse dans le courant liquide,, soit au point où. l'air est aspiré, soit en amont.
Au lieu d'utiliser les orifices de tuyères décrits ci-dessus, on peut employer des plaques à trous telles que celles des fig. 10 et 11 en remplacement des planques ou cloison 17, 24, 39, 59, et cela avec de bons résultats. Par exemple, la plaque 71 peut être pourvue de quatre orifices carrés 72 disposés suivant une figure régulière et en général centrée par rapport à la plaque. Avec cette construction, quatre orifices permettent dtobtenir une tuyère très efficace pour produire un véritable brouillard conve- nant parfaitement pour donner naissance à un jet d'eau divisé pour la lutte contre certains feux, ou pour aspirer de grands volumes dair dans un récepteur pour la. production de mousse à air.
Les jets liquides sortant des quatre orifices 72 se rejoignent à. une fa,ible distance de la, plaque pour former unjet unique finement divisé.
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On peut également utiliser, au.lieu des plaques ou tuyères ,,'décrites, la plaque 73 de fig. 11, pourvue dtorifices triangulaire
74, disposés suivant une figure géométrique, Dans cette réalisation également, les jets liquides sortant des orifices 74 se réunis- sent pour.former un jet unique de liquide finement divisé, très efficace pour assurer l'aspiration d'air.
Les jets liquides obtenus'conformément à l'invention peuvent être considérés comme des jets finement divisés produits par une veine liquide exagérément contractée ou déformée; ils sont capa- bles d'aspirer de grandes quantités d'air pour produire ainsi de nombreux volumes de mousse extinctrice de bonne qualité, A cet égard, l'emploi:
-'d'orifices multiples, comme représenté aux fjg. 10 et 11, présente des avantages certains pour l'aspiration de plus grandes quantités d'air,
Les jeta de ce type comportent encore lxavantage important d'avoir des coefficients d'écoulement anormalement bas, ce qui veut dire que les orifices des tuyères peuvent être prévus de dimensions relativement grandes par rapport à l'écoulement de liquide qu'ils assurent, ce qui permet le passage de-particules solides 'relativement grosses sans risque d'obstruction. Cet avantage de la présente invention évite la nécessité d'utiliser des filtres fins et rend superflus la.visite fréquente et le nettoyage des tuyères.
Il doit pour le surplus être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de 1!invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents.