CN102029032A - 航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车，包括汽车、水罐、水泵、升降平台、旋转机构和俯仰机构，导风筒通过俯仰机构操纵导风筒的俯仰，在导风筒内设置航空活塞发动机、风扇、整流罩和整流片，导风筒套接在航空活塞发动机的外侧，风扇安装在航空活塞发动机的输出轴上，整流罩通过整流片安装在导风筒的壳体内，导风筒、航空活塞发动机、风扇和整流罩在同一轴线上；导风筒和航空活塞发动机安装在升降平台的支架上。本发明将体积小、重量轻、功率大、可靠性高的退役航空活塞发动机用于驱动风扇，使输入功率增至200kW以上，风机的出口风速达45m/s，风量达300,000m³/h，气流喷射距离大于100m，成为国内空气流量最大的排烟消防车。

Description

航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车

技术领域

本发明属于强风排烟消防车，更具体地说是一种用退役航空活塞发动机驱动风扇的大功率强风排烟消防车。

背景技术

现代城市的居住、办公场所，公共娱乐场所，超市商场，石化工厂，大型仓库等，使用了大量合成装修材料，集聚了多种含能物质，发生火灾后产生的大量有毒烟雾不仅阻挡视线，造成人员逃生困难，而且是致人吸入中毒死亡的主要因素。统计资料显示，城市火灾死亡者中有85％左右的人是死于有毒烟雾。烟雾还阻碍消防人员进入火场救人灭火。为此，现代消防灭火战斗中辅助使用了一种排烟消防车，用排烟消防车产生的携带细水雾的强劲气流吹除和稀释有毒烟雾，改善火场的救援条件。近些年来我国陆续引进了国外的排烟消防装备，如法国的MVU280型排烟消防车，德国的陆虎60排烟消防机器人等。国内也有多家消防车生产企业投产排烟消防车。

我国在煤气、天然气、危险化学品物质的生产、运输、存贮中，发生意外泄漏事故时，在事故现场抢险救援中，需调用强风车吹散、稀释泄漏出的有毒有害、易燃易爆的气体，防止发生燃爆或中毒伤亡事故。

但是，国内外生产的这些排烟消防车存在着如下缺陷：一是以液压马达为动力驱动排烟风扇，尚需汽车发动机带动液压泵为其提供液力能，经两次能量转换后能量损耗较大，限制了排烟机功率的提高，从而直接影响到火灾现场的排烟降温效果。因此，国产的排烟消防装备的强风流量在30,000～100,000m³/h之间，难以满足消防灭火和意外事故应急救援的需要；二是细水雾喷嘴喷出的水雾粒径大，同时，喷嘴安装在导风筒的周边上，不能使细水雾与喷射的强风气流均匀混和，粒径大的细水滴在尚未射入火场时已坠落地上，影响到对火灾现场的降温和吸收有毒烟雾的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车，包括汽车、水罐、水泵、升降平台、旋转机构和俯仰机构，导风筒通过俯仰机构操纵导风筒的俯仰，在导风筒内设置航空活塞发动机、风扇、整流罩和整流片，导风筒套接在航空活塞发动机的外侧，风扇安装在航空活塞发动机的输出轴上，整流罩通过整流片安装在导风筒的壳体内，导风筒、航空活塞发动机、风扇和整流罩在同一轴线上；导风筒和航空活塞发动机安装在升降平台的支架上。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)将体积小、重量轻、功率大、可靠性高的退役航空活塞发动机用于驱动风扇，使输入功率增至200KW以上，风机的出口风速达45m/s，风量达300,000m3/h，气流喷射距离大于100m，成为国内空气流量最大的排烟消防车。其输出功率的大小受油门的控制，可满足消防灭火和应急救援不同环境下对强气流的需要。(2)将退役航空活塞发动机用于排烟消防车的风扇驱动装置，是军用武器装备退役后的新用途发明，节约了资源，降低了强风排烟消防车的生产成本。(3)采用了由安装在风扇后的整流片作为输水通道，在整流片的后缘由线切割机切割出0.1～1mm宽、30～40mm长的等距切口，形成超细水雾喷射装置，喷射出粒径小于200μm的超细水雾，而且均匀分布，使喷射出的超细水雾与强风气流均匀混和，与其它喷嘴相比，降低了风阻，提高了细水雾的射程和对火场降温、吸收有毒烟雾的效果。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车的总体结构示意图。

图2是本发明航空活塞发动机、风扇、导风罩、整流罩的安装位置示意图。

图中附图标记及其对应的组成部分：1、汽车，2、水罐，3、水泵，4、升降平台，5、旋转机构，6、俯仰机构，7、风扇总体，8、航空活塞发动机，9、导风筒，10、供水管路，11、整流片，12、风扇，13、整流罩

具体实施方式

结合图1和图2，本发明航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车，包括汽车1、水罐2、水泵3、升降平台4、旋转机构5、俯仰机构6，导风筒9通过俯仰机构6操纵导风筒9的俯仰，在导风筒9内设置航空活塞发动机8、风扇12、整流罩13和整流片11，导风筒9套接在航空活塞发动机8的外侧，风扇12安装在航空活塞发动机8的输出轴上，将航空活塞发动机8作为风扇的驱动力。整流罩13通过整流片11安装在导风筒9的壳体内，导风筒9、航空活塞发动机8、风扇12和整流罩13在同一轴线上；导风筒9和航空活塞发动机8安装在升降平台4的支架上。其中，航空活塞发动机8、风扇12、整流罩13和整流片11及导风筒9的壳体组成风扇总体7。导风筒9的形状为圆筒形进气口，中间为圆筒形通道，未端为收敛形喷口。所述的航空活塞发动机8通过安装支架与俯仰机构6、旋转机构5相连结，所述的俯仰机构6、旋转机构5安装在升降平台4上，所述的升降平台4安装在汽车1底盘上。

本发明航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车的风扇12由4～6片扇页组成，风扇12用铝合金材料制造，也可选用碳纤维复合材料。航空活塞发动机8及与其连接的风扇12、导风筒9，在工作状态下可由升降平台4将其升高至4m和4m以下的任意高度，由俯仰和旋转机构6、5带动可作+30°、-10°的俯仰和±360°的水平旋转，在非工作状态下升降机构缩回，其喷口朝向汽车后方，导风筒9与固定支架接触使之处于行车或停放状态。经过测量，导风筒9的出口风速能够达45m/s，风量达300,000m3/h，气流喷射距离大于100m，超细水雾的流量为4～6kg/s。整流罩13和整流片11与风扇12之间不接触，在整流片11的后缘(在顺气流方向后边)由线切割机切割出0.1～1mm宽、30～40mm长的等距切口，切口间的距离为20～30mm，形成超细水雾喷射通道，输入的0.8～1.0MPa的压力水由供水管路10输入整流片11的喷射通道喷射出的超细水雾，与风扇12形成的强风气流均匀混和，水雾粒径小于200μm，超细水雾的总流量为4～10kg/s，用于提高细水雾的射程和对火场降温、吸收稀释有毒烟雾的效果。

实施例：如图1所示，在汽车1的底盘上安装旋转机构5，在旋转机构5上安装升降平台4；退役的甲型航空活塞发动机8通过支架安装在升降平台4上，其外侧安装有导风筒9；在甲型航空活塞发动机8的输出轴上安装有风扇12，共五片扇叶，风扇12后面安装有整流片11和整流罩13，整流片11的后缘切割有宽度0.2mm的缝状切口作为细水雾喷嘴，切口之间的间距为25mm；水罐2内的水通过水泵3进行加压后输送到供水管路10，该供水管路10把水输送到整流片11通过喷雾嘴喷出细水雾；甲型航空活塞发动机8带动风扇12产生气体高速射流，与喷雾嘴喷出的细水雾混和形成降温、降尘、排烟的强劲细水雾射流。水罐2内的水通过水泵3输出压力为0.8～1.0MPa、流量为20L/s的水，通过细水雾喷嘴喷射出流量为10kg/s、平均粒径小于200μm的超细水雾。旋转机构5可水平旋转±360°，升降平台4可将导风筒9升高到4m高度，并仰俯+30°、-10°。

经检测，获得的实施效果如下：

导风罩出口处的风速：45m/s；

距导风罩出口100m处测得的风速：3～4m/s；

导风罩出口处风的流量：大于300,000m³/h；

超细水雾的平均粒径D(V，0.5)：＜200μm

当大气温度为30℃，相对湿度为48％时，距导风筒出口30m处测得的气体-超细水雾射流的温度为25℃。

Claims (5)

1.一种航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车，包括汽车[1]、水罐[2]、水泵[3]、升降平台[4]、旋转机构[5]和俯仰机构[6]，其特正在于：导风筒[9]通过俯仰机构[6]操纵导风筒[9]的俯仰，在导风筒[9]内设置航空活塞发动机[8]、风扇[12]、整流罩[13]和整流片[11]，导风筒[9]套接在航空活塞发动机[8]的外侧，风扇[12]安装在航空活塞发动机[8]的输出轴上，整流罩[13]通过整流片[11]安装在导风筒[9]的壳体内，导风筒[9]、航空活塞发动机[8]、风扇[12]和整流罩[13]在同一轴线上；导风筒[9]和航空活塞发动机[8]安装在升降平台[4]的支架上。

2.根据权利要求1所述的航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车，其特正在于：风扇[12]由4～6片扇页组成，该风扇[12]用铝合金材料制造，或者选用碳纤维复合材料。

3.根据权利要求1所述的航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车，其特正在于：航空活塞发动机[8]及与其连接的风扇[12]、导风筒[9]，由俯仰和旋转机构6、5带动作+30°、-10°的俯仰和±360°的水平旋转。

4.根据权利要求1所述的航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车，其特正在于：在整流片[11]的后缘由线切割机切割出0.1～1mm宽、30～40mm长的等距切口，切口间的距离为20～30mm，形成超细水雾喷射通道，由供水管路[10]输入整流片[11]的喷射通道喷射出的超细水雾，与风扇[12]形成的强风气流均匀混和。

5.根据权利要求1所述的航空发动机驱动风扇的强风排烟消防车，其特正在于：导风筒[9]的形状为圆筒形进气口，中间为圆筒形通道，未端为收敛形喷口。

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