CN102240427B - 用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置 。 现有的风力灭火机的风管，一般设计成空心圆台型，用螺丝或卡扣固定在蜗壳的出口。风管内部是光滑的，出口直径较小，增加了气流在风管内的消耗，从而降低了气流在风管出口处的动能。 本发明的组成包括： 风力灭火机风管（ 4 ），所述的风力灭火机风管的内部具有一组螺旋型凹凸线（ 5 ），所述的螺旋形凹凸线的缠距在 0.15 — 1m 之间。本产品作为风力灭火机的配套设施。

Description

用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置

技术领域：

本发明涉及一种用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置。

背景技术：

森林或草原的火情火灾，每年都时有发生。面对火情火灾，最好是用水进行泼灭，但消防队往往面对的是，在发生火情火灾的森林或草原附近，没有或不能及时取到充足的水，只能依靠工具或风力灭火机进行灭火。

风力灭火机由于便于携带与操作、灭火效果良好，目前，已经成为我国野外扑救森林和草原火灾的基本灭火机具。也有的地方将它用于吹雪和雨后吹干体育运动场地。

便携式风力灭火机一般由马达，风机叶轮（叶轮安装在蜗壳内），风管组成。马达有柴油或汽油驱动的，也有电池驱动的。马达带动风机叶轮旋转，叶轮的高速旋转产生高速气流，气流通过蜗壳流向出口风管。凭借高风速和强风量达到灭火目的。如附图1所示。

风力灭火机的机理主要有三个方面：（1）高速气流稀释了可燃物热分解产生的可燃气体的浓度，使其达不到着火点的浓度，可燃物就不能进行有焰燃烧。（2）高速气流带走燃烧热量，使燃烧的可燃物剩余热无法点燃未燃的可燃物。（3）高速气流将一些较轻的可燃物吹离火线，相当于隔离可燃物，阻止火势的蔓延。

风机出口的风速越高、越稳定，灭火的性能越好。一般要求，用于森林或草原灭火的风力灭火机，出口的稳定风速不能低于20m/s。

现有的风力灭火机的风管，一般设计成空心圆台型，用螺丝或卡扣固定在蜗壳的出口。风管内部是光滑的，出口直径较小，与蜗壳连接的一侧直径较大，与蜗壳出口配套。马达带动风机叶轮旋转，叶轮在蜗壳内高速旋转产生高速气流，气流通过风管吹出，喷向火焰。气流在风管中，呈紊流状态运动。紊流是一种极为复杂的非稳态的三维流动，从物理结构上，可以把紊流看成是由各种不同尺度的涡旋叠合而成的流动，这些涡旋的大小及旋转轴方向、速度和压力都是随机的。大尺度的涡旋主要由流动的边界条件以及流动区域的几何形状所决定，其尺寸可以与流场的大小相比拟；小尺度的涡旋主要由粘性力所决定。大尺度的涡旋破裂后形成小尺度的涡旋，较小尺度的涡旋破裂后形成更小尺度的涡旋。大尺度的涡旋不断地从风机叶轮旋转中获得能量，通过涡旋间的相互作用，能量逐渐向小尺寸的涡旋传递。最后小尺度的涡旋不断消失，动能就耗散为流体的热能。这些因素，增加了气流在风管内的消耗，从而降低了气流在风管出口处的动能。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，从而提高风力灭火机的灭火能力。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，其组成包括：风力灭火机风管，所述的风力灭火机风管的内部具有一组螺旋型凹凸线，所述的螺旋形凹凸线的缠距在0.15—1m之间。

所述的用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，所述的螺旋形凹凸线的高度为所述的风力灭火机风管平均内径的1-10%。

所述的用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，所述的螺旋形凹凸线的数量为1-10条。

所述的用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，所述的螺旋形凹凸线的截面形状采用矩形或者梯形或者梅花瓣形或者圆形、半圆形。。

有益效果：

1．本发明将风管内部设计为多条螺旋线结构，引导紊流中的大尺寸涡旋沿螺旋线旋转运动，从而也引导了和稳定了小涡旋的运动，减少了气流无规则碰撞和挤压的动能耗散。从宏观上看，气流沿螺旋纹路的方向进行自转运动，实现了风管出口气流提高流速、提高稳定性的目的。从而提高了风力灭火机的灭火能力。

．本发明可以用在新的风力灭火机上，也可以用以改造原有的风力灭火机，将原有风管拆下，安装上新型带螺旋线的风管即可，使用方便，用途广泛。

本发明制造方法多样，带螺旋线的风管，可通过多种方法制造获得。如可用精密铸造，螺旋线与风管一起铸出来，材料可以是铝合金或其他轻型材料；也可以先做模具，用碳纤维加工而成；也可以在普通钢板上放样后用机械卷制而成。生产成本低，便于大范围推广使用。

附图说明：

附图1是普通风力灭火机的结构示意图，图中1为风机叶轮，2为风管，3为马达。

附图2是本发明的结构示意图，图中4为本发明的风力灭火机风管，5为螺旋形凹凸线。

附图3是本发明的右视图，图中4为本发明的风力灭火机风管，5为螺旋形凹凸线。

具体实施方式：

实施例1：

用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，其组成包括：风力灭火机风管4，所述的风力灭火机风管的内部具有一组螺旋型凹凸线5，所述的螺旋形凹凸线的缠距在0.15—1m之间。表示螺旋线旋转程度的量, 称为缠距，指螺旋线旋转一周在风管轴线上所需的投影距离。能够使出口风速最稳定、风速最大的，最佳的缠距在0.15—1m之间。

实施例2：

风管中增加了螺旋线后，风管中下凹的部份称为阴线, 凸起的部份称为阳线。阳线顶部与风管内壁的距离称为螺旋线的高度。所述的用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，所述的螺旋形凹凸线的高度为所述的风力灭火机风管平均内径的1-10%。

实施例3：

所述的用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，所述的螺旋形凹凸线的数量为1-10条。

实施例4：

所述的用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，所述的螺旋形凹凸线的截面形状采用矩形或者梯形或者梅花瓣形或者圆形、半圆形。

Claims (1)

1.一种用于增加风力灭火机出口空气的速度和稳定性的装置，其组成包括：风力灭火机风管，其特征是：所述的风力灭火机风管的内部具有一组螺旋型凹凸线，所述的螺旋形凹凸线的缠距在0.15—1m 之间；

所述的螺旋形凹凸线的高度为所述的风力灭火机风管平均内径的1-10%；

所述的螺旋形凹凸线的数量为1-10 条；

所述的螺旋形凹凸线的截面形状采用矩形或者梯形或者梅花瓣形或者圆形或者半圆形；

一组螺旋型凹凸线引导紊流中的大尺寸涡旋沿螺旋线旋转运动，从而也引导了和稳定了小涡旋的运动，减少了气流无规则碰撞和挤压的动能耗散；

气流沿螺旋纹路的方向进行自转运动，实现了风管出口气流提高流速、提高稳定性的目的，从而提高了风力灭火机的灭火能力。