CN102935271A - 自集水防火灭火网络 - Google Patents
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Abstract
本技术提供一种自集水防火灭火网络，它可建在森林火灾发生频繁区域，将森林分割成小网格，利用贮存的降水，在高森林火险期和火线蔓延至网络之前，将水喷洒到森林地表可燃物上，形成水湿的网带，有效防火灭火。它包括树干和树冠组成的自集水水树、森林火险探测系统、烟雾与火情探测系统、喷灌系统、灭火系统、控制器；树干是密闭中空柱体；树冠包括叶片和叶柄组成的用于收集雨水的并使得雨水流入树干内的集水器；喷灌系统包括平铺在地面上的喷管、设置在喷管上的喷管水泵；灭火系统包括设置有喷头水泵的喷头管；烟雾与火情探测系统包括烟雾传感器，森林火险探测系统包括湿度感应器；控制器与喷管水泵、喷头水泵、湿度感应器、烟雾传感器电连接。
Description
技术领域
本技术涉及一种能够收集雨水、并可自动防火和阻止火焰蔓延的自集水防火灭火网络，属于灾害防治领域。
背景技术
全球气候变化导致的森林火灾等自然灾害日益严重，由于重大森林火灾的控制尚是世界性的难题，联合国粮农组织已经将森林火灾列为世界八大自然灾害之一。森林火灾的发生和蔓延主要取决于森林可燃物、森林火源和森林火环境，而森林可燃物的含水量和大气湿度是影响森林火灾的关键因子。现有的应对技术主要是通过选择抗火树种营造生物防火林带，或采取定期清理地表植物及翻耕等手段来开设灭火隔离带，以达到防火灭火的目的。不论是生物防火林带，还是灭火隔离带，其防火灭火的作用都很有限，因为森林火灾发生在开放的森林生态系统中，森林火灾的蔓延大多是从火头、火翼和火尾各个方向上以火线的形式向外蔓延，而营造生物防火林带和开设灭火隔离带投入巨大，现实中形成生物防火林网和灭火隔离网的区域很少，很难阻止小火蔓延成大火，而一旦蔓延成森林大火，有限宽度的生物防火林带和灭火隔离带几乎起不到灭火的作用。从防火灭火的角度看，水是最佳的防火灭火物，因此，在有限投入下构建封闭的防火灭火网格，在森林高火险期和森林火灾发生时，通过喷水使每个小网格四周都成为水湿地带，才能有效地起到防火灭火的作用。所以，构建自集水防火灭火网络是森林防火工作亟待解决的重大问题。
发明内容
本技术的目的是提供一种自集水防火灭火网络，它可以建在森林火灾发生频繁的区域，通过自集水防火灭火网络将大面积的森林分割成小网格，利用网络中自动贮存的降水，借助探测系统，在高森林火险期和火线蔓延至网络之前，自动开启喷水系统，将水自动喷洒到森林地表可燃物上，形成水湿的网带，达到有效防火灭火的目的。
本技术的自集水防火灭火网络，包括至少一个自集水水树、探测系统和自动喷水系统；自集水水树包括树干、树冠；探测系统包括森林火险探测系统和烟雾与火情探测系统；
树干是一个用于存水的密闭中空柱体；树冠包括至少一个用于收集雨水的集水器；所述集水器包括叶片和叶柄；叶片是一个中间凹、两侧高的曲面；具有通孔的叶柄的上端连接在叶片凹部的边缘处；叶柄下端穿过树干壁上的叶柄孔伸入到树干的内部空腔；集水器呈倾斜状，以便雨水能够沿着曲面的两侧向中间凹部汇集，并通过叶柄的通孔流入到树干内；
自动喷水系统包括喷灌系统、灭火系统、控制器；
喷灌系统包括平铺在地面上的喷管、设置在喷管上的喷管水泵，喷管的一端伸入到树干的内部空腔内；
灭火系统包括设置有喷头水泵的喷头管，喷头管的一端伸入到树干的内部空腔内，喷头位于树干外侧上部；用于控制喷管水泵和喷头水泵的控制器分别与喷管水泵和喷头水泵电连接；
烟雾与火情探测系统包括安装在树干外侧上部用于监测森林火灾烟雾和火情的 烟雾传感器，烟雾传感器与控制器电连接；森林火险探测系统包括埋入地表可燃物内的用于监测地表可燃物湿度的湿度感应器，湿度感应器与控制器电连接。
上述的自集水防火灭火网络，它包括三个以上等距离或不等距离分布的贮水树。
上述的自集水防火灭火网络，所述集水器有两个以上，均匀分布在树干的周边。
上述的自集水防火灭火网络，它还包括将叶片连接在树干上的叶片固定装置。所述固定装置包括环扣，环扣两端均连接在树干上，环扣的中间部绕过叶片的外侧部。
上述的自集水防火灭火网络，它还包括树根，所述树根为一平板，树干底部固定在平板上。树根为一个圆柱体。
上述的自集水防火灭火网络，树干的下部设置有排污口。
上述的自集水防火灭火网络，叶柄与叶柄孔之间设置有密封圈。
上述的自集水防火灭火网络，它还包括主要由太阳能电池板、蓄电池组成的太阳能供电系统；蓄电池的输出与控制器相连；太阳能电池板放置在树干顶部。
本技术的有益效果: 本自集水防火灭火网络，在森林火灾可能发生的任何区域均可构建；可以自动收集雨水，提供防火灭火的水源，成本低，节省人力、物力和财力，便于实施。降水时雨水被叶片收集，经叶柄流入树干并存贮。湿度感应器实时检测地表可燃物的湿度并送至控制器，控制器根据可燃物的湿度判断是否需要对可燃物进行喷水。如果需要喷水，控制器就控制喷灌系统的喷管水泵工作，通过喷管向地表可燃物喷水，降低火灾发生的可能。烟雾传感器实时检测是否发生火灾，发生火灾时控制器就控制喷灌系统的喷管水泵和灭火系统的喷头水泵工作，通过喷管喷水和喷头喷水，形成立体的灭火网带，实现灭火。自集水防火灭火网络在森林高火险出现之前便开启了喷灌系统，有效地降低了森林火险，降低了森林火灾发生的几率。
附图说明
图1是自集水水树的示意图。
图2是集水器的主视图（图1中的集水器的旋转放大图）。
图3是集水器的右视图。
图4是集水器的仰视图。
图5是集水器的俯视图。
图6是自集水防火灭火网络的示意图。
具体实施方式
参见图6所示的自集水防火灭火网络，包括三个自集水水树，自集水水树包括树根系统1、树干系统2、树冠系统3、烟雾与火情探测系统41、森林火险探测系统42、灭火系统5、喷灌系统7、太阳能供电系统6和控制器8。
参见图1的自集水水树，树根系统由5根螺钉（树根）11和1个实心圆柱12组成。
树干系统2的中下部为中空的贮水圆台21，上部为平顶的实心圆台22，贮水圆台21上平面与实心圆台22下平面相连。树根系统的实心圆柱12上部平面与树干系统的贮水圆台21的底面相连。贮水圆台底部外侧配置一个带盖25的排污口，平时不打开盖，排污时将盖25旋开。实心圆台中部外表面设置6-8个环扣23。
树冠系统3由均布在贮水圆台21上部周边的6-8个集水器构成，集水器由中空管状的叶柄31和下凹曲面的叶片32构成。叶柄穿过树干壁上的叶柄孔伸入到贮水圆台内部，叶片用连接在实心圆台四周的环扣23固定。
贮水圆台21上平面与实心圆台22连接处、叶柄31与叶柄孔之间均配置密封垫圈。
5根螺钉11将实心圆柱12固定在地面上，用于支撑树体，1根螺钉位于实心圆柱中心，其余4根螺钉位于实心圆柱内部四周。树根系统的树根位于地下。位于实心圆柱内部四周4根螺钉11距离实心圆柱中心的长度小于贮水圆台底部内径的1/2；实心圆柱直径大于等于贮水圆台底面的外径。贮水圆台的底面通过4根螺钉24与树根系统的实心圆柱固定在一起。
灭火系统5包括三通管51、设置在三通管的一支管（喷头管）511上的喷头水泵52、设置在喷头管511上喷头54。三通管的一端伸入到树干的内部空腔内；两个喷头分别固定在贮水圆台外表面两侧一定的高度上（图中是为了显示清楚而把喷头与贮水圆台分开画）。
喷灌系统7包括平铺在地面上的三通管的另一支管（喷管）71、设置在喷管上的喷管水泵72、设置在喷管上的多个喷灌头73。
控制器8分别与各喷管水泵和各喷头水泵电连接。
烟雾与火情探测系统41是多个用于监测森林火灾烟雾和火情的烟雾感应器，各烟雾感应器与控制器电连接。控制器依据任一烟雾感应器提供的参数，开启和关闭灭火系统和喷灌系统7。烟雾感应器安装在贮水圆台外侧的上部，并高出森林的林冠层。
森林火险探测系统42是多个埋入地表可燃物（枯枝落叶表层）内的用于监测地表可燃物湿度的湿度感应器，各湿度感应器与控制器电连接。控制器依据任一可燃物湿度感应器提供的参数，开启和关闭喷灌系统。如果需要喷水，控制器就控制喷管水泵工作，通过喷灌头向地表可燃物喷水，降低火灾发生的可能。
太阳能供电系统6包括固定在实心圆台22上表面的太阳能电池板61、蓄电池62。蓄电池的输出与控制器相连，为控制器及水泵提供电能。
自集水水树位于地上，探测系统森林火险探测系统，以及烟雾与火情探测系统集成而成，分别配置在自集水水树上。自动喷水系统由平铺在地面上的三通管的喷管和安置在水树树体上的喷头管组成，喷管将相邻两株水树的出水口连接在一起，水树树体上的喷头设置在三通管的喷头管上。上述各连接处均配置密封垫圈。
在森林中通过自集水水树和地面上较细的喷管围成网格，水树采用单行配置，在可燃物密集处可以采用小间距、等间距排列，在可燃物稀疏处可以采用大间距、不等间距排列。森林火险探测系统只控制喷灌系统7，高森林火险时只主动开启水树之间的喷管喷水；烟雾与火情探测系统同时控制喷灌系统7和和灭火系统5，当探测到烟雾和火情时，同时开启地面上的喷管和水树树体上的喷头，形成立体的灭火网带。
自集水防火灭火网络，在森林火灾可能发生的任何区域均可构建；可以自动收集雨水，提供防火灭火的水源，成本低，节省人力、物力和财力，便于实施；自集水防火网络在森林高火险出现之前便开启了喷管，有效地降低了森林火险，降低了森林火灾发生的几率；森林火灾发生时，在火线蔓延至防火灭火网带之前，烟雾与火情探测系统同时开启地面上的喷管和水树树体上的喷头，形成了立体的灭火网带；可以实现森林防火灭火的自动化，可以突破重大森林火灾难以控制的世界性难题；具有巨大的经济效益、生态效益和社会效益。
Claims (10)
1.自集水防火灭火网络，其特征是：它包括至少一个自集水水树、探测系统和自动喷水系统；自集水水树包括树干、树冠；探测系统包括森林火险探测系统和烟雾与火情探测系统；
树干是一个用于存水的密闭中空柱体；树冠包括至少一个用于收集雨水的集水器；所述集水器包括叶片和叶柄；叶片是一个中间凹、两侧高的曲面；具有通孔的叶柄的上端连接在叶片凹部的边缘处；叶柄下端穿过树干壁上的叶柄孔伸入到树干的内部空腔；集水器呈倾斜状，以便雨水能够沿着曲面的两侧向中间凹部汇集，并通过叶柄的通孔流入到树干内；
自动喷水系统包括喷灌系统、灭火系统、控制器；
喷灌系统包括平铺在地面上的喷管、设置在喷管上的喷管水泵，喷管的一端伸入到树干的内部空腔内；
灭火系统包括设置有喷头水泵的喷头管，喷头管的一端伸入到树干的内部空腔内，喷头位于树干外侧上部；用于控制喷管水泵和喷头水泵的控制器分别与喷管水泵和喷头水泵电连接；
烟雾与火情探测系统包括安装在树干外侧上部用于监测森林火灾烟雾和火情的烟雾传感器，烟雾传感器与控制器电连接；森林火险探测系统包括埋入地表可燃物内的用于监测地表可燃物湿度的湿度感应器，湿度感应器与控制器电连接。
2.如权利要求1所述的自集水防火灭火网络，其特征是：它包括三个以上等距离或不等距离分布的贮水树。
3.如权利要求1所述的自集水防火灭火网络，其特征是：所述集水器有两个以上，均匀分布在树干的周边。
4.如权利要求1所述的自集水防火灭火网络，其特征是：它还包括将叶片连接在树干上的叶片固定装置。
5.如权利要求4所述的自集水防火灭火网络，其特征是：所述固定装置包括环扣，环扣两端均连接在树干上，环扣的中间部绕过叶片的外侧部。
6.如权利要求1所述的自集水防火灭火网络，其特征是：它还包括树根，所述树根为一平板，树干底部固定在平板上。
7.如权利要求6所述的自集水防火灭火网络，其特征是：树根为一个圆柱体。
8.如权利要求1所述的自集水防火灭火网络，其特征是：树干的下部设置有排污口。
9.如权利要求1所述的自集水防火灭火网络，其特征是：叶柄与叶柄孔之间设置有密封圈。
10.如权利要求1所述的自集水防火灭火网络，其特征是：它还包括主要由太阳能电池板、蓄电池组成的太阳能供电系统；蓄电池的输出与控制器相连；太阳能电池板放置在树干顶部。
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