CN102961841B - 一种超细水雾全淹没灭火装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超细水雾全淹没灭火装置及方法，该装置包括水箱、水泵、多头雾化器、储水池、雾化腔和风扇。该方法是：水泵位于水箱底部，通过输水管将水送入位于水箱上部的储水池，储水池中的多头雾化器喷出水柱并在储水池正上方的雾化腔形成超细水雾，在风扇的作用下，环境空气从雾化腔和储水池的缝隙进入雾化腔，之后同超细水雾一起经过风扇，再经过出雾口进入到环境空气。本发明利用全淹没灭火空间内的烟气作为输送超细水雾的载气，避免了采用室外空气、氮气等作为载气所带来的增加氧含量、系统复杂等缺点，能够极大地提高密闭空间内的全淹没灭火效率。

Description

一种超细水雾全淹没灭火装置及方法

技术领域

本发明涉及细水雾灭火应用技术领域，特别涉及一种超细水雾全淹没灭火装置及方法。

背景技术

随着科学技术的进步，特别是发现卤代烷灭火剂对大气臭氧层有破坏作用以及1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》签署之后，细水雾灭火技术作为哈龙主要替代技术之一得到各界的关注和青睐，细水雾灭火技术在20世纪90年代才得到飞跃性地发展。

对于细水雾的生成方式，目前在消防领域主要采用高压细水雾、双相流细水雾两种技术，但这两种传统的雾化方式都有一个共同特点，水源或气源都需要一个足够高的压力或者喷射速度才能达到所需粒径的细水雾，因此不仅增加了使用成本，而且存在一定的安全隐患。

而电子超声波雾化技术是运用电子高频震荡原理，在超声波发生器上通过一定频率的振荡电流，产生高频电能信号，然后换能器将其转换为超声机械振动（即超声波），这种振动效果传递给液体后，使得在液体内部发生空化作用，在这种液体内部的高频空化作用下，大量细小的液滴被抛出液面，从而形成极细的水雾。当换能器的频率在1.7MHz的情况下，形成的极细水雾平均粒径可在50微米以下，这种极细的水雾被称为超细水雾。此种技术已经收到越来越多的关注。

全淹没灭火，是指向防护区喷放设计规定用量的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火进行灭火的一种灭火方法，主要是相对局部淹没式灭火而言的。

公开号为CN102019060B的中国专利介绍了一种电子超声喷嘴雾化细水雾灭火装置及方法，该装置包括超声喷嘴、喷雾控制装置、氮气供给装置、供水系统以及供电系统，所述超声喷嘴、喷雾控制装置、供电系统依次通过信号线连接，供电系统与电源连接；氮气供给装置连接有供气管道，供气管道的另一端穿过喷雾控制装置与超声喷嘴连接；供水系统连接有供水管道，供水管道的另一端穿过喷雾控制装置与超声喷嘴连接；供水系统通过水泵供电线与供电系统连接。但该装置是通过超声喷嘴生成细水雾，同时，水雾是直接在超声喷嘴处生成，因此不能用于进行全淹没灭火。另外，其所采用的气体是氮气，因此需要额外提供氮气供给装置，不仅增加了成本和结构的复杂度，而且不便于在火灾现场进行移动、携带。

公开号为CN101229418A的中国专利介绍了一种超声雾化灭火器，该装置具有供电单元、水位调节单元和超声雾化单元，其特征是设置在雾化腔中形成雾化腔内部循环气流的循环风扇，以气水二相流溢出口为雾化腔的水雾出口。本发明中的通风单元是在雾化器内部实现空气循环流动，避免了外界空气对细水雾的稀释，大大提高了细水雾内的液滴质量分数，使超声雾化得以在消防灭火中进行应用。该装置具有一定的灭火能力，但是该装置风扇直接对着产雾区，实际过程中对细水雾的生成会产生较大影响，另一方面，如果要将水雾从水箱中快速输送到着火点，过程中会产生较严重的碰并，形成大直径的水滴，从而很难保持其粒径的分布状态，因此水雾的输送问题也限制了该装置的应用。

因此提供一种结构简单、能够实现全淹没灭火的方法和装置极具现实应用价值。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种超细水雾全淹没灭火装置，该装置基于电子超声波雾化技术，能够在相对温和的情况下形成极细的细水雾，且能够利用全淹没灭火空间内的烟气作为输送超细水雾的载气，结构简单，使用安全，全淹没灭火效率高。

本发明还提供了一种基于上述超细水雾全淹没灭火装置的灭火方法，本方法利用全淹没灭火空间内的烟气作为输送超细水雾的载气，避免了采用室外空气、氮气等作为载气所带来的增加氧含量、系统复杂等缺点，能够极大地提高密闭空间内的全淹没灭火效率。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种超细水雾全淹没灭火装置，包括水箱、水泵、多头雾化器、储水池、雾化腔和风扇，所述水泵位于水箱底部，储水池悬空设于水箱的正上方，水泵通过输水管将水箱中的水送到储水池中，多头雾化器设置在储水池的底部；在储水池的正上方设有雾化腔，雾化腔中部设有风扇，在储水池上边缘与雾化腔下边缘之间有一缝隙为进风口；所述水泵、风扇和多头雾化器均与外部供电系统连接。在使用时，将此装置放置在着火点附近的位置，然后开启供电系统即可，利用全淹没灭火空间内的烟气作为输送超细水雾的载气，避免了采用室外空气、氮气等作为载气所带来的增加氧含量、系统复杂等缺点，能够极大地提高密闭空间内的全淹没灭火效率。

优选的，所述储水池的上表面低于水箱的上表面。由于维持储水池内的高度稳定，能使雾化器的产雾效能达到最大，水位太高和水位太低都会影响产雾效率。所以在水箱中加水到与储水池的上表面持平表示这种情况是水箱能加水的极限高度，再高就影响产雾。另外一方面，由于雾化器工作中会有一定的发热情况，水箱中的水能最大程度上从外面浸泡雾化器，能对雾化器有效的降温，防止过热，从而可以防止雾化器温度过高对雾化效果的影响，因此从这方面来讲，在水箱中加水到与储水池的上表面持平也是保证雾化器正常工作的最安全的水位高度。因此从这两方面看，与储水池上表面持平的位置是最佳位置。

更进一步的，在垂直方向上，所述水箱的上表面高于雾化腔的下表面，高度差为10~100mm，在水平方向上，水箱的侧壁与雾化腔的侧壁之间的缝隙均在10~30mm之间。

优选的，所述储水池的底面由多头雾化器的上表面组成，储水池的高度范围为30~80mm。

更进一步的，所述多头雾化器为集成式雾化器，每个多头雾化器含6~10个雾化头。

更进一步的，所述多头雾化器的数量为1~10个，多头雾化器的工作电压范围为12V~36V，多头雾化器的工作频率为1.0~3.0MHz。

优选的，所述雾化腔下边缘的大小比储水池的上边缘大，其中长和宽各大10~30mm。

更进一步的，所述风扇下表面与雾化腔下边缘平面之间高度范围为30~200mm。

更进一步的，风扇上表面与雾化腔顶部的出雾口之间的距离为100~1000mm。

优选的，所述进风口的高度为10~200mm。

优选的，所述水泵为微型直流低压潜水泵，工作电压范围为3~24V，水泵的数量为1~4个。

优选的，所述风扇采用直流低压风扇，风扇的工作电压范围为3~24V，风扇的数量为1~10个。

作为优选，除电子元件外的主体材料采用不锈钢制作，电源线使用耐火电缆。

一种超细水雾全淹没灭火方法，水泵位于水箱底部，通过输水管将水送入位于水箱上部的储水池，储水池中的多头雾化器喷出水柱并在储水池正上方的雾化腔形成超细水雾，在风扇的作用下，环境空气从雾化腔和储水池的缝隙进入雾化腔，之后同超细水雾一起经过风扇，再经过雾化腔顶部的出雾口进入到环境空气。此方法利用全淹没灭火空间内的烟气作为输送超细水雾的载气，将装置产生的细水雾直接施加到着火区域，通过降低着火区域的氧浓度以及着火点的温度实现灭火操作。

具体包括以下步骤：

（1）在水箱中加水到与储水池的上表面持平的位置；

（2）将灭火装置放置在着火点附近的位置；

（3）接通水泵的电源，水泵开始工作，通过输水管将水从水箱送入储水池，直至水满溢出储水池，溢出的水自动回流到水箱中；

（4）接通风扇的电源，环境空气被吸入雾化腔，之后经过风扇，再经过出雾口进入到环境空气，形成一个气流循环；

（5）接通雾化器的电源，多头雾化器从储水池喷出小水柱，并在雾化腔形成超细水雾，由风扇形成的气流循环作为载气将超细水雾从雾化腔带出进入到环境空气中；

（6）随着时间的增加，被带到环境空气中的超细水雾越来越浓，使得单位体积中的氧气的比例越来越低，同时在水雾的作用下，着火点的温度也不断降低，最终火源在降温及缺氧的双重作用下熄灭。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

（1）本发明利用全淹没灭火空间内的烟气作为输送超细水雾的载气，避免了采用室外空气、氮气等作为载气所带来的增加氧含量、系统复杂等缺点，能够极大地提高密闭空间内的全淹没灭火效率。

（2）本发明使产雾区保持微负压，利用排风扇吸走产雾区的雾，减少对系统产雾的干扰，有利用水雾的产生，提高了系统产雾的能效。

（3）本发明使用微型潜水泵不断向储水池泵水，多余的水回流至水箱，一方面有利于降低储水池的水温，另一方面也有利于维持储水池的水位高度，从而为系统提供最佳的产雾条件。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，一种超细水雾全淹没灭火装置，包括水箱1、水泵2、多头雾化器3、储水池4、雾化腔5、风扇6、进风口7、出雾口8，其中水泵2位于水箱1底部，储水池4悬空设于水箱1的正上方，水泵2通过输水管将水箱1中的水送到储水池4中，多头雾化器3设置在储水池4的底部；在储水池4的正上方设有雾化腔5，雾化腔5中部设有风扇6，在储水池5上边缘与雾化腔6下边缘之间有一缝隙为进风口7；所述水泵2、风扇6和多头雾化器3均与外部供电系统连接。

本实施例中，使用1个微型直流低压潜水泵2，工作电压为12V，使用2个含有10个雾化头的多头雾化器3，多头雾化器4的工作电压为36V，工作频率为1.7MHz。

本实施例中，储水池4的底面由各多头雾化器3的上表面组成，储水池4的高度为30mm。雾化腔5位于储水池4的正上方，其下边缘的大小比储水池4的上边缘大，其中长和宽各大10mm，风扇6下表面与雾化腔5下边缘平面之间的高度范围为50mm。储水池4上边缘与雾化腔5下边缘之间的缝隙为进风口7，进风口7的高度为50mm。

本实施例中，使用2个直流低压风扇6，风扇6的工作电压范围为12V。风扇6上表面与出雾口8之间的距离为500mm。

本实施例中，所述储水池的上表面低于水箱的上表面，同时，在垂直方向上，所述水箱1的上表面高于雾化腔5的下表面，高度差为30mm，在水平方向上，水箱1的侧壁与雾化腔4的侧壁之间的缝隙均在10mm之间。

本实施例中，除电子元件外的主体材料采用不锈钢制作，电源线使用耐火电缆。

一种由图1所示装置实现的超细水雾全淹没灭火方法，水泵2位于水箱1底部，通过输水管将水送入位于水箱2上部的储水池4，储水池4中的多头雾化器3喷出水柱并在储水池4正上方的雾化腔5形成超细水雾，在风扇6的作用下，环境空气从雾化腔5和储水池4的缝隙进入雾化腔，之后同超细水雾一起经过风扇，再经过雾化腔顶部的出雾口8进入到环境空气。此方法利用全淹没灭火空间内的烟气作为输送超细水雾的载气，将装置产生的细水雾直接施加到着火区域，通过降低着火区域的氧浓度以及着火点的温度实现灭火操作。利用全淹没灭火空间内的烟气作为输送超细水雾的载气，将装置产生的细水雾直接施加到着火区域，通过降低着火区域的氧浓度以及着火点的温度实现灭火操作。

具体包括以下步骤：

（1）在水箱中加水到与储水池的上表面持平的位置；

（2）将灭火装置放置在着火点附近的位置；

（3）接通水泵的电源，水泵开始工作，通过输水管将水从水箱送入储水池，直至水满溢出储水池，溢出的水自动回流到水箱中；

（4）接通风扇的电源，环境空气被吸入雾化腔，之后经过风扇，再经过出雾口进入到环境空气，形成一个气流循环；

（5）接通雾化器的电源，多头雾化器从储水池喷出小水柱，并在雾化腔形成超细水雾，由风扇形成的气流循环作为载气将超细水雾从雾化腔带出进入到环境空气中；

（6）随着时间的增加，被带到环境空气中的超细水雾越来越浓，使得单位体积中的氧气的比例越来越低，同时在水雾的作用下，着火点的温度也不断降低，最终火源在降温及缺氧的双重作用下熄灭。

实施例2

本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：

本实施例中，使用2个微型直流低压潜水泵2，使用3个含有10个雾化头的多头雾化器3。

本实施例中，储水池4的高度为50mm。风扇6下表面与雾化腔5下边缘平面之间的高度范围为70mm。进风口7的高度为30mm。

本实施例中，使用4个直流低压风扇6。风扇6上表面与出雾口8之间的距离为300mm。

本实施例中，水箱1的上边缘开口的竖直高度高于雾化腔5下边缘的高度，高度差为20mm，水平方向上，水箱1开口与雾化腔5开口之间的缝隙范围为20mm。

实施例3

本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：

本实施例中，使用4个微型直流低压潜水泵2，雾化器4的工作电压为36V，工作频率为2.5MHz。

本实施例中，风扇6上表面与出雾口8之间的距离为600mm。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超细水雾全淹没灭火装置，其特征在于，包括水箱、水泵、多头雾化器、储水池、雾化腔和风扇，所述水泵位于水箱底部，储水池悬空设于水箱的正上方，水泵通过输水管将水箱中的水送到储水池中，多头雾化器设置在储水池的底部；在储水池的正上方设有雾化腔，雾化腔中部设有风扇，在储水池上边缘与雾化腔下边缘之间有一缝隙为进风口；所述水泵、风扇和多头雾化器均与外部供电系统连接；

所述储水池的上表面低于水箱的上表面；

在垂直方向上，所述水箱的上表面高于雾化腔的下表面，高度差为10～100mm，在水平方向上，水箱的侧壁与雾化腔的侧壁之间的缝隙均在10～30mm之间；

风扇采用直流低压风扇，风扇的工作电压范围为3～24V；

所述雾化腔下边缘的大小比储水池的上边缘大，其中长和宽各大10～30mm；

所述风扇下表面与雾化腔下边缘平面之间的高度范围为30～200mm；

风扇上表面与雾化腔顶部的出雾口之间的距离为100～1000mm；

所述进风口的高度为10～200mm。

2.根据权利要求1所述的超细水雾全淹没灭火装置，其特征在于，所述储水池的底面由多头雾化器的上表面组成，储水池的高度范围为30～80mm。

3.根据权利要求2所述的超细水雾全淹没灭火装置，其特征在于，所述多头雾化器为集成式雾化器，每个多头雾化器含6～10个雾化头。

4.根据权利要求3所述的超细水雾全淹没灭火装置，其特征在于，所述多头雾化器的数量为1～10个，多头雾化器的工作电压范围为12V～36V，多头雾化器的工作频率为1.0～3.0MHz。

5.根据权利要求1所述的超细水雾全淹没灭火装置，其特征在于，所述水泵为微型直流低压潜水泵，工作电压范围为3～24V，水泵的数量为1～4个；

所述风扇的数量为1～10个；

所述灭火装置主体材料采用不锈钢制作，电源线使用耐火电缆。

6.一种基于权利要求1所述超细水雾全淹没灭火装置的超细水雾全淹没灭火方法，其特征在于，水泵位于水箱底部，通过输水管将水送入位于水箱上部的储水池，储水池中的多头雾化器喷出水柱并在储水池正上方的雾化腔形成超细水雾，在风扇的作用下，环境空气从雾化腔和储水池的缝隙进入雾化腔，之后同超细水雾一起经过风扇，再经过雾化腔顶部的出雾口进入到环境空气。

7.根据权利要求6所述的超细水雾全淹没灭火方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在水箱中加水到与储水池的上表面持平的位置；

(2)将灭火装置放置在着火点附近的位置；

(3)接通水泵的电源，水泵开始工作，通过输水管将水从水箱送入储水池，直至水满溢出储水池，溢出的水自动回流到水箱中；

(4)接通风扇的电源，环境空气被吸入雾化腔，之后经过风扇，再经过出雾口进入到环境空气，形成一个气流循环；

(5)接通雾化器的电源，多头雾化器从储水池喷出小水柱，并在雾化腔形成超细水雾，由风扇形成的气流循环作为载气将超细水雾从雾化腔带出进入到环境空气中；

(6)随着时间的增加，被带到环境空气中的超细水雾越来越浓，使得单位体积中的氧气的比例越来越低，同时在水雾的作用下，着火点的温度也不断降低，最终火源在降温及缺氧的双重作用下熄灭。