CN104174138B - 一种电场驱灭火装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电场驱灭火装置，该装置构成包括有运动载体、荆棘正电极、接地电极和直流高压电源，荆棘正电极将运动载体和固定于运动载体上的直流高压电源包覆，直流高压电源的两个输出端分别与荆棘正电极和接地电极进行电气连接，这样，荆棘正电极与接地电极之间形成的电场可以迅速排开荆棘正电极周边的火焰甚至熄灭火焰，当运动载体沿指定轨迹运动，即开辟了一条避开火焰的通道。当电极间的电场强度足够强大时，还可以迅速扑灭较小空间中的各类火场，且不使用任何固、液、气态灭火介质，从而充分达到高速、高效、低成本、无污染避火救急甚至是灭火的目的。

Description

一种电场驱灭火装置

技术领域

本发明涉及消防灭火技术领域，是一种电场驱灭火装置，尤其是可以在大面积火场中开辟一条避开火焰的通道，当电场强度足够强大时，还可以迅速扑灭较小空间中的各类火场的装置。

背景技术

火的出现，让人类进入了文明社会。但从此，火灾也始终伴随着人类文明的发展，带给人们太多无法挽回的损失与伤害。

据我国公安部消防局统计，近年来全国每年发生火灾约15万起，其中家庭火灾5万余起，平均每年因火灾而导致的死亡人数高达2000多人。

究其原因，社会的高速发展、高层楼宇的日渐增多、现代化电力设备的广泛使用、屡创新高的夏季高温等，都让火灾隐患随时随地存在；加之人们防火意识的薄弱，导致火灾发生率居高不下。但现有消防手段的局限，如消防人员、消防设备无法第一时间达到火灾现场、消防设施不能满足高效灭火的要求、消防人员自身防护设备落后等，使我们在面对火灾时，无法达到及时、快速、高效灭火的目的。

有些火灾，火场面积很大，难以全面扑灭，但火灾环境单一，不会危及其他。此时，灭火不是第一目的，若在第一时间开辟出一条避开火焰的通道，就能为救援赢得时间和机会，使生命和财产得到挽救和保留，能将损失降到最低。但即使这样的目的，现有的消防手段都难以达到，在消防人员身着重型防火服的情况 下，仍然存在着人体对高温的耐受问题，限制了消防人员的作业时间。消防人员往往尽了最大的努力，有时甚至献出了年轻宝贵的生命，也只能眼睁睁看着生命财产在瞬间化为灰烬。这不得不让人扼腕叹息。消防机器人（人形机器人、自行受控消防车）的出现，虽然能在某些场合替代消防人员进入火场，消防机器人也能耐受更高的温度，但长时间靠近火焰，受到超高温烘烤，对消防机器人也提出了比较高的要求。

因此人类迫切需要革命性的驱灭火设备，来替代现有消防灭火设施，或者改进和弥补现有装备的众多缺陷和不足，达到高速、高效、低成本、无污染避火救急的目的，充分保护社会与百姓的生命财产安全。

发明内容

本发明的目的是提供了一种电场驱灭火装置，该装置可以在大面积火场中开辟一条避开火焰的通道，当电场强度足够强大时，还可以迅速扑灭较小空间中的各类火场，成为一种高速、高效、低成本、无污染的避火救急装备。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，设计一种电场驱灭火装置，其特征在于：该装置构成包括有运动载体、荆棘正电极、接地电极和直流高压电源，荆棘正电极将运动载体和固定于运动载体上的直流高压电源包覆，直流高压电源的两个输出端分别与荆棘正电极和接地电极进行电气连接，这样，荆棘正电极与接地电极之间形成的电场可以迅速排开荆棘正电极周边的火焰甚至熄灭火焰，当运动载体沿指定轨迹运动，即开辟了一条避开火焰的通道。

在上述技术方案中，所述运动载体是消防人员，所述荆棘正电极是在软质导电丝网上设置导电针刺，形成荆棘软面正电极，将该荆棘软面正电极覆盖在消防人员防护服外表面，同时也将消防人员随身携带的直流高压电源覆盖，该直流高压电源的正极端连接该荆棘软面正电极，该直流高压电源的负极端连接接地电极。

在上述技术方案中，该装置构成中还包括有梳耙状正电极或针式球体正电极，所述消防人员手持梳耙状正电极或针式球体正电极，所述梳耙状正电极由导电梳耙头和可伸缩中空绝缘手柄构成，该导电梳耙头由导电筒体和多根导电针构成，导电针均匀地固定于导电筒体周围，导线从可伸缩中空绝缘手柄的中空管道穿过，导线的一端与导电梳耙头电连接、另一端与直流高压电源正极端电连接，所述针式球体正电极由导电球体和可伸缩中空绝缘手柄构成，该导电球体由导电球和多根导电针构成，导电针均匀地固定于导电球外表面，导线从可伸缩中空绝缘手柄的中空管道穿过，导线的一端与导电球体电连接，另一端与直流高压电源正极端电连接，该梳耙状正电极或针式球体正电极的电位与覆盖在消防人员防护服外表面的荆棘软面正电极的电位相同。

在上述技术方案中，所述运动载体是人形机器人或自行消防车，所述荆棘正电极是在导电丝网上设置有导电针刺，再将该荆棘正电极覆盖于人形机器人或自行消防车，该荆棘正电极同时将固定于人形机器人身上或固定于自行消防车上的直流高压电源覆盖，该直流高压电源的正极端连接该荆棘正电极，该直流高压电源的负极端连接接地电极。

在上述技术方案中，该装置构成中还包括有梳耙状正电极或针式球体正电极，所述梳耙状正电极由导电梳耙头和可伸缩中空绝缘连接柄构成，该导电梳耙头由导电筒体和多根导电针构成，导电针均匀地固定于导电筒体周围，导线从可伸缩中空绝缘连接柄的中空管道穿过，导线的一端与导电梳耙头电连接、另一端与直流高压电源正极端电连接，所述针式球体正电极由导电球体和可伸缩中空绝缘连接柄构成，该导电球体由导电球和多根导电针构成，导电针均匀地固定于导电球外表面，导线从可伸缩中空绝缘连接柄的中空管道穿过，导线的一端与导电球体电连接，另一端与直流高压电源正极端电连接，所述人形机器人手持上述梳耙状正电极或针式球体正电极，该梳耙状正电极或针式球体正电极的电位与覆盖在人形机器人外表面的荆棘正电极的电位相同，所述自行消防车前部安装有上述梳耙状正电极或针式球体正电极，可伸缩中空绝缘连接柄的一端连接导电梳耙头或导电球体，另一端则与自行消防车车身前部的转动机构固定连接，该梳耙状正电极或针式球体正电极能在自行消防车转动机构的控制下，做上下左右运动，该梳耙状正电极或针式球体正电极的电位与覆盖在自行消防车外表面的荆棘正电极的电位相同。本技术方案中，自行消防车可控制调整导电梳耙头或导电球体对前方火场的探前距离和方位。

在上述技术方案中，所述的接地电极为一种导电接头，该导电接头可以快速与火场附近各类可靠接地点进行电气连接和机械联接。

在上述技术方案中，所述的荆棘正电极、梳耙正电极或针式球体正电极、接地电极以及上述这些电极之间的电气连接导线均为耐高温导电材料。

在上述技术方案中，所述的直流高压电源为可移动或可携带的电源，该电源是经过逆变、升压、倍压整流后得到的直流高压电源。该直流高压电源形成的电场强度在1KV/cm至30KV/cm之间。且直流高压电源的输出电压随运动载体的移动而相应变化，即始终保持电力场强相对稳定。

本发明给出的技术方案能开辟避火通道或熄灭火焰的机理如下：

实验证明，当电力场达到一定强度时，位于该电力场中的火焰会在该电力场作用下迅速熄灭。而当电力场强度未达到熄灭火焰的强度时，电力场正电极仍然会对其附近的火焰有驱散作用。

附图1给出了本发明装置实现驱灭火功能示意图。

本装置所附着的运动载体11为消防人员或人形机器人或自行消防车。荆棘正电极12将运动载体11覆盖，同时将运动载体所携带的直流高压电源14覆盖。本装置中的荆棘正电极作为装置的独立正电极，与接地电极13之间形成电场，若再与梳耙状正电极15或针式球体正电极组合使用，组合后的两个正电极与接地电极之间均形成电场，可扩大电场的作用空间，增强电场的作用力，提高装置的使用效率。当火场面积大，彻底灭火条件不具备的情况下，人员逃生，危险贵重物资抢运成为主要目标，为此，尽快地开辟一条避火通道至关重要。本发明装置可以迅速排开正电极周边的火焰，当本发明装置与消防人员身装的重型防火服配合使用，如同为消防人员再加穿了一身避火服，将火焰驱离消防人员身体，一方面提高了消防人员在火场的作业时间，另一方面消防人员所经过运动轨迹，即形成了一个避开火焰的通道。本发明装置与消防机器人配合使用，如同为消防机器人的钢铁身躯再披上了一个避火盔甲，全面提升了消防机器人的作业性能和搜救能力。

众所周知，电力场强的强度取决于正、负电极板之间距离和施加在正、负电极板上直流高压电源电压差值。而若针对一个相对密闭空间环境，正、负电极极分置于机房顶部和地面、或分置于机房两侧墙面，此时，正、负电极板之间的距离就成为一个固定值，只需要通过调整施加在正、负电极板上的直流高压电源电压差值就可以获得不同的电力场强。电压差值越大，电力场强越强；反之越弱。故在正、负电极板之间的距离固定情况下，调整直流高压电源的电压差值即可调整电力场强度。火场形式千变万化，而本发明装置是要搭载在运动载体上，使用时处于运动状态，这样，装置的正电极与接地电极之间距离势必是变化的。此时若保持电压不变，电力场强会有所浮动，甚至有可能变弱。因此，本装置在实际应用过程中，既要根据正负电极间距离的变化，还要根据火焰燃烧的面积、火焰的强度等实际情况，通过直流高压电源上的电压来调整电阻器，进而适当调整直流高压电源的输出电压，从而可获得一个相对稳定的电力场强，确保装置的使用效果，以达到最佳的能耗与效果比。

本发明的优点是：

本发明驱灭火装置是在原有科学发现和研究的基础上，经过实验、再实验的产物。本发明驱灭火装置的设计具备充分的理论依据和深厚的实践基础，该驱灭火装置为电力场强灭火规律和灭火机理的实际应用探索出了一条新路。该驱灭火装置与运动载体结合为一个有机整体，通过运动载体沿指定轨迹的运动，能快速地开辟一条避开火焰的通道，为火场搜救赢得了宝贵的时间，为火场施救提供了新的装备保障。

本发明驱灭火装置充分考虑到与消防人员和消防机器人的结合，将电力场驱灭火的新机理与消防人员和消防机器人的作用相融合，进一步提升了消防人员和消防机器人的火场生存能力和搜施救能力。

采用本发明驱灭火装置，可完全不使用任何固、液、气态灭火介质，就能达到灭火的目的，克服了传统灭火设备的一些缺陷，使整个灭火过程更加安全、高效、环保。即使现场条件受限，不能够完全熄灭火焰，本发明装置仍然能起到驱开局部火焰的作用，迅速地在火场中开辟一条施救通道。本发明装置结构简单，功能稳定，实用性强，在保证驱灭火效果的同时降低了设备的成本，更利于普及。本发明灭火系统不仅具有社会、经济、军事方面的重要现实意义和战略意义，同时蕴含市场发展的强劲实力和巨大的潜在商业价值。

附图说明

图1是本发明一种电场驱灭火装置的原理示意图。

图2是本发明以消防人员作为运动载体的电场驱灭火装置结构示意图。

图3是本发明以人形机器人作为运动载体的电场驱灭火装置结构示意图。

图4是本发明以自行消防车作为运动载体的电场驱灭火装置结构示意图。

以上附图中，11是运动载体，12是荆棘正电极，13是接地电极，14是直流高压电源，15是梳耙状正电极，21是消防人员，22是荆棘正电极，23是接地电极，24是直流高压电源，25是针式球体正电极，26是可伸缩中空绝缘手柄，31是人形机器人，32是荆棘正电极，33是接地电极，34是直流高压电源，35是梳耙状正电极，41是自行消防车，42是荆棘正电极，43是接地电极，44是直流高压电源，45是梳耙状正电极

具体实施方式

实施例一：

本实施例如附图2所示，运动载体是为消防人员21，直流高压电源24背于消防人员21背部，荆棘正电极是在软质导电丝网上设置导电针刺，成为荆棘软面正电极22，将荆棘软面正电极22覆盖在消防队员防护服外表面，同时将消防人员背部携带的直流高压电源24覆盖，直流高压电源24的正极端连接荆棘软面正电极22和针式球体正电极25，直流高压电源24的负极端连接接地电极23，消防人员手持针式球体正电极25。

本实施例针式球体正电极由导电球体和可伸缩中空绝缘手柄26构成，多根导电针固定于导电球外表面构成该导电球体，耐高温导线穿过可伸缩中空绝缘手柄26的中空管道，该导线一端连接导电球体，另一端连接直流高压电源的正极端，该导电球体与覆盖在消防队员防护服外表面的荆棘软面正电极等电位。

本实施例针式球体正电极25是装置的探前正电极，消防人员21可根据火场现状来调节伸缩中空绝缘手柄26，控制导电球体对前方火场的探前距离。

本实施例消防人员身披荆棘软面正电极22，手持针式球体正电极25进入火场，随即将接地电极23的导电接头迅速地与火场附近各类可靠接地点进行电气连接和机械联接，这样，施加直接高压后，荆棘软面正电极22、针式球体正电极25与接地电极23所连接的接地点之间均形成电场，扩大了电场的作用空间，增强了电场的作用力，可以迅速排开荆棘软面正电极和针式球体正电极周边的火焰，从而沿着消防人员的运动轨迹开辟出了一条避火通道。

本实施例针式球体正电极也可以是梳耙状正电极。

本实施例直流高压电源24为可移动或可携带的电源，该电源是经过逆变、升压、整流或倍压整流后得到的直流高压电源。直流高压电场强度在1Kv/cm至30Kv/cm之间。

本实施例荆棘正电极、梳耙状正电极或针式球体正电极与接地电极之间形成的电场强度足够强大时，还可以迅速扑灭较小空间中的各类火焰，且不再需要使用任何固、液、气态灭火介质，从而充分达到高速、高效、低成本、无污染避火救急甚至是灭火的目的。

实施例二：

本实施例如附图3所示，运动载体为人形机器人31，荆棘正电极32披覆人形机器人，直流高压电源34携带在人形机器人31身上，人形机器人手持梳耙状正电极35。

本实施例与实施例一的区别在于用人形机器人31替代了消防人员。人形机器人31在火场环境中，有着其特有的、消防人员难以替代的功用。

本实施例中，人形机器人手持的梳耙状正电极35也可以更换成针式球体正电极。

本实施例的驱灭火机理及开辟避火通道的过程与实施例一相同，在此不重复描述。

实施例三：

本实施例如附图4所示，运动载体为自行消防车41，直流高压电源44安装于自行消防车内部，荆棘板状正电极42是在导电丝网板上设置有导电针刺的板状正电极，荆棘板状正电极42将自行消防车41覆盖，直流高压电源44的正极端连接荆棘板状正电极42和梳耙状正电极45，负极端连接接地电极43。

本实施例梳耙状正电极45是装置的探前正电极，梳耙状正电极45安装固定于自行消防车41前部的、突前的喷水管前端口处，形成了随自行消防车41而动的探前正电极。自行消防车41对喷水管上下左右的操控即可实现对探前正电极的操控，同时通过调节梳耙状正电极45伸缩中空绝缘手柄，能进一步加大探前正电极的探前距离。本实施例自行消防车41驶入火场，随即将接地电极43的导电接头迅速地与火场附近各类可靠接地点进行电气连接和机械联接，这样，施加直接高压后，自行消防车41身披的荆棘板状正电极42、梳耙状正电极45与接地电极43之间均形成电场，扩大了电场的作用空间，增强了电场的作用力，可以迅速排开正电极周边的火焰。此时的探前正电极在开辟避火通道同时也拓展了自行消防车41上所设置摄像头的观测范围，为火场搜救创造了更为有利的条件。

本实施例梳耙状正电极45也可以更换成针式球体正电极。

本实施例的灭火原理同实施例一，在此不重复描述。

Claims (10)

1.一种电场驱灭火装置，其特征在于：该装置构成包括有运动载体、荆棘正电极、接地电极和直流高压电源，荆棘正电极将运动载体和固定于运动载体上的直流高压电源包覆，直流高压电源的两个输出端分别与荆棘正电极和接地电极进行电气连接，这样，荆棘正电极与接地电极之间形成的电场可以迅速排开荆棘正电极周边的火焰甚至熄灭火焰，当运动载体沿指定轨迹运动，即开辟了一条避开火焰的通道。

2.根据权利要求1所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：所述运动载体是消防人员，所述荆棘正电极是在软质导电丝网上设置导电针刺，形成荆棘软面正电极，将该荆棘软面正电极覆盖在消防人员防护服外表面，同时也将消防人员随身携带的直流高压电源覆盖，该直流高压电源的正极端连接该荆棘软面正电极，该直流高压电源的负极端连接接地电极。

3.根据权利要求2所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：该装置构成中还包括有梳耙状正电极或针式球体正电极，所述消防人员手持梳耙状正电极或针式球体正电极，所述梳耙状正电极由导电梳耙头和可伸缩中空绝缘手柄构成，该导电梳耙头由导电筒体和多根导电针构成，导电针均匀地固定于导电筒体周围，导线从可伸缩中空绝缘手柄的中空管道穿过，导线的一端与导电梳耙头电连接、另一端与直流高压电源正极端电连接，所述针式球体正电极由导电球体和可伸缩中空绝缘手柄构成，该导电球体由导电球和多根导电针构成，导电针均匀地固定于导电球外表面，导线从可伸缩中空绝缘手柄的中空管道穿过，导线的一端与导电球体电连接，另一端与直流高压电源正极端电连接，该梳耙状正电极或针式球体正电极的电位与覆盖在消防人员防护服外表面的荆棘软面正电极的电位相同。

4.根据权利要求1所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：所述运动载体是人形机器人或自行消防车，所述荆棘正电极是在导电丝网上设置有导电针刺，再将该荆棘正电极覆盖于人形机器人或自行消防车，该荆棘正电极同时将固定于人形机器人身上或固定于自行消防车上的直流高压电源覆盖，该直流高压电源的正极端连接该荆棘正电极，该直流高压电源的负极端连接接地电极。

5.根据权利要求4所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：该装置构成中还包括有梳耙状正电极或针式球体正电极，所述梳耙状正电极由导电梳耙头和可伸缩中空绝缘连接柄构成，该导电梳耙头由导电筒体和多根导电针构成，导电针均匀地固定于导电筒体周围，导线从可伸缩中空绝缘连接柄的中空管道穿过，导线的一端与导电梳耙头电连接、另一端与直流高压电源正极端电连接，所述针式球体正电极由导电球体和可伸缩中空绝缘连接柄构成，该导电球体由导电球和多根导电针构成，导电针均匀地固定于导电球外表面，导线从可伸缩中空绝缘连接柄的中空管道穿过，导线的一端与导电球体电连接，另一端与直流高压电源正极端电连接，所述人形机器人手持上述梳耙状正电极或针式球体正电极，该梳耙状正电极或针式球体正电极的电位与覆盖在人形机器人外表面的荆棘正电极的电位相同，所述自行消防车前部安装有上述梳耙状正电极或针式球体正电极，可伸缩中空绝缘连接柄的一端连接导电梳耙头或导电球体，另一端则与自行消防车车身前部的转动机构固定连接，该梳耙状正电极或针式球体正电极能在自行消防车转动机构的控制下，做上下左右运动，该梳耙状正电极或针式球体正电极的电位与覆盖在自行消防车外表面的荆棘正电极的电位相同。

6.根据权利要求1或2或4所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：所述的接地电极为一种导电接头，该导电接头可以快速与火场附近各类可靠接地点进行电气连接和机械联接。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：所述的荆棘正电极、梳耙正电极或针式球体正电极、接地电极以及上述这些电极之间的电气连接导线均为耐高温导电材料。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：所述的直流高压电源为可移动或可携带的电源，该电源是经过逆变、升压、倍压整流后得到的直流高压电源。

9.根据权利要求8所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：所述直流高压电源形成的电场强度在1KV/cm至30KV/cm之间。

10.根据权利要求9所述的一种电场驱灭火装置，其特征在于：所述直流高压电源的输出电压随运动载体的移动而相应变化，即始终保持电力场强相对稳定。