CN106039616A

CN106039616A - 一种车辆自动灭火系统

Info

Publication number: CN106039616A
Application number: CN201610671792.4A
Authority: CN
Inventors: 李振凯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2016-10-26

Abstract

一种车辆自动灭火系统，包括设于车辆内部的灭火剂容器、火灾探头、电源模块和系统中控模块；电源模块为系统工作提供直流电；灭火剂容器的出口连接有带有灭火电磁阀的灭火管道，灭火管道末端设置有灭火喷嘴；系统中控模块包括处理单元、车门锁继电器驱动电路、灭火电磁阀驱动电路、发动机继电器驱动电路和油箱电磁阀驱动电路；火灾探头的信号输出端连接处理单元，处理单元的信号输出端分别连接车门锁继电器驱动电路、灭火电磁阀驱动电路、发动机继电器驱动电路和油箱电磁阀驱动电路。本发明通过在车辆内部设置火灾探头和灭火喷嘴，当警情发生时灭火喷嘴中喷出灭火剂，最大限度降低火灾带来的人员伤亡和财产损失。

Description

一种车辆自动灭火系统

技术领域

本发明属于车辆灭火技术领域，具体涉及一种车辆自动灭火系统。

背景技术

因乘用车自燃、起火而导致生命和财产损失已经不言而喻，乘用车出现火灾除了造成巨大的经济损失之外，也给家人和社会造成了巨大的心理伤害(最近一例为台湾2016.7.19发生的大陆旅游团大巴起火燃烧，共造成司机和导游在内26人死亡，其中24人全部为大陆辽宁游客，经调查，此次遇难事故主因是车辆老旧电路短路起火)。

乘用车出现自燃、起火等火灾现象的原因主要有：

1.乘用车受到使用年限较长而导致的油路、电路老化，在达到起火特征物理量(温度、烟雾、气体、燃油飞溅和辐射光强等)时就会发生致命的燃烧；而且都会伴随快速的火势蔓延和油箱爆炸，从而造成不必要的生命和财产损失；

2.乘用车在装配过程的疏忽、遗漏、和电路油路设计上的缺陷，也是起火燃烧的隐患；

3.乘用车在使用过程中的不当操作，也会引发意外的起火燃烧；

4.受到外界可燃物攻击时也会出现燃烧起火的现象。

综上所述，由于乘用车本身的设计复杂性和使用化石燃料的特殊性，使其拥有一套自动灭火装置已经成为了保护乘员生命和财产安全的重要屏障。

发明内容

本发明旨在提供结构简单、使用效果好的车辆自动灭火系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种车辆自动灭火系统，车辆内部设有蓄电池，包括设于车辆内部的灭火剂容器、火灾探头、电源模块和系统中控模块；电源模块为系统工作提供直流电；

灭火剂容器的出口连接有灭火管道，灭火管道上设有灭火电磁阀，灭火管道末端设置有灭火喷嘴；

系统中控模块包括处理单元、车门锁继电器驱动电路、灭火电磁阀驱动电路、发动机继电器驱动电路和油箱电磁阀驱动电路；车门锁继电器驱动电路驱动车门的开启；灭火电磁阀驱动电路驱动灭火电磁阀的工作；发动机继电器驱动电路驱动发动机是否与蓄电池连通；油箱电磁阀驱动电路驱动油箱是否为发动机供油；

火灾探头的信号输出端连接处理单元的信号输入端，处理单元的信号输出端分别连接车门锁继电器驱动电路、灭火电磁阀驱动电路、发动机继电器驱动电路和油箱电磁阀驱动电路。

灭火喷嘴和火灾探头之间的距离小于100mm。

灭火喷嘴包括喷出口和与灭火管道连接的连接部，连接部呈圆柱状，喷出口呈矩形，喷出口的长度大于连接部的直径。

还包括按键电路，按键电路包括紧急按键，按键电路连接处理单元的信号输入端。

电源模块包括DC-DC转换器，DC-DC转换器连接蓄电池的输出端。

车门锁继电器驱动电路和发动机继电器驱动电路均包括第一电阻、第一三极管、第一二极管和继电器的线圈，处理单元的信号输出端通过第一电阻连接第一三极管的基极；第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接直流电源；第一三极管的集电极还通过继电器的线圈连接直流电源。

灭火电磁阀驱动电路和油箱电磁阀驱动电路均包括第二电阻、第二三极管、第二二极管和中控继电器，处理单元的信号输出端通过第二电阻连接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接直流电源；第二三极管的集电极还通过中控继电器的线圈连接直流电源，中控继电器的常开触点串联于电磁阀线圈的供电电路中。

灭火剂容器为钢瓶或碳纤维压力瓶。

系统中控模块还包括声光报警电路，声光报警电路包括第三电阻、第三三极管、第一发光二极管、第四电阻和蜂鸣器，处理单元的信号输出端通过第三电阻连接第三三极管的基极，第三三极管的集电极连接直流电源，第三三极管的发射极连接蜂鸣器的正电源输入端，蜂鸣器的负电源输入端接地；第三三极管的发射极还连接第一发光二极管的正极，第一发光二极管的负极接地。

处理单元为单片机。

通过以上技术方案，本发明的有益效果为：

1.通过在车辆内部设置火灾探头和灭火喷嘴，当警情发生时火灾探头可以检测到火灾警情；同时，在处理单元的作用下使得灭火喷嘴中喷出灭火剂，最大限度降低火灾带来的人员伤亡和财产损失。

2.灭火喷嘴和火灾探头之间的距离小于100mm，从而使得灭火喷嘴喷出的灭火剂可以覆盖到火灾处。

3.灭火喷嘴包括喷出口和与灭火管道连接的连接部，连接部呈圆柱状，喷出口呈矩形，喷出口的长度大于连接部的直径，从而增大灭火剂的辐射面。

4.按键电路保证了火灾探头失灵时，手动启动灭火系统，从而增大了系统使用过程中的灵活性。

5.车门锁继电器驱动电路和发动机继电器驱动电路可以保证在发生火灾时，车门自动开启，保证车内人员可以及时逃生；同时将发动机与供电电路切断，避免继续为发动机供电造成的增大火势的现象。

6.灭火电磁阀驱动电路和油箱电磁阀驱动电路保证了在发生火灾时灭火喷嘴中喷出灭火剂，同时将油箱和发动机切断，防止油箱继续供油造成火势增大的现象。

7.灭火剂容器为钢瓶或碳纤维压力瓶，承受的压力强，保证了使用过程中的安全性。

8.设置的声光报警电路可以在发出火灾警情时，发出声光报警，对车内人员进行警示。

9.处理单元为单片机，使用方便保证自动灭火的实时性。

附图说明

图1为本发明原理框图；

图2为灭火喷嘴结构示意图；

图3为车门锁继电器驱动电路和发动机继电器驱动电路原理图；

图4为灭火电磁阀驱动电路和油箱电磁阀驱动电路原理图；

图5为声光报警电路原理图；

图6为电源电路原理图；

图7为按键电路。

具体实施方式

实施例1，一种车辆自动灭火系统，如图1所示，包括设于车辆内部的灭火剂容器、火灾探头、电源模块和系统中控模块；电源模块为系统工作提供直流电。

灭火剂容器为钢瓶或碳纤维压力瓶，从而承受较大的压力，保证使用过程中的安全性。灭火剂容器的出口连接有灭火管道，灭火管道上设有灭火电磁阀，从而使得灭火电磁阀控制灭火管道是否被切断。灭火管道的末端设置有灭火喷嘴，为了提高效果，灭火喷嘴和火灾探头临近设置，其中临近的意思为两者之间的距离小于100mm，从而当火灾探头检测到险情时，灭火喷嘴可以将灭火剂喷到险情处。

灭火喷嘴的结构如图2所示：灭火喷嘴包括喷出口12和与灭火管道连接的连接部12，连接部11呈圆柱状，喷出口12呈矩形，喷出口12的长度大于连接部11的直径。在连接部和喷出口之间设置有弧形的过渡面13，通过过渡面13，通过降低灭火剂对灭火喷嘴的冲击，实现降低灭火过程中的噪音的目的。

其中，灭火喷嘴和火灾探头的数量至少为1个；其分别安装在发动机舱、驾乘室和后备箱中，灭火剂容器安装在车辆前排座椅的下方。

对于发动机舱：至少设置3个火灾探头和灭火喷嘴，3个火灾探头和灭火喷嘴均安装在发动机舱内部，同时3个火灾探头和灭火喷嘴分别位于引擎盖中间和两侧。

对于驾乘空间：火灾探头分别安装在A柱、B柱、C柱的中间位置、车顶中间、四门进入踏板内侧，灭火喷嘴临近火灾探头安装。其中A柱、B柱、C柱为成熟的现有技术。

对于后备箱：火灾探头安装在后备箱内部，且火灾探头分别安装在后备箱盖中间、后备箱盖两边；灭火喷嘴临近火灾探头安装。

本实施例适用于家用轿车。

对于自动灭火的介绍如下：

系统中控模块包括处理单元、按键电路、声光报警电路、车门锁继电器驱动电路、灭火电磁阀驱动电路、发动机继电器驱动电路和油箱电磁阀驱动电路。

其中，处理单元在实施的时候选择单片机，单片机的型号选择常用的AT89C51即可，单片机接收险情信号，并根据接收到的信号控制继电器和电磁阀的动作为成熟的现有技术。

火灾探头的信号输出端连接处理单元的信号输入端，其中火灾探头为成熟的现有技术，直接选用现有的即可，在此不再赘述。

按键电路用于在紧急情况下手动开启本系统，当火灾探头出现故障没有探测到时，可以通过本按键电路启动。

如图7所示，按键电路连接处理单元的信号输入端，其中按键电路包括紧急按键S，紧急按键S第一端接地；紧急按键S的第二端分别连接第四接口P4以及第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接直流电源，第四接口P4连接处理单元的信号输入端。

当按下紧急按键S后，处理单元接收到的信号发生变化，从而实现启动本系统的目的，保证使用过程中的安全。

声光报警电路用于在发出火灾警情时，发出声光报警，对车内人员进行提示，声光报警电路连接处理单元的信号输出端。

如图5所示，声光报警电路包括第三电阻R3、第三三极管Q3、第一发光二极管LED1、第四电阻R4和蜂鸣器FM，处理单元的信号输出端连接第三接口P3，第三接口P3通过第三电阻R3连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的集电极连接直流电源，第三三极管Q3的发射极连接蜂鸣器FM的正电源输入端，蜂鸣器FM的负电源输入端接地；第三三极管Q3的发射极还连接第一发光二极管LED1的正极，第一发光二极管LED1的负极接地。

当处理单元的信号输出端输出高电平时，第三三极管Q3导通，从而使得第一发光二极管LED1发光，蜂鸣器发出蜂鸣声，从而实现声光报警。

车门锁继电器驱动电路用于驱动车门锁的开启，车门锁继电器驱动电路连接处理单元的信号输出端。如图3所示，车门锁继电器驱动电路包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第一二极管D1和继电器的线圈XQ，处理单元的信号输出端连接第一接口P1，第一接口P1通过第一电阻R1连接第一三极管Q1的基极；第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接直流电源；第一三极管Q1的集电极还通过继电器的线圈XQ连接直流电源。

在工作的时候，当处理单元的信号输出端输出高电平时，第一三极管Q1导通，从而使得继电器的线圈XQ通电，进而控制继电器的触点动作，对于车门锁继电器驱动电路，可以将车门锁继电器的常开触点串联于车门锁的电源电路中。当继电器的线圈XQ通电时，继电器的常开触点闭合，从而使得车门锁通电，进而实现在危险时自动将车门锁打开的目的，从而保证车辆内部人员的安全。

发动机继电器驱动电路用于控制发动机是否与车辆内部的蓄电池连接，其中电路结构与车门锁继电器驱动电路的电路结构相同，在此不再赘述。发动机继电器驱动电路的信号输入端连接处理单元的信号输出端。

当发动机继电器驱动电路接收到高电平时，发动机继电器的线圈XQ会通电，从而使得相应的继电器常闭触点断开，而发动机继电器的常闭触点串联在发动机的供电电路中，发动机继电器的线圈得电，就会使得发动机继电器的常闭触点断开，从而使得发动机与供电电路隔断，进而避免火灾火势的增大。

灭火电磁阀驱动电路用于控制灭火管道上的灭火电磁阀是否动作，进而控制灭火喷嘴中是否有灭火剂喷出。

灭火电磁阀驱动电路连接处理单元的信号输出端，灭火电磁阀驱动电路如图4所示，包括第二电阻R2、第二三极管Q2、第二二极管D2和中控继电器K，处理单元的信号输出端连接第二接口P2，第二接口P2通过第二电阻R2连接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极连接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极连接直流电源；第二三极管Q2的集电极还通过中控继电器K的线圈连接直流电源，中控继电器的常开触点串联于电磁阀线圈DCXQ的供电电路中。

当处理单元的信号输出端输出高电平时，中控继电器的线圈通电，从而使得中控继电器的常开触点闭合，进而使得电磁阀线圈DCXQ通电，最终使得电磁阀的铁芯动作，实现灭火管道的导通，最终使得灭火剂进入到灭火喷嘴处。

油箱电磁阀驱动电路用于控制油箱的出油口是否继续有油喷出，进而控制油箱是否继续向发动机供油。油箱电磁阀驱动电路连接处理单元的信号输出端，其电路结构与灭火电磁阀驱动电路的电路结构相同，在此不再赘述。油箱电磁阀控制电路中，油箱电磁阀的铁芯动作根据油箱电磁阀的线圈是否与电源导通。当油箱电磁阀的线圈与电源导通时，油箱电磁阀的铁芯会运动，从而将油路关闭。

电源电路如图6所示，其为本系统中的各个电路、单元提供直流电，其中电源电路包括DC-DC转换器U2，实施的时候选择隔离式DC/DC转换器即可。其中DC-DC转换器为市售产品，直接购买即可。蓄电池U1的输出端连接DC-DC转换器U2的信号输入端，从而通过DC-DC转换器将高压直流电转换成低压直流电。蓄电池为车辆内部的现有产品。通过DC-DC转换器将高压直流电转换为低压直流电为成熟的现有技术。

在使用的时候，火灾探头时刻采集火灾信息，当火灾探头检测到火灾信息时，火灾探头输出信号到处理单元，处理单元驱动车门打开，实现人员逃生；同时，在处理单元驱动下，使得灭火喷嘴中喷出灭火剂，实现灭火，并使得发动机和供电电路以及油箱切断，防止供电电路和油箱增大火势。

实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例适用于货箱敞开式载货运输车辆，对于灭火喷嘴和灭火探头的安装如下：

对于发动机舱：火灾探头分别安装在发动机的正上方和上方的两侧部位，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

对于驾驶舱：火灾探头安装在驾驶舱正上方，而灭火喷嘴安装在火灾探头相邻部位。

对于敞开式货仓：火灾探头分别设置于车厢顶部和车厢四周，灭火喷嘴临近火灾探头安装，安装的时候注意，火灾探头和灭火喷嘴与与货物有一定的距离，否则会影响灭火剂喷发时的散布。

实施例3，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例适用于中型、大型载客车辆，对于灭火喷嘴和灭火探头的安装如下：

对于发动机舱：火灾探头安装在发动机的正上方和发动机上方的两侧，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

对于乘客空间：火灾探头分别安装在每个立柱上方、行李架下方，立柱高度方向的中间位置、立柱上距离车辆地面200mm的位置；而灭火喷嘴临近在火灾探头设置。由于客车的下部行李空间较大，灭火剂容器可安装在此空间。立柱为车辆内部的现有部件。

实施例4，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例适用封闭箱式货车，对于灭火喷嘴和灭火探头的安装如下：

对于发动机舱：火灾探头分别安装在发动机的正上方和发动机上方的两侧，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

对于驾驶舱：火灾探头安装在驾驶舱正上方，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

对于封闭的货箱：火灾探头在货箱顶部呈十字形状排列，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

实施例4，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例适用载货火车，对于灭火喷嘴和灭火探头的安装如下：

对于驾驶舱：火灾探头按驾驶舱顶的周向分布，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

对于动力室：火灾探头安装在动力室顶部和侧壁，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

实施例5，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例适用高铁、地铁、客运火车，对于灭火喷嘴和灭火探头的安装如下：

因高铁和地铁的卫生间安装有烟感装置，触发后可以导致报警和列车停车，但是，这个烟感系统与本申请技术方案完全不同，两个系统可以同时存在，就高铁和地铁而言，本申请技术方案的功用在于对于明火的及时扑灭和遏制。

对于乘客车厢：火灾探头分别安装在车厢顶部和侧壁上，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

对于乘客车厢卫生间：火灾探头分别安装在车厢顶部和侧壁上，而灭火喷嘴安装在探头相邻部位。

本发明公开了一种车辆自动灭火系统，通过在车辆内部设置火灾探头，并在临近火灾探头的位置设置灭火喷嘴，当警情发生时火灾探头可以检测到火灾警情，同时，在处理单元的作用下使得灭火喷嘴中喷出灭火剂，最大限度降低火灾带来的人员伤亡和财产损失。

Claims

1.一种车辆自动灭火系统，车辆内部设有蓄电池，其特征在于：包括设于车辆内部的灭火剂容器、火灾探头、电源模块和系统中控模块；电源模块为系统工作提供直流电；

2.如权利要求1所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：灭火喷嘴和火灾探头之间的距离小于100mm。

3.如权利要求2所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：灭火喷嘴包括喷出口和与灭火管道连接的连接部，连接部呈圆柱状，喷出口呈矩形，喷出口的长度大于连接部的直径。

4.如权利要求3所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：还包括按键电路，按键电路包括紧急按键，按键电路连接处理单元的信号输入端。

5.如权利要求4所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：电源模块包括DC-DC转换器，DC-DC转换器连接蓄电池的输出端。

6.如权利要求5所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：车门锁继电器驱动电路和发动机继电器驱动电路均包括第一电阻、第一三极管、第一二极管和继电器的线圈，处理单元的信号输出端通过第一电阻连接第一三极管的基极；第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接直流电源；第一三极管的集电极还通过继电器的线圈连接直流电源。

7.如权利要求6所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：灭火电磁阀驱动电路和油箱电磁阀驱动电路均包括第二电阻、第二三极管、第二二极管和中控继电器，处理单元的信号输出端通过第二电阻连接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接直流电源；第二三极管的集电极还通过中控继电器的线圈连接直流电源，中控继电器的常开触点串联于电磁阀线圈的供电电路中。

8.如权利要求7所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：灭火剂容器为钢瓶或碳纤维压力瓶。

9.如权利要求8所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：系统中控模块还包括声光报警电路，声光报警电路包括第三电阻、第三三极管、第一发光二极管、第四电阻和蜂鸣器，处理单元的信号输出端通过第三电阻连接第三三极管的基极，第三三极管的集电极连接直流电源，第三三极管的发射极连接蜂鸣器的正电源输入端，蜂鸣器的负电源输入端接地；第三三极管的发射极还连接第一发光二极管的正极，第一发光二极管的负极接地。

10.如权利要求1至9任意一项所述的车辆自动灭火系统，其特征在于：处理单元为单片机。