CN106097632A - 一种家用自动防火灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用自动防火灭火系统，包括以下主要部件：探测传感器、处理器、报警器、控制开关、二氧化碳灭火器、备用灭火器及手动按钮。该系统可解决现有家用防火系统只注意预报，而没有灭功能的缺陷，充分借鉴其它灭火系统的优点，并考虑家庭起火原因以及充分保护家具家电的基础上设计而成，是一种既具有报警功能而又具有灭火功能的家庭自动防火灭火系统。

Description

一种家用自动防火灭火系统

技术领域

本发明涉及消防安全系统技术领域，尤其是涉及一种家用自动防火灭火系统。

背景技术

近年来，随着我国经济技术的迅速发展，城市居民普遍住进了高层楼房，但高楼结构复杂、人员密集，一旦失火难以控制和扑灭。根据消防部门的统计，我国每年发生火灾约15万起，其中家庭火灾近5万起，约占火灾总数的1/3，其中大部分都造成了人员伤亡和财产损失。现代家庭中置放大量木质家具、沙发、窗帘、家用电器、衣物等易燃品，而现在火灾有起火突然、传播速度快的特点，与此同时房屋用于人们日常生活居住，室内有大量贵重物品和财产，一旦灭火不及时便会造成重大人员伤亡和财产损失，同时现在居民楼居住紧凑，也易造成大面积火灾，后果不堪设想。

通过调查分析相关资料不难发现家庭火灾产生的主要原因：

1)电气安装或使用不当，违规安装或检修电气线路和电器造成故障；用铜丝、铁丝代替保险丝，致使电路发生故障时不能起保护作用；过多使用电器用具，造成超负荷而发热；导线之间连接不牢固，插头松动，电线陈旧老化、破损，年久未修换；电热器或白炽灯泡与可燃物距离过小，烤燃可燃物；忘记关闭电热器具的电源开关，时间过长烤燃可燃物；电热器具使用不当。

2)生活用火不慎炉火靠近可燃物，生火做饭无人看管，饭锅烧干、油锅烧着；油炸食品不慎失火。

3)燃气泄露遇明火、电气火或碰撞火花自己安装或检修燃气管线造成漏气，燃气管线破损；更换液化石油气瓶时减压(调节)阀与角阀之间的密封不严，自己检修燃气器具；使用燃气炉灶时饭锅或水壶内的水溢出浸灭炉灶火焰，液化石油气瓶超量充装遇高温爆破，家庭装修时大量使用油漆和稀释剂，可燃液体蒸气挥发。

4)儿童玩火儿童玩弄火柴、打火机、炉灶，在室外烧烤食物；在可燃物附近燃放烟花爆竹。

5)吸烟躺在床上吸烟，睡着后烟头掉落在被褥上，随意扔烟头或火柴梗。

这些家庭火灾爆发的原因是由于我国大部分家庭防火意识较淡，由此引发我国家庭火灾频发并造成重大财产损失和人员伤亡，这些血的教育警示人们要注重家中安全防火。家用火灾报警器逐渐进入了人们的视野，各个器材功能各异，针对性也各异，但是都存在一个缺点那就是大多只有警报功能，而没有灭火功能。因而很多人虽认识到家用火灾报警器的重要性，但普遍认为这些家用火灾报警器在发生火灾时仅具有报警功能而没有灭火功能，适用性不强。因而大多数人都不愿浪费钱在这些适用性不强的设备上。为了解决这些问题认真查阅相关文献和调研相关资料，为了解决家庭防火器材这些问题，研发既具有报警功能而又具有灭火功能的家庭自动防火灭火系统。

经过市场调研和查阅相关文献发现，目前市场上现有的具有自动防火、灭火功能的消防系统主要针对的是大型商场、仓库、图书馆、实验室、工厂等重要场所，且这些系统设计复杂、配套设备造价高昂、占地较大并不适合家用的要求；而市面上针对家用的防火系统又称火灾自动报警系统，它是由触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能装置组成的，它具有能在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位、时间等，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾，最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失。这些系统针对家庭防火报警器种类繁多，功能也各不相同，但是都只有自动报警功能而没有自动灭火功能；他要求技防与人防相结合，而且必须要有人防参与才能起到灭火效果，在室内无人时不能自动灭火，防火效果差。

综上所述，现有技术主要存在以下缺点：

一是针对家用的防火系统只具有自动报警功能而没有自动灭火功能；

二是现有的可用于的防火灭火系统设备昂贵、结构复杂，需要专业人员进行操作和维护，而且其对象主要是大型商场、仓库等重要场所，不针对更不适合家用；

三是部分家庭火灾是由于电气安装或使用不当，违规安装或检修电气线路和电器造成故障以及线路老化等原因引发的，而现在市面上的家用防火系统并不能在火灾发生之初切断电源，这就容易导致火灾原电路扩大，造成巨大损失；

四是燃气泄露遇明火、电气火或碰撞火花自己安装或检修燃气管线造成漏气等原因造成的，针对这一类火灾需要首先切断气源，而市面上现有的家用防火系统亦无法做到；

五是市面上的现有的针对其它重要场所的防火灭火系统大多首选水为灭火材料，会对家用电器、家具造成不同程度的破坏，例如采用水为灭火材料，会造成沙发或家用电器进水，轻则影响使用寿命，重则再次引发火灾，而且这些系统成本高、占地面积大。

发明内容

本发明提供了一种既具有报警功能而又具有灭火功能的家庭自动防火灭火系统。

一种家用自动防火灭火系统，包括以下主要部件：探测传感器、处理器、报警器、控制开关、二氧化碳灭火器、备用灭火器及手动按钮(如图1所示)。

所述的探测传感器将探测到的结果通过电信号传输到处理器，处理器对探测传感器的信号进行分析处理，并控制报警器和控制开关；控制开关对燃气入户开关、家用电总开关、二氧化碳灭火器和备用灭火器进行控制。

优选的，所述的处理器的软件系统主要由处理器报警程序、处理器执行程序、处理器复核程序和处理器灭火程序组成。

优选的，所述的报警器为警铃、语音提示和信息发送器。

优选的，所述的探测传感器主要是采用针对燃气泄漏的气体传感器和多个探头的温度传感器组合而成。

优选的，在火警发生后，如果二氧化碳气体耗尽仍不能灭火，则处理器启动备用灭火器继续灭火，备用灭火器通过转换阀门直接与自来水管连接。

优选的，所述的二氧化碳灭火器主要由灭火器喷头、灭火器阀门和二氧化碳气瓶组成。

优选的，所述的二氧化碳灭火器喷头采用的是隐蔽式玻璃球喷头。

优选的，所述的二氧化碳气瓶阀门出口处还安装有监测二氧化碳的消耗情况的压力传感器。

优选的，所述的家用自动防火灭火系统还包括，当家用电路总开关关闭后为整个自动防火灭火系统供电的备用电源。

该系统为了解决现有家用防火系统只注意预报，而没有灭功能的缺陷，充分借鉴其他灭火系统的优点，并考虑家庭起火原因以及充分保护家具家电的基础上设计而成，与现有的家用防火系统相比较本发明具有以下优点：

①本发明克服了常见家用防火系统只注重防火和报告火情而不注重灭火的缺陷，将火情报警与灭火有机整合，既注重防火又注重灭火；

②采用了气体传感器并设置了燃气泄漏报警程序，如发生燃气泄漏先进性报警提醒引起主人注意并处理，如无人处理随后断开燃气管道和家用路电总开关，防止遇到明火发生燃烧甚至爆炸；

③通过对家庭起火原因进行分析和避免火情扩大等因素进行综合考虑之后，在灭火程序设置上采用了先断燃气管道，后断电源的方法避免了火情通过电路和气路继续扩大，可避免因此引发重大灾难事故的可能；如果因燃气着火或电路着火，切断电源后就切断了着火物质来源，可进一步提高灭火效果；

④主灭火器采用二氧化碳为灭火材料安全环保，避免了采用水或这泡沫灭材料对家里的电器和家具造成的破坏，以及灭火后清洁维护难度大等缺点，灭火后不需要进行专门维护清理，只需将窗户打开待二氧化碳散尽即可；

⑤针对二氧化碳气瓶储集能力有限，若二氧化碳消耗完毕后火灾仍没有扑灭，则程序在设定时间内启动备用灭火器继续灭火，备用灭火器直接与自来水管连接，采用水为灭火材料，可进一步保证火灾能被扑灭；

⑥采用了具有自动探测火灾及自动喷发灭火材料的隐蔽式玻璃球喷头，既不浪费灭火材料又能起到良好的灭火效果，最大限度的减少了备用灭火器启动而可能；

⑦借鉴了常规家用防火系统的优点，设置了报警程序，在火灾发生之初进行报警提醒室内人员及时处理或及时撤离，避免造成更大的损失；

⑧采用程序设计思路，精密计划每个执行步骤的顺序和启动时间。例如：首先进行火情报警，打开警铃提示室内人员尽快处理火情报警或离开室内，避免因灭火控制程序启动后因二氧化碳窒息造成人员伤亡。

⑨借鉴喷水灭火系统的优势，充分利用二氧化碳密度比空气大，采用喷头喷发二氧化碳气体，保证了最佳灭火效果二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，同时稀释被保护空间的氧气浓度达到窒息灭火的效果

这里采用的是二氧化碳被高压液化后罐装储存，在常压下，液态的二氧化碳会立即汽化，喷放时体积急剧膨胀并吸收大量的热，可降低火灾现场的温度；且二氧化碳具有较高的密度，约为空气的1.5倍。因而灭火时二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，同时稀释被保护空间的氧气浓度达到窒息灭火的效果。

附图说明

图1：家用自动防火灭火系统各部件连接示意图。

图2：自动防火灭火系统控制流程图。

具体实施方式

下面列举实施例对本发明进行更为详细的说明，但本发明并不仅限于这些实施例。

系统安装调试完成之后探测器探测将探测到的结果通过电信号传输到处理器，处理器判断程序根据处理判断程序中设置的相关参数进行对比进而判断是否发生火灾或燃气泄漏，如不满足设定参数要求则判断未发生火灾，探测器继续探测，具体的自动防火灭火系统控制流程图如图2。

如果满足参数设定要求则判断发生火灾或燃气泄漏，此时探测传感器继续探测，处理器启动报警程序发出报警指令，播放警铃、语音提示，如图2中处理报警程序→报警器→警铃及语音提示；此时如果在规定的时间内处理则报警器则不向主人和物业发出信息，如图2中手动按钮→返回第一步；若不处理则向主人和物业发送火灾或燃气泄漏信息，提醒及时处理，如图2中手动按钮→信息发送器；并启动处理器执行程序，执行程序启动发出执行命令管壁燃气入户开关和家用电路总电源，如图2中处理器执行程序→燃气入户阀门、处理器执行程序→家用电路总开关。

接着进入火灾复核程序复核是否设定发生火灾参数，如未发生火灾则继续监测，否则判定为燃气泄漏，探测器继续探测，如图2中处理器复核程序→探测传感器；若发生火灾则启动灭火程序，灭火程序首先打开二氧化碳开关，二氧化碳沿实现安装的管路流通，通过隐蔽式具有自动探测火灾的玻璃球喷头喷出，从而达到灭火的效果，在二氧化碳灭火器与切换阀门间安装有压力传感器，如图2中处理器复核程序→处理器灭火程序→二氧化碳灭火器→压力传感器→切换阀门→灭火喷头；如果二氧化碳气体耗尽仍不不能灭火则在设定时间内启动备用灭火器，利用自来水进行灭火如图2中处理器灭火程序→备用灭火器→切换阀门→灭火喷头。

一种家用自动防火灭火系统包括以下主要部件：探测传感器、处理器、报警器、控制开关、二氧化碳灭火器、备用灭火器及手动按钮。

所述的探测传感器将探测到的结果通过电信号传输到处理器，处理器对探测传感器的信号进行分析处理，并控制报警器和控制开关；控制开关对燃气入户开关、家用电总开关、二氧化碳灭火器和备用灭火器进行控制。

各部件的主要作用如下：

①探测传感器，探测传感器是整个自动防火灭火系统的眼睛和耳朵，本系统采用的探测传感器主要是采用针对燃气泄漏的气体传感器和多个探头的温度传感器组合而成，温度和气体传感器将探测到的温度和气体信号传送到处理器，处理器启动判断程序与设定值进行对比并进行判断。探测传感器具体介绍如下：

温度传感器可将检测到的温度通过电信号传送到处理器，并经过处理器判断程序进行处理；采用多个探头可确保火灾探测准确及时。例如在火灾发生初期建筑物的温度会不断上升，探测传感器将探测到的温度传送到处理器，当温度上升到超过设定值温度则启动报警程序；如果没有则继续探测。

气体传感器主要用于探测是否有燃气泄漏，并将探测结果与报警程序中的设定值进行对比，当探测到的燃气浓度大于设定值时，处理器启动报警程序，如没有则继续监测。

②处理器(市场购买、程序自己编写)，处理器是整个自动防火灭火系统的中枢神经，它的软件系统主要由处理器判断程序、处理器报警程序、处理器执行程序、处理器复核程序、处理器灭火程序组成。

处理器判断程序：根据探测器探测到的结果，判断是否发生火灾或燃气泄漏；如果没有则继续探测，如果发生则发生继续探测的同时进入处理器报警程序。

处理器报警程序：根据处理器判断程序的判断结构启动报警器打开警铃及播放语音提示，如果在规定时间内处理则返回第一步继续探测(这儿要求延迟5分钟后再启动)，如没有人在规定时间内处理则信息发送器相主人和物业发送信息，告知发生火灾或燃气泄漏，并进入处理器执行程序。

处理器执行程序：根据报警程序的发出的指令，关闭燃气入户阀门和家用电路总开关，防止因电路和燃气管道起火将火势扩大。并进入火灾复核程序。

处理器复核程序：根据温度传感器赶来的信号对温度预设定温度进行对比，若温度低于设定温度则判断为燃气泄漏，返回第一步继续监测；若温度高于设定温度，则判断发生火灾，进入处理器灭火程序。

处理器灭火程序：主要通过程序控制二氧化碳灭火器气瓶的开关，并通过压力传感器监测到的压力变化判断二氧化碳气体是否耗尽，如耗尽则灭火程序2分钟延迟启动备用灭火器，备用灭火器启动条件是火情没有消除且达到了启动时间。

③报警器：主要由警铃及语音提示、手段按钮、信息发送装置组成，根据处理器报警程序的要求播放警铃及语音提示，手动按钮则根据不同的选则进入不同的程序，决定是否启动执行程序、火灾复核程序及灭火程序，信息发送器通过联网可及时提醒物业和房屋主人及时了解情况并采取相应措施处理，防止火灾蔓延。

④控制开关主要有二氧化碳灭火器阀门、备用灭火器阀门、天然气阀门、电源总开关，根据处理器发出的指令及时打开或关闭；例如：火灾发生时处理器执行程序发出指令关闭燃气入户阀门和家用电路总开关，防止火灾因电路和燃气管道扩大，引发重大火灾事故；二氧化碳灭火器阀门和备用灭火器开光都采用常闭式结构，根据程序指令打开灭火器阀门，使二氧化碳或水通过管路从喷头喷出进行灭火。

⑤二氧化碳灭火器主要由二氧化碳喷头、二氧化碳灭火器阀门(可通过灭火程序电动打开)和二氧化碳气瓶(罐)组成，气瓶(罐)储存用于灭火的二氧化碳气体，这里的二氧化碳是被高压液化后罐装储存，在常压下，液态的二氧化碳会立即汽化，喷放时体积急剧膨胀并吸收大量的热，可降低火灾现场的温度；且二氧化碳具有较高的密度，约为空气的1.5倍；因而灭火时二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，同时稀释被保护空间的氧气浓度达到窒息灭火的效果。

⑥备用电源当家用电路总开关关闭后为整个自动防火灭火系统供电。

⑦切换阀门主要由两个单流阀通过三通进行连接，防止二氧化碳进入备用灭火器或自来水进入二氧化碳气瓶

⑧备用灭火器由连接到自来水管的接头和备用灭火器阀门组成，备用灭火器阀门可通过灭火程序进行电动控制，采用常关式结构。

⑨灭火器喷头采用的是隐蔽式玻璃球喷头(市场订做)，这种喷头主要由洒水喷头、内螺套及盖板等组成，且内螺套与盖板间采用低熔点易熔合金焊接紧固，当防护区内发生火灾使环境温度升高，达到易熔合金的熔点(一般低于玻璃球公称动作温度10℃)时，盖板首先从内螺套脱落，使喷头暴露，温度继续升高达到玻璃球动作温度时玻璃球爆破，玉石密封件脱落，喷头开启并按设定参数进行灭火；因而具有自动探测火灾并喷发灭火材料的功能，可大大减少二氧化碳的消耗量，从而达到良好的灭火效果。

⑩压力传感器位于二氧化碳气瓶阀门出口由于监测二氧化碳的消耗情况，当压力低于设定压力，若此时火灾仍未扑灭则灭火程序将启动备用灭火器。

其它组件主要有连接线和灭火管线，连接线主要用于传递信息，如处理器与探测器、处理器与控制器的连接线；其他用用于传递电流入处理器与探测器、处理器与插座、备用电源的连接线。灭火管线用于输送灭火二氧化碳和水进行灭火。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，包括以下主要部件：探测传感器、处理器、报警器、控制开关、二氧化碳灭火器、备用灭火器及手动按钮；所述的探测传感器将探测到的结果通过电信号传输到处理器，处理器对探测传感器的信号进行分析处理，并控制报警器和控制开关；控制开关对燃气入户开关、家用电总开关、二氧化碳灭火器和备用灭火器进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，所述的处理器的软件系统主要由处理器报警程序、处理器执行程序、处理器复核程序和处理器灭火程序组成。

3.根据权利要求1所述的一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，所述的报警器为警铃、语音提示和信息发送器。

4.根据权利要求1所述的一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，所述的探测传感器主要是采用针对燃气泄漏的气体传感器和多个探头的温度传感器组合而成。

5.根据权利要求1所述的一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，在火警发生后，如果二氧化碳气体耗尽仍不能灭火，则处理器启动备用灭火器继续灭火，备用灭火器通过转换阀门直接与自来水管连接。

6.根据权利要求1所述的一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，所述的家用自动防火灭火系统还包括，当家用电路总开关关闭后为整个自动防火灭火系统供电的备用电源。

7.根据权利要求1所述的一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，所述的二氧化碳灭火器主要由灭火器喷头、灭火器阀门和二氧化碳气瓶组成。

8.根据权利要求7所述的一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，所述的二氧化碳灭火器喷头采用的是隐蔽式玻璃球喷头。

9.根据权利要求8所述的一种家用自动防火灭火系统，其特征在于，所述的二氧化碳气瓶阀门出口处还安装有监测二氧化碳的消耗情况的压力传感器。