CN108478958B - 柴油机扫气箱灭火装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柴油机扫气箱灭火装置及系统，涉及柴油机检测及控制技术领域，其中该柴油机扫气箱灭火装置包括检测设备、控制设备和执行设备；检测设备设置在柴油机的扫气箱内部与控制设备连接，将检测信号发送至控制设备以检测扫气箱内是否发生火灾；通过驱动电路与执行设备连接，接收检测信号，并发送执行指令至执行设备，执行设备通过释放不同灭火介质进行火灾预防和灭火操作。通过检测设备自动进行火灾判断，并可以预防火灾的发生。在确定发生火灾或者出现火灾征兆后，自动控制执行设备进行降温灭火操作，有效缩短了确认火灾到执行灭火的时间，达到及时发现火灾、快速消除安全隐患的目的，进而保障船舶的安全航行。

Description

柴油机扫气箱灭火装置及系统

技术领域

本发明涉及柴油机检测技术领域，尤其是涉及一种柴油机扫气箱灭火装置及系统。

背景技术

柴油机是船舶的主推进动力装置，其运行的可靠性直接关系到船舶的航行安全，一旦柴油机发生故障，将会导致整船瘫痪，因此对船舶柴油机进行实时监测具有极其重要的意义。船舶柴油机位于船舶机舱，而机舱位于甲板下部位置，由于其通风状况较差，舱室内温度较高，另外加之燃油燃烧不充分，极易出现排温偏高的现象，而排气温度过高会引起扫气箱、增压器失火，当船舶航行于较为恶劣的海况时，转速极易出现不稳甚至出现飞车的状况，严重影响生命财产安全。

现代大型船舶柴油机扫气箱火灾是困扰柴油机安全运行的一大难题，当前船舶设计、研发与管理人员对这一问题并没有较好的预防与解决办法，主要经过人工进行火灾判断后，才能采取人工打开扫气箱旁的蒸汽灭火阀门进行灭火。人工判断是否发生火灾、采取灭火行动花费较长时间，同时对于采取灭火的人员存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种柴油机扫气箱灭火装置及系统，以达到及时发现火灾、快速消除安全隐患的目的，进而保障船舶的安全航行。

第一方面，本发明实施例提供了一种柴油机扫气箱灭火装置，包括检测设备、控制设备和执行设备；

所述检测设备与所述控制设备连接，所述检测设备设置在柴油机的扫气箱内部，将检测信号发送至所述控制设备以检测所述扫气箱内是否发生火灾；

所述控制设备通过驱动电路与所述执行设备连接，接收所述检测信号，并发送执行指令至所述执行设备，以使所述执行设备执行降温灭火操作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述检测设备包括温度传感器和光敏传感器，所述温度传感器和光敏传感器均与所述控制设备连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述执行设备包括柴油机、蒸汽电磁阀、二氧化碳CO₂电磁阀，所述蒸汽电磁阀设置在蒸汽装置的出口处，所述CO₂电磁阀设置在CO₂装置的出口处。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述执行指令包括灭火执行指令和降温执行指令；

所述执行设备在接收到所述灭火执行指令后，控制柴油机调速器进行降速操作，控制所述蒸汽电磁阀和所述CO₂电磁阀开启；

所述执行设备在接收到所述降温执行指令后，控制所述蒸汽电磁阀开启。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述蒸汽装置内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制设备连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述显示设备与所述控制设备连接，用于显示检测设备的检测信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括显示设备，还包括报警装置，所述报警装置与所述控制设备连接；

当所述控制设备确定所述扫气箱内发生火灾或者出现火灾征兆时，发送报警指令至所述报警装置，以控制所述报警装置进行报警。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括远程通信模块，所述远程通信模块与所述控制设备；

所述控制设备通过所述远程通信模块，将接收到的所述检测信号发送至集控终端。

第二方面，本发明实施例还提供一种柴油机扫气箱灭火系统，包括蒸汽装置、CO₂装置及如第一方面及其任一种可能的实施方式所述的柴油机扫气箱灭火装置；所述柴油机扫气箱灭火装置的蒸汽电磁阀设置在所述蒸汽装置的出口处，所述柴油机扫气箱灭火装置的CO₂电磁阀设置在所述CO₂装置的出口处；所述蒸汽装置的出口和所述CO₂装置的出口均连接至所述柴油机内的各个扫气箱。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括锅炉装置，所述锅炉装置与所述控制设备通信连接，当所述控制设备确定发生火灾征兆或者确定发生火灾时，发送点火指令至所述锅炉装置，以使所述锅炉装置开启并输送蒸汽至所述蒸汽装置。

本发明实施例带来了以下有益效果：

在本发明实施例中，该柴油机扫气箱灭火装置包括检测设备、控制设备和执行设备；检测设备与控制设备连接，设置在柴油机的扫气箱内部，将检测信号发送至控制设备以检测扫气箱内是否发生火灾；控制设备通过驱动电路与执行设备连接，接收检测信号，并发送执行指令至执行设备，以使执行设备执行降温灭火操作。通过检测设备自动进行火灾判断，并可以预防火灾的发生。在确定发生火灾或者出现火灾征兆后，自动控制执行设备进行降温灭火操作，有效缩短了确认火灾到执行灭火的时间，达到及时发现火灾、快速消除安全隐患的目的，进而保障船舶的安全航行。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的柴油机扫气箱灭火装置的一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的柴油机扫气箱灭火装置的另一种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的柴油机扫气箱灭火系统的一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的柴油机扫气箱灭火系统的另一种结构示意图。

图标：

10-检测设备；101-温度传感器；102-光敏传感器；11-控制设备；12-执行设备；121-柴油机调速器；122-蒸汽电磁阀；123-CO₂电磁阀；13-驱动电路；14-A/D转换器；15-报警装置；16-压力传感器；17-显示设备；18-输入设备；19-远程通信模块；100-蒸汽装置；200-CO₂装置；300-柴油机扫气箱灭火装置；400-锅炉装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前大型船舶柴油机扫气箱火灾的处理，主要经过人工进行火灾判断后，才能采取人工打开扫气箱旁的蒸汽灭火阀门进行灭火。人工判断是否发生火灾、采取灭火行动花费较长时间，同时对于采取灭火的人员存在一定的安全隐患。基于此，本发明实施例提供的一种柴油机扫气箱灭火装置及系统，可以通过检测设备自动进行火灾判断，在确定发生火灾后，自动控制执行设备进行降温灭火操作，有效缩短了确认火灾到执行灭火的时间，达到及时发现火灾、快速消除安全隐患的目的，进而保障船舶的安全航行。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种柴油机扫气箱灭火装置进行详细介绍。

实施例一：

图1示出了本发明实施例提供的柴油机扫气箱灭火装置的一种结构示意图。如图1所示，该柴油机扫气箱灭火装置包括检测设备10、控制设备11和执行设备12。其中检测设备与控制设备连接，设置在柴油机的扫气箱内部，将检测信号发送至控制设备以检测扫气箱内是否发生火灾。控制设备通过驱动电路13与执行设备连接，接收检测信号，并发送执行指令至执行设备，以使执行设备执行降温灭火操作。

上述控制设备可以为单片机或者可编程控制器PLC(Programmable LogicController)。在可能的实施例中，控制设备可以但不限于为单片机STM32。驱动电路可以但不限于选用继电器，该继电器一端与STM32的相应引脚连接，另一端连接执行设备。

在可能的实施例中，参见图2，上述柴油机扫气箱灭火装置中，检测设备通过模拟/数字A/D转换器14与控制设备连接。A/D转换器将检测设备生成的模拟信号转换成数字信号后，发送至控制设备。

在本发明实施例中，通过检测设备自动进行火灾判断，在确定发生火灾或者出现火灾征兆后，自动控制执行设备进行降温灭火操作，有效缩短了确认火灾到执行灭火的时间，达到及时发现火灾、快速消除安全隐患的目的，进而保障船舶的安全航行。

在可能的实施例中，上述检测设备包括温度传感器101和光敏传感器102，温度传感器和光敏传感器均与控制设备连接。具体地，温度传感器和光敏传感器可以但不限于通过RS-232端口与控制设备STM32连接。温度传感器可以选用但不限于PT200，光敏传感器可以但不限于选用TEMT6000。检测信号包括温度值和光亮值，温度传感器用于检测扫气箱内的温度值，将该温度值发送至控制设备。光敏传感器用于检测扫气箱内的光亮值，将该光亮值发送至控制设备。当温度值超过高温阈值且光亮值超过光亮阈值时确定发生火灾，并采取有效的预防与处理措施，采用温度与光亮双重监测方式，保证了检测的准确性。

在可能的实施例中，上述执行设备包括柴油机调速器121、蒸汽电磁阀122、二氧化碳CO₂电磁阀123，蒸汽电磁阀设置在蒸汽装置的出口处，CO₂电磁阀设置在CO₂装置的出口处。具体地，蒸汽装置和CO₂装置包括多个出口，每个出口对应一个扫气箱，在可能的实施例中，蒸汽电磁阀和CO₂电磁阀均为多个，每个扫气箱均对应设置有一个蒸汽电磁阀和CO₂电磁阀。

执行设备在接收到上述执行指令后，控制柴油机调速器进行降速操作，控制相应的蒸汽电磁阀和CO₂电磁阀开启。进一步地，为了防止火灾事故扩大，当控制设备检测到柴油机的转速降低至预设阈值时，才会控制控制蒸汽电磁阀开启，控制CO₂电磁阀开启。

在可能的实施例中，控制设备对检测信号进行分析，当只有温度值超过高温阈值或者只有光亮值超过光亮阈值时，确定发生火灾征兆，此时控制对应扫气箱的蒸汽电磁阀开启进行火灾的预防。当温度值超过高温阈值且光亮值超过光亮阈值时确定发生火灾，控制开启对应扫气箱的蒸汽电磁阀和CO₂电磁阀以进行灭火，整个灭火过程不间断监测。灭火动作迅速，灭火情况自检与判断。

在可能的实施方式中，上述柴油机扫气箱灭火装置还包括报警装置15，该报警装置与控制设备连接。其中该报警装置可以但不限于为声光报警器、图文显示器等。具体地，当控制设备根据上述监测信号确定扫气箱内发生火灾或者出现火灾征兆时，发送报警指令至所述报警装置，以控制报警装置进行报警，从而及时通知相关工作人员进行处理。

在一个实施例中，上述蒸汽装置内设置有压力传感器16，压力传感器与控制设备连接。在可能的实施例中，压力传感器通过A/D转换器与控制设备连接。当控制设备确定扫气箱内发生火灾后，接收压力传感器通过A/D转换器发送的压力值，当压力值大于等于预设阈值时，控制蒸汽电磁阀开启。这样能够保证在蒸汽充足的情况下迅速形成蒸汽幕，使蒸汽达到有效的灭火浓度。

进一步地，根据上述压力值确定上述蒸汽电磁阀的开启时间。在可能的实施例中，将压力值划分为多个预设范围，如当上述压力值在第一预设范围时，该蒸汽电磁阀持续开启第一预设时长后关闭；当上述压力值在第二预设范围时，该蒸汽电磁阀持续开启第二预设时长后关闭。具体地，当压力值越大，蒸汽电磁阀持续开启的时间越短，这样实现降温灭火的同时，提高蒸汽的利用效率。

在可能的实施例中，根据CO₂的输出量确定是否关闭CO₂电磁阀，当CO₂的输出量达到预设值时，关闭CO₂电磁阀。其中CO₂的输出量可以根据CO₂装置出口处的流量计进行采集，该流量计与控制设备连接，可以将采集的CO₂的输出量实时发送至控制设备。

在可能的实施例中，上述柴油机扫气箱灭火装置还包括显示设备17，该显示设备与控制设备连接，用于显示检测设备的检测信号。

进一步地，上述柴油机扫气箱灭火装置还包括电源，该电源分别为控制设备、检测设备和执行设备供电。

进一步地，上述柴油机扫气箱灭火装置还包括输入设备18，该输入设备与控制设备连接。输入设备可以但不限于为输入按键，用户可以通过输入按键设置各个阈值，如高温阈值、光亮阈值和蒸汽压力对应的预设阈值等。这样可以由用户根据实际情况设定阈值，以达到最好的火灾检测效果，提高了用户体验及使用的灵活性。

在可能的实施例中，上述柴油机扫气箱灭火装置还包括远程通信模块19，该远程通信模块19与控制设备；控制设备通过远程通信模块，将接收到的检测信号发送至集控终端，以使集控室内的工作人员及时了解扫气箱内的参数情况。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有如下优点：

(1)扫气箱内部参数自动检查与分析

本实施例通过安装于扫气箱内部的检测设备，实时的对扫气箱内部情况进行自动检测，一旦出现问题迅速采取措施，不需要人为的进行检查判断，全部自动完成。

(2)扫气箱火灾情况通过智能控制代替人工判断与处理

本装置通过自动控制程序及自动化元件实现了扫气箱火灾的全部智能控制与处理，解决了人工处理火情不及时、不准确、存在危险的问题。

(3)各装置的联合协作的通信与反馈设计

扫气箱火灾的处理需要蒸汽装置、CO₂装置、柴油机本身等协调工作，本实施例将各个装置进行连接，实现信号的传输与反馈，保证火灾发生后能够及时连续的处理。

与目前的扫气箱火灾处理相比由人为判断变成自动检测，时间大大减少。发生火灾后由人工手动开阀灭火变成单片机控制电磁阀自动控制设备灭火，也减少火灾时间，保护柴油机设备和人员安全。

实施例二：

图3示出了本发明实施例提供的柴油机扫气箱灭火系统的一种结构示意图。如图3所示，该柴油机扫气箱灭火系统包括蒸汽装置100、CO2装置200及如实施例一中的柴油机扫气箱灭火装置300；柴油机扫气箱灭火装置的蒸汽电磁阀设置在蒸汽装置的出口处，柴油机扫气箱灭火装置的CO₂电磁阀设置在CO₂装置的出口处。蒸汽装置的出口和CO₂装置的出口均连接至柴油机内的各个扫气箱，并与各个扫气箱一一对应。这样，可以控制柴油机降速，并通过控制相应的CO₂电磁阀和蒸汽电磁阀就可以为相应的扫气箱输入CO₂和蒸汽，以对相应的扫气箱进行降温灭火操作。

在可能的实施例中，参见图4(部分器件未示出)，上述柴油机扫气箱灭火系统还包括锅炉装置400，锅炉装置与控制设备通信连接，当控制设备确定扫气箱内发生火灾或者出现火灾征兆时，发送点火指令至该锅炉装置，以使锅炉装置开启并输送蒸汽至蒸汽装置。

柴油机扫气箱火灾预防与灭火需要蒸汽装置、CO₂装置、锅炉装置及控制设备联合工作，以及柴油机本身的降速配合。本实施例将几个系统联合起来，一旦火灾发生，锅炉装置将被控制设备点火，并检测蒸汽压力，开启蒸汽装置与CO₂装置，并对柴油机调速器进行降速处理等，并根据蒸汽压力确定电磁阀开启时间，共同执行灭火任务。

本发明实施例提供的柴油机扫气箱灭火系统，与上述实施例提供的柴油机扫气箱灭火装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种柴油机扫气箱灭火装置，其特征在于，包括检测设备、控制设备和执行设备；

所述检测设备与所述控制设备连接，所述检测设备设置在柴油机的扫气箱内部，将检测信号发送至所述控制设备以检测所述扫气箱内是否发生火灾；

所述控制设备通过驱动电路与所述执行设备连接，接收所述检测信号，并发送执行指令至所述执行设备，以使所述执行设备执行降温灭火操作；

所述检测设备包括温度传感器和光敏传感器，所述温度传感器和光敏传感器均与所述控制设备连接；

所述执行设备包括柴油机、蒸汽电磁阀、二氧化碳CO₂电磁阀，所述蒸汽电磁阀设置在蒸汽装置的出口处，所述CO₂电磁阀设置在CO₂装置的出口处；

所述执行指令包括灭火执行指令和降温执行指令；

所述执行设备在接收到所述灭火执行指令后，控制柴油机调速器进行降速操作，控制所述蒸汽电磁阀和所述CO₂电磁阀开启；

所述执行设备在接收到所述降温执行指令后，控制所述蒸汽电磁阀开启；

所述控制设备与锅炉装置通信连接；所述控制设备在确定发生火灾征兆或者确定发生火灾时，发送点火指令至所述锅炉装置，以使所述锅炉装置开启并输送蒸汽至所述蒸汽装置；

所述控制设备用于对检测信号进行分析，在只有温度传感器检测到的温度值超过高温阈值或者只有光敏传感器检测到的光亮值超过光亮阈值时确定发生火灾征兆并向所述执行设备发送所述降温执行指令，在温度传感器检测到的温度值超过高温阈值且光敏传感器检测到的光亮值超过光亮阈值时确定发生火灾并向所述执行设备发送所述灭火执行指令。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽装置内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制设备连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括显示设备，所述显示设备与所述控制设备连接，用于显示检测设备的检测信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置与所述控制设备连接；

当所述控制设备确定所述扫气箱内发生火灾或者出现火灾征兆时，发送报警指令至所述报警装置，以控制所述报警装置进行报警。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括远程通信模块，所述远程通信模块与所述控制设备；

所述控制设备通过所述远程通信模块，将接收到的所述检测信号发送至集控终端。

6.一种柴油机扫气箱灭火系统，其特征在于，包括蒸汽装置、CO₂装置及如权利要求1至5任一项所述的柴油机扫气箱灭火装置；所述柴油机扫气箱灭火装置的蒸汽电磁阀设置在所述蒸汽装置的出口处，所述柴油机扫气箱灭火装置的CO₂电磁阀设置在所述CO₂装置的出口处；所述蒸汽装置的出口和所述CO₂装置的出口均连接至所述柴油机内的各个扫气箱；

所述系统还包括锅炉装置，所述锅炉装置与所述控制设备通信连接，当所述控制设备确定发生火灾征兆或者确定发生火灾时，发送点火指令至所述锅炉装置，以使所述锅炉装置开启并输送蒸汽至所述蒸汽装置。

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