CN110013632B - 一种控火烟囱及建筑物的防火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控火烟囱，包括：烟囱腔体，烟囱腔体的一端为烟气入口，烟囱腔体的另一端为烟气出口，靠近烟气出口的部分腔体为收缩的颈部腔体，以实现增加烟气的流速；阻火器，包括若干数量的金属薄板，这些薄板沿烟气流动的方向平行布设于烟气入口内；烟囱腔体靠近板的末端的位置设有吸气通孔；阻火金属网板，垂直于烟气的流动方向，安装于烟气出口处。该种控火烟囱设计结构紧凑，并且能够在有限空间内熄灭火焰和稀释烟气，达到限制火势竖向蔓延的目的。

Description

一种控火烟囱及建筑物的防火装置

技术领域

本发明属于火灾防护设备技术领域，尤其涉及一种控火烟囱及建筑物的防火装置。

背景技术

随着国内各大城市高层建筑数量的增加，高层建筑火灾发生的频率也随之增加，室内火灾的户外垂直蔓延问题是困扰高层建筑安全的重要原因。

当火灾发生竖向蔓延之后，很容易超过当地的防控能力，现有的消防设备很难对起火点进行充分有效的控制，导致火势进一步蔓延扩大，救援难度不断增加，死伤人数及财产损失也不断增加，高层建筑火灾的防控难题已经成为一个世界性的难题。

高层建筑火灾防控难的问题在于：

由于气候和习惯的原因，中国高层建筑较少采用全封闭的结构，大多利用阳台进行晾晒，楼层之间的封闭性不足，不同楼层相同位置的燃料堆积给火灾的垂直蔓延提供了失控隐患。

为控制火焰从窗口冒出导致的火灾蔓延,现有的控制火灾方法主要有两种，一种是增加壁面开口(门窗)之间的垂直距离(即窗槛墙和门槛墙)，让高温火焰被长距离减温之后才能到达第二个窗口；另一种是设置防火挑檐，通过把溢出的烟气收集递送到一定距离之外，避免高温烟气对其他窗口的干扰。两者都是以空间换取能量耗散，避免蔓延的效果。经过试验研究，天津大学王宗存发现窗槛墙高度不小于1.2米，防火挑檐宽度不小于1米，才能有效防止火灾的竖向蔓延。

然而，由于历史问题和建筑设计的局限性，窗槛墙和防火挑檐经常达不到上述的标准。建筑的外观审美要求，或者缺乏有效的空间裕量，让上述的窗槛墙和防火挑檐不是建筑设计的首要考量，经常发生设计不足或设计缺失。在这种情况下，高层建筑安全需要一种紧凑的、能够灭火的并防止火势蔓延的控火装置，本发明就是针对这种市场需求进行的研发。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种控火烟囱及建筑物的防火装置，该种控火烟囱设计结构紧凑，并且能够在有限空间内熄灭火焰和稀释烟气，达到限制火势竖向蔓延的目的。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种控火烟囱，包括：

烟囱腔体，所述烟囱腔体的一端为烟气入口，所述烟囱腔体的另一端为烟气出口，靠近所述烟气出口的部分腔体为收缩的颈部腔体，以实现增加烟气的流速；

阻火器，包括若干数量的板，若干所述板沿烟气流动的方向平行布设于所述烟气入口内；

所述烟囱腔体靠近所述板的末端的位置设有吸气通孔；

阻火金属网板，垂直于烟气的流动方向，安装于所述烟气出口处。

根据本发明一实施例，所述板为直板或者波纹板。

根据本发明一实施例，所述烟气入口的第一侧设有第一转动连接部，所述第一转动连接部用于和外部墙面或防火挑檐转动连接。

根据本发明一实施例，所述烟气入口的第二侧设有第二转动连接部以及烟气挡板，所述烟气挡板与所述第二转动连接部转动连接。

根据本发明一实施例，所述烟气挡板的高度大于或等于0.1米。

根据本发明一实施例，所述烟囱腔体壁面的厚度在0.1厘米至2.0厘米之间。

根据本发明一实施例，所述板的厚度在0.1厘米至2.0厘米之间。

基于相同的发明构思，本发明还提供了一种建筑物的防火装置，包括上述实施例中的控火烟囱。

基于相同的发明构思，本发明还提供了另一种建筑物的防火装置，包括上述一个实施例中的控火烟囱、温度传感器、烟气探测器、控制器、驱动部、传动部；

所述控火烟囱的第一转动连接部与所述建筑物的防火挑檐的末端转动连接；

所述温度传感器、所述烟气探测器设于所述防火挑檐上，所述温度传感器、所述烟气探测器均与所述控制器电连接；

所述控制器还与所述驱动部电连接，所述驱动部的驱动端与所述传动部的一传动端连接，所述传动部的执行端与所述第一转动连接部一侧的烟囱腔体连接；

在收缩状态下，所述控火烟囱位于所述防火挑檐的上表面；

在工作状态下，所述控制器响应于所述温度传感器和/或所述烟气探测器的报警信号，控制所述驱动部工作，所述驱动部驱动所述传动部动作，所述传动部推动所述烟囱腔体围绕所述第一转动连接部旋转至远离所述防火挑檐的位置处，所述烟气入口朝向所述防火挑檐以下的空间，所述烟气挡板处于竖直状态。

基于相同的发明构思，本发明还提供了另一种建筑物的防火装置，包括上述一个实施例中的控火烟囱、温度传感器、烟气探测器、控制器、驱动部、传动部；

所述控火烟囱的第一转动连接部与所述建筑物的墙壁开口的上侧边转动连接；

所述温度传感器、所述烟气探测器设于所述墙壁开口处，所述温度传感器、所述烟气探测器均与所述控制器电连接；

所述控制器还与所述驱动部电连接，所述驱动部的驱动端与所述传动部的一传动端连接，所述传动部的执行端与所述第一转动连接部一侧的烟囱腔体连接；

在收缩状态下，所述控火烟囱竖直放置且位于所述墙壁开口的上方，并靠近所述建筑物的墙壁；所述烟气挡板与所述第二转动连接部一侧的烟囱腔体贴合连接；

在工作状态下，所述控制器响应于所述温度传感器和/或所述烟气探测器的报警信号，控制所述驱动部工作，所述驱动部驱动所述传动部动作，所述传动部推动所述烟囱腔体围绕所述第一转动连接部旋转至远离所述墙壁的位置处，所述烟气入口朝向所述墙壁开口，所述烟气挡板处于竖直状态。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

沿着高温烟气的流动方向，本发明一实施例公开的控火烟囱的阻火器可首先对高温烟气进行灭火，灭火后的高温烟气从吸气通孔卷吸外部空气，进行混合稀释和冷却，稀释降温后的烟气经过收缩的颈部腔体的增加烟气流速，再通过阻火金属网板进行大气排放，保证了稀释混合降温的有效空间(烟囱内)没有再次点燃的可能性。高温烟气经过本发明中的控火烟囱变成了低温低浓度的烟气，可以在大气中安全排放。没有明焰的高温辐射效果，高温火焰的竖向蔓延就无法实现。

附图说明

图1为本发明的一种控火烟囱的结构示图；

图2为本发明的一种建筑物的防火装置(防火挑檐)伸缩状态的结构示图；

图3为本发明的一种建筑物的防火装置(防火挑檐)工作状态的结构示图；

图4为本发明的一种建筑物的防火装置(墙壁)伸缩状态的结构示图；

图5为本发明的一种建筑物的防火装置(墙壁)工作状态的结构示图。

附图标记说明：

1：烟囱腔体；101：烟气入口；102：烟气出口；103：颈部腔体；104：吸气通孔；2：阻火器；201：板；3：阻火金属网板；4：第一转动连接部；5：第二转动连接部；6：烟气挡板；7：防火挑檐；8：墙壁。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种控火烟囱及建筑物的防火装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1至图5，一种控火烟囱，包括：烟囱腔体1，烟囱腔体1的一端为烟气入口101，烟囱腔体1的另一端为烟气出口102，靠近烟气出口102的部分腔体为收缩的颈部腔体103，以实现增加烟气的流速；阻火器2，包括若干数量的板201，若干板201沿烟气流动的方向平行布设于烟气入口101内；烟囱腔体1靠近板201的末端的位置设有吸气通孔104；阻火金属网板3，垂直于烟气的流动方向，安装于烟气出口102处。

沿着高温烟气的流动方向，本实施例公开的控火烟囱的阻火器2可首先对高温烟气进行灭火，灭火后的高温烟气从吸气通孔104卷吸外部空气，进行混合稀释和冷却，稀释降温后的烟气经过收缩的颈部腔体103的增加烟气流速，再通过阻火金属网板3进行大气排放，保证了稀释混合降温的有效空间(烟囱内)没有再次点燃的可能性。高温烟气经过本发明中的控火烟囱变成了低温低燃气浓度的烟气，可以在大气中安全排放。没有明焰的高温辐射效果，高温火焰的竖向蔓延就无法实现。

进一步地，板201为直板或者波纹板。

进一步地，烟气入口101的第一侧设有第一转动连接部4，第一转动连接部4用于和外部墙面或防火挑檐7转动连接。

进一步地，烟气入口101的第二侧设有第二转动连接部5以及烟气挡板6，烟气挡板6与第二转动连接部5转动连接。

进一步地，烟气挡板6的高度大于或等于0.1米。

进一步地，烟囱腔体1壁面的厚度在0.1厘米至2.0厘米之间。

进一步地，板201的厚度在0.1厘米至2.0厘米之间。

实施例2

基于相同的发明构思，本发明还提供了一种建筑物的防火装置，包括实施例1中的控火烟囱。

实施例3(在已有挑檐上方的安装使用方式)

参看图1至图3，基于相同的发明构思，本发明还提供了另一种建筑物的防火装置，包括上述实施例1中的控火烟囱、温度传感器、烟气探测器、控制器、驱动部、传动部；控火烟囱的第一转动连接部4与建筑物的防火挑檐7的末端转动连接；温度传感器、烟气探测器设于防火挑檐7上，温度传感器、烟气探测器均与控制器电连接；控制器还与驱动部电连接，驱动部的驱动端与传动部的一传动端连接，传动部的执行端与第一转动连接部4一侧的烟囱腔体1连接；在收缩状态下，控火烟囱位于防火挑檐7的上表面；在工作状态下，控制器响应于温度传感器和/或烟气探测器的报警信号，控制驱动部工作，驱动部驱动传动部动作，传动部推动烟囱腔体1围绕第一转动连接部4旋转至远离防火挑檐7的位置处，烟气入口101朝向防火挑檐7以下的空间，烟气挡板6处于竖直状态。

本实施例可以改进防火挑檐7的控火效果，避免了需要1米以上才能有效防止火灾竖向蔓延的要求。对于已有的防火挑檐7改造工程，可以增加控火效果，避免高层火灾的竖向蔓延难题。具体说明如下。

控火烟囱可以是两片金属压制而成，与防火挑檐7外端相连。当火灾发生后，控火烟囱被张开，与防火挑檐7形成90度到150度夹角，同时烟气挡板6张开，垂直地面。烟气挡板6的深度决定了可以拦截的烟气厚度(烟气厚度取决于开口的高度)，通常在0.25米左右。如果防火挑檐7本身很短，倾斜安装的控火烟囱相当于增加了防火挑檐7的效果。正常情况下，垂直(90度)安装产生最大的抽吸效果，可以最大程度地发挥卷吸作用和空气的稀释效果。

火灾发生后，挑檐下安装的温度探测器以及烟雾探测器触发报警信号，控制器响应于温度传感器和/或烟气探测器的报警信号，控制驱动部工作，驱动部驱动传动部动作，传动部推动烟囱腔体1围绕第一转动连接部4旋转至远离防火挑檐7的位置处，烟气入口101朝向防火挑檐7以下的空间，同时附属的烟气挡板6下垂，对外流的烟气进行拦截。拦截后的烟气通过阻火器2，进行冷却和灭火。烟气通过阻火器2的流动损失，被烟囱效应产生的吸力所补偿。上升的烟气从吸气通孔104卷吸外部空气，进行混合稀释和冷却，稀释降温后的烟气经过颈部腔体103的加速，再通过阻火金属网板3进行大气排放，两者保证了稀释混合降温的有效空间(烟囱内)没有再次点燃的可能性。

本实施例中的驱动部可以是电机，传动部可以是推杆。需要说明的是，本实施例中的驱动部、传动部是为了实现控火烟囱的转动，现有的其他常规设计也可以。

实施例4(在没有挑檐的墙壁上的安装使用方式)

参看图1、图4、图5，基于相同的发明构思，本发明还提供了另一种建筑物的防火装置，包括上述实施例1中的控火烟囱、温度传感器、烟气探测器、控制器、驱动部、传动部；控火烟囱的第一转动连接部4与建筑物的墙壁8的开口的上侧边转动连接；温度传感器、烟气探测器设于墙壁8的开口处，温度传感器、烟气探测器均与控制器电连接；控制器还与驱动部电连接，驱动部的驱动端与传动部的一传动端连接，传动部的执行端与第一转动连接部4一侧的烟囱腔体1连接；在收缩状态下，控火烟囱竖直放置且位于墙壁8的开口的上方，并靠近建筑物的墙壁8；烟气挡板6与第二转动连接部5一侧的烟囱腔体1贴合连接；在工作状态下，控制器响应于温度传感器和/或烟气探测器的报警信号，控制驱动部工作，驱动部驱动传动部动作，传动部推动烟囱腔体1围绕第一转动连接部4旋转至远离墙壁8的位置处，烟气入口101朝向墙壁8的开口，烟气挡板6处于竖直状态。

本实施例可以对任意的开口进行控火，避免了窗槛墙需要1.2米以上才能有效防止火灾竖向蔓延的要求。对于缺乏防火挑檐7设计的高层建筑，可以有针对性地进行防火改造，达到控制高层火灾火灾的竖向蔓延的目标。具体说明如下。

参看图4和图5，针对大部分建筑没有防火挑檐7的场合，另一种墙面安装的实施方式如下，控火烟囱贴壁面安装，附属的烟气挡板6收缩，刚好盖住吸气通孔104，防止外部的烟尘干扰。火灾发生后，门窗出口上端安装的温度传感器或烟雾探测器触发启动报警信号，打开本发明到倾斜位置(控火烟囱的主轴与壁面大约成45度夹角)，同时附属的烟气挡板6下垂，对外流的烟气进行拦截。拦截后的烟气通过阻火器2，进行冷却和灭火，然后与吸气通孔104吸入的空气进行混合稀释，稀释气体经过颈部腔体103的加速，再通过阻火金属网板3进行大气排放。

本设计的核心理念是阻火器2能够熄灭火势，烟囱效应补偿烟气经过阻火器2的流动损失，吸气通孔104根据伯努利原理吸入足够的空气对高温烟气进行稀释。稀释和降温后的烟气通过颈部腔体103和阻火金属网板3，就可以安全地放空。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种建筑物的防火装置，其特征在于，包括控火烟囱、温度传感器、烟气探测器、控制器、驱动部、传动部；

所述控火烟囱包括：

烟囱腔体，所述烟囱腔体的一端为烟气入口，所述烟囱腔体的另一端为烟气出口，靠近所述烟气出口的部分腔体为收缩的颈部腔体，以实现增加烟气的流速；

阻火器，包括若干数量的板，若干所述板沿烟气流动的方向平行布设于所述烟气入口内；

所述烟囱腔体靠近所述板的末端的位置设有吸气通孔；

阻火金属网板，垂直于烟气的流动方向，安装于所述烟气出口处；

所述烟气入口的第一侧设有第一转动连接部，所述第一转动连接部用于和外部墙面或防火挑檐转动连接；

所述烟气入口的第二侧设有第二转动连接部以及烟气挡板，所述烟气挡板与所述第二转动连接部转动连接；

所述控火烟囱的第一转动连接部与所述建筑物的防火挑檐的末端转动连接；

所述温度传感器、所述烟气探测器设于所述防火挑檐上，所述温度传感器、所述烟气探测器均与所述控制器电连接；

所述控制器还与所述驱动部电连接，所述驱动部的驱动端与所述传动部的一传动端连接，所述传动部的执行端与所述第一转动连接部一侧的烟囱腔体连接；

在收缩状态下，所述控火烟囱位于所述防火挑檐的上表面；

在工作状态下，所述控制器响应于所述温度传感器和/或所述烟气探测器的报警信号，控制所述驱动部工作，所述驱动部驱动所述传动部动作，所述传动部推动所述烟囱腔体围绕所述第一转动连接部旋转至远离所述防火挑檐的位置处，所述烟气入口朝向所述防火挑檐以下的空间，所述烟气挡板处于竖直状态。

2.一种建筑物的防火装置，其特征在于，包括控火烟囱、温度传感器、烟气探测器、控制器、驱动部、传动部；

所述控火烟囱包括：

烟囱腔体，所述烟囱腔体的一端为烟气入口，所述烟囱腔体的另一端为烟气出口，靠近所述烟气出口的部分腔体为收缩的颈部腔体，以实现增加烟气的流速；

阻火器，包括若干数量的板，若干所述板沿烟气流动的方向平行布设于所述烟气入口内；

所述烟囱腔体靠近所述板的末端的位置设有吸气通孔；

阻火金属网板，垂直于烟气的流动方向，安装于所述烟气出口处；

所述烟气入口的第一侧设有第一转动连接部，所述第一转动连接部用于和外部墙面或防火挑檐转动连接；

所述烟气入口的第二侧设有第二转动连接部以及烟气挡板，所述烟气挡板与所述第二转动连接部转动连接；

所述控火烟囱的第一转动连接部与所述建筑物的墙壁开口的上侧边转动连接；

所述温度传感器、所述烟气探测器设于所述墙壁开口处，所述温度传感器、所述烟气探测器均与所述控制器电连接；

所述控制器还与所述驱动部电连接，所述驱动部的驱动端与所述传动部的一传动端连接，所述传动部的执行端与所述第一转动连接部一侧的烟囱腔体连接；

在收缩状态下，所述控火烟囱竖直放置且位于所述墙壁开口的上方，并靠近所述建筑物的墙壁；所述烟气挡板与所述第二转动连接部一侧的烟囱腔体贴合连接；

在工作状态下，所述控制器响应于所述温度传感器和/或所述烟气探测器的报警信号，控制所述驱动部工作，所述驱动部驱动所述传动部动作，所述传动部推动所述烟囱腔体围绕所述第一转动连接部旋转至远离所述墙壁的位置处，所述烟气入口朝向所述墙壁开口，所述烟气挡板处于竖直状态。

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