CN111249651A - 一种用于船舶岸电系统的消防装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电源设备的技术领域，具体涉及一种用于船舶岸电系统的消防装置，包括设置在集装箱的岸电模块和消防模块，消防模块包括依次连接的控制单元、若干个探测单元及若干个释放单元，若干个探测单元和若干个释放单元并排设置于集装箱的顶部；若干个探测单元用于实时监测岸电模块的环境变化，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度；控制单元用于接收探测单元的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，若干个释放单元根据控制单元的指令释放灭火剂。本发明设置相应的消防模块，对火灾和高温进行监控和灭火，有助于提高消防装置的自动化水平，还能提高船舶岸电系统的安全性能。此外，本发明还开了一种用于船舶岸电系统的消防装置的控制方法。

Description

一种用于船舶岸电系统的消防装置及控制方法

技术领域

本发明属于电源设备的技术领域，具体涉及一种用于船舶岸电系统的消防装置及控制方法。

背景技术

如今，大型船舶特别是油船和集装箱船靠港时通常使用燃油制品发电，来满足船舶用电需求。近年来随着燃油价格屡创新高，船舶发电成本不断升高，而且重油在燃烧过程中产生大量硫化物和氮氧化物，对周边环境造成严重污染。如果采用陆地电网对靠港船舶供电，首先可以大幅减少港区环境污染，建设清洁宜人的绿色港口，其次可以降低船舶靠港时运行费用，增加码头港口及发电部门的供电收入，对于节能减排也具有十分重要的意义。

发明人发现现有的方案至少还存在以下缺陷：无法对岸电系统的火灾和高温进行监控，导致船舶岸电系统的安全性较低。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种用于船舶岸电系统的消防装置，设置相应的消防模块，对火灾和高温进行监控和灭火，有助于提高消防装置的自动化水平，还能提高船舶岸电系统的安全性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于船舶岸电系统的消防装置，包括设置在集装箱的岸电模块和消防模块，所述消防模块包括依次连接的控制单元、若干个探测单元及若干个释放单元，若干个所述探测单元和若干个所述释放单元并排设置于所述集装箱的顶部；

若干个所述探测单元用于实时监测所述岸电模块的环境变化，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度；

所述控制单元用于接收所述探测单元的所述烟雾浓度、所述温度值、所述气体流量值及所述氧气浓度，若干个所述释放单元根据所述控制单元的指令释放灭火剂。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，所述探测单元实时监测所述集装箱的各个区域，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，当某区域的所述烟雾浓度、所述温度值、所述气体流量值及所述氧气浓度超出预设范围，则单独控制该区域的所述释放单元释放灭火剂。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，所述控制单元和所述释放单元之间设置有反馈单元，所述反馈单元用于将所述灭火剂的释放量反馈给所述控制单元。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，所述控制单元设置有通讯器、延时器及报警器，所述通讯器通过有线或无线的方式连接终端设备，所述延时器连接于所述释放单元，所述报警器为警铃报警或声光报警。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，所述控制单元还设置有放气指示灯、紧急放气按钮、紧急停止按钮及压力开关。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，所述探测单元包括温感器、烟感器、气体流量测定器及氧气浓度测定器，所述温感器、所述烟感器、所述气体流量测定器及所述氧气浓度测定器均连接于所述控制单元。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，若干个所述释放单元均设置有电磁阀，所述电磁阀连接于所述控制单元。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，若干个所述释放单元均连接于应急启动单元，所述应急启动单元设置有手动启动器。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，所述消防模块还设置有消防联动单元，所述消防联动单元包括消防应急广播器、消防电话自动拨打器及防火卷帘门升降器，所述消防应急广播器、所述消防电话自动拨打器及所述防火卷帘门升降器均连接于所述控制单元。

作为本发明所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置的一种改进，所述消防模块还设置有电源，所述控制单元、若干个所述探测单元及若干个所述释放单元均连接所述电源。

本发明的目的之二在于提供一种用于船舶岸电系统的消防装置的控制方法，包括：

根据探测单元的数量，将集装箱划分为若干个区域；

实时监测所述集装箱的各个区域，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度；

当某区域的所述烟雾浓度、所述温度值、所述气体流量值及所述氧气浓度超出预设范围，则单独控制该区域的所述释放单元释放灭火剂。

本发明的有益效果在于，本发明包括设置在集装箱的岸电模块和消防模块，所述消防模块包括依次连接的控制单元、若干个探测单元及若干个释放单元，若干个所述探测单元和若干个所述释放单元并排设置于所述集装箱的顶部；若干个所述探测单元用于实时监测所述岸电模块的环境变化，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度；所述控制单元用于接收所述探测单元的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，若干个所述释放单元根据所述控制单元的指令释放灭火剂。由于现有的岸电系统缺少相应的消防装置，无法对岸电系统的火灾和高温进行监控，导致船舶岸电系统的安全性较低，因此，采用探测单元实时监测岸电模块的环境变化，当某区域的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度超出预设范围，即火灾产生的烟雾、高温、气体流量大或氧气浓度小触发探测单元，探测单元向控制单元传输异常烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，控制单元控制释放单元释放灭火剂，起到扑灭火种的作用，其中，若干个探测单元和若干个释放单元并排设置于集装箱的顶部，相比单独设置探测单元和释放单元，由于岸电模块设置于集装箱，且集装箱大部分为长方体，控制单元能够根据探测单元判断火灾的范围，只开启火灾范围的释放单元，有利于减少灭火剂的释放量，降低消防装置的使用成本，同时，避免大范围使用灭火剂，导致不在火灾范围的岸电模块也受到损坏，使得后期维修成本上升；控制单元能够对接收到的烟雾浓度、温度值及异常探测单元的数量进行分析，还能根据集装箱的视频监控，实时跟踪火灾扑灭的情况，从而实现自动化操作，有助于提高消防装置的自动化水平。本发明设置相应的消防模块，对火灾和高温进行监控和灭火，有助于提高消防装置的自动化水平，还能提高船舶岸电系统的安全性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中控制单元的接线图。

图3为本发明中探测单元的电路图。

图4为本发明中电磁阀的电路图。

图5为本发明中紧急停止按钮的电路图。

图6为本发明中压力开关的电路图。

图7为本发明中紧急放气按钮的电路图。

其中：1-岸电模块；21-控制单元；22-探测单元；23-释放单元；211-通讯器；212-延时器；213-报警器；221-温感器；222-烟感器；231-电磁阀；3-反馈单元；4-应急启动单元；5-消防联动单元。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～7所示，一种用于船舶岸电系统的消防装置，包括设置在集装箱的岸电模块1和消防模块，消防模块包括依次连接的控制单元21、若干个探测单元22及若干个释放单元23，若干个探测单元22和若干个释放单元23并排设置于集装箱的顶部；若干个探测单元22用于实时监测岸电模块1的环境变化，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度；控制单元21用于接收探测单元22的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，若干个释放单元23根据控制单元21的指令释放灭火剂。由于现有的岸电系统缺少相应的消防装置，无法对岸电系统的火灾和高温进行监控，导致船舶岸电系统的安全性较低，因此，采用探测单元22实时监测岸电模块1的环境变化，当某区域的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度超出预设范围，即火灾产生的烟雾、高温、气体流量大或氧气浓度小触发探测单元22，探测单元22向控制单元21传输异常烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，控制单元21控制释放单元23释放灭火剂，起到扑灭火种的作用，其中，若干个探测单元22和若干个释放单元23并排设置于集装箱的顶部，相比单独设置探测单元22和释放单元23，由于岸电模块1设置于集装箱，且集装箱大部分为长方体，控制单元21能够根据探测单元22判断火灾的范围，只开启火灾范围的释放单元23，有利于减少灭火剂的释放量，降低消防装置的使用成本，同时，避免大范围使用灭火剂，导致不在火灾范围的岸电模块1也受到损坏，使得后期维修成本上升；控制单元21能够对接收到的烟雾浓度、温度值及异常探测单元22的数量进行分析，还能根据集装箱的视频监控，实时跟踪火灾扑灭的情况，从而实现自动化操作，有助于提高消防装置的自动化水平；控制单元21为PLC控制器或嵌入式控制器，PLC控制器采用可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程；嵌入式控制器是用于执行指定独立控制功能并具有复杂方式处理数据能力的控制系统，是由嵌入式微电子技术芯片，包括微处理器芯片、定时器、序列发生器或控制器等一系列微电子器件，来控制的电子设备或装置，能够完成监视、控制等各种自动化处理任务，其中，PLC控制器或嵌入式控制器均为市场上能够直接购买得到的型号。

由于安装有岸电模块1和消防模块的集装箱在海上环境中，受海上风浪和高温的影响，对探测单元22的安装位置较高，若探测单元22的位置安装不当，会造成烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度的测量不准确，因此，本实施例将若干个探测单元22和若干个释放单元23并排设置于集装箱的顶部，相比安装于侧部，探测单元22不易与岸电模块1的装置发生碰撞，同时，由于烟雾和热的空气会上升，且顶部阻挡较少，空气流动较好，设置在顶部更容易探测到烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度的变化，另外，为了防止集装箱内的温度过高，集装箱的顶部和侧部均设置有隔热膜。

优选的，探测单元22实时监测集装箱的各个区域，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，当某区域的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度超出预设范围，则单独控制该区域的释放单元23释放灭火剂。探测单元22将模拟信号转化为相应的数字信号，即，烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，控制单元21能够根据探测单元22判断火灾的范围，只开启火灾范围的释放单元23，有利于减少灭火剂的释放量，降低消防装置的使用成本，同时，避免大范围使用灭火剂，导致不在火灾范围的岸电模块1也受到损坏，使得后期维修成本上升。

优选的，控制单元21和释放单元23之间设置有反馈单元3，反馈单元3用于将灭火剂的释放量反馈给控制单元21。反馈单元3用于将灭火剂的释放量反馈给控制单元21，同时，控制单元21能够控制灭火剂的释放量，避免火灾的程度与实际灭火剂的释放量不匹配，如在火势较大时，灭火剂的释放量不足，因此，控制单元21和释放单元23之间设置有反馈单元3，能够根据实际需求释放灭火剂，避免浪费灭火剂，还有助于实现自动灭火，从而提高消防装置的自动化水平。

优选的，控制单元21设置有通讯器211、延时器212及报警器213，通讯器211通过有线或无线的方式连接终端设备，延时器212连接于释放单元23，报警器213为警铃报警或声光报警。通讯器211通过有线或无线的方式连接终端设备，便于终端设备远程控制控制单元21，有助于提高灭火的效果，同时，便于在紧急情况下，操作控制单元21，有利于降低火灾造成的损失；采用延时器212，避免火灾的程度与实际灭火剂的释放量不匹配，如在火势较小或探测单元22误报时，能够在延时范围内，通过紧急停止按钮停止释放灭火剂；警铃报警或声光报警均起到提醒用户或附近的人的作用，及时通知用户或附近的人做应急处理，有助于提高消防装置的安全性，根据火灾的程度，可以将警铃报警作为一次报警，声光报警作为二次报警，即按照优先等级进行区分，便于用户及时了解火灾情况。

优选的，控制单元21还设置有放气指示灯、紧急放气按钮、紧急停止按钮及压力开关。放气指示灯便于用户及时了解灭火剂的释放的情况；紧急放气按钮用于在紧急情况时，开启释放单元23释放灭火剂；紧急停止按钮用于在火势较小或探测单元22误报时，通过紧急停止按钮停止释放灭火剂，有助于减少灭火剂的释放量，从而降低消防系统的使用成本；压力开关用于调节释放单元23的内部压力，从而控制灭火剂释放时的压力，改变灭火剂释放的距离，有助于提高灭火的效果。

优选的，探测单元22包括温感器221、烟感器222、气体流量测定器及氧气浓度测定器，温感器221、烟感器222、气体流量测定器及氧气浓度测定器均连接于控制单元21。温感器221用于实时监测岸电模块1的环境变化，并转化为相应的温度值，烟感器222用于实时监测岸电模块1的环境变化，并转化为相应的烟雾浓度，由于火灾的初期时，需要氧气助燃，氧气开始流动，顶部的气体流量测定器能够快速检测气体的流动，有助于尽早发现火灾，进行灭火，减少较大的损失，同时，氧气的减少的情况，会被氧气浓度测定器及时发现，有助于尽早发现火灾，控制单元21根据烟雾浓度上升、温度值上升、气体流量值上升及氧气浓度下降的幅度和速度，结合视频监控的内容，判断是否发生火灾，有助于提高判断火灾的准确性。此外，集装箱所在的海上的环境是复杂多变的，多个参数作为判断依据，能够提高判断火灾的准确性，减少因为误判导致灭火剂错误释放造成的损失。

其中，温感器221、烟感器222、气体流量测定器及氧气浓度测定器交替设置于集装箱的顶部、侧部，以提高测量的准确性，温感器221、烟感器222、气体流量测定器及氧气浓度测定器均为市场上能够直接购买得到的型号。

优选的，若干个释放单元23均设置有电磁阀231，电磁阀231连接于控制单元21。增加电磁阀231，便于控制单元21控制释放单元23，同时，电磁阀231的反应速度较快，有助于提高消防装置的反应速度，从而提高消防装置的安全性，释放单元23相应的设置角度调节装置，角度调节装置受控制单元21，当控制单元21监测火灾蔓延时，通过角度调节装置使得火灾区域内的释放单元23均朝向火种，有助于快速进行灭火，降低火灾造成的影响。

优选的，若干个释放单元23均连接于应急启动单元4，应急启动单元4设置有手动启动器。应急启动单元4能够在紧急情况时，通过手动启动器，开启各个释放单元23释放灭火剂，避免控制单元21失效，导致无法控制火灾，其中，手动启动器可设置在集装箱的外部，便于操作人员进行控制。

优选的，消防模块还设置有消防联动单元5，消防联动单元5包括消防应急广播器、消防电话自动拨打器及防火卷帘门升降器，消防应急广播器、消防电话自动拨打器及防火卷帘门升降器均连接于控制单元21。消防应急广播器、消防电话自动拨打器及防火卷帘门升降器均为常用的消防联动设备，用户可以根据实际需求，选择消防应急广播器、消防电话自动拨打器及防火卷帘门升降器作为消防联动单元5，以提高消防装置的安全性。

实施例2

与实施例1不同的是：本实施例的消防模块还设置有电源，控制单元21、若干个探测单元22及若干个释放单元23均连接电源。电源可以为后备电源、岸电模块1的市电或岸电模块1储存的电能，电源保证控制单元21、若干个探测单元22及若干个释放单元23能够正常运行即可。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

如图1所示，一种用于船舶岸电系统的消防装置的控制方法，包括：

将若干个探测单元22和若干个释放单元23并排设置于集装箱，然后将集装箱划分为若干个区域；

实时监测集装箱的各个区域，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度；

当某区域的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度超出预设范围，则单独控制该区域的释放单元23释放灭火剂。

需要说明的是，本发明的控制方法中，采用探测单元22实时监测岸电模块1的环境变化，当某区域的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度超出预设范围，即火灾产生的烟雾、高温、气体流量大或氧气浓度小触发探测单元22，探测单元22向控制单元21传输异常烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度，控制单元21控制释放单元23释放灭火剂，起到扑灭火种的作用，其中，若干个探测单元22和若干个释放单元23并排设置于集装箱的顶部，相比单独设置探测单元22和释放单元23，由于岸电模块1设置于集装箱，且集装箱大部分为长方体，控制单元21能够根据探测单元22判断火灾的范围，只开启火灾范围的释放单元23，有利于减少灭火剂的释放量，降低消防装置的使用成本，同时，避免大范围使用灭火剂，导致不在火灾范围的岸电模块1也受到损坏，使得后期维修成本上升；控制单元21能够对接收到的烟雾浓度、温度值及异常探测单元22的数量进行分析，还能根据集装箱的视频监控，实时跟踪火灾扑灭的情况，从而实现自动化操作，有助于提高消防装置的自动化水平。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：包括设置在集装箱的岸电模块(1)和消防模块，所述消防模块包括依次连接的控制单元(21)、若干个探测单元(22)及若干个释放单元(23)，若干个所述探测单元(22)和若干个所述释放单元(23)并排设置于所述集装箱的顶部；

若干个所述探测单元(22)用于实时监测所述岸电模块(1)的环境变化，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度；

所述控制单元(21)用于接收所述探测单元(22)的所述烟雾浓度、所述温度值、所述气体流量值及所述氧气浓度，若干个所述释放单元(23)根据所述控制单元(21)的指令释放灭火剂。

2.如权利要求1所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：所述控制单元(21)和所述释放单元(23)之间设置有反馈单元(3)，所述反馈单元(3)用于将所述灭火剂的释放量反馈给所述控制单元(21)。

3.如权利要求1所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：所述控制单元(21)设置有通讯器(211)、延时器(212)及报警器(213)，所述通讯器(211)通过有线或无线的方式连接终端设备，所述延时器(212)连接于所述释放单元(23)，所述报警器(213)为警铃报警或声光报警。

4.如权利要求1或3所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：所述控制单元(21)还设置有放气指示灯、紧急放气按钮、紧急停止按钮及压力开关。

5.如权利要求1所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：所述探测单元(22)包括温感器(221)、烟感器(222)、气体流量测定器及氧气浓度测定器，所述温感器(221)、所述烟感器(222)、所述气体流量测定器及所述氧气浓度测定器均连接于所述控制单元(21)。

6.如权利要求1所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：若干个所述释放单元(23)均设置有电磁阀(231)，所述电磁阀(231)连接于所述控制单元(21)。

7.如权利要求1所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：若干个所述释放单元(23)均连接于应急启动单元(4)，所述应急启动单元(4)设置有手动启动器。

8.如权利要求1所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：所述消防模块还设置有消防联动单元(5)，所述消防联动单元(5)包括消防应急广播器、消防电话自动拨打器及防火卷帘门升降器，所述消防应急广播器、所述消防电话自动拨打器及所述防火卷帘门升降器均连接于所述控制单元(21)。

9.如权利要求1所述的一种用于船舶岸电系统的消防装置，其特征在于：所述消防模块还设置有电源，所述控制单元(21)、若干个所述探测单元(22)及若干个所述释放单元(23)均连接所述电源。

10.一种用于船舶岸电系统的消防装置的控制方法，其特征在于，包括：

根据探测单元(22)的数量，将集装箱划分为若干个区域；

实时监测所述集装箱的各个区域，并转化为相应的烟雾浓度、温度值、气体流量值及氧气浓度；

当某区域的所述烟雾浓度、所述温度值、所述气体流量值及所述氧气浓度超出预设范围，则单独控制该区域的所述释放单元(23)释放灭火剂。

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