CN114681843B - 一种自动电气灭火装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动电气灭火装置，包括外壳、填充有气溶胶发生剂的气溶胶发生剂容纳腔、填充有制冷剂的制冷剂容纳腔、以及填充在所述外壳和所述气溶胶发生剂容纳腔和/或所述制冷剂容纳腔之间的隔热材料，所述制冷剂容纳腔的一侧设有喷发口，所述气溶胶发生剂容纳腔内设有延伸至所述外壳外部的热敏线、两组线缆，第一组线缆在所述气溶胶发生剂容纳腔内部一端连接有电子点火头，第一组线缆另外一端与所述控制器通讯，所述第一组线缆传输的是电启动信号；第二组线缆在所述气溶胶发生剂容纳腔内部一端连接有温控开关，所述第二组线缆传输的是灭火器触发信号。本发明的自动电气灭火装置采用双保险冗余设计，可通过控制器或感温热敏线自动启动。

Description

一种自动电气灭火装置

技术领域

本发明属于电气消防领域，特别涉及一种自动电气灭火装置。

背景技术

火灾是最经常、最普遍威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一，随着现代社会信息化程度的不断提高和计算机网络技术的迅猛发展，社会各行各业的智能化、自动化系统也日渐普及，电气造成的火灾隐患越来越多。据统计：因电气原因造成的火灾占火灾总数的比例高达到30％左右。一旦发生火灾，不仅会造成人员生命危险、国家财产损失，而且恢复难度大，甚至会带来社会的负面影响，其经济损失无法估计。所以，对电力火灾消防工作已成为当前电力系统安全的重中之重。在电力火灾发生过程中，最重要的是可以发现火灾源头，并及时有效地控制火灾蔓延，使损失最小化。这就对电气火灾消防系统的智能化提出了更高的要求。特别是像变电站、配电室、通讯基站、铁路沿线基站、采油平台等无人值守的场所更应该高度重视。因此，现有技术中急需性能更加优良的电气灭火装置。

发明内容

为此，本发明提供的自动电气灭火装置实施例中，包括自动电气灭火装置本体和与其通讯的控制器，其中，

所述自动电气灭火装置本体包括外壳、填充有气溶胶发生剂的气溶胶发生剂容纳腔、填充有制冷剂的制冷剂容纳腔、以及填充在所述外壳与所述气溶胶发生剂容纳腔之间和填充在所述外壳与所述制冷剂容纳腔之间的隔热材料，所述制冷剂容纳腔的一侧设有喷发口，所述气溶胶发生剂容纳腔内设有延伸至所述外壳外部的热敏线和两组线缆，第一组线缆的一端与位于所述气溶胶发生剂容纳腔内部的电子点火头电气连接，第一组线缆的另外一端与所述控制器通讯，所述第一组线缆传输的是电启动信号；第二组线缆的一端与位于所述气溶胶发生剂容纳腔内部的温控开关电气连接，第二组线缆的另外一端也与所述控制器通讯，所述第二组线缆传输的是灭火器触发信号，所述灭火器触发信号包括已触发信号。

当所述电子点火头接收到所述控制器发来的所述电启动信号后，所述气溶胶发生剂被点燃喷发，所述温控开关由常开变为常闭，向所述控制器输出所述已触发信号；或者，

当所述热敏线大于临界温度时，所述热敏线自燃而点燃所述气溶胶发生剂，所述气溶胶发生剂喷发，所述温控开关由常开变为常闭，向所述控制器输出所述已触发信号。

本发明的有益效果在于，本发明的自动电气灭火装置采用双保险冗余设计，可通过控制器或感温热敏线自动启动。当系统监测到电气火灾时，自动电气灭火装置本体会接收到控制器发出的灭火电启动信号，自动电气灭火装置本体中的固体热气溶胶发生剂通过热化学氧化还原反应生成洁净安全的灭火气体。自动电气灭火装置中包裹着灭火剂释放到保护区空间，灭火气体固体颗粒形成的气溶胶，可以迅速散布到各个角落、长时间悬浮，以全淹没的方式高效灭火。本发明的自动电气灭火装置日常储存和使用无需管网和高压容器，无需考虑压力容器定期检测及泄漏问题，使用有效期长，可大大节省建设投资，减少运行维护费用。本发明的自动电气灭火装置为新型环保灭火产品，它体积小、启动可靠、稳定性高，可迅速、高效、以较低成本扑灭早期火灾，是目前理想的环保型灭火系统。

附图说明

图1.自动电气灭火装置本体示意图；

图2.自动电气灭火装置本体的正投影示意图；图中自左到右分别为左视图、主视图、右视图，主视图的上部为俯视图；

图3.为控制器和自动电气灭火装置本体在电气柜中的布置示意图；

图4.为控制器和自动电气灭火装置本体接线示意图；

图5.为热敏线成螺旋状部分示意图；

图6.一段热敏线与感温电缆并接的示意图；

图7.热敏线与感温电缆的一种并接方式示意图；

图8.热敏线与感温电缆的另一种并接方式示意图；

图9.设有第二温控开关的灭火装置。

具体实施方式

在一些自动电气灭火装置实施例中，包括自动电气灭火装置本体2和与其通讯的控制器1，其中，

参见图1、图2、图3所示，所述自动电气灭火装置本体2包括外壳10、填充有气溶胶发生剂的气溶胶发生剂容纳腔11、填充有制冷剂的制冷剂容纳腔3、以及填充在所述外壳10和所述气溶胶发生剂容纳腔11和/或所述制冷剂容纳腔3之间的隔热材料，所述制冷剂容纳腔3的一侧设有喷发口5，所述气溶胶发生剂容纳腔11内设有延伸至所述外壳10外部的热敏线6、两组线缆7，第一组线缆在所述气溶胶发生剂容纳腔11内部一端连接有电子点火头8，第一组线缆另外一端与所述控制器1通讯，所述第一组线缆传输的是电启动信号；第二组线缆在所述气溶胶发生剂容纳腔11内部一端连接有温控开关9，第二组线缆另外一端也与所述控制器1通讯，所述第二组线缆传输的是灭火器触发信号，所述灭火器触发信号包括已触发信号。

在一些实施例中，所述自动电气灭火装置本体2的外壳10为长方形，所述制冷剂容纳腔3为圆柱形，所述喷发口5为圆孔，所述气溶胶发生剂可采用通过燃烧反应产生热气溶胶灭火剂的固体化学混合药剂，可以由氧化剂、还原剂及添加剂组成。热气溶胶灭火剂，是指由气溶胶发生剂通过燃烧反应产生的灭火物质。所述制冷剂可采用诸如氨类和碳氢化合物类。本发明不对上述化学物质的具体组分进行限定。

当所述电子点火头8接收到所述控制器1发来的电启动信号后，所述气溶胶发生剂被点燃喷发，所述温控开关9由常开变为常闭，向所述控制器1输出已触发信号；参考图4，所述电子点火头8包括两根线，一根为5V控制信号线而另一根为地线，所述温控开关9（比如ksd9700）也包括两根线，一根为3V控制信号线而另一根为地线；当所述热敏线6大于临界温度时，所述热敏线6自燃而点燃所述气溶胶发生剂，所述气溶胶发生剂喷发，所述温控开关9由常开变为常闭，向所述控制器1输出已触发信号；所述临界温度为170℃。本发明的自动电气灭火装置可以广泛应用在配电箱高压柜、低压柜等电气环境中。

下面本发明自动电气灭火装置的应用场景，但不局限于此。

针对小型工业（商业）或居民住宅项目，通常配电室规模较小，采用单套变压器及相应配电系统完全可以满足用户实际用电需求。同时绝大多数情况下此配电系统中均缺乏相关电气消防火灾系统保护，仅靠手持式灭火器扑救，无法实现快速、自动、高效灭火要求。

针对单段配电系统，需在每台低压配电柜中安装报警及自动灭火装置本体，通过本身内部集成的温度探测传感器和烟雾探测模块实时检测每一台开关柜内火灾隐患信号，以温度和烟雾两种增量逻辑判断电气火灾情况。当火灾产生时，系统会快速采取灭火措施，实现精准定位电气火灾发生位置，快速消除火灾危害，将火灾消灭在初始阶段的目的。

针对多段配电系统，在多数工业（商业）或重点项目，配电室规模较大，采用多套变压器及相应配电系统，以满足用户实际的大电量需求。此配电系统中可能安装常规的自动报警系统或七氟丙烷、二氧化碳等气体灭火系统，施工组装工程量较大，管线铺设复杂，但因这些保护设备主要针对的是整个配电室的火灾消除，无法实现精确小范围灭火。而且一旦启动时，管道及喷头周围存在人员冻伤危险，气体浓度达到34%以上，严重超过人体承受范围，一旦人员被困，易引发二次窒息伤害。对于工业或大型商业项目而言，供电末端的配电箱是连接电源与用电设备的中间枢纽，起到分配电能、测量指示、控制保护等功能。

在一些自动电气灭火装置实施例中，所述控制器1包括至少一种敏感器，优选的敏感器包括温度传感器、烟雾传感器中的至少一种，当任一一种所述敏感器超出阈值时，所述控制器1向所述电子点火头8发送电启动信号。

在一些自动电气灭火装置实施例中，参见图6所示，控制器1与自动电气灭火装置本体2之间并接有线缆7，自动电气灭火装置本体2设有热敏线6。至少一段所述热敏线6与感温电缆12并行连接，在一些实施例中，结合图6所示，感温电缆12可以由包裹有感温和绝缘材料13的两根弹性金属丝14（弹性钢丝）制成，再结合图7、图8，所述热敏线6与所述包裹有感温和绝缘材料13的两根弹性金属丝14的位置包括内接和外接。所述热敏线6与包裹有感温和绝缘材料13的两根弹性金属丝14（比如弹性钢丝）相接触（能够实现传递热量即可，本发明不具体限定接触的方式。），两根所述弹性金属丝14的远离所述热敏线6一端与所述控制器1相连，当该段所述热敏线6温度小于170℃（本发明不限定具体的温度，下同）时，该段的两根弹性金属丝之间14处于绝缘状态；当该段所述热敏线6温度大于等于170℃时，感温和绝缘材料13破裂，所述控制器1会探测到两根弹性金属丝14发生短路信号。

在一些自动电气灭火装置实施例中，所述控制器1的处理器在检测到短路信号后，进行如下判断：

a.提示热敏线已点燃，并监听温控开关9由常开变为常闭产生的已触发信号；

b.如果在δ秒（比如5s）内没有收到所述温控开关9由常开变为常闭产生的已触发信号，则给所述电子点火头8发送电启动信号；

c.如果在δ秒内收到所述温控开关9由常开变为常闭产生的已触发信号，则将提示热敏线6已点燃变更为提示自动电气灭火装置本体2已触发，并结束a步骤的监听。

在一些自动电气灭火装置实施例中，所述控制器1的处理器在检测到短路信号后，所述b步骤为：

b.如果在δ秒（比如5秒）内没有收到所述温控开关9由常开变为常闭产生的已触发信号，立即抽取最近时间段（比如10分钟）敏感器采集的敏感值曲线，则：

如果任一一个所述敏感器的抽取曲线段中包括异常递增曲线段且增幅斜率大于等于β（比如斜率为0.5），再给所述电子点火头8发送电启动信号。

如果任一一个所述敏感器的抽取曲线段不包括异常曲线段或者异常曲线段的斜率小于β，则发出持续运维预警信息。

在一些自动电气灭火装置实施例中，包裹有感温和绝缘材料13的两根弹性金属丝14能够根据环境需要被调整形状，继续参考图6，还能够在其远离所述控制器1一侧固定金属线缆防水接头15；参考图5所示，所述两根弹性金属丝14的伸出所述外壳10的部分被调整形状为螺旋线形状。

在一些自动电气灭火装置实施例中，参见图9所示，所述第二温控开关16也位于所述自动电气灭火装置本体2的所述气溶胶发生剂容纳腔11（与所述温控开关9不同侧），但其所处的气溶胶发生剂容纳腔11靠近喷发口5（图中未示出，可以参考图1）一侧，所述气溶胶发生剂容纳腔11内还设有延伸至所述外壳10外部的第三组线缆17，第三组线缆17在所述气溶胶发生剂容纳腔11内部一端连接有第二温控开关16，第三组线缆17另外一端也与所述控制器1通讯，所述第三组线缆17传输的是第二已触发信号，这些实施例是在双保险冗余设计的基础上，实现了进一步确保启动可靠、稳定性高等诸多效果。

在一些自动电气灭火装置实施例中，所述控制器1还包括如下触发信号处理步骤：

a.如果控制器1收到已触发信号，则确认自动电气灭火装置本体2触发中，显示触发中标识，等待第二已触发信号；

b.如果控制器1在γ秒（比如10s）收到第二已触发信号，则确认自动电气灭火装置本体2已触发，显示已触发标识；

c.如果控制器1在γ秒没有收到第二已触发信号，则确认自动电气灭火装置本体2部分触发，显示部分触发标识，同时发出持续运维预警信息。

虽然本说明书包含很多具体的实施细节，但是这些不应当被解释为对任何发明的范围或者对可以要求保护的内容的范围的限制，而是作为可以使特定发明的特定实施方式具体化的特征的说明。在独立的实施方式的语境中的本说明书中描述的特定特征还可以与单个实施方式组合地实施。相反地，在单个实施方式的语境中描述的各种特征还可以独立地在多个实施方式中实施，或者在任何合适的子组合中实施。此外，虽然以上可以将特征描述为组合作用并且甚至最初这样要求，但是来自要求的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合去掉，并且要求的组合可以转向子组合或者子组合的变形。

Claims (9)

1.一种自动电气灭火装置，其特征在于，所述自动电气灭火装置包括自动电气灭火装置本体(2)和与其通讯的控制器(1)，其中，

所述自动电气灭火装置本体(2)包括外壳(10)、填充有气溶胶发生剂的气溶胶发生剂容纳腔(11)、填充有制冷剂的制冷剂容纳腔(3)、以及填充在所述外壳(10)与所述气溶胶发生剂容纳腔(11)之间和填充在所述外壳(10)与所述制冷剂容纳腔(3)之间的隔热材料(4)，所述制冷剂容纳腔(3)的一侧设有喷发口(5)，所述气溶胶发生剂容纳腔(11)内设有延伸至所述外壳(10)外部的热敏线(6)和两组线缆(7)，第一组线缆的一端与位于所述气溶胶发生剂容纳腔(11)内部的电子点火头(8)电气连接，第一组线缆的另外一端与所述控制器(1)通讯，所述第一组线缆传输的是电启动信号；第二组线缆的一端与位于所述气溶胶发生剂容纳腔(11)内部的温控开关(9)电气连接，第二组线缆的另外一端也与所述控制器(1)通讯，所述第二组线缆传输的是灭火器触发信号，所述灭火器触发信号包括已触发信号；

当所述电子点火头(8)接收到所述控制器(1)发来的所述电启动信号后，所述气溶胶发生剂被点燃喷发，所述温控开关(9)由常开变为常闭，向所述控制器(1)输出所述已触发信号；或者，

当所述热敏线(6)大于临界温度时，所述热敏线(6)自燃而点燃所述气溶胶发生剂，所述气溶胶发生剂喷发，所述温控开关(9)由常开变为常闭，向所述控制器(1)输出所述已触发信号；

所述自动电气灭火装置本体(2)还包括第二温控开关(16)，所述第二温控开关(16)位于临近所述喷发口(5)一侧的所述气溶胶发生剂容纳腔(11)内，所述气溶胶发生剂容纳腔(11)内还设有延伸至所述外壳(10)外部的第三组线缆(17)，所述第三组线缆(17)在所述气溶胶发生剂容纳腔(11)内部一端连接有所述第二温控开关(16)，所述第三组线缆(17)另外一端与所述控制器(1)通讯，所述第三组线缆(17)传输的是第二已触发信号；

所述第二温控开关(16)与所述温控开关(9)不同侧。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳(10)为长方形，所述制冷剂容纳腔(3)为圆柱形，所述喷发口(5)为圆孔，所述气溶胶发生剂为通过燃烧反应产生热气溶胶灭火剂的固体化学混合药剂；所述制冷剂选自氨类制冷剂和碳氢化合物类制冷剂中的至少一种。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器(1)包括若干敏感器，所述敏感器为温度传感器或烟雾传感器，当所述敏感器超出阈值时，所述控制器(1)向所述电子点火头(8)发送所述电启动信号。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

至少一段所述热敏线(6)与包裹有感温和绝缘材料的两根弹性金属丝(14)相接触，两根所述弹性金属丝(14)的远离所述热敏线(6)一端与所述控制器(1)相连，当与两根所述弹性金属丝(14)相接触的一段所述热敏线温度小于温度阈值时，两根所述弹性金属丝(14)之间处于绝缘状态；当与两根所述弹性金属丝(14)相接触的一段所述热敏线(6)温度大于等于温度阈值时，所述感温和绝缘材料破裂，两根所述弹性金属丝(14)之间发生短路。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述电子点火头(8)包括一根5V控制信号线和一根地线；所述温控开关(9)包括一根3V控制信号线和一根地线；所述温度阈值为170℃；所述弹性金属丝(14)为弹性钢丝。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制器(1)检测到短路信号后，处理步骤如下：

a.提示所述热敏线(6)已点燃，并监听所述温控开关(9)由常开变为常闭产生的所述已触发信号；

b.如果在δ秒内没有收到所述温控开关(9)由常开变为常闭产生的所述已触发信号，则给所述电子点火头(8)发送所述电启动信号；

c.如果在δ秒内收到所述温控开关(9)由常开变为常闭产生的所述已触发信号，则将提示所述热敏线(6)已点燃变更为提示所述灭火装置本体已触发，并结束a步骤的监听。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述b步骤为：

b.如果在δ秒内没有收到所述温控开关(9)由常开变为常闭产生的所述已触发信号，立即获取最近时间段所述敏感器(6)采集的敏感值曲线，并进行如下判断：

如果任一一个所述敏感器采集的所述敏感值曲线的曲线段中包括异常递增曲线段，且增幅斜率大于等于β，再给所述电子点火头(8)发送所述电启动信号；

如果任一一个所述敏感器采集的所述敏感值曲线的抽取曲线段中不包括异常曲线段或者异常曲线段的斜率小于β，则发出持续运维预警信息。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，包裹有所述感温和绝缘材料的两根所述弹性金属丝(14)能够根据环境需要被调整形状，还能够在其远离所述控制器(1)一侧固定金属线缆防水接头(15)；两根所述弹性金属丝(14)的伸出所述自动电气灭火装置本体(2)的部分被调整形状为螺旋线形状。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器(1)还包括如下触发信号处理步骤：

a.如果所述控制器(1)收到已触发信号，则确认所述自动电气灭火装置本体(2)触发中，显示触发中标识，等待第二已触发信号；

b.如果所述控制器(1)在γ秒收到第二已触发信号，则确认所述自动电气灭火装置本体(2)已触发，显示已触发标识；

c.如果所述控制器(1)在γ秒没有收到第二已触发信号，则确认所述自动电气灭火装置本体(2)部分触发，显示部分触发标识，同时发出持续运维预警信息。

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