CN202892722U - 一种高效涡喷消防装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效涡喷消防装备，由消防载体以及位于消防载体上的涡喷喷射系统组成，涡喷喷射系统由涡喷-8涡轮喷气式发动机、柱状灭火剂喷射装置、特形射流喷管、涡喷系统降噪外罩、进气消音器组成；消防载体由动力系统、消防系统、涡喷发动机启动系统、控制系统组成。本实用新型消防装备大大提高涡喷消防装备的灭火剂喷射距离、覆盖面积，降低工作噪音，提高涡喷消防装备的工作安全性。

Description

一种高效涡喷消防装备

技术领域

本实用新型属于消防技术领域，涉及一种应用在以航空涡轮喷气发动机-涡喷-8发动机作为喷射动力的高效涡喷消防装备。

背景技术

涡喷消防车采用航空涡轮发动机作为灭火剂喷射动力，喷射强度高，射程远，将灭火剂高速、远距离、雾化状喷向火场中心，不但有效扑灭火苗，吸收、稀释大量的有毒烟雾，而且其大流量的正压送风，可以改变火场方向，对火情进行有效控制，是扑救大型、超大型火灾的最佳消防装备，其强大的灭火效能倍受广大消防部队官兵的喜爱。

目前，涡喷消防装备、涡喷消防车尚存在以下问题：

1、目前，国内涡喷消防装备、涡喷消防车，普遍采用涡喷-5或涡喷-7发动机作为喷射动力。其中以涡5航空涡轮发动机作为喷射动力的涡喷消防车，喷射推力约为1.5吨多，送风量有限，喷射距离较小（不大于100米）；以涡喷-7发动机改装的涡喷消防车，其推力为3.5吨，使灭火剂喷射流量、喷射距离、灭火效能较涡喷5消防车有了大幅度提高，但仍不能充分发挥出涡喷发动机超大效能的消防优势，如采用涡喷-8发动机，其推力可达6吨左右，将极大的发挥出涡喷消防车的巨大喷射动力优势。

2、传统的涡喷消防车，其涡喷射流管的喷口结构普遍采用圆形喷筒，使灭火剂只能以直流形式进行喷射，在射程相对较远的情况下，灭火剂喷射宽度及覆盖面积则相对较小，对于扑救大面积的近距离地面流淌火灾时，涡喷消防车的高效灭火功能不能充分发挥。

3、传统涡喷发动机的启动一般采用单纯电机启动或单纯液压马达启动形式，其中，电机启动需要大容量蓄电池提供动力，若连续频繁启动，很容易造成电瓶亏电，且大容量电池不但充电时间较长，而且笨重，充电、更换非常困难；单纯的液压马达，因其输出功率较小，无法满足更大推力涡喷发动机启动的功率需求。

4、涡喷发动机在启动初期，因不能及时喷射灭火剂，在发动机的喷口处会出现300～400℃高温，甚至出现喷射火星的现象，这种情况如不加有效处理，在易燃易爆场所工作，极有可能引燃引爆，而目前传统的涡喷消防装备、消防车等对以上情况均未有较好的处理，所有传统的涡喷消防装备、消防车在易燃易爆环境中使用将存在较大的安全隐患。

5、涡喷消防装置在工作时，大排量的高速气流切割空气会产生高达130db甚至更高的噪音，常人很难接受。而经研究表明，降噪设备在同等体积下，吸音面积越大，降噪效果越好；同时，将涡喷发动机的进气方向与排气方向由传统的同一方向调整为垂直方向，即进气气流方向垂直与排气气流方向，将有效降低涡喷发动机的工作噪音。

6、常规涡喷消防车中，（如附图七）灭火剂通常用多个环状分布的喷头以发散状喷进涡喷喷射管内，然后由高速气流再次切割、加速后以细微雾状颗粒向前喷出。该状态下，由于灭火剂过于发散，在向前的高速运动中所受空气阻力较大，使灭火剂的喷射距离受到较大影响；研究与试验表明，灭火剂如以柱状充实水柱形式喷入涡喷喷射管内时，则灭火剂在高速气流二次加速后，喷出涡喷系统喷口后，仍能较好地保持较为集中的柱状射流形态，这样将有效地降低射流灭火剂的沿程阻力，提供涡喷消防车的灭火剂喷射距离。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高效涡喷消防装备，将大大提高涡喷消防装备的灭火剂喷射距离、覆盖面积，降低工作噪音，提高涡喷消防装备的工作安全性。

本实用新型所采用的技术方案是，高效涡喷消防装备，由消防载体以及位于消防载体上的涡喷喷射系统组成，涡喷喷射系统由涡喷-8涡轮喷气式发动机、柱状灭火剂喷射装置、特形射流喷管、涡喷系统降噪外罩、进气消音器组成；消防载体由动力系统、消防系统、涡喷发动机启动系统、控制系统组成。

本实用新型的有益效果是与现有技术相比，具有如下的优点：

（1）本实用新型在解决众多难题之后，将歼-8军用涡轮喷气发动机成功应用在移动或固定的消防装置上，以得到更大的喷射动力，来完成更远距离、更大覆盖面积、更高喷射高度的消防需求。

（2）特形射流喷管设计满足了消防市场的多样化灭火需求。选择不同形状的射流喷射管可以得到不同的喷射效果，使得灭火剂在喷出喷口后的面积具有选择性，更能适应地域复杂、环境复杂的火场。

（3）多级功率递增式分布启动，使得超大功率涡喷发动机的启动变的更加方便、更加稳定、更加可靠。

（4）锯齿式垂直消声机构，使得噪音污染得到了有效的控制，大大改善了消防官兵的作业环境。

（5）多级主、辅式防爆、降温装置，使得该涡喷消防装备能在石油、石化企业作业有了可能，扩大了消防市场的适应范围。

（6）采用柱状喷射装置，使得该涡喷消防车射程更远。

附图说明

图1是本实用新型高效涡喷消防装备结构示意图。

图中，1.涡喷喷射系统，2.消防载体，3.涡喷-8涡轮喷气式发动机，4.柱状灭火剂喷射装置，5.特形射流喷管，6.涡喷系统降噪外罩，7.进气消音器，8.动力系统，9.消防系统，10.涡喷发动机启动系统，11.控制系统，12.防爆水喷淋系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型高效涡喷消防装备的结构如图1所示，该装备由消防载体2以及位于消防载体2上的涡喷喷射系统1组成，其中，涡喷喷射系统1由涡喷-8涡轮喷气式发动机3、柱状灭火剂喷射装置4、特形射流喷管5、涡喷系统降噪外罩6、进气消音器7等组成。

特形射流喷管5是一种截面可变化的射流喷管，其安装在涡喷-8涡轮喷气式发动机3喷气筒内，特形射流喷管5的前端为一锥形喇叭口，保证涡喷-8涡轮喷气式发动机3喷气充分进入射流管内，特形射流喷管5末端喷口截面既可以是普通的圆形，或椭圆形，或矩形，或圆形-椭圆型可调式结构、或圆形-矩形可调式结构。当特形射流喷管5末端喷口截面为普通圆形时，可以让灭火剂以强劲柱状水雾高速喷出，提高了喷射射程；当末端喷口截面为椭圆型或矩形时，灭火剂以扇面水雾状高速喷出，增大了灭火剂覆盖宽度和瞬时覆盖面积。而可调式射流喷管可将喷射口的喷射状态在圆形和椭圆形或矩形直流之间变化，实现灭火剂直流或开花装喷射，以达到火灾现场的多样化灭火需求。

该系统采用涡喷-8涡轮喷气式发动机3作为灭火剂喷射动力，将灭火剂通过高速气流驱动通过特形射流喷管5高速喷出，以达到高效灭火的目的。涡喷-8涡轮喷气式发动机3喷射推力为涡喷-7发动机的2倍，在其推动下，灭火剂喷射流量更大，射程更远，消防性能更加强劲。真正实现了更大功率、更大推力、更大覆盖面积、远距离、超高高度的灭火剂喷射功能。

涡喷-8涡轮喷气式发动机3启动时需要近100kw的启动功率，普通的电机启动方式和单一液压马达启动方式均不能满足其动力要求，新型高效涡喷消防装备采用多级功率递增式分布启动方式来启动涡喷-8涡轮喷气式发动机3。其具体实现的方式是：在消防载体2上安装有液压启动马达和小型涡轮发动机，启动时，首先由消防载体2原动机带动液压启动马达工作，然后由液压启动马达启动小型涡轮发动机工作，小型涡轮发动机工作（功率递增）后再带动涡喷-8涡轮喷气式发动机3启动，是目前消防界独有的涡喷发动机启动系统，解决了大功率涡喷发动机启动困难的问题。

在涡喷-8涡轮喷气式发动机3外部及特形射流喷管5的外部设置有可吸收涡喷发动机工作噪音的涡喷系统降噪外罩6。涡喷系统降噪外罩6采用椭圆形截面结构，涡喷系统降噪外罩6壁体为采用多层微孔板及吸音棉夹层结构的吸音降噪板，内表面采用褶皱式形状或锯齿形状的复合降噪层，使吸音板的表面积进一步加大，充分地将进气噪音进行反射和减弱，与传统的圆形截面及光滑内表面相比，吸音降噪板的表面积增加了近50%，极大的提高了吸音降噪效果。有效降低涡喷-8涡轮喷气式发动机3的工作噪音。

在涡喷-8涡轮喷气式发动机3的进气端，安装有弧形扇面状排列的进气消音器7，进气消音器7与涡喷系统降噪外罩6一起，将涡喷-8涡轮喷气式发动机3的进气方向由垂直于排气方向改为垂直于排气方向进气，进一步将高速气流摩擦产生的高频噪音进行有效地降低。

柱状灭火剂喷射装置4由一个或一个以上的柱状射流喷射管组成，柱状灭火剂喷射装置4轴向安装在涡喷-8涡轮喷气式发动机3喷气口的前端，后端与消防系统9出水口相接，柱状灭火剂喷射装置4前端为柱状射流喷嘴。工作时，经消防系统9加压后的液态灭火剂经柱状射流喷嘴以充实水柱高速喷入特形射流喷管5内，并经涡喷发动机排出的高速气流聚束加速后喷出，极大地提高了灭火剂喷射距离。其与传统的环状分布、雾状喷射灭火剂的喷射装置相比，灭火剂在特形喷射筒内与高速气流混和时，喷射流更加集中，射流更加强劲，这样，在经高速气流分割、加速时后，减少了灭火剂的过度细化，在喷射口灭火剂仍能较好地保持柱状喷射形态，减少了行进中的阻力，极大地提高了灭火剂喷射距离。

消防载体2由动力系统8、消防系统9、涡喷发动机启动系统10、控制系统11及其它附件等组成，消防载体2的主要功能是消防系统9将灭火剂初步加压后输送至涡喷喷射系统1，同时为涡喷-8涡轮喷气式发动机3提供启动所需的动力，并支承涡喷喷射系统1；同时，在涡喷喷射系统1喷口处、涡喷系统降噪外罩6和消防载体2的四周安装有防爆水喷淋系统12，以保证高效涡喷消防装备能在易燃易爆环境下正常工作。

其中，消防载体2既可以是固定式，也可以是移动式；移动式包括履带式、轮式、轨道式和其它可移动装备。

防爆水喷淋系统12由若干细水雾喷头组成，在易燃易爆工作环境下，系统先开启细水雾喷头，细水雾均匀的喷向涡喷喷射系统1喷口处和装备外表面，彻底消除涡喷-8涡轮喷气式发动机3启动初期可能产生的高温和火花，。在涡喷发动机长时间工作时，启动安装在涡喷系统降噪外罩6上的吸水雾喷头和安装在消防载体2四周的若干外围细水雾喷头，对涡喷系统进行全包裹、全覆盖细水雾喷淋，有效降低了涡喷系统降噪外罩的温度，使涡喷消防系统可安全地在易燃易爆环境下正常工作。

本实用新型采用目前可使用推力最大、功率最大的歼-8航空涡轮喷气式发动机为核心，开发一种新型高效的涡喷消防装备，以实现更大的灭火覆盖面积、更远的喷射射程、更高的喷射高度的高效消防灭火目的。

Claims (6)

1.一种高效涡喷消防装备，由消防载体（2）以及位于消防载体（2）上的涡喷喷射系统（1）组成，其特征在于，所述涡喷喷射系统（1）由涡喷-8涡轮喷气式发动机（3）、柱状灭火剂喷射装置（4）、特形射流喷管（5）、涡喷系统降噪外罩（6）、进气消音器（7）组成；所述消防载体（2）由动力系统（8）、消防系统（9）、涡喷发动机启动系统（10）、控制系统（11）组成。 

2.根据权利要求1所述的高效涡喷消防装备，其特征在于，所述特形射流喷管（5）设置在涡喷-8涡轮喷气式发动机（3）喷气筒内，在涡喷-8涡轮喷气式发动机（3）外部及特形射流喷管（5）的外部设置有可吸收涡喷发动机工作噪音的涡喷系统降噪外罩（6）；所述涡喷-8涡轮喷气式发动机（3）的进气端安装有弧形扇面状排列的进气消音器（7）；所述柱状灭火剂喷射装置（4）轴向安装在涡喷-8涡轮喷气式发动机（3）喷气口的前端，后端与消防系统（9）出水口相接。 

3.根据权利要求2所述的高效涡喷消防装备，其特征在于，所述特形射流喷管（5）是截面可变化的射流喷管，特形射流喷管（5）的前端为一锥形喇叭口，特形射流喷管（5）末端喷口截面可以是圆形或椭圆形或矩形或圆形-椭圆型可调式结构或圆形-矩形可调式结构。 

4.根据权利要求2所述的高效涡喷消防装备，其特征在于，所述涡喷系统降噪外罩（6）采用椭圆形截面结构，涡喷系统降噪外罩（6）壁体采用多层微孔板及吸音棉夹层结构的吸音降噪板，内表面采用褶皱式形状或锯齿形状的复合降噪层。 

5.根据权利要求2所述的高效涡喷消防装备，其特征在于，所述柱状灭火剂喷射装置（4）由一个或一个以上的柱状射流喷射管组成，所述柱状灭 火剂喷射装置（4）前端为柱状射流喷嘴。 

6.根据权利要求1或2所述的高效涡喷消防装备，其特征在于，在所述涡喷喷射系统（1）喷口处、涡喷系统降噪外罩（6）和消防载体（2）的四周安装有防爆水喷淋系统（12）。 

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