CN207286507U - 一种液氮动力消防炮 - Google Patents

Abstract

一种液氮动力消防炮，包括炮管，炮管的一端为炮嘴，炮管通过回转节连接在炮座上，还包括控制炮嘴向外喷射消防材料的手轮以及手轮驱动机构，消防炮还包括供水部分和液氮储存部分，供水部分包括储水装置、与储水装置连接的水输出管，液氮储存部分包括液氮储罐、与液氮储罐连接的液氮输出管；所述炮管包括管壁，管壁包括换能段和聚能段，管壁的一端连接水输出管和液氮输出管、另一端为炮嘴，液氮输出管位于换能段内，氮气和水在聚能段混合。本消防炮同时具有水喷淋和惰性气体灭火的双重作用和优点，且使用后对火源处环境无污染，具有环保高效之优点。

Description

一种液氮动力消防炮

技术领域

本实用新型涉及消防技术领域，尤其是涉及一种液氮动力消防炮。

背景技术

消防炮是远距离扑灭火灾的重要消防设备，按照消防炮喷射物的不同，可将消防炮分为喷射消防水的消防水炮和喷射空气泡沫的消防泡沫炮，其中消防泡沫炮是由一定压力的消防水经泡沫混合装置与泡沫液混合，形成一定比例的泡沫混合液，经喷头形成空气泡沫，达到灭火效果。上述两种消防炮具有以下特点：1）消防水炮向外喷射高压水，高压水流量大、射程远，适于远距离灭火，但是由于用水量大，火灾后现场存水量大，且存在由大量水造成二次损害的可能性；2）消防泡沫炮不但能喷射水，还能喷射泡沫，通过水和泡沫双重作用达到灭火目的，相比于消防水炮，其虽减少了消防水的用量，但是泡沫量与射程成反比，即低发泡量下消防泡沫炮的射程要远于高发泡量的射程，由此限制了泡沫炮的使用。

发明内容

本实用新型提供一种液氮动力消防炮，该消防炮以液氮作为动力源，通过氮气和水雾双重作用灭火，采用的技术方案是：一种液氮动力消防炮，包括炮管，所述炮管的一端为炮嘴，所述炮管通过回转节连接在炮座上，还包括控制炮嘴向外喷射消防材料的手轮以及手轮驱动机构，其特征在于：所述消防炮还包括供水部分和液氮储存部分，所述供水部分包括储水装置、与所述储水装置连接的水输出管，所述液氮储存部分包括液氮储罐、与所述液氮储罐连接的液氮输出管；所述炮管包括管壁，所述管壁包括换能段和聚能段，所述管壁的一端连接水输出管和液氮输出管、另一端为炮嘴，液氮输出管位于换能段内，氮气和水在聚能段混合。

本实用新型的技术特征还有：所述水输出管与管壁连通，所述液氮输出管延伸入管壁一段距离后成变径管，所述变径管依次包括缩径段、窄喉部和扩径段，从所述扩径段输出的氮气与水在聚能段混合。

本实用新型的技术特征还有：延伸入所述管壁的液氮输出管外表面设设有导流翅片。

本实用新型的技术特征还有：所述导流翅片为单头螺旋导流翅片或者多头螺旋导流翅片。

本实用新型的技术特征还有：所述导流翅片与液氮输出管的轴线夹角不为零度。

本实用新型的技术特征还有：所述管壁包括大径端、小径段和变径段，所述换能段位于大径段，所述聚能段位于变径段和/或大径段，所述炮口位于小径段远离所述变径段的端口处。

本实用新型的有益效果在于：本消防炮将液氮和水混合形成水雾后向外高速喷出，在火源附近形成云雾状隔离，一方面水雾吸收热量后迅速被汽化，另一方面高速氮气覆盖在火源上，抑制了燃烧中氧化反应速度，有效隔绝了氧气，本消防炮同时具有水喷淋和惰性气体窒息灭火的双重作用和优点，且使用后对火源处环境无污染，具有环保高效之优点。

附图说明

附图1是炮管的结构示意图，其中1是液氮输出管，2是水输出管，3是炮管，31是大径段，32是变径段，33是小径段，4是变径管，41是缩径段，42是窄喉部，43是扩径段，5是炮嘴。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行说明。

本实用新型公开了一种液氮动力消防炮，该消防炮包括炮管3，炮管3的端部为炮嘴5，炮管3通过回转节连接在炮座上，还包括控制炮嘴5向外喷射消防材料的手轮以及手轮驱动机构。该消防炮的消防材料为液氮和水，故设供水部分和液氮储存部分，供水部分包括储水装置、与储水装置连接的水输出管2，液氮储存部分包括液氮储罐、与液氮储罐连接的液氮输出管1。

其中炮管3包括管壁，管壁包括换能段和聚能段，管壁的一端连接水输出管2和液氮输出管1、另一端为炮嘴5，液氮输出管1位于换能段内，氮气和水在聚能段混合。

本实施例中，水输出管2与管壁连通，液氮输出管1延伸入管壁一段距离后成变径管4，变径管4依次包括缩径段41、窄喉部42和扩径段43，从扩径段43输出的氮气与水在聚能段混合。这样，液氮在进入管壁后迅速吸热而成气态氮，气态氮在压力推动下进入变径管4中，按照流体力学原理，低速流体在管内流动，管截面小处流速大，管截面大时流速小，故气态氮在缩径段41获得持续加速，到达窄喉部42处其速度已经超过音速，由此再进入扩径段43时，其速度反而随扩径段的截面增大而再次获得加速。水由扩径段43的边缘进入变径管4，被超音速下氮气混合携带向炮嘴5方向推进，在此过程中，水在超音速氮气冲击和互撞下变为体积细小的水雾，同时氮气进一步吸收水中热量，氮气升温至接近0℃。在升温过程中氮气再次膨胀做功，增加了混合体的动能，并最终高速从炮口5射出。

考虑到换热效果，延伸进入到炮管的液氮输出管外表面上设有导流翅片，导流翅片为单头螺旋导流翅片或者多头导流螺旋翅片，也可将导流翅片设计成与液氮输出管的轴线夹角不为零度。通过导流翅片，增加液氮与水流的换热面积，提升液氮的气化效果。

经过计算，流量为1kg/s的液氮经吸收水和大气环境的热量，在相变和升温至0℃的过程中，用于做功的最大机械能约为654KJ/kg，而提供同样654KJ机械能需要压缩氮气的流量为8kg/s，或说压缩氮气提供的机械能仅为同质量液氮提供的机械能的八分之一。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种液氮动力消防炮，包括炮管，所述炮管的一端为炮嘴，所述炮管通过回转节连接在炮座上，还包括控制炮嘴向外喷射消防材料的手轮以及手轮驱动机构，其特征在于：所述消防炮还包括供水部分和液氮储存部分，所述供水部分包括储水装置、与所述储水装置连接的水输出管，所述液氮储存部分包括液氮储罐、与所述液氮储罐连接的液氮输出管；所述炮管包括管壁，所述管壁包括换能段和聚能段，所述管壁的一端连接水输出管和液氮输出管、另一端为炮嘴，液氮输出管位于换能段内，氮气和水在聚能段混合。

2.按照权利要求1所述的消防炮，其特征在于：所述水输出管与管壁连通，所述液氮输出管延伸入管壁一段距离后成变径管，所述变径管依次包括缩径段、窄喉部和扩径段，从所述扩径段输出的氮气与水在聚能段混合。

3.按照权利要求2所述的消防炮，其特征在于：延伸入所述管壁的液氮输出管外表面设有导流翅片。

4.按照权利要求3所述的消防炮，其特征在于：所述导流翅片为单头螺旋导流翅片或者多头螺旋导流翅片。

5.按照权利要求3所述的消防炮，其特征在于：所述导流翅片与液氮输出管的轴线夹角不为零度。

6.按照权利要求2所述的消防炮，其特征在于：所述管壁包括大径端、小径段和变径段，所述换能段位于大径段，所述聚能段位于变径段和/或大径段，炮口位于小径段远离所述变径段的端口处。