CN2513607Y - 一种低压水喷雾灭火装置 - Google Patents

Abstract

一种低压水喷雾灭火装置,属于消防灭火技术领域,通过采用二元流体喷雾及与之相配合的气体雾化喷嘴,在低压下实现小至10μm水喷雾,除可用于扑灭常规火灾,还可用于扑灭如:图书、纸张、档案,精密仪器和设备,比水轻的易燃、可燃液体如汽油、柴油等及高压电器设备的火灾,可以广泛应用于工业及民用消防,是卤代烷和现有的水喷雾、水喷淋灭火系统的理想替代。

Description

一种低压水喷雾灭火装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种低压水喷雾灭火装置，属于消防灭火技术领域。

背景技术

水喷雾灭火是一种新型的灭火技术。在传统的消防灭火系统中，水滴的直径通常大于1MM，主要是通过大量水的冷却作用及对可燃物的稀释作用及水的冲击作用来实现扑灭火灾的，因此灭火需要大量的水，并且不能扑灭易于被水损坏而失去价值的物质和设备，如图书、纸张、档案；精密仪器和设备等的火灾也不能扑灭；比水轻的易燃，可燃液体如汽油、柴油等；对于高压电器设备的火灾也不能使用。

鉴于灭火的以上不足，近年来国际上广泛的开展水喷雾灭火的研究和应用。为区别起见以水滴直径的大小区分如下，水滴直径φ＞1mm称为水喷淋；将水滴直径在φ＝1000μm～φ＝10μm称为水喷雾。

水喷雾灭火的原理在于：水大量吸收能量汽化体积膨胀，降低火源温度及将氧气排走，从生火的条件中去除温度和氧气，达到灭火的目的。

叙述如下，水对能量的吸收能力决定与水滴直径的大小，相同体积的水在变成水滴时水滴的直径越小其总的表面积就越大；水滴直径越小就越容易吸热汽化，1升水从0℃到100℃吸收能量419KJ，而其由100℃水汽化可吸收能量2250KJ，因此水喷雾能够迅速减低火场的温度。与此同时水汽化时体积膨胀1640倍，可以将火场中的氧气排走，依据相关的实验，当火场中氧气的浓度低于18％时，明火就可以熄灭，由实验可知水喷雾能够将火场中氧气的浓度减低至16％。

以上述可知，水喷雾可以替代卤代烷，用于扑灭水喷淋不能扑灭的火灾如：图书，纸张，档案；精密仪器和设备，比水轻的易燃、可燃液体如汽油、柴油等及高压电器设备的火灾，是今后消防技术的发展方向。

目前的水喷雾装置，通常的系统压力高达80～200bar，对管路及其他的部分要求也相当高，整个系统设计较为复杂，采购和维护本较高。

发明内容

为了克服现有的高压水喷雾装置的不足，本实用新型提供一种采用二元流体喷雾及与之相配合的气体雾化喷嘴，在低压下实现小至10μm水喷雾的装置。因此相对于高压水喷雾可以降低系统复杂性，减少采购和维护成本。

参照GB50219-95部分规范，本实用新型是包含火灾信号探测与传输，报警与集控，执行扑灭火灾等各种功能一体的综合体，主要由传感器组、控制单元、执行喷雾单元三部分组成。组成的各部分技术要求如下：电气元件(传感器、消防电源、中央处理单元、电磁阀)采用AC12～24V及DC110～250多种电压供电；电磁阀采用直通式结构；通过调节气体调压阀设定惰性气体的射流压力来控制喷雾的水滴直径，用以适应不同类型火灾的需要；射流用的惰性气体采用氮气，也可以采用其它的不助燃的气体如二氧化碳等；喷雾水的出流根据不同的消防设计要求可采用气体射流产生的负压的虹吸作用，重力自流及压力驱动；在采用压力驱动时可以将惰性气体储气钢瓶及储液瓶合为一体，增加惰性气体储气压力，并通过液体调压阀对出流的水进行压力控制；二元流体喷雾喷嘴结构如附图，其本体材料采用黄铜、不锈钢、碳化硅、陶瓷等材料。其工作过程简述如下：传感器将探测到的火灾信号传输到控制单元，控制单元依据固定的算法，判定火灾发生的区域及火灾的大小、火灾的种类等并决定采用何种喷雾方案，通过驱动相应的电磁阀及警灯、警铃等，在喷雾的同时发出报警信号，从传感器探测到的火灾信号到喷雾形成稳定的射流流场系统的反应时间小于10S。

与现有的水喷雾灭火系统相比，采用二元流体喷雾的优点是水和惰性气体都是灭火剂，惰性气体同时又是水喷雾射流的能量源；系统压力较低，依据不同的灭火要求，惰性气体的射流压力约为1-4bar，水压小于1bar，较现有的水喷雾灭火的80～200bar系统压力低，因此可以降低系统复杂性，减少采购和维护本；与现有的水喷淋灭火系统相比，采用二元流体喷雾的优点是灭火效果好，灭火用水量可以节约80～95％，并可用于水喷淋灭火不能扑灭的火灾如：图书、纸张、档案；精密仪器和设备，比水轻的易燃、可燃液体如汽油、柴油等及高压电器设备的火灾，可以替代卤代烷，广泛应用于工业及民用消防。

附图说明

图1是本发明的整体组成架构。

图2是虹吸喷雾装置的结构。

图3是重力自流喷雾装置的结构。

图4是压力驱动喷雾的装置结构。

图5是内部混合喷嘴的结构。

图6是外部混合喷嘴的结构。

图1是本发明的整体组成架构，由光电传感器、温度传感器、离子室(烟雾)传感器、压力开关、危险气体传感器等传感器组及消防开关等组成的信号输入端；控制单元同时还包括备用的消防电源及传输线缆；执行喷雾单元的结构依据不同的设计要求可以是以下图2、图3、图4中的一种或几种的组合。

图2、3、4中1.喷嘴，2.惰性气体管路，3.气体过滤器，4.气体调压阀，5.气体导通阀，6.气体压力开关，7.惰性气体储气钢瓶，8.水管路，9.储液瓶，10.喷雾水过滤器，11.液体调压阀，12.液体导通阀，13.液体压力开关。

喷嘴(1)有图5、图6两种结构。

具体实施方式

以下结合附图用实施例对本发明做进一步说明：

在图2的虹吸喷雾装置的结构中，喷嘴(1)和水管路(8)、储液瓶(9)相连接，并与惰性气体管路(2)、气体过滤器(3)、气体调压阀(4)、气体导通阀(5)、气体压力开关(6)、惰性气体储气钢瓶(7)相连接，通过气体调压阀(4)调整喷雾系统的压力，进而控制喷雾水滴的大小，气体导通阀(5)是用于气体的导通和切断管的路流体，气体压力开关(6)是用于反馈气体的压力信号。本实施例中的水的出流是由气体射流产生的负压为能量源。

在图3的重力自流喷雾装置中，喷嘴(1)和水管路(8)、储液瓶(9)相连接，并与惰性气体管路(2)、气体过滤器(3)、气体调压阀(4)、气体导通阀(5)、气体压力开关(6)、惰性气体储气钢瓶(7)相连接，通过气体调压阀(4)调整喷雾系统的压力，进而控制喷雾水滴的大小，气体导通阀(5)是用于气体的导通和切断管的路流体，气体压力开关(6)是用于反馈气体的压力信号。

在图4的压力驱动喷雾装置中，喷嘴(1)与水管路(8)、喷雾水过滤器(10)、液体调压阀(11)、液体导通阀(12)、液体压力开关(13)相连接，并与惰性气体管路(2)、气体过滤器(3)、气体调压阀(4)、气体导通阀(5)、气体压力开关(6)以上两支管路同时与惰性气体储气钢瓶(7)相连接，通过气体调压阀(4)调整喷雾系统的压力，进而控制喷雾水滴的大小，气体导通阀(5)液体导通阀(12)是分别用于气体和液体的导通和切断管的路流体，气体压力开关(6)、液体压力开关(13)是分别用于反馈气体和液体的压力信号，依据不同的设计要求选用，在图4的采用压力驱动的结构中惰性气体储气钢瓶(7)可以与储液瓶(9)合为一体，两种介质中间用膜片分隔。

以上三个实施例的结构在工程应用中依据不同的设计要求可以同时的采用，其控制流程都可表述如下：当传感器采集到火灾信号后，将其传送到控制单元，控制单元依据事先给定的算法对信号进行处理，处理的结果决定怎样的灭火方案，如果决定喷雾灭火，将首先驱动气体导通阀(5)导通，接通气体管路(2)，待形成稳定的惰性气体射流流场后，驱动液体导通阀(12)导通，接通液体管路(8)，产生稳定连续的二元流体喷雾用以扑灭火灾，当传感器采集到火场的某些信号，确认火灾已被扑灭后，将关闭气体导通阀(5)、液体导通阀(12)停止喷雾，以上将是一个完整的闭环控制的智能灭火单元，将上三个实施例的各灭火单元累加，就可以组成智能灭火网络系统。

Claims (10)

1.一种低压水喷雾灭火装置，它由传感器组、控制单元、执行喷雾单元三部分组成，其特征是执行喷雾单元采用二元流体喷雾及与之相配合的气体雾化喷嘴的设计。

2.按照权利要求1的低压水喷雾灭火装置，其特征是二元流体喷雾体系中采用的惰性气体是氮气，其它的不助燃的气体，如二氧化碳等气体。

3.按照权利要求1、2的低压水喷雾灭火装置，其特征是灭火剂是水和惰性气体，惰性气体同时又是水喷雾射流的能量源。

4.按照权利要求1、2的低压水喷雾灭火装置，其特征是惰性气体的射流压力约为1～4bar，水的出流采用惰性气体射流产生的负压的虹吸作用，重力自流，或压力驱动。

5.按照权利要求1、2、4的低压水喷雾灭火装置，其特征是采用压力驱动结构时可以将惰性气体储气钢瓶(7)及储液瓶(9)合为一体，在液体管路(8)上可装有液体调压阀(4)。

6.按照权利要求1的低压水喷雾灭火装置，其特征是气体雾化喷嘴本体材料采用黄铜，不锈钢，碳化硅，陶瓷等材料。

7.按照权利要求1、2、3、4的低压水喷雾灭火装置，其特征是喷雾水滴直径为φ＝1000μm～φ＝10μm。

8.按照权利要求1、2、3、4的低压水喷雾灭火装置，其特征是在气体管路(2)上装有气体调压阀(4)。

9.按照权利要求1、2、3、4的低压水喷雾灭火装置，其特征是气体雾化喷嘴可采用喷嘴内部混合或喷嘴外部混合的结构。

10.按照权利要求1、9的低压水喷雾灭火装置，其特征是电磁阀采用直通式结构。

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