CZ36113U1 - Ruční hasicí zařízení pro získání dvoufázového bublinkového proudu - Google Patents

Description

Ruční hasicí zařízení pro získání dvoufázového bublinkového proudu

Oblast techniky

Technické řešení se týká ručního hasicího zařízení pro získání dvoufázového bublinkového proudu, které zahrnuje požární proudnici a vysokotlaké vodní čerpadlo napojené na elektromotor a na akumulátorovou baterii. Požární proudnice je požární hadicí připojena na vysokotlaké vodní čerpadlo, které je napojeno na zdroj vody. Požární proudnice je vybavena vodní komorou se vstupem vody, vzduchovou komorou s přívodem vzduchu a směšovací komorou pro smíchání vody a vzduchu a výstupním nástavcem s výstupem hasicí směsi.

Dosavadní stav techniky

Je známa konstrukce pneumatické rozprašovací trysky, která má plášť s tryskou a sběračem pro přívod kapaliny a plynu [Paži D. G. Galustov V. S. Základy techniky rozstřikování kapaliny. M., Chemie, 1984, str. 254],

Jejím nedostatkem je nestejnoměmost rozložení koncentrace vzduchu a kapiček vody v ploše průřezů a velké průtočné množství plynného skupenství.

Další blízkým řešením je pneumatická rozprašovací tryska, která má plášť s tryskou, sběračem pro přívod kapaliny a plynu a porézní vložku propustnou pro kapalinu i plyn umístěnou v plášti [A. S, 897306, zveřejněno 15.01.82, G. Bazarov, V. I. Biijukov],

Jejím nedostatkem je velký hydraulický odpor a komplikovanost regulování směsi, co se týče koncentrace, a toto pak při zvýšení obsahu kapaliny ve směsi vede k občasným výkyvům v činnosti.

Svojí technologickou podstatou k navrhovanému zařízení je blízké hasicí zařízení podle patentové přihlášky CZ 2021 - 29 (priority 10. dubna 2020 RU) a korespondující mezinárodní patentové přihlášky PCT/CZ2021/000004 téhož přihlašovatele. Směšovací komora pro vznik vysokorychlostního dvoufázového disperzního proudu bublinkové struktury je vyrobena v podobě bloku směšovačů s přední a zadní přepážkou, mezi nimiž jsou umístěny trubkové směšovače. Vstupní otvor každého směšovače má konfůzor spojený s komorou pro přívod vody. Trubkové směšovače jsou opatřeny ze strany zadní přepážky bočními otvory a protilehlé strany směšovačů jsou opatřeny difuzory. Výstupní konce difuzorů se štěrbinami jsou umístěny v otvorech přední přepážky. Pro zadaný průtok vody je definován počet směšovačů na základě a průtoku vzduchu. Při výstupu z požární proudnice vykazuje vysokorychlostní disperzní proud velikost kapiček v rozmezí 100 až 300 pm. Požární proudnice je propojena s kompresorem plynoturbínového motoru. Požární proudnice má směšovací komoru, rozdělenou přepážkami na komoru přívodu vody, komoru přívodu vzduchu a dispergovací komoru. Dispergovací komora se zužuje do plynodynamické hnací trysky, z níž vychází vysokorychlostní disperzní proud. Požární proudnice je spojena s pohybovým mechanizmem pro její otáčení vertikálně a horizontálně. Řídící jednotka je opatřena dálkovým ovládáním a je napojena na elektrogenerátor.

Jedná se o účinné, velké a robustní hasicí zařízení, vyráběné, např. jako sériový kontejner o délce 6 m. Je určeno k zajištění dostřiku hasicího proudu na velké vzdálenosti, na dálku až do 120 metrů a do výšky až do 80 metrů. To je nezbytné pro hašení velkých a extrémních požárů o vysoké intenzitě sálání, spojené s velkou obtížností při hašení, jako je hašení lesních požárů, hašení 20 ropných skvrn, hašení se zvýšenou radiací objektu, hašení požárů na stavbách i ve vícepodlažních budovách, při špatné dostupnosti objektu, např. zablokované komunikaci, v chemických závodech a mnoha dalších. Hasicí zařízení pracuje se stlačeným vzduchem nebo plynem získaným pomocí kompresoru plynoturbínového motoru.

-1 CZ 36113 UI

Tomu odpovídá konstrukční náročnost a robustnost tohoto hasicího zařízení, s potřebou nejen tlakové vody, ale také samostatného vstupu většího množství stlačeného vzduchu, což způsobuje nadměrnou velikost a hmotnost hasicího zařízení.

Jsou známa a rozšířena ruční hasicí zařízení, respektive požární proudnice k hašení menších požárů, např. společnosti ROSENBAUER. Tyto požární proudnice používají hašení pouze vodu. Proudnice vytváří případně až tři režimy: přímý proud, vodní mlhu, případně vodní clonu. Vždy bez dodávání vzduchu.

K tomu je zapotřebí použít vysoký tlak hasicí vody, aby se voda rozptýlila do co nej menších kapiček. Za tímto účelem se využívají čerpadla s vysokými výkony v kombinaci s dieselovými agregáty pro nasávání vody. Tato zařízení jsou relativně objemná a relativně velmi těžká, až 150 kg, takže jsou většinou nepřenosná. Samotná požární proudnice je lehká, okolo 2 kg a více. Pokud se týká tlakové vody z vodního čerpadla, je zmíněn tlak až 15 MPa.

Patentová přihláška CN 10 63 90 343 A (publ. 15. 2. 2017) popisuje nasávání vzduchu do duální dvouúčelové trysky, která může kombinovat hasicí systém sání vodní mlhy a pěnový hasicí systém. Řešení používá tlakovou vodu a nasávání vzduchu. Z této směsi se vytvoří mlha malých kapiček vody se vzduchem. Vzduch se nasává sacími otvory 5, umístěnými po obvodu na vnější stěně tryskové trubice 4 v její horní části. Na vnější straně tryskové trubice 4 je vzduchová dutina pro komunikaci se sacími otvory 5. Pod tryskovou trubicí 4 je situována zplyňovací komora 6, jejíž horní část je opatřena otvorem spojeným s tryskovou trubicí 4 ajejíž spodní částje opatřena tryskou 7 pro rozprašování jemné vodní mlhy nebo pěny. Pod rozprašovací tryskou 7 je situována nárazová pružina 8 konického zužujícího se tvaru ve směru rozprašování, jejíž délka je ovládaná šrouby 10. V popisuje uvedeno, že pracovní tlak víceúčelové trysky je 0,6 až 1,2 MPa, průtok vody je 25 až 33 litrů za minutu, a jemná vodní mlha má velikost částic 0,99 až 300 pm. Uhel rozprašování lze nastavit pomocí šroubů úpravou pružiny 8, z níž vychází jemná vodní mlha nebo pěnové médium pro pokrytí požářiště. Dostřik hasiva není uveden. V popisuje zmíněno, že hasicí zařízení má velký význam pro speciální hašení, jako je hašení na lodích. Vzhledem k ovládání konečného proudu hasiva z otvorů konické pružiny manuálně šroubem/y, lze předpokládat ruční hašení. V popisuje doporučení: nejdříve hasit vodní mlhou a poté k ní přidat roztok pěny, který pěni, pokrývá povrch ohně a izoluje zdroj ohně od vzduchu.

Nevýhodou této proudnice, je popsaná regulace hasicího proudu manipulací se šroubem, umístěným za pružinou 8, z níž vychází proud hasiva k hašení. Manipulaci se šrouby umístěné za pružinou, např. při regulaci stlačování pružiny, si lze obtížně představit provádět během hašení. Pravděpodobně se proudnice obtížně směřuje směrem k požáru a na menší dálku nebo výšku.

Nejbližším řešením předloženého technického řešení je patent RU 2 656 033 Cl o názvu „Směšovač s dvoufázovým pracovním médiem“ (datum publikace udělení 30.05.2018). Je nárokován směšovač, sestávající z válcové směšovací komory se vstupní tryskou pro přívod kapaliny, je vybaven otvory v tělese směšovací komory a má výstupní zařízení pro dvoufázový tok s kanálky pro výstup dvoufázového proudu hasicí směsi. Otvory v tělese směšovací komory jsou umístěny kolmo k ose směšovací komory. Kanálky výstupního zařízení mají válcovitý tvar a délku 1 až 10 mm a jsou umístěny rovnoběžně s osou směšovací komory nebo pod úhlem do 60° k ose směšovací komory. Objemová koncentrace plynu ve směšovací komoře nesmí být nižší než 0,5. V popisu je uvedeno, že průměr válcové komory a délka směšovací komory se volí tak, aby objemová koncentrace plynu odpovídala režimu kapky plynu při dvoufázovém proudění, tj, aby byla větší než 0,5 a přesněji 0,523, přičemž tato hodnota definuje přípustnou hodnotu objemové koncentrace. Ktéto hodnotě přípustné objemové koncentrace plynu (vzduchu) 0,523 jsou v popisu tohoto patentu podrobně uvedeny teoretické výpočty a rovnice na základě zákonů mechaniky kapalin a plynů.

Byla teoreticky stanovena přípustná objemová koncentrace plynu ve směšovací komoře vyšší než

-2 CZ 36113 UI

0,523. V patentu však nejsou uvedeny žádné kvantitativní hodnoty, např., tlaků dodávané vody a vzduchu, rychlosti výstupní směsi hasiva, délka dostřiku výstupní směsi atp. Takže lze předpokládat, že zařízení nebylo dostatečně odzkoušeno.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí ručním hasicím zařízením, které zahrnuje požární proudnici a vysokotlaké vodní čerpadlo, napojené na elektromotor a na akumulátorovou baterii, kde požární proudnice je požární hadicí připojena na vysokotlaké vodní čerpadlo, které je napojeno na zdroj vody, a požární proudnice je vybavena vodní komorou se vstupem vody, vzduchovou komorou s přívodem vzduchu a směšovací komorou pro smíchání vody a vzduchu a nástavcem s výstupem hasicí směsi.

Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že požární proudnice má • první sací otvory, uspořádané po obvodu směšovací komory, pro přívod venkovního atmosférického vzduchu do směšovací komory, které jsou přes regulátor nasávaného venkovního vzduchu propojeny se vzduchovou komorou, napojené na směšovací komoru;

• druhé sací otvory pro přívod venkovního atmosférického vzduchu do nástavce jsou situovány po obvodu šroubení nástavce nebo po obvodu na nástavci bezprostředně za výstupní přepážkou vodní komory;

• směšovací komoru, napojenou na jednom konci na kónickou vstupní vodní trysku, zužující se ve směru proudění a připojenou přes vodní komoru na vstup vody, a na opačném konci je směšovací komora napojena na výstupní kanál, navazující na výstupní komoru; a • výstupní komoru opatřenou, kolmo na směr osy požární proudnice, výstupní přepážkou s výstupními otvory.

Hlavní výhodou tohoto technického řešení je získání malého a lehkého ručního hasicího zařízení, které umožňuje svou celkovou konstrukcí nárokovanou změnu objemové koncentrace bublinek vzduchu a kapek vody pro vznik hasicího dvoufázového bublinkového proudu. Danou změnu objemové koncentrace, která odděluje režim kapiček vody od režimu vzduchových bublin zajišťuje zejména konstrukce plynodynamické požární proudnice podle tohoto technického řešení a na ni navazující komponenty hasicího zařízení, jako je vysokotlaké vodní čerpadlo a akumulátorová baterie s elektromotorem. Důležitou výhodou technického řešení je vytvoření stanoveného pole objemové koncentrace cestou vytvoření proměnlivé struktury proudění v průběhu utváření dvoufázového bublinkového proudu, které má podobné vlastnosti jako vodní paprsek.

Konstrukce ručního hasicího zařízení podle technického řešení zajišťuje dosažení silného, intenzivního a přímého hasicího dvoufázového bublinkového proudu, který má dostatek razance k přímému nasměrování na požářiště na potřebnou vzdálenost a v krátké době.

Výraznou předností tohoto technického řešení je získání ručního hasicího zařízení nízké hmotnosti do 50 kg, a to včetně vysokotlakého vodního čerpadla, elektromotoru a akumulátorové baterie. Hasicí zařízení jakožto celek, tedy včetně vysokotlakého vodního čerpadla, elektromotoru a akumulátorové baterie má malé rozměry, ve velikosti větší nákupní tašky, okolo 70 x 40 x 25 cm. Délka požární proudnice je okolo 60 cm, její největší průměr na výšku je okolo 8 cm, průměr při pohledu shora je okolo 8 cm. Vnitřní průměr vodní komory je okolo 25 mm a výstupního nástavce okolo 15 mm. Vnitřní průměr vstupní vodní trysky, směšovací komory, výstupního kanálu a výstupní komory se pohybuje od cca 20 mm až 5 mm. Z toho je zřejmé, že ruční hasicí zařízení

-3 CZ 36113 UI podle tohoto technického řešení je snadno přenosné.

Další velkou výhodou je snadná obsluha i pro nezaškolený personál.

Překvapivě toto ruční hasicí zařízení umožňuje pracovat pouze s okolním atmosférickým vzduchem, bez tlaku. Okolní vzduch je nasáván sacími otvory, prvními a druhými sacími otvory, s regulovatelným množstvím vzduchu podle potřeby. První sací otvory nasávají okolní vzduch do směšovací komory. Druhé sací otvory slouží k výraznému zvýšení rychlosti a tlaku konečné výstupní hasicí směsi z výstupu výstupního nástavce. Druhé sací otvory mohou být uspořádány buď po obvodu šroubení nástavce nebo v bezprostřední blízkosti za výstupní přepážkou, což závisí na konkrétní konstrukční úpravě požární proudnice. Důležitou částí požární proudnice je směšovací komora, v níž se mísí přicházející vzduch a tlaková voda v optimálním požadovaném poměru tak, aby vznikl dvoufázový plynodynamický proud hasicí směsi. Vodní komora slouží k vytvoření dostatečné zásoby tlakové vody a zajišťuje stabilitu tlaku na potřebné množství vody. V kónické vstupní trysce před směšovací komorou se stabilizuje rychlost a tlak vody. Ve výstupní komoře a navazujícím výstupním kanálu se formuje dvoufázový plynodynamický proud hasicí směsi. Výstupní otvory výstupní přepážky na konci výstupní komory, jsou v podstatě fúnkční trysky, které vytváří vyšší tlak a usměrňují paprsky konečné hasicí směsi na výstupu z hasicího zařízení.

Je výhodné, když první sací otvory jsou umístěny ve směšovací komoře, mají tvar válcovitých kanálků, umístěných kolmo k podélné ose požární proudnice shodné s osou směšovací komory a navazují na vzduchovou komoru, která je spojena s regulačním otvorem regulátoru, umístěném v plášti požární proudnice. Výhodou prvních sacích otvorů je přisávání regulovaného množství vzduchu pomocí regulátoru do směšovací komory a nemusí se využívat tlakový vzduch.

Válcovité kanálky prvních sacích otvorů působí jako trysky přisávaného vzduchu, které nasycují tlakový proud vody.

Dále je výhodné, když výstupní kanál má proměnlivý průřez symetricky rotačně uspořádaný vzhledem k ose požární proudnice, přičemž průřez výstupního kanálu je vybraný ze skupiny, zahrnující tvar komolého kužele, složených komolých kuželů, rotačního elipsoidu, rotačního paraboloidu a rotačního hyperboloidu. Bylo navrženo mnoho typů výstupních kanálů, z nichž některá alternativní provedení jsou uvedena v příkladech provedení a jsou zde i podrobně diskutována. Jako nej výhodnější se ukázaly tvary hyperboloidu a složených komolých kuželů.

Též je výhodné, když výstupní kanál se rozšiřuje ve směru proudění, což se ukázalo přínosné k výraznému zvýšení tlaku a rychlosti procházejícího proudu hasicí směsi.

Rovněž je výhodné, když výstupní komora je válcovitá nebo kónicky se zužující ve směru proudění. Výstupní komora válcovitého tvaru je snadno vyrobíteIná a udržuje konstantní tlak procházejícího proudu. Výstupní komora, mírně se kónicky zužující, zvyšuje mírně tlak a rychlost proudící směsi.

Také je výhodné, když výstupní přepážkaje rovinná, její výstupní otvory mají válcovitý tvar a jsou orientovány ve směru podélné osy požární proudnice. Nebo když výstupní přepážkaje vypouklá, její výstupní otvory mají válcovitý tvar a jsou skoseny k podélné ose požární proudnice, s výhodou kolem 30°. Proud hasicí směsi se ve výstupních otvorech výstupních přepážky zformuje do paprskovitých proudů, které vytvoří dvoufázový plynodynamický proud. Rovinná výstupní přepážka slouží pro výrobu lehčích hasicích směsí. Mírně vypouklá výstupní přepážkaje určena pro výrobu těžších hasicích směsí.

Pro ruční hasicí zařízení podle tohoto technického řešení bylo vyvinuto přihlašovatelem speciální vícestupňové vysokotlaké vodní čerpadlo podle tohoto technického řešení. Odzkoušené vysokotlaké vodní čerpadlo je třístupňové. Je osazené turbínovými lopatkovými koly rotujícími

-4 CZ 36113 UI kolem své osy, uspořádanými za sebou ve směru otočného hřídele vysokotlakého vodního čerpadla a opatřené oddělenými pevně uchycenými spirálovitými lopatkami radiálně uspořádanými k ose hřídele. Podle tohoto technického řešení mají lopatky každá jiný tvar a jiný náběhový úhel a jsou navrženy jako kombinace částečně otevřených a částečně uzavřených lopatkových kol. Výhodou tohoto řešení lopatek a lopatkových kol je možnost získání vysokého tlaku a průtoku tímto vysokotlakým vodním čerpadlem při relativně nízkém příkonu elektromotoru. Z tohoto důvodu vyplývá další velký přínos tohoto vysokotlakého vodního čerpadla, a to je nízká hmotnost do 14 kg, velmi jednoduchá intuitivní obsluha i pro nezaškolené uživatele hasicího zařízení. Nízká hmotnost a relativně malé rozměry usnadňují manipulaci a mobilitu tohoto typu vysokotlakého vodního čerpadla spojeného s ruční hasicí proudnicí.

V nej výhodnějším uskutečněném a odzkoušeném provedení podle tohoto technického řešení má vysokotlaké vodní čerpadlo při 10 000 otáčkách za minutu, výtlak na výstupu z tohoto vysokotlakého vodního čerpadla 1 litr tlakové vody za 1 sekundu při tlaku 2 MPa a při příkonu elektromotoru 3,5 kW a napětí 60 V.

V ručním hasicím zařízení podle tohoto technického řešení dvoufázové proudění vzduchu a vody za směšovací komorou na vstupu do výstupního kanálu má objemovou strukturu kapek vody s bublinkami vzduchu, kde objemová koncentrace vzduchu musí být větší než 0,523. A naopak, dvoufázové bublinkové proudění na výstupu z rozšířené koncové části výstupního kanálu má objemovou strukturu kapek vody a bublinek vzduchu, kde objemová koncentrace vzduchu musí být nižší než 0,523. Takže, hodnoty objemové koncentrace vzduchu > 0,523 vymezují existenci proudění bublinek vzduchu a kapek vody. A hodnoty objemové koncentrace vzduchu <0,523 vymezují existenci dvoufázového bublinkového proudění. Po dopadu do požářiště vzniká velké množství páry, která absorbuje kyslík, což zrychluje hašení. Dodržení nárokované přípustné objemové koncentrace v daných místech požární proudnice je podstatné pro vznik dvoufázového bublinkového proudu ajeho rychlosti na výstupu. Pro úplnost, objemová koncentrace je definovaná jako objem složky dělený objemem směsi, je bezrozměrná, její jednotkou je 1; aje vyjádřenajako číslo, v tomto případě 0,523 (nebo 52,3 % ze 100 %). Pokud má jedna složka směsi objemovou koncentraci 0,523, potom druhá složka má objemovou koncentraci 0,477.

V malém ručním hasicím zařízení se získá výsledný hasicí vysokorychlostní dvoufázový bublinkový proud bublinek vzduchu s jemně rozptýlenou strukturou kapiček vody, a s danou nárokovanou objemovou koncentrací obou fází, plynné a kapalné. V malém ručním hasicím zařízení se tak uplatnily podmínky z velkých hasicích zařízení z teoretických výpočtů objemové koncentrace vzduchu, která byla dále vyvíjena, specifikována, zlepšena a odzkoušena. Konstrukce hasicího zařízení podle technického řešení umožňuje řečenou změnu objemové koncentrace ve členitých průřezech výstupních částí požární proudnice, zejména ve výstupním kanálu za směšovací komorou požární proudnice. Hasicí dvoufázový bublinkový proud podle tohoto technického řešení má při požadovaném dostřiku a lineární trajektorii krátkou dobu hašení a spotřebuje malé množství vody. Pokud je nám známo, známé patenty pro svoji zdokumentovanou mechanickou konstrukci vylučují možnost vytvoření dvoufázového plynodynamického bublinkového proudu pro malé ruční hasicí proudnice. Voda či kapalné zpěňovací prostředky jsou používány obdobně odděleně, ale s nemožností zajištění jemného rozptýlení a dostřiku hasicího proudu na velmi krátké a středně dlouhé vzdálenosti v interiérech i exteriérech.

V hasicím zařízení podle technického řešení, • se z vysokotlakého vodního čerpadla přivádí do konvergentní kónické trysky a z ní do směšovací komory (regulovaně tlaková voda pod tlakem 2 MPa ± 0,3 MPa o množství 60 ± 15 litrů za minutu;

• tato tlaková voda přisává regulovaně okolní atmosférický vzduch bez tlaku prvními sacími otvory do směšovací komory, v níž se vzduch a voda mísí do směsi dvoufázového proudění bublinek vzduchu a kapek vody;

-5 CZ 36113 UI • získaný proud bublinek vzduchu a kapek vody za směšovací komorou se přetváří do dvoufázového bublinkového proudění bublinek vzduchu a kapiček vody prostupem členitých průřezů výstupních prvků požární proudnice; přičemž • do výstupního nástavce se regulovaně přisává venkovní vzduch výstupními otvory výstupní přepážky a • vzniklé dvoufázové proudění turbulentního charakteru a bublinkové struktury rozptýlených kapek a bublinek o velikosti 10 až 300 pm vystupuje výstupem z požární proudnice hasicího zařízení do požářiště rychlostí až 36 m.s¹ a maximálním dostřikem až 25 m.

Regulovaná tlaková voda, v nárokovaném rozsahu tlaku 2 MPa ±0,3 MPa a množství 60 ± 15 litru za minutu, splňuje vstupní podmínku pro vznik výsledného dvoufázového bublinkového proudu. Tento způsob hašení využívá přisáváním okolního vzduchu bez tlaku regulovaně, a to jak prvními sacími otvory do směšovací komory, tak druhými sacími otvory do nástavce požární proudnice. Protože se používá venkovní atmosférický vzduch, není zapotřebí dodávání tlakového vzduchu objemnými kompresory nebo velkým množstvím tlakových lahví. Okolní vzduch se nasává nejméně jedním regulačním otvorem nejméně jednoho regulátoru přes vzduchovou komoru prvními sacími otvory do směšovací komory, v níž se vzduch a voda mísí do směsi dvoufázového proudění bublinek vzduchu a kapek vody. Získaný proud dále postupuje do výstupního kanálu s větším průřezem na konci, v němž se zvyšuje promíchávání částeček vody a vzduchu. Z výstupního kanálu dále tento proud postupuje do výstupní komory a na jejím konci prochází výstupními otvory výstupní přepážky do výstupního nástavce s regulovaným přisáváním okolního vzduchu, např. otočným šroubením na nástavci. V těchto výstupních prvcích dochází k brždění proudění za narůstání tlaku a hustoty vzduchu, čímž se snižuje objem zaplňovaný vzduchem a proudění přechází do bublinkové struktury rozptýlených kapek vody a bublinek vzduchu o velikosti 10 až 300 pm. Vzniklé dvoufázové bublinkové proudění turbulentního charakteru vystupuje výstupem z požární hadice hasicího zařízení do požářišté rychlostí až 36 m.s¹ a maximálním dostřikem až 25 m.

Objasnění výkresů

Technické řešení je dále podrobně popsáno na příkladných neomezujících provedeních a je schematicky znázorněn na připojených výkresech, z nichž představuje:

Obr. 1 blokové schéma ručního hasicího zařízení s vysokotlakým vodním čerpadlem a elektromotorem;

Obr. 2 pohled shora na požární proudnici;

Obr. 3 boční pohled na požární proudnici s rukojetí v klidové poloze;

Obr. 4 svislý řez požární proudnici z obr. 3 s rukojetí v pracovní poloze, s troj stupňovým výstupním kanálem rozšiřujícím se ve směru proudění, naznačeného šipkami;

Obr. 5.1 svislý řez požární proudnici s alternativním výstupním kanálem ve tvaru komolého kužele rozšiřujícím se ve směru proudění;

Obr. 5.2 svislý řez požární proudnici s alternativním výstupním kanálem ve tvaru rotačního sesazeného hyperboloidu;

Obr. 5.3 svislý řez požární proudnici s alternativním rotačním elipsoidním výstupním kanálem;

-6 CZ 36113 Ul

Obr. 5.4 svislý řez požární proudnicí s alternativním výstupním kanálem ve tvaru dvoudílného sesazeného rotačního paraboloidu;

Obr. 5.5 svislý řez požární proudnicí s alternativním výstupním kanálem ve tvaru jednoduchého rotačního hyperboloidu;

Obr. 6 axonometrický boční pohled na vysokotlaké vodní čerpadlo s přívodem vody ze zdroje vody vpravo;

Obr. 7 axonometrický boční pohled na vysokotlaké vodní čerpadlo s přívodem vody ze zdroje vody vlevo;

Obr. 8 první lopatkové kolo vysokotlakého vodního čerpadla v řezu B- B z obr. 6;

Obr. 9 vizuální pohled otvorem vysokotlakého vodního čerpadla na straně přívodu vody z obr. 6; a

Obr. 10 svislý podélný řez C-C z obr. 7.

Příklady uskutečnění technického řešení

Hasicí zařízení podle tohoto technického řešení řeší nevýhody stávajících hasicích systémů.

Stávající systémy založené na použití kapalných trysek mají řadu významných nevýhod. Při hašení ohně je třeba zajistit

i) sražení plamene, vyžadující vysokou rychlost hasicího proudu;

ii) odvedení tepla odpařením vody;

iii) odstranění kyslíku ze vzduchu vytvořenou párou z vody.

U stávajících systémů mají hasicí proudy obvykle nízkou rychlost, a proto, i když dosáhnou místo požáru, obvykle nesplní požadavek sražení plamene. Aby se voda rychle odpařila, musí být rozdrcena na kapičky. Kapalný paprsek při drcení dává velké kapičky řádově 1 000 až 5 000 pm. Je potřeba kapky kapaliny/vody řádově 150 až 300 pm. V tomto případě se rychlost odpařování zvyšuje - lOOOkrát. Výsledkem je, že proud má balistickou trajektorii a kapičky dopadají na zem před zdrojem ohně, aniž by se vypařily. Navíc krátký dosah kapalného paprsku při vysoké intenzitě záření neumožňuje většinu požáru uhasit vůbec, respektive často velmi obtížné a dlouho. Výsledkem je, že při hašení se plýtvá spoustou vody, takže škody při hašení často převyšují škody způsobené samotným ohněm.

Proto byla vyvinuta nová technologii pro vytváření hasicích proudů pro hasicí zařízení podle tohoto technického řešení, bez těchto nedostatků. Podstata nového systému hašení spočívá ve vytvoření vysokorychlostního dvoufázového proudu bublinek plynu/vzduchu s jemně rozptýlenou kompozicí kapiček kapaliny/vody, a s určitou koncentrací obou fází, plynné a kapalné v daném hasicím zařízení. Hasicí zařízení podle tohoto technického řešení vytváří dvoufázový bublinkový proud s dlouhým dosahem dostřiku, s lineární trajektorií, a s krátkou dobu hašení. Mimoto toto ruční hasicí zařízení spotřebuje malé množství vody. Nové hasicí zařízení podle tohoto technického řešení slouží k uskutečnění podstaty technického řešení, která stručně řečeno spočívá ve změně objemové koncentrace bublinek plynu/vzduchu a kapek kapaliny/vody za směšovací komorou 12 ve výstupním kanále.

-7 CZ 36113 Ul

Příklad 1 (Obrázky 1, 2, 3, 4)

Ruční hasicí zařízeni s požární proudníci £ mající třístupňový kuželovitý výstupní kanál

Obrázek 1 zachycuje schematicky blokové schéma ručního hasicího zařízení. Ruční hasicí zařízení zahrnuje požární proudníci 1, která je požární hadicí spojená s vysokotlakým vodním čerpadlem 2 připojeném na elektromotor 3 poháněný akumulátorovou baterií 4. Do vysokotlakého vodního čerpadla 2 se přivádí voda ze zdroje 5 vody.

Obrázek 2 ukazuje pohled shora na požární proudníci 1, kde vstup 6 vody do požární proudnice 1 je označen šipkou vlevo a výstup 7 hotové hasicí směsi z požární proudnice 1 je označen šipkou vpravo. V pohledu zleva od vstupu vody je vyznačeno šroubení 8 pro připojení neznázoměné požární hadice. Na opačném konci požární proudnice 1 je situován nástavec 9, z něhož vychází výstup 7 hotové hasicí směsi. Mezi šroubením 8 a nástavcem 9 je viditelný plášť 10 požární proudnice 1, uvnitř něhož je situována ve směru proudění vodní komora 18 (neznázoměna), navazující na směšovací komoru 12 (neznázoměna).

Obrázek 3 je boční pohled na požární proudníci 1 z obr. 2. Na obrázku 3 je znázorněno šroubení 8, plášť 10 požární proudnice 1 a navazující nástavec 9. Ve spodní části požární proudnice 1 je situován regulátor 13 pro regulaci přisávání venkovního vzduchu prvními sacími otvory 14 (neznázoměnými) umístěnými ve směšovací komoře 12 (neznázoměné). Pod vodní komorou 18 je umístěna ovládací rukojeť 15 v krajní klidové poloze. Nástavec 9 je opatřen šroubením 16 pro připojení k plášti 10 požární proudnice 1. Ve šroubení 16 jsou situovány druhé sací otvory 17 pro přisávání venkovního vzduchu do nástavce 9 k hotové hasicí směsi.

Obrázek 4 znázorňuje svislý řez požární proudníci 1 z obr. 3 s ovládací rukojetí 15 v pracovní poloze. Vstup 6 vody navazuje na válcovitou vodní komom 18 navazující na zužující se kuželovitou vodní trysku 19. vyúsťující do válcovité směšovací komory 12, opatřené prvními sacími otvory 14 pro přisávání venkovního vzduchu přes vzduchovou komom 11 do směšovací komory 12. Ve směšovací komoře 12 se mísí voda s venkovním vzduchem do směsi kapiček vody a bublinek vzduchu. Směšovací komora 12 navazuje na výstupní kanál.

V tomto příkladném provedení je výstupní kanál možno označit jako složený, převážně se rozšiřující se ve směru proudění, který je rozdělen na tři stupně 20a, 20b, 20c s různými průřezy po délce osy 21 požární proudnice 1. První válcovitý stupeň 20a výstupního kanálu a navazuje jedním svým koncem na směšovací komom 12 a dmhým koncem na dmhý užší kuželovitý stupeň 20b výstupního kanálu. Dmhý užší kuželovitý stupeň 20b se mírně rozšiřuje cca 10° ve směm proudění. Dmhý užší kuželovitý stupeň 20b navazuje na třetí širší kuželovitý stupeň 20c. rozšiřující se pod větším úhlem cca 30° ve směm proudění.

Výstupní kanál navazuje na válcovitou výstupní komom 22, která je zakončena v celém průřezu výstupní přepážkou 23, která může být buď rovinná nebo velmi mírně vypouklá ve směm proudění. Výstupní přepážka 23 je opatřena výstupními otvory 24 ve tvaru válcovitých trysek. Výstupní otvory 24 mohou být situovány ve směm podélné osy 24 požární proudnice 1 v rovinné přepážce 23. Nebo mohou být válcové otvory 24 skoseny pod určitým úhlem k podélné ose 21 požární proudnice 1, např. pod úhlem 3°. Počet a úhly sklonů výstupních otvorů 24 závisí na konstrukčním záměru, za jakým účelem je zařízení navrhováno a jak bude následně využíváno.

Zařízení pracuje následovně a obdobně pro všechny typy dále uvedených hasicích zařízeních v příkladných konkrétních provedeních.

Při hašení požám obsluha připojí pomocí běžné požární hadice požární proudníci 1 k vysokotlakému vodnímu čerpadlu 2.

-8 CZ 36113 UI

Vysokotlaké vodní čerpadlo 2 (obr. 1) nasává vodu ze zdroje 5 vody, např. rybníku nebo zásobníku neboje vysokotlaké vodní čerpadlo 2 připojeno na zdroj 5 vody z vodního řadu. Vysokotlaké vodní čerpadlo 2 se pohání elektromotorem 3, který se napájí akumulátorovou baterií 4. Voda z vysokotlakého vodního čerpadla 2, se vhání odvodem 26 z vysokotlakého vodního čerpadla 2 spojeného pomocí neznázoměné požární hadice se šroubením 8 (obr. 2,3) požární proudnice 1 do jejího vstupu 6.

Hasicí zařízení s ruční ovládací rukojetí 15 v klidové poloze je znázorněno na obr. 3 a v pracovní poloze na obr. 4.

Způsob funkce hasicího zařízení je dále podrobně vysvětlen a detailně popsán pomocí obr. 4 požární proudnice L

Tlaková voda spuštěním ovládací rukojeti 15 se vhání do vodní komory 18 a postupuje vstupní tryskou 19 do směšovací komory 12, umístěné v plášti 10 požární proudnice L

Vzduch se přidává do vzduchové komory 11 regulátorem 13 pro přisávání atmosférického vzduchu z okolí. Regulátorem 13 se řídí množství přisávaného vzduchu do vzduchové komory 11. Tím se se ovládá množství přisávaného vzduchu ze vzduchové komory 11 do prvních sacích otvorů 14 v navazující směšovací komoře 12. První sací otvory 14 umístěné ve směšovací komoře 12 mají tvar válcovitých kanálků, umístěných kolmo k podélné ose 21 požární proudnice 1 a jsou vyústěny do vzduchové komory 11 spojené s regulačním otvorem regulátoru 13. jak je patrné z obrázků 5.1. 5.2, 5.3, 5.4 a 5.5. Regulátorem 13 se přisávaný vzduch z okolí buď uzavírá nebo podle potřeby otevírá, čímž se dle potřeby mění průtočné množství atmosférického venkovního vzduchu přiváděného do směšovací komory 12 za účelem získání proudu, majícího strukturu bublinek vzduchu s kapkami vody. Množství přisávaného venkovního vzduchu do směšovací komory 12 se reguluje např., podle požadované výstupní rychlosti dvoufázového bublinkového proudu na výstupný? hasicí směsi, který se měří pomocí laseru. Pokud tato požadovaná rychlost neodpovídá, reguluje se nasávané množství regulátorem 13.

K dosažení výsledného konečném efektu vzniku jemně rozptýleného plynodynamického dvoufázového hasicího výstupního proudu 7 na výstupu z nástavce 9, je potřeba dosáhnout přesných požadovaných hodnot ve směšovací komoře 12 a následně ve výstupním kanálu, kde vzniká dvoufázová bublinková směs pracovního média, tj. vody a vzduchu.

Rozšiřující se kuželovité stupně 20a. 20b. 20c výstupního kanálu slouží k vytváření bublinkové struktury proudění. Výstupní kanál svým rozšířením brzdí proudění, přičemž narůstá tlak a hustota vzduchu. Takto se snižuje objem zaplňovaný vzduchem a proudění se mění na bublinkovou strukturu. Použitím bublinkové struktury proudění k vytváření proudu bublinek vzduchu s kapičkami vody vzniká velmi účinný hasicí proud vycházející z nástavce 9.

Ve směšovací komoře 12 dochází ke smísení kapiček tlakové vody a bublinek vzduchu a dochází zde k vytvoření směsi, která postupuje ze směšovací komory 12 výstupním kanálem do výstupní komory 22, kterou dále prochází a postupuje výstupními otvory 24 výstupní přepážky 23.

Následně hasicí směs prostupuje z výstupních otvorů 24 výstupní přepážky 23 do nástavce 9, našroubovaného k plášti 10 požární proudnice 1, pomocí šroubení 16 (obr. 2, 3, 4). V příkladném provedení je šroubení 16 nástavce 9 opatřeno druhými sacími otvory 17 pro přisávání okolního atmosférického vzduchu do nástavce 9 k hasicí směsi. Otáčením šroubení 16 se reguluje přisávaný vzduch do nástavce 9. Regulace množství nasávaného vzduchu do nástavce 9 se provádí např., pokud výsledný dvoufázový bublinkový proud, vycházející z nástavce 9, je rozptýlený a nevytváří intenzivní přímý proud k přímému hašení. Potom se reguluje množství nasávaného vzduchu do nástavce 9, dokud se nevytvoří silný, přímý a intenzivní dvoufázový bublinkový proud. Přisávaný vzduch zvyšuje výstupní rychlost, tlak i dostřik konečného, jemně rozptýleného dvoufázového plynodynamického hasicího proudu na výstupu 7 a aerosolů v širokém rozpětí velikosti kapiček

-9 CZ 36113 UI a bublinek v rozmezí 10 až 300 pm v hasicí směsi.

Výsledný hasicí dvoufázový bublinkový proud na výstupu 7 hasicí směsi, vychází z nástavce 9 požární proudnice 1 hasicího zařízení. Obsluha nasměruje nástavec 9 s vystupujícím hasícím proudem 7 směrem do požáru.

Lze konstatovat, že proudění v požární proudnici 1 má v podstatě převážně přímočarý směr v podélné ose 21 požární proudnice L

Při hašení požáru ručním hasicím zařízením podle tohoto příkladného provedení technického řešení má následující odzkoušené parametry. Tlaková voda, vystupující z vysokotlakého vodního čerpadla 2 podle technického řešení a vstupující vstupem 6 vody do vstupní vodní trysky 19 požární proudnice 1^ má tlak 2 MPa. Hotová hasicí směs, vystupující z nástavce 9 požární proudnice 1, má výstupní rychlost 25 m.s¹ a maximální dostřik okolo 20 m. V tomto příkladném provedení se jedná o lehkou požární směs.

Lehké hasicí směsi jsou určeny zejména pro hašení požáru v interiérech, v kancelářích, v bytech, v hotelích, kde je zvýšená potřeba, aby hasivo obsahovalo co nejméně vody. Konkrétní příkladné provedení představuje v pořadí druhé nejvýkonnější ruční hasicí zařízení podle tohoto technického řešení.

Příklad 2 (Obrázek 5.1)

Ruční hasicí zařízení s požární proudnici £ mající jednoduchý kuželovitý výstupní kanál

Obrázek 5.1 znázorňuje požární proudnici 1 shodnou s předchozím příkladem 1 (obr. 4), vyjma výstupního kanálu v alternativním konstrukčním provedení hladkého komolého kužele 20d. rozšiřujícího se ve směru proudění cca 16° k podélné ose 21 požární proudnice 1.

Hasicí zařízení podle tohoto příkladného provedení pracuje obdobně jako v předchozím příkladném provedení s tím, že tvar jednoduchého komolého kužele 20d, jakožto alternativního výstupního kanálu, není tak účinný jako v předchozím příkladném provedení, jak ukázaly následné praktické testy. V tomto alternativním výstupním kanálu se formuje výstupní hasicí směs do požadované kvality lehké hasicí směsi.

Při hašení požáru ručním hasicím zařízení podle tohoto příkladného provedení technického řešení má následující odzkoušené parametry. Tlaková voda, vystupující z vysokotlakého vodního čerpadla 2 podle technického řešení a vstupující vstupem 6 do vstupní trysky 19 požární proudnice 1, má tlak 2 MPa. Hotová hasicí směs, vystupující z nástavce 9, má výstupní rychlost 25 m.s¹ a maximální dostřik okolo 20 m. V tomto příkladném provedení se jedná o lehkou hasicí směs.

Lehké hasicí směsi jsou určeny pro hašení požáru v interiérech, v kancelářích, bytech, hotelích, kde je zvýšená potřeba aby hasivo obsahovalo co nejméně vody. Konkrétní příkladné provedení představuje v pořadí třetí nej výkonnější ruční hasicí zařízení podle tohoto technického řešení.

Příklad 3 (Obrázek 5.2)

Ruční hasicí zařízení s požární proudnici £ mající výstupní kanál ve tvaru v podstatě rotačního hyperboloidu

Obrázek 5.2 znázorňuje požární proudnici 1 shodnou s provedením dle příkladu 1 (obr. 4), vyjma konstrukce dalšího alternativního výstupního kanálu, který je proveden ve čtyřech úsecích 20e, 20f, 20g, 20h. První úsek 20e je válcovitý, konstantního průměru, většího než směšovací komora

- 10CZ 36113 UI

12. na niž první válcovitý úsek 20e navazuje. Další tři za sebou spojitě navazující úseky 20f. 20g. 20h ve směru proudění mají proměnlivé průřezy po délce podélné osy 21 požární proudnice 1, a vcelku mají v průřezu tvar rotačního tělesa ve tvaru v podstatě rotačního hyperboloidu ve směru podélné osy 21 požární proudnice L Každý úsek 20f, 20g, 20h v průřezu připomíná „tulipánovitý tvar“. Podrobněji, ve směru proudění a podélné osy 21 požární proudnice L druhý úsek 20f tvaru rotačního hyperboloidu se mírně zužuje do nej užšího průřezu třetího nej užšího úseku 20g výstupního kanálu, třetí nejužší úsek 20g se mírně rozšiřuje, a čtvrtý úsek 20h tvaru rotačního hyperboloidu se široce rozevírá a navazuje svým koncovým nej rozšířenějším průřezem na průřez válcovité komory 22. První dva úseky 20e. 20f po délce zabírají 40 % a další dva úseky 20g. 20h zabírají cca 60 % po délce ve směru podélné osy 21 požární proudnice L

Hasicí zařízení podle tohoto příkladného provedení pracuje obdobně jako v předchozím příkladném provedení s tím, že tvar v podstatě rotačního hyperboloidu ve čtyřech úsecích 20e. 20f. 20g, 20h, jakožto alternativního výstupního kanálu, je nejúčinnější z popsaných příkladů provedení tohoto technického řešení, jak ukázaly následné praktické testy. Seškrcení třetího nejužšího úseku 20g do nejužšího průřezu přispívá k nárůstu tlaku i rychlosti proudu hasicí směsi. V tomto alternativním výstupním kanálu se formuje výstupní hasicí směs do požadované kvality velmi lehké hasicí směsi.

Při hašení požáru ručním hasicím zařízení podle tohoto příkladného provedení technického řešení má následující odzkoušené parametry. Tlaková voda, vystupující z vysokotlakého vodního čerpadla 2 podle technického řešení a vstupující vstupem 6 do vstupní trysky 19 požární proudnice 1, má tlak 2 MPa. Hotová hasicí směs, vystupující z nástavce 9, má výstupní rychlost 36 m.s¹ a maximální dostřik okolo 25 m. V tomto příkladném provedení se jedná o velmi lehkou hasicí směs.

Velmi lehké hasicí směsi jsou určeny zejména pro hašení požáru v interiérech, v kancelářích, bytech, hotelích, kde je zvýšená potřeba aby hasivo obsahovalo co nejméně vody. Konkrétní příkladné provedení představuje nejvýkonnější ruční hasicí zařízení podle tohoto technického řešení.

Příklad 4 (Obrázek 5.3)

Ruční hasicí zařízení s požární proudnici £ mající výstupní kanál ve tvaru rotačního elipsoidu

Obrázek 5.3 znázorňuje požární proudnici 1 shodnou s provedením dle příkladu 1 (obr. 4), vyjma dalšího alternativního výstupního kanálu 20i, který je proveden ve tvaru rotačního elipsoidu, ve směru podélné osy 21 požární proudnice 1. Alternativní výstupní elipsoidní kanál 20i. ve tvaru rotačního elipsoidu, je na konci přivráceném výstupní komoře 22 svisle ukončený vzhledem k podélné ose 21 požární proudnice 1 a navazuje tímto svým koncovým průřezem na odpovídající průřez válcovité výstupní komory 22.

Hasicí zařízení podle tohoto příkladného provedení pracuje obdobně jako v předchozích příkladech provedení s tím, že tvar rotačního elipsoidu 20i, jakožto alternativního výstupního kanálu, slouží k výrobě nejtěžší hasicí směsi, jak ukázaly následné praktické testy.

Při hašení požáru ručním hasicím zařízení podle tohoto příkladného provedení technického řešení má následující odzkoušené parametry. Tlaková voda, vystupující z vysokotlakého vodního čerpadla 2 podle technického řešení a vstupující vstupem 6 do vstupní trysky 19 požární proudnice 1, má tlak 2 MPa. Hotová hasicí směs, vystupující z nástavce 9, má výstupní rychlost 12 m.s¹ a maximální dostřik okolo 10 m. V tomto příkladném provedení se jedná o velmi těžkou hasicí směs.

Velmi těžké hasicí směsi jsou vhodné zejména pro hašení požáru v exteriérech a venku, např. při

- 11 CZ 36113 Ul hašení popelnic, okolního porostu atp. kde hasivo může obsahovat více vody, která nezpůsobí tak velké materiální škody jako v interiérech.

Příklad 5 (Obrázek 5.4)

Ruční hasicí zařízení s požární proudnicí f mající výstupní kanál ve tvaru sesazeného rotačního paraboloidu

Obrázek 5.4 znázorňuje požární proudnicí 1 shodnou s provedením dle příkladu 1 (obr. 4), vyjma dalšího alternativního výstupního kanálu, ve tvaru tří částí 20j, 20k, 20i, plynule na sebe navazujících a s proměnlivými spojitými průřezy. Jako celek odpovídá tvaru dvoudílného sesazeného rotačního paraboloidu, ve směru podélné osy 21 požární proudnice 1 a připomíná „pohár“.

Krajní užší průřez paraboloidu, na straně přivrácené směšovací komoře 12. představuje první užší část 20j tvaru rotačního paraboloidu. Opačně situovaná krajní část paraboloidu, přivrácena výstupní komoře 22, je širší a představuje třetí širší část 201 tvaru rotačního paraboloidu. Mezi oběma těmito krajními částmi 20j. 201 je uspořádána do nej užšího průřezu výstupní komory prostřední část, druhá nejužší část 20k. Paraboloid je mezi oběma krajními částmi 20j. 201, cca v jedné čtvrtině ve směru proudění a podélné osy 21, seškrcen do nejužšího průřezu prostřední druhé nejužší části 20k výstupního kanálu.

Hasicí zařízení podle tohoto příkladného provedení pracuje obdobně jako v předchozím příkladu provedení s tím, že alternativní výstupní kanál ve tvaru dvoudílného sesazeného rotačního paraboloidu se třemi částmi 20j. 2k, 20i, slouží k výrobě těžké hasicí směsi, jak ukázaly následné praktické testy.

Při hašení požáru ručním hasicím zařízení podle tohoto příkladného provedení technického řešení má následující odzkoušené parametry. Tlaková voda, vystupující z vysokotlakého vodního čerpadla 2 podle technického řešení a vstupující vstupem 6 do vstupní trysky 19 požární proudnice 1, má tlak 2 MPa. Hotová hasicí směs, vystupující z nástavce 9, má výstupní rychlost 16 m.s¹ a maximální dosah okolo 14 m. V tomto příkladném provedení se jedná o těžkou požární hasicí směs.

Těžké hasicí směsi jsou vhodné zejména pro hašení požáru v exteriérech a venku, např. při hašení popelnic, okolního porostu atp., kde hasivo může obsahovat více vody, která nezpůsobí velké materiální škody jako v interiérech.

Příklad 6 (Obrázek 5.5)

Ruční hasicí zařízení s požární proudnicí £ mající výstupní kanál ve tvaru jednoduchého rotačního hyperboloidu 20m

Obrázek 5.5 ukazuje svislý řez požární proudnicí 1 s alternativním výstupním kanálem ve tvaru „tulipánovitého“ rotačního jednoduchého hyperboloidu 20m. rozšiřujícího se ve směru podélné osy 21 požární proudnice L

Hasicí zařízení podle tohoto příkladného provedení pracuje obdobně jako v příkladu provedení podle obr. 5.2 s tím, že tvar jednoduchého rotačního hyperboloidu 20m, jakožto alternativního výstupního kanálu, je velmi účinný z popsaných příkladů provedení tohoto technického řešení, jak ukázaly následné praktické testy. V tomto alternativním výstupním kanálu hyperboloidu 20m se formuje výstupní hasicí směs do požadované kvality lehké hasicí směsi.

- 12CZ 36113 UI

Při hašení požáru ručním hasicím zařízení podle tohoto příkladného provedení technického řešení má následující odzkoušené parametry. Tlaková voda, vystupující z vysokotlakého vodního čerpadla 2 podle technického řešení a vstupující vstupem 6 do vstupní vodní trysky 19 požární proudnice 1, má tlak 2 MPa. Hotová hasicí směs, vystupující z nástavce 9, má výstupní rychlost 28 m.s¹ a maximální dostřik okolo 23 m. V tomto příkladném provedení se jedná o velmi lehkou požární hasicí směs.

Lehké hasicí směsi jsou určeny pro hašení požáru v interiérech, v kancelářích, bytech, hotelích, kde je zvýšená potřeba, aby hasivo obsahovalo co nejméně vody. Konkrétní příkladné provedení představuje výkonné ruční hasicí zařízení podle tohoto technického řešení.

Příklad 7 (Obrázky 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12)

Vysokotlaké vodní čerpadlo 2_

Vysokotlaké vodní čerpadlo 2, které je vícestupňové, s výhodou třístupňové, je osazeno turbínovými lopatkovými koly 30 rotujícími kolem své osy, uspořádanými za sebou ve směru otočného hřídele 31 vysokotlakého vodního čerpadla 2. Vysokotlaké vodní čerpadlo 2 je opatřené oddělenými pevně uchycenými spirálovitými lopatkami 30 radiálně uspořádanými k ose hřídele 31. Vysokotlaké vodní čerpadlo 2 bylo speciálně vyvinuto a odzkoušeno přihlašovatelem pro účel ručního hasicího zařízení s požární proudnici 1 podle tohoto technického řešení. Lopatky 32 mají každá jiný tvar a jiný náběhový úhel, a jsou navrženy jako kombinace částečně otevřených a částečně uzavřených lopatkových kol 30.

Ve výhodném příkladném provedení vysokotlaké vodní čerpadlo 2 má při 10 000 otáčkách za minutu, výtlak na odvodu 26 vody z vysokotlakého vodního čerpadla 2 1 (jeden) litr tlakové vody za 1 sekundu při tlaku 2 MPa a při příkonu elektromotoru 3 3,5 kW a napětí 60 V.

Obrázek 6 ukazuje axonometrický boční pohled na vysokotlaké vodní čerpadlo 2. V pravé části obr. 6 je označen přívod 25 vody do vysokotlakého vodního čerpadla 2 ze zdroje 5 vody. V levé části obrázku 6 je označen odvod 26 vody z vysokotlakého vodního čerpadla 2, navazující na neznázoměný vstup 6 vody do požární proudnice L Vysokotlaké vodní čerpadlo 2 je v příkladném provedení třístupňové, se třemi stupni 27, 28, 29, a to prvním stupněm 27, druhým stupněm 28 a třetí stupněm 29 vysokotlakého vodního čerpadla 2, v nichž se zvyšuje tlak vody ve směru od přívodu 25 vody směru k odvodu 26 vody z vysokotlakého vodního čerpadla 2 do neznázoměného vstupu 6 vody do požární proudnice 1.

Obrázek 7 znázorňuje axonometrický boční pohled na vysokotlaké vodní čerpadlo 2 s přívodem 25 vody ze zdroje 5 vody, v levé části obr. 7. Nahoře na obr. 7 je znázorněn odvod 26 vody z vysokotlakého vodního čerpadla 2 do neznázoměné požární proudnice 1. Na obr. 7 jsou vyznačeny jednotlivé stupně 27, 28, 29 vysokotlakého vodního čerpadla 2 a otočný hřídel 31 vysokotlakého vodního čerpadla 2 v jeho podélné ose.

Obrázek 8 ukazuje první turbínové lopatkové kolo 30 vysokotlakého vodního čerpadla 2 v čelním řezu B- B z obr. 6. Na obrázku 8 jsou též znázorněny lopatky 32 turbínového lopatkového kola 30, které jsou radiálně uspořádané vzhledem k centrální hřídeli 31. Lopatky 32 mají každá jiný tvar a jiný náběhový úhel. Lopatky 32 jsou částečně otevřené a částečně uzavřené na lopatkovýchkolech 30. Spirálovité lopatky 32 jsou uspořádány ve třístupňovém uspořádání za sebou ve směru osy hřídele 31.

Obrázek 9 představuje vizuální pohled otvorem vysokotlakého vodního čerpadla 2 ze strany neznázoměného přívodu 25 vody ze zdroje 5 vody z obr. 6. Odvod 26 vody z vysokotlakého vodního čerpadla 2 je znázorněn vlevo nahoře na obr. 9. Na obrázku 9 je viditelná hřídel 31 vysokotlakého vodního čerpadla 2 a první turbínová lopatka 32 turbínového lopatkového kola 30.

- 13 CZ 36113 UI

Obrázek 10 znázorňuje podélný svislý řez C-C z obr. 7 podélnou osou hřídele 31. Šipkami vlevo je označen přívod 25 vody ze zdroje 5 vody do vysokotlakého vodního čerpadla 2. Šipkou nahoře je označen odvod 26 vody z vysokotlakého vodního čerpadla 2 do požární proudnice 1. V horní 5 části nad hřídelí 31 j sou zobrazeny první stupeň 27. druhý stupeň 28 a třetí stupeň 29 vysokotlakého vodního čerpadla 2. V dolní části pod hřídelem 31 jsou označeny, v příkladném provedení, tři turbínová lopatková kola 30 vysokotlakého vodního čerpadla 2.

ίο Průmyslová využitelnost

Lehká, malá a snadno ovladatelná požární proudnice 1 ručního hasicího zařízení včetně relativně malého podélného vodního čerpadla 2 a akumulátorové baterie 4 je určena k hašení menších požárů v interiéru i exteriéru s dostřikem hasicího dvoufázového bublinkového proudu až do 25 m.

Namísto vody jakožto kapalného média lze využít pěnovou kapalinu.

Claims (10)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Ruční hasicí zařízení pro získání dvoufázového bublinkového proudu zahrnuje požární proudníci (1) a vysokotlaké vodní čerpadlo (2) napojené na elektromotor (3) a na akumulátorovou baterii (4), kde požární proudnice (1) je požární hadicí připojena na vysokotlaké vodní čerpadlo (2), které je napojeno na zdroj (5) vody;

   požární proudnice (1) je vybavena vodní komorou (18) se vstupem (6) vody kónickou konvergentní vstupní tryskou (19), vzduchovou komorou (11) s přívodem venkovního vzduchu, napojenou na směšovací komoru (12) pro smíchání vody a vzduchu a nástavcem (9) s výstupem (7) dvoufázového bublinkového hasicího proudu;

   všechny komory (11, 12, 18), vstupní tryska (19), nástavec (9) požární trysky jsou rotačně symetricky uspořádány kolem hlavní podélné osy (21) požární proudnice (1);

   vyznačující se tím, že požární proudnice (1) zahrnuje :

   • první sací otvory (14), které jsou uspořádané po obvodu směšovací komory (12) pro přívod regulovatelného venkovního atmosférického vzduchu do směšovací komory (12), jsou přes regulátor (13) nasávaného venkovního vzduchu propojeny se vzduchovou komorou (11) napojenou na směšovací komoru (12), • druhé sací otvory (17) pro přívod regulovatelného venkovního atmosférického vzduchu do výstupního nástavce (9) jsou situovány po obvodu nástavce (9) bezprostředně za výstupní přepážkou (23) výstupní komory (22), • směšovací komoru (12) pro míšení regulovatelného venkovního atmosférického vzduchu z prvních sacích otvorů (14) s tlakovou vodou z vysokotlakého vodního čerpadla (2), která je na jednom konci napojena na užší konec kónické vstupní trysky (19) připojené přes vodní komoru (18) na vstup (6) tlakové vody z vysokotlakého vodního čerpadla (2), a na opačném konci je směšovací komora (12) napojena na výstupní kanál (20) navazující na výstupní komoru (22), • výstupní komoru (22) opatřenou kolmo na směr podélné osy (21) požární proudnice (1), výstupní přepážkou (23) opatřenou výstupními otvory (24).
2. 2. Ruční hasicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že první sací otvory (14) směšovací komory (12) mají tvar válcovitých kanálků umístěných kolmo k podélné ose (21) požární proudnice (1) shodné s podélnou osou směšovací komory (12) a navazuji na vzduchovou komoru (11), která je spojena s regulačním otvorem regulátoru (13), umístěném v plášti (10) požární proudnice (1).
3. 3. Ruční hasicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhé sací otvory (17), které mají tvar válcovitých kanálků, jsou uspořádány po obvodu šroubení (16) nástavce (9) a rovnoběžně s podélnou osou (21) požární proudnice (1), kde šroubení (16) je regulovatelným prvkem pro přisávané množství okolního vzduchu do nástavce (9).
4. 4. Ruční hasicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupní kanál (20) má proměnlivý průřez, který je symetricky rotačně uspořádaný vzhledem k podélné ose (21) požární proudnice (1), a který je ve směru proudění vždy větší na konci výstupního kanálu (20) přivráceném k výstupní komoře (22) než průřez na začátku výstupního kanálu (20) přivráceného ke směšovací komoře (12), přičemž průřez výstupního kanálu (20) je vybraný ze skupiny, zahrnující tvar válcovitý, komolého

   - 15 CZ 36113 Ul kužele, složených komolých kuželů, rotačního elipsoidu, rotačního paraboloidu a rotačního hyperboloidu.
5. 5. Ruční hasicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupní komora (22) je válcovitá nebo kónicky se zužující ve směru proudění.
6. 6. Ruční hasicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupní přepážka (23) je rovinná, její výstupní otvory (24) mají válcovitý tvar a jsou orientovány ve směru podélné osy (21) požární proudnice (1) nebo výstupní přepážka (23) je vypouklá, její výstupní otvory (24) mají válcovitý tvar a jsou skoseny k podélné ose (21) požární proudnice (1) v rozmezí 30° až 60°.
7. 7. Ruční hasicí zařízení podle některého z předchozích nároků nároku 1 až 6, vyznačující se tím, že za směšovací komorou (12) na vstupu do výstupního kanálu (20) má dvoufázové proudění vzduchu a vody, objemovou strukturu bublinek vzduchu s kapkami vody, kde objemová koncentrace vzduchu je vyšší než 0,523; a na výstupu z rozšířené koncové části výstupního kanálu (20) má dvoufázové bublinkové proudění objemovou strukturu kapek vody a bublinek vzduchu, kde objemová koncentrace vzduchuje nižší než 0,523.
8. 8. Ruční hasicí zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že vysokotlaké vodní čerpadlo (2) je vícestupňové, s výhodou třístupňové, je osazeno turbínovými lopatkami koly (30) rotujícími kolem své osy, uspořádanými za sebou ve směru otočného hřídele (31) vysokotlakého vodního čerpadla (2) a opatřené oddělenými pevně uchycenými spirálovitými turbinovými lopatkami (32) radiálně uspořádanými kose otočného hřídele (31) vysokotlakého vodního čerpadla (2), přitom lopatky (32) lopatkového kola (30) vysokotlakého vodního čerpadla (2) mají každá jiný tvar a jiný náběhový úhel a jsou navrženy jako kombinace částečně otevřených a částečně uzavřených lopatkových kol (30) vysokotlakého vodního čerpadla (2).
9. 9. Ruční hasicí zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že vysokotlaké vodní čerpadlo (2) při 10 000 otáčkách za minutu, má výtlak na odvodu (26) vody z vysokotlakého vodního čerpadla 1 litr tlakové vody za 1 vteřinu při tlaku 2 MPa a při příkonu elektromotoru (3) 3,5 kW a napětí 60 V.
10. 10. Ruční hasicí zařízení podle některého z předchozích nároků nároku 1 až 8, vyznačující se tím, že tlaková voda, vystupující z vysokotlakého vodního čerpadla (2) a vstupující vstupem (6) vody do vstupní vodní trysky (19) požární proudnice (1), má tlak 2 MPa, přičemž hasicí proud na výstupu (7) nástavce (9) požární proudnice (1) hasicího zařízení vykazuje výstupní rychlost až 36 m.s¹ a maximální dostřik 25 m.