PL234266B1

PL234266B1 - Device for flames suppression with acoustic waves

Info

Publication number: PL234266B1
Application number: PL428615A
Authority: PL
Inventors: Jacek Wilk-Jakubowski
Original assignee: Politechnika Swietokrzyska
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-01-31
Also published as: PL428615A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do gaszenia płomieni falami akustycznymi, które jest stosowane w pomieszczeniach zamkniętych oraz w otwartej przestrzeni.The subject of the invention is a device for extinguishing flames with acoustic waves, which is used in closed rooms and in open spaces.

Obecnie do gaszenia płomieni, w zależności od rodzaju pożaru, najczęściej wykorzystuje się gaśnice wypełnione odpowiednim środkiem gaśniczym. Tradycyjne gaśnice nie nadają się do uniwersalnego stosowania przy gaszeniu pożarów różnych materiałów. Ze względu na rodzaj gaszonego pożaru gaśnice dzieli się na wiele grup, przy czym niektóre z nich są przystosowane do gaszenia kilku rodzajów pożarów. W praktyce środek gaśniczy wyczerpuje się bardzo szybko, ponowne uzupełnienie nim zbiornika jest czasochłonne, a czynność tę mogą wykonywać w wyznaczonych miejscach jedynie upoważnione jednostki. W związku z tym stosowanie typowych gaśnic wiąże się z licznymi ograniczeniami. Do innych mankamentów należą: niekorzystny wpływ na środowisko oraz zdrowie, uszkodzenie sprzętu oraz elementów wyposażenia podczas gaszenia płomieni, konieczność okresowych prób ciśnieniowych zbiorników oraz wymiany środka gaśniczego.Currently, to extinguish flames, depending on the type of fire, fire extinguishers filled with an appropriate extinguishing agent are most often used. Traditional fire extinguishers are not suitable for universal use in extinguishing fires of various materials. Due to the type of fire being extinguished, fire extinguishers are divided into many groups, some of which are adapted to extinguish several types of fires. In practice, the extinguishing agent is used up very quickly, refilling the tank with it is time-consuming, and this activity can only be performed in designated places by authorized units. Therefore, the use of conventional fire extinguishers is associated with numerous limitations. Other drawbacks include: negative impact on the environment and health, damage to equipment and fittings during extinguishing flames, the need for periodic pressure tests of tanks and replacement of the extinguishing agent.

Znane jest z publikacji W02016086068 urządzenie przeznaczone do gaszenia płomieni falami akustycznymi o częstotliwości 20-160Hz. Ma ono kształt cylindra, w którym znajduje się głośnik niskotonowy. Na końcu cylindra zainstalowano pierścień wirowy w celu skupienia mocy. Źródło fal akustycznych stanowi generator, z którego sygnał podawany jest na wzmacniacz audio. Niezbędnym elementem urządzenia jest jednostka zasilająca. Urządzenie posiada wewnątrz obudowy dyszę wirową oraz może dodatkowo posiadać przetwornik. Wygenerowany i wzmocniony sygnał podawany jest na głośnik niskotonowy, skąd poprzez kolimator i dyszę wirową fala akustyczna zostaje zawężona i skupiona w wybranym kierunku.A device for extinguishing flames with acoustic waves with a frequency of 20-160 Hz is known from the publication W02016086068. It is shaped like a cylinder with a woofer in it. A swirl ring is installed at the end of the cylinder to concentrate the power. The source of acoustic waves is a generator from which the signal is fed to the audio amplifier. An indispensable element of the device is the power unit. The device has a swirl nozzle inside the housing and may additionally have a transducer. The generated and amplified signal is sent to the woofer, from where the acoustic wave is narrowed and focused in a selected direction through a collimator and a swirl nozzle.

Znany jest z opisu patentowego PL177792 sposób gaszenia płomieni falami akustycznymi, które powstają w źródle dźwięku, poprzez generator częstotliwości i wzmacniacz mocy. Polega on na tym, że uruchamia się źródło dźwięku na początku falowodu o natężeniu powyżej 0,5W/m i częstotliwości drgań od kilku do 1000Hz, a następnie kieruje się końcówkę falowodu ku płomieniom. W rezultacie płomienie zmieniają swój kształt oraz ulegają zmniejszeniu aż do ugaszenia.The patent description PL177792 describes a method of extinguishing flames with acoustic waves that arise in a sound source, through a frequency generator and a power amplifier. It consists in activating the sound source at the beginning of the waveguide with the intensity above 0.5W / m and the vibration frequency from a few to 1000Hz, and then the end of the waveguide is directed towards the flames. As a result, the flames change their shape and shrink until they are extinguished.

Znane jest z opisu patentowego PL177478 urządzenie do gaszenia płomieni falami akustycznymi, które posiada generator częstotliwości połączony z głośnikiem dynamicznym poprzez wzmacniacz mocy. Urządzenie zawiera falowód na końcu którego umieszczono źródło dźwięku. Na drugim końcu falowodu znajduje się otwarta końcówka o zbieżnych ściankach z osiowo umieszczonym wylotem rurowym, który umożliwia zagęszczenie fal akustycznych w wybranym kierunku. Położenie falowodu można zmieniać w dowolnej płaszczyźnie w stosunku do źródła płomieni.There is known from the patent description PL177478 a device for extinguishing flames with acoustic waves, which has a frequency generator connected to a dynamic loudspeaker through a power amplifier. The device includes a waveguide at the end of which the sound source is located. At the other end of the waveguide there is an open end with converging walls with an axially placed tubular outlet, which allows the acoustic waves to concentrate in a selected direction. The position of the waveguide can be changed in any plane with respect to the flame source.

Znane jest z publikacji wzoru użytkowego W. 127019 urządzenie do gaszenia płomieni falami akustycznymi do budowy którego wykorzystano materiały o właściwościach ognioodpornych. Posiada ono obudowę, w której zainstalowany jest generator akustyczny wraz z modulatorem połączonym ze wzmacniaczem audio, zasilane akumulatorowo i sieciowo. Do obudowy przymocowana jest tuba z zainstalowaną nakładką zmniejszającą jej wylot, przez którą przechodzą fale akustyczne generowane z głośnika niskotonowego. Tuba zakończona jest pierścieniowym kołnierzem, a po obu jej stronach znajdują się teleskopowe wysięgniki, do których przytwierdzony jest ekran o kształcie paraboloidy z uchwytem, który umożliwia zawrócenie i skupienie fal akustycznych w kierunku źródła płomieni.A device for extinguishing flames with acoustic waves is known from the publication of utility model W. 127019, for the construction of which materials with fire-resistant properties were used. It has a housing in which an acoustic generator is installed with a modulator connected to an audio amplifier, powered by batteries and mains. A horn is attached to the housing with an installed cap that reduces its outlet, through which acoustic waves generated from the woofer pass. The tube ends with a ring flange and on both sides there are telescopic booms to which a paraboloid-shaped screen with a handle is attached, which allows the acoustic waves to be diverted and focused towards the source of the flames.

Znane jest ze zgłoszenia P.427999 urządzenie posiadające oprócz wylotu głównego co najmniej dwa dodatkowe wyloty, z których promieniowane są fale akustyczne emitowane z tylnych powierzchni membran głośników umieszczonych w jednej płaszczyźnie, w nakładce zainstalowanej wewnątrz tuby osadzonej w obudowie. W obudowie urządzenia umieszczono generator akustyczny wraz z modulatorem, połączonym ze wzmacniaczem audio, jednostkę zasilającą, a także co najmniej dwa zespolone ze sobą panele akustyczne, do których przytwierdzono odgrodę akustyczną, zainstalowaną wewnątrz tuby osadzonej w obudowie. Wykorzystanie promieniowania tylnej i przedniej powierzchni membran głośników, przy zapewnieniu na wylotach urządzenia zgodności faz fal akustycznych generowanych przez każde ze źródeł dźwięku, pozwala uzyskać zysk energetyczny, który zwiększa skuteczność gaszenia płomieni falami akustycznymi.It is known from the application P.427999 a device having, apart from the main outlet, at least two additional outlets, from which acoustic waves are radiated from the rear surfaces of the loudspeaker membranes placed in one plane, in a cover installed inside the tube embedded in the housing. The housing of the device houses an acoustic generator with a modulator connected to the audio amplifier, a power supply unit, as well as at least two integrated acoustic panels, to which an acoustic barrier is attached, installed inside a tube embedded in the housing. The use of radiation from the rear and front surfaces of the loudspeaker membranes, while ensuring at the outlets of the device the phase consistency of the acoustic waves generated by each of the sound sources, allows to obtain energy gain, which increases the effectiveness of extinguishing flames with acoustic waves.

Znane jest ze zgłoszenia P.428002 urządzenie w obudowie którego zainstalowano jednostkę zasilającą oraz generator i modulator połączony ze wzmacniaczem audio, pracującym jako końcówka mocy. Do obudowy urządzenia przymocowano komorę w postaci tuby, która pełni rolę falowodu oraz kolimatora fal akustycznych emitowanych przez przednią powierzchnię membrany źródła dźwięku, w postaci głośnika niskotonowego, umieszczonego w nakładce, połączonego z zainstalowanymIt is known from the application P.428002 a device in a housing with a power unit installed as well as a generator and modulator connected to an audio amplifier operating as a power amplifier. A chamber in the form of a tube is attached to the housing of the device, which acts as a waveguide and a collimator of acoustic waves emitted by the front surface of the sound source diaphragm, in the form of a woofer, placed in the cap, connected to the installed

PL 234 266 B1 w obudowie wzmacniaczem audio. Fale generowane przez przednią powierzchnię membrany głośnika kierowane są w kierunku wylotu urządzenia. Wnętrze tuby, pomiędzy nakładką a obudową, wypełnione jest materiałem silnie absorbującym fale akustyczne emitowane przez tylną powierzchnię membrany głośnika, co ogranicza wpływ tych fal na fale akustyczne emitowane przez przednią powierzchnię membrany głośnika. Ponadto zmniejszenie ciśnienia akustycznego przed nakładką, wskutek zastosowania materiałów pochłaniających fale akustyczne, wpływa korzystnie na pracę urządzenia poprzez minimalizację drgań ścianek obudowy, które prowadzą do powstawania zniekształceń.PL 234 266 B1 in an audio amplifier housing. The waves generated by the front surface of the loudspeaker diaphragm are directed towards the outlet of the device. The inside of the tube, between the cap and the casing, is filled with a material that strongly absorbs acoustic waves emitted by the rear surface of the speaker diaphragm, which limits the impact of these waves on the acoustic waves emitted by the front surface of the speaker diaphragm. In addition, the reduction of the acoustic pressure in front of the cover, due to the use of materials that absorb acoustic waves, has a positive effect on the operation of the device by minimizing vibrations of the housing walls, which lead to distortions.

Niedogodnością znanych obecnie rozwiązań, nawet w przypadku wykorzystania promieniowania przedniej i tylnej powierzchni membran głośników niskotonowych pracujących jako źródła dźwięku, jest konieczność użycia co najmniej dwóch zespolonych ze sobą paneli akustycznych z przytwierdzoną do nich odgrodą akustyczną. Z kolei wykorzystanie materiałów silnie pochłaniających fale akustyczne emitowane przez tylną powierzchnię membrany głośnika pozwala zniwelować przy braku dostatecznej długości falowodu niekorzystny wpływ interferencji destruktywnej na proces gaszenia płomieni oraz oddziałuje korzystnie na pracę urządzenia poprzez redukcję niepożądanych wibracji. Jednakże w znanych obecnie rozwiązaniach materiały pochłaniające są umieszczone w innym miejscu, gdyż mają inne przeznaczenie, to jest służą do zaabsorbowania możliwie największej części energii fal akustycznych emitowanych z tylnej powierzchni membrany źródła dźwięku. Tym samym zastosowanie materiałów pochłaniających fale akustyczne wykluczało dotychczas uzyskanie dodatkowego zysku energetycznego z tytułu pożytecznego wykorzystania energii fal akustycznych emitowanych z tylnej powierzchni membrany głośnika niskotonowego, poprzez skierowanie tego promieniowania w kierunku dodatkowego wylotu, ustawionego podobnie jak wylot główny, w kierunku źródła płomieni.The disadvantage of the currently known solutions, even in the case of using the radiation of the front and back surfaces of the woofer membranes working as a sound source, is the necessity to use at least two integrated acoustic panels with an acoustic barrier attached to them. On the other hand, the use of materials that strongly absorb acoustic waves emitted by the back surface of the loudspeaker diaphragm allows to eliminate the negative impact of destructive interference on the process of extinguishing the flames and has a positive effect on the operation of the device by reducing unwanted vibrations, if the waveguide length is not sufficient. However, in the currently known solutions, the absorbing materials are placed in a different place, because they have a different purpose, i.e. they serve to absorb as much as possible of the energy of the acoustic waves emitted from the rear surface of the sound source membrane. Thus, the use of acoustic wave absorbing materials has so far ruled out obtaining additional energy gain due to the useful use of the energy of acoustic waves emitted from the rear surface of the woofer diaphragm by directing this radiation towards an additional outlet, positioned similarly to the main outlet, towards the source of the flame.

Proponowane rozwiązanie, poprzez odpowiednie umiejscowienie materiałów pochłaniających fale akustyczne, umożliwia wytłumienie tylko tej niekorzystnej części energii emitowanej przez tylną powierzchnię membrany głośnika, która nie została wykorzystana do gaszenia płomieni, to jest nie uległa odbiciu od panelu akustycznego w kierunku dodatkowego wylotu urządzenia, a przeniknęłaby przed panel akustyczny wpływając destruktywnie na fale akustyczne generowane przez przednią powierzchnię membrany głośnika oraz powodując drgania ścianek urządzenia.The proposed solution, through the appropriate location of the materials absorbing acoustic waves, allows to suppress only the unfavorable part of the energy emitted by the rear surface of the loudspeaker diaphragm that was not used to extinguish the flames, i.e. was not reflected from the acoustic panel towards the additional outlet of the device, and would penetrate before acoustic panel destructively influencing acoustic waves generated by the front surface of the loudspeaker diaphragm and causing vibrations of the device walls.

Urządzenie do gaszenia płomieni falami akustycznymi posiadające obudowę wyposażoną w uchwyty służące do przenoszenia i sterowania urządzeniem podczas gaszenia płomieni, w której zainstalowany jest generator akustyczny wraz z modulatorem, połączonym ze wzmacniaczem audio, zasilane akumulatorowo i sieciowo, przy czym do obudowy przymocowana jest komora pełniąca rolę falowodu fal akustycznych generowanych ze źródła dźwięku w postaci dynamicznego głośnika niskotonowego, umieszczonego w nakładce oraz posiadające odgrodę akustyczną i panel akustyczny odbijające fale akustyczne, charakteryzuje się tym, że panel akustyczny zamontowany jest wewnątrz komory pod kątem ostrym, korzystnie 70°, tak że wszystkimi krawędziami przymocowany jest do ścianek bocznych komory. Przestrzeń pomiędzy panelem akustycznym a tylną ścianką komory wypełniona jest materiałem (9) silnie absorbującym fale akustyczne.Device for extinguishing flames with acoustic waves, having a housing equipped with handles for carrying and controlling the device during extinguishing flames, in which an acoustic generator is installed with a modulator connected to an audio amplifier, powered by batteries and mains, with a chamber attached to the housing that serves as a waveguide of acoustic waves generated from a sound source in the form of a dynamic woofer, placed in the overlay and having an acoustic baffle and an acoustic panel reflecting acoustic waves, characterized in that the acoustic panel is mounted inside the chamber at an acute angle, preferably 70 °, with all edges it is attached to the side walls of the chamber. The space between the acoustic panel and the rear wall of the chamber is filled with a material (9) that strongly absorbs acoustic waves.

Korzystnie, materiałem silnie absorbującym fale akustyczne jest wełna szklana, skalna lub owcza.Preferably, the material that strongly absorbs acoustic waves is glass wool, rock wool or sheep wool.

Korzystnie, wartość promienia zaokrąglenia krawędzi bocznej odgrody akustycznej wynosi co najmniej 3 cm.Preferably, the value of the rounding radius of the side edge of the acoustic baffle is at least 3 cm.

Urządzenie, według wynalazku, stanowi odpowiedź na poszukiwanie skutecznych metod gaszenia płomieni falami akustycznymi, używając do tego celu mocy akustycznej fal emitowanych zarówno przez przednią, jak i tylną powierzchnię membrany głośnika jako źródła dźwięku, ale także poprzez odpowiednie umiejscowienie materiałów pochłaniających, pozwala na wytłumienie tylko tej niekorzystnej części energii, emitowanej przez tylną powierzchnię membrany głośnika, która przenikając przez panel akustyczny spowodowałaby zmniejszenie skuteczności gaszenia płomieni falami akustycznymi wskutek interferencji destruktywnej oraz drgania ścianek urządzenia. Drogą eksperymentu można wykazać, że drgania fali akustycznej prowadzą do zaburzenia ciśnienia. Wychylająca się z położenia równowagi membrana głośnika powoduje ruch cząsteczek powietrza, które pomimo znikomej masy mają pewną bezwładność. Cząsteczki te stawiają opór poruszającej się membranie. Zwiększenie ilości cząsteczek powoduje wzrost ciśnienia. Jednocześnie rozpędzone cząsteczki przekazują swoją energię sąsiednim cząsteczkom powietrza, co wprawia je w ruch. Membrana po osiągnięciu pełnego wychylenia rozpoczyna ruch w przeciwną stronę, wytwarzając przed sobą obszar rozrzedzonego powietrza (podciśnienia), w wyniku czego cząsteczki powietrza zostają zawrócone. W praktyce wystarczy przesunąć w fazie fale akustyczne emitowane przez tylną powierzchnię memThe device, according to the invention, is a response to the search for effective methods of extinguishing flames with acoustic waves, using for this purpose the acoustic power of the waves emitted by both the front and rear surfaces of the loudspeaker diaphragm as a source of sound, but also by the appropriate location of the absorbing materials, it allows for attenuation only this disadvantageous part of the energy emitted by the rear surface of the loudspeaker diaphragm which, penetrating through the acoustic panel, would reduce the effectiveness of extinguishing flames with acoustic waves due to destructive interference and vibration of the device walls. By way of experiment, it can be shown that vibrations of an acoustic wave lead to a pressure disturbance. The speaker diaphragm tilts out of the equilibrium position and causes the air molecules to move, which despite their negligible mass have a certain inertia. These particles resist the moving membrane. Increasing the number of particles increases the pressure. At the same time, the accelerated particles transfer their energy to neighboring air particles, which sets them in motion. When the diaphragm reaches full deflection, it starts to move in the opposite direction, creating an area of rarefied air (negative pressure) in front of it, as a result of which air molecules are returned. In practice, it is enough to phase shift the acoustic waves emitted by the back surface of the meme

PL 234 266 B1 brany głośnika, tak aby fale te dodawały się do fal emitowanych przez przednią powierzchnię membrany głośnika. Wykorzystanie promieniowania z tylnej i przedniej powierzchni membrany, emitowanego z co najmniej jednego głośnika, przy zapewnieniu zgodności faz fal akustycznych generowanych z co najmniej dwóch wylotów, odpowiednio dla przedniej i tylnej powierzchni membrany głośnika, wpływa korzystnie na proces gaszenia płomieni poprzez uzyskanie dodatkowego zysku energetycznego.Prepare the loudspeaker so that these waves are added to the waves emitted by the front surface of the loudspeaker diaphragm. The use of radiation from the rear and front surfaces of the diaphragm, emitted from at least one loudspeaker, while ensuring phase coherence of the acoustic waves generated from at least two outlets, for the front and rear surfaces of the loudspeaker diaphragm, respectively, has a positive effect on the flame extinguishing process by obtaining additional energy gain.

Urządzenie umożliwia wykorzystanie co najmniej jednego źródła dźwięku, co najmniej jednego panelu akustycznego, co najmniej jednego dodatkowego wylotu fal akustycznych, przy czym wykorzystuje energię fal akustycznych zarówno emitowanych przez przednią, jak i tylną powierzchnię membrany głośnika, tłumiąc jednocześnie fale, które wskutek niedoskonałości materiałów nie zostały zawrócone w kierunku dodatkowego wylotu fal akustycznych. W konsekwencji fale akustyczne emitowane z przedniej, jak i tylnej powierzchni membrany źródła dźwięku dodają się do siebie zgodnie z zasadą superpozycji, a kierowane w kierunku źródła płomieni powodują szybkie ich ugaszenie. Z kolei wykorzystanie materiału silnie absorbującego fale akustyczne oddziałuje korzystnie na pracę urządzenia poprzez wytłumienie destruktywnej energii fal akustycznych, które wyciekają z urządzenia przed panel akustyczny i wskutek niedostatecznej długości falowodu odejmują się od fal emitowanych przez przednią powierzchnię membrany głośnika oraz poprzez minimalizację drgań elementów, w tym jego ścianek. Dodatkową korzyścią ze stosowania urządzenia jest jego nieinwazyjny charakter działania, przez co rozumie się brak zanieczyszczenia środowiska substancjami chemicznymi. Urządzenie może być wykorzystywane do gaszenia pożarów różnych typów, ponieważ fale akustyczne rozchodzą się zarówno w ciałach stałych, ciekłych, jak i gazowych. Urządzenie może być stosowane do gaszenia płomieni w miejscach podatnych na zapłon materiałów palnych, jak na przykład: w szafach teleinformatycznych, w stacjach transformatorowych, w środkach indywidualnego i zbiorowego transportu, w jednostkach stacjonarnych i niestacjonarnych oraz w jednostkach kosmicznych.The device enables the use of at least one sound source, at least one acoustic panel, at least one additional acoustic wave outlet, while using the energy of acoustic waves emitted by the front and rear surfaces of the loudspeaker diaphragm, at the same time suppressing waves which, due to the imperfections of the materials, do not have been diverted towards the additional outlet of acoustic waves. As a consequence, acoustic waves emitted from the front and rear surfaces of the sound source diaphragm add together according to the superposition principle, and directed towards the source of the flames, they quickly extinguish them. In turn, the use of a material that strongly absorbs acoustic waves has a positive effect on the operation of the device by suppressing the destructive energy of acoustic waves that leak from the device in front of the acoustic panel and, due to insufficient waveguide length, subtract from the waves emitted by the front surface of the loudspeaker diaphragm and by minimizing vibrations of the elements, including its sides. An additional benefit of using the device is its non-invasive nature of operation, which means the lack of environmental pollution with chemical substances. The device can be used to extinguish fires of various types because acoustic waves propagate in solid, liquid and gaseous bodies. The device can be used to extinguish flames in places susceptible to ignition of flammable materials, such as: in telecommunication cabinets, transformer stations, in means of individual and collective transport, in stationary and non-stationary units and in space units.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok izometryczny urządzenia, fig. 2 - przekrój A-A urządzenia z fig. 1, fig. 3 - przekrój B-B urządzenia z fig. 1, a fig. 4 - widok z boku zaokrąglonej odgrody akustycznej.The subject of the invention has been shown in the drawing, in which fig. 1 shows an isometric view of the device, fig. 2 - section AA of the device from fig. 1, fig. 3 - section BB of the device in fig. 1, and fig. 4 - side view of a rounded device. acoustic baffle.

Urządzenie posiada obudowę 1 o zarysie prostopadłościanu, wewnątrz której znajdują się dedykowane, zminiaturyzowane elementy, w tym: pracujący w zakresie 15-1000Hz generator częstotliwości, modulator, wzmacniacz audio, który pracuje jako końcówka mocy oraz jednostka zasilająca, obejmująca zasilanie akumulatorowe i sieciowe. Do dolnej części obudowy 1 przymocowana jest komora 2 o zarysie prostopadłościanu, pełniąca rolę falowodu fal akustycznych generowanych ze źródła dźwięku 5 w postaci dynamicznego głośnika niskotonowego, umieszczonego w nakładce 4, która przymocowana jest do trzech ścianek komory 2 oraz do odgrody akustycznej 3, rozdzielającej promieniowanie pochodzące z przedniej i tylnej powierzchni membrany głośnika. Znajdująca się wewnątrz komory 2 odgroda akustyczna 3 przymocowana jest do niej wzdłuż dolnej i górnej krawędzi, tak, że jej końcowa krawędź rozdziela wyloty 7, 8 fal akustycznych, generowanych ze źródła dźwięku 5. Krawędź boczna odgrody akustycznej 3 jest zaokrąglona, przy czym wartość promienia jej zaokrąglenia wynosi 3 cm. Umożliwia to maksymalne zawrócenie w kierunku wylotu 8 energii fal akustycznych emitowanych przez tylną powierzchnię membrany głośnika i odbitych od umieszczonego pod kątem ostrym 70° panelu akustycznego 6. Umieszczony wewnątrz komory 2, zamontowany pod kątem ostrym, panel akustyczny 6 przymocowany jest wszystkimi krawędziami do ścianek komory 2, tak aby szczelnie wypełnić jej powierzchnię wewnętrzną, co minimalizuje przenikanie obok niego energii fal akustycznych generowanych przez tylną powierzchnię membrany głośnika. Panel akustyczny 6, w postaci płytki ceramicznej lub płytki mineralnej twardej, służy do odbijania i zawracania fal akustycznych emitowanych przez tylną powierzchnię membrany głośnika w kierunku dodatkowego wylotu 8 urządzenia. Przestrzeń pomiędzy panelem akustycznym 6 a tylną ścianką komory 2 wypełniona jest materiałem 9 silnie absorbującym fale akustyczne w postaci wełny szklanej, skalnej lub owczej. Zastosowanie materiału 9 silnie absorbującego fale akustyczne, pomiędzy trzema ściankami komory 2 oraz panelem akustycznym 6, pozwala wytłumić tę część energii emitowanej przez tylną powierzchnię membrany głośnika, która nie uległa odbiciu od panelu akustycznego 6 w kierunku dodatkowego wylotu 8 urządzenia, a przeniknęłaby przed panel akustyczny 6, oddziałując niekorzystnie na fale akustyczne emitowane przez przednią powierzchnię membrany głośnika, co pogarsza skuteczność gaszenia płomieni oraz na urządzenie powodując drgania jego ścianek. Głównym wylotem urządzenia jest wylot 7, z którego emitowane są fale akustyczne generowane przez przednią powierzchnię membrany źródła dźwięku 5. Jednoczesne wykorzystanie promieniowania przedniej i tylnej powierzchni membrany głośnika, przy zapewnieniu na wylotach 7, 8 zgodności faz fal akustycznych generowanychThe device has a casing 1 with a cuboid shape, inside which there are dedicated, miniaturized elements, including: a frequency generator operating in the range of 15-1000 Hz, a modulator, an audio amplifier that works as a power amplifier, and a power supply unit, including battery and mains supply. A chamber 2 with a cuboid shape is attached to the lower part of the housing 1, acting as a waveguide of acoustic waves generated from a sound source 5 in the form of a dynamic woofer, placed in an overlay 4, which is attached to three walls of the chamber 2 and to an acoustic barrier 3 separating the radiation coming from the front and rear surfaces of the speaker diaphragm. The acoustic baffle 3 located inside the chamber 2 is attached to it along the lower and upper edges, so that its end edge separates the outlets 7, 8 of the acoustic waves generated from the sound source 5. The side edge of the acoustic baffle 3 is rounded, the radius value being its roundness is 3 cm. This allows the maximum return towards the outlet 8 of the energy of the acoustic waves emitted by the rear surface of the loudspeaker diaphragm and reflected from the acoustic panel placed at an acute angle of 70 ° 6. Located inside the chamber 2, mounted at an acute angle, the acoustic panel 6 is attached with all edges to the walls of the chamber 2 so as to tightly fill its inner surface, which minimizes the penetration of acoustic wave energy generated by the rear surface of the speaker diaphragm next to it. The acoustic panel 6, in the form of a ceramic plate or a hard mineral plate, serves to reflect and return the acoustic waves emitted by the rear surface of the loudspeaker diaphragm towards the additional outlet 8 of the device. The space between the acoustic panel 6 and the rear wall of the chamber 2 is filled with a material 9 that strongly absorbs acoustic waves in the form of glass, rock or sheep wool. The use of a material 9 strongly absorbing acoustic waves, between the three walls of the chamber 2 and the acoustic panel 6, allows to suppress that part of the energy emitted by the rear surface of the loudspeaker diaphragm that was not reflected from the acoustic panel 6 towards the additional outlet 8 of the device, and would penetrate in front of the acoustic panel 6, by adversely affecting the acoustic waves emitted by the front surface of the loudspeaker diaphragm, which deteriorates the effectiveness of extinguishing the flames and the device by causing vibrations of its walls. The main outlet of the device is outlet 7, from which acoustic waves are emitted by the front surface of the sound source diaphragm 5. Simultaneous use of radiation from the front and rear surfaces of the loudspeaker diaphragm, while ensuring at the outlets 7, 8 phase coherence of the acoustic waves generated

PL 234 266 B1 przez przednią i tylną powierzchnię membrany głośnika, pozwala uzyskać zysk energetyczny, co podnosi skuteczność gaszenia płomieni falami akustycznymi poprzez zwiększenie emitowanej przez urządzenie mocy fali. W górnej części obudowy 1 zainstalowano dwa uchwyty 10, 11, które umożliwiają oburęczne trzymanie i sterowanie urządzeniem podczas gaszenia płomieni. Dodatkowo, przy wykorzystaniu co najmniej dwóch głośników umieszczonych obok siebie możliwa jest ich naprzemienna praca, dzięki czemu pojedyncze źródło dźwięku nie jest eksploatowane w sposób ciągły, co chroni je przed uszkodzeniem mechanicznym wskutek nieustannej emisji dużych i bardzo dużych mocy akustycznych. Poszczególne elementy urządzenia są wykonane z materiałów termoizolacyjnych, niepalnych i ognioochronnych. Wnętrze komory 2, odgroda akustyczna 3, nakładka 4 oraz panel akustyczny 6 są pokryte materiałami o właściwościach dźwiękoizolacyjnych, odbijających fale akustyczne.Thanks to the front and rear surfaces of the loudspeaker diaphragm, it allows to obtain energy gain, which increases the effectiveness of extinguishing flames with acoustic waves by increasing the power of the wave emitted by the device. In the upper part of the casing 1, two handles 10, 11 are installed, which enable two-handed holding and control of the device while extinguishing the flames. Additionally, with the use of at least two loudspeakers placed next to each other, their alternate operation is possible, thanks to which a single sound source is not operated continuously, which protects it against mechanical damage due to the constant emission of large and very high acoustic power. The individual elements of the device are made of heat-insulating, non-flammable and fireproof materials. The interior of the chamber 2, the acoustic baffle 3, the cover 4 and the acoustic panel 6 are covered with materials with sound-insulating properties, reflecting acoustic waves.

Sygnał o częstotliwości 60 Hz i napięciu międzyszczytowym 2,82 V z generatora akustycznego podawany jest na modulator analogowy AM, skąd poprzez wzmacniacz audio, nie pokazanych na rysunku, trafia do źródła dźwięku 5, w postaci dynamicznego głośnika niskotonowego. Głośnik umieszczony jest w nakładce 4, zamontowanej wewnątrz komory 2 przymocowanej do dolnej części obudowy 1 urządzenia. Ponieważ urządzenie posiada wewnątrz komory 2 odgrodę akustyczną 3 oraz panel akustyczny 6 wykonany z płytki mineralnej twardej, odseparowane promieniowanie z tylnej powierzchni membrany głośnika, kierowane jest do dodatkowego wylotu 8 fal akustycznych. Ponieważ panel akustyczny 6 umieszczony jest pod kątem ostrym, korzystnie 70°, zapobiega to odbiciu się fal akustycznych prostopadle do nakładki 4, gdzie zainstalowany jest głośnik.The signal with a frequency of 60 Hz and a peak-to-peak voltage of 2.82 V from the acoustic generator is fed to the analog AM modulator, from where, through an audio amplifier, not shown, it goes to the sound source 5, in the form of a dynamic woofer. The loudspeaker is placed in the cover 4 mounted inside the chamber 2 attached to the lower part of the housing 1 of the device. As the device has an acoustic baffle 3 inside the chamber 2 and an acoustic panel 6 made of a hard mineral plate, the separated radiation from the rear surface of the loudspeaker diaphragm is directed to an additional outlet of 8 acoustic waves. Since the acoustic panel 6 is positioned at an acute angle, preferably 70 °, this prevents reflection of the acoustic waves perpendicular to the cap 4 where the loudspeaker is installed.

Fale akustyczne z wylotu 8 natrafiają na fale emitowane przez przednią powierzchnię membrany głośnika i wydostające się z głównego wylotu 7. W wyniku zjawiska interferencji addytywnej następuje poprawa skuteczności gaszenia płomieni z wykorzystaniem fal akustycznych poprzez zwiększenie emitowanej przez urządzenie mocy fali. Początkowa przestrzeń komory 2 do panelu akustycznego 6 wypełniona jest materiałami silnie absorbującymi energię fal akustycznych w postaci naprzemiennie ułożonych na sobie warstw długowłosej wełny owczej oraz wełny szklanej, których końce przytwierdzono do komory 2. Zastosowanie materiałów silnie absorbujących fale akustyczne pomiędzy panelem akustycznym 6 oraz początkową przestrzenią komory 2 przeciwdziała wpływowi interferencji destruktywnej na proces gaszenia płomieni. Ponadto użycie materiałów pochłaniających fale akustyczne wpływa korzystnie na urządzenie poprzez redukcję niepożądanych drgań. Urządzenie umożliwia wykorzystanie tylko jednego niezespolonego panelu akustycznego 6, jednego dodatkowego wylotu fal akustycznych 8, przy czym wykorzystuje energię fal akustycznych zarówno emitowanych przez przednią, jak i tylną powierzchnię membrany głośnika, tłumiąc jednocześnie fale, które wskutek niedoskonałości materiałów nie zostały zawrócone w kierunku dodatkowego wylotu 8 fal akustycznych. Odseparowane promieniowanie z tylnej powierzchni membrany źródła dźwięku 5 zostaje zawrócone i poprzez dodatkowy wylot 8 jest kierowane, podobnie jak promieniowanie z przedniej powierzchni membrany źródła dźwięku, w kierunku źródła płomieni.The acoustic waves from the outlet 8 meet the waves emitted by the front surface of the loudspeaker diaphragm and coming from the main outlet 7. As a result of the additive interference phenomenon, the effectiveness of extinguishing flames using acoustic waves is improved by increasing the power of the wave emitted by the device. The initial space of chamber 2 to the acoustic panel 6 is filled with materials that strongly absorb the energy of acoustic waves in the form of alternately arranged layers of long-haired sheep wool and glass wool, the ends of which are attached to the chamber 2. The use of materials strongly absorbing acoustic waves between the acoustic panel 6 and the initial space chamber 2 counteracts the influence of destructive interference on the process of extinguishing the flames. In addition, the use of materials that absorb acoustic waves has a positive effect on the device by reducing unwanted vibrations. The device allows the use of only one non-bonded acoustic panel 6, one additional acoustic wave outlet 8, while using the energy of acoustic waves emitted by both the front and rear surfaces of the loudspeaker diaphragm, while suppressing waves which, due to the imperfections of the materials, have not been diverted towards the additional outlet 8 acoustic waves. The separated radiation from the rear surface of the sound source diaphragm 5 is returned and through the additional outlet 8 is directed, like the radiation from the front surface of the sound source diaphragm, towards the source of the flames.

Claims

Patent claims

1. Device for extinguishing flames with acoustic waves, having a casing equipped with handles for carrying and controlling the device during extinguishing flames, in which an acoustic generator is installed with a modulator connected to an audio amplifier, powered by batteries and mains, with a chamber attached to the casing acting as a waveguide of acoustic waves generated from a sound source in the form of a dynamic woofer, placed in the cap and having an acoustic baffle and an acoustic panel reflecting acoustic waves, characterized in that the acoustic panel (6) is mounted inside the chamber (2) at an acute angle, preferably 70 °, so that it is attached with all edges to the side walls of the chamber (2), and the space between the acoustic panel (6) and the rear wall of the chamber (2) is filled with material (9) that strongly absorbs acoustic waves.

2. The device according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the material (9) strongly absorbing acoustic waves is glass wool, rock wool or sheep wool.

3. The device according to claim 1 The acoustic baffle (3) as claimed in claim 1, characterized in that the value of the radius of the curvature of the side edge of the acoustic baffle (3) is at least 3 cm.

PL 234 266 Β1

Drawings

Fig. 2

PL 234 266 Β1

Fig. 4