RU2087169C1

RU2087169C1 - Aerosole generator

Info

Publication number: RU2087169C1
Application number: RU94024071A
Authority: RU
Inventors: В.В. Бритарев; Р.В. Якушкин; В.Н. Вершинин; Н.С. Фирсов; Ю.А. Милицын; Б.П. Перепеченко; А.Г. Котов; В.П. Руденко; И.Н. Венцкевич; С.И. Александров
Original assignee: Люберецкое научно-производственное объединение "Союз"
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1997-08-20
Also published as: RU94024071A

Abstract

FIELD: fire-extinguishing equipment. SUBSTANCE: aerosole generator has housing, pyrotechnical aerosole-generating charge and discharge device formed as closed slit extending along housing perimeter at an angle to axis of generator. Slit is discontinued by housing part fastening members. Slit may be provided with elongate discharge tract, which may have different angles of inclination relative to axis of generator and different spaces. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике пожарной защиты помещений промышленного, культурного и бытового назначения, в частности к конструкции аэрозольного генератора. The invention relates to techniques for fire protection of premises for industrial, cultural and domestic purposes, in particular to the design of an aerosol generator.

Известно устройство для объемного тушения пожаров, содержащее корпус с выходным отверстием, заряд и узел инициирования (заявка Великобритании N 2028127, кл. А 62 С 13/22, 1988). A device for volumetric fire extinguishing, comprising a housing with an outlet, a charge and an initiation unit (UK application N 2028127, CL A 62 C 13/22, 1988).

В этом устройстве при срабатывании узла инициирования воспламеняется пиротехнический заряд, газообразные продукты горения которого являются огнетушащим веществом и, поступая через выходное отверстие в зону пожара, осуществляет его тушение. In this device, when the initiation unit is triggered, a pyrotechnic charge is ignited, the gaseous products of which are a fire extinguishing agent and, exiting through the outlet in the fire zone, extinguishes it.

Однако это устройство имеет недостаточную эффективность, обусловленную низкой огнетушащей способностью газообразных продуктов горения, являющихся инертными разбавителями, и низкой скоростью распределения по защищаемому объему и достижения пожаротушащей концентрации. However, this device has insufficient efficiency due to the low fire extinguishing ability of the gaseous products of combustion, which are inert diluents, and the low rate of distribution over the protected volume and achieving fire extinguishing concentration.

Известно устройство для получения огнетушащей смеси, содержащее емкость с зарядом пиротехнической композиции и средство для воспламенения заряда (заявка PCT/RU 92/00071, кл. А 62 D, опубл. 15.10.92). A device for producing a fire extinguishing mixture containing a container with a charge of a pyrotechnic composition and a means for igniting a charge is known (PCT / RU 92/00071, class A 62 D, publ. 15.10.92).

Емкость может быть выполнена в виде полой оболочки, содержащей продольную щель в стенке корпуса. The container can be made in the form of a hollow shell containing a longitudinal gap in the wall of the housing.

В устройстве применяется заряд пиротехнической композиции, при сгорании которого образуется смесь твердых частиц, их химическая природа и свежеобразованная поверхность обуславливает высокую огнетушашую способность. Образующийся в результате сгорания заряда поток инертных газов (главным образом азот) транспортирует и перемешивает частицы внутри защищаемого объема. The device uses a charge of a pyrotechnic composition, during the combustion of which a mixture of solid particles is formed, their chemical nature and a freshly formed surface causes a high fire extinguishing ability. The stream of inert gases resulting from the combustion of the charge (mainly nitrogen) transports and mixes the particles inside the protected volume.

Однако устройство с продольной целью определяет истечение (распределение) аэрозоля только в одном направлении и не обеспечивает наиболее благоприятных условий по его распылению и равномерному распределению по защищаемому объему. However, a device with a longitudinal purpose determines the outflow (distribution) of the aerosol in only one direction and does not provide the most favorable conditions for its spraying and uniform distribution over the protected volume.

Скорость распределения аэрозоля по объему помещения и достижения огнетушащей концентрации определяет такой важный показатель эффективности установки пожаротушения, как время свободного горения при пожаре. "Время свободного горения определяется как время, до истечения которого подача огнетушащего вещества обеспечивает эффективное тушение пожара или его локализацию без риска дальнейшего распространения и вторичных воздействий: взрывов, выбросов горючего вещества и т.д." (Веселов А.И. Мешман Л.М. "Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности." М. Химия, 1975 г. стр. 280). The speed of aerosol distribution over the volume of the room and the achievement of extinguishing concentration determines such an important indicator of the effectiveness of a fire extinguishing installation as the free burning time in a fire. "The time of free burning is defined as the time before which the supply of the extinguishing agent provides an effective fire extinguishing or its localization without the risk of further spread and secondary effects: explosions, emissions of combustible matter, etc." (Veselov A.I. Meshman L.M. "Automatic fire and explosion protection of enterprises of the chemical and petrochemical industry." M. Chemistry, 1975, p. 280).

Технической задачей изобретения является устранение указанного недостатка, а именно улучшение условий распыления аэрозоля и уменьшение времени его распределения по объему защищаемого помещения. An object of the invention is to eliminate this drawback, namely, improving the conditions for spraying the aerosol and reducing the time of its distribution in the volume of the protected premises.

Указанная задача решается тем, что предлагаемый генератор содержит корпус, пиротехнический аэрозолеобразующий заряд, воспламенитель и выпускное устройство, отличающийся тем, что выпускное устройство выполнено в виде замкнутой щели, проходящей по всему периметру корпуса и прерываемой элементами крепления корпуса. Корпус генератора может представлять собой любое геометрическое тело, например, цилиндр, многогранник, шар, тор. Корпус снабжен элементами крепления генератора к поверхностям защищаемого помещения. В качестве материала корпуса могут быть использованы металл, пластмасса, картон. Пиротехнический аэрозолеобразующий заряд состоит из одной и нескольких шашек аэрозолеобразующего состава. Шашки могут иметь цилиндрическую либо другую форму, могут быть выполнены канальными, например, с центральным каналом, или бесканальными, иметь различные геометрические размеры и массу. This problem is solved in that the proposed generator contains a housing, a pyrotechnic aerosol-forming charge, an igniter and an exhaust device, characterized in that the exhaust device is made in the form of a closed slot extending along the entire perimeter of the housing and interrupted by the housing fastening elements. The generator housing can be any geometric body, for example, a cylinder, a polyhedron, a ball, a torus. The housing is equipped with elements for attaching the generator to the surfaces of the protected premises. As the material of the body can be used metal, plastic, cardboard. Pyrotechnic aerosol forming charge consists of one and several pieces of aerosol forming composition. Checkers can have a cylindrical or other shape, can be made channel, for example, with a central channel, or channelless, have different geometric dimensions and mass.

С помощью предлагаемого генератора реализуется плоскостное течение аэрозоля с центром в месте установки генератора. Плоскостное (двухмерное) истечение аэрозоля позволяет существенно улучшить перемешивание аэрозоля с воздухом и его распределение по объему. Using the proposed generator, a plane aerosol flow is realized with the center at the generator installation site. The plane (two-dimensional) aerosol outflow can significantly improve the mixing of the aerosol with air and its volume distribution.

Эффективность распределения аэрозоля по объему помещения сохраняется при выполнении щели под любым углом к оси генератора, а также при выполнении щели под переменным на протяжении щели углом к оси генератора. The efficiency of aerosol distribution over the volume of the room is maintained when the gap is made at any angle to the axis of the generator, and also when the gap is made at a variable angle along the gap along the axis of the generator.

Истечение аэрозоля тонким плоским слоем определяет высокую скорость охлаждения аэрозоля за счет смешения с воздухом и малые геометрические размеры высокотемпературной зоны. Уменьшению высокотемпературной зоны за счет предварительного охлаждения аэрозоля в выпускном устройстве способствует выполнение щели с удлиненным выпускным трактом. Выпускной тракт образован частями корпуса генератора и может быть спрофилирован, т.е. иметь на своем протяжении различный угол наклона к оси генератора и различный зазор. В результате экспериментальных исследований определена следующая зависимость между зазором щели в выпускном сечении и протяженностью высокотемпературной зоны:
l=K•d•m^1,3•T_г/T_т
где d зазор щели в выпускном сечении;
К согласующий коэффициент (устанавливается экспериментально);
l протяженность зоны аэрозоля с температурой выше Т_т;
m секундный расход аэрозоля;
T_г температура аэрозоля в корпусе генератора;
T_т требуемая температура аэрозоля.The outflow of an aerosol in a thin flat layer determines the high cooling rate of the aerosol due to mixing with air and the small geometric dimensions of the high-temperature zone. The reduction of the high-temperature zone due to pre-cooling of the aerosol in the exhaust device contributes to the implementation of the slit with an extended exhaust path. The exhaust path is formed by parts of the generator housing and can be profiled, i.e. have throughout its length a different angle of inclination to the axis of the generator and a different gap. As a result of experimental studies, the following relationship was determined between the gap gap in the outlet section and the length of the high-temperature zone:
l = K • d • m ^1.3 • T _g / T _t
where d is the gap gap in the exhaust section;
K matching coefficient (established experimentally);
l the extent of the aerosol zone with a temperature above T _t ;
m second aerosol flow rate;
T _{g the} temperature of the aerosol in the generator housing;
T _{t is the} required aerosol temperature.

Эффективность охлаждения аэрозоля в выпускном устройстве повышается с применением ребер охлаждения, устанавливаемых на частях корпуса, образующих выпускной тракт, и омываемых потоком аэрозоля. Ребра охлаждения могут быть выполнены под любым углом к направлению движения аэрозоля. Увеличению отвода во внешнюю среду тепла, принятого частями корпуса от аэрозоля, и дальнейшее повышение тем самым охлаждения аэрозоля достигается установкой ребер охлаждения и на наружных поверхностях корпуса. The efficiency of cooling the aerosol in the exhaust device is improved with the use of cooling fins mounted on parts of the body forming the exhaust path, and washed by the aerosol stream. The cooling fins can be made at any angle to the direction of movement of the aerosol. An increase in heat removal to the external environment of the heat received by the housing parts from the aerosol, and further increase in the cooling of the aerosol, is achieved by installing cooling fins on the outer surfaces of the housing.

С целью предохранения защищаемых объектов от теплового излучения светящейся зоны аэрозоля на генератор с его внешней стороны устанавливается по меньшей мере один экран из теплостойкого материала. Внешний контур экрана должен охватывать контур светящейся зоны аэрозоля, наблюдаемый с места расположения защищаемого объекта. In order to protect the protected objects from thermal radiation of the luminous aerosol zone, at least one screen of heat-resistant material is installed on the generator from its outer side. The outer contour of the screen should cover the contour of the luminous zone of the aerosol, observed from the location of the protected object.

Фиг. 1 пример выполнения генератора с щелевым выходным устройством, проходящим по всему периметру корпуса; фиг. 2 генератор с профилированным выпускным трактом. FIG. 1 is an example of a generator with a slit output device extending around the entire perimeter of the housing; FIG. 2 generator with a profiled exhaust tract.

Генератор содержит корпус 1, пиротехнический заряд 2, воспламенитель 3, выпускное устройство 4 в виде замкнутой кольцевой щели, проходящей по всему периметру корпуса, элементы крепления 5 частей корпуса (в данном случае перемычки, удерживающие крышку корпуса) (фиг. 1). The generator comprises a housing 1, a pyrotechnic charge 2, an igniter 3, an exhaust device 4 in the form of a closed annular gap extending around the entire perimeter of the housing, fastening elements of 5 parts of the housing (in this case, jumpers holding the housing cover) (Fig. 1).

Генератор снабжен выпускным трактом 6, ребрами охлаждения 7 на наружной поверхности корпуса 1, ребрами охлаждения 8, омываемыми аэрозолем, тепловым экраном 9 (фиг. 2). Генератор работает следующим образом: при возникновении пожара под действием импульса электрического тока инициируется воспламенитель 3 (допускается применение воспламенителей термомеханического типа, термохимического и других типов). Под действием воспламенителя загорается пиротехнический заряд 2. В процессе горения пиротехнического заряда выделяется высокодисперсный аэрозоль. Аэрозоль истекает через выпускное сопло в виде кольцевой щели 4 по всем направлениям, активно перемешиваясь с воздухом. При движении по выпускному тракту 6 аэрозоль омывает ребра охлаждения 8 и, отдавая им часть своей тепловой энергии, охлаждается. Принятое ребрами охлаждения 8 тепло отводится во внешнюю среду с помощью ребер охлаждения 7, установленных на наружной поверхности корпуса 1. Тепловой экран 9 воспринимает тепловое излучение светящейся зоны аэрозоля и тем самым предохраняет защищаемые объекты. The generator is equipped with an exhaust tract 6, cooling fins 7 on the outer surface of the housing 1, cooling fins 8, washed by an aerosol, a heat shield 9 (Fig. 2). The generator operates as follows: when a fire occurs under the influence of an electric current pulse, igniter 3 is initiated (the use of thermomechanical, thermochemical, and other types of igniters is allowed). Under the action of the igniter, the pyrotechnic charge 2 lights up. During the combustion of the pyrotechnic charge, a highly dispersed aerosol is released. The aerosol flows through the exhaust nozzle in the form of an annular gap 4 in all directions, actively mixing with air. When moving along the exhaust tract 6, the aerosol washes cooling ribs 8 and, giving them part of its thermal energy, cools. The heat received by the cooling fins 8 is removed to the external environment by means of cooling fins 7 mounted on the outer surface of the housing 1. The heat shield 9 receives the thermal radiation of the luminous aerosol zone and thereby protects the protected objects.

Испытаниям подвергался экспериментальный генератор предлагаемой конструкции. Генератор имел металлический корпус и заряд из аэрозолеобразующего пиротехнического состава типа ПАС. Масса заряда менялась в пределах от 100 до 4000 грамм. Замкнутое щелевое выпускное устройство имело раскрытие (зазор) от 1,5 до 3,0 мм и прерывалось в нескольких местах элементами крепления днища корпуса. Время работы (выпуска аэрозоля) составило от нескольких секунд до 1 мин. В процессе сравнительных испытаний установлено, что заполнение аэрозолем защищаемого объема генератором с щелевым замкнутым соплом происходит быстрее в 1,3-1,5 раза, чем генератором с обычным соплом, значительно улучшается равномерность распределения аэрозоля по объему и сокращается высокотемпературная зона. The experimental generator of the proposed design was tested. The generator had a metal case and a charge of aerosol-forming pyrotechnic composition of the PAS type. The mass of the charge varied from 100 to 4000 grams. The closed slotted exhaust device had an opening (gap) of 1.5 to 3.0 mm and was interrupted in several places by fastening elements of the bottom of the case. Operating time (aerosol release) ranged from a few seconds to 1 min. In the process of comparative tests, it was found that filling the protected volume with an aerosol generator with a slotted closed nozzle is faster by 1.3-1.5 times than a generator with a conventional nozzle, the uniformity of the aerosol distribution in volume is significantly improved, and the high-temperature zone is reduced.

К дополнительным преимуществам данной конструкции можно отнести следующее:
расширяется возможность размещения генераторов в помещении за счет снятия ограничений, связанных с длиной струи, и ее воздействия на предметы;
появляется возможность создания непрерывной (сплошной) завесы аэрозоля с целью огнепреграждения;
появляется возможность обеспечения практически мгновенной защиты объектов, ограниченных плоскими поверхностями (стены зданий и оборудования, потолки).Additional advantages of this design include the following:
expanding the ability to place generators in the room by removing restrictions associated with the length of the jet, and its impact on objects;
it becomes possible to create a continuous (continuous) aerosol curtain for the purpose of fire protection;
it becomes possible to provide almost instant protection of objects bounded by flat surfaces (walls of buildings and equipment, ceilings).

Предложенный генератор позволяет осуществить эффективное объемное тушение пожара газообразных, жидких и твердых горючих веществ в стационарных помещениях, на железнодорожном и автомобильном транспорте, морских и речных судах. The proposed generator allows efficient volumetric fire extinguishing of gaseous, liquid and solid combustible substances in stationary premises, by rail and road transport, sea and river vessels.

Claims

1. An aerosol generator comprising a housing, a pyrotechnic aerosol-forming charge placed therein and an igniter, characterized in that the housing consists of several parts and has at least one gap along the entire perimeter of the housing for the release of aerosol.

2. The generator according to claim 1, characterized in that a jumper is made between the parts of the housing forming the gap.

3. The generator according to claims 1 and 2, characterized in that the gap is located in the section plane passing at an angle to the axis of the generator.

4. The generator according to claims 1 to 3, characterized in that the slit is located in the section plane having a different angle of inclination with respect to the axis of the generator.

5. The generator according to claims 1 to 4, characterized in that the housing and the cover are equipped with cooling fins located inside the exhaust duct at an angle to the direction of movement of the aerosol.

6. The generator according to claims 1 to 5, characterized in that a part of the wall of the generator housing from the outside is provided with cooling fins.

7. The generator according to PP.1 to 6, characterized in that it has at least one screen of heat-resistant material mounted on the outside of the generator and having an external circuit, providing coverage of the contour of the luminous zone of the aerosol.