RU2582446C2

RU2582446C2 - Method for producing fire extinguishing jet and apparatus for producing fire-extinguishing jet

Info

Publication number: RU2582446C2
Application number: RU2014106078/12A
Authority: RU
Inventors: Ильдар Рафатович Бегишев; Андрей Дмитриевич Ищенко; Алексей Петрович Кармес; Александр Владимирович Пряничников; Виктор Алексеевич Пряничников; Антон Владимирович Роенко; Владимир Васильевич Роенко; Сергей Петрович Храмцов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Аква-ПиРо-Альянс"
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2016-04-27
Also published as: RU2014106078A

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: invention relates to fire extinguishing. Method of producing fire-extinguishing jet includes creation of a stream of gas mixture of combustion products of hydrocarbon fuel and water supply into stream of gaseous mixture. Water is fed into gaseous mixture in two stages, first, water is fed into a stream of gaseous mixture in form of jets, and then injecting into obtained stream water with temperature higher than 100 °C. Method is carried out using a device for producing a fire extinguishing jet. Device includes a heat exchanger with a burner and a coil to heat water to temperature higher than 100 °C and a fire extinguishing jet. Said coil has inlet and outlet pipes. In fire extinguishing unit are installed in series jet to feed water jets and discharge pipe coil for injection of water with temperature higher than 100 °C.

EFFECT: technical result of invention is improvement of efficiency of fire extinguishing.

2 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике пожаротушения, а именно к установкам пожаротушения.The invention relates to fire fighting technology, namely, fire extinguishing installations.

Известен автомобиль пожаротушения, содержащий шасси, емкость с огнетушащим веществом, нагреватель, трубопровод подачи, патрубок подачи огнетушащего вещества, трубопроводы, предохранительную и запорную арматуру (см. патент РФ №2131755 C1, 1999).A fire extinguishing vehicle is known, comprising a chassis, a container with a fire extinguishing agent, a heater, a supply pipe, a supply pipe of a fire extinguishing substance, pipelines, safety and shutoff valves (see RF patent No. 2131755 C1, 1999).

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность пожаротушения.A disadvantage of the known device is the lack of fire fighting efficiency.

Наиболее близким аналогом изобретения является установка пожаротушения (см. патент РФ №68325 от 06.07.2007). Установка пожаротушения содержит по меньшей мере одну емкость для воды, установку для получения перегретой воды для обеспечения тушения пожара, имеющую теплообменник с горелкой, трубопровод подачи воды и трубопровод подачи перегретой воды, предохранительную и запорную арматуру. Согласно полезной модели установка дополнительно содержит второй трубопровод подачи воды и второй трубопровод подачи перегретой воды, при этом в первом трубопроводе подачи воды установлен первый кран и насос динамического типа. Второй трубопровод содержит второй кран и насос объемного типа. Первый и второй трубопроводы подачи воды одним концом соединены с емкостью для воды, а вторым концом соединены с входом теплообменника. Первый трубопровод подачи перегретой воды снабжен предохранительной и запорной арматурой, работающей при давлении не более максимального давления насоса динамического типа. Второй трубопровод подачи перегретой воды снабжен предохранительной и запорной арматурой, работающей при давлении не более максимального давления насоса объемного типа. Выход теплообменника соответственно соединен через трубопроводы подачи перегретой воды с запорной и предохранительной арматурой с двумя рукавами для обеспечения тушения пожара.The closest analogue of the invention is a fire extinguishing installation (see RF patent No. 68325 of 07/06/2007). The fire extinguishing installation contains at least one water tank, an installation for producing superheated water for extinguishing a fire, having a heat exchanger with a burner, a water supply pipe and a superheated water supply pipe, safety and shutoff valves. According to a utility model, the installation further comprises a second water supply pipe and a second superheated water supply pipe, wherein a first valve and a dynamic type pump are installed in the first water supply pipe. The second pipeline contains a second valve and a positive displacement pump. The first and second water supply pipelines are connected at one end to the water tank, and at the second end are connected to the inlet of the heat exchanger. The first superheated water supply pipeline is equipped with safety and shutoff valves operating at a pressure of not more than the maximum pressure of a dynamic type pump. The second superheated water supply pipeline is equipped with safety and shutoff valves operating at a pressure not exceeding the maximum pressure of a volumetric type pump. The outlet of the heat exchanger is respectively connected through pipelines for supplying superheated water to shut-off and safety valves with two arms to provide fire fighting.

Недостатком приведенной полезной модели является недостаточная эффективность пожаротушения в связи с возможным возникновением процесса тления после применения описанной установки пожаротушения.The disadvantage of this utility model is the insufficient fire extinguishing efficiency in connection with the possible occurrence of a smoldering process after applying the described fire extinguishing installation.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения огнетушащей струи, которая позволяет исключить появление очагов тления при ее использовании, и создание устройства для получения огнетушащей струи.An object of the invention is to develop a method for producing a fire extinguishing jet, which eliminates the appearance of foci of decay during its use, and creating a device for producing a fire extinguishing jet.

Техническим результатом применения изобретения является повышение эффективности пожаротушения за счет повышения содержания в огнетушащей струе воды, как в газообразном, так и в дисперсном состоянии при минимальном содержании кислорода.The technical result of the application of the invention is to increase the efficiency of fire extinguishing by increasing the content in a fire extinguishing stream of water, both in a gaseous and dispersed state with a minimum oxygen content.

Поставленная техническая задача решается тем, что способ получения огнетушащей струи включает создание потока газовой смеси продуктов горения углеводородных топлив и подачу воды в поток газовой смеси. При этом воду в поток газовой смеси подают в два этапа. Сначала воду подают в поток газовой смеси в виде струй, а затем в полученный поток подают воду с температурой выше 100°C.The stated technical problem is solved in that the method of producing a fire extinguishing jet includes creating a stream of a gas mixture of the products of combustion of hydrocarbon fuels and supplying water to the stream of the gas mixture. In this case, water is fed into the gas mixture stream in two stages. First, water is supplied to the gas mixture stream in the form of jets, and then water with a temperature above 100 ° C is supplied to the resulting stream.

Сформированная указанным способом огнетушащая струя при ее использовании исключает возникновение процесса тления, который приводит к возникновению повторных очагов возгорания после окончания процесса тушения.The fire extinguishing stream formed in this way eliminates the occurrence of a smoldering process during its use, which leads to the appearance of repeated foci of ignition after the end of the extinguishing process.

Также поставленная техническая задача решается тем, что устройство для получения огнетушащей струи включает теплообменник с горелкой и змеевиком для нагрева воды до температуры выше 100°C. При этом змеевик имеет входной и выходной патрубки. Теплообменник снабжен формирователем огнетушащей струи, в котором последовательно установлены узел для подачи струй воды и выходной патрубок змеевика для подачи воды с температурой выше 100°C.The stated technical problem is also solved in that the device for producing a fire extinguishing jet includes a heat exchanger with a burner and a coil for heating water to a temperature above 100 ° C. In this case, the coil has inlet and outlet nozzles. The heat exchanger is equipped with a fire extinguisher shaper, in which a unit for supplying water jets and an outlet pipe of a coil for supplying water with a temperature above 100 ° C are installed in series.

В дальнейшем изобретение иллюстрируется подробным описанием конкретного примера выполнения и чертежами, на которых:The invention is further illustrated by a detailed description of a specific example of execution and drawings, in which:

- фиг.1 - схема способа получения огнетушащей струи;- figure 1 - diagram of a method of producing a fire extinguishing jet;

- фиг.2 - схема устройства для получения огнетушащей струи;- figure 2 is a diagram of a device for producing a fire extinguishing jet;

- фиг.3 - график зависимости общего объема исходящей огнетушащей струи в зависимости от ее температуры;- figure 3 is a graph of the total volume of the outgoing fire extinguishing jet depending on its temperature;

- фиг.4 - график зависимости состава газо-аэрозольной смеси в зависимости от ее температуры.- figure 4 is a graph of the composition of the gas-aerosol mixture depending on its temperature.

Схема способа получения огнетушащей струи, содержащей продукты сгорания дизельного топлива и аэрозоль, имеющий в качестве дисперсной фазы капельки воды, показана на фиг.1.A diagram of a method for producing a fire extinguishing jet containing diesel fuel combustion products and an aerosol having a water droplet as a dispersed phase is shown in FIG. 1.

Для осуществления способа в теплообменнике 1 создают зону горения, для чего в теплообменник 1 подают топливо и воздух. При этом используют углеводородные топлива, содержащие CO₂, H₂O, N₂ и O₂. Температура горения топлива находится в диапазоне от 300°C до 600°C.To implement the method, a combustion zone is created in the heat exchanger 1, for which fuel and air are supplied to the heat exchanger 1. In this case, hydrocarbon fuels containing CO ₂ , H ₂ O, N ₂ and O _{2 are used} . The combustion temperature of the fuel is in the range from 300 ° C to 600 ° C.

В теплообменнике 1 получают воду, например, с температурой в диапазоне от 165°C до 250°C и давлении от 16 до 40 ат. Полученная вода с температурой выше 100°C предназначена для подачи ее в поток струи газовой смеси для получения газо-аэрозольной огнетушащей смеси.In the heat exchanger 1 receive water, for example, with a temperature in the range from 165 ° C to 250 ° C and a pressure of from 16 to 40 at. The resulting water with a temperature above 100 ° C is intended to supply it to the stream of a stream of a gas mixture to obtain a gas-aerosol fire extinguishing mixture.

Продукты горения, выходящие из теплообменника 1, попадают в зону 2 смешивания. В зоне 2 смешивания в разогретый поток газовой смеси продуктов горения струйно подают воду, что позволяет снизить температуру и увеличить содержание воды в потоке газовой смеси продуктов горения.The combustion products leaving the heat exchanger 1 fall into the mixing zone 2. In mixing zone 2, water is blasted into the heated stream of the gas mixture of the combustion products, thereby reducing the temperature and increasing the water content in the stream of the gas mixture of the combustion products.

Затем в зоне 3 выхода в поток газовой смеси продуктов горения, обогащенный водой, подают воду с температурой выше 100°C, полученную в теплообменнике 1. Получают газо-аэрозольную смесь, выходящую в виде струи.Then, in the exit zone 3, water enriched with water is supplied to the combustion gas stream of the combustion products, water with a temperature above 100 ° C obtained in the heat exchanger 1. A gas-aerosol mixture is obtained, leaving in the form of a jet.

Пример устройства для получения огнетушащей струи приведен на фиг.2. Работа устройства происходит следующим образом. В горелку 4 теплообменника 1 подают дизельное топливо со скоростью 100 л/час и воздух, необходимый для горения дизельного топлива с коэффициентом избытка, равным а=1,1. В горелке 4 происходит практически полное сгорание дизельного топлива с образованием продуктов горения, содержащих СО₂, H₂O, N₂ и О₂.An example of a device for producing a fire extinguishing jet is shown in figure 2. The operation of the device is as follows. In the burner 4 of the heat exchanger 1 serves diesel fuel at a speed of 100 l / h and the air necessary for burning diesel fuel with an excess coefficient equal to a = 1.1. In burner 4, almost complete combustion of diesel fuel occurs with the formation of combustion products containing CO ₂ , H ₂ O, N ₂ and O ₂ .

В теплообменнике 1 расположен змеевик 5 с входным и выходным патрубками. Тепло, выделяющееся при сгорании дизельного топлива, расходуется на получение воды с температурой выше 100°C. Вода подается в змеевик 5 через входной патрубок 6 со скоростью 2 л/с.In the heat exchanger 1 is located a coil 5 with inlet and outlet pipes. The heat generated during the combustion of diesel fuel is consumed in the production of water with a temperature above 100 ° C. Water is supplied to the coil 5 through the inlet pipe 6 at a speed of 2 l / s.

Разогретую смесь продуктов горения подают в формирователь 7 огнетушащей струи, где для снижения температуры смеси и увеличения содержания воды в полученной газовой смеси струйно подают воду со скоростью 2 л/с. Воду подают через кольцеобразный трубчатый элемент 8, снабженный отверстиями.The heated mixture of combustion products is fed into the former 7 of the fire extinguishing jet, where, in order to reduce the temperature of the mixture and increase the water content in the resulting gas mixture, water is supplied jet at a speed of 2 l / s. Water is supplied through an annular tubular element 8 provided with holes.

Газовая смесь продуктов горения, обогащенная водой, поступает в сопло 9, расположенное на выходе формирователя 7 огнетушащей струи. В поток газовой смеси продуктов горения подают воду с температурой выше 100°C через форсунку 10, которой снабжен выходной патрубок змеевика 5. В сопле 9 получают огнетушащую струю в виде газо-аэрозольной смеси, содержащей в качестве газовой фазы смесь газов CO₂, H₂O, N₂ и O₂ и дисперсную фазу в виде жидкой воды.The gas mixture of combustion products, enriched with water, enters the nozzle 9 located at the outlet of the former 7 of the fire extinguishing jet. Water with a temperature above 100 ° C is fed into the stream of the gas mixture of the combustion products through the nozzle 10, which is equipped with the outlet pipe of the coil 5. In the nozzle 9, a fire extinguishing stream is obtained in the form of a gas-aerosol mixture containing a mixture of CO ₂ , H ₂ gases as a gas phase O, N ₂ and O ₂ and the dispersed phase in the form of liquid water.

Температуру образующейся огнетушащей струи можно регулировать количеством поданной воды через кольцеобразный трубчатый элемент 8. Также температуру образующейся огнетушащей струи можно регулировать изменением параметров воды с температурой выше 100°C. В зависимости от температуры и давления подаваемой воды в сопле 9 процентное соотношение компонентов газо-аэрозольной смеси будет существенно меняться.The temperature of the resulting fire extinguishing jet can be controlled by the amount of water supplied through the annular tubular element 8. Also, the temperature of the resulting fire extinguishing jet can be controlled by changing the parameters of the water with a temperature above 100 ° C. Depending on the temperature and pressure of the supplied water in the nozzle 9, the percentage ratio of the components of the gas-aerosol mixture will vary significantly.

В таблице 1 приведены данные по составу газо-аэрозольной огнетушащей смеси в зависимости от ее температуры на выходном срезе сопла 9. Заметим, что при температуре смеси 100°C и более, вся вода находится в газообразном состоянии и поэтому объем газо-аэрозольной огнетушащей смеси и скорость истечения огнетушащей струи резко возрастают. Это приводит к повышению эффективности огнетушащей струи.Table 1 shows the composition of the gas-aerosol extinguishing mixture, depending on its temperature at the exit section of the nozzle 9. Note that at a temperature of the mixture of 100 ° C or more, all water is in a gaseous state and therefore the volume of the gas-aerosol extinguishing mixture and the flow rate of a fire extinguishing jet increases sharply. This leads to an increase in the efficiency of the extinguishing jet.

На графике, представленном на фиг.3, показана зависимость общего объема исходящей огнетушащей струи в зависимости от ее температуры, а на графике, представленном на фиг.4, показана зависимость состава газо-аэрозольной смеси в зависимости от ее температуры.The graph shown in figure 3 shows the dependence of the total volume of the outgoing fire extinguishing jet depending on its temperature, and the graph presented in figure 4 shows the dependence of the composition of the gas-aerosol mixture depending on its temperature.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить в огнетушащей струе содержание воды, как в газообразном, так и в дисперсном состоянии. При этом, как это видно из представленной таблицы и графиков, кислород в огнетушащей струе находится в минимальном содержании. Эти два обстоятельства повышают эффективность пожаротушения, так как препятствуют возникновению процесса тления, который приводит к повторным возгораниям.The present invention allows to increase the water content in a fire extinguishing stream, both in a gaseous and in a dispersed state. Moreover, as can be seen from the table and graphs, the oxygen in the fire extinguishing stream is in a minimum content. These two circumstances increase the efficiency of fire extinguishing, as they prevent the emergence of a smoldering process, which leads to repeated fires.

Claims

1. A method of producing a fire extinguishing jet, comprising creating a stream of a gas mixture of products of combustion of hydrocarbon fuels and supplying water to a stream of a gas mixture, characterized in that water is supplied to the stream of the gas mixture in two stages, first, water is supplied to the stream of the gas mixture in the form of jets, and then water with a temperature above 100 ° C is injected into the resulting stream.

2. A device for producing a fire extinguishing jet, comprising a heat exchanger with a burner and a coil for heating water to a temperature above 100 ° C and a fire extinguisher shaper, while the coil has an inlet and outlet pipe, and a node for supplying water jets is installed in series in the fire extinguisher shaper the outlet pipe of the coil for the injection of water with a temperature above 100 ° C.