RU2789574C1 - Gas generator for a fire extinguishing device that forms a self -operating stream - Google Patents

Gas generator for a fire extinguishing device that forms a self -operating stream Download PDF

Info

Publication number
RU2789574C1
RU2789574C1 RU2022111290A RU2022111290A RU2789574C1 RU 2789574 C1 RU2789574 C1 RU 2789574C1 RU 2022111290 A RU2022111290 A RU 2022111290A RU 2022111290 A RU2022111290 A RU 2022111290A RU 2789574 C1 RU2789574 C1 RU 2789574C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
cooler
coolant
solid fuel
gas generator
Prior art date
Application number
RU2022111290A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич Пономарев
Юрий Семенович Соломонов
Юрий Михайлович Милехин
Александр Алексеевич Дорофеев
Борис Васильевич Румянцев
Владимир Александрович Деревянкин
Александр Иванович Шабунин
Антон Олегович Цветков
Илья Владимирович Черепов
Original Assignee
Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") filed Critical Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2789574C1 publication Critical patent/RU2789574C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: fire extinguishing equipment.
SUBSTANCE: invention relates to fire extinguishing equipment, namely to gas-generating devices of fire-extinguishing means. A gas generator for a fire extinguishing device that forms a self-foaming jet, equipped with a charge of solid fuel and an igniter, ensuring the outflow of combustion products of solid fuel through the nozzles into the hermetic container of the device, and through the cooler, into the nozzle device, communicated with the internal cavity of the hermetic chamber located inside the hermetic container, at the same time, it consists of two sequentially arranged chambers, the rear bottom of the chamber with a charge of solid fuel is equipped with a conical nozzle with overexpansion, directed along the axis into the chamber with an endothermically decomposing coolant, fixed on both sides by support grids, with the front grid being a gas flow divider, and the rear bottom. The chamber with the cooler is equipped with pylons that fasten at a distance from the bottom a plate with a central hole bent towards the cooled gas flow, connected to the nozzle device and forming an annular hole together with the bottom. The body of the chamber with an endothermically decomposing cooler is made of a heat-absorbing material. Tableted capsules are used as an endothermically decomposing coolant. A monoblock multi-channel charge is used as an endothermically decomposing cooler.
EFFECT: invention provides an increase in the efficiency of the gas generator of the displacement system due to the use of an endothermically decaying cooler, which is an additional source of the working body with specified characteristics, and ensuring the uniformity of supplanting the combustion of solid fuel of the aqueous solution and the granulated hydraulic regulation due to structural solutions.
4 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к газогенерирующим устройствам средств пожаротушения и может быть использована в устройстве, формирующим самовспенивающуюся струю, в котором используется система вытеснения продуктами газогенерации с высокой температурой из герметичной емкости водного раствора с пенообразователем, и вытеснение охлажденными продуктами газогенерации из другой герметичной камеры гранулированного гидрореагирующего состава в ствол устройства пожаротушения. Струя водного раствора пенообразователя с введенным в нее гидрореагирующим составом истекает из ствола в невспененном состоянии, а вспенивание струи обеспечивается на заданном расстоянии за срезом ствола.SUBSTANCE: invention relates to fire-fighting equipment, namely to gas-generating devices of fire extinguishing means and can be used in a device that forms a self-foaming jet, which uses a system for displacing high-temperature gas generation products from a sealed container of an aqueous solution with a foaming agent, and displacing cooled gas generation products from another sealed chambers of granular hydroreactive composition into the trunk of the fire extinguishing device. A jet of an aqueous solution of a foaming agent with a hydroreactive composition introduced into it flows out of the barrel in a non-foamed state, and foaming of the jet is provided at a given distance behind the barrel cut.

Известна конструкция газогенератора, в котором охладитель выполнен в виде лабиринта из коаксиальных цилиндров из теплопоглощающего материала (авторское свидетельство №860773, МПК А62С 13/22, 1981 г.) Для получения газа с температурой 300°С данная конструкция требует мощную систему охлаждения, увеличивает массу газогенератора.Known design of the gas generator, in which the cooler is made in the form of a labyrinth of coaxial cylinders of heat-absorbing material (author's certificate No. 860773, IPC A62S 13/22, 1981). gas generator.

Известна конструкция газогенератора для получения инертного газа (авторское свидетельство на полезную модель №3464, МПК F02C 7/25, 1997 г.), содержащего корпус, внутри которого размещены: твердотопливный заряд, воспламенитель и фильтр-охладитель, который выполнен из виброуплотнительного песка с различными фракциями и имеет опорную перфорированную решетку. Данная конструкция не может обеспечить стабильность выходных параметров температуры, расхода газа, в процессе работы происходит зашлаковка пор дисперсного материала охладителя, что приводит к незапланированному изменению давления в камере сгорания газогенератора.Known design of a gas generator for producing inert gas (author's certificate for utility model No. 3464, IPC F02C 7/25, 1997), containing a housing, inside of which are placed: a solid propellant charge, an igniter and a filter cooler, which is made of vibration-compacting sand with various fractions and has a supporting perforated grate. This design cannot ensure the stability of the output parameters of temperature, gas flow, during operation, slagging of the pores of the dispersed material of the coolant occurs, which leads to an unplanned change in pressure in the combustion chamber of the gas generator.

Известен газогенератор (патент RU 2292234 C, МПК B01J 19/14, опубл. 27.01.2007), состоящий из корпуса, внутри которого размещены твердотопливный заряд, воспламенитель и фильтр-охладитель, выполненный из газопроницаемого крупнозернистого порошка, отличающийся тем, что фильтр-охладитель содержит размещенные перпендикулярно его оси газопроницаемые диски, выполненные из материала с теплопроводностью, превышающей теплопроводность дискового порошка охладителя. Данная конструкция также не может обеспечить стабильность выходных параметров газа из-за зашлаковки фильтра-охладителя.A gas generator is known (patent RU 2292234 C, IPC B01J 19/14, publ. 01/27/2007), consisting of a housing inside which a solid propellant charge, an igniter and a filter cooler are placed, made of a gas-permeable coarse powder, characterized in that the filter cooler contains gas-permeable disks placed perpendicular to its axis, made of a material with a thermal conductivity exceeding the thermal conductivity of the coolant disk powder. This design also cannot ensure the stability of the gas output parameters due to the slagging of the filter-cooler.

В описанных выше газогенераторах охладитель не является дополнительным источником рабочего тела. Подробно описаны различные схемы газогенераторов в книге «Газогенераторы ракетных систем» (М.: «Машиностроение». 1981. - 152 с.), которые позволяют получить низкотемпературный газ при сгорании твердого ракетного топлива. Однако в книге нет описания схемы конструкции газогенератора, обеспечивающего получение одновременно газа с различной температурой, как рабочего тела для питания устройств-потребителей.In the gas generators described above, the cooler is not an additional source of the working fluid. Various schemes of gas generators are described in detail in the book "Gas generators of rocket systems" (M.: "Mashinostroenie". 1981. - 152 p.), which make it possible to obtain low-temperature gas during the combustion of solid rocket fuel. However, the book does not contain a description of the design scheme of the gas generator, which ensures the simultaneous production of gas with different temperatures as a working fluid for powering consumer devices.

В патенте RU 2756039 C1 (МПК А62С 5/02, А62С 32/02, опубл. 24.09.2021) предложены способ формирования самовспенивающейся струи заданной кратности и устройство для его реализации, которое принято за прототип, газогенератор с зарядом твердого топлива, обеспечивающий истечение через сопловые отверстия продуктов сгорания твердого топлива в герметичную емкость с водным раствором пенообразователя, внутри которой установлена герметичная камера с гранулированным гидрореагирующим составом. Газогенератор снабжен ресивером с фильтром - охладителем, сообщенным с внутренней полостью герметичной камеры через форсуночное устройство подачи продуктов сгорания по всему объему камеры с гидрореагирующим составом.Patent RU 2756039 C1 (MPK А62С 5/02, А62С 32/02, publ. 09/24/2021) proposes a method for the formation of a self-foaming jet of a given multiplicity and a device for its implementation, which is taken as a prototype, a gas generator with a charge of solid fuel, providing outflow through nozzle holes of solid fuel combustion products into a sealed container with an aqueous solution of a foaming agent, inside which a sealed chamber with a granular hydro-reacting composition is installed. The gas generator is equipped with a receiver with a filter-cooler communicated with the internal cavity of the sealed chamber through a nozzle device for supplying combustion products throughout the entire volume of the chamber with a hydro-reacting composition.

Чем выше удельная работоспособность газов (RT, R - газовая постоянная, Т - температура газа) подаваемых в герметичную емкость с водным раствором, тем меньше потребуется твердого ракетного топлива для вытеснения заданного объема жидкости.The higher the specific performance of gases (RT, R - gas constant, T - gas temperature) supplied to a sealed container with an aqueous solution, the less solid propellant is required to displace a given volume of liquid.

Температура продуктов сгорания твердого топлива для вытеснения водного раствора выбирается исходя из стойкости конструкции к перегреву, а при вытеснении гранулированного гидрореагирующего состава из возможности продуктов газогенерации создавать взвесь из гранул без их коагуляции и сублимации.The temperature of the combustion products of solid fuel for the displacement of an aqueous solution is selected based on the resistance of the structure to overheating, and when displacing a granular hydroreactive composition, the ability of gas generation products to create a suspension from granules without their coagulation and sublimation.

В конструкции газогенератора применен охладитель, который не является дополнительным источником рабочего тела, что требует увеличенного количества твердого топлива. В этом устройстве затруднено обеспечение полного равномерного вытеснения гранулированного гидрореагирующего состава из герметичной камеры без коагуляции и сублимации. Недостатками конструкции газогенератора является также то, что в процессе работы газогенератора происходит зашлаковка продуктами сгорания твердого топлива фильтра-охладителя. Это приводит к незапланированному повышению давления в камере сгорания газогенератора и не обеспечивает заданный эпюры вытеснения как водного раствора, так и гранулированного гидрореагирующего состава.The design of the gas generator uses a cooler, which is not an additional source of the working fluid, which requires an increased amount of solid fuel. In this device, it is difficult to ensure a complete uniform displacement of the granular hydroreactive composition from the sealed chamber without coagulation and sublimation. The disadvantages of the design of the gas generator is that during the operation of the gas generator is slagging products of combustion of solid fuel filter-cooler. This leads to an unplanned increase in pressure in the combustion chamber of the gas generator and does not provide the desired displacement diagram for both the aqueous solution and the granular hydro-reacting composition.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы газогенератора за счет применения охладителя, являющегося дополнительным источником рабочего тела с заданными характеристиками, и равномерности вытеснения продуктами сгорания водного раствора и гранулированного гидрореагирующего состава за счет изменения конструкции.The aim of the invention is to increase the efficiency of the gas generator through the use of a cooler, which is an additional source of the working fluid with specified characteristics, and the uniformity of the displacement of the combustion products of the aqueous solution and granular hydroreactive composition by changing the design.

Поставленная цель достигается тем, что газогенератор устройства пожаротушения, формирующего самовспенивающуюся струю, обеспечивающий истечение продуктов сгорания твердого топлива через сопла, направленные под углом к оси газогенератора в камеру с водным раствором пенообразователя, и через охладитель в форсуночное устройство состоит из двух последовательно расположенных камер. Заднее днище камеры с зарядом твердого топлива оснащено коническим соплом с перерасширением, направленным по оси в камеру с эндотермически разлагающимся охладителем, закрепленным с двух сторон опорными решетками, причем передняя решетка является рассекателем газового потока, а заднее днище камеры с охладителем, снабжено пилонами, крепящими на некотором расстоянии от днища изогнутую по течению охлажденного потока газа пластину с центральным отверстием, соединенную с форсуночным устройством, и формирующую, совместно с днищем, кольцевое отверстие.This goal is achieved by the fact that the gas generator of the fire extinguishing device, which forms a self-foaming jet, which ensures the outflow of solid fuel combustion products through nozzles directed at an angle to the axis of the gas generator into the chamber with an aqueous solution of the foaming agent, and through the cooler into the nozzle device, consists of two sequentially located chambers. The rear bottom of the chamber with a charge of solid fuel is equipped with a conical nozzle with overexpansion, directed along the axis into the chamber with endothermically decomposing coolant, fixed on both sides by support grids, the front grid being a gas flow divider, and the rear bottom of the chamber with a coolant, equipped with pylons mounted on at some distance from the bottom, a plate bent along the flow of the cooled gas flow with a central hole, connected to the nozzle device, and forming, together with the bottom, an annular hole.

На фиг. 1 - схема устройства пожаротушения, формирующего самовспенивающуюся струю.In FIG. 1 is a diagram of a fire extinguishing device that forms a self-foaming jet.

На фиг. 2 показаны следующие диаграммы:In FIG. 2 shows the following diagrams:

- термогравиметрическая диаграмма изменения полноты газификации охладителя (оксалата аммония) η от температуры;- thermogravimetric diagram of the change in the completeness of gasification of the coolant (ammonium oxalate) η on temperature;

- диаграмма изменения скорости подачи тепла ∂Q/∂T, воздействующего на охладитель (оксалат аммония) от температуры;- diagram of change in the rate of heat supply ∂Q/∂T acting on the coolant (ammonium oxalate) versus temperature;

- диаграмма изменения величины эндотермического эффекта реакции разложения охладителя (оксалата аммония)

Figure 00000001
от температуры.- diagram of the change in the value of the endothermic effect of the decomposition reaction of the coolant (ammonium oxalate)
Figure 00000001
from temperature.

На фиг. 1 газогенератор (1) содержит камеру с зарядом твердого ракетного топлива (2) с воспламенительным устройством (3) на переднем днище камеры. Камера с зарядом твердого топлива расположена в герметичной емкости с водным раствором пенообразователя (4). Заднее днище камеры снабжено соплами (5), направленными под углом к оси камеры в герметичную емкость с водным раствором пенообразователя (4), а одно коническое сопло (6) с перерасширением направленно по оси во вторую камеру с охладителем (7).In FIG. 1 gas generator (1) contains a chamber with a charge of solid propellant (2) with an igniter (3) on the front bottom of the chamber. The chamber with a charge of solid fuel is located in a sealed container with an aqueous solution of a foaming agent (4). The rear bottom of the chamber is equipped with nozzles (5) directed at an angle to the axis of the chamber into a sealed container with an aqueous solution of a foaming agent (4), and one conical nozzle (6) with overexpansion is directed along the axis into the second chamber with a coolant (7).

Заднее днище камеры с зарядом твердого топлива является одновременно передним днищем второй цилиндрической камеры (7) с охладителем, выполненной из теплоемкого материала.The rear bottom of the chamber with a charge of solid fuel is simultaneously the front bottom of the second cylindrical chamber (7) with a cooler, made of a heat-intensive material.

Охладитель (8), который представляет собой таблетированные элементы или моноблочный многоканальный заряд, зафиксирован с двух сторон опорными решетками (9), передняя решетка является рассекателем газового потока. В качестве охладителя используется оксалата аммония моногидрат (NH4)2С2О4⋅Н2О в связующем - каучуке.The cooler (8), which is pelletized elements or a monoblock multi-channel charge, is fixed on both sides by support grids (9), the front grid is a gas flow divider. Ammonium oxalate monohydrate (NH 4 ) 2 C 2 O 4 ⋅H 2 O in a binder - rubber is used as a coolant.

Заднее днище камеры с охладителем снабжено несколькими пилонами, крепящими на некотором расстоянии от днища изогнутую навстречу охлажденному потоку газа пластину, формирующую кольцевое отверстие (11) и имеющую одно центральное отверстие (12).The rear bottom of the chamber with a cooler is equipped with several pylons, which fasten a plate bent towards the cooled gas flow at some distance from the bottom, forming an annular hole (11) and having one central hole (12).

Пластина соединена с трубкой форсуночного устройства (13) из теплоемкого материала, снабженной рядом струйных форсунок и расположенной соосно внутри герметичной камеры (14) с гидрореагирующим составом, которая размещена внутри герметичной емкости с водным раствором пенообразователя (4).The plate is connected to the tube of the injector device (13) made of heat-intensive material, equipped with a number of jet nozzles and located coaxially inside the sealed chamber (14) with hydroreacting composition, which is placed inside the sealed container with an aqueous solution of the foaming agent (4).

Для подачи гранул гидрореагирующего состава в ствол (16) используется форсунка (15). Для подачи в ствол (16) водного раствора с пенообразователем из герметичной емкости (4) используются форсунки (17).A nozzle (15) is used to feed the granules of the hydroreactive composition into the barrel (16). Nozzles (17) are used to supply the barrel (16) with an aqueous solution with a foaming agent from a sealed container (4).

Продукты сгорания твердого топлива истекают из камеры газогенератора в камеру охладителя со сверхзвуковыми скоростями. Для повышения эффективности работы охладителя их тормозят, используя сопло с перерасширением, которое обеспечивает отрыв потока от стенок сопла и прямой скачок внутри сопла.The solid fuel combustion products flow from the gas generator chamber into the cooler chamber at supersonic speeds. To increase the efficiency of the cooler, they are retarded by using an overexpansion nozzle, which provides separation of the flow from the nozzle walls and a direct jump inside the nozzle.

Для обеспечения отрыва потока от стенок сопла необходимо, чтобы расширение сопла

Figure 00000002
где
Figure 00000003
,
Figure 00000004
dT - диаметр в месте отрыва потока от стенок сопла, dкр - критическое сечение сопла, da - диаметр среза сопла, ξа - геометрическая степень расширения сопла, ξт - степень расширения, соответствующая отрыву потока от стенок сопла:To ensure separation of the flow from the walls of the nozzle, it is necessary that the expansion of the nozzle
Figure 00000002
Where
Figure 00000003
,
Figure 00000004
d T - diameter at the point of flow separation from the nozzle walls, d cr - nozzle critical section, d a - nozzle exit diameter, ξ a - geometric expansion ratio of the nozzle, ξ t - expansion ratio corresponding to flow separation from the nozzle walls:

Figure 00000005
где
Figure 00000005
Where

Р0 - давление в камере с зарядом твердого топлива, кг/см2;P 0 - pressure in the chamber with a charge of solid fuel, kg/cm 2 ;

РН - давление в камере с охладителем, кг/см2; РН - pressure in the chamber with a cooler, kg/cm 2 ;

k - показатель адиабаты;k is the adiabatic index;

πкр - газодинамическая функция относительного давления.π cr - gas-dynamic function of relative pressure.

(А.А. Шишков «Газодинамика пороховых двигателей» стр. 77, изд. «Машиностроение», Москва, 1968.)(A.A. Shishkov "Gas dynamics of powder engines" p. 77, ed. "Engineering", Moscow, 1968.)

Для продуктов сгорания твердого ракетного топлива при k=1,16, Р0=25, РН=10, πкр=0,57: ξТ=1,23.For combustion products of solid propellant at k=1.16, Р 0 =25, Р Н =10, π cr =0.57: ξ Т =1.23.

Таким образом, для обеспечения гарантированного отрыва потока от стенок сопла и переход в дозвуковой режим течения в камере с охладителем необходимо, чтобы

Figure 00000006
Thus, to ensure a guaranteed separation of the flow from the nozzle walls and the transition to the subsonic flow regime in the chamber with a cooler, it is necessary that
Figure 00000006

Эндотермическая реакция разложения охладителя происходит под воздействием тепла от продуктов сгорания твердого топлива. Охладитель разлагается на следующие компоненты: H2O, N2, СО, СО2, СН4.The endothermic reaction of the decomposition of the coolant occurs under the influence of heat from the combustion products of solid fuel. The coolant decomposes into the following components: H 2 O, N 2 , CO, CO 2 , CH 4 .

Масса охладителя (8) с учетом его полного разложения в соответствии с тепловым балансом оценивается следующим образом:The mass of the coolant (8), taking into account its complete decomposition in accordance with the heat balance, is estimated as follows:

Figure 00000007
где
Figure 00000007
Where

mохл - масса охладителя, кг;m cool - coolant mass, kg;

mТТ - масса твердого топлива газогенератора, кг;m TT - mass of solid fuel of the gas generator, kg;

η - полнота сгорания твердого топлива газогенератора;η - completeness of combustion of solid fuel of the gas generator;

Qн.TT - низшая теплота сгорания твердого топлива газогенератора,

Figure 00000008
Q n.TT - lower calorific value of solid fuel gas generator,
Figure 00000008

Figure 00000001
- удельная величина эндотермического эффекта - количество тепла поглощенного охладителем при прохождении через него продуктов сгорания твердого топлива,
Figure 00000009
Figure 00000001
- specific value of the endothermic effect - the amount of heat absorbed by the cooler when the combustion products of solid fuel pass through it,
Figure 00000009

Сохл - теплоемкость гранул охладителя,

Figure 00000010
C cool - heat capacity of coolant granules,
Figure 00000010

Т0 - температура окружающей среды, К;T 0 - ambient temperature, K;

Figure 00000011
- температура окончания разложения охладителя, К.
Figure 00000011
- temperature of the end of decomposition of the coolant, K.

Значения

Figure 00000012
и
Figure 00000013
выбираются исходя из термогравиметрической диаграммы и диаграммы изменения величины эндотермического эффекта реакции разложения охладителя при полноте разложения η=1(Фиг. 2).Values
Figure 00000012
And
Figure 00000013
are selected based on the thermogravimetric diagram and the diagram of the change in the value of the endothermic effect of the decomposition reaction of the coolant at the completeness of decomposition η=1 (Fig. 2).

При оценке массы охладителя принято следующее допущение, что по окончании его разложения температура смеси продуктов сгорания твердого топлива и разложения охладителя станет равной

Figure 00000014
When estimating the mass of the coolant, the following assumption was made that at the end of its decomposition, the temperature of the mixture of products of combustion of solid fuel and decomposition of the coolant will become equal to
Figure 00000014

Значения характеристик физико-химических превращений, плотности и теплоемкости оксалата аммония представлены в таблице 1.The values of the characteristics of physicochemical transformations, density and heat capacity of ammonium oxalate are presented in table 1.

Figure 00000015
Figure 00000015

В таблице

Figure 00000016
- температура начала разложения охладителя, ρm - плотность таблетированных капсул охладителя. Взаимодействие смеси продуктов сгорания твердого топлива и продуктов разложения охладителя с гидрореагирующим составом, представляющим собой смесь порошкообразных кислот и солей, образующих при гидролизе щелочную среду, происходит только физически без химических реакций в диапазоне рабочих температур 333-348 К. Пример гидрореагирующего состава: смесь лимонной кислоты (45%), гидрокарбоната натрия (50%) и глицерина (5%).Table
Figure 00000016
- the temperature of the beginning of the decomposition of the coolant, ρ m - the density of tableted coolant capsules. The interaction of a mixture of solid fuel combustion products and coolant decomposition products with a hydro-reactive composition, which is a mixture of powdered acids and salts that form an alkaline medium during hydrolysis, occurs only physically without chemical reactions in the operating temperature range of 333-348 K. An example of a hydro-reactive composition: a mixture of citric acid (45%), sodium bicarbonate (50%) and glycerin (5%).

Для исключения коагуляции и сублимации гранулированного гидрореагирующего состава смесью продуктов сгорания твердого топлива и продуктов разложения охладителя корпус камеры с охладителем и трубка форсуночного устройства должны быть выполнены из материала высокой теплоемкости.To exclude coagulation and sublimation of the granular hydroreactive composition by a mixture of solid fuel combustion products and coolant decomposition products, the chamber housing with the coolant and the tube of the injector device must be made of a high heat capacity material.

Исходя из теплового баланса при охлаждении смеси продуктов сгорания твердого топлива и разложения охладителя от температуры окончания разложения охладителя

Figure 00000017
до верхней границы диапазона рабочих температур гидрореагирующего состава (Тгидрореаг.сост), масса конструкции форсуночного устройства оценивается следующим образом:Based on the heat balance during cooling of the mixture of products of combustion of solid fuel and decomposition of the coolant from the temperature of the end of the decomposition of the coolant
Figure 00000017
up to the upper limit of the operating temperature range of the hydroreacting composition (T hydroreag.composition ), the mass of the injector device structure is estimated as follows:

Figure 00000018
где
Figure 00000018
Where

Сконстр - теплоемкость материала форсуночного устройства,

Figure 00000019
C konstr - heat capacity of the material of the injector device,
Figure 00000019

Ср прод.сгор.ТТ - теплоемкость продуктов сгорания твердого топлива,

Figure 00000020
C p prod.sgor.TT - heat capacity of combustion products of solid fuel,
Figure 00000020

Ср охл - теплоемкость продуктов разложения охладителя,

Figure 00000021
C p ohl - heat capacity of the decomposition products of the coolant,
Figure 00000021

Тгидрореаг.сост - верхняя граница диапазона рабочих температур гидрореагирующего состава, К;T hydroreactive composition - the upper limit of the operating temperature range of the hydroreactive composition, K;

ТО - температура окружающей среды, К.T O - ambient temperature, K.

Газогенератор заявленной конструкции работает следующим образом. При подаче электрического сигнала срабатывает воспламенительное устройство (3), которое зажигает заряд твердого ракетного топлива (2). Часть продуктов сгорания заряда твердого топлива проходит через сопла (5) в герметичную емкость (4) с водным раствором пенообразователя с оптимальной температурой для вытеснения раствора, а другая часть поступает в камеру с охладителем (7), где происходит разложение охладителя.The gas generator of the claimed design works as follows. When an electrical signal is applied, an igniter (3) is activated, which ignites a charge of solid propellant (2). Part of the combustion products of the solid fuel charge passes through the nozzles (5) into a sealed container (4) with an aqueous solution of a foaming agent with the optimum temperature to displace the solution, and the other part enters the chamber with a coolant (7), where the coolant decomposes.

Охлажденные продукты сгорания твердого топлива совместно с газообразными продуктами разложения охладителя истекают через кольцевое (11) и центральное (12) отверстия в форсуночное устройство (13), а далее в камеру с гидрореагирующим составом (14).The cooled solid fuel combustion products, together with the gaseous decomposition products of the coolant, flow through the annular (11) and central (12) holes into the nozzle device (13), and then into the chamber with the hydroreacting composition (14).

Работа такого газогенератора обеспечивает в устройстве пожаротушения, формирующего самовспенивающуюся струю, вытеснение водного раствора с пенообразователем и гранулированного гидрореагирующего состава в ствол. Гранулы гидрореагирующего состава переходят во взвешенное состояние, превращаясь в псевдожидкость, которая истекает через форсунку (15) в ствол (16), одновременно через форсунки (17) водный раствор с пенообразователем из герметичной емкости поступает в ствол (16), где происходит формирование самовспенивающейся струи.The operation of such a gas generator provides in the fire extinguishing device that forms a self-foaming jet, the displacement of an aqueous solution with a foaming agent and a granular hydro-reactive composition into the barrel. The granules of the hydroreacting composition pass into a suspended state, turning into a pseudo-liquid, which flows through the nozzle (15) into the barrel (16), simultaneously through the nozzles (17), an aqueous solution with a foaming agent from a sealed container enters the barrel (16), where a self-foaming jet is formed .

Описанная конструкция газогенератора обеспечивает программируемое изменение давления в камере с зарядом твердого топлива, которое определяется конструкцией заряда твердого топлива и не зависит от изменения параметров во второй камере с охладителем. А за счет равномерного распределения газовых струй в герметичной камере с гранулированным гидрореагирующим составом обеспечивается равномерное вытеснение гранул без их коагуляции и сублимации.The described design of the gas generator provides a programmable change in pressure in the chamber with a charge of solid fuel, which is determined by the design of the charge of solid fuel and does not depend on changes in parameters in the second chamber with a cooler. And due to the uniform distribution of gas jets in a sealed chamber with a granular hydroreactive composition, uniform displacement of granules is ensured without their coagulation and sublimation.

Claims (4)

1. Газогенератор для устройства пожаротушения, формирующего самовспениваюшуюся струю, снабженный зарядом твердого топлива и воспламенителем, обеспечивающий истечение продуктов сгорания твердого топлива через сопла, в герметичную емкость устройства, и через охладитель, в форсуночное устройство, сообщенное с внутренней полостью герметичной камеры, расположенной внутри герметичной емкости, отличающийся тем, что состоит из двух последовательно расположенных камер, заднее днище камеры с зарядом твердого топлива оснащено коническим соплом с перерасширением, направленным по оси в камеру с эндотермически разлагающимся охладителем, закрепленным с двух сторон опорными решетками, причем передняя решетка является рассекателем газового потока, а заднее днище камеры с охладителем снабжено пилонами, крепящими на расстоянии от днища изогнутую навстречу охлажденному потоку газа пластину с центральным отверстием, соединенную с форсуночным устройством и формирующую совместно с днищем кольцевое отверстие.1. A gas generator for a fire extinguishing device that forms a self-foaming jet, equipped with a charge of solid fuel and an igniter, which ensures the outflow of solid fuel combustion products through nozzles, into the sealed container of the device, and through the cooler, into the nozzle device, communicated with the internal cavity of the sealed chamber located inside the sealed tank, characterized in that it consists of two sequentially arranged chambers, the rear bottom of the chamber with a charge of solid fuel is equipped with a conical nozzle with overexpansion, directed along the axis into the chamber with an endothermically decomposing coolant, fixed on both sides by support grids, and the front grid is a gas flow divider , and the rear bottom of the chamber with a cooler is equipped with pylons that fasten at a distance from the bottom a plate with a central hole bent towards the cooled gas flow, connected to the nozzle device and forming an annular hole together with the bottom. 2. Газогенератор по п. 1, отличающийся тем, что корпус камеры с эндотермически разлагающимся охладителем выполнен из теплоемкого материала.2. The gas generator according to claim 1, characterized in that the chamber body with an endothermically decomposing coolant is made of a heat-intensive material. 3. Газогенератор по п. 1 или 2, в котором в качестве эндотермически разлагающегося охладителя используются таблетированные капсулы.3. The gas generator according to claim 1 or 2, wherein tablet capsules are used as the endothermically decomposing coolant. 4. Газогенератор, по п. 1 или 2, в котором в качестве эндотермически разлагающегося охладителя используется моноблочный многоканальный заряд.4. Gas generator, according to claim 1 or 2, in which a monoblock multi-channel charge is used as an endothermically decomposing coolant.
RU2022111290A 2022-04-25 Gas generator for a fire extinguishing device that forms a self -operating stream RU2789574C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2789574C1 true RU2789574C1 (en) 2023-02-06

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU860773A1 (en) * 1979-12-07 1981-09-07 Днепропетровский сельскохозяйственный институт Gas generator for powder fire extinguisher
RU3464U1 (en) * 1995-09-01 1997-01-16 АО - Научно-производственный концерн "Алтай" GAS GENERATOR
CN110548243A (en) * 2019-09-29 2019-12-10 明光浩淼安防科技股份公司 multifunctional smoke-discharging high-power foam fire extinguishing and extinguishing device
RU2756039C1 (en) * 2021-01-25 2021-09-24 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Method for forming self-foaming jet of given multiplicity and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU860773A1 (en) * 1979-12-07 1981-09-07 Днепропетровский сельскохозяйственный институт Gas generator for powder fire extinguisher
RU3464U1 (en) * 1995-09-01 1997-01-16 АО - Научно-производственный концерн "Алтай" GAS GENERATOR
CN110548243A (en) * 2019-09-29 2019-12-10 明光浩淼安防科技股份公司 multifunctional smoke-discharging high-power foam fire extinguishing and extinguishing device
RU2756039C1 (en) * 2021-01-25 2021-09-24 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Method for forming self-foaming jet of given multiplicity and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6116348A (en) Method and apparatus for fire extinguishing
US4157270A (en) Hydrogen gas generator from hydrazine/ammonia
US6849247B1 (en) Gas generating process for propulsion and hydrogen production
JPS61149508A (en) Reaction apparatus for steam engine and steam engine
Bettella et al. Testing and CFD simulation of diaphragm hybrid rocket motors
Luo et al. Progress and challenges in exploration of powder fueled ramjets
RU2789574C1 (en) Gas generator for a fire extinguishing device that forms a self -operating stream
Yetter et al. Development of meso and micro scale liquid propellant thrusters
Goroshin et al. Powdered magnesium-carbon dioxide propulsion concepts for Mars missions
Connell Jr et al. Investigation of gel hydrocarbon fuels and hydrogen peroxide as a hypergolic bipropellant
JP2005155632A (en) Fuel preconditioning pulse explosion power generation system and its plant
Chehroudi et al. Liquid propellants and combustion: fundamentals and classifications
RU2108282C1 (en) Method and device for producing cold gases
Peretz et al. Development of a laboratory-scale system for hybrid rocket motor testing
US3137127A (en) Method of developing high energy thrust
Li et al. Ignition and combustion behaviors of high energetic polyhedral boron cluster
WO1999010093A1 (en) Method for generating a low-temperature gas from solid fuel
RU2792896C1 (en) Method for producing low-temperature gas in a gas generator
US10026978B2 (en) Method of generating electricity with a fuel cell; associated device
RU216551U1 (en) Stationary fire extinguishing aerosol generator (GOAP)
Yuan et al. Semi-hypergolic kerosene/hydrogen peroxide fuel system and its auto-ignition injector design
Einav et al. Development of a lab-scale system for hybrid rocket motor testing
Shandakov et al. Method of generating cold gases in solid-fuel gas generators
RU2586442C2 (en) Staroverov - 5 rocket engine /versions/
Han et al. Experimental investigation on rotating detonation engine with different mixing distance