TWI412390B - Sound extinguisher and its fire extinguishing system - Google Patents

Description

聲音滅火器及其滅火系統

本發明關於一種滅火器及滅火系統，特別是利用聲波來達到滅火效果的聲音滅火器，以及利用上述聲音滅火器所構成之滅火系統。

已知燃燒反應需要有三個要素分別為：要有可燃物、要有助燃物，以及溫度達到燃點，上述的三要素缺一不可。相對地，只要能夠使其中一個或以上的要素滅失，則燃燒反應便會停止。

傳統的滅火方法，例如窒息法，可以利用不燃性物質，例如二氧化碳、泡沫或是沙、土等不燃性固體覆蓋在燃燒物表面，藉此隔絕可燃物與空氣的接觸，使得助燃物不再加入燃燒反應而達到滅火的效果。

以水或其他滅火藥劑直接澆淋於可燃物是最常見的滅火方法。此方法可以快速地使溫度降低到燃點以下，進而達到滅火的效果。然而以水滅火，會使周遭未燃燒的物件同時遭到水的澆淋，因此滅火之後會額外增加一些財物損失，特別是對於一些紙本文件、電子器材或是文物畫作等，其受水澆淋後更會造成無法回復的損害。

移除可燃物的滅火方法可見於森林火災，其主要是因為燃燒面積大且燃燒快速，因此不得不設下停損點而砍除火焰延燒路徑中的可燃物(樹木)，藉此使燃燒反應因無可燃物而停止。然而此種方式需要較大的人力與物力，而且執行過程中需要接近或接觸火焰，因此危險性較高。

另外一種針對燃燒連鎖反應的滅火方法，是加入能夠與游 離基結合的物質，藉此破壞或阻礙燃燒連鎖反應的進行以達到滅火的效果。

本發明的設計原理是以聲波作用於燃燒反應，並藉此滅除燃燒三要素中的至少一項要素，進而達到滅火的目的。

是以本發明的主要的目的係在提供一種聲音滅火器，其具有能夠使燃燒反應因缺乏助燃物而滅熄。

又本發明的另一目的係在提供一種聲音滅火系統，其具有能夠主動偵測燃燒火源的位置，並自動調整聲音滅火器之聲音輸出裝置的位置與方向來對準火源，藉此快速達到滅火的效果。

根據以上所述，本發明所揭露的聲音滅火器包含一波形產生器；一功率放大器用以電性連接該波形產生器；一聲音擴大器用以電性連接該功率放大器；一聲音輸出裝置用以電性連接該聲音擴大器；以及一聲波具有規則波形且產生自該波形產生器，並經由該功率放大器、該聲音擴大器，而由該聲音輸出裝置輸出。

另外，本發明所揭露的聲音滅火系統包含至少一火源偵測器用以自動偵測火源的位置；至少一聲音滅火器用以電性連接該火源偵測器；以及一驅動裝置用以物理性地連接該聲音滅火器，並驅動該聲音滅火器之聲音輸出裝置移動或改變方向，使得該聲音滅火器的輸出端得以對準該火源並保持在適當足以滅火的距離。

以下即依本發明的目的、功效及結構組態，舉出一較佳實施例，並配合圖式詳細說明。

關於聲音在空氣中的傳播情形，請參閱第1圖，一聲源10發出聲音後係藉由震動空氣分子(如圖中的黑點所示)使其形成疏密波之排列，以達到傳播聲音的效果；其中一密部12與相鄰另一密部14之間的距離為一波長；單位時間內的波數愈少，表示聲音的頻率愈低，此時相鄰二密部12和14之間的距離也愈大；相對而言，二密部12和14之間的疏部16之範圍也隨之加大。上述的疏部16具有較少的空氣分子。

請參閱第2圖。吾人設計一種聲音滅火器20，其包含一波形產生器21，其可以產生多種規則性的波形，而且可以調整各波形的頻率及振幅。

一功率放大器22係用以電性連接該波形產生器21。該波形產生器21所輸出的波形訊號經該功率放大器22之放大作用後，提供足夠的訊號強度以滿足後續的輸出需求。

一聲音擴大器23係用以電性連接該功率放大器22；該聲音擴大器23的功能在於將功率放大器22所放大之訊號，再以電壓放大及電流放大的型式，使得經該聲音擴大器23所輸出的訊號能有足夠的功率去推動聲音輸出裝置。

一聲音輸出裝置24，例如喇叭，係電性連接該聲音擴大器23，其用以使該波形產生器21所產生的波形以聲音模式輸出。

值得注意的是，該聲音輸出裝置24所輸出的聲波25除了具有疏密波的性質外，其更具有規則波形，例如方波、弦波或三角波等。

此外，該聲音滅火器20具有一備用電力裝置26，例如電池，其用以電性連接波形產生器21、功率放大器22、聲音擴大器23及聲音輸出裝置24，提供各組件運作時所需的電力。

請參閱第3A圖，使用本發明所揭露的聲音滅火器，以聲 音輸出裝置24朝向火源30為最佳。當聲波的密部12接觸火源時，因其具有較多的空氣分子，所以還不會造成火焰熄滅的情形。

請參閱第3B圖，當聲波的疏部16接觸火源30時，因其具有較少的空氣分子，所以火焰燃燒過程會將助燃氣體迅速用完，進而導致火焰熄滅。

顯然，火焰熄滅的關鍵在於疏部16的範圍及其氣體分子的數量。因此本發明所揭露的聲音滅火器所發出的聲音可以被設定在20赫茲至170赫茲的低頻範圍，藉此滿足加大疏部16範圍的需求。另外，可以將聲音的輸出響度(振幅)設定在90至110分貝，其為人耳尚可忍受的音量，且能夠有效降低疏部16的氣體分子數。是以，本發明所揭露的聲音滅火器可以順利地完成滅火。

請參閱第4A圖，利用本發明所設計的聲音滅火器可以構成適用於室內或非開放空間的滅火系統。該滅火系統包含一或多個聲音滅火器。例如，該滅火系統包含複數個聲音輸出裝置24分別連接至一個由波形產生器21、功率放大器22、以及聲音擴大器23所組成的設備，且每個聲音輸出裝置24皆結合一驅動機構(或驅動裝置)60。

該驅動機構60可以是伺服馬達與傳動機構的組合，但並不以此為限。驅動機構60係用以驅動該聲音輸出裝置24，藉此使得該聲音輸出裝置24產生位移變化及/或角度變化；例如藉由該驅動機構60來驅動該聲音輸出裝置24使其轉動，藉此達到調整上下俯仰角度或是左右偏擺角度的效果。

一火源偵測器50係用以配置在預定位置，例如天花板或牆壁上，或是該聲音滅火器上。不論該火源偵測器50的配置位置為何，其皆需與該聲音滅火器，或是波形產生器21、功率放大器22及聲音擴大器23所組成的設備形成電性連接。此 外，該火源偵測器50可以是一溫度偵測器、一影像擷取元件、或是前述二者的組合。

請參閱第4B圖，當火源偵測器50偵測到室內有燃燒情形，且透過適當的訊號分析與處理，例如自動計算出火源的位置或座標，該滅火系統中比較接近該火源的聲音輸出裝置24便可以在驅動機構60的作用下改變方向，使得聲音的輸出方向對準火源30。接著啟動波形產生器21、功率放大器22及聲音擴大器23所組成的設備，使聲波作用於火源30上即可達到滅火的效果。

另外，請參閱第5圖，本發明應用於一戶外或開放場所，係可以取複數個聲音輸出裝置24連接一個波形產生器21、功率放大器22及聲音擴大器23所組成的設備。而且將各聲音輸出裝置24對準一火源30，並且調整各聲音輸出裝置24相對該火源30之間的距離；接著啟動波形產生器21、功率放大器22及聲音擴大器23所組成的設備，使聲波作用於火源30上即可達到滅火的效果。

上述用於室內與戶外的滅火系統皆是複數個聲音輸出裝置24搭配一個由波形產生器21、功率放大器22及聲音擴大器23所組成的設備；除此之外，也可以是每一個聲音輸出裝置24皆搭配一個由波形產生器21、功率放大器22及聲音擴大器23所組成的設備。

另外，本發明也可以用於消防車，例如每一消防車皆配設有一聲音滅火器；當消除車到達火場後，調整車子的位置及方向至適當位置，使得聲音滅火器的聲音輸出裝置能夠對準火源，如此，在啟動聲音滅火器後便可達到滅火的效果。此外，若將消防人員所持用的噴水管改成聲音滅火器的聲音輸出裝置，或是可攜式的聲音滅火器，則消除人員可更接近火源以進行滅火工作。

根據以上的說明，本發明之聲音滅火器具有明確的滅火效果，而且非常適合在缺乏水資源的場所使用，例如太空艙中使用；此外也非常適合在具有化學物質、電子設備及電子資料的空間，例如實驗室、電子機房或電子倉庫等場所中使用；至於像存放古文物或畫作的博物館，利用聲音滅火器也可以不損及其他文物。

以上乃本發明之較佳實施例以及設計圖式，惟較佳實施例以及設計圖式僅是舉例說明，並非用於限制本發明技藝之權利範圍，凡以均等之技藝手段、或為下述「申請專利範圍」內容所涵蓋之權利範圍而實施者，均不脫離本發明之範疇而為申請人之權利範圍。

10‧‧‧聲源

12‧‧‧密部

14‧‧‧密部

16‧‧‧疏部

20‧‧‧聲音滅火器

21‧‧‧波形產生器

22‧‧‧功率放大器

23‧‧‧聲音擴大器

24‧‧‧聲音輸出裝置

25‧‧‧聲波

26‧‧‧備用電力裝置

30‧‧‧火源

50‧‧‧火源偵測器

60‧‧‧驅動機構

第1圖係聲波傳播示意圖。

第2圖係本發明的結構示意圖。

第3A圖係本發明的滅火過程示意圖之一。

第3B圖係本發明的滅火過程示意圖之二。

第4A圖係本發明應用於室內或非開放空間的滅火系統示意圖。

第4B圖係本發明應用於室內或非開放空間的滅火過程示意圖。

第5圖係本發明應用於戶外或開放場所的配置及其滅火過程示意圖。

21‧‧‧波形產生器

22‧‧‧功率放大器

23‧‧‧聲音擴大器

24‧‧‧聲音輸出裝置

25‧‧‧聲波

26‧‧‧備用電力裝置

Claims (6)

1. 一種聲音滅火系統，係用以自動偵測及滅熄一火源，其包含：一火源偵測器，係用來自動偵測該火源的位置；一聲音滅火器，係電性連接該火源偵測器；一驅動機構，係用以機械性地連接該聲音滅火器，並驅動該聲音滅火器移動或改變方向，而使得該聲音滅火器的輸出端可以對準該火源；其中該聲音滅火器係包含：一波形產生器；一功率放大器，係用以電性連接該波形產生器；一聲音擴大器，係用以電性連接該功率放大器；一聲音輸出裝置，係用以電性連接該聲音擴大器；一聲波，係具有規則波形且產生自該波形產生器，並經由該功率放大器、該聲音擴大器，而由該聲音輸出裝置輸出；其中該聲波具有低頻率，其頻率範圍可設定在20赫茲至170赫茲之間；其中該聲波的響度(振幅)可以設定在90分貝至110分貝之間；其中該聲波可使空氣分子振盪形成疏部與密部相鄰排列的形式，且該聲波用以接觸火焰，並以該聲波的疏部促使該火焰熄滅。
2. 如申請專利範圍第1項所述之聲音滅火系統，其中該聲波之波形可包含方波、弦波或三角波等。
3. 如申請專利範圍第1項所述之聲音滅火系統，更包含一備用電力裝置，其用以提供該波形產生器、該功率放大器、該聲音擴大器、以及該聲音輸出裝置所需之電力。
4. 如申請專利範圍第1項所述之聲音滅火系統，其中該火源偵測器係一溫度偵測器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之聲音滅火系統，其中該火源偵測器係一溫度偵測器與一影像擷取元件的組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之聲音滅火系統，其中該聲音輸出裝置連接該驅動機構，且該驅動機構用以調整該聲音輸出裝置的聲音輸出方向。