一种预热水的细水雾灭火装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种预热水的细水雾灭火装置，该装置包括：柜体，压力水瓶，水瓶压力指示表，瓶头接口，紧急手动水阀，水路电磁阀，水路压力指示表，高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表，紧急手动气阀，气路压力指示表，气路电磁阀，高压气路减压阀，高压气体汇流排，高压气体管路，旋流式雾化混合器，高压气体灭火剂瓶组，水路过滤器，拉瓦尔两相流超细气水雾喷头，火灾探测器，火灾控制报警器，电缆，气体灭火剂管路，水管路；其特征在于，是在该灭火装置中进一步加设有加热装置；系统启动三十秒内进行单相流预热水灭火，对受保护区域进行预热，三十秒后开启气路进行两相流灭火。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为一种预热水的细水雾灭火装置，是卤代烷灭火系统的替代产品，主要应用在消防领域。
技术介绍
水作为灭火剂自人类存在以来，就得到了广泛的应用，从原始的用容器盛水灭火， 到现代的消火栓、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等产生了各种各样的利用水灭火的装置，在如何使用水灭火的问题上，人们的主要研究思路集中在利用水的装置和在水中掺入其他的物质(如发泡剂)两个方面。所使用的水均是常温状态下的水，而对于高温状态下(< 100°C )水的灭火效果还未有发现。下面阐述一下预热水灭火方法的产生背景和灭火机理。水的灭火机理主要是窒息和冷却，降低空间氧浓度和火场温度。水的蒸发过程分为两个阶段第一阶段是水从环境温度加热到100°c，第二阶段是100°C的水变成100°C水蒸气的过程。无论从吸热还是窒息角度看，水蒸发的第二阶段起着最关键的作用，因为这一阶段100°C的水迅速变成100°c水蒸气，体积增大1680倍，起到窒息作用。水的吸热能力也主要集中在第二阶段，第一阶段Ikg水由0°C加热到100°C需要热量4WkJ;而Ikg 100°C的水变成100°c的水蒸气需要的热量为2259kJ (气化潜热)，第二阶段的吸热量是第一阶段的 5. 4倍。因此水的灭火效果和灭火时间取决于第二阶段，尽管在第一阶段吸收一小部分热量，但需要很长时间，因为热量传给水的过程需要很长时间，在这个时间内很多水没来得及蒸发吸热，都白白流掉了，使灭火效果大大减弱。而热水或开水已经被加热到接近100°C，出来后直接蒸发，使大部分水都能被全部利用来灭火，大大地提高了灭火效果。水因为“绿色”的灭火性质，被认为是哈龙(HALON)灭火剂理想的替代物之一，采用的细水雾灭火系统也被认为最有希望替代哈龙的灭火系统。因此国内、外对细水雾灭火系统进行了大量的研究工作，出现了很多细水雾灭火系统的产品，但这些细水雾灭火系统主要存在以下几个方面不足1.扑灭小火困难。出现这种情况是由于细水雾灭火机理所造成的，细水雾灭火系统是全淹没灭火系统，其主要机理是窒息，小火的发热量很小，耗氧量也小，因此小火使细水雾蒸发量很小，大的空间靠少量的水蒸气是无法窒息的，因此造成细水雾灭小火困难。而火灾发生的初期主要是火势均较小，细水雾作为自动消防系统主要是针对初期火灾的，既然灭不掉小火，必须等火势变大才能灭掉，因此安装细水雾系统已失去了自动消防系统的意义，更谈不上替代哈龙。2.灭B(液体)类火容易，灭A(固体)类火困难，特别是阴燃火。这主要是由于 B类火燃烧速度很快，发热量较大，在封闭的空间里，细水雾的吸热和窒息效果非常明显，因此扑灭较易。而A类火灾在火灾发生初期，燃烧速度较慢，发热量较小，耗氧量也很小，不会使大量的细水雾蒸发，因此细水雾的窒息效果很差，造成灭A(固体)类火困难。对于阴燃火来说，这个情况就更加严重。3.在冬天或较冷的保护空间内灭火困难。较冷的空间环境温度较低，水蒸汽的饱和蒸汽压低。环境温度与饱和蒸汽压关系曲线如图1所示。虽然细水雾喷射到火焰上方大部分蒸发，但是水蒸气由于火焰浮力运动到空间其他区域后由于温度较低，饱和蒸汽压低， 水蒸气将再次凝结成水降落到地面，无法有效稀释氧浓度，窒息效果差。如图1所示，若环境温度为30°C时，饱和蒸汽压仅为0. 042，氧浓度仅仅被稀释到20. 15%，氧浓度依然维持在较高水平，火焰燃烧将依然剧烈难以被扑灭，此时无法体现细水雾的窒息作用。若将灭火区域(或着火源周围区域)温度提高到80°C，此时饱和蒸汽压可达到0. 467，氧浓度可被稀释到14. 3%，根据有关资料显示，若氧浓度低于14%，火焰将无法维持燃烧而熄灭。因此， 环境温度为80°C时，火焰可在短时间内被熄灭，灭火效率高，灭火效果好。为解决这些问题，美国技术专利号为5678637的技术专利，名称为“灭火装置和方法”的专利中提出了一种在储水容器中利用P. T. C恒温器对水进行加热的预热水灭火方法和装置。此技术是将储水容器中的常温水加热变成热水，并利用水的蒸发在储水罐内和喷头处形成蒸汽，将预热水和蒸汽通过两套管路输送到喷头处，预热水从喷头喷出后由于气泡爆炸从而破裂成直径很小的雾滴，到达火焰区域进行灭火。此技术存在一个明显的缺陷。此专利中所给出的雾滴直径为25 μ m,粒径如此细小的细水雾一旦从细水雾喷头喷出由于其与周围空气产生强烈对流其温度立即下降到环境温度，无法保持预热水的温度优势。尤其是冬天或是灭火空间温度较低时，此方法并不能有效的扑灭火灾。同时此专利中提到雾滴沉降速度约为0. 02m/s，雾滴运动到火焰处需要很长的时间，甚至没有到达火焰就已蒸发完毕，因此不能有效的形成水蒸气覆盖火焰从而稀释氧气浓度，因此其灭火效果甚微。此技术专利中存在的另一个问题是细水雾是由储水罐中的水蒸发形成的水蒸气驱动储水罐内的水到达细水雾喷头处，并且水蒸气同时由另一套管路输送到喷头处， 带动细水雾喷出同时形成气泡所需要的核来辅助雾化。利用水蒸气来驱动水并将水蒸气作为两相流中的气相，一是在加热过程中不可能产生足够高压力的水蒸气来驱动水快速喷出，提高细水雾流量和细水雾速度来提高雾化质量；二是水蒸气的产生不易控制，或者说其产生过程有延迟性，必须将大量水加热到足够高的温度才能产生所需压力的水蒸气，这需要相当长的时间，这对灭火相当不利。针对上面专利的不足，本专利提出了一种新的预热水的细水雾灭火装置。此方法和装置使用高压惰性气体驱动预热水并且惰性气体参与雾化，既能精确控制预热水的温度、流量、开启时间等；又能使预热细水雾喷出后温度保持在较高的温度，保持预热水的优势从而能够快速灭火。根据生活经验，冬天人们在淋浴时，总是先将淋浴喷头调到最热最大，让其喷淋一段时间进行预热后，然后调节热水至适当温度适当流量进行淋浴，此时才不会感觉寒冷。借鉴此经验，本技术采取预热水分段式灭火方式第一阶段在系统开启时只开启水路进行单相流灭火，此时预热细水雾流量较大，雾滴直径较大，可有效的对受保护区域进行预热，时间设定为30s，可根据受保护区域和火灾大小调节；第二阶段开启气路，进行两相流灭火，此时惰性气体从喷嘴高速喷出，带动液体雾化，细水雾雾滴直径非常小，小于10 μ m, 从喷头喷出后能维持在较高的温度且速度较高，因此能快速蒸发吸热并能在火焰周围形成水蒸气覆盖火焰，由于此时饱和蒸汽压较高因此可以稀释氧浓度至较低水平从而能够实现快速有效的灭火。该灭火方法适用于现有的细水雾灭火系统中，可以完全取代卤代烷灭火系统，并且能有效的扑灭各类火灾。同时，为了保持预热水的有效性，本技术在系统开启后三十秒内进行单相流灭火，此时细水雾雾滴直径较大因此细水雾喷出后不至于因冷却太快从而失去预热水的灭火优势。同时，雾滴直径较大从而可以利用细水雾对地面和受保护区域进行加温，提高受保护区域的温度从而提高饱和蒸汽压。三十秒后，开启气路，利用两相流细水雾进行灭火。此时，雾滴直径更小的超细水雾从喷头喷出后温度下降幅度有限，从而可以保持较高温度，缩短蒸发时间，同时经过单相流细水雾预热后受保护区域温度较高从而饱和蒸汽压较高，氧浓度能在很短时间内被稀释到较低水平从而实现快速灭火，使灭火效率大大提高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种预热水的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种预热水的细水雾灭火装置，该装置包括：柜体（１），压力水瓶（２），水瓶压力指示表（３），瓶头接口（４），紧急手动水阀（５），水路电磁阀（６），水路压力指示表（７），高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表（８），紧急手动气阀（９），气路压力指示表（１０），气路电磁阀（１１），高压气路减压阀（１２），高压气体汇流排（１３），高压气体管路（１４），旋流式雾化混合器（１５），高压气体灭火剂瓶组（１６），水路过滤器（１７），拉瓦尔两相流喷头（１８），火灾探测器（１９），火灾控制报警器（２０），电缆（２１），气体灭火剂管路（２２），水管路（２３）；连接关系是：高压气体灭火剂瓶组（１６）通过高压气体管路（１４）连接到高压气体汇流排（１３），高压气体汇流排（１３）上装有高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表（８），高压气体汇流排（１３）一端连接旋流式雾化混合器（１５），一端连接高压气路减压阀（１２），通过高压气路减压阀（１２）后，管路分为两路，一路连接紧急手动气阀（９），气路电磁阀（１１），气路压力指示表（１０），通过气体灭火剂管路（２２）连接到拉瓦尔两相流喷头（１８）；另一路通过瓶头接口（４）与压力水瓶（２）相连，压力水瓶（２）上装有水瓶压力指示表（３），水瓶通过管路紧急手动水阀（５），水路电磁阀（６），水路压力指示表（７），水路过滤器（１７），通过水管路（２３）连接到拉瓦尔两相流喷头（１８），火灾探测器（１９）通过电缆（２１）连接到火灾控制报警器（２０），火灾报警控制器（２０）通过控制电缆连接气路电磁阀（１０）、水路电磁阀（６）；其特征在于：在该装置中进一步加设有加热装置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立军，赵建波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：实用新型
国别省市：11