CN1045172C - 灭火的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新颖的灭火方法及装置，可以扑灭哪些难于扑灭的房间上部在墙与天花板相接处的暗火，如电线的阴燃。在第一步中，最初借助具有较大液滴和良好穿透力的至少一个雾状喷液灭火以便至少抑制火势，然后在第二步中，将加压不可燃气体混入液体，使最初用的雾状喷液散开形成紊流的液雾，以便至少基本均匀地充满失火房间并扑灭火源。

Description

灭火的方法和装置

本发明涉及一种灭火的方法和装置。

在室内借助最好是自动释放的灭火方式的一个问题在于，主火源，副火源以及较小的火情不可能完全扑灭而可能继续阴燃。

特别难于扑灭的暗火是房间上部墙与天花板相接处的火，例如电线着火。

本发明的目的在于提供一种灭火包括难于扑灭的暗火的新方法和新装置。

按照本发明的在房间中灭火的方法包括以下步骤：形成具有相对较大液滴和良好穿透力的喷液，以便至少抑制火势；以及形成包括液体和不可燃气体混合物的分散喷液，以便扑灭暗火源，其特征在于：在所述的第一个步骤中，采用高达300巴的高压以形成喷液，液滴被喷成集中的雾状喷液，这是由多个喷嘴生成的，这些喷嘴具有相互分开的喷射方向和出口结构，它们连同高压而产生一种抽吸作用，使喷嘴的雾状喷液一起形成集中的雾状喷液，在所述的第二个步骤中，通过降低所述高压，并使不可燃气体与液体相互混合，从喷嘴喷出，从而使集中的雾状喷液停止，形成紊流液雾形式的分散喷液。

所谓雾状喷液是指具有一般为30至50微米直径的，最好调节成强旋流的小液滴。前述“高压”是与产生雨状喷液的普通喷淋装置的一般为2至10巴的工作压力相比较而言的，一般为大约30巴至大约300巴。然而应注意的是，上述值并不是绝对的，很难对其值做出一定的限制。

所产生的蒸汽的作用使大火被扑灭或至少被抑制；蒸汽使氧气与火隔绝，生成蒸汽会吸收大量热。对于较小的火及暗火来说，吸入火源的空气具有足以冷却的液量，这是很关键的。

最好混入比空气轻的气体，最好是氮气使最初使用的雾状喷液分散开，混合气体最好驱使来自至少一个液体高压蓄压器的气体上升使液滴带至房间的天花板，以便依靠气体本身以及气体携带的液滴的综合作用保证将房间上部区域的火源扑灭。

当氮气积聚在天花板下，与由于紊流而长时间停留在空中的小液滴在一起时，例如在天花板高度上的阴燃的电线的火会有效地被熄灭。

逐步地增加相对于液体的混入的气体量，因而可得到较小的液滴，尽管紊流逐渐减小，也会延长停留在空中的时间。

如果有原因假设在房间较低的区域内在灭火过程的最后阶段有较大些的浓度是有利的话，可以使用例如氩气作为混入气体。

按照本发明的一种在房间中灭火的装置包括一个用于产生喷液的喷头和一个驱动装置，该驱动装置包括至少一个液压蓄压器，所述蓄压器具有连接于喷头的出口，所述至少一个蓄压器包括一个液体空间、一个气体空间和一根管，该管从液体空间通过气体空间伸至所述出口，所述管在其壁上具有离开管的出口端预定距离并具有预定直径的至少一个孔，因而当所述至少一个蓄压器中的液面落至所述至少一个孔的高度时使驱动气体可通过所述至少一个孔流入管中，从而与液体相互混合并产生分散的喷液；其特征在于：所述喷头具有多个喷嘴，每个喷嘴适于在高压下产生雾状喷液，喷嘴具有相互分开的喷射方向和出口结构的组合，它们在高达300巴的高压下产生一种抽吸作用，使喷嘴的雾状喷液一起形成具有良好穿透力的集中雾状喷液。

所述管的管壁上最好具有在不同高度上的许多孔，因此，当液压蓄压器的气体压力减少时，混入灭火液体的驱动气体量增加。

对于较小的空间来说，具有一个包括一个液压蓄压器的驱动装置就足够了。在要求较大容量的装置中，最好使用许多液压蓄压器，它们并联设置，具有一个公共的高压气源，例如，注满氮气的高压气瓶。

现对照以下附图详述要发明的推荐实施例：

图1,2和3表示在房间中灭火过程的不同阶段。

图4,5和6表示在用作驱动装置的液压蓄压器中的相应情况。

图7,8和9表示具有较大容量的驱动装置的三个实施例。

图10表示本发明在较大空间如一餐厅中的应用。

在图1,2和3中，在房间1的天花板上装有带着例如4个倾斜向外向下指向的喷嘴3的喷头2。

在驱动压力(例如大约200巴至大约400巴)下只喷水时，得到集中的雾状喷液4，能够穿过上升的烟气向下打在房间的地板上，以便扑灭或至少抑制地面上的烈火。

借助以下四种因素的一定组合可获得集中的雾状喷液4，这四种因素是喷头2的喷嘴间的相互距离，喷嘴3的方向，决定液滴大小的喷嘴3的出口和液体的驱动压力。由于缺乏可靠的理论和模式，上述因素如何正确结合，故需通过实验来决定，从而产生将雾状喷液保持在一起的吸力，如图1中箭头5和6所示。因此，空气可沿房间的天花板在喷头的喷嘴之后吸入喷头2，这一点是很关键的，这意味着喷头3不应太靠近天花板；通常大约5厘米的距离就足够了。烟气和一氮化碳随空气吸入，如箭头5和6所示，当其与雾状喷液一起运动时参与灭火。

在图1所示情况中，从房间地板向上至天花板再向下有着相当强的液雾和烟气循环，但是靠近天花板，特别是在壁与天花板会合的角部区域7的效果却是有限的；较小的火，例如电线着火则倾向于保持阴燃。

按照本发明，在预定时间之后，打破为获得集中喷液4所必须的上述结合，向液体中混入高压气体，最好是氮气驱动气体，将集中的雾状喷液4驱散，所述驱动气体是来自构成喷头2的驱动装置的一个或多个高压液压蓄压器。由于因此而减小的液滴，加之喷嘴3至少是暂时增加的流出速度，由箭头5和6所示的吸力减弱，使喷液不再聚拢，而是获得更为铺开的液雾形状，如图2中箭头8所示。高的流速和房间墙壁的反射形成图2所示的强紊流4a，以及细密分布的液雾9，如图2中灰色所示。

只要送入灭火液体中的气量较小，如图2所示，细密分布的液雾9到达房间上部的角部区域7就有一定的难度，不过液雾9最后扑灭较小的火，特别是暗火还是有效的。

在第三步中，问题是靠着向灭火液体中送入较大量的气体而解决的，所述第三步如图3所示。当液压蓄压器被用作喷头2的驱动装置时，当驱动压力降至大约70巴时即所开始第一步。此时雾状喷液进一步散开，紊流4b更弱，细密分布的液雾9甚至可充满房间上部的角部区域7，尤其是当使用了轻于空气的混入气体(如氮气)时，然后氮气逐渐积聚在天花板处，如图3中箭头10所示，并携带着小液滴。氮气本身有熄火的效果，由于水滴有冷却效果，因而使熄火效果得以改善。

如图4-6所示，液压蓄压器11具有一耐压容器12，其上有压缩气体例如氮气的进口13以及连接外出管线或软管的出口14。

容器12中设有一条管15，管15具有靠近容器底部的进口16，其相对端连接于出口14。管15的壁上带有孔17和18，这两个孔位于不同的高度，孔17离管的进口16较远，而孔18离进口相当近。标号19代表气体空间，20代表水，21代表水面，22代表压力计。

在准备就序状态中，容器12在很大程度上注满液体，最好是水，也就是说，气体空间小而气压高。设在外管线上的出口阀(未画)闭合。

当灭火装置启动时，高压驱动气体开始将水通过管15排至出口14，又排至至少一个喷头以产生具有一般为50至150微米的水滴并能穿透火产生的热烟气的雾状喷液，以便至少抑制住火势。

容器12中水面逐渐下降，而气体空间19相应变大，气压下降。如图4所示，水面已达不到管5壁上的孔17，液压蓄压器只供应水。如果液压蓄压器的初始注入压力为200巴，孔17的位置最好使蓄压器的气体压力当水面达到孔17时减至例如大约120巴。

在图5中，水面已超过管15的孔17，气体通过孔17流入水流之内，如图5中气泡23所示。由于混入气体，在雾状喷液中的液滴尺寸减小，喷液失去其穿透力达到这样一种程度，即它呈现为紊乱的水/气雾的形式，以更均匀得多的方式充满着火的房间。

在图6中，水面也已超过第二个孔18，更多的驱动气体流入管15，如图6中气泡24所示。当然，也可在管壁的多于两个的高度上设孔，以及在每个高度上设置多个孔。一般来说，几个直径为例如1至2mm的小孔可得到理想的效果。孔18的定位可使液压蓄压器的气压当水而达到孔18的高度时减至大约70巴。

随着混入液体的气量相对于液量的比例的增加，进一步减小了液滴尺寸，也减弱了液雾的紊流，但紊流足以使液雾基本均匀地充满失火的房间，特别是用氮气作为液压蓄压器的驱动气体时，由于氮气稍轻于空气，将逐渐升至天花板并携带着液滴。

通过以上述方式将驱动气体混入灭火液体流，就可以维护有效的喷液，直至容器12实际上完全空了为止，此时驱动气体的压力已大大下降，驱动气体的压力降在图4-6中以压力计22指针的不同位置来表示。

在图7,8和9的示实施例中，灭火装置的驱动装置由标号30代表。三个液压蓄压器的标号为31，与图4-6中的蓄压器11相应，因而，每个蓄压器31具有：与图4-6中的管15相同的管32，管壁上也有孔。图7-9中的驱动装置30处于准备就序状态，即蓄压器31注满液体，在图7中的标号为33。

液压蓄压器31驱动气体的公共气源，在图7-9中为装有氮气的，注入压力为大约200巴的容器34。气体进入蓄压器，以及液体和液气混合物分别从蓄压器引出的连接装置的标号为35，蓄压器公用出口管线的标号为36，其上的先导阀的标号为37。用于连接气体容器34的自动的，例如电动的先导阀的标号为38，同一用途的手动阀的标号为39，用于注入和可能用于放空蓄压器的阀的标号为40。

图7所示的驱动装置与参阅图4-6所描述的相同方式工作。

图8所示的驱动装置具有一附加液压蓄压器41，与蓄压器31并列，同样一带孔的管32，与蓄压器31一样，蓄压器41最好以氮气为驱动气体，但注入压力较低，大约为(例如)25巴。附加蓄压器41分别用于通过在灭火过程开始时启动的喷头喷出液体和液气混合物，以便冷却这些喷头并保证在开始高压喷液前，通住喷头的管线注满液体。

在图9所示的驱动装置中，一液泵43负责冷却喷头并在高压喷液前向通往喷头的管线注液。泵43还可用于当蓄压器放空时再注液体，同时最好对火源进行冷却喷液。

在图7至9所示各实施例中可具有制成图4-6中蓄压器11那样的蓄压器31，以替代蓄压器31公用的一分离的气体容器34。

图10表示本发明在较大的空间如餐厅中的应用。图10中的餐厅50是从上方看去的，餐厅由许多成组的喷头监控，图10中灰色区域为上述的一组喷头的作用范围。一组喷头具有许多主喷头51以及数目最好多一些的副喷头52。由于作用范围内发生火情而启动一主喷头51时，那一组的所有喷头都借助一调节阀，例如以国际专利申请PCT/FI92/00316号中所述的方式被驱动。这一组喷头沿该组作用区域的周边分布，通过产生液雾幕使该区域与餐厅其余部分隔开。这样在限定的区域内所产生的灭火作用与前述的作用相同。

Claims (11)

1．一种在房间中灭火的方法，所述方法包括以下步骤：形成具有相对较大液滴和良好穿透力的喷液(4)，以便至少抑制火势；以及形成包括液体和不可燃气体混合物的分散喷液(4a,4b)，以便扑灭暗火源，其特征在于：在所述的第一个步骤中，采用高达300巴的高压以形成喷液，液滴被喷成集中的雾状喷液(4)，这是由多个喷嘴(3)生成的，这些喷嘴具有相互分开的喷射方向和出口结构，它们连同高压而产生一种抽吸作用，使喷嘴(3)的雾状喷液一起形成集中的雾状喷液(4)，在所述的第二个步骤中，通过降低所述高压，并使不可燃气体与液体相互混合，从喷嘴(3)喷出，从而使集中的雾状喷液停止，形成紊流液雾(9)形式的分散喷液(4a,4b)。

2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：混合的不可燃气体比空气轻，因而混合的气体上升并将液滴带向天花板，从而保证房间上部区域的火源被气体和气体携带的液滴的综合作用扑灭。

3．根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述混合的不可燃气体是氮气。

4．根据权利要求3所述的方法，其特征在于：氮气是至少一个液压高压蓄压器的驱动气体。

5．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：混合的不可燃气体是氩气。

6．一种在房间中灭火的装置，所述装置包括一个用于产生喷液的喷头(2)和一个驱动装置，该驱动装置包括至少一个液压蓄压器(11；31)，所述蓄压器具有连接于喷头(2)的出口(14；35)，所述至少一个蓄压器(11；31)包括一个液体空间(20)、一个气体空间(19)和一根管(15；32)，该管从液体空间(20)通过气体空间(19)伸至所述出口(14；35)，所述管(15；32)在其壁上具有离开管的出口端预定距离并具有预定直径的至少一个孔(17,18)，因而当所述至少一个蓄压器(11；31)中的液面(21)落至所述至少一个孔(17,18)的高度时使驱动气体可通过所述至少一个孔(17,18)流入管(15；32)中，从而与液体相互混合并产生分散的喷液(4a,4b)；其特征在于：所述喷头(2)具有多个喷嘴(3)，每个喷嘴适于在高压下产生雾状喷液，喷嘴(3)具有相互分开的喷射方向和出口结构的组合，它们在高达300巴的高压下产生一种抽吸作用，使喷嘴(3)的雾状喷液一起形成具有良好穿透力的集中雾状喷液(4)。

7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述管(15；32)在其壁上具有不同高度的多个孔(17,18)，因而当所述至少一个液压蓄压器(11；31)的气压下降时，混入灭火液体中的驱动气体量增加。

8．根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述驱动气体是氮气，其最初注入压力为200巴。

9．根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述驱动装置包括多个并联的液压蓄压器(31)，还包括一个高压气源(34)，其用于将驱动气体送至各液压蓄压器(31)。

10．根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述驱动装置还包括至少一个附加液压蓄压器(41)或一个泵(43)，与其它液压蓄压器(31)并联并具有较低的压力，用来在灭火过程的开始阶段分别提供液体和液气混合物，以便在高压喷液前将液体注入向外伸出的管线(36)，冷却喷头(2)和喷嘴(3)。

11．根据权利要求10所述的装置，其特征在于：还包括一个压力保护装置(42)，其用于在从所述至少一个附加液压蓄压器(41)火，源外伸管线中的预定的减低的压力下实现从高压气源(34)至其它并联的液压蓄压器(31)的连接。

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