RU2684305C1 - Способ создания газокапельной струи и установка для создания для его осуществления - Google Patents
Способ создания газокапельной струи и установка для создания для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684305C1 RU2684305C1 RU2018126825A RU2018126825A RU2684305C1 RU 2684305 C1 RU2684305 C1 RU 2684305C1 RU 2018126825 A RU2018126825 A RU 2018126825A RU 2018126825 A RU2018126825 A RU 2018126825A RU 2684305 C1 RU2684305 C1 RU 2684305C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- engine
- gas working
- working fluid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 34
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 239000003570 air Substances 0.000 abstract description 12
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 abstract description 2
- 239000005420 bog Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 abstract description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 34
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 102220215119 rs1060503548 Human genes 0.000 description 2
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
Группа изобретений может быть использована для пожаротушения торфяников, лесных пожаров и т.п. Способ предусматривает подачу жидкости и газового рабочего тела, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым рабочим телом и движение полученного двухфазного газокапельного потока. В качестве газового рабочего тела используют смесь отработанных продуктов сгорания (12) газотурбинного двигателя (2) и воздуха окружающей среды, эжектируемую в камеру смешивания (11) жидкости и газового рабочего тела. Установка включает в себя монтажную раму (1), двигатель (2), его топливную систему, топливный бак, механически связанный с ним электрогенератор (5) и водяные насосы высокого (3) и низкого давления (4), накопительную емкость для жидкости (15), поворотный пожарный ствол (7), привод его поворота, систему управления (8), трубопроводы, камеру смешивания (11). Емкость (15) связана с водозаборным устройством (6), выполненным в виде приемного рукава (6), соединенного с насосом низкого давления (4). Система управления связана с приводом поворота пожарного ствола (7) и электрогенератором (5). Камера (11) связана с входом подачи жидкости и имеет входы подачи газового рабочего тела. Поворотный пожарный ствол (7) выполнен в виде газодинамического эжектора, соединенного с камерой (11). В камере (11) выполнены входы для эжектирования внешней среды – воздуха - и для подвода продуктов сгорания (12) от двигателя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемая группа изобретений относится к способам и установкам создания газокапельной струи, используемой для пожаротушения.
Предлагаемая группа изобретений может быть использована в установках, работающих автономно, и в которых используют технологию получения высоко концентрированных струй, имеющих большую дальность и мелкодисперсный состав капель.
Предлагаемая группа изобретений может быть использована при тушении торфяника, лесных пожаров, пожаров в высотных зданиях и т.п., т.к. она обеспечивает увеличение скорости огнегасящей струи и большую дальность, повышая этим тушащие свойства струи.
Известен способ создания газокапельной струи, включающий подачу жидкости и газового потока, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым потоком и ускорение полученного двухфазного газокапельного потока (Патент РФ №2236876, по кл. А62С 3/00,2003).
Недостатком известного способа является ограниченный характер используемых путей формирования двухфазного потока, снижающих эффективность газокапельной струи, в частности, потери кинетической энергии жидкости при формировании дисперсного потока газокапельной структуры.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ создания газокапельной струи, включающий подачу жидкости и газового потока, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым потоком и ускорение полученного двухфазного газокапельного потока (см. патент РФ №2292959 по кл. В05В 7/04,2005 г).
В способе создания газокапельной струи часть энергии рабочего тела теряется при отборе рабочего тела между турбинами для формирования струи.
Известна установка для пожаротушения, например, устанавливаемая на автомобиле, которая состоит из емкости для огнегасящей жидкости, насоса высокого давления, связанного с емкостью и подающего жидкость в пожарный ствол (см. каталог «Пожарные машины », за 2002 г.).
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка, включающая монтажную раму, газотурбинный двигатель, состоящий из компрессора, камеры сгорания и турбины, имеющей, по крайней мере, две ступени и выходное сопло, его топливную систему, топливный бак, механически связанные с двигателем, электрогенератор и водяные насосы высокого, среднего и низкого давления, накопительную емкость для жидкости, связанное с ней водозаборное устройство, выполненное в виде приемного рукава, соединенного с насосом низкого давления, поворотный пожарный ствол, привод его поворота, систему управления, которая связана с приводом поворота пожарного ствола и электрогенератором, трубопроводы, узел смешивания жидкости и газа пожарного ствола, связанный с входом подачи жидкости и имеющей входы подачи газового рабочего тела, пенообразующее устройство, соединенное трубопроводом с узлом его подачи в узел смешивания жидкости и газового рабочего тела пожарного ствола, (патент РФ №2236876, по кл. А62С 3/00,2004 г.)
В известной установке часть энергии рабочего теряется при отборе сжатого рабочего тела от компрессора или при установке отдельного компрессора для формирования струи.
Недостатками известной установки являются:
- ее низкая экономичность из-за низкого КПД использования газотурбинной установки, т.к. используемый в пожарной системе воздух,
отбираемый от основного компрессора, или от дополнительного компрессора, не совершает работы расширения на турбине;
- тепло, содержащееся в воздухе после компрессора (температура воздуха после компрессора может быть порядка 500-700К) безвозвратно теряется, нагревая воду, и вместе с ней выбрасывается в атмосферу;
-также теряется тепло, выбрасываемое из сопла двигателя.
Использование воздуха в качестве рабочего газа (воздух, используемый для разгона капель), и попадающий в очаг горения, являются хорошим окислителем, способствующим горению.
В обоих технических решениях, принятых автором за прототипы, часть полезной работы сжатия теряется, поскольку эта часть газа используют для формирования струи.
Техническим результатом, решаемым предлагаемой группой изобретений, является получения способа создания газокапельной струи и установки для его осуществления, позволяющих получать струю огнегасящей жидкости с повышенной дальностью и скоростью полета при частичной замене воздуха, содержащего окислитель (кислород), и используемого для создания газокапельной струи, на продукты сгорания, практически не содержащие окислителя.
Технический результат в предлагаемом изобретение достигают созданием способа создания газокапельной струи, включающего подачу жидкости и газового рабочего тела, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым рабочим телом и движение полученного двухфазного газокапельного потока, в котором согласно изобретению, в качестве газового рабочего тела используют смесь отработанных продуктов сгорания газотурбинного двигателя и воздуха окружающей среды, эжектируемую в камеру смешивания жидкости и газового рабочего тела, В предлагаемом способе для создания струи используются полностью отработанные продукты сгорания: отбор газа производится либо за соплом ГТД (газотурбинного двигателя), либо на выхлопе другого теплового двигателя (например, поршневого дизельного или бензинового двигателя).
При использовании ГТД на выходе из сопла имеется достаточное количество газа (продуктов сгорания) для формирования струи, а в поршневых двигателях продукты сгорания могут содержать недостаточное количество газа для формирования струи. В этом случае, дополнительное количество газа (воздуха) берется из окружающей среды.
Технический результат в предлагаемом изобретении достигают созданием установки для создания газокапельной струи, включающей монтажную раму, двигатель, его топливную систему, топливный бак, механически связанный с ним электрогенератор и водяные насосы высокого и низкого давления, накопительную емкость для жидкости, связанное с ней водозаборное устройство, выполненное в виде приемного рукава, соединенного с насосом низкого давления, поворотный пожарный ствол, привод его поворота, систему управления, которая связана с приводом поворота пожарного ствола и электрогенератором, трубопроводы, камеру смешивания жидкости и газового рабочего тела, связанную с входом подачи жидкости и имеющей входы подачи газового рабочего тела, в которой, согласно изобретению, поворотный пожарный ствол, выполнен в виде газодинамического эжектора, соединенного с камерой смешивания жидкости и газового рабочего тела, в которой выполнены входы для эжектирования внешней среды (воздуха) и для подвода продуктов сгорания от двигателя.
Предлагаемая группа изобретений, а именно, способ создания газокапельной струи и устройство для его осуществления, поясняется нижеследующим описанием способа и схемой установки для создания газокапельной струи конструкции
Установка для создания газокапельной струи включает монтажную раму 1, установленные на ней двигатель, газотурбинный или другой, соединенный с ним механически, например, трансмиссией (на черт, не показана) водяной насос высокого давления 3, водяной насос низкого давления4и электрогенератор 5, водозаборное устройство 6, привод поворота пожарного ствола 7, система управления установки 8, связанная с электрогенератором 5 и приводом поворота пожарного ствола 7.
Двигатель, включает топливную систему 9 с топливным баком 19.
При этом двигатель связан с пожарным стволом, выполненным в виде газодинамического эжектора 10, соединенного с ним устройства смешивания жидкости и газового рабочего тела камерой смешения 11 с отверстиями 13 для эжектирования внешней среды (воздуха) и трубопровода 14 для подвода продуктов сгорания от двигателя 2.
Пожарный ствол может быть установлен отдельно от монтажной рамы 1 в зависимости от условий размещения установки на транспортном носителе, но он обязательно соединен через камеру смешения 11 трубопроводом с насосом высокого давления 3, выходом продуктов сгорания 12 из двигателя, и с приводом поворота ствола 7.
Продукты сгорания двигателя и воздух эжектируют эжектором 10.
С целью уменьшения потерь энергии насос высокого давления 3, приводимый от трансмиссии, соединен входным трубопроводом с резервным водяным баком 15, а выходным трубопроводом с камерой смешения 11.
Водозаборное устройство выполнено в виде приемного рукава 6, соединенного с насосом низкого давления 4, связанного с двигателем и соединено через обратные клапаны с накопительной емкостью для жидкости 15.
Пенообразующее устройство, связанное с устройством смешивания жидкости и газа пожарного ствола выполнено в виде емкости с пенообразователем 16, соединенной трубопроводом с закрывающим краном 17 и узлом его подачи 18 в камеру смешения 11.
Работа предлагаемой установки для создания газокапельной струипроисходит следующим образом:
предварительно автономную установку подготавливают к работе, заполняя емкости 16 пенообразователем, емкость 15 - жидкостью, а емкость 19 - топливом.
Закрепляют ее на транспортном носителе, например, автомобиле или вертолете и доставляют в зону тушения пожара. Установку располагают на необходимом расстоянии от очага пожара.
Затем запускают двигатель, который через механическую
трансмиссию приводит в движение насос низкого давления 4, насос высокого давления 3, электрогенератор 5.
Насос высокого давления подает воду в камеру смешения 11, соединенную с эжектором 10.
Насос низкого давления по трубопроводам подает огнегасящую жидкость (воду) из накопительной емкости жидкости 15 в устройство смешивания жидкости и газового рабочего тела 11. В устройство смешивания камеру смешения 11 также подают газовое рабочее тело (продукты сгорания), засасываемые с помощью эжектора 10. В результате на выходе из эжектора формируется двухфазная газокапельная струя 20.
С целью максимального покрытия зоны пожара с помощью системы управления установки 5 и привода поворота 7 пожарного ствола, его поворачивают в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
В случае тушения легковоспламеняющихся, горючих жидкостей применяют пенообразователь, которым заполнена емкость 16. Для этого открывают закрывающий кран 17, и пенообразователь по трубопроводу поступает через узел его подачи 18, например, эжекторного типа, в устройство смешивания 11. Смешивание жидкости и газового рабочего тела производят любым известным способом (например., как в прототипе) и заявитель не претендует на новизну.
Смешиваясь с огнегасящей жидкостью, пенообразователь создает на выходе из пожарного ствола пену, которая покрывает очаг пожара, прекращая поступление кислорода, необходимого для горения.
При использовании всего запаса огнегасящей жидкости (воды) в накопительной емкости 15 возможно наполнение ее дополнительным количеством жидкости от внешнего источника, например, водоема или автоцистерны..
В первом случае, (водоем) включают насос низкого давления 4, работающий от двигателя, через муфту сцепления (на чертеже не показана), причем насос 4 соединен приемным рукавом 6, который через обратные клапаны связан с накопительной емкостью д ля жидкости 15 и начинают закачивание жидкости.
В случае пополнения запаса жидкости от пожарной машины насос низкого давления не используют т.к. у машины есть свой насос, который и используют.
В данной ситуации приемный рукав 6 подключается к выходному каналу пожарной машины, и он через обратные клапаны непосредственно будет связан с накопительной емкостью для жидкости 15.
Использование эжектора вместо сопла исключает использование компрессора как при отборе газового рабочего тела либо за компрессором, либо из пространства за ступенями турбины, либо получения его от отдельного компрессора, что позволяет снизить энергетические затраты на 8-20% в зависимости от параметров системы, но существенно упрощает конструкцию устройства и снижает вес.
Также проведена оценка использования газотурбинного двигателя с параметрами:
Расход воздуха G=9 кг/с
Степень сжатия компрессора π=9
Температура газового рабочего тела перед турбиной T-=1190 К
Потери энергии в форме тепла при использовании двигателя с данными
параметрами снижаются на 13-15% в зависимости от конструктивной схемы работы устройства.
Claims (2)
1. Способ создания газокапельной струи, включающий подачу жидкости и газового рабочего тела, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым рабочим телом и движение полученного двухфазного газокапельного потока, отличающийся тем, что в качестве газового рабочего тела используют смесь отработанных продуктов сгорания газотурбинного двигателя и воздуха окружающей среды, эжектируемую в камеру смешивания жидкости и газового рабочего тела.
2. Установка для создания газокапельной струи, включающая монтажную раму, двигатель, его топливную систему, топливный бак, механически связанный с ним электрогенератор и водяные насосы высокого и низкого давления, накопительную емкость для жидкости, связанное с ней водозаборное устройство, выполненное в виде приемного рукава, соединенного с насосом низкого давления, поворотный пожарный ствол, привод его поворота, систему управления, которая связана с приводом поворота пожарного ствола и электрогенератором, трубопроводы, камеру смешивания жидкости и газового рабочего тела, связанную с входом подачи жидкости и имеющую входы подачи газового рабочего тела, отличающаяся тем, что поворотный пожарный ствол выполнен в виде газодинамического эжектора, соединенного с камерой смешивания жидкости и газового рабочего тела, в которой выполнены входы для эжектирования внешней среды – воздуха - и для подвода продуктов сгорания от двигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018126825A RU2684305C1 (ru) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Способ создания газокапельной струи и установка для создания для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018126825A RU2684305C1 (ru) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Способ создания газокапельной струи и установка для создания для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2684305C1 true RU2684305C1 (ru) | 2019-04-05 |
Family
ID=66089834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018126825A RU2684305C1 (ru) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Способ создания газокапельной струи и установка для создания для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2684305C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115666736A (zh) * | 2020-04-10 | 2023-01-31 | 耶特克斯创新有限股份公司 | 具有消防喷嘴的灭火设备 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2691366A1 (fr) * | 1992-05-21 | 1993-11-26 | Cavallera Claude | Engin mobile de lutte contre les incendies de forêt. |
RU24639U1 (ru) * | 2002-04-30 | 2002-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Темперо" | Устройство для пожаротушения |
RU2236876C1 (ru) * | 2003-07-21 | 2004-09-27 | Закрытое акционерное общество "СИЛЭН" | Установка для пожаротушения |
RU2292959C1 (ru) * | 2005-06-08 | 2007-02-10 | Игорь Александрович Лепешинский | Способ создания газокапельной струи и устройство для его осуществления |
RU84715U1 (ru) * | 2009-01-22 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева | Установка для пожаротушения |
CN204672469U (zh) * | 2015-03-23 | 2015-09-30 | 北京洛卡环保技术有限公司 | 一种适用于sncr工艺进行烟气脱硝的喷射器及锅炉喷射结构 |
-
2018
- 2018-07-20 RU RU2018126825A patent/RU2684305C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2691366A1 (fr) * | 1992-05-21 | 1993-11-26 | Cavallera Claude | Engin mobile de lutte contre les incendies de forêt. |
RU24639U1 (ru) * | 2002-04-30 | 2002-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Темперо" | Устройство для пожаротушения |
RU2236876C1 (ru) * | 2003-07-21 | 2004-09-27 | Закрытое акционерное общество "СИЛЭН" | Установка для пожаротушения |
RU2292959C1 (ru) * | 2005-06-08 | 2007-02-10 | Игорь Александрович Лепешинский | Способ создания газокапельной струи и устройство для его осуществления |
RU84715U1 (ru) * | 2009-01-22 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева | Установка для пожаротушения |
CN204672469U (zh) * | 2015-03-23 | 2015-09-30 | 北京洛卡环保技术有限公司 | 一种适用于sncr工艺进行烟气脱硝的喷射器及锅炉喷射结构 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115666736A (zh) * | 2020-04-10 | 2023-01-31 | 耶特克斯创新有限股份公司 | 具有消防喷嘴的灭火设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2292959C1 (ru) | Способ создания газокапельной струи и устройство для его осуществления | |
CN201279361Y (zh) | 三相射流喷射灭火装置 | |
FI96175C (fi) | Menetelmä ja laitteisto tulen sammuttamiseksi | |
JP3836792B2 (ja) | 火災鎮圧用不活性ガスジェネレータ | |
CN103007472B (zh) | 压缩空气泡沫灭火剂喷射枪及其方法 | |
CN201912677U (zh) | 车载高喷复合灭火剂喷射灭火装置 | |
US20110064591A1 (en) | Comprehensive Control System for Mobile Pumping Apparatus | |
CN101371943A (zh) | 车载超细水雾灭火装置 | |
RU2684305C1 (ru) | Способ создания газокапельной струи и установка для создания для его осуществления | |
RU84715U1 (ru) | Установка для пожаротушения | |
RU2236876C1 (ru) | Установка для пожаротушения | |
CN212943569U (zh) | 高能量间歇式喷射装置 | |
RU164658U1 (ru) | Установка пожаротушения | |
CN115666736B (zh) | 具有消防喷嘴的灭火设备 | |
RU199467U1 (ru) | Пожарный ствол | |
RU2347180C2 (ru) | Способ охлаждения канала и продуктов сгорания заряда ракетного двигателя на твердом топливе при его ликвидации и устройство для его осуществления (варианты) | |
RU2525801C1 (ru) | Способ альтернативного пожаротушения оборудования тепловоза (варианты) | |
WO1994023798A1 (en) | Fire suppressant foam generation apparatus | |
CN219662739U (zh) | 一种新型消防喷射装置 | |
RU2401677C1 (ru) | Камера низкократной пены | |
CN118008899A (zh) | 一种气体混合型消防水泵 | |
CN203803005U (zh) | 一种猝灭器 | |
CZ35531U1 (cs) | Hasicí zařízení s požární proudnicí | |
RU2468574C2 (ru) | Гидроимпульсная дождевальная установка | |
RU188570U1 (ru) | Огнетушитель |