專利名稱：推進式滅火裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種推進式(impulse)滅火裝置，它包括一個推進(propellant)氣體罐和一個與所述推進氣體罐相連的噴管。本發(fā)明也涉及一種推進式滅火方法，其中滅火劑與推進氣體混合，并使其混合物直接射向火焰。
所有的滅火方法旨在抑制燃燒條件中的一種條件。為了這個目的，可以將燃燒物質(zhì)的溫度降到著火點以下，也可以與維持燃燒的氧氣隔絕。
為了降低燃燒物質(zhì)的溫度，滅火劑(水，粉末，聚四氟乙稀)應(yīng)盡可能精細地分散，但這樣會減小滅火的有效距離。另一方面，如果增加有效距離，噴出的射流只在一個非常小的表面積內(nèi)遇到火焰或燃燒物質(zhì)。因此，它的冷卻效果低且冷卻劑消耗大。在以水來滅火的情況下，第二種損耗相當大。
靠排擠氧氣可相當有效地滅火，但是，特別在開放或部份開放的空間中，難以確保必要的隔離。在這種情況下，例如用粉末滅火時，噴入空間的粉末濃度應(yīng)超過給定的滅火粉末的臨界濃度值(100—500g/s/m2)。
傳統(tǒng)的滅火器，例如水或粉末噴射器一般包括一個裝有滅火劑的罐，一個泵或管路和一個出口噴嘴。然而，管路和噴嘴的阻力限制了單位時間內(nèi)噴出的滅火劑的量。因此，使用市售的各種噴射器，在極端的情況下可能達不到必要的滅火濃度。長期以來，人們力圖解決此問題。
如果滅火劑能與純空氣或其他氣體混合，則可以保證更有效地滅火。但是，目前沒有用于此目的的連續(xù)霧化或噴射設(shè)備。
根據(jù)US—A4687135，開發(fā)出一種以高能量向空氣空間噴射的裝置。通過類似氣體爆燃，引發(fā)該裝置中的推進劑，并將粉末狀的金屬，金屬陶瓷，天然膠硫化膠和耐熱的電絕緣或?qū)щ姴牧弦雵娮臁募訜岬浇咏埸c的噴嘴流出的粉末狀物質(zhì)，以高能量淀析在其處理過的表面上，形成一層。該裝置周期性地使用。
理論上，該裝置排出產(chǎn)物的量是沒有限制的，但事實上，產(chǎn)量很低，因為霧化系統(tǒng)限制了單位時間內(nèi)排出量的增加。因此，這種裝置不能用于滅火。
據(jù)此，本發(fā)明的目的是提供一種裝置和方法，利用這種裝置和方法，借助于采用推進劑可使大量滅火劑全部同時擴散到大氣空間中。本發(fā)明是基于這樣的認識，即如果將滅火劑以高速排入空氣中，空氣阻力可能大到通過碰撞將液體團打碎成為液滴的程度，類似于細粒狀粉末的情況。因此，滅火劑排出的速度是一個關(guān)鍵問題，與之相應(yīng)的是，以足夠細的顆粒形式在空氣中噴出大量滅火劑的問題只是發(fā)射速度的問題。
根據(jù)本發(fā)明，這種滅火裝置包括一個滅火粉末或液體的噴管和一個與所述噴管相連的氣態(tài)推進劑罐，其中，在罐和噴管之間有一個快速作用截斷部件。該快速作用截斷部件位于所述的罐內(nèi)，并可在罐內(nèi)自由移動，同時將罐分為兩部分推進劑室和平衡空間。噴管的噴射端伸入大氣空間，同時入口端以下述方式設(shè)置在推進劑室內(nèi)，即在快速作用截斷部件的第一位置上入口端是打開的，而在另一位置上入口端是關(guān)閉的。
平衡室內(nèi)的壓力必須大于推進劑室內(nèi)的壓力，并且有連接推進劑室和平衡室的輸入管。
上述的快速作用截斷部件可以是一個由帶有孔的基板支承的膜片或是一個活塞，其中，輸入管通過平衡室和快速作用截斷部件伸入噴管。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，以將滅火劑與氣態(tài)推進劑混合并且將混合物噴射到火焰上的方式實現(xiàn)推進式滅火，其中，滅火劑作為一種填充物被裝入噴管，在這種類似爆破式的填充之后將推進氣體引入。上述推進氣體最多在20ms內(nèi)以至少10巴的壓力被引入到填充物上。
填充物的量達到噴管容積的25—100％。在正常情況下，在滅火劑填充后將為填充物體積30—750倍的推進氣體引入。
例如可通過爆發(fā)(explosion)產(chǎn)生推進氣體。
可以在一個特別短的時間內(nèi)使用本發(fā)明的方法和裝置進行滅火。滅火劑的云霧在大約0.01s的時間內(nèi)充滿火焰周圍的空間。
這種滅火方法所具有的非常高的速度減小了火焰帶來的損害程度。其瞬時的和總的效果對有設(shè)備的場所特別有利，在這類情況下，由于滅火劑立即噴出沒有浪費時間，所以火焰能夠立即被熄滅。
根據(jù)本發(fā)明，滅火時所需的滅火劑量非常少。在撲滅室內(nèi)火焰時，以水作為滅火劑，用大約1.5—2m3的水就可滅火。用10—15升的水可形成用于熄滅在一個封閉空間中的火焰的分散水霧云。根據(jù)本發(fā)明，室外AS—100試驗的火焰可用6—7升水來熄滅，而不必用按標準規(guī)定的100升水。
下面將參照附圖通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述

圖1是本發(fā)明第一實施例的縱向剖面圖；圖2是本發(fā)明第二實施例的縱向剖面圖；圖3是本發(fā)明第三實施例的縱向剖面圖；圖4是本發(fā)明第四實施例的縱向剖面圖。
圖1所示裝置包括一個噴管1和一個推進氣罐2。噴管1的上端(噴射端)是自由端，而下端(入口端)被快速作用截斷部件3封住。推進氣體由貯氣瓶4經(jīng)管41，42和42′輸入氣罐2。管42通過閥23與氣罐2的上部相通，管42′通過閥24與氣罐2的下部相通。閥24還包含一個快速釋放閥5。
本發(fā)明裝置的工作情況如下推進劑室21和平衡室22充滿推進氣體(空氣，CO2等)，并且在氣罐2中至少有10巴的壓力?？刂崎y23和24，使平衡室22內(nèi)的壓力(P2)大于推進劑室21內(nèi)的壓力(P1)。然后將該裝置與提供推進氣體的系統(tǒng)脫開。
在填充期間，快速釋放閥5是關(guān)閉的。平衡室22內(nèi)的壓力(P2)確保使快速作用截斷部件3壓向噴管1的入口端，同時將推進劑室21與噴管1中的填充物11分隔開。
噴管體積與填充物體積之間的比應(yīng)選在25—100％內(nèi)。這種選擇的效果與擴散的錐角成正比，也就是說，如果體積比較小，那么擴散錐角也較小。體積比較小時，該裝置的作用距離較大，霧比較細且更均勻。
在正常條件下測出的推進氣體體積與填充物的體積之間的比會大大影響該裝置應(yīng)用領(lǐng)域的范圍。這個比值能夠在30和750之間進行選擇。顯然，它表征了噴射所用能量的大小。本發(fā)明的裝置也可以制造成能夠掌握，或者也可按大尺寸和標準結(jié)構(gòu)來生產(chǎn)。
手工操作的例如小型滅火器不需要較大能量，采用本發(fā)明的裝置并不可取，因為其反應(yīng)力太大，可能傷及操作者。
同時，根據(jù)本發(fā)明還能夠生產(chǎn)適合熄滅油或氣體爆炸火焰的裝置。將這類裝置安裝在遠離鉆架的固定位置上，其實現(xiàn)噴射的能量不僅應(yīng)使滅火填充物有效，而且應(yīng)能及時撲滅火焰。
無限制地增加能量是無意義的。空氣阻力既限制了范圍又使擴散有限。因此，超過750的體積比是不必要的。
在將推進劑室和平衡室充滿并將填充物輸入噴管后，通過打開快速釋放閥可釋放平衡室的壓力。然后，推進劑室中的剩余壓力立即推動快速作用截斷部件，使噴管的入口端打開。這樣，推進氣體爆發(fā)似的將填充物從噴管中推入周圍大氣空間中。
噴射后，可重新對裝置進行填充，用這種方法可周期性地進行操作。
上述過程及時的速度和所用能量的大小起決定性作用。如果推進劑在填充后超過20ms的時間才被引發(fā)，或者推進劑的壓力沒有達到10巴，那么不管是液滴的大小還是它們的分布都將是不均勻的，并且液滴尺寸將大于煙霧、水霧和懸浮微粒的尺寸。因此，使用快速作用截斷部件和釋放閥是非常重要的。
圖2表示本發(fā)明的第二實施例。該裝置與圖1的裝置類似，因此，相同的部件用相同的標號表示。然而，該實施例中有一個由膜片31起作用的快速作用截斷部件。
一個帶有孔261，262的基板26用來作為快速作用截斷部件的一部分，以支承膜片31。罐底27處在膜片31的另一側(cè)。
基板26和罐底27用螺釘29互相連接，同時，最好將氣罐2和基板26相互焊接起來。推進劑室21和平衡室22間的壓力差由止回閥43來控制，所以閥23不是必需的。
圖3表示本發(fā)明的第三實施例，該例中的快速作用截斷部件是一個活塞32，在活塞的外表面和氣罐2的內(nèi)壁之間有密封圈35。
輸入管6密封地安裝在活塞32中，用以減少填充噴管1所需的準備時間。在輸入管6和圓柱體32之間設(shè)有密封圈33。輸入管6與滅火劑罐相連，并從帶螺紋的帽28的壁穿過，封閉平衡室22。
圖4表示類似于圖3所示實施例的第四實施例，但是該例中的在圓柱體32和氣罐2內(nèi)壁之間的密封元件是一個特殊的V型環(huán)36，它能夠控制推進劑室21內(nèi)的壓力。
應(yīng)用本發(fā)明的裝置和方法，在室內(nèi)滅火時幾乎可避免水對物品的破壞，并且也可大大減少水的消耗。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是與現(xiàn)有裝置相比，常用的水量足以撲滅較大的火。這對在缺水的地方和消防車只能使用本身攜帶的水的地方滅火是有重要意義的。
本發(fā)明的滅火方法對人來說是完全無害的。實驗表明從三米外向人噴射的水霧不會引起任何傷害。噴霧圍繞在人體周圍，并且由于渦流的作用使人體表面變濕。這種水霧對人體不會造成傷害或引起不適。
傳統(tǒng)的空氣—泡沫形成的滅火劑也可用在本發(fā)明的裝置中，但是這些滅火劑沒有任何特別的效果。在某些情況下，采用遇熱時變?yōu)榕菽⑿纬蓴U散的空氣一泡沫的滅火劑是有用的。在這種情況中，可以將水霧的高度冷卻和抑制煙霧的效果與泡沫的表面覆蓋能力結(jié)合起來。
權(quán)利要求
1.推進式滅火裝置，包括一個用于滅火粉末或液體的噴管和一個氣體推進劑罐，該罐與所述噴管相連，其特征在于，在罐與噴管之間有一個快速作用截斷部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，快速作用截斷部件位于推進劑罐內(nèi)并可在罐內(nèi)自由移動，同時，將該罐分成兩部分推進劑室和平衡室，其中噴管的噴射端伸入大氣空間，而入口端以下述方式設(shè)于推進劑室內(nèi)，即快速作用截斷部件在第一位置時，入口端是打開的，而該部件在另一位置時，入口端是關(guān)閉的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，平衡室的壓力大于推進劑室中的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，輸入管與推進劑室和平衡室都相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2—4中任意一項所述的裝置，其特征在于，快速作用截斷部件是一個膜片(31)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，膜片由一個帶有孔的基板支承。
7.根據(jù)權(quán)利要求2—4中任意一項所述的裝置，其特征在于，快速作用截斷部件是一個活塞。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，輸入管從推進劑室的壁和圓柱體中穿過。
9.一種推進式滅火方式，其中一種滅火液體或粉末與一種氣體推進劑混合，其混合物被噴到火焰上，其特征在于，滅火劑作為一種填充物被裝入一個噴管內(nèi)，一種推進劑在滅火劑填充后爆發(fā)式地被引入。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，推進劑在滅火劑填充后在至少10巴的壓力下被引入。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，推進劑在滅火劑填充后最長在20ms的時間內(nèi)被引入。
12.根據(jù)權(quán)利要求9—11中任意一項所述的方法，其特征在于，相當于噴管體積25—100％的填充物被輸入噴管內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9—12中任意一項所述的方法，其特征在于，相當于正常條件下填充物體積30—750倍的推進劑在滅火劑填充后被導(dǎo)入。
14.根據(jù)權(quán)利要求9—13中任意一項所述的方法，其特征在于，推進劑以爆發(fā)的方式被引發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種推進式滅火裝置，包括一噴管和一與噴管相連的氣體推進劑罐，在罐和噴管之間有一快速作用截斷部件，它將罐分為推進劑室和平衡室。噴管的噴射端伸到大氣空間，其入口端位于推進劑室內(nèi)，快速作用截斷部件在第一位置，入口端打開，該部件在另一位置，入口端關(guān)閉，在本發(fā)明的方法中，將一種滅火液體或粉末與一種氣體推進劑的混合物噴射到火焰上，其中滅火劑裝入噴管，推進劑在滅火劑填充后以爆發(fā)的方式引入。
文檔編號A62C35/00GK1124667SQ9510910
公開日1996年6月19日 申請日期1995年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月27日
發(fā)明者伊斯萬·索克斯 申請人:弗朗斯·斯締厄