Способ получения огнетушащей струи и устройство для получения огнетушащей струи

Способ получения огнетушащей струи и устройство для получения огнетушащей струи

Реферат

Изобретение относится к технике пожаротушения, а именно к установкам пожаротушения.

Известен автомобиль пожаротушения, содержащий шасси, емкость с огнетушащим веществом, нагреватель, трубопровод подачи, патрубок подачи огнетушащего вещества, трубопроводы, предохранительную и запорную арматуру (см. патент РФ №2131755 C1, 1999).

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность пожаротушения.

Наиболее близким аналогом изобретения является установка пожаротушения (см. патент РФ №68325 от 06.07.2007). Установка пожаротушения содержит по меньшей мере одну емкость для воды, установку для получения перегретой воды для обеспечения тушения пожара, имеющую теплообменник с горелкой, трубопровод подачи воды и трубопровод подачи перегретой воды, предохранительную и запорную арматуру. Согласно полезной модели установка дополнительно содержит второй трубопровод подачи воды и второй трубопровод подачи перегретой воды, при этом в первом трубопроводе подачи воды установлен первый кран и насос динамического типа. Второй трубопровод содержит второй кран и насос объемного типа. Первый и второй трубопроводы подачи воды одним концом соединены с емкостью для воды, а вторым концом соединены с входом теплообменника. Первый трубопровод подачи перегретой воды снабжен предохранительной и запорной арматурой, работающей при давлении не более максимального давления насоса динамического типа. Второй трубопровод подачи перегретой воды снабжен предохранительной и запорной арматурой, работающей при давлении не более максимального давления насоса объемного типа. Выход теплообменника соответственно соединен через трубопроводы подачи перегретой воды с запорной и предохранительной арматурой с двумя рукавами для обеспечения тушения пожара.

Недостатком приведенной полезной модели является недостаточная эффективность пожаротушения в связи с возможным возникновением процесса тления после применения описанной установки пожаротушения.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения огнетушащей струи, которая позволяет исключить появление очагов тления при ее использовании, и создание устройства для получения огнетушащей струи.

Техническим результатом применения изобретения является повышение эффективности пожаротушения за счет повышения содержания в огнетушащей струе воды, как в газообразном, так и в дисперсном состоянии при минимальном содержании кислорода.

Поставленная техническая задача решается тем, что способ получения огнетушащей струи включает создание потока газовой смеси продуктов горения углеводородных топлив и подачу воды в поток газовой смеси. При этом воду в поток газовой смеси подают в два этапа. Сначала воду подают в поток газовой смеси в виде струй, а затем в полученный поток подают воду с температурой выше 100°C.

Сформированная указанным способом огнетушащая струя при ее использовании исключает возникновение процесса тления, который приводит к возникновению повторных очагов возгорания после окончания процесса тушения.

Также поставленная техническая задача решается тем, что устройство для получения огнетушащей струи включает теплообменник с горелкой и змеевиком для нагрева воды до температуры выше 100°C. При этом змеевик имеет входной и выходной патрубки. Теплообменник снабжен формирователем огнетушащей струи, в котором последовательно установлены узел для подачи струй воды и выходной патрубок змеевика для подачи воды с температурой выше 100°C.

В дальнейшем изобретение иллюстрируется подробным описанием конкретного примера выполнения и чертежами, на которых:

- фиг.1 - схема способа получения огнетушащей струи;

- фиг.2 - схема устройства для получения огнетушащей струи;

- фиг.3 - график зависимости общего объема исходящей огнетушащей струи в зависимости от ее температуры;

- фиг.4 - график зависимости состава газо-аэрозольной смеси в зависимости от ее температуры.

Схема способа получения огнетушащей струи, содержащей продукты сгорания дизельного топлива и аэрозоль, имеющий в качестве дисперсной фазы капельки воды, показана на фиг.1.

Для осуществления способа в теплообменнике 1 создают зону горения, для чего в теплообменник 1 подают топливо и воздух. При этом используют углеводородные топлива, содержащие CO₂, H₂O, N₂ и O₂. Температура горения топлива находится в диапазоне от 300°C до 600°C.

В теплообменнике 1 получают воду, например, с температурой в диапазоне от 165°C до 250°C и давлении от 16 до 40 ат. Полученная вода с температурой выше 100°C предназначена для подачи ее в поток струи газовой смеси для получения газо-аэрозольной огнетушащей смеси.

Продукты горения, выходящие из теплообменника 1, попадают в зону 2 смешивания. В зоне 2 смешивания в разогретый поток газовой смеси продуктов горения струйно подают воду, что позволяет снизить температуру и увеличить содержание воды в потоке газовой смеси продуктов горения.

Затем в зоне 3 выхода в поток газовой смеси продуктов горения, обогащенный водой, подают воду с температурой выше 100°C, полученную в теплообменнике 1. Получают газо-аэрозольную смесь, выходящую в виде струи.

Пример устройства для получения огнетушащей струи приведен на фиг.2. Работа устройства происходит следующим образом. В горелку 4 теплообменника 1 подают дизельное топливо со скоростью 100 л/час и воздух, необходимый для горения дизельного топлива с коэффициентом избытка, равным а=1,1. В горелке 4 происходит практически полное сгорание дизельного топлива с образованием продуктов горения, содержащих СО₂, H₂O, N₂ и О₂.

В теплообменнике 1 расположен змеевик 5 с входным и выходным патрубками. Тепло, выделяющееся при сгорании дизельного топлива, расходуется на получение воды с температурой выше 100°C. Вода подается в змеевик 5 через входной патрубок 6 со скоростью 2 л/с.

Разогретую смесь продуктов горения подают в формирователь 7 огнетушащей струи, где для снижения температуры смеси и увеличения содержания воды в полученной газовой смеси струйно подают воду со скоростью 2 л/с. Воду подают через кольцеобразный трубчатый элемент 8, снабженный отверстиями.

Газовая смесь продуктов горения, обогащенная водой, поступает в сопло 9, расположенное на выходе формирователя 7 огнетушащей струи. В поток газовой смеси продуктов горения подают воду с температурой выше 100°C через форсунку 10, которой снабжен выходной патрубок змеевика 5. В сопле 9 получают огнетушащую струю в виде газо-аэрозольной смеси, содержащей в качестве газовой фазы смесь газов CO₂, H₂O, N₂ и O₂ и дисперсную фазу в виде жидкой воды.

Температуру образующейся огнетушащей струи можно регулировать количеством поданной воды через кольцеобразный трубчатый элемент 8. Также температуру образующейся огнетушащей струи можно регулировать изменением параметров воды с температурой выше 100°C. В зависимости от температуры и давления подаваемой воды в сопле 9 процентное соотношение компонентов газо-аэрозольной смеси будет существенно меняться.

В таблице 1 приведены данные по составу газо-аэрозольной огнетушащей смеси в зависимости от ее температуры на выходном срезе сопла 9. Заметим, что при температуре смеси 100°C и более, вся вода находится в газообразном состоянии и поэтому объем газо-аэрозольной огнетушащей смеси и скорость истечения огнетушащей струи резко возрастают. Это приводит к повышению эффективности огнетушащей струи.

На графике, представленном на фиг.3, показана зависимость общего объема исходящей огнетушащей струи в зависимости от ее температуры, а на графике, представленном на фиг.4, показана зависимость состава газо-аэрозольной смеси в зависимости от ее температуры.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить в огнетушащей струе содержание воды, как в газообразном, так и в дисперсном состоянии. При этом, как это видно из представленной таблицы и графиков, кислород в огнетушащей струе находится в минимальном содержании. Эти два обстоятельства повышают эффективность пожаротушения, так как препятствуют возникновению процесса тления, который приводит к повторным возгораниям.

1. Способ получения огнетушащей струи, включающий создание потока газовой смеси продуктов горения углеводородных топлив и подачу воды в поток газовой смеси, отличающийся тем, что воду в поток газовой смеси подают в два этапа, сначала воду подают в поток газовой смеси в виде струй, а затем в полученный поток впрыскивают воду с температурой выше 100°C.

2. Устройство для получения огнетушащей струи, включающее теплообменник с горелкой и змеевиком для нагрева воды до температуры выше 100°C и формирователь огнетушащей струи, при этом змеевик имеет входной и выходной патрубки, а в формирователе огнетушащей струи последовательно установлены узел для подачи струй воды и выходной патрубок змеевика для впрыска воды с температурой выше 100°C.