一種滅火方法及其滅火設備的製作方法
2023-07-08 13:55:16
專利名稱：一種滅火方法及其滅火設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及消防領域，特別是涉及一種利用富氮空氣-水粒子集團和富氮空氣-泡沫集團滅火的方法及其滅火設備。
背景技術：
用水滅火，是現有的移動式滅火設備所使用的主要滅火方法。由於水的冷卻效果好，供給容易，廉價，無毒並且不汙染環境，所以自古以來就是最常用的滅火劑。然而，作為液體的水，它總是受到重力的影響而沉降。除非將燃燒物淹沒，否則它是無法像氣體滅火劑那樣與周圍的空氣相混合，覆蓋整個燃燒物以達到滅火的。因此，用水滅火時，放水器具必須接近可燃物，而且系統放水器具與可燃物之間還不能有灑水的障礙物存在。
然而，當火災發生在大層面，大縱深，或內部構造複雜的建築物內時，與隧道火災一樣，從外部進行的放水難以到達建築物的內部，而濃煙和高溫又阻礙消防隊員進入建築物內部，因而無法進行有效的滅火。另外，像儲存了許多貨物的倉庫，或大量堆積的廢棄輪胎及車輛等室外堆積物發生火災時，即便放水器具能夠接近火源，也存在無法進行有效的滅火的情況。
對於上述的無法接近的火災，或由於放水的死角多即使能接近也無法有效地放水的火災，可以使用氣體滅火劑進行滅火。由於氣體滅火劑可以充滿火災空間，完全覆蓋可燃物，所以它能夠撲滅用水不易撲滅的火災。但現有的氣體滅火設備幾乎都是利用容器來儲存滅火氣體的，因此它只能作為固定的滅火設備，設置在附加價值高的場所。此外，因為由容器供給的滅火氣體的量是有限的，不能長時間供給，所以它無法用於非封閉的空間。
因此，申請號為02115428.7的中國專利申請提出了這樣一個方法利用裝載有氣體分離膜的氮氣富集裝置在火災的滅火現場生產具有一定氧氣濃度的富氮空氣，並將其大量注入火災空間。通過這樣的方法將火災空間的大氣成分置換為既能夠滅火又不會對人的生存產生不良影響的大氣成分，以此達到既能夠滅火又能夠保護火災空間內的人員的目的。該方法如果實用化，則可從外部對隧道，地下街以及縱深的樓層進行滅火。
然而，由於富氮空氣的比重小於空氣，所以滅火時必須使它充滿整個火災空間。因此它無法應用於室外的火災。另外，火災大多發生於空間的底部，對於屋頂很高的大容積空間內的火災，由於要注入大量的富氮空氣才能充滿整個空間，因此很難迅速滅火。
二氧化碳氣體重於空氣，能夠停留在無頂的建築物內以及室外的低洼地；另外，二氧化炭通過加壓可在常溫下保持液態，所以便於儲藏和輸送，除了作為固定滅火設備之外，還作為移動式滅火設備用於坑道火災的滅火，但是由於它撲滅一般可燃物時所需的濃度是對人的生命有危險的濃度的大約3倍，所以不能用於有人的場所。
發明內容
本發明的目的是提供這樣一種使用富氮空氣-水粒子集團和富氮空氣—泡沫集團滅火的方法及其設備，它能夠在撲滅火災的同時不會對人和環境產生不良影響，而且能夠用於無頂的空間，撲滅用水不易撲滅的火災。
本發明採用如下技術方案將含一定濃度的氧氣的富氮空氣，與水粒子按照要求的比例混合，形成富氮空氣-水粒子集團，並將由此集團導向火源，達到滅火的目的。
具體地說，用搬運手段將滅火設備迅速地運至需要進行滅火的火災現場，在滅火作業的現場生產富氮空氣並根據火災的種類及人員的有無調整其氧氣濃度，依火源或火災空間的大小將所需流量的富氮空氣與水混合形成富氮空氣-水粒子集團，並將其持續地導向火源或火災空間，以此覆蓋火源以達到滅火的目的。
將水粒子加入富氮空氣主要是為了增加富氮空氣的比重。眾所周知，空氣的密度約為1.29kg/m3，氮氣的密度約為1.25kg/m3。此時的富氮空氣的密度約為1.26kg/m3，比空氣約輕2％。因此只要向富氮空氣加入2％以上的重量單位的水，就能使其比重等於或大於空氣。但加入的水必須以霧狀的形式均勻地分散於富氮空氣中，以便利用氣體分子和粒子間的粘性阻止富氮空氣從集團中脫出。富氮空氣-水粒子集團的水與富氮空氣的體積比應在1/15000至1/300之間，小於1/15000則不易沉降，而大於1/300則不易形成霧狀水粒子。
大氣中的氧氣濃度通常為21％(容積濃度)，但即使把氧氣濃度降至15％，人也平安無事，14％以下呼吸次數將增加，10％左右時呼吸困難，7％以下則在短時間內有生命危險。即，如果有15％以上的氧氣，則對健康無影響，有7％以上的氧氣就能維持生命。另一方面，當氧氣濃度降至17％以下時，火柴及蠟燭就無法燃燒，降至12％左右時，絕大多數的物體都無法燃燒。因此，本發明中，所使用的富氮空氣中含氧濃度為7-17％，優選濃度為8-17％，這樣，在滅火時就既能不危害周圍的人員的生命安全和不對周圍器物造成大的損害，同時獲得良好的滅火或抑制燃燒的效果。
作為富氮空氣的生產手段，可採用將空氣中的氮氣和氧氣分離的氣體分離膜富氮裝置，或交替加壓吸附方式(Pressure Swing Adsorption)的富氮裝置。對於儲存有液氮的設施，也可以用液氮作為氮氣的供給源。
為了使水粒子與富氮空氣均勻混合，可採用空氣加溼用的水粒子發生裝置。水粒子發生裝置可從以下種類中選擇，如超聲波類型，高壓噴嘴類型，雙流體類型，離心力類型等。由於粒子直徑很小的水粒子不會損壞器物，所以在氣流影響較小的場所應優先使用富氮空氣-水粒子集團。
前述方案中富氮空氣-水粒子集團中的水，可以加入發泡劑，利用泡沫發生裝置產生泡沫，形成泡沫包裹著富氮空氣的富氮空氣-泡沫集團。富氮空氣-泡沫集團的泡沫為相互聯接的堆積物狀，它不像富氮空氣-水粒子集團那樣容易隨氣流移動，所以它更適合於受氣流影響較大的場所及液面火災。
泡沫發生裝置可使用消防用的高發泡的泡沫發生裝置，發泡率可設在1000倍左右。採用泡沫發生裝置時，必須向水中加入界面活性劑作為產生泡沫的發泡劑，發泡劑優選為蛋白泡沫液、水成膜泡沫液或合成界面活性劑。
本發明具有如下積極效果由於具有富氮裝置的滅火系統能夠從滅火作業現場的空氣生產滅火所需的富氮空氣，所以它具有機動性，可以應付各種不同場所的火災。
由於富氮空氣-液體的集團的比重大於空氣，所以它不僅能夠用於封閉空間，還適合於頂部開放的大空間內的火災的滅火。比單純使用富氮空氣具有更廣的適用性。
它能夠迅速抑制火災，並且不會危害周圍的人員。
根據滅火的需要，可以通過調節氣體與液體的混合比來容易地調整氣體-液體集團的比重，使之適合火災空間內不同高度的火源的滅火，因此能夠有效地進行滅火作業。
由於將液體混合於富氮空氣，使得富氮空氣由不可視變為可視，方便了滅火時的操作。
由於富氮空氣加水後整體的比熱和氣化潛熱得以提高，有助於提高滅火效果。
與以水為主的滅火系統相比，它所導致的水損將大為降低。
圖1是本發明所提供的滅火方法的實施例示意圖。其中1為高屋頂的大容積倉庫，2為氣體與液體的混合和整流裝置，3為超聲波水粒子發生器，4為富氮空氣發生裝置，5為空氣壓縮機，6為儲水容器，7為富氮空氣-水粒子集團或富氮空氣-泡沫集團。
具體實施例方式
以下，將結合附圖對本發明的實施形式進行具體說明，但本發明並不限定於該實施例。
圖1顯示了本發明的實施例。滅火系統由氣體與液體的混合和整流裝置2，超聲波水粒子發生器3，富氮空氣發生裝置4，空氣壓縮機5，儲水容器6以及管路等組成。它可由車輛或大型直升機迅速搬運至火災現場。
火災在圖示的高屋頂大容積的倉庫1內發生時，配備於消防隊的本系統迅速移動至現場。根據火災空間是否有人，火災的規模，可燃物的種類及建築物的狀況，使用富氮空氣發生裝置4從空氣中生產所需含氧濃度的富氮空氣，同時使用超聲波水粒子發生器3產生水粒子。將二者通過氣體與液體的混合和整流裝置2以一定的比例混合形成比重大於空氣的富氮空氣-水粒子集團並將其導入火災空間。由於富氮空氣-水粒子集團的比重大於空氣，所以它將首先沉降於倉庫的底部，並從下向上充滿空間。因此可以充分利用所注入的滅火氣體，在更短的時間內實現滅火。
權利要求
1.一種火災的滅火方法，其特徵在於利用富氮空氣生產裝置生產足夠的富氮空氣，富氮空氣中氧氣容積濃度為7-17％，並利用水粒子發生裝置將水與富氮空氣混合，形成富氮空氣-水粒子集團，集團中的水與氣體的體積比為1/15000至1/300，用此集團覆蓋火源進行滅火。
2.根據權利要求1所述的滅火方法，其特徵在於所述的氧氣容積濃度為8-17％。
3.根據權利要求1所述的滅火方法，其特徵在於所述的水中加入發泡劑，並且所述的水粒子發生裝置採用泡沫發生裝置。
4.根據權利要求3所述的滅火方法，其特徵在於所述的發泡劑為蛋白泡沫液、水成膜泡沫液或合成界面活性劑之中的一種。
5.根據權利要求1所述的滅火方法，其特徵在於所述的富氮空氣生產裝置為分離膜富氮裝置或交替加壓吸附方式的富氮裝置。
6.根據權利要求1所述的滅火方法，其特徵在於所述的水粒子的發生裝置為雙流體噴嘴方式，超聲波加溼器方式，高壓噴嘴方式，離心力方式之中的一種。
7.一種用於權利要求1所述的滅火方法的滅火設備，其特徵在於該設備由氣體與液體的混合和整流裝置(2)，超聲波水粒子發生器(3)，富氮空氣發生裝置(4)，空氣壓縮機(5)，儲水容器(6)組成，各部分由管路連接。
全文摘要
本發明公開了一種使用氣體－液體集團的火災的滅火方法及系統，該系統由氣體與液體的混合和整流裝置(2)，超聲波水粒子發生器(3)，富氮空氣發生裝置(4)，空氣壓縮機(5)，儲水容器(6)以及管路等組成，滅火作業現場利用富氮空氣生產裝置生產含適當氧氣濃度的富氮空氣，並利用適當的方法將水或以水為主體的溶液與其混合，形成比重大於空氣的氣體－液體的集團，用此氣體－液集團覆蓋火源進行滅火。該方法適用於用水不易撲滅的火災。既能夠像富氮空氣那樣在撲滅火災的同時不會對人和環境產生不良影響，又像二氧化碳氣體那樣重於空氣能夠用於無頂的空間。
文檔編號A62C35/00GK1552487SQ0313793
公開日2004年12月8日 申請日期2003年5月30日 優先權日2003年5月30日
發明者王國興 申請人:王國興