专利名称：预热水的细水雾灭火方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明为一种预热水的细水雾灭火方法和装置，是卤代烷灭火系统的替代产品，主要应用在消防领域。
背景技术：
水作为灭火剂自人类存在以来，就得到了广泛的应用，从原始的用容器盛水灭火，到现代的消火栓、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等产生了各种各样的利用水灭火的装置，在如何使用水灭火的问题上，人们的主要研究思路集中在利用水的装置和在水中掺入其他的物质(如发泡剂)两个方面。所使用的水均是常温状态下的水，而对于高温状态下(＜100℃)水的灭火效果还未有发现。下面阐述一下预热水灭火方法的产生背景和灭火机理。
热水的灭火效果已被一些灭火实践所证明，例如在一家针织品厂原料仓库发生火灾的过程中，用了半小时，消防车拉来50立方米的水仍未将大火扑灭，当看到附近有只烧开水的大锅炉时，消防队员改变了灭火作战方案，把大量的热水浇到熊熊燃烧的火焰上，奇迹出现了，仅仅9分钟火焰开始降低，直到渐渐地熄灭。有关资料显示，如果将1公斤冷水喷洒在燃烧物上，灭火面积有效值再好也只有0.1平方米。但是，用1公斤蒸气则可以使5立方米的空气中含水蒸汽35％以上，含氧14％以下。当空气中水蒸汽达35％以上，或者空气中氧含量降至17％，燃烧即告停止，也就是说再大的火也要被扑灭，可见用热水灭火的效果要比冷水强得多。研究表明，开水的灭火效果要比热水高5倍，比冷水效果高10倍以上。在灭火实践中，1升热水每秒钟所起的作用相当于20～30升的冷水。假如用开水灭火，5名消防队员就可完成数十名消防队员的工作量，事半而功倍。
水的灭火机理主要是窒息和冷却，降低空间氧浓度和火场温度。水的蒸发过程分为两个阶段第一阶段是水从环境温度加热到100℃，第二阶段是100℃的水变成100℃水蒸气的过程。无论从吸热还是窒息角度看，水蒸发的第二阶段起着最关键的作用，因为这一阶段100℃的水迅速变成100℃水蒸气，体积增大1680倍，起到窒息作用。水的吸热能力也主要集中在第二阶段，第一阶段1kg水由0℃加热到100℃需要热量418kJ；而1kg100℃的水变成100℃水蒸气需要的热量为2259kJ(气化潜热)，第二阶段的吸热量是第一阶段的5.4倍。因此水的灭火效果和灭火时间取决于第二阶段，尽管在第一阶段吸收一小部分热量，但需要很长时间，因为热量传给水的过程需要很长时间，在这个时间内很多水没来得及蒸发吸热，都白白流掉了，使灭火效果大大减弱。而热水或开水已经被加热到＜100℃，出来后直接蒸发，使大部分水都能被全部利用来灭火，大大地提高了灭火效果。
水因为“绿色”的灭火性质，被认为是哈龙(HALON)灭火剂理想的替代物之一，采用的细水雾灭火系统也被认为最有希望替代哈龙的灭火系统。因此国内、外对细水雾灭火系统进行了大量的研究工作，出现了很多细水雾灭火系统的产品，但这些细水雾灭火系统主要存在以下几个方面不足1.扑灭小火困难。出现这种情况是由于细水雾灭火机理所造成的，细水雾灭火系统是全淹没灭火系统，其主要机理是窒息，小火的发热量很小，耗氧量也小，因此小火使细水雾蒸发量很小，大的空间靠少量的水蒸气是无法窒息的，因此造成细水雾灭小火困难。而火灾发生的初期主要是火势均较小，细水雾作为自动消防系统主要是针对初期火灾的，既然灭不掉小火，必须等火势变大才能灭掉，因此安装细水雾系统已失去了自动消防系统的意义，更谈不上替代哈龙。
2.灭B(液体)类火容易，灭A(固体)类火困难，特别是阴燃火。这主要是由于B类火燃烧速度很快，发热量较大，在封闭的空间里，细水雾的吸热和窒息效果非常明显，因此扑灭较易。而A类火灾在火灾发生初期，燃烧速度较慢，发热量较小，耗氧量也很小，不会使大量的细水雾蒸发，因此细水雾的窒息效果很差，造成灭A(固体)类火困难。对于阴燃火来说，这个情况就更加严重。
3.在较冷的保护空间灭火困难。较冷的空间环境温度较低，水蒸汽的饱和蒸汽压低。空间最大水蒸汽含量低，窒息效果差。
为解决这些问题，申请人申请的03137774.2号发明专利，名称为“超细气水雾的灭火方法和装置”中采用分区分喷头布置的方法。但是布置起来在工程上较为复杂。为了彻底解决细水雾存在的这些问题。本发明提供了一种解决现有细水雾灭火系统上述缺点的办法，就是将细水雾中常温水变成热水，该办法适用在现有的细水雾的灭火系统中，可以完全取代卤代烷灭火系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种预热水的细水雾灭火方法和装置，就是将细水雾中常温水变成热水，使得灭火速度快，灭火效果好。可以完全取代现有的卤代烷灭火系统，能够有效的扑灭小火，A(固体)类火，阴燃火，还可以在较冷的空间里实施灭火。
本发明一种预热水的细水雾灭火方法，其特征在于该方法是在灭火之前先将水预热，然后将预热后的水，再导入到细气水雾喷嘴或超细气水雾喷嘴中，喷出气水雾，进行灭火。
实现将水预热有如下几种方式其中，方式(1)是在预热水的细水雾灭火装置中装设加热器，进行水的电加热，即在火灾发生时，气路电磁阀启动后10秒钟之内，使压力水瓶里的水流入电加热器，使水达到预设温度。
其中，方式(2)是在预热水的细水雾灭火装置中的压力水瓶内装设加热器，直接进行水的电加热，即在压力水瓶内安装一电加热器，在温控系统的控制下，使水达到预设温度。
其中，方式(3)是在预热水的细水雾灭火装置中的喷嘴内装设加热元件，进行水的电加热，即在常规细水雾喷头和接近喷头的供水管上安装电加热元件，按照喷头流量和预热温度选取电加热元件功率。
本发明一种预热水的细水雾灭火装置，该装置是由柜体1，压力水瓶2，瓶头接口3，水瓶压力指示表4，紧急手动水阀5，水路电磁阀6，水路压力指示表7，高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表8，紧急手动气阀9，气路电磁阀10，气路压力指示表11，高压气路减压阀12，高压气体汇流排13，高压气体管路14，高压气路备用接口15，高压气体灭火剂瓶组16，水路过滤器17，不同种类的超细气水雾喷嘴18，火灾探测器19，火灾控制报警器20，电缆21，气体灭火剂管路22，水管路23组成；连接关系是高压气体灭火剂瓶组16通过高压气体管路14连接到高压气体汇流排13，高压气体汇流排13上装有高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表8，高压气体汇流排13一端留有高压气路备用接口15，一端连接高压气路减压阀12，通过高压气路减压阀12后，管路分为两路，一路连接紧急手动气阀9，气路电磁阀10，气路压力指示表11，通过气体灭火剂管路22连接到不同种类的超细气水雾喷嘴18；另一路通过瓶头接口3与压力水瓶2相连，压力水瓶2上装有水瓶压力指示表4，水瓶通过管路紧急手动水阀5，水路电磁阀6，水路压力指示表7，水路过滤器17，通过水管路23连接到不同种类的超细气水雾喷嘴18，火灾探测器19通过电缆21连接到火灾控制报警器20，火灾报警控制器20通过控制电缆连接气路电磁阀10、水路电磁阀6；其特征在于在该装置中加设有加热装置。
其中，该加热装置是由电加热器244和压力开关255组成，水路过滤器17和水管路23分别连接到电加热器244上，压力开关255连接在水管路23上。
其中，该加热装置是在压力水瓶2内装设电加热器，直接进行水的电加热，在温控系统的控制下，使水达到预设温度；该直接进行水的电加热的压力水瓶是由瓶头阀201、保温层202、温控系统203、压力瓶体204和电加热器205组成；电加热器205位于压力瓶体204的内部，温控系统203位于压力瓶体204的头部，温控系统连203接瓶头阀201和电加热器205，保温层202紧贴压力瓶体204内部。
其中，该加热装置是在不同种类的超细气水雾喷嘴18内装设电热元件，进行水的电加热，即在常规细水雾喷头和接近喷头的供水管上安装电加热元件，按照喷头流量和预热温度选取电加热元件功率；该直接进行水的电加热的喷嘴是由供水管301、电热元件302和雾化器303三部分组成，此种装置的具体结构有多种多样，一般是电热元件安装在雾化器303上或者是安装在供水管301上。
本发明一种预热水的细水雾灭火方法和装置，其优点和功效是灭火速度快，灭火效果好，可以完全取代现有的卤代烷灭火系统，而且相对于现有的细水雾的灭火系统，能够有效的扑灭小火，A(固体)类火，隐燃火，还可以在较冷的空间里实施灭火。
图1A预热水细水雾灭火装置主视示意图。
图1B预热水细水雾灭火装置侧视示意图。
图2压力水瓶内装设加热装置示意图。
图3喷嘴内装设加热装置示意图。
图中标号说明如下1柜体，2压力水瓶3瓶头接口4水瓶压力指示表5紧急手动水阀6水路电磁阀7水路压力指示表8高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表9紧急手动气阀 10气路电磁阀 11气路压力指示表12高压气路减压阀 13高压气体汇流排 14高压气体管路
15高压气路备用接口 16高压气体灭火剂瓶组 17水路过滤器18不同种类的超细气水雾喷嘴19火灾探测器20火灾控制报警器21电缆22气体灭火剂管路23水管路244电加热器 255压力开关201瓶头阀 202保温层 203温控系统204压力瓶体 205电加热器301供水管 302电热元件 303雾化器具体实施例方式本发明一种预热水的细水雾灭火方法和装置；是在本申请人的发明专利申请03137774.2号超细气水雾的灭火方法和装置的基楚上，再增加电热方式将水预热后，用热水灭火的，从而达到灭火效果好、灭火速度快的目的。
1.在细水雾灭火装置中加设一加热装置；系统的组成和结构如图1A、B所示，系统由柜体1，压力水瓶2，瓶头接口3，水瓶压力指示表4，紧急手动水阀5，水路电磁阀6，水路压力指示表7，高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表8，紧急手动气阀9，气路电磁阀10，气路压力指示表11，高压气路减压器12，高压气体汇流排13，高压气体管路14，高压气路备用接15，高压气体灭火剂瓶组16，水路过滤器17，不同种类的超细气水雾喷嘴18，火灾探测器19，火灾控制报警器20，电缆21，气体灭火剂管路22，水管路23，电加热器244，压力开关255组成。
其自动工作过程如下，在系统为待机状态时，高压气体灭火剂瓶组16内的高压气体灭火剂，通过高压气路减压阀12，减至工作状态压力，通过气体挤压管路，通至压力水瓶2，使压力水瓶2处于工作压力状态，紧急手动水阀5，水路电磁阀6，紧急手动气阀9，气路电磁阀10均处于关闭状态，电加热器244处于断电状态。水瓶压力指示表4和高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表8指示待机状态时高压气瓶组和压力水瓶是否正常。若低于设置压力70％时，火灾报警控制器20发出非正常工作状态警报，通知工作人员调整高压气体灭火剂瓶组16或气路减压阀10。
当所保护的空间发生火灾时，火灾探测器19通过感烟、感光或感温等方式发现火灾，电缆21将报警信号传到火灾报警控制器20，火灾报警控制器20发出声音警报，并发出控制信号到气路电磁阀10，气路电磁阀10打开，高压气体灭火剂由气体灭火剂瓶组16，通过气体汇流排13，减压器12，减至工作状态压力通过气路22，气路压力指示表11指示气路工作压力状态，气体灭火剂由超细气水雾喷嘴18喷出，由于喷嘴的特殊结构使气体灭火剂流出喷嘴使产生“尖叫”声，可以通知工作人员灭火系统已启动，以便人工确认火警并采取进一步行动。在气路电磁阀10启动后10秒钟之内，火灾报警控制器20发出控制信号打开水路电磁阀6，压力水通过水路过滤器17流入电加热器244，水流作用于电加热器244后的压力开关255，压力开关255产生水流电信号传给火灾报警控制器20(为防止电热器干烧)，火灾报警控制器20发出控制信号启动电加热器244，水流经过电加热器244达到预设的温度后流入超细气水雾喷嘴18，水路压力指示表7指示水路系统压力，表明系统正常工作状态，气水雾由超细气水雾喷嘴18喷出灭火。系统扑灭火灾后，或者压力开关255复原后发出电信号给火灾报警控制器20，火灾报警控制器20发出控制信号先关闭电加热器244，后关闭水路电磁阀6，喷嘴仅喷出气体灭火剂，以达到防止火灾复燃和吸收烟气的作用，直至系统气体灭火剂喷完，系统自动停止工作。
当发生火灾时，水路电磁阀6，气路电磁阀10因故障不能打开，可以打开紧急手动水阀5，紧急手动气阀9，开启水路，气路启动系统和电加热器244的手动开关喷出气水雾进行灭火。
2.在压力水瓶内装设加热装置的典型应用，请参阅图2所示；水的预热在压力水瓶内直接进行，本发明给出一个压力水瓶内水电加热实例，压力水瓶采用家用电热水器结构和原理。由瓶头阀201、保温层202、温控系统203、压力瓶体204和电加热器205组成。可以预设温度自动调节，始终保持在一个预设温度，这样不但也可以保证灭火时所需水的温度，也可以保证在寒冷的地方使用细水雾系统防冻。
3.在喷嘴内装设加热装置的典型应用，请参阅图3所示；将常规细水雾喷头和接近喷头的供水管上安装上电加热元件，按照喷嘴流量和预热温度选取电加热元件功率。预热喷嘴由供水管301、电热元件302和雾化器303三部分组成，具体结构可以多种多样。
喷嘴的工作过程如下在喷嘴不工作时，电热元件302是不通电的，当喷嘴有水雾或细水雾喷出时，电热元件302通电，在喷嘴流量小于设计流量50％以下时，电器元件断电，上述的工作过程由火灾报警联动控制器控制。
权利要求
1.一种预热水的细水雾灭火方法，其特征在于该方法是在灭火之前先将水预热，然后将预热后的水，再导入到细气水雾喷嘴或超细气水雾喷嘴中，喷出气水雾，进行灭火。
2.根据权利要求1所述的一种预热水的细水雾灭火方法，其特征在于在预热水的细水雾灭火装置中装设加热器，进行水的电加热，即在火灾发生时，气路电磁阀启动后10秒钟之内，使压力水瓶里的水流入电加热器，使水达到预设温度。
3.根据权利要求1所述的一种预热水的细水雾灭火方法，其特征在于在预热水的细水雾灭火装置中的压力水瓶内装设加热器，直接进行水的电加热，即在压力水瓶内安装一电加热器，在温控系统的控制下，使水达到预设温度。
4.根据权利要求1所述的一种预热水的细水雾灭火方法，其特征在于在预热水的细水雾灭火装置中的喷嘴内装设加热元件，进行水的电加热，即在常规细水雾喷头和接近喷头的供水管上安装电加热元件，按照喷头流量和预热温度选取电加热元件功率。
5.一种预热水的细水雾灭火装置，该装置是由柜体(1)，压力水瓶(2)，瓶头接口(3)，水瓶压力指示表(4)，紧急手动水阀(5)，水路电磁阀(6)，水路压力指示表(7)，高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表(8)，紧急手动气阀(9)，气路电磁阀(10)，气路压力指示表(11)，高压气路减压阀(12)，高压气体汇流排(13)，高压气体管路(14)，高压气路备用接口(15)，高压气体灭火剂瓶组(16)，水路过滤器(17)，不同种类的超细气水雾喷嘴(18)，火灾探测器(19)，火灾控制报警器(20)，电缆(21)，气体灭火剂管路(22)，水管路(23)组成；连接关系是高压气体灭火剂瓶组(16)通过高压气体管路(14)连接到高压气体汇流排(13)，高压气体汇流排(13)上装有高压灭火气体灭火剂瓶组压力指示表(8)，高压气体汇流排(13)一端留有高压气路备用接口(15)，一端连接高压气路减压阀(12)，通过高压气路减压阀(12)后，管路分为两路，一路连接紧急手动气阀(9)，气路电磁阀(10)，气路压力指示表(11)，通过气体灭火剂管路(22)连接到不同种类的超细气水雾喷嘴(18)；另一路通过瓶头接口(3)与压力水瓶(2)相连，压力水瓶(2)上装有水瓶压力指示表(4)，水瓶通过管路紧急手动水阀(5)，水路电磁阀(6)，水路压力指示表(7)，水路过滤器(17)，通过水管路(23)连接到不同种类的超细气水雾喷嘴(18)，火灾探测器(19)通过电缆(21)连接到火灾控制报警器(20)，火灾报警控制器(20)通过控制电缆连接气路电磁阀(10)、水路电磁阀(6)；其特征在于在该装置中加设有加热装置。
6.根据权利要求5所述的一种预热水的细水雾灭火装置，其特征在于该加热装置是由电加热器(244)和压力开关(255)组成，水路过滤器(17)和水管路(23)分别连接到电加热器(244)上，压力开关(255)连接在水管路(23)上。
7.根据权利要求5所述的一种预热水的细水雾灭火装置，其特征在于该加热装置是在压力水瓶(2)内装设电加热器，直接进行水的电加热，在温控系统的控制下，使水达到预设温度；该直接进行水的电加热的压力水瓶是由瓶头阀(201)、保温层(202)、温控系统(203)、压力瓶体(204)和电加热器(205)组成；电加热器(205)位于压力瓶体(204)的内部，温控系统(203)位于压力瓶体(204)的头部，温控系统连(203)接瓶头阀(201)和电加热器(205)，保温层(202)紧贴压力瓶体(204)内部。
8.根据权利要求5所述的一种预热水的细水雾灭火装置，其特征在于该加热装置是在不同种类的超细气水雾喷嘴(18)内装设电热元件，进行水的电加热，即在常规细水雾喷头和接近喷头的供水管上安装电加热元件，按照喷头流量和预热温度选取电加热元件功率；该直接进行水的电加热的喷嘴是由供水管(301)、电热元件(302)和雾化器(303)三部分组成，此种装置的具体结构有多种多样，一般是电热元件安装在雾化器(303)上或者是安装在供水管(301)上。
全文摘要
一种预热水的细水雾灭火方法和装置，该灭火方法是在灭火之前先将水预热，然后将预热后的水导入到细气水雾喷嘴或超细气水雾喷嘴中，喷出气水雾，进行灭火。将水预热有三种方式，1是在预热水的细水雾灭火装置中装设加热器，进行水的电加热；2是在预热水的细水雾灭火装置中的压力水瓶内装设加热器，直接进行水的电加热；3是在预热水的细水雾灭火装置中的喷嘴内装设加热元件，进行水的电加热。该预热水的细水雾灭火装置，是在细水雾灭火装置中加设加热装置，该加热装置分别采用一、由电加热器和压力开关组成后，分别连接到装置中的水路过滤器和水管路；二、在压力水瓶内装设电加热器；三、在喷嘴内装设电热元件。
文档编号A62C37/00GK1836756SQ200510011460
公开日2006年9月27日 申请日期2005年3月22日 优先权日2005年3月22日
发明者杨立军, 范文宏, 蔡国飙 申请人:北京航空航天大学