专利名称：消防设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种消防设备，它包括一个蓄液器，所述蓄液器包括至少一个带有盛放灭火液体的空间和用于容纳推进气体的空间的压力容器、一个在该压力容器中配有一侧开口且在压力容器的底部配有一个将灭火液体送入自身当中并进而供给至少一个喷嘴的吸入口的供液竖管。
这样的设备例如在WO94/08659中公开了，其工作原理是开始时，只从喷嘴中喷出雾状穿透型液体，随后气体通过侧开口混入液体中。压力容器中的压降通常造成从喷嘴中喷射出大粒液滴。由于送入气体，所以可缩小从喷嘴中排出的灭火介质的液滴尺寸。这些公知设备总体上工作良好，但是在某些使用场合中，会希望在最初用很大的穿透力喷射灭火介质后能使从喷嘴中排出的液滴的尺寸缩小到小于可用已知的蓄液器和喷嘴获得的液滴尺寸。将大量气体混入少量液体，这实际上是较难做到的。扩大供液竖管中的侧开口无法产生所要求的效果。但是，通过缩小供液竖管的管径，可以在一定程度上改善气体的混合情况。但是，供液竖管直径的缩小因液体在供液竖管中的流动阻力增大而增大了压力损失，并且不可能在排空压力容器时从压力容器中获得足够的液体。由于能够产生非常小的液滴，所以可极大地减少灭火液体用量。同时，如果水被用作灭火液体，则水损量是微不足道的。但是，并非总是如人所愿地达到这种程度。
本发明涉及一种新型消防设备，当利用此套设备且使用一个蓄压器时，在最初开始以具有较强穿透能力和较大的液滴尺寸的雾状喷射液体灭火后，可以在灭火的最后阶段中轻松地产生极其细化的雾气。根据需要，此套设备可以通过在开始排空压力容器时已将气体混入灭火液体中而轻松地发挥其灭火作用。
为了产生这样的具有极小液滴的极其细散的雾状灭火介质，本发明的特点是压力容器的供液竖管在位于侧开口下方的区域内具有一节流阀。在所附的权利要求2-13中描述了本发明的优选实施例。
由于把节流阀设置在最低的侧开口的下方，所以气体可以在液面降至最低的侧开口下面时经所有侧开口充分地流入。如果使节流阀位于最低的侧开口上方，则在排空压力容器结束时只有液体可经过最低的侧开口流入。
由于将侧开口设置在供液竖管的至少三个不同高度上，所以对许多应用场合而言可获得优良效果。在某些情况下，可以将侧开口只设置在两个不同的高度上或只设置一个侧开口。
压力容器最好盛有水或水基液体，由此使充有氮气且压力范围为大约60巴-200巴的气源与压力容器相连。由于采用氮气，所以当氮气和水混合时可以获得液滴很小的灭火介质。灭火介质比空气略重，因此灭火介质将沉到喷流房间的底部。经过一段时间后，氮气从水雾中逸出并在房间内上升。当氮气上升时，房间中的氧气含量降低并由此获得了灭火效果。
本发明的基本构思在于通过节流阀而在供液竖管内、外获得相当大的压差。由于压差的作用，当液面经过侧开口的水平面时，使气体通过侧开口从供液竖管外充分地流入供液竖管内，从而使气体有效地混入从供液竖管中排出的液体中。这样的有效气流在已知结构中是不可能获得的，这是因为供液竖管的内外压差(与假设相反)很小。在已知结构中，当在供液竖管内快速流动的灭火液体在吸引气体的侧开口处产生负压时，气体通过喷射效应穿过侧开口流入(与假设相反)。
本发明的最大优点是实现了不可燃气体非常有效地混入少量灭火液体中，由此在通过适当的喷嘴喷流时，获得了液滴极小的呈气/液混合物形式的雾状灭火介质，液滴尺寸大约为10μm-50μm，当火苗首先被具有大约50μm-250μm的较大液滴尺寸的液雾压下时(通常如此)，上述液滴尺寸对灭火极其有效。还可以设想到在整个灭火过程中可保持不变的小液滴尺寸，如10μm-50μm。可以喷射出这样的雾状灭火介质，这样雾气先充满整个房间，随后根据不可燃气体的成分，所述雾气可以沉向地面(如果气/液混合物比空气重)。此后，液/气混合物中的气体成分(如果所述气体轻于空气)可在一段时间后从液体中逸出并上升，而液雾仍然下沉。
以下将参见一个实施例并结合附图来描述本发明。其中
图1表示现有技术。
图2表示图1的局部。
图3表示本发明。
图4表示图3的局部。
在表示现有技术的图1中，参考数字1表示一个由用于盛放液体的压力容器2构成的蓄液器。气瓶4通过一带阀3b的导管3a与压力容器2相连。在压力容器2的空间5中盛有水，该容器空间的体积通常约为50l。在体积约为50l的气瓶4中充有氮气或其它不可燃气体。在开始灭火过程之前，气瓶中的压力通常为100巴-300巴。使用氮气的优点是可以获得适当的灭火介质重量，由此灭火介质可以先沉到地面上且灭火介质中的气体成分可以随后象上述的那样上升。
压力容器2包括一与导管3a相连的供气管6和一从压力容器下部向上伸向排气管8的供液竖管7，所述排气管经过阀9通向许多喷嘴10-12。这些喷嘴的数目当然是可变的。供液竖管7具有许多彼此间隔一段距离的侧开口13-15并在下端具有一个吸入口16。
当图1所示的整套设备开始工作时，开启阀9且使阀3b一直处于开启状态。接着，将氮气通入压力容器的上部即空间17内，在此空间内形成了如180巴的初始气压。氮气作为用于把水从压力容器2中排出的推进气体。水因气压的缘故而通过供液竖管7的吸入口16且多多少少地通过侧开口13-15流入。当排空压力空间时，水平面19下降，气体所用空间17的体积由此增大。开始时，只有水流经供液竖管7，直到水平面19降到侧开口13所在的位置为止。接着，当氮气流经侧开口13时，氮气开始混入水中。当水平面已沉至侧开口13的高度时，气压降到一个低于180巴的值。在进行压力容器2的排空且压力容器中的压力同时下降时，水平面逐渐降至侧开口14所在位置。然后，氮气也通过侧开口14流入。继续排空压力容器2，直到已经过侧开口15且压力空间中的水被排空为止。
当图1所示的压力容器2以上述方式被排空时，不可能在排空过程结束时获得极小的液滴，如10μm-20μm的液滴。这是因为使气体经侧开口13-15流入的主要动力取决于流入供液竖管7的水流的喷吸作用。当缩小直径d1(参见图2，它示出了供液竖管7的剖面)时，可以加强上述喷吸作用缩小直径d1导致水流加快，而水流加快又产生了较强的喷吸作用。但是，迄今为止还不可能采用很小的直径d1，这是因为如果采用很小的直径，则将不可能获得足够大的单位时间内的水流量。由于供液竖管7外的压力P1(图2)很接近供液竖管内的压力P2，所以也不可能通过压差(P1-P2)使氮气流经侧开口15。特别是当只开启少量的投入灭火工作中的喷嘴时，如只开启了喷嘴11时，情况更是如此。如果开启许多组喷嘴10-12，虽可获得小压差P1-P2，但无法获得大到足以使气体混合得很充分的压差，而气体混合充分对保证灭火介质的液滴尺寸很小是至关重要的。
图3示出了本发明设备的一个简单实施例。在此采用了与图1中相应部件的标记相同的参考数字。
图3的发明与图1的已知结构的不同之处在于供液竖管7′在其下部受到一个节流阀18′的控制。节流阀18′构成了在供液竖管7′下端上设在最低的侧开口15′下方的收缩部。节流阀18′形成了直径d2为0.5mm的孔18′，而供液竖管7′的名义直径通常为8mm-15mm。孔18′优选地具有0.2mm-4mm的直径d2且最好具有0.3mm-2mm的直径。孔18′的直径d2的选择取决于许多因素，如喷嘴10′、11′、12′的类型、喷嘴数目、气瓶4′内的推进压力、气体种类、供液竖管7′的直径d1、侧开口13′-15′的数目和大小、此套设备的设计用途即灭火类型。
由于设置了节流阀18′，所以在侧开口13′-15′处且在供液竖管7′的内、外产生了较大压差P1-P2。当压力容器2′内的水平面已降到侧开口13′下方时，可以例如为50巴左右的这个压差使氮气经侧开口13′-15′充分地流入。由于气体因排空压力容器2而充分地流入侧开口，所以最终可以在灭火结束时获得从喷嘴10′-12′排射出的极小的喷射流液滴尺寸。此套设备连续工作，从而气/水比是由压力容器2′中水平面19′的位置决定的。首先，侧开口13′-15′和吸入口16′只通过节流阀18′把水送入供液竖管7′。当水平面19′到达侧开口13′时，侧开口13′开始将气体供入供液竖管7′，而其余的侧开口14′、15′和吸入口16′通过节流阀18′供水。在此水平面上，压力仍较高，由此获得小液滴所需的气体量较小。如果其它参数保持不变，则液滴尺寸随下降的压力而增大。因此，当压力下降时，不断地需要更多的气体，以获得小液滴。当水平面降到侧开口14′处时，气体量增加而水量减少。这是因为侧开口13′和14′供气，而只有侧开口15′和吸入口16′经节流阀18′供水。当水平面位于侧开口15′下方时，混入的气体量与水量相比很大，而水只经过节流阀18′从吸入口16′流入。
喷头和/或其中装有喷嘴的喷洒机构最好是WO 92/20453、 WO92/22353、WO 94/16771中所公开的那种类型。
如果节流阀18′是由其直径d2与侧开口13′-15′的直径相比较小的孔构成的，则压差P1-P2变得非常大，而且液体可以经侧开口流入。侧开口的直径最好为0.5mm-5mm，且更好为1mm-3mm。在图3的实施例中，供液竖管7′在上部具有一个直径为2mm的侧开口13′、在下部具有两个直径为2mm的侧开口15′，且大约在侧开口13′和15′正中间处具有一个直径为2mm的侧开口14′，由此压力容器2′被分为尺寸大致相同的四段I-IV。由于设有彼此间隔一段距离的三个侧开口13′-15′，最低的侧开口15′位于供液竖管7′的下部，而最高的侧开口13′位于供液竖管的上部。在排空压力容器2的过程中，可以稳定地使气体充分地混入水中。由于使最低的侧开口15′大于其余的侧开口，所以在压力容器2′的排空快结束时，实现了很充分地混入气体。由于气体的混入很充分，所以少量水就足以用于灭火。在图3中，压力容器2′的体积与图1中的50l体积相比只为5l。
在图3中，节流阀18′布置在最低的侧开口15′下方，由此在所有侧开口13′-15′处获得了大的压差，在试图使气体尽可能多地混入水中时，大压差是很有利的。但是，可以设想出可将节流阀18′设置在另一个位置上，如在侧开口13′与侧开口14′之间，由此只在侧开口13′处获得较大压差。对本发明而言重要的是，节流阀18′设置在最高的侧开口13′的下方，由此至少在此侧开口13处可获得较大压差，这样在水平面降低到此侧开口的水平高度时，使气体经过此侧开口流入。
压力容器2′中的水可含有或不含有添加剂。
除了氮气外，气瓶4′中可充入其它不可燃气体如氩气或二氧化碳气。如果希望气体可随后上升以便在房间的高空处获得灭火效果，则优先选用轻于空气的不可燃气体。因此，完全可以采用氮气。
在上文中已参见唯一一个实施例描述了本发明，因此需要指出的是本发明可在所附权利要求书的范围内针对上述细节进行各种修改。因此，例如可将节流阀设计成孔，将此孔开设在位于供液竖管下端的供液竖管管壁上。在供液竖管上的侧开口的数目可以多于图中所示的侧开口数目。还可以想到的是，尽管优选地在供液竖管上沿纵向彼此间隔地设置至少两个侧开口，但是可以只设置一个侧开口。阀9′的单一功能是停止液体供向喷嘴。因此，阀对本发明来说是非必要的。
权利要求
1.一种消防设备，它包括一个蓄液器(1′)，所述蓄液器包括至少一个带有一用于盛放灭火液体的空间(5′)和一用于容纳推进气体的空间(17′)的压力容器(2′)、一个在该压力容器中配有侧开口(13′-15′)且在压力容器底部配有一个将灭火液体送入自身当中并进而供给至少一个喷嘴(10′-12′)的吸入口(16′)的供液竖管(7′)，其特征在于，供液竖管(7′)在一个低于侧开口(13′)的下方区域内具有一个节流阀(18′)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，供液竖管(7′)配有至少两个侧开口(13′-15′)，这些侧开口在供液竖管的纵向上彼此间隔一段距离地设置在节流阀(18′)的上方。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，节流阀(18′)设置在供液竖管(7′)的底部上且在侧开口(15′)的下方。
4.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，节流阀是由一供液竖管(7′)上的收缩管部构成的，所述收缩管部由此在供液竖管上形成一个直径为0.2mm-2mm的孔(18′)。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，孔(18′)的直径为0.3mm-2mm。
6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，供液竖管(7′)具有至少三个侧开口(13′-15′)，这些侧开口沿供液竖管的纵向彼此间隔一段距离地设置，从而将用于盛放灭火液体的压力容器(2′)的空间(5′)在位于所述侧开口之间的区域上分成不带侧开口的几段(II，III)。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，侧开口(13′-15′)之间的距离基本相等。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，侧开口(13′-15′)的直径为0.5mm-5mm。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，侧开口(13′-15′)的直径为1mm-3mm。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，供液竖管(7′)在底部设有至少一个离供液竖管(7′)的吸入口(16′)一定距离的侧开口(15′)，此侧开口的直径大于位于供液竖管上部的侧开口(13′，14′)的直径。
11.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，气源(4′)与压力容器(2′)相连，以便将推进气体充入压力容器(2′)。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述气源由一个充有不可燃气体的耐压气瓶(4′)构成。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，该耐压气瓶是一个充有30巴-300巴压力的氮气瓶(4′)。
全文摘要
本发明涉及一种消防设备,它包括一个蓄液器(1′),所述蓄液器包括至少一个带有一用于盛放灭火液体的空间(5′)和一用于容纳推进气体的空间(17′)的压力容器(2′)、一个设在该压力容器内并配有侧开口(13′—15′)且在压力容器底部配有一个将灭火液体送入其中并进而供给至少一个喷嘴(10′—12′)的吸入口(16′)的供液竖管(7′)。为了在排空压力容器的最后阶段获得灭火液体的极小的液滴尺寸且为了用少量灭火液体完成灭火任务,供液竖管(7′)在一个低于最高的侧开口(13′)的区域内具有一个节流阀(18′)。
文档编号A62CGK1200044SQ97191204
公开日1998年11月25日 申请日期1997年9月5日 优先权日1996年9月5日
发明者戈兰·桑德霍姆 申请人:戈兰·桑德霍姆