基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置的制造方法_2

文档序号:8853979阅读:来源:国知局
是在一定的工作压力下,通过旋转、撞击和射流等机械方式,将液体进行物理性雾化的喷射部件。其工作时形成直径主要为15-60微米左右的雾化液滴,并通过喷嘴出口喷出,产生一定压力的喷雾。
[0017]上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置中,所述全金属雾化喷嘴及其连接件组成的喷雾组件个数、拼接形状可根据环境需要改变,使其具有良好的环境适应性,体现良好的灭火降烟效果,每隔五个喷雾组件中间增加一个上述的胁迫振动室,同时增加一个上述的与特定频率功率匹配的超声波换能器及防爆堵头。所述由六个喷雾组件、胁迫振动室、超声波换能器及防爆堵头构成灭火降烟子单元。所述雾化喷淋模块包括若干个灭火降烟子单元,所述灭火降烟子单元均设置开合切断装置。
[0018]上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置的基本安装参数应根据本灭火系统被保护对象和防护区的具体情况确定。如累积喷雾时间的设计应考虑保护对象的类型,若被保护对象是室内电力变压器,则积累喷雾时间不应小于40分钟,若是柴油发电机、锅炉房、直燃机房是设计保护对象,积累喷雾时间不应小于48分钟,若设计保护对象为电缆夹层、配电室、汽轮机、图书馆、博物馆、生产车间、仓储库房等,积累喷雾时间不应小于60分钟。喷雾过程中可采用连续或间歇喷淋方式。
[0019]上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置既可以安装组建成为局部喷淋灭火降烟系统,也可以组建成全淹没灭火降烟系统。当组成全淹没灭火降烟系统时,本装置可按矩形、正方形或菱形均衡布置在防护区顶部,对于高度超过4.0m的防护区应分层布置;当组成局部喷淋灭火降烟系统时,本装置可均衡布置在被保护物体周围,对于高度超过4.0m的被保护物体应分层布置。
[0020]当本装置被组建为全淹没灭火降烟系统时,防护区允许开口面积系数β (开口面积之和与屋顶及四壁面积之和的比值)控制在0.2%以内,且单个最大开口面积不应大于1.0平方米。开口设置的高度控制在防护区总高度的50%—下,且在防护区总高度的10%以上。
[0021]上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置中,其控制火灾、抑制火灾和扑灭火灾的原理是本装置产生的水雾的受热快速汽化效应、窒息作用和阻断热辐射作用:
[0022]由于本装置产生的水雾液滴直径很小,相对同样体积的水,其表面积剧增,从而加强了热交换的效能,起到了非常好的降温效果。本装置产生的水雾吸收热量后迅速被汽化,使得体积急剧膨胀,通常达到1700多倍,从而降低了空气中的氧气浓度,抑制了燃烧中的氧化反应的速度,起到了窒息的作用。由此可见本装置产生的水雾的灭火机理:一是降温效能,吸收热量;二是窒息作用,阻断氧化反应。此外,本装置产生的具有一定压力和较小液滴直径的水雾具有非常优越的阻断热辐射传递的效能,能有效地阻断强烈的热辐射。
[0023]本装置产生的强化雾化喷淋液体在快速汽化冷却、窒息和阻断热辐射的三重作用下达到控制火灾、抑制火灾和扑灭火灾的目的,本灭火降烟装置具有水喷淋和气体灭火的双重作用和优点,既有水喷淋系统的冷却作用,又有气体灭火系统的窒息作用,最终能够达到十分显著的灭火、降温和降烟效果。
[0024]上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置中,其脱除火场高温悬浮颗粒物的原理之一是惯性碰撞理论,惯性碰撞理论的核心是当高温颗粒随气流运动时,由于惯性,高温烟尘颗粒会横穿过气流与水滴碰撞,其重要参数是斯托克数St:
[0025]St = P P.Dp.V.C/9 μ g.Dd
[0026]上述模型中各参数表示:
[0027]St-斯托克数;P P-烟尘颗粒的密度;Dp_烟尘颗粒的直径;V_水滴的最终速度;C-坎宁安参数;μ g-空气的粘度;;Dd_水滴的直径。
[0028]当尘粒较大时,上述模型的计算结果更接近实际情况,然而随着有害烟尘粒径的逐渐减小,斯托克数不断变小,惯性作用逐渐相对减弱。在微小颗粒情况下,惯性碰撞不再是支配性的作用机理,其他作用,如液滴与烟尘颗粒紊动、水滴与烟尘颗粒的表面物理、化学作用等的重要性愈发显现。
[0029]上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置的作用原理就是针对上述模型中的可干预参数,通过上述装置采用的超声波发生器及超声波换能器实现电-高频振动转化后对喷雾液体进行作用:增加喷雾水滴的最终速度C ;通过上述装置采用的全金属雾化喷嘴进行喷雾,实现降低水滴的直径Dd,进而增大了斯托克数St,同时促进喷雾液滴与颗粒物在消防环境中产生上述其他作用,最终实现基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋脱除烟气中有害颗粒和气体,达到高效降烟的目的。
[0030]上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置中,其脱除火灾高温有害颗粒物的原理之二是利用喷雾液滴获得的高频振动克服液滴表面张力的影响。
[0031]如下模型中克服表面张力必须做的穿透功W公式:
[0032]W = (2/3).Ji.σ.Rp2.(1-cos θ )2
[0033]上述模型中各参数表示:
[0034]W-穿透功;σ -界面张力;Θ -烟尘颗粒与水的接触角;R_常数。
[0035]只有当穿透功达到一定数值后,与水滴碰撞的烟尘颗粒才能进入水滴,从而被捕获。
[0036]上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置的作用机理中,本实用新型通过对喷雾水进行胁迫振动处理,使水在喷出时进行高频振动,在提升其动能的同时,更频繁地使高温烟尘颗粒与水的接触角Θ进行变换,一定程度上降低模型中克服表面张力必须做的穿透功W,使喷雾液滴与颗粒物发生碰撞时降低液滴表面张力的影响,进而提升本实用新型对烟气中有害颗粒和气体的脱除效率。
[0037]本实用新型提供的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋灭火降烟装置主要有以下特点:
[0038]I)灭火效能高。本装置冷却性能好、抑制性强。喷出水雾具有较强的穿透性,可以解决全淹没和遮挡的问题,还可防止火灾的复燃。它适用于扑救高温设备和表面的火灾。本装置对烟气中有高温害颗粒和气体降温、捕集脱除效率高,尤其是对常规自动喷淋灭火方法不能起效的烟气高温细小颗粒物和易溶有害气体的脱除有显著效果。
[0039]2)全部采用水喷雾法,高效灭火降烟,不存在二次污染伤害,而且对火灾蔓延途径干预具有积极作用。同时雾化喷嘴的选择使本实用新型工作时喷淋压力损失降低,喷雾效果十分显著。
[0040]3)系统阻损小,换能器的电-声转换效率为95%以上,可大大降低电能损耗,对灭火过程中电力保障的明显效果。
[0041]4)采用开放式雾化喷淋法,可设置于多种消防环境中进行灭火降烟工作,尤其是应用到传统自动喷淋装置的强化过程中,可以在已安装的消防管网及装置增加本装置的功能组件,也可以单独设置安装本装置及相关管路、网路作为辅助消防装置,强化灭火降烟过程及保障生命安全的效果。
[0042]5)结构简单,管道管径较小,节省管材。相对于传统的自动喷水灭火系统而言,其重量轻。同时,安装费用也相应降低。操作安装方便,运行维护成本低。使用动力为市电或消防保障电路,运行安全稳定可靠,且不会对环境及保护对象造成危害,避免了灭火剂与燃烧物发生链式反应而产生对人有害的气体。
[0043]6)本装置可局部应用,保护独立的设备或设备的
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