本发明专利技术涉及一种节水高效的旋转水雾快速灭火装置和技术。核心元件旋转喷头是将喷头分为固定部份和用轴承相连接的可借助喷嘴反作用力产生高速旋转的两个部份，通过“因势利导”的喷嘴设计，最大程度转化为充分促进雾化的表面能和推动气液旋流形成转动能。旋转喷头可以接入自来水或消防水系统直接连接在室内固定的自动喷水灭火系统或可移动的消防水枪的出口或泵出口上，作为一种简单高效的灭火技术与装置可以广泛应用，适用于固体和液体火灾灭火。本新型喷头具有雾滴小，喷雾覆盖区域大而均匀，在2公斤压力下雾化效果已经不错，均匀喷雾距离超过10米，顺风时使用效果更佳，可达到瞬间消除黑烟，秒间压制火头，十秒内熄灭烟火的出色效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种节水高效的旋转水雾快速灭火装置和技术。
技术介绍
失去控制的火会给人类造成灾难。火灾是最经常、最普遍的威胁公众安全的主要 灾害之一。对火的利用和控制是人类文明进步的标志。预防火灾和减少火灾的危害是消防 工作的两大重要任务，因此有效防范火灾的发生和高效快速灭火的技术开发很有价值。 燃烧是一个需要空气参与的强烈放热的化学氧化过程，消防灭火则以隔绝和稀释 空气、覆盖燃烧区域、降温三种单独或其组合形式迅速阻止燃烧的过程。初期小火灾和少量 油品灭火常用细河沙覆盖；容器口的火焰以及小火，也可以用石棉被或浸湿的棉被直接覆 盖隔绝空气灭火；家居常用的泡沫灭火器，用于扑灭初期小火，它是由硫酸铝、碳酸氢钠作 为灭火液，使用时通过倒置混合，产生氢氧化铝、水及二氧化碳的气液固混合物，可直接喷 洒覆盖火焰及燃烧物，达到降温和隔绝空气的目的；精密仪器、电气设备、油罐区、库房、油 泵房、发油间等场所的火灾常用二氧化碳灭火器或二氧化碳干粉灭火器灭火。然而小火如 果不能迅速扑灭往往会发展成大火、猛火，上述手段往往难以奏效，必须动用消防水枪、消 防车等大型消防装备灭火。因此如果不能快速高效扑灭初期火灾，往往贻误救火最佳时机， 造成重大灾难。 如前所述现有的灭火方法实际上是通过降低温度或氧气浓度或减少接触等手段， 达到终止氧化反应使火焰熄灭的目的。然而，现有的消防灭火手段，普遍存在固体和液体灭 火剂分散不均匀、灭火剂用量大、灭火效果差、财产破坏严重、使用成本高、灭火面积小、无 法有效清除有毒烟气等诸多问题。 从化工的原理分析灭火过程可以发现，现在所使用的各种消防器材和装备，都没 有很好的进行灭火剂的雾化和分散，灭火过程的传质传热性能极差。水系灭火装置虽然水 压和水量很大，但雾化效果差，喷洒面积小，用水量大，在与火焰接触的瞬间难以有效汽化 吸热和稀释空气，大量的水瞬间流失，往往"车水火难灭"。大火如不能及时扑灭，将会造成 重大的财产损失，燃烧产生大量的毒气和PM2. 5往往会造成重大的人身伤亡和社会恐慌。 为提高灭火效果，也有人对喷头进行了分散水流改进，目前室内常用的结构简单 的洒水喷头，只是依靠溅水盘使水流分散成了水珠，根本没有变成细化的水雾，虽然喷水 面积比直接水流喷射有显著增加，但仍然覆盖面积不够，分布不均，中间水量小，水滴极大 甚至是水柱状态，灭火效果并不理想。灭火常用的消防水枪是通过缩小出口 口径，增加出 口流速，溅射到物体表面产生雾化，大部分动能被溅射物体吸收，但由于受现场环境、距离 和燃烧物形状影响，效果有限，且覆盖面积小，雾化效果较差，难以在短时间内压住火头，造 成了水的利用率极低，灭火效率很差。一些高压细水雾喷头虽然雾化效果较好，但需要在 IOMPa压力左右，容易造成人身伤害和财产受损，且造价很高，难以普及。 也有人使用在喷头中加入旋芯、障碍物遮挡和螺旋弹簧等特定的机械结构辅助雾 化。其中旋芯结构喷头是最常见的雾化喷头，其原理是流体在压力驱动下进入旋流腔并产 生强烈旋转从喷嘴中喷出，在离心力的作用下产生雾化，用于灭火时，存在以下问题。 (1)这种旋芯结构或喷射雾化装置会对流体产生"机械障碍"作用，使流体大部分 动能被喷头体吸收，导致喷嘴的喷雾动量低，距离短，难以接近火焰，无法有效地克服火焰 气流阻力，无法到达火焰内部和燃烧表面进行灭火，不能充分发挥水雾对燃烧表面的降温 和覆盖作用。每个喷嘴的喷雾保护半径通常在〇. 5m左右，多喷头会增加成本，效果也难以 有效提1?。 (2)离心力辅助雾化会形成一个空心锥形，导致喷雾密度分布不均匀，不能充分发 挥细水雾高效窒息灭火的能力。 采用障碍物遮挡或者螺旋弹簧结构同样会导致大部分动能被其吸收，雾化喷头产 生的雾滴直径较大。因此，开发节水高效、瞬间扑灭大火的新型装备意义重大。
技术实现思路
从化工的原理深入的分析灭火过程可以得知，水喷雾灭火主要是利用降温，驱赶 和稀释氧气达到阻止燃烧反应，熄灭火焰的目的。显然，雾化水的表面积可以增加成千上万 倍，汽化水的体积可以增加上千倍。因此，使水充分雾化是有效增加吸热和蒸发面，同时产 生快速吸热降温和高效窒息效果的关键。研发出雾化效果极好的喷水布雾装置可能会产生 使大面积火场温度和氧浓度迅速下降，同时瞬间大量吸热产生的水蒸汽将导致燃烧区急剧 膨胀，产生迅速阻隔和稀释空气快速消烟灭火的效果。因此，开发雾化效率高、结构简单、使 用压力低、适用范围广，可以在空间中均匀分布、长距离、大面积覆盖的高效喷头是高效灭 火的关键技术。 我们专利技术了一种新型旋转喷头，可以达到上述效果。旋转喷头的结构特点是连接 水源的上部是固定的，下部有多个喷嘴并通过轴承与上部连接，带压水流的部份动能在从 喷嘴喷出时形成反作用力推动喷头整个下部高速旋转，同时，大部分动能在撞击喷嘴斜面 或斜缝或通过孔隙时并没有损失而是有效转化为促进水流雾化的表面能，这种巧妙借助 喷嘴带压流体的反作用力推动新型喷头旋转部高速旋转的装备系统可促进液体的充分雾 化和气液旋流的形成，实现过程强化，达到高效灭火的目的。 新型旋转雾化喷头是利用带轴承的旋转喷头在流体对外喷射时的反作用力产生 高速旋转，在气体或液体介质中的旋转速度可达到每分钟数百次到数万次不等的旋转速度 (参见实施例2、3)，高速旋转的气流和液流可以有效带动周边气体和液体产生旋转流。实 验结果表明，以结构简单的三孔射流旋转喷头或子弹头类的多孔射流喷头可以很好克服现 有喷头的弊端，实现长距离、宽范围、充分雾化、大面积覆盖（参见实施例4、5、6)。通过中心 喷嘴的孔眼大小、角度、流量及水压的调节可以使水雾在数十米外的距离也能有效到达燃 烧物表面，顺风的效果更佳（参见实施例6)。 两侧的旋转喷嘴在液体喷出时产生的动力可以带动三个喷嘴高速旋转，大大扩展 了有效雾化区域，有效保证了宽范围均匀覆盖。而且，调节旋转喷嘴的水平角、改变喷嘴结 构及液体的压力和流量可以方便的控制水雾量大小和分布范围（参见实施例1、4)，适应不 同情况下的灭火需要。 进一步的实验结果表明，该系列高效旋转式雾化喷头即使接上自来水也有较好的 旋转雾化效果，在消防要求的3公斤水压下，雾化效果更佳，上下喷雾覆盖直径可以达到 8~10米，而且向上喷雾分布更均匀；水平喷射距离可以达到20米以外，宽度达5~9米 (参见实施例6)。 按照国家的自动喷水灭火系统的灭火标准进行的从上往下喷水灭火实验及室外 侧面灭火实验及增加汽油当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术涉及一种新型旋转雾化喷头的使用和灭火技术。新专利技术成功利用了加压水的动能，巧妙借助喷嘴水压的反作用力推动新型喷头旋转部高速旋转可促进了液体充分雾化和旋流的形成，可直接进行从上、下远距离灭火。使用本专利技术的核心单元旋转喷头系列和带压水相连即可用于消防灭火，特别是三孔射流旋转喷头和三孔射流双针雾化喷头及子弹头型多孔射流旋转喷头，在喷出加压水时，无论向下喷或侧喷均可达到瞬间消除黑烟，秒间压制火头，分内消烟灭火的出色效果，可远距离压制大火，快速接近火源，适合大范围及各种场合的快速灭火。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尹应武，赵琰琰，万鹏飞，吴延庆，卢英华，赵玉芬，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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