低温无氧空气森林消防灭火机制造技术

本发明专利技术涉及一种低温无氧空气森林消防灭火机，它利用纯相变无热制冷装置高效制取深冷冷量，在森林火场现场冷凝液化无氧空气，同时利用人工低温冷量与高热烟气之间的温差能量产生机械动力，提供航空动力，驱动森林火场无氧空气相变热力循环，并提供大量高压低温无氧空气形成无氧空气幕墙灭火。本发明专利技术是一种成本低廉、安全可靠的森林消防灭火机，可熄灭任意规模森林火灾，有效地避免森林火灾所造成的巨大经济损失与严重环境污染。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
低温无氧空气森林消防灭火机本专利技术涉及消防灭火机，特别涉及一种利用低温无氧空气消灭森林火灾的消防灭火机。目前森林防火尚无有效的森林消防灭火机械。无论是发展中国家采用人力扑灭火灾的办法，还是发达工业国家采用航空施喷水与二氧化碳等灭火剂的办法，都是杯水车薪，于事无补，致使全球森林火灾时有发生，连月不熄，损失十分惨重。本专利技术的目的是提供一种新的低温无氧空气森林消防灭火机，它采用纯相变无热制冷技术，利用纯相变无热制冷装置以高倍效率制取低温深冷冷量，在森林火灾现场冷凝液化无氧烟气，同时利用人工低温环境与高热烟火之间的温差所具有的能量产生动力，将高压低温无氧空气喷射到森林火灾现场灭火。本专利技术的技术解决方案如下：一种低温无氧空气森林消防灭火机，其基本部件与以水为工质的热力蒸汽发动机相类似，利用纯相变无热制冷技术的多级制冷循环，它包括由制冷压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器组成的提供原始制冷量的首级蒸气压缩制冷循环装置，过冷液态工质冷凝板，次一级液态制冷工质，以及将上述部件均设置在内的第一保温压力容器，连同工质泵；包括装有中间级制冷蒸发器、过冷液态工质冷凝板和液态制冷工质的中间N级保温压力容器，连同工质泵；它还包括装有中间N级制冷蒸发器、过冷液态工质冷凝板的末端保温压力容器，末端保温压力容器的下部装有换热器和高压工质泵，并在末端保温压力容器内的下部灌注液态无氧空气，使换热器浸泡在液态无氧空气-->中，末级相变制冷循环的制冷工质为液态无氧空气，首级相变制冷循环至末级相变制冷循环的各级制冷工质的蒸发温度，依级次排列顺序递增，首级制冷工质蒸发温度最低；灭火机的外形主体是一底部呈内凹形半球壳状的大型容器，该大型容器由抗压导热的金属板密封制成，其内部分隔成一层以上环状形隔离空间，其中心空间设置第一保温压力容器，在第一保温压力容器的外层空间设置中间N级保温压力容器，在中间N级保温压力容器的下方空间设置末端保温压力容器，在末端保温压力容器的内侧空间设置液态无氧空气高压储液舱；以上部分为灭火机副装置，副装置各个部件通过联接管连接；本专利技术还包括发动机主装置，主装置与副装置之间通过输液管及输气管连接；所述灭火机主装置包括由结构圆壳和保温层构成的换热腔，在该换热腔内安装的使液态无氧空气吸热汽化成高压无氧空气的蒸发器，在蒸发器上方设置的涡轮风扇叶片，从大型容器的中心处穿过并垂直设置的机轴，使高压无氧空气透平作功的透平膨胀机和发电机，为灭火机提供航空推力的呈水平状的航空螺旋桨，以及将低温高压无氧空气喷向森林火场的高压无氧空气喷管；高压无氧空气喷管设置在大型容器的内凹形半球壳状底板上，让高热高密度无氧压缩空气与深冷液态无氧空气进行热量交换的换热腔悬置在大型容器下方的内凹形半球壳状空间的中心位置，位于换热腔内的涡轮风扇叶片安装在机轴的下端，透平膨胀机设置在机轴的上端即大型容器中心处的上方，透平膨胀机叶轮受力面所承受的轴向推力朝向上空方向，透平膨胀机与涡轮风扇叶片同轴安装，在透平膨胀机的上方位置同轴安装发电机，在发电机的上方位置同轴安装呈水平状的航空螺旋桨；所述灭火机主装置上装有输气换向阀和输液换向阀，输气换向阀通过第一高压输气管连接高压无氧空气活动喷管，输气换向阀还通过第二高压-->输气管与透平膨胀机连接，第三高压输气管将输气换向阀与液态无氧空气高压储液舱内的低温无氧空气层接通；输液换向阀通过第一高压输液管与位于末端保温压力容器下部的高压工质泵连接，输液换向阀还通过第二高压输液管与换热腔内的蒸发器接通，又由三通高压输液管连接到液态无氧空气高压储液舱；所述灭火机主装置上的换热腔通过输气管与灭火机副装置内的位于末端保温压力容器内的换热器连接，主装置上的透平膨胀机的尾气管则与副装置内的末端保温压力容器内冷凝空间连通；上述蒸发器，透平膨胀机，使低温无氧空气冷凝成液态无氧空气的末端保温压力容器内的冷凝空间，以及使液态无氧空气重新进入蒸发器的高压工质泵，由此形成热力蒸气作功循环；上述涡轮风扇叶片，换热腔，将压缩无氧空气再次在液态无氧空气中快速冷却的换热器，使低温无氧空气最后冷凝成液态无氧空气的冷凝空间，液态无氧空气高压储液舱，高压工质泵，末级制冷蒸发器，以及将高压无氧空气喷向自然空间的活动喷管，由此构成森林火灾现场无氧空气流的相变热力循环；所述热力蒸气作功循环与所述纯相变无热制冷中末级相变以冷制冷循环构成同一热力循环，其对外制冷量用来消耗高热烟气中的热量，其热力蒸气作功能量产生机械动力并发电；所述森林火灾现场无氧空气流的相变热力循环，与所述纯相变无热制冷中的另一支末级相变以冷制冷循环构成同一相变热力循环，其对外制冷量用来消耗高热烟气中的热量，为森林消防灭火提供大量高压低温无氧空气。本专利技术由灭火机副装置和灭火机主装置组成，采用纯相变无热制冷技术，实行多级相变以冷制冷循环，以高倍的制冷效率制取出大量低温深冷冷量，并多次重复利用上述冷量来冷却和液化大量森林火场烟气，重复利-->用森林火灾现场的无氧空气来熄灭森林火灾，并可以形成无氧空气幕墙来熄灭森林火场与火种，并同时利用人工制造的低温冷量与森林火场的热量之间的温差所具有的能量为整个装置提供机械动力，实行就地取材，以火灭火，彻底熄灭火源。下面结合附图对本专利技术作详细描述。附图是一种低温无氧空气森林消防灭火机的结构示意图。参看附图，灭火机的外形主体是一个底部呈内凹形半球壳状的大型容器，该大型容器内的中心空间上部为操作驾驶舱1，操作驾驶舱1设置驾驶员出入门13。在大型容器内的中心空间设置第一保温压力容器2。在第一保温压力容器2内安装制冷压缩机23、冷凝器24、节流器35和蒸发器25，组成首级蒸气压缩制冷循环，提供原始冷量。第一保温压力容器2内的底部注入液态制冷工质19，上述首级蒸气压缩制冷循环中的制冷压缩机23、冷凝器24被浸泡在液态制冷工质19中。第一保温压力容器2内的中部安装过冷液态工质冷凝板17，在底部液态制冷工质19中安装次一级工质泵31。在大型容器内第一保温压力容器2的外层空间设置中间N级保温压力容器4。中间N级保温压力容器4内的上部安装中间级制冷蒸发器26，在中部安装过冷液态工质冷凝板17，在底部充注液态制冷工质20，并安装下一级工质泵22。工质泵31通过吸液管从第一保温压力容器2的底部吸入液态制冷工质19，经工质输液管38输入中间级制冷蒸发器26。液态制冷工质19通过蒸发器26从下一级制冷循环中的回笼制冷工质蒸气中吸收热量并汽化形成蒸气，经保温回气管45回到第一保温压力容器2内冷凝空间冷凝液化，由此形成相变以冷制冷循环。在大型容器内中间N级保温压力容器4的下方空间设置末端保温压力容器5。末端保温压力容器5内的上部安装中间N级制冷蒸发器27，在中-->部安装过冷液态工质冷凝板17，在下部灌注末级液态制冷工质，即液态无氧空气21。在液态无氧空气21的上层设置换热器29，在下层安装高压工质泵30。工质泵22从中间N级保温压力容器4内吸入液态制冷工质20，经输液管39输入中间N级制冷蒸发器，并从低温无氧空气中吸热汽化形成蒸气，经保温回气管40回到中间N级保温压力容器4内的冷凝空间冷凝液化，由此形成相变以冷制冷循环。在大型容器内末端保温压力容器5的内侧空间设置第一液态无氧空气高压储液舱6，第一高压储液舱6内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温无氧空气森林消防灭火机，其基本部件与以水为工质的热力蒸汽发动机相类似，利用纯相变无热制冷技术的多级制冷循环，它包括由制冷压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器组成的提供原始制冷量的首级蒸气压缩制冷循环装置，过冷液态工质冷凝板，次一级液态制冷工质，以及将上述部件均设置在内的第一保温压力容器，连同工质泵；包括装有中间级制冷蒸发器、过冷液态工质冷凝板和液态制冷工质的中间Ｎ级保温压力容器，连同工质泵；其特征在于，它还包括装有中间Ｎ级制冷蒸发器、过冷液态工质冷凝板的末端保温压力容器 ，末端保温压力容器的下部装有换热器和高压工质泵，并在末端保温压力容器内的下部灌注液态无氧空气，使换热器浸泡在液态无氧空气中，末级相变制冷循环的制冷工质为液态无氧空气，首级相变制冷循环至末级相变制冷循环的各级制冷工质的蒸发温度，依级次排列顺序递增，首级制冷工质蒸发温度最低；灭火机的外形主体是一底部呈内凹形半球壳状的大型容器，该大型容器由抗压导热的金属板密封制成，其内部分隔成一层以上环状形隔离空间，其中心空间设置第一保温压力容器，在第一保温压力容器的外层空间设置中间Ｎ级保温压 力容器，在中间Ｎ级保温压力容器的下方空间设置末端保温压力容器，在末端保温压力容器的内侧空间设置液态无氧空气高压储液舱；以上部分为灭火机副装置，副装置各个部件通过联接管连接；本专利技术还包括发动机主装置，主装置与副装置之间通过输液管及输气管连接；所述灭火机主装置包括由结构圆壳和保温层构成的换热腔，在该换热腔内安装的使液态无氧空气吸热汽化成高压无氧空气的蒸发器，在蒸发器上方设置的涡轮风扇叶片，从大型容器的中心处穿过并垂直设置的机轴，使高压无氧空气透平作功的透平膨胀机和发电机，为灭 火机提供航空推力的呈水平状的航空螺旋桨，以及将低温高压无氧空气喷向森林火场的高压无氧空气喷管；高压无氧空气喷管设置在大型容器的内凹形半球壳状底板上，让高热高密度无氧压缩空气与深冷液态无氧空气进行热量交换的换热腔悬置在大型容器下方的内凹形半球壳状空间的中心位置，位于换热腔内的涡轮风扇叶片安装在机轴的下端，透平膨胀机设置在机轴的上端即大型容器中心处的上方，透平膨胀机叶轮受力面所承受的轴向推力朝向上空方向，透平膨胀机与涡轮风扇叶片同轴安装，在透平膨胀机的上方位置同轴安装发电机，在发电机的上方位置同轴安装呈水平状的航空螺旋桨；所述灭火机主装置上装有输气换向阀和输液换向阀，输气换向阀通过第一高压输气管连接高压...

【技术特征摘要】
1、一种低温无氧空气森林消防灭火机，其基本部件与以水为工质的热力蒸汽发动机相类似，利用纯相变无热制冷技术的多级制冷循环，它包括由制冷压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器组成的提供原始制冷量的首级蒸气压缩制冷循环装置，过冷液态工质冷凝板，次一级液态制冷工质，以及将上述部件均设置在内的第一保温压力容器，连同工质泵；包括装有中间级制冷蒸发器、过冷液态工质冷凝板和液态制冷工质的中间N级保温压力容器，连同工质泵；其特征在于，它还包括装有中间N级制冷蒸发器、过冷液态工质冷凝板的末端保温压力容器，末端保温压力容器的下部装有换热器和高压工质泵，并在末端保温压力容器内的下部灌注液态无氧空气，使换热器浸泡在液态无氧空气中，末级相变制冷循环的制冷工质为液态无氧空气，首级相变制冷循环至末级相变制冷循环的各级制冷工质的蒸发温度，依级次排列顺序递增，首级制冷工质蒸发温度最低；灭火机的外形主体是一底部呈内凹形半球壳状的大型容器，该大型容器由抗压导热的金属板密封制成，其内部分隔成一层以上环状形隔离空间，其中心空间设置第一保温压力容器，在第一保温压力容器的外层空间设置中间N级保温压力容器，在中间N级保温压力容器的下方空间设置末端保温压力容器，在末端保温压力容器的内侧空间设置液态无氧空气高压储液舱；以上部分为灭火机副装置，副装置各个部件通过联接管连接；本发明还包括发动机主装置，主装置与副装置之间通过输液管及输气管连接；所述灭火机主装置包括由结构圆壳和保温层构成的换热腔，在该换热腔内安装的使液态无氧空气吸热汽化成高压无氧空气的蒸发器，在蒸发器上方设置的涡轮风扇叶片，从大型容器的中心处穿过并垂直设置的机轴，使高压无氧空气透平作功的透平膨胀机和发电机，为灭火机提供航空推力的呈水平状的航空螺旋桨，以及将低温高压无氧空气喷向森林火场的高压无氧空气喷管；高压无氧空气喷管设置在大型容器的内凹形半球壳状底板上，让高热高密度无氧压缩空气与深冷液态无氧空气进行热量交换的换热腔悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：易元明，
申请(专利权)人：易元明，
类型：发明
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