АЭРОЗОЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 1997 года по МПК A62C13/00 

Изобретение относится к технике пожарной защиты помещений промышленного, культурного и бытового назначения, в частности к конструкции аэрозольного генератора.

Известно устройство для объемного тушения пожаров, содержащее корпус с выходным отверстием, заряд и узел инициирования (заявка Великобритании N 2028127, кл. А 62 С 13/22, 1988).

В этом устройстве при срабатывании узла инициирования воспламеняется пиротехнический заряд, газообразные продукты горения которого являются огнетушащим веществом и, поступая через выходное отверстие в зону пожара, осуществляет его тушение.

Однако это устройство имеет недостаточную эффективность, обусловленную низкой огнетушащей способностью газообразных продуктов горения, являющихся инертными разбавителями, и низкой скоростью распределения по защищаемому объему и достижения пожаротушащей концентрации.

Известно устройство для получения огнетушащей смеси, содержащее емкость с зарядом пиротехнической композиции и средство для воспламенения заряда (заявка PCT/RU 92/00071, кл. А 62 D, опубл. 15.10.92).

Емкость может быть выполнена в виде полой оболочки, содержащей продольную щель в стенке корпуса.

В устройстве применяется заряд пиротехнической композиции, при сгорании которого образуется смесь твердых частиц, их химическая природа и свежеобразованная поверхность обуславливает высокую огнетушашую способность. Образующийся в результате сгорания заряда поток инертных газов (главным образом азот) транспортирует и перемешивает частицы внутри защищаемого объема.

Однако устройство с продольной целью определяет истечение (распределение) аэрозоля только в одном направлении и не обеспечивает наиболее благоприятных условий по его распылению и равномерному распределению по защищаемому объему.

Скорость распределения аэрозоля по объему помещения и достижения огнетушащей концентрации определяет такой важный показатель эффективности установки пожаротушения, как время свободного горения при пожаре. "Время свободного горения определяется как время, до истечения которого подача огнетушащего вещества обеспечивает эффективное тушение пожара или его локализацию без риска дальнейшего распространения и вторичных воздействий: взрывов, выбросов горючего вещества и т.д." (Веселов А.И. Мешман Л.М. "Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности." М. Химия, 1975 г. стр. 280).

Технической задачей изобретения является устранение указанного недостатка, а именно улучшение условий распыления аэрозоля и уменьшение времени его распределения по объему защищаемого помещения.

Указанная задача решается тем, что предлагаемый генератор содержит корпус, пиротехнический аэрозолеобразующий заряд, воспламенитель и выпускное устройство, отличающийся тем, что выпускное устройство выполнено в виде замкнутой щели, проходящей по всему периметру корпуса и прерываемой элементами крепления корпуса. Корпус генератора может представлять собой любое геометрическое тело, например, цилиндр, многогранник, шар, тор. Корпус снабжен элементами крепления генератора к поверхностям защищаемого помещения. В качестве материала корпуса могут быть использованы металл, пластмасса, картон. Пиротехнический аэрозолеобразующий заряд состоит из одной и нескольких шашек аэрозолеобразующего состава. Шашки могут иметь цилиндрическую либо другую форму, могут быть выполнены канальными, например, с центральным каналом, или бесканальными, иметь различные геометрические размеры и массу.

С помощью предлагаемого генератора реализуется плоскостное течение аэрозоля с центром в месте установки генератора. Плоскостное (двухмерное) истечение аэрозоля позволяет существенно улучшить перемешивание аэрозоля с воздухом и его распределение по объему.

Эффективность распределения аэрозоля по объему помещения сохраняется при выполнении щели под любым углом к оси генератора, а также при выполнении щели под переменным на протяжении щели углом к оси генератора.

Истечение аэрозоля тонким плоским слоем определяет высокую скорость охлаждения аэрозоля за счет смешения с воздухом и малые геометрические размеры высокотемпературной зоны. Уменьшению высокотемпературной зоны за счет предварительного охлаждения аэрозоля в выпускном устройстве способствует выполнение щели с удлиненным выпускным трактом. Выпускной тракт образован частями корпуса генератора и может быть спрофилирован, т.е. иметь на своем протяжении различный угол наклона к оси генератора и различный зазор. В результате экспериментальных исследований определена следующая зависимость между зазором щели в выпускном сечении и протяженностью высокотемпературной зоны:
l=K•d•m^1,3•T_г/T_т
где d зазор щели в выпускном сечении;
К согласующий коэффициент (устанавливается экспериментально);
l протяженность зоны аэрозоля с температурой выше Т_т;
m секундный расход аэрозоля;
T_г температура аэрозоля в корпусе генератора;
T_т требуемая температура аэрозоля.

Эффективность охлаждения аэрозоля в выпускном устройстве повышается с применением ребер охлаждения, устанавливаемых на частях корпуса, образующих выпускной тракт, и омываемых потоком аэрозоля. Ребра охлаждения могут быть выполнены под любым углом к направлению движения аэрозоля. Увеличению отвода во внешнюю среду тепла, принятого частями корпуса от аэрозоля, и дальнейшее повышение тем самым охлаждения аэрозоля достигается установкой ребер охлаждения и на наружных поверхностях корпуса.

С целью предохранения защищаемых объектов от теплового излучения светящейся зоны аэрозоля на генератор с его внешней стороны устанавливается по меньшей мере один экран из теплостойкого материала. Внешний контур экрана должен охватывать контур светящейся зоны аэрозоля, наблюдаемый с места расположения защищаемого объекта.

Фиг. 1 пример выполнения генератора с щелевым выходным устройством, проходящим по всему периметру корпуса; фиг. 2 генератор с профилированным выпускным трактом.

Генератор содержит корпус 1, пиротехнический заряд 2, воспламенитель 3, выпускное устройство 4 в виде замкнутой кольцевой щели, проходящей по всему периметру корпуса, элементы крепления 5 частей корпуса (в данном случае перемычки, удерживающие крышку корпуса) (фиг. 1).

Генератор снабжен выпускным трактом 6, ребрами охлаждения 7 на наружной поверхности корпуса 1, ребрами охлаждения 8, омываемыми аэрозолем, тепловым экраном 9 (фиг. 2). Генератор работает следующим образом: при возникновении пожара под действием импульса электрического тока инициируется воспламенитель 3 (допускается применение воспламенителей термомеханического типа, термохимического и других типов). Под действием воспламенителя загорается пиротехнический заряд 2. В процессе горения пиротехнического заряда выделяется высокодисперсный аэрозоль. Аэрозоль истекает через выпускное сопло в виде кольцевой щели 4 по всем направлениям, активно перемешиваясь с воздухом. При движении по выпускному тракту 6 аэрозоль омывает ребра охлаждения 8 и, отдавая им часть своей тепловой энергии, охлаждается. Принятое ребрами охлаждения 8 тепло отводится во внешнюю среду с помощью ребер охлаждения 7, установленных на наружной поверхности корпуса 1. Тепловой экран 9 воспринимает тепловое излучение светящейся зоны аэрозоля и тем самым предохраняет защищаемые объекты.

Испытаниям подвергался экспериментальный генератор предлагаемой конструкции. Генератор имел металлический корпус и заряд из аэрозолеобразующего пиротехнического состава типа ПАС. Масса заряда менялась в пределах от 100 до 4000 грамм. Замкнутое щелевое выпускное устройство имело раскрытие (зазор) от 1,5 до 3,0 мм и прерывалось в нескольких местах элементами крепления днища корпуса. Время работы (выпуска аэрозоля) составило от нескольких секунд до 1 мин. В процессе сравнительных испытаний установлено, что заполнение аэрозолем защищаемого объема генератором с щелевым замкнутым соплом происходит быстрее в 1,3-1,5 раза, чем генератором с обычным соплом, значительно улучшается равномерность распределения аэрозоля по объему и сокращается высокотемпературная зона.

К дополнительным преимуществам данной конструкции можно отнести следующее:
расширяется возможность размещения генераторов в помещении за счет снятия ограничений, связанных с длиной струи, и ее воздействия на предметы;
появляется возможность создания непрерывной (сплошной) завесы аэрозоля с целью огнепреграждения;
появляется возможность обеспечения практически мгновенной защиты объектов, ограниченных плоскими поверхностями (стены зданий и оборудования, потолки).

Предложенный генератор позволяет осуществить эффективное объемное тушение пожара газообразных, жидких и твердых горючих веществ в стационарных помещениях, на железнодорожном и автомобильном транспорте, морских и речных судах.

Использование: в области противопожарной техники. Сущность изобретения: генератор содержит корпус, пиротехнический аэрозолеобразующий заряд и выпускное устройство, причем выпускное устройство выполнено в виде по крайней мере одной замкнутой щели, проходящей по всему периметру корпуса под углом к оси генератора и прерываемой элементами крепления деталей корпуса. Щель может быть выполнена с удлиненным выпускным трактом. Выпускной тракт при этом может иметь на всем протяжении различный угол наклона к оси генератора и различный зазор. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Аэрозольный генератор, содержащий корпус, размещенные в нем пиротехнический аэрозолеобразующий заряд и воспламенитель, отличающийся тем, что корпус состоит из нескольких частей и имеет по меньшей мере одну щель по всему периметру корпуса для выпуска аэрозоля. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что между частями корпуса, образующими щель, выполнена перемычка. 3. Генератор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что щель расположена в плоскости сечения, проходящей под углом к оси генератора. 4. Генератор по пп.1 3, отличающийся тем, что щель расположена в плоскости сечения, имеющей разный угол наклона по отношению к оси генератора. 5. Генератор по пп.1 4, отличающийся тем, что корпус и крышка снабжены ребрами охлаждения, расположенными внутри выпускного тракта под углом к направлению движения аэрозоля. 6. Генератор по пп.1 5, отличающийся тем, что часть стенки корпуса генератора с наружной стороны снабжена ребрами охлаждения. 7. Генератор по пп.1 6, отличающийся тем, что он имеет по меньшей мере один экран из теплостойкого материала, установленный с внешней стороны генератора и имеющий внешний контур, обеспечивающий охват контура светящейся зоны аэрозоля.