УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК A62C35/00 

Изобретение относится к устройству для пожаротушения, содержащему множество распылительных головок, систему трубопроводов для подвода огнетушащей среды от источника, содержащего объем огнетушащей среды к распылительным головкам, по меньшей мере один источник приводного газа для приведения в движение огнетушащей среды под высоким давлением по системе трубопроводов к распылительным головкам, и средства пуска для приведения в действие по меньшей мере одной из распылительных головок. Такое устройство для пожаротушения известно, например, из международной заявки на патент WО 92/22353.

Известные устройства для пожаротушения содержат один контейнер или определенное количество контейнеров, предназначенных для огнетушащей среды, при этом контейнеры расположены вблизи друг от друга и установлены таким образом, чтобы подавать огнетушащую среду по системе трубопроводов к распылительным головкам или разбрызгивателям (спринклерам). Длина и форма системы трубопроводов зависит от вида применения и принципа работы. Устройства для пожаротушения, предназначенные для больших пространств, таких как гостиницы, корабли и промышленные здания, часто имеют длинные системы трубопроводов.

В случае упомянутого применения источник огнетушащей среды устройства для пожаротушения может, например, представлять собой водопроводную сеть или контейнер с водой, из которого воду нагнетают к распылительным головкам. Альтернативно, источник огнетушащей среды может представлять собой баллон с водой, к которому подсоединен баллон, содержащий газ под давлением, способный обеспечивать перемещение воды (или другой огнетушащей среды) из баллона к распылительным головкам. Такое сочетание образует гидравлический аккумулятор.

Длинные тоннели представляют собой пространства, гашение огня в которых технически особенно затруднительно. Длина тоннелей может составлять несколько километров, даже несколько десятков километров, а их диаметр может составлять, например, 3 м. В тоннелях часто находятся кабели. Загорание кабелей может привести к значительному ущербу. Можно полагать, что гашение огня в таких длинных тоннелях трудно выполнить технически, поскольку в большинстве случаев тоннеле вообще не содержат какой-либо системы пожаротушения. В том случае, если длина тоннеля составляет несколько километров и предполагается обеспечить подвод огнетушащей жидкости, например воды, в тоннель по трубе от одного его конца на расстояние порядка нескольких километров, требуется настолько высокое давление для обеспечения движения жидкости, что с учетом потерь давления в трубе оно практически не может быть создано.

Цель настоящего изобретения заключается в упрощении конструкции таких устройств для пожаротушения, которые используются для гашения огня в различных больших пространствах и в зданиях, и которые особенно пригодны для использования в длинных тоннелях и тому подобном. С этой целью отличительные признаки изобретения состоят в том, что по меньшей мере один источник приводного газа подсоединен к длинной трубе, составляющей часть системы трубопроводов, причем таким образом, что труба совместно с по меньшей мере одним источником приводного газа образует гидравлический аккумулятор, при этом объем источника огнетушащей среды по меньшей мере в значительной степени определяется объемом трубы. В этой связи под длинной трубой главным образом подразумевается труба, размер которой по длине составляет 1 км и более, а изобретение характеризуется всеми признаками п.1 формулы.

Особенно предпочтительный вариант осуществления конструкции изобретения отличается тем, что вдоль трубы на заданном расстоянии друг от друга располагается большое количество источников приводного газа. Этот вариант осуществления конструкции особенно пригоден для пожаротушения в тоннелях, причем в случае такого применения труба фактически представляет собой прямую трубу. При этом систему трубопроводов встраивают в тоннель в его продольном направлении и трубу предпочтительно делят на определенное количество основных участков, каждый из которых содержит источник приводного газа. Основные участки предпочтительно разделены на определенное количество зон, каждая из которых содержит группу распылительных головок или разбрызгивателей. При пожаре, когда требуется, обеспечивается срабатывание одной или нескольких групп распылительных головок или разбрызгивателей.

Предпочтительные варианты осуществления конструкции изобретения представлены в прилагаемых пунктах 2-12 формулы изобретения.

Важный отличительный признак изобретения заключается в использовании трубы в качестве источника огнетушащей среды для гидравлического аккумулятора. Другой важный отличительный признак заключается в расположении вдоль трубы определенного количества источников приводного газа, за счет чего можно удерживать потери давления на приемлемом уровне и использовать трубу в качестве источника огнетушащей среды. Это возможно потому, что труба имеет большую длину и может содержать относительно большой объем огнетушащей среды. Когда труба используется в качестве источника огнетушащей среды, нет необходимости в отдельных емкостях для огнетушащей жидкости. Если используются распылительные головки такого типа, которые обеспечивают туманообразное распыление, расход огнетушащей среды незначительным. Такая распылительная готовка представлена, например, в международной заявке на патент WО 92/22353.

Благодаря изобретению создано устройство для пожаротушения, которое имеет простую конструкцию, которое несложно смонтировать, которое не зависит от внешних приводных источников, таких как электроэнергия и насосы, и которое, кроме того, особенно приемлемо для пожаротушения в длинных тоннелях. В этом случае нет необходимости в отдельных источниках огнетушащей среды, таких как баллоны с жидкостью, поэтому можно обойтись без них. В том случае, когда огнетушащая среда представляет собой жидкость на основе воды, устройство для пожаротушения не оказывает вредное влияние на окружающую среду.

Ниже изобретение будет описано на примере двух вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлен тоннель, содержащий устройство для пожаротушения, выполненное согласно изобретению;
на фиг.2 - приводной источник устройства для пожаротушения;
на фиг.3 - вид в поперечном сечении тоннеля по фиг.1;
на фиг. 4 - тоннель, содержащий другой вариант осуществления устройства для пожаротушения, выполненного согласно изобретению;
на фиг.5 - приводной источник для устройства для пожаротушения по фиг.4;
на фиг.6 - поперечное сечение тоннеля по фиг.4.

На фиг. 1 представлен тоннель 1 для кабелей, в котором установлено устройство для пожаротушения согласно изобретению. Длина тоннеля составляет, например, 10 км. В тоннеле 1 расположена система трубопроводов, проходящая от одного конца тоннеля до его другого конца, при этом система содержит длинную трубу 2, от которой отходят более короткие трубы 3а-3е и 4а-4е, ведущие к распылительным головкам или разбрызгивателям соответственно 5а-5е и 6а-6е. Распылительные головки могут представлять собой головки такого типа, которые показаны в международной заявке на патент WО 92/22353, и имеют коэффициент К, составляющий порядка 1,9. Распылительные головки имеют по меньшей мере два, а обычно большое количество сопел, которые геометрически расположены по отношению друг к другу таким образом, а также имеют такое отверстие и такой угол рассеивания, что создают пронизывающее туманообразное распыление под высоким приводным давлением. Несмотря на то, что достигается выброс на большую длину, потребление гасящей жидкости невелико. Приводное давление составляет, например, 70 бар (71 кгс/см²).

Труба 2 разделена по длине на определенное количество зон А, каждая из которых имеет длину порядка 22,5 м. На фиг.1 зона А имеет восемь распылительных головок, т.е. распылительные головки 5b-5е и 6b-6е, при этом расстояние между смежными головками составляет 7,5 м. Восемь распылительных головок формируют группу распылительных головок, располагаемых таким образом, чтобы в случае пожара в зоне А они одновременно были приведены в действие. Верхние распылительные головки 5b-5е в группе расположены так, чтобы обеспечивать распыление вправо вдоль тоннеля 1, в то время как нижние распылительные головки 6b-6е расположены так, чтобы обеспечивать распыление в противоположном направлении. Поскольку, согласно фиг.1, распылительные головки 5b-5е расположены друг за другом, струи усиливают друг друга. Это справедливо и в отношении распылительных головок 6b-6е. Вблизи от каждой распылительной головки посредством самой распылительной головки при распылении создается подсос, при этом упомянутый подсос захватывает огнетушащую среду, распыляемую из распылительной головки, расположенной позади; например, подсос у распылительной головки 5с захватывает огнетушащую среду, поступающую из распылительной головки 5b. Подсос у распылительной головки 6е способен захватывать часть огнетушащей среды, поступающей из распылительной головки 5d, а подсос у распылительной головки 5b способен захватывать часть огнетушащей среды, поступающей из распылительной головки 6с, хотя эти распылительные головки имеют противоположные направления. При этом в случае приведения в действие распылительных головок обеспечивается циркуляция туманообразной огнетушащей среды и эта среда эффективно гасит огонь. Позициями 7а-7е обозначены соленоидные клапаны или клапаны иного типа, обеспечивающие срабатывание распылительных головок в желаемой группе. Соответственно соленоидный клапан 7а управляет распылительными головками 5а и 6а, а соленоидные клапаны 7b-7е управляют распылительными головками 5b-5е и 6b-6е. На фиг.1 представлена ситуация, при которой распылительные головки 5b-5е и 6b-6е приведены в действие, в то время как распылительные головки 5а и 6а в смежной зоне не задействованы. Максимальное количество распылительных головок, задействованных при пожаре, может, например, составлять 8+4+4, при этом распылительные головки имеются в трех смежных зонах А. Для гашения огня в течение 10 мин посредством четырех распылительных головок требуется 47 л под давлением 150 бар (152 кгс/см²) совместно со 150 литрами воды или жидкости на водной основе. В том случае, если максимальное количество, то есть 16 распылительных головок задействовано в течение 30 мин, то требуется 3х4х150= 1800 л воды. В начале распыления максимальное давление в распылительных головках удерживается на уровне порядка 100 бар (101,4 кгс/см²).

Ссылочными номерами 8а и 8b обозначены устройства обнаружения горения. Ими могут быть датчики задымления, датчики, реагирующие на нагрев, или, в принципе, любые датчики, подающие сигнал на соленоидные клапаны 7а-7е. Датчик 8а обнаружения горения подает сигнал к соленоидному клапану 7а и открывает его, а датчик 8b обнаружения горения подает сигнал к соленоидным клапанам 7b-7е и открывает их.

На фиг. 2 показано, что труба 2 содержит баллоны 9-12 с азотом и запорные/пропускающие клапаны 13-15, расположенные таким образом, что на расстоянии 1 км всегда имеется один баллон с азотом и один запорный клапан. Баллоны 9-12 с азотом, которые совместно с трубой 2 формируют гидравлические аккумуляторы, обеспечивают в трубе огнетушащую среду, находящуюся под высоким давлением. Объем баллонов 9-12 с азотом составляет 50 л, а давление составляет 250 бар (253,5 кгс/см²). При максимуме указанных параметров потери давления в трубе 2 составят 133 бара (135 кгс/см²). Нагрузочное давление предпочтительно может находиться в диапазоне от 30 до 400 бар (30,4 - 405,7 кгс/см²), а более предпочтительно в диапазоне от 100 до 300 бар (101,4 - 304,2 кгс/см²), в зависимости от длины тоннеля.

Когда имеется труба 2 длиной 10 км с диаметром 25 мм и толщиной стенки 2,5 мм, содержимое трубы будет составлять порядка 3000 л. Соответственно, когда установка находится в состоянии готовности и устройство готово для приведения его в действие, труба 2 содержит порядка 3000 л воды или жидкости на основе воды.

Прежде всего воду в трубе 1 получают от водопроводной сети 16 под давлением, составляющим более 3 бар (3,04 кгс/см²). Ссылочным номером 17 обозначен фильтр, а ссылочным номером 19 клапан, обеспечивающий заполнение трубы 2. Когда начинается заполнение трубы 2 водой, клапан 19 открыт. После заполнения трубы клапан 19 закрывается.

На фиг.4-6 представлен другой вариант осуществления конструкции согласно изобретению. Ссылочные номера, используемые на фиг.4-6, соответствуют ссылочным номерам, используемым на фиг.1-3 для соответствующих частей, но дополнены апострофом. Вариант осуществления изобретения согласно фиг.4-6 отличается от варианта осуществления изобретения согласно фиг.1-3 тем, что распылительные головки 5b'-5е' в группе распылительных головок или разбрызгивателей, одновременно приводимых в действие, направлены (ориентированы) по-разному. В варианте осуществления изобретения по фиг.4 не обеспечивается циркуляция тумана, создаваемого огнетушащей средой, и все распылительные головки 5а', 5b'-5е' осуществляют распыление в нижнем направлении. Предполагается, что для обеспечения описанной выше циркуляции огнетушащей среды внизу в тоннеле 1' располагают распылительные головки (не показаны), чтобы осуществлять распыление в направлении к распылительным головкам 5а', 5b'-5е'. Другое различие состоит в том, что труба 2' расположена в отдельном канале снаружи от тоннеля 1'. Дополнительное различие заключается в том, что только один соленоидный клапан 1' управляет целой группой распылительных головок 5b'-5е' или разбрызгивателей. Из фиг.6 очевидно, что тоннель 1' имеет прямоугольное поперечное сечение, а из фиг.5 очевидно, что длина тоннеля составляет 3,6 км. На фиг.4 датчик горения не показан, хотя, как описано применительно к фиг.1, он может быть установлен. В том случае, если ссылочными номерами 5b' и 5е' обозначены разбрызгиватели, то есть распылительные головки с ампулой, приводимые в действие посредством нагрева, задействование группы разбрызгивателей может быть осуществлено любым разбрызгивателем из группы, причем такое задействование других разбрызгивателей, принадлежащих группе, предпочтительно выполняется так, как описано в международной заявке на патент WО 93/10860.

Изобретение описано выше лишь посредством одного варианта его осуществления, поэтому следует указать, что в объеме прилагаемых пунктов формулы изобретения его детали могут быть выполнены многими способами. Соответственно длина трубы 2 может отличаться от указанной. В случае применения изобретения для гашения огня в тоннеле длина упомянутой трубы составляет по меньшей мере порядка 1 км, а обычно несколько километров, хотя в определенных случаях длина трубы фактически может составлять лишь несколько сотен метров. Можно предположить, что вместо распылительных головок, получающих сигнал от датчика, возможно использование разбрызгивателей, т.е. распылительных головок с отдельным приводным средством, таким как ампула, разрывающаяся при повышенной температуре. При этом именно разбрызгиватель из группы разбрызгивателей в зоне (А) обеспечивает приведение в действие других разбрызгивателей, принадлежащих зоне. Устройство для пожаротушения может содержать как разбрызгиватели, так и распылительные головки, например таким образом, чтобы разбрызгиватель располагался в каждой зоне (А) для приведения в действие распылительных головок, имеющихся в упомянутой зоне. Длина зон, как и количество распылительных головок/разбрызгивателей в зонах, может изменяться. Вместо азота содержимое газовых баллонов может представлять собой двуокись углерода, аргон или другой газ, пригодный для поставленной цели, либо газовую смесь под высоким давлением. Как было упомянуто ранее, предложенное устройство для пожаротушения может быть установлено не только в тоннелях, но и в иных больших пространствах.

Изобретение относится к устройству для пожаротушения, содержащему множество распылительных головок, систему трубопроводов для подвода огнетушащей среды от источника огнетушащей среды, имеющего объем для огнетушащей среды, к распылительным головкам, по меньшей мере один источник приводного газа для приведения в движение огнетушащей среды под высоким давлением по системе трубопроводов к распылительным головкам и средства пуска для приведения в действие по меньшей мере одной из распылительных головок. Для того чтобы устройство для пожаротушения могло иметь несложную конструкцию и простые монтажные характеристики и, кроме того, чтобы оно было пригодно для обеспечения огнетушащей жидкости на весьма значительных расстояниях, по меньшей мере один источник приводного газа подсоединен к длинной трубе, составляющей часть системы трубопроводов, таким образом, что труба совместно с по меньшей мере одним источником приводного газа образует гидравлический аккумулятор, а объем источника огнетушащей среды по меньшей мере в значительной степени определяется объемом трубы. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для пожаротушения, содержащее множество распылительных головок, систему трубопроводов для подвода огнетушащей среды от источника огнетушащей среды, имеющего объем для огнетушащей среды, к распылительным головкам, по меньшей мере один источник приводного газа для привода огнетушащей среды под высоким давлением по системе трубопроводов к распылительным головкам и средства пуска для приведения в действие по меньшей мере одной из распылительных головок, отличающееся тем, что по меньшей мере один источник приводного газа подсоединен к длинной трубе, составляющей часть системы трубопроводов, таким образом, что труба совместно по меньшей мере с одним источником приводного газа образует гидравлический аккумулятор, а объем источника огнетушащей среды по меньшей мере в значительной степени определяется объемом трубы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что множество источников приводного газа расположено на заданном расстоянии друг от друга вдоль трубы. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что запорный клапан для запирания и пропускания потока огнетушащей среды в трубе расположен между отдельными источниками приводного газа. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что труба разделена на заданное количество основных участков, каждый из которых содержит источник приводного газа, находящегося под высоким давлением. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что источники приводного газа образованы баллонами с азотом, находящимися под высоким давлением от 30 до 40 бар. 6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что основные участки содержат одну или несколько зон, каждая из которых содержит группу распылительных головок или разбрызгивателей. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средства пуска расположены вдоль трубы в пределах зон для приведения в действие группы распылительных головок, принадлежащих соответствующей зоне. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что каждая группа распылительных готовок содержит соленоидный клапан для управления по меньшей мере одной распылительной головкой, принадлежащей группе. 9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью его использования в тоннел, причем система трубопроводов следует продольному направлению тоннеля. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что распылительные головки содержат первые распылительные головки, расположенные в верхней части тоннеля, и вторые распылительные головки, расположенные в нижней части тоннеля, при этом первые распылительные головки расположены с возможностью осуществления распыления в основном в противоположном направлении по отношению ко вторым распылительным головкам. 11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что распылительные головки представляют собой головки, способные создавать туманообразное распыление. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что огнетушащая среда представляет собой жидкость на основе воды.