УСТРОЙСТВО ТУШЕНИЯ ПОЖАРА Российский патент 2004 года по МПК A62C3/02 

Изобретение относится к технике пожаротушения и может быть использовано для тушения лесных пожаров в местах, являющихся непроходимыми для машин, но куда воздушную технику не засылают из-за малых расстояний. Преимущественная область применения предлагаемого способа - это полосы лесного массива глубиной в несколько километров вдоль дорог (шоссе, проселочных, лесовозных, просек и т.д.), края лесного массива, ручьев, речек, мелких озер.

Известен способ локализации и тушения пожара, заключающийся в использовании шатрового покрытия, которое создают газодинамическим потоком, направляемым на очаг пожара сверху вниз, при этом газодинамический поток нейтрален к огню или содержит пожаротушащие вещества и имеет форму конуса, который перекрывает площадь пожара, причем газодинамическим потоком накрывают центральную часть пожара, а затем производится расширение площади тушения пожара путем непрерывного кольцеобразного относительно центра пожара увеличения площади газодинамического потока, при этом газодинамический поток имеет фиксированное положение с перекрытием одной или нескольких сторон площади пожара и газодинамический поток последовательно и непрерывно проходит всю площадь пожара с фиксацией перекрытия одной или нескольких сторон площади пожара (Патент РФ №2130793, МПК А 62 С 3/00 - аналог).

Данный способ дорог, т.к. требует применения авиационной техники (вертолетов) для своего осуществления. Способ ограничен в применении и не может эффективно применяться для тушения лесных пожаров, т.к. не позволяет затушить низовые очаги пожара, а лишь сбивает или приглушает верховое пламя и после его применения низовые очаги вызовут повторное возгорание травы и леса. В случае применения пилотируемых вертолетов возникает опасность аварии и опасность для жизни пилотов и операторов, т.к. людям и технике приходится работать непосредственно над очагом пожара в задымленном пространстве при ограниченной видимости.

Известно устройство для тушения лесных и степных пожаров, содержащее емкость с огнетушащим составом, которое имеет дополнительные емкости и платформу для крепления к ней, например снизу емкостей, средства для крепления платформы к вертолету, причем платформа разделена на модули, в каждом из которых расположено по несколько емкостей с огнетушащим составом, при этом корпус емкости выполнен из легкого неметаллического материала, не образующего при взрыве поражающих осколков, а взрывной заряд размещен в корпусе емкости по оси его в верхней части или погружен в огнетушащий состав, над зарядом расположено уплотнение из сыпучего материала, имеющего насыпную плотность больше, чем у огнетушащего состава, причем весовое соотношение взрывного заряда и огнетушащего состава находится в пределах 0,1-0,3, а заряд связан с инициирующим устройством; взрывной заряд заключен в герметичный корпус из неметаллического материала в форме параллелепипеда или многоугольника, или диска, или полусферы с нижней частью из эластичной пленки; модуль имеет в сечение форму треугольника; платформа выполнена из прутьев или труб или швеллеров; в качестве огнетушащего состава используют воду или воду с пенообразователем, а корпус имеет в верхней части сферический купол из твердого материала, а взрывной заряд имеет форму диска или пластины, или плусферы, обращенной выпуклой стороной вниз (Патент РФ №2078600, МПК А 62 С 3/08 - аналог).

Использование данного устройства сопряжено со значительными финансовыми затратами, т.к. требует применения дорогостоящей авиационной техники (вертолетов) для доставки устройства к месту пожара и использования для непосредственного тушения пожара. Недостатком также является использование в устройстве взрывчатого вещества (ВВ), т.к. его применение требует принятия особых мер предосторожности при хранении и использовании ВВ. При использовании пилотируемых вертолетов для доставки и использования данного устройства непосредственно над очагом пожара возникает опасность аварии вертолета и опасность для жизни пилотов и операторов, т.к. людям и технике приходится работать в очень сложных условиях непосредственно над очагом пожара в задымленном пространстве при ограниченной видимости.

Прототипом является пожарный вертолет, снабженный генератором высокоскоростной газодинамической струи, выполненный в виде реактивного двигателя, установленного внутри летательного аппарата с направлением выходного сопла двигателя вниз под углом относительно вертикальной оси вертолета, при этом вертолет имеет не менее двух реактивных двигателей, установленных снаружи летательного аппарата симметрично его продольной оси, при этом продольные оси симметричных относительно друг друга двигателей, расположенных по разные стороны вертолета, параллельны или составляют острый угол в верхней точке их пересечения, а сами двигатели могут быть съемными и сменными, реактивные двигатели или их выходные сопла для изменения положения в вертикальной и (или) горизонтальной плоскостях имеют поворотные устройства, а для изменения направления и (или) концентрации реактивной струи двигатели снабжены стационарными или поворотными насадками (заявка №2000116845, МПК А 62 С 3/02 - прототип).

Недостатки прототипа аналогичны недостаткам аналога: это использование дорогостоящей техники (вертолета), а также применение газодинамической струи, не содержащей пожаротушащих веществ.

Задача изобретения - повысить надежность тушения лесных пожаров и безопасность проведения работ по тушению лесных пожаров, снизить (уменьшить) затраты на проведение работ, связанных с тушением лесных пожаров.

Технический результат заключается в применении наземных устройств и доступного вещества для тушения пожара - воды.

Задача достигается тем, что устройство тушения пожара содержит генератор, выполненный в виде съемного и сменного реактивного двигателя с направлением выходного сопла двигателя вниз под углом к вертикальной оси, при этом устройство содержит не менее трех реактивных двигателей, расположенных симметрично друг к другу относительно вертикальной оси и объединенных в блоки, при этом каждый блок двигателей соединен с гибким вертикальным трубопроводом, который соединен с гибким горизонтальным трубопроводом, а горизонтальный трубопровод через подающий насос соединен с источником воды, при этом кабель электропитания каждого двигателя соединен с блоком питания (электрогенератором) и управления, расположенным на земле.

Задача достигается и тем, что реактивными двигателями являются электрогидрореактивные (ЭГРД) двигатели.

Задача достигается и тем, что источником воды является природный и (или) искусственный водоем и (или) автоцистерна.

На фиг.1 изображена схема развертывания и подключения блоков ЭГРД к трубопроводу; на фиг.2 - блок электрогидрореактивных двигателей (ЭГРД), вид сверху; на фиг.3 - пример тушения пожара лесного массива; на фиг.4 - схема электрических силовых цепей и цепей управления двигателями.

Устройство содержит блоки 1 ЭГРД, состоящие из трех электрогидрореактивных двигателей 2, вертикальный трубопровод 3, горизонтальный трубопровод 4, питающий насос 5, водоем 6, позицией 7 обозначены водяные струи, очаг пожара 8. автоцистерна 9 с водой, 10 - кабели управления, 11 - блок управления, 12 - магнитные катушки, 13 -силовой кабель, 14 - источник питания, 15 - электроды двигателя, 16 - электроуправляемые размыкатели, 17 - отражатель, 18 - выходное отверстие (сопло) двигателя.

Все ЭГРД собраны в блоки - по три ЭГРД, расположенных под углами 120°. В горизонтальной плоскости и под углами порядка 45° по вертикальной оси. Общее число блоков ограничивается возможностями визуального управления, грузоподъемности и общего веса трубопровода. Ориентировочно блоки размещаются с шагом 50-100 м, общая длина трубопровода - от нескольких сотен метров до нескольких км. Площадь, охватываемая тушением, определяется глубиной захвата и протяженностью полосы. Трубопровод перемещается вдоль дороги или окраины поля, леса, по реке.

Расстояние, на которое могут подниматься и разворачиваться трубопроводы, ограничивается лишь зоной прямой видимости и возможностью управления. При вынесении управления, например, на вертолет удаление от точки развертывания может существенно увеличиться. ЭГРД можно запускать с “дороги”. Горючее для автомашин обойдется гораздо дешевле авиационного горючего, да и количество горючего для доставки к месту пожара воды для одного и того же количества воды существенно меньше в предлагаемом варианте.

Устройство работает следующим образом.

Предлагаемая система состоит из гибких вертикальных трубопроводов 3, одним концом подключаемых к блокам 1 электрогидрореактивных двигателей 2 (ЭГРД), а другим - к горизонтальному трубопроводу 4, который подсоединяется к насосу подкачки 5. Вся система в простейшем, собранном заранее варианте растягивается на земле. Блоки электрогидрореактивных двигателей устанавливаются на подставках для вертикального ориентирования.

Вода в систему подается из подходящих источников 6 (ручьи, озера) или из наземных цистерн 9. С помощью насоса подкачки 5 вода поступает в горизонтальный трубопровод 4 и далее поступает в гибкие трубопроводы 3 и подается в блоки 1 электрогидрореактивных двигателей и поступает в каждый из электрогидрореактивных двигателей 2 (ЭГРД), составляющих блок 1 электрогидрореактивных двигателей. После включения насоса подкачки 5 происходит заполнение водой всех трубопроводов и полостей двигателей ЭГРД. По кабелю управления 10 от блока управления 11 на магнитные катушки 12 двигателей 2 подается электрический ток. Одновременно по силовому кабелю 13 от источника питания 14 к электродам 15 каждого двигателя подается рабочий ток. Источник питания 14 содержит индуктивный элемент (на схеме не показан), включенный электрически последовательно в контур питания двигателей.

В исходном состоянии электроды 15 каждого двигателя 2 электрически шунтированы контактами дистанционно и электрически управляемых размыкателей 16. При подаче тока в рабочий контур и достижении величины тока определенного значения поочередно в заданной последовательности происходит включение размыкателей 16. В результате разрыва электрической цепи контура и индуктивного характера электрического сопротивления контура на контактах размыкателя 16 и на электродах 15 двигателя 2 возникает кратковременный высоковольтный импульс, достаточный для создания электрической дуги между электродами 15 и инициирования электрогидравлического разряда в межэлектродном пространстве. При разряде в воде появляется ударная волна, которая фокусируется отражателем 17 в выходное отверстие 18 и выталкивает воду из двигателя. Непрерывность струи воды обеспечивается плотным и непрерывным контактом электрической дуги (области разряда) с водой путем ее движения в межэлектродном пространстве с линейной скоростью, большей скорости звука в воде. Такое движение электрической дуги обеспечивается взаимодействием дуги с внешним магнитным полем, создаваемым с помощью магнитных катушек. Электродная система находится в фокусной области собирающего отражателя. Распространяющаяся от электродной системы ударная волна собирается в выходном отверстии 18. Вода выталкивается из выходного отверстия, создавая реактивную силу.

Постепенно включаются все ЭГРД, происходит подъем гибких трубопроводов 3 и 4 в воздух, увод их в зону пожара и одновременное распыление воды над очагом пожара.

С целью гибкого управления перемещением в пространстве трубопроводов оси электрогидрореактивных двигателей 2 в подъемном блоке 1 ориентированы под углами 120°. На фиг.2 показано расположение отдельных электрогидрореактивных двигателей 2 в подъемном блоке электрогидрореактивных двигателей 1 (вид сверху).

Электропитание электрогидрореактивных двигателей осуществляется по кабелям от блока питания (электрогенератора) и управления, расположенного на земле. Регулируя силу тока в магнитных катушках 12 каждого электрогидрореактивного двигателя 2 с земли с помощью блока управления 11, оператор управляет процессом подъема (развертывания), перемещения в воздухе над очагом пожара, свертывания (опускания) летающей части системы пожаротушения (блоки ЭГРД и гибкие трубопроводы). Выбрасываемая из электрогидравлических двигателей вода производит пожаротушение.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечит большую площадь охвата горящего леса, низкую затратность по сравнению с прототипом и исключит опасность повреждения техники и гибели людей, т.к. шланг с двигателями растягиваются над горящим лесом без участия людей в опасной зоне, т.е. заявляемый способ сочетает достоинства авиационного способа тушения лесов и наземного способа орошения.

Изобретение относится к технике пожаротушения и может быть использовано для тушения лесных пожаров в местах, являющихся непроходимыми для машин, но куда воздушную технику не засылают из-за малых расстояний. Преимущественная область применения предлагаемого способа - это полосы лесного массива глубиной в несколько километров вдоль дорог (шоссе, проселочных, лесовозных, просек, и т.д.), края лесного массива, ручьев, речек, мелких озер. Задача изобретения - повысить надежность тушения лесных пожаров и безопасность проведения работ по тушению лесных пожаров, снизить (уменьшить) затраты на проведение работ, связанных с тушением лесных пожаров. Технический результат заключается в применении наземных устройств и доступного вещества для тушения пожара - воды. Устройство тушения пожара содержит не менее трех реактивных двигателей, расположенных симметрично друг к другу относительно вертикальной оси и объединенных в блоки, при этом каждый блок двигателей соединен с гибким вертикальным трубопроводом, который соединен с гибким горизонтальным трубопроводом, а горизонтальный трубопровод через подающий насос соединен с источником воды, при этом кабель электропитания каждого двигателя соединен с блоком питания (электрогенератором) и управления, расположенным на земле. Реактивными двигателями являются электрогидрореактивные (ЭГРД) двигатели, а источником воды является природный и (или) искусственный водоем и (или) автоцистерна. По трубопроводам к ЭГРД подается вода и одновременно электропитание. ЭГРД создают реактивную струю и происходит подъем гибких трубопроводов в воздух, увод их в зону пожара и одновременное распыление воды над очагом пожара, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство тушения пожара, содержащее генератор, выполненный в виде съемного и сменного реактивного двигателя, с направлением выходного сопла двигателя вниз под углом к вертикальной оси, отличающееся тем, что устройство содержит не менее трех реактивных двигателей, расположенных симметрично друг к другу относительно вертикальной оси и объединенных в блоки, при этом каждый блок двигателей соединен с гибким вертикальным трубопроводом, который соединен с гибким горизонтальным трубопроводом, а горизонтальный трубопровод через подающий насос соединен с источником воды, при этом кабель электропитания каждого двигателя соединен с блоком питания (электрогенератором) и управления, расположенным на земле.2. Устройство для тушения пожара по п.1, отличающееся тем, что реактивными двигателями являются электрогидрореактивные (ЭГРД) двигатели.3. Устройство для тушения пожара по п.1, отличающееся тем, что источником воды является природный и (или) искусственный водоем, и (или) автоцистерна.