УСТРОЙСТВО ПОЖАРОТУШЕНИЯ С ГОРЯЧИМ АЭРОЗОЛЕМ Российский патент 2013 года по МПК A62C35/02 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области техники, связанной с устройствами пожаротушения, и относится к устройствам пожаротушения охлаждающего типа, особенно к аэрозольным устройствам пожаротушения.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аэрозольные устройства пожаротушения представляют собой новые продукты пожаротушения, которые были разработаны в последние годы, и имеют такие преимущества, как высокая эффективность пожаротушения, без парникового эффекта и без повреждений озонового слоя, и т.д. При проектировании аэрозольного устройства пожаротушения подход охлаждения является важной частью дизайна.

Существующие охлаждающие структуры, как правило, имеют сферическую или другую неправильную форму, например, аэрозольное устройство пожаротушения, раскрытое в китайской патентной заявке №ZL02278270.2, в которой гранулы из керамики и глины используются в качестве фильтрующего и очищающего материала. Почти все другие способы охлаждения, раскрытые в литературе и патентных документах, также используют материалы сферической или другой неправильной формы. Эти охлаждающие среды имеют общие недостатки, такие как небольшая удельная площадь поверхности и высокая плотность, и т.д., в результате чего устройство является очень громоздким и трудным в обращении и установке. Кроме того, трудно собрать такие охлаждающие среды в однородное состояние; поэтому, охлаждающий эффект является неудовлетворительным. Кроме того, плотность охлаждающей среды может стать неоднородной после транспортировки, в результате чего это оказывает сильно негативное влияние на эффект охлаждения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чтобы преодолеть вышеупомянутые недостатки предшествующего уровня техники, настоящее изобретение обеспечивает аэрозольное устройство пожаротушения ячеистой структуры, которое имеет компактный размер, просто в установке и обеспечивает хороший эффект охлаждения. Техническое решение аэрозольного устройства пожаротушения описывается следующим образом.

Аэрозольное устройство пожаротушения содержит корпус, внутреннюю камеру, производящий аэрозоль реагент и инициирующий заряд, и охлаждающий слой ячеистой структуры или охлаждающий слой, образованный ячеистой структурой, в сочетании с охлаждающей средой сферической или неправильной формы, размещенной между химическим реагентом и выпускными отверстиями.

Корпус, описанный в настоящем изобретении, представляет собой гильзу с теплоизолирующим слоем или камеру с аэрозольным генератором; причем внутренняя камера представляет собой картридж, заполненный производящим аэрозоль реагентом.

Кроме того, ячеистая структура изготовлена из металла или неметаллического материала.

Кроме того, металлический материал представляет собой железо, алюминий, медь, титан, сплавы железа, сплавы алюминия, сплавы меди и сплавы титана.

Кроме того, неметаллический материал изготовлен из связующего реагента и одного или нескольких из следующих веществ: оксида, гидроксида, карбоната, сульфата, фосфата, хлорида, карбида или нитрида металла, или оксида, карбида или нитрида неметалла; или соли аммония, или аминосоединения.

Кроме того, неметаллический материал представляет собой керамический материал, такой как корунд, муллит, кордиерит, титанат алюминия, сподумен, цирконит, карборунд или нитрид кремния.

Кроме того, ячеистая структура представляет собой пористую структуру, имеющую правильную форму или неправильную форму.

Кроме того, ячейки в ячеистой структуре расположены в многоугольной, круговой, эллиптической или неправильной форме, предпочтительно прямоугольной форме.

Кроме того, ячеистая структура в аэрозольном устройстве пожаротушения содержит один слой, два слоя или большее количество слоев.

Кроме того, в ячеистой структуре, которая содержит два или большее количество слоев, размер ячеек в наружном слое меньше или равен размеру ячеек во внутреннем слое.

Кроме того, размер ячеек в ячеистой структуре меньше или равен 10 мм.

Кроме того, размер ячеек в ячеистой структуре меньше или равен 3,5 мм.

Кроме того, пористость ячеистой структуры выше или равна 10%, и ниже или равна 95%.

Кроме того, пористость ячеистой структуры выше или равна 20%, и меньше или равна 80%.

Кроме того, ячеистая структура поддерживает катализатор.

Кроме того, катализатор, поддерживаемый ячеистой структурой, представляет собой оксид переходных металлов, в том числе оксид железа, оксид меди, полуторный оксид никеля, перекись марганца или их композитный материал, или благородный металл, включающий платину, родий, палладий, или редкоземельный материал, в том числе оксид редкоземельного элемента, такой как оксид лантана и оксид церия, сульфат редкоземельного элемента, такой как сульфат самария и сульфат празеодима, нитрат редкоземельного элемента, такой как нитрат лантана и нитрат празеодима, фосфат редкоземельного элемента, такой как фосфат лантана и фосфат церия, хлорид редкоземельного элемента, такой как хлорид церия и хлорид самария, соль органической кислоты редкоземельного элемента, такой как ацетат лантана и ацетат самария, или какой-либо композитный материал из вышеупомянутых редкоземельных материалов.

По сравнению с известными устройствами предложенное аэрозольное устройство пожаротушения имеет следующие преимущества:

1. Ячеистая структура в устройстве имеет большую площадь теплообмена, которая может поглощать большое количество тепла в короткое время и, следовательно, обеспечивает хороший эффект охлаждения. 2. Ячеистая структура имеет правильную форму и легко собирается. Собранное аэрозольное устройство пожаротушения компактно по размерам и экономит пространство и просто в установке. 3. Ячеистая структура обеспечивает высокую воспроизводимость результатов испытаний и подходит для массового производства. 4. Ячеистая структура может легко поддерживать катализатор, для удаления токсичных газов, производимых аэрозолем, таких как оксид азота и моноксид углерода и пр.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой структурное схематичное изображение аэрозольного устройства пожаротушения, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2 представляет собой структурное схематичное изображение другого аэрозольного устройства пожаротушения, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.3 представляет собой структурное схематичное изображение другого аэрозольного устройства пожаротушения, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

На чертежах элементы представляют собой: 1 - выпускное отверстие, 2 - интерфейс электрического инициирующего заряда, 3 - наружная гильза, 4 - камера, 5 - химическое охлаждающее средство, 6 - мелкоячеистая керамическая структура, 7 - крупноячеистая керамическая структура, 8 - производящий аэрозоль реагент, 9 - система зажигания, 10 - выпускное отверстие, 11 - камера, 12 - интерфейс электрического инициирующего заряда, 13 - аэрозольный генератор, 14 - ячеистая металлическая структура, 15 - химическое охлаждающее средство, 16 - система зажигания, 17 - производящий аэрозоль реагент, 18 - выпускное отверстие, 19 - камера, 20 - интерфейс электрического инициирующего заряда, 21 - аэрозольный генератор, 22 - ячеистая карбонатная структура, 23 - система зажигания, 24 - производящий аэрозоль реагент.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

Аэрозольное устройство пожаротушения в настоящем изобретении будет далее более подробно описано со ссылкой на чертежи.

Фиг.1 представляет собой структурное схематичное изображение аэрозольного устройства пожаротушения, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на Фиг.1, устройство содержит выпускные отверстия 1, наружную гильзу 3, камеру 4, химическое охлаждающе средство 5, производящий аэрозоль реагент 8, систему 9 зажигания и инициирующий заряд, причем наружная гильза 3 образует корпус устройства, а картридж (камера 4), который наполнен производящим аэрозоль реагентом, образует внутреннюю камеру устройства.

В этом примере инициирующий заряд устройства представляет собой электрический инициирующий заряд с интерфейсом 2 электрического инициирующего заряда. Производящий аэрозоль реагент 8 установлен в картридже в наружной гильзе 3. После того, как производящий аэрозоль реагент 8 воспламеняется системой 9 зажигания, производится аэрозоль, который охлаждается химически химическим охлаждающим средством 5, расположенным на одном конце.

Для получения лучшего эффекта охлаждения также требуется и физическое охлаждение. Так, устройство дополнительно имеет охлаждающий слой в ячеистой структуре. В этом примере охлаждающий слой содержит два слоя в ячеистой керамической структуре, включая крупноячеистую керамическую структуру 6 и мелкоячеистую керамическую структуру 7, которые расположены рядом друг с другом для формирования физического охлаждающего слоя. Кроме того, размер ячейки ячеистой структуры в наружном слое меньше чем или равен размеру ячейки ячеистой структуры внутреннего слоя; наружный слой изготовлен из муллита с треугольными ячейками размером 2 мм, при 85% пористости; внутренний слой выполнен из корунда с круглыми ячейками размером 8 мм, при 45% пористости; ячеистые структуры дополнительно поддерживают катализатор (не показан), такой как пероксид марганца.

Катализатор, поддерживаемый ячеистой структурой, может представлять собой оксид переходного металла, благородный металл, редкоземельный материал или композитный материал из редкоземельных материалов.

В устройстве, выполненном, как описано выше, аэрозоль, охлаждаемый в первую очередь с помощью химического охлаждающего вещества 5, физически охлаждается ячеистыми структурами 6 и 7. Поскольку ячеистые структуры имеют, соответственно, большую площадь теплообмена, которая может поглощать большое количество тепла в течение короткого времени, аэрозоль, вытекающей из ячеистых структур, может удовлетворить всем техническим требованиям. Кроме того, катализатор, поддерживаемый ячеистой структурой, может удалять токсичные газы из аэрозоля, такие как оксид азота и моноксид углерода, чтобы минимизировать последствие влияния устройства на окружающую среду.

В другом примере устройство применяется в газовой среде. В этом примере ячеистая структура в наружном слое выполнена из кордиерита с квадратными ячейками размером 1,5 мм, при 65% пористости; ячеистая структура во внутреннем слое выполнена из корунда с круглыми ячейками размером 5 мм, при 35% пористости. Катализатор, поддерживаемый ячеистой структурой, может представлять собой оксид меди. Если ячеистая структура, используемая в настоящем изобретении, имеет ячейки размером менее 3,5 мм, температура в выпускных отверстиях и температура на стенках аэрозольного устройства будет ниже, чем 200 градусов Цельсия. В экспериментах по компьютерной симуляции доказано, что аэрозольное устройство пожаротушения, заявленное в настоящем изобретении, может безопасным образом быть использовано в газовой среде.

Кроме того, охлаждающий слой ячеистой структуры не ограничивается только охлаждающим слоем, образованным ячеистыми структурами, т.е. охлаждающий слой может быть образован ячеистой структурой, соединенной с охлаждающим материалом в сферической или неправильной форме. Как правило, охлаждающий слой расположен между химическим реагентом и выпускными отверстиями.

Фиг.2 представляет собой схематическую структурную диаграмму другого аэрозольного устройства пожаротушения, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Устройство содержит выпускные отверстия 10, камеру 11, интерфейс 12 электрического инициирующего заряда, аэрозольный генератор 13, ячеистую структуру 14, химическое охлаждающее вещество 15, систему зажигания 16 и производящий аэрозоль реагент 17, причем производящий аэрозоль реагент 17 размещен в аэрозольном генераторе 13, при этом ячеистая структура 14, используемая в этом примере, изготовлена из стали путем механической обработки на станке с ЧПУ, и имеет круглые ячейки размером 1,5 мм, при 20% пористости. Катализатор, поддерживаемый ячеистой структурой, представляет собой палладиевую мембрану.

Фиг.3 представляет собой схематическую структурную диаграмму другого аэрозольного устройства пожаротушения, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Устройство содержит выпускные отверстия 18, камеру 19, интерфейс 20 электрического инициирующего заряда, аэрозольный генератор 21, ячеистую структуру 22, систему 23 зажигания и производящий аэрозоль реагент 24, причем производящий аэрозоль реагент 24 размещен в аэрозольном генераторе 21, при этом ячеистая структура 22, используемая в этом примере, представляет собой один слой на основе карбоната кальция, выполненный формованием путем экструзии, с квадратными ячейками размером 1 мм, при 55% пористости. Кроме того, катализатор поддерживается ячеистой структурой и представляет собой хлорид лантана.

Следует отметить, что нет особого ограничения для формы ячеистой структуры, то есть ячеистая структура может представлять собой пористую структуру как правильной формы, так и неправильной формы, а ячейки в ячеистой структуре могут иметь многоугольную, круглую, эллиптическую или неправильную форму, предпочтительно прямоугольную форму. Более того, ячеистая структура может содержать один слой, два слоя или большее количество слоев.

Кроме того, чтобы получить лучший эффект охлаждения, размер ячейки ячеистой структуры предпочтительно меньше чем или равен 10 мм, более предпочтительно меньше чем или равен 3,5 мм.

Кроме того, пористость ячеистой структуры предпочтительно больше чем или равна 10% и меньше чем или равна 95%, более предпочтительно больше чем или равна 20% и меньше чем или равна 80%.

Следует отметить, что описанные выше данные и примеры являются иллюстративными. На основании представленного выше подробного описания настоящего изобретения, специалисты в данной области техники могут легко выполнять изменения или модификации вариантов выполнения без отхода от сущности настоящего изобретения; однако считается, что все эти модификации или изменения попадают в объем защиты настоящего изобретения. Специалисты в этой области техники должны понимать, что приведенное выше описание приведено исключительно для развития и объяснения цели настоящего изобретения, а не составляют какое-либо ограничение, накладываемое на настоящее изобретение. Объем защиты настоящего изобретения ограничивается исключительно формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к устройствам пожаротушения охлаждающего типа. Аэрозольное устройство пожаротушения содержит корпус, производящий аэрозоль реагент и инициирующий заряд. В корпусе расположена внутренняя камера с производящим аэрозоль реагентом. Охлаждающий слой в ячеистой структуре или охлаждающий слой, образованный ячеистой структурой, в сочетании с охлаждающей средой размещен между химическим реагентом и выпускными отверстиями корпуса. Охлаждающая среда имеет сферическую или неправильную форму. Ячеистая структура, используемая в устройстве, имеет большую площадь теплообмена, а также может поглощать большое количество тепла за короткое время и имеет хороший эффект охлаждения. Кроме того, ячеистая структура также может быть загружена катализатором для устранения вредных газов, таких как оксид азот, угарный газ и тому подобные газы, производимые аэрозолем. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Аэрозольное устройство пожаротушения, содержащее корпус, внутреннюю камеру, производящий аэрозоль реагент и инициирующий заряд, а также охлаждающий слой в ячеистой структуре или охлаждающий слой, образованный ячеистой структурой, в сочетании с охлаждающей средой, имеющей сферическую или неправильную форму, размещенной между химическим реагентом и выпускными отверстиями.

2. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что ячеистая структура изготовлена из металла или неметаллического материала.

3. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.2, отличающееся тем, что металлический материал представляет собой железо, алюминий, медь, титан, сплавы железа, сплавы алюминия, сплавы меди и сплавы титана.

4. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.2, отличающееся тем, что неметаллический материал изготовлен из связующего реагента и одного или нескольких из следующих веществ: оксида, гидроксида, карбоната, сульфата, фосфата, хлорида, карбида или нитрида металла, или оксида, карбида или нитрида неметалла, или соли аммония, или аминосоединения.

5. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.2, отличающееся тем, что неметаллический материал представляет собой керамический материал, такой как корунд, муллит, кордиерит, титанат алюминия, сподумен, цирконит, карборунд или нитрид кремния.

6. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что ячеистая структура представляет собой пористую структуру, имеющую правильную форму или неправильную форму.

7. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что ячейки в ячеистой структуре расположены в многоугольной, круговой, эллиптической или неправильной форме, предпочтительно прямоугольной форме.

8. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что ячеистая структура содержит один слой, два слоя или большее количество слоев.

9. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.8, отличающееся тем, что в ячеистой структуре, которая содержит два или большее количество слоев, размер ячеек в наружном слое меньше или равен размеру ячеек во внутреннем слое.

10. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что размер ячеек в ячеистой структуре меньше или равен 10 мм.

11. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что размер ячеек в ячеистой структуре меньше или равен 3,5 мм.

12. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что пористость ячеистой структуры выше или равна 10% и ниже или равна 95%.

13. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что пористость ячеистой структуры выше или равна 20% и меньше или равна 80%.

14. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.1, отличающееся тем, что ячеистая структура дополнительно поддерживает катализатор.

15. Аэрозольное устройство пожаротушения по п.14, отличающееся тем, что катализатор, поддерживаемый ячеистой структурой, представляет собой оксид переходных металлов, в том числе оксид железа, оксид меди, полуторный оксид никеля, перекись марганца или их композитный материал, или благородный металл, включающий платину, родий, палладий или редкоземельный материал, в том числе оксид редкоземельного элемента, такой как оксид лантана и оксид церия, сульфат редкоземельного элемента, такой как сульфат самария и сульфат празеодима, нитрат редкоземельного элемента, такой как нитрат лантана и нитрат празеодима, фосфат редкоземельного элемента, такой как фосфат лантана и фосфат церия, хлорид редкоземельного элемента, такой как хлорид церия и хлорид самария, соль органической кислоты редкоземельного элемента, такой как ацетат лантана и ацетат самария, или любой композитный материал, выбранный из вышеупомянутых редкоземельных материалов.