ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ОРОСИТЕЛЬ
GAS-LIQUID SPRINKLER

Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к устройствам, обеспечивающим подачу огнетушащей жидкости на очаг возгорания.
Известно «Устройство для пневматического распыления жидкости» по авторскому свидетельству СССР №1209309, содержащее корпус с распыляющим соплом, размещенный внутри корпуса вкладыш в виде насадки, у которой каналы на цилиндрическом участке выполнены прямолинейными по образующей, а сужающийся участок вкладыша выполнен в виде усеченного конуса, центральный канал вкладыша сообщается с источником подачи жидкости, вкладыш образует с корпусом кольцевую камеру, сообщающуюся с патрубком подачи сжатого воздуха.
Недостатком известного устройства по авторскому свидетельству №1209309 является низкая дисперсность распыленных капель, обусловленная дозвуковой скоростью распыляющего жидкость потока воздуха, истекающего из распыляющего сопла.
Известен «Ороситель для распыления огнетушащей жидкости установки пожаротушения» по патент РФ на изобретение №2551067, принятый в качестве ближайшего аналога, включающее выполненный в виде толстостенного стакана, имеющего донную часть с каналами и боковую стенку, снабженную расположенными рядами наклонными к оси оросителя каналами, оси наклона которых в каждом ряду увеличиваются по мере удаления от донной части стакана до прямого угла, образующего ряд горизонтальных каналов, при этом ороситель снабжен дополнительными наклонными каналами, расположенными по меньшей мере в один ряд выше ряда с горизонтальными каналами, при этом диаметр горизонтальных каналов превышает диаметр наклонных каналов.
Недостатком известного устройства по патенту РФ на изобретение №2551067 является низкая дисперсность распыленных капель, обусловленная дроблением взаимодействующих между собой струй жидкости, истекающих из каналов толстостенного стакана.
Перед заявляемым изобретением поставлена задача повышения эффективности пожаротушения за счет увеличения концентрации капель малых размеров огнетушащей жидкости, распыленных взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями газа.
Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что газожидкостный ороситель содержит круглый корпус с газовой коллекторной полостью, охватывающей жидкостной коллектор, установленные с одной стороны корпуса штуцер подвода огнетушащей жидкости в жидкостной коллектор и патрубок подвода газа в газовую коллекторную полость, установленные с другой стороны корпуса сообщающиеся с газовой коллекторной полостью сверхзвуковые сопла и сообщающиеся с жидкостным коллектором каналы подачи огнетушащей жидкости, при этом сверхзвуковые сопла и каналы подачи огнетушащей жидкости равномерно расположены вокруг оси корпуса и установлены в несколько рядов на тороидальной поверхности корпуса с радиусом образующей окружности R, ось вращения которой совпадает с осью корпуса, в каждом ряду оси каналов подачи огнетушащей жидкости расположены между осями сверхзвуковых сопел, которые выполнены в виде конуса, расширяющегося в направлении истечения газа к центру образующей окружности тороидальной поверхности, эти оси пересекают центр образующей окружности тороидальной поверхности, а также лежат в одной плоскости с осью корпуса.
Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по патент РФ на изобретение №2551067 тем, что сверхзвуковые сопла и каналы подачи огнетушащей жидкости равномерно расположены вокруг оси корпуса и установлены в несколько рядов на тороидальной поверхности корпуса с радиусом образующей окружности R, ось вращения которой совпадает с осью корпуса, в каждом ряду оси каналов подачи огнетушащей жидкости расположены между осями сверхзвуковых сопел, которые выполнены в виде конуса, расширяющегося в направлении истечения газа к центру образующей окружности тороидальной поверхности, эти оси пересекают центр образующей окружности тороидальной поверхности, а также лежат в одной плоскости с осью корпуса.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно, обеспечило повышение эффективности пожаротушения за счет увеличения концентрации капель малых размеров огнетушащей жидкости, распыленных взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями газа.
На фиг. 1 представлен продольный разрез газожидкостного оросителя.
На фиг. 2 представлен вид по стрелке А фиг. 1.
Газожидкостный ороситель (фиг. 1) содержит круглый корпус 1 с газовой коллекторной полостью 2, охватывающей жидкостной коллектор 3, установленные с одной стороны корпуса штуцер 4 подвода огнетушащей жидкости в жидкостной коллектор 3 и патрубок 5 подвода газа в газовую коллекторную полость 2, установленные с другой стороны корпуса 1 сообщающиеся с газовой коллекторной полостью 2 сверхзвуковые сопла 6 и сообщающиеся с жидкостным коллектором 3 каналы 7 подачи огнетушащей жидкости, при этом сверхзвуковые сопла 6 и каналы 7 подачи огнетушащей жидкости равномерно расположены вокруг оси 8 корпуса 1 и установлены в несколько рядов 9 на тороидальной поверхности 10 корпуса 1 с радиусом образующей окружности 11 R, ось 12 вращения которой совпадает с осью 8 корпуса 1, в каждом ряду 9 оси 13 каналов 7 подачи огнетушащей жидкости расположены между осями 14 сверхзвуковых сопел 6, которые выполнены в виде конуса 15, расширяющегося в направлении истечения газа к центру 16 образующей окружности 11 тороидальной поверхности 10, эти оси пересекают центр 16 образующей окружности 11 тороидальной поверхности 10, а также лежат в одной плоскости 17 с осью 8 корпуса 1.
Газожидкостный ороситель (фиг. 1, 2) работает следующим образом. При срабатывании системы пожаротушения огнетушащая жидкость (например, вода) и газ (например, инертный газ: азот, аргон или углекислый газ) под давлением поступают в газожидкостный ороситель. Огнетушащую жидкость через штуцер 4 подвода огнетушащей жидкости подают в жидкостной коллектор 3. Распределяясь в жидкостном коллекторе 3, огнетушащая жидкость истекает струями через сообщающиеся с ним каналы 7 подачи огнетушащей жидкости. Газ через патрубок 5 подвода газа подают в газовую коллекторную полость 2, охватывающую жидкостной коллектор 3. Распределяясь в газовой коллекторной полости 2, газ истекает сверхзвуковыми струями через сверхзвуковые сопла 6. Сверхзвуковое сопло 6 выполнено в виде конуса 15, расширяющегося в направлении истечения газа к центру 16 образующей окружности 11 тороидальной поверхности 10, или в виде сопла Лаваля. Подаваемый на очаг возгорания из сверхзвуковых сопел 6 инертный газ вытесняет из зоны горения кислород и препятствует его притоку из окружающей среды, способствуя тушению возгорания.
Для обеспечения объемного пожаротушения с равномерным орошением очага возгорания и формирования факела распыления с высокой концентрацией капель малых размеров сверхзвуковые сопла 6 и каналы 7 подачи огнетушащей жидкости равномерно расположены вокруг оси 8 корпуса 1 и установлены в несколько рядов 9, например 20 рядов (фиг. 2), на тороидальной поверхности 10 корпуса 1 с радиусом образующей окружности 11 R. Ось 12 вращения образующей окружности 11 совпадает с осью 8 корпуса 1. В каждом ряду 9 оси 13 каналов 7 подачи огнетушащей жидкости и оси 14 сверхзвуковых сопел 6 лежат в одной плоскости 17 с осью 8 корпуса 1. Сверхзвуковые струи газа, истекающие из сверхзвуковых сопел 6, охватывают струю огнетушащей жидкости, истекающей из канала 7 подачи огнетушащей жидкости, оказывают на нее сильное аэродинамическое воздействие, приводящее к ее распаду на капли. В каждом ряду 9 из-за пересечения осей 14 сверхзвуковых сопел 6 в центре 16 образующей окружности 11 тороидальной поверхности 10 наблюдается взаимодействие между собой сверхзвуковых струй газа и возникновение интенсивных скачков уплотнения. Также интенсивные скачки уплотнения возникают при взаимодействии сверхзвуковых струй газа, истекающих из сверхзвуковых сопел 6, расположенных в соседних рядах 9. Таким образом, истекающие из сверхзвуковых сопел 6 и взаимодействующие между собой сверхзвуковые струи газа образуют развитую систему скачков уплотнения. Образовавшиеся в результате распада струи огнетушащей жидкости, истекающей из каналов 7 подачи огнетушащей жидкости, крупные капли, проходя через скачки уплотнения, каждый раз дробятся на более мелкие капли. Оси 13 каналов 7 подачи огнетушащей жидкости также пересекаются в центре 16 образующей окружности 11 тороидальной поверхности 10, что приводит к высокой концентрации капель, их сталкиванию между собой и последующему дроблению на более мелкие капли. Такая организация факела распыления обеспечивает существенную концентрацию капель малых размеров, например, при распылении воды средний диаметр капель составляет 10-40 мкм.
Таким образом, совместное использование инертного газа и высокой концентрации капель малых размеров огнетушащей жидкости обеспечивает высокую эффективность объемного пожаротушения.
Изобретение позволило получить технический результат, а именно обеспечило повышение эффективности пожаротушения за счет увеличения концентрации капель малых размеров огнетушащей жидкости, распыленных взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями газа.