АВТОМАТИЧЕСКАЯ СТАЦИОНАРНАЯ СИСТЕМА ПОЖАРОТУШЕНИЯ И/ИЛИ ЗАЩИТЫ ОТ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ТАКИХ ОБЪЕКТОВ КАК ПОМЕЩЕНИЯ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области пожаротушения, точнее к техническим средствам автоматического пожаротушения; предназначена, преимущественно, для тушения пожаров и/или предотвращения распространения очага возгорания внутри или снаружи таких объектов как помещения в зданиях и сооружениях различного назначения.
Известны автоматические системы пожаротушения: однопорогового (RU 2314847 С1, 2008 г.), двухпорогового (RU 2283149 С1, 2006 г.) или с чередой дублирующих ступеней пожаротушения (RU 2368409 С1, 2009 г.), обеспечивающие при срабатывании следящих датчиков пламени или теплового порога распыление внутри помещений порошкообразных или аэрозольных огнетушащих средств, использование которых ухудшает условия работы персонала пожаротушения, а контакт этих средств с находящемся в помещении имуществом в результате такого пожаротушения зачастую наносит ему значительный урон. К тому же при однопороговом режиме пожаротушения снижается его эффективность, а при двух- и многопороговом режимах увеличивается время пожаротушения и усложняется алгоритм управления процессом.
Более эффективными по времени срабатывания и обеспечению сохраности имущества являются устройства пожаротушения, реализующие бесконтактный способ тушения возгорания путем воздействия на пламя генерируемыми высоковольтными электрическими разрядами, подаваемыми в зону очага возгорания вручную или с помощью установок.
Так известна мобильная пожарная установка (RU 69754 U1, 2006 г.), содержащая средство передвижения с расположенными на нем и соединенными между собой регулируемыми по длине эластичным проводником: источником электроэнергии, преобразователем постоянного напряжения и устройством генерации электрических разрядов в виде подключеного к высоковольтному конденсатору положительного электрода в форме «граблей» с иглами; а также выдвижное устройство, обеспечивающее доставку этого электрода в зону электронного облака (плазмы) пламени с отрицательно заряженными электронами.
Основным недостатком такой установки является то, что при тушении возгорания оператор вынужден находится в зоне предельной близости к очагу возгорания, а принцип использования вместо отрицательного высоковольтного электрода плазмы пламени в этом аналоге не только ухудшает эффективность генерации требуемой напряженности электрического поля, необходимого для подавления реакции горения, снижая эффективность пожаротушения в целом, но и не позволяет использовать такую установку для превентивной защиты помещений и т.п. объектов от пожарной опасности. Кроме того в реальных условиях пожаротушения из-за высокой температуры пламени технически затруднительно реализовать введение электрода вглубь факела пламени.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является автоматическая стационарная система, обеспечивающая помимо тушения возгорания еще и возможность защиты от пожарной опасности таких объектов как помещения в зданиях и сооружениях различного назначения (ЕР 0436487 А1, 1991 г., фиг.7), которая содержит управляющий блок и связанные с ним устройство отслеживания пожарной опасности в виде комплекта средств регистрации возгорания, например функциональных датчиков пожарной сигнализации и, по меньшей мере один, узел генерации рабочего электрического поля, состоящий из высоковольтного преобразователя напряжения, получаемого от используемого источника электропитания, и подключенных к нему двух разноименных высоковольтных электродов, установленных с воздушным зазором друг относительно друга, причем в качестве отрицательно заряженного электрода в ней служит заземленная плита пола помещения. Положительно заряженный электрод организован рядом кольцевых модулей, уложенных с зазором на эту плиту. Работа системы - прототипа основана на создании интенсивного рабочего электрического поля в зоне основания пламени, воздействующего на него пока оно не исчезнет.
К недостаткам прототипа следует отнести сниженную эффективность устройства, обусловленную односторонним по отношению к факелу пламени размещением разноименных электродов, с помощью которых генерируют рабочее электрическое поле, поскольку в результате такого размещения воздействие электрическим полем на пламя ограничено только зоной его основания. К тому же в прототипе не реализованы возможности расширения функционального диапазона устройства, поскольку размещение разноименных электродов друг над другом с небольшим (воздушным) зазором между ними - практически в одной плоскости объекта (в полу) - и использование в качестве одного из электродов заземленного пола помещения ограничивает вариантность и эффективность защиты объекта, в т.ч. при наличии усложненных конструктивных параметров и геометрии помещения, когда предусмотренное в прототипе расположение электродов технически не реализуемо.
Задача, решаемая полезной моделью, направлена на расширение арсенала технических средств - автоматических стационарных систем, реализующих способ бесконтактного пожаротушения/защиты от пожара путем воздействия на пламя возгорания высоковольтным электрическим полем.
Технический результат, получаемый от реализации предлагаемого технического решения, заключается в повышении эффективности системы и расширении ее функционального диапазона.
Заявленный технический результат достигается тем, что в автоматической стационарной системе пожаротушения и/или защиты от пожарной опасности таких объектов как помещения в зданиях, сооружениях различного назначения, имеющей управляющий блок и связанное с ним устройство отслеживания пожарной опасности в виде комплекта средств регистрации возгорания, например функциональных датчиков пожарной сигнализации, а также, по меньшей мере один, узел генерации рабочего электрического поля, содержащий высоковольтный преобразователь напряжения, получаемого от используемого источника электропитания, и два подключенных к нему разноименных высоковольтных электрода, установленных на расстоянии друг относительно друга, причем отрицательно заряженный электрод размещен в зоне нижней горизонтальной плоскости защищаемого объекта, в отличие от известных аналогов, положительно заряженный электрод узла генерации рабочего электрического поля размещен над отрицательно заряженным электродом в верхней горизонтальной плоскости объекта или установлен сбоку от него и размещен в боковой вертикальной плоскости объекта, при этом оба электрода установлены друг относительно друга на таком расстоянии h, которое обеспечивает получение рабочего электрического поля с возможностью воздействия на весь объем факела пламени одновременно.
Дополнительные отличия системы состоят в том, что в ней:
- преобразователь напряжения узла генерации рабочего электрического поля выполнен регулируемым;
- разноименные электроды узла генерации рабочего электрического поля установлены друг относительно друга на расстоянии h, равном параметру объекта, соответствующему конкретной схеме размещения электродов в двух противолежащих горизонтальных плоскостях или в двух прилегающих друг к другу плоскостях: вертикальной и горизонтальной;
- каждый из электродов выполнен в виде сетки с периметром, соответствующим периметру плоскости объекта, в которой он размещен;
- электроды выполнены в виде стержней или в виде сплошных или сетчатых пластин;
- имеется автономный источник электропитания.
Предлагаемое размещение электродов узла/узлов генерации электрического поля таким образом, чтобы один из них находился под зоной или в зоне основания факела пламени, а противоположный ему - над вершиной этого факела, обеспечивает формирование рабочего электрического поля (или комплекса электрических полей, если система содержит группу этих узлов), оказывающего одновременное воздействие на весь объем факела, что повышает быстродействие системы и уровень надежности подавления пламени, в то время как в прототипе оба электрода находятся по одну сторону факела и генерируемое ими рабочее электрическое поле воздействует на факел только в зоне его основания.
Разнообразие форм электродов и возможность вариантности размещения положительного электрода относительно отрицательного позволяет расширить функциональный диапазон предлагаемой системы за счет возможности обеспечения защиты помещений зданий, сооружений от пламени наружного пожара, в т.ч. и путем дополнительного размещения узлов генерации рабочих электрических полей в оконных, дверных и т.п. проемах.
Сущность изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок - схема системы (пример); на фиг.2 - вариант исполнения узла генерации электрического поля (принципиальная электросхема); на фиг.3 - пример размещения разноименных электродов в двух противолежащих плоскостях; на фиг.4 - то же в двух прилегающих плоскостях; на фиг.5 - примеры выполнения системы для комнаты в жилом или офисном помещении; на фиг.6 - пример размещения электродов в дверном проеме жилого или офисного помещения.
Предлагаемая автоматическая стационарная система, предназначена для предупреждения пожара и тушения возгорания внутри таких объектов как помещения в зданиях, сооружениях различного назначения или снаружи их. Объектом, обслуживаемым предлагаемой системой, может быть отдельное помещение внутри здания, сооружения или комплекс таких помещений, а также дверные, оконные и прочие проемы, что позволяет отсекать очаг возгорания, возникший в одном из помещений, предупреждая его распространение по другим соседним помещениям.
Система содержит управляющий блок 1 (блок формирования управляющих сигналов) и связанные с ним устройство 2 отслеживания пожарной опасности в виде комплекта средств регистрации возгорания, например функциональных датчиков 3 пожарной сигнализации или средств визуализации, и узел 4 генерации рабочего электрического поля. В зависимости от объема защищаемого объекта 5 или комплекса объектов система содержит, как минимум один один узел 4 на охраняемый объект 5, или группу таких узлов, размещенных по периметру охраняемого объекта 5 в требуемом для надежности защиты/ пожаротушения порядке. Узел 4 содержит высоковольтный регулируемый преобразователь 6 напряжения, получаемого им от используемого источника электропитания 7, и два подключенных к преобразователю 6 разноименных высоковольтных электрода: отрицательно заряженный 8 и положительно заряженный 9.
Отрицательно заряженный электрод 8 размещен в нижней горизонтальной плоскости объекта 5, например в полу помещения, нижней части проема, окна, стены и т.д, а размещение электрода 9 в зависимости от конкретного вида и назначения объекта 5 вариантно: он располагается либо оппозитно электроду 8 в верхней горизонтальной плоскости объекта, например в потолке помещения, верхней части стены, проема и т.д., либо сбоку от электрода 8 и установлен в какой-нибудь из боковых сторон помещения. Электроды 8 и 9 установлены друг относительно друга на таком расстоянии h, которое обеспечивает получение рабочего электрического поля с возможностью воздействия на весь объем факела пламени одновременно (фиг.3 и 4). В частных случаях исполнения системы расстояние h выбирается равным параметру объекта, соответствующему конкретной схеме размещения электродов в двух противолежащих горизонтальных плоскостях либо в двух взаимнопересекающихся плоскостях, или меньше его.
В качестве источника 7 исходного электрического напряжения может быть использована промышленная электросеть объекта, либо система снабжается автономным источником питания. Средства регистрации открытого пламени/дыма или других признаков пожарной опасности - датчики 3 пожарной сигнализации, такие как дымовые, тепловые, датчики пламени и т.п., или средства визуализации (не показаны) подключены к управляющему блоку 1, получающему информацию о возгорании/задымлении на охраняемой территории объекта и формирующему управляющие сигналы для исполнительных узлов 4. Схема размещения узлов 4 в защищаемом от пожара объекте 5 устанавливается такой, чтобы создать для возгорания/пожара непроходимый высоковольтный электромагнитный экран, подавляющий пламя.
Конструктивно высоковольтные электроды 8 и 9 в зависимости от вида конкретного объекта и конкретной схемы их размещения, количества и размещения узлов 4 в объекте по форме могут быть выполнены в виде: металлической сетки (проводника электрического тока), смонтированной в/на пол и потолок, например как показано на фиг.5; металлических стержней или пластин (сплошной или сетчатой), установленных с пошаговым размещением в той или иной плоскости объекта (объектов).
Принцип функционирования системы поясняется на следующем конкретном примере ее исполнения в соответствии с фиг.1.
В исходном состоянии устройство 2 системы находится в состоянии отслеживания пожарной опасности, определяемой с помощью датчиков 3 пожарной сигнализации, например дымовых, тепловых, датчиков открытого пламени, установленных по объему или/и периметру защищаемого объекта/помещения. При поступлении сигнала от датчиков 3 на блок 1, последний по заданному алгоритму формирует управляющие сигналы, подаваемые на соответствующие исполнительные узлы 4, которые генерируют с помощью задающего требуемую величину высоковольтного напряжения преобразователя 6 и электродов 8 и 9 рабочее электрическое поле, формирующее электромагнитный объемный экран, охватывающий факел пламени по всему его объему (фиг.3 и 4). Полученный таким образом электромагнитный экран не только подавляет возгорание и тушит пожар, но и является преградой на пути распространения пламени.
Данная система электрического предотвращения и гашения пламени успешно прошла опытные макетные лабораторные испытания, подтвердившие ее работоспособность.
Предлагаемая система благодаря своей эффективности, т.к. она автоматически регистрирует место и объем возгорания на первоначальной стадии его возникновения, и генерирует рабочее электрическое поле на весь объем факела пламени/огня в целом, может быть использована для предотвращения возгораний и бесконтактного тушения пламени на важных и особо важных объектах, поскольку позволяет быстрее, чем известные аналоги, остановить возгорание и уменьшить или полностью предотвратить материальный ущерб имущества этих объектов.
Изготовление системы не требует каких-либо специальных материалов, технологий, оборудования и может быть изготовлена с использованием известных и широко используемых средств и технологий.