СИСТЕМА ДЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
FIRE-EXTINGUISHING INSTALLATION

Изобретение предназначено для тушения пожаров в ограниченном пространстве.
Проблема, существующая в области тушения пожаров в ограниченном пространстве, заключается в том, что при значительной температуре в очаге возгорания разогретые продукты горения поднимаются вверх к потолку помещения, способствуя притоку свежего воздуха в зону горения, в результате чего наблюдается распространение пламени.
Известна система пожаротушения [1], содержащая емкость для огнегасящей жидкости, датчики возгорания, клапаны, распылительные головки, содержащие по крайней мере два сопла, трубопроводы для подвода огнегасящей жидкости к распылительным головкам. Распылительные головки установлены вдоль обеих боковых стенок помещения напротив друг друга.
Данная система для пожаротушения работает следующим образом: при возникновении возгорания срабатывают датчики возгорания, которые открывают клапан. Огнегасящая среда под давлением поступает по трубопроводам в распылительные головки, через сопла которых происходит ее распыление. За счет тонкодисперсного распыления образующийся водяной туман эффективно охлаждает зону горения и восходящий поток продуктов горения, что вызывает его осаждение. Это в свою очередь препятствует циркуляции воздуха в помещении и соответственно притоку свежего воздуха в зону горения. Происходит тушение очага возгорания.
Система для тушения пожаров позволяет эффективно тушить пожары с невысокой температурой в очаге возгорания. Также за счет особенностей установки распыливающих головок система пожаротушения может быть применена для эффективного тушения пожаров в пространствах, предназначенных для перевозки транспортных средств.
Недостатком системы пожаротушения является то, что она не позволяет тушить пожары с высокой температурой в очаге возгорания, поскольку не позволяет достаточно эффективно охладить разогретые продукты горения, которые поднимаются вверх к потолку помещения. На место поднимающихся разогретых продуктов горения в зону горения поступает свежий воздух, в результате чего наблюдается распространение пламени. Это обусловлено тем, что создаваемый распыливающими головками огнегасящий туман испаряется при контакте с восходящим газовым потоком высокой температуры и не может его достаточно эффективно охладить.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является система для пожаротушения [2], содержащая емкость для огнегасящей среды, датчики возгорания, клапаны, управляющие входы которых соединены с выходами датчиков возгорания, распыливающие головки и трубопроводы для подвода огнегасящей среды в распыливающие головки, при этом распыливающие головки выполнены из двух частей, одна из которых выполнена в виде усеченного конуса с отверстиями для подачи воздуха и соплом, а другая - в виде конуса, внутри которого установлены один в другом металлические цилиндры, скрепленные между собой металлическими перегородками, и заглушка с обратным конусом, установленная в центральном цилиндре, при этом пространство между конусом и наружным металлическим цилиндром заглушено с образованием отверстия в верхней части головки.
На фиг. 1 приведен план-схема известной системы для пожаротушения.
На фиг. 2 приведена конструкция распыливающей головки.
На фиг. 3 показан разрез A-A конструкции распыливающей головки на фиг.  2.
На фиг. 4 приведена структурная схема известной системы для пожаротушения.
На фиг. 5а, б приведены иллюстрации вида сверху покрытия зон пожаротушения известной системы для пожаротушения:
- а - очаг возгорания находится в «видимой» для распыливающих головок зоне пожаротушения;
- б - очаг возгорания находится в «невидимой» для распыливающих головок зоне пожаротушения.
Система для пожаротушения содержит емкость для огнегасящей среды 1, датчики возгорания 2, клапаны 3, распыливающие головки 4, трубопроводы 5 для подвода огнегасящей жидкости к распыливающим головкам. Распыливающие головки 4 выполнены из двух частей, при этом одна часть выполнена в виде усеченного конуса 6 с отверстиями для подачи воздуха и соплом 7, а другая выполнена в виде конуса 8, внутри которого установлены один в другом металлические цилиндры 9, скрепленные между собой металлическими перегородками 10, и заглушка 11 с обратным конусом 12, расположенная в центральном цилиндре 13, причем пространство между конусом и наружным металлическим цилиндром 14 заглушено с образованием отверстия 15 в верхней части головки.
Система для пожаротушения работает следующим образом.
При возникновении возгорания срабатывают датчики возгорания 2, которые открывают клапан 3. Огнегасящая среда под давлением поступает по трубопроводам 5 в распылительные головки 4. В первой части распылительной головки происходит ее смешивание с воздухом, поступающим через отверстия в конусе 6. Далее огнегасящая жидкость поступает в центральный цилиндр 13 второй части распыливающей головки, содержащий заглушку 11 с обратным конусом 12. Поток огнегасящей среды ударяется о заглушку 11 с обратным конусом 12, возвращается и сталкивается со встречным потоком огнегасящей среды, что вызывает рост давления, который способствует распространению огнегасящей среды по каналам, образованным цилиндрами 9 различного диаметра. За счет высокого давления, небольшого расстояния между цилиндрами и предварительного смешивания с воздухом происходит эффективное диспергирование огнегасящей жидкости на выходе из распыливающей головки. Часть огнегасящей жидкости поступает в пространство между корпусом распыливающей головки и внешним цилиндром 14 и образует за счет формы выходного отверстия 15 тонкую водяную пленку. Тонкодисперсный водяной туман эффективно охлаждает зону горения и восходящий поток продуктов горения, приводя к его осаждению. Тонкая водяная пленка образует купол над зоной горения. Это препятствует циркуляции воздуха в помещении, что предотвращает поступление свежего воздуха в зону, через которую происходит ее распыление. За счет тонкодисперсного распыления образующийся водяной туман эффективно охлаждает зону горения и восходящий поток продуктов горения, что вызывает его осаждение. Это в свою очередь препятствует циркуляции воздуха в помещении и соответственно притоку свежего воздуха в зону горения. Происходит тушение очага возгорания.
Недостатком известной системы пожаротушения для тушения пожаров в ограниченном пространстве является наличие «невидимых» зон пожаротушения (см. фиг. 5.б).
Действительно, анализ фиг. 5.б показывает, что при фиксированном закреплении распыливающих головок (РГ) в известной системе пожаротушения для тушения пожаров в ограниченном пространстве имеются «невидимые» зоны пожаротушения, так как из описания известной системы для пожаротушения следует, что «распылительные головки установлены вдоль обеих боковых стенок помещения напротив друг друга».
Другими словами, в описании известной системы для пожаротушения нигде не указано, что распылительные головки изменяют направления распыления огнегасящей среды для покрытия очага возгорания в «невидимых» зонах пожаротушения.
Принимая во внимание назначение системы пожаротушения, наличие «невидимых» зон пожаротушения, по мнению авторов предлагаемого изобретения, является недопустимым показателем. Поэтому адаптация зоны покрытия системы пожаротушения к очагу возгорания является актуальной задачей.
Изобретение направлено на повышение эффективности системы пожаротушения.
Для этого в систему для пожаротушения, содержащую емкость для огнегасящей среды, датчики возгорания, клапаны, управляющие входы которых соединены с выходами датчиков возгорания, распыливающие головки и трубопроводы для подвода огнегасящей среды в распыливающие головки, при этом распыливающие головки выполнены из двух частей, одна из которых выполнена в виде усеченного конуса с отверстиями для подачи воздуха и соплом, а другая - в виде конуса, внутри которого установлены один в другом металлические цилиндры, скрепленные между собой металлическими перегородками, и заглушка с обратным конусом, установленная в центральном цилиндре, при этом пространство между конусом и наружным металлическим цилиндром заглушено с образованием отверстия в верхней части головки, дополнительно введены контроллер и поворотные устройства, при этом вход контроллера соединен с выходом датчиков возгорания, а выход контроллера соединен с управляющими входами поворотных устройств, которые расположены между трубопроводом для подвода огнегасящей среды в распыливающие головки и распыливающими головками.
Суть предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности системы для пожаротушения за счет расширения «видимой» зоны пожаротушения путем адаптации зоны покрытия системы для пожаротушения к очагу возгорания.
На фиг. 6 приведена структурная схема предлагаемой системы для пожаротушения.
На фиг. 7 приведена иллюстрация вида сверху покрытия зон пожаротушения предлагаемой системы для пожаротушения.
На фиг. 8 приведена иллюстрация вида сверху определения направления распыливающей головки с огнегасящей средой в очаг возгорания.
На фиг. 9 приведена конструкция поворотного устройства VPT-2400 [3].
Как следует из фиг. 6, по сравнению с известной системой предлагаемая система дополнительно включает контроллер и поворотные устройства (ПУ). Контроллер предназначен для определения местоположения датчика возгорания, от которого поступил сигнал о возгорании. В простейшем случае местоположение определяется по номеру датчика возгорания, от которого пришло тревожное исходное извещение. Затем контроллер определяет направление поворота для каждой распыливающей головки (см. фиг. 7, 8). Например, из анализа фиг. 8 следует, что при получении сигнала о возгорании от датчика возгорания 3, распыливающую головку 1 с огнегасящей средой необходимо повернуть на +45°, а распыливающую головку 2 с огнегасящей средой необходимо повернуть на -45°. После контроллера силовое управляющее напряжение подается на ПУ. Применение ПУ позволяет изменять направление подачи огнегасящей среды. Как следует из анализа фиг. 7, при направлении распыливающей головки с огнегасящей средой в очаг возгорания диаграмма направленности огнегасящей среды полностью покрывает очаг возгорания и, тем самым, повышается эффективность системы для пожаротушения.
Таким образом, в предлагаемой системе для пожаротушения повышается эффективность пожаротушения за счет расширения «видимой» зоны пожаротушения путем адаптации зоны покрытия системы для пожаротушения к очагу возгорания. Новые свойства предлагаемой системы позволяют более эффективно использовать систему. При этом сохраняются достоинства известной системы для пожаротушения.
Список использованных источников
1. Сундхольм Геран. Система для пожаротушения / Г. Сундхольм // Патент №2258550 РФ. Заявл. 06.10.2000. Опубл. 20.08.2005.
2. Долгов, Р.В. Система для пожаротушения / Р.В. Долгов, С.М. Байнов, Ю.М. Байнов // Патент №2379079 РФ. Заявл. 05.08.2008. Опубл. 20.01.2010.
3. http://www.arstel.com/catalog/section/99, VPT-2400. Поворотные устройства и контроллеры.