ОГНЕТУШИТЕЛЬ
FIRE EXTINGUISHER

Область техники
Изобретение относится к огнетушителям, в частности, к огнетушителям переносного или полустационарного типа для использования в качестве первичного средства пожаротушения.
Уровень техники
Как правило, к огнетушителям переносного или полустационарного типа, используемым в качестве первичного средства пожаротушения, относятся огнетушители, в которых используются жидкие или порошковые огнетушащие вещества, например, водные огнетушители, пенные огнетушители и порошковые огнетушители.
Следует отметить, что огнетушители, использующие в качестве огнетушащего вещества жидкость и порошок, широко используются для тушения пожаров различных типов, поскольку распылительные головки и компоненты, такие как контейнер для огнетушащего вещества, имеют простую конструкцию, и к ним не предъявляют особых требований в отношении транспортировки и хранения.
Однако если такие жидкостные и порошковые огнетушители используются для пожаротушения, жидкость и порошок рассеиваются и загрязняют окружающую среду, требуя последующей трудоемкой очистки, и, следовательно, их нельзя использовать в сооружениях, где установлено электрическое/электронное оборудование, например, вычислительное оборудование, оборудование системы связи, оборудование информационных центров и электрическое оборудование, которое нельзя загрязнять, поскольку оно сильно повреждается.
По этой причине для таких объектов, подлежащих пожаротушению, применяют противопожарное оборудование (например, патентный документ JP 08-299492 A), использующее огнетушащие вещества в виде газа, такого как углекислый газ, галоиды и инертный газ (нейтральный газ, такой как газообразный азот и аргон, по отдельности или в смеси; и аналогичное).
Патентный документ 1 - № JP 08-299492 A
Патентный документ 2 - № JP 5502157 B
Патентный документ 3 - № JP 3398624 B
Патентный документ 4 - № JP 3058841 B
Раскрытие изобретения
Противопожарное оборудование стационарного типа, использующее газовое огнетушащее вещество, должно заполнять все пространство сооружения, где установлено электрическое/электронное оборудование, что не всегда пригодно для первичного средства огнетушения, поскольку в дальнейшем требуется трудоемкая и затратная очистка.
3
Если, например, обычное противопожарное оборудование, использующее газообразный азот для пожаротушения по всей площади, установлено на участке объемом 1000 м, требуется 26 контейнеров для хранения огнетушащего вещества объемом 83 л, и при запуске этой системы она выпускает огнетушащее вещество из всех контейнеров для хранения огнетушащего вещества для создания необходимой концентрации огнетушащего вещества (концентрации уменьшения пламени), тем самым, обеспечивая пожаротушение. Однако после запуска этой системы она выпускает огнетушащее вещество из всех контейнеров даже при тушении небольшого пожара, с которым можно справиться с помощью первичных средств пожаротушения, и по этой причине такая система не всегда подходит для тушения пожаров всех типов, поскольку создает проблемы и требует расходов в отношении перезарядки и замены оборудования.
С другой стороны, что касается огнетушителя переносного или полустационарного типа, пригодного для первичного пожаротушения и использующего газовое огнетушащее вещество, существуют огнетушители, использующие углекислый газ и галоиды, но в отношении подлежащего пожаротушению объекта и способа использования таких огнетушителей имеются ограничения из-за токсического действия таких веществ на организм человека, а также существует проблема контроля утечек хладона.
В случае применения огнетушителя переносного или полустационарного типа, использующего в качестве огнетушащего средства инертный газ, например, газообразный азот, являющийся репрезентативным веществом, представляющим инертный газ, такой огнетушитель создает проблему, заключающуюся в том, что газообразный азот имеет меньшую плотность, поэтому требуется большая концентрация огнетушащего вещества для пожаротушения по сравнению с другими газовыми огнетушащими веществами, например, двуокиси углерода, и даже когда газообразный азот выпускают возле подлежащего пожаротушению объекта, он быстро рассеивается, затрудняя его направленность на объект. Кроме того, сложно поддерживать необходимую концентрацию огнетушащего вещества, поскольку выпускаемый газообразный азот легко уносится воздушным потоком, снижая эффективность пожаротушения, в результате чего возгорание сразу же возобновляется, если существует причина образования пламени, и, следовательно, такой огнетушитель нельзя применять для практических целей.
Принимая во внимание проблемы, связанные с обычными огнетушителями переносного типа или полустационарного типа, используемыми для первичного пожаротушения, задача изобретения заключается в создании огнетушителя переносного или полустационарного типа, пригодного для первичного пожаротушения, с целью обеспечения эффективного пожаротушения, используя инертные газы и т.д., и способствования поддержанию необходимой концентрации огнетушащего вещества для пожаротушения без ограничений в отношении подлежащего тушению объекта и способа использования из-за токсического действия такого вещества на организм человека.
Вышеуказанная задача решается в огнетушителе с по меньшей мере портативной распылительной головкой, выполненной с возможностью подачи огнетушащего вещества на подлежащий пожаротушению объект. Согласно изобретению огнетушащее вещество является газом, подаваемым с помощью средства подачи огнетушащего вещества, при этом на участке выпуска потока огнетушащего вещества на его пути в распылительной головке установлен металлический пористый элемент.
Средство подачи огнетушащего вещества содержит переносной контейнер для хранения вещества, который жестко соединен с распылительной головкой.
Кроме того, средство подачи огнетушащего вещества может содержать неподвижно установленный контейнер для хранения вещества, который соединен с распылительной головкой посредством рукава.
На пути потока огнетушащего вещества от средства его подачи к распылительной головке установлен регулятор, выполненный с возможностью уменьшения давления и/или регулирования расхода.
Диаметр отверстия распылительной головки составляет не менее 50 мм.
Распылительная головка может быть скомпонована из множества объединенных распылительных головок.
Огнетушащее вещество в основном представляет собой инертный газ.
В огнетушителе согласно изобретению по меньшей мере распылительная головка выполнена портативной для выпуска огнетушащего вещества на подлежащий пожаротушению объект; при этом в качестве огнетушащего вещества используется вещество газового типа, которое подают из средства подачи огнетушащего вещества; а в распылительной головке, на участке выпуска потока огнетушащего вещества, установлен металлический пористый элемент. Во время пожаротушения с использованием огнетушителя огнетушащее вещество не загрязняет окружающую среду из-за свойства инертного газа; нет ограничений и в отношении подлежащего тушению объекта и способа использования из-за отсутствия токсического действия такого вещества на организм человека, в результате чего огнетушащее средство можно направлять непосредственно без распыления и концентрировать на подлежащем пожаротушению объекте, а так же можно легко поддерживать необходимую концентрацию пожаротушения, создавая возможность использования переносного или полустационарного огнетушителя для первичного пожаротушения, обеспечивая эффект пожаротушения.
Средство подачи огнетушащего вещества состоит из контейнера для хранения огнетушащего вещества, который жестко соединен с распылительной головкой, при этом контейнер для хранения огнетушащего вещества является переносным, что позволяет удобного использовать переносной огнетушитель для первичного пожаротушения.
Средство подачи огнетушащего вещества может также состоять из контейнера для хранения огнетушащего вещества, к которому посредством рукава присоединена распылительная головка, при этом контейнер для хранения огнетушащего вещества является неподвижным, что позволяет получить полустационарный огнетушитель большого объема, пригодный для первичного пожаротушения.
Благодаря наличию регулятора, имеющего функцию уменьшения давления и/или регулирования расхода на пути потока при пожаротушении от средства подачи огнетушащего вещества к распылительной головке, возможно изменить давление (первичного давления) огнетушащего вещества газового типа, в основном, состоящего из инертного газа или газообразного азота, хранящегося под высоким давлением в контейнере для хранения огнетушащего вещества, на удобное для использования давление (вторичное давление) или поддержания приблизительно постоянного расхода огнетушащего вещества, несмотря на изменение давления вещества, осуществляя стабильное пожаротушение.
Благодаря тому, что диаметр отверстия распылительной головки составляет не менее 50 мм, можно задать большую область подержания необходимой концентрации огнетушащего вещества, выпускаемого на подлежащий пожаротушению объект.
Благодаря созданию вышеуказанной распылительной головки посредством комплекта, включающего в себя множество распылительных головок, можно задать большую область подержания необходимой концентрации огнетушащего вещества, выпускаемого на подлежащий пожаротушению объект.
Что касается огнетушащего вещества, то возможно надлежащим образом использовать огнетушащее вещество газового типа, в основном состоящее из инертного газа.
Изобретение поясняется чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан огнетушитель согласно изобретению по первому варианту его выполнения;
на фиг. 2 – распылительная головка огнетушителя; (a) вид со стороны отверстия, (b) вид со стороны соединения, (c) разрез по плоскости X-X;
на фиг. 3 – график результатов измерений соотношения между расстоянием от распылительной головки и концентрацией кислорода при использовании различных распылительных головок;
на фиг. 4 – модифицированный огнетушитель по первому варианту его выполнения;
на фиг. 5 – огнетушитель согласно изобретению по второму варианту его выполнения;
на фиг. 6 – внутренняя конструкция контейнера для хранения огнетушащего вещества и клапана контейнера по третьему варианту выполнения огнетушителя согласно изобретению;
на фиг. 7 – внутренняя конструкция контейнера для хранения огнетушащего вещества и клапана контейнера по модифицированному третьему варианту выполнения огнетушителя согласно изобретению;
на фиг. 8 – модификация огнетушителя по третьему варианту его выполнения;
на фиг. 9 – огнетушитель согласно изобретению по четвертому варианту его выполнения;
на фиг. 10 – огнетушитель согласно изобретению по пятому варианту его выполнения;
на фиг. 11 – конструкция огнетушителя; (a) – вид со стороны отверстия, (b) – разрез по плоскости Y-Y на виде (a), (c) – увеличенный разрез распылительной головки;
на фиг. 12 – конструкция огнетушителя; (a) – вид со стороны отверстия, (b) – разрез по плоскости Z-Z на виде (a), (c) – увеличенный разрез распылительной головки;
на фиг. 13 – первый пример выполнения противопожарного оборудования для локального пожаротушения, использующего распылительную головку огнетушителя согласно изобретению;
на фиг. 14 – второй пример 2 выполнения противопожарного оборудования для локального пожаротушения, использующего распылительную головку огнетушителя согласно изобретению.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 и 2 показан первый вариант выполнения огнетушителя согласно изобретению.
В этом огнетушителе 1 используется газообразный азот, который является инертным газом (в качестве огнетушащего газа также можно использовать смеси инертных газов различных типов, в том числе газообразные аргон и азот), при этом огнетушитель имеет переносной контейнер 2 для подачи огнетушащего вещества, соединенный с распылительной головкой 3, позволяющим выпускать огнетушащее вещество на подлежащий тушению объект, и газообразный азот, содержащийся в контейнере 2, причем на выпуске пути потока огнетушащего вещества в распылительной головке 3 расположен металлический пористый элемент 31.
В этом случае контейнер 2 для хранения огнетушащего вещества и распылительная головка 3 жестко соединены посредством устройства 4 управления выпуском огнетушащего вещества, обычно используемым в огнетушителе, при этом противопожарные устройства, использующие газообразное огнетушащее вещество, включают в себя клапан 41 контейнера, устройство 42 открывания и регулятор 43.
В рассматриваемом случае регулятор 43 имеет функцию уменьшения давления для изменения давления (первичного давления) газообразного азота, хранящегося при высоком давлении в контейнере 2, на удобное в использовании давление (вторичное давление), функцию регулирования давления для поддержания постоянного вторичного давления, и функцию регулирования расхода для стабильного пожаротушения посредством поддержания приблизительно постоянного расхода огнетушащего вещества, несмотря на изменение давления вещества, и с этой целью можно надлежащим образом использовать клапан постоянного расхода, например, по патентному документу JP 5502157 B).
Жесткое соединение контейнера 2 с распылительной головкой 3 не является обязательным, и, к примеру, также можно соединять распылительную головку 3 с контейнером 2 посредством гибкой трубки.
В рассматриваемом случае для того, чтобы переносной огнетушитель можно было использовать в качестве первичного средства пожаротушения, использующего газообразный азот в качестве огнетушащего вещества, в качестве распылительной головки 3 для выпуска огнетушащего вещества использован раструб 3, показанный на фиг. 2, который может выпускать огнетушащее вещество строго сосредоточено на подлежащем пожаротушению объекте без распыления.
Распылительная головка 3 состоит из корпуса 30, соединенного с трубопроводом со стороны контейнера 2, дроссельной шайбы 32 с несколькими соплами 32a (6 штук в рассматриваемом варианте выполнения), установленной с возможностью удаления на ступенчатом участке 30a, образованном во внутреннем пространстве корпуса распылительной головки, металлического пористого элемента 31, через который может проходить газ, установленного с возможностью удаления около выпуска сопел 32a, и кольцевого элемента 30b, удерживающего металлический пористый элемент 31 в контакте с периферийной частью корпуса 30 распылительной головки на ее торцевой поверхности со стороны, открытой к атмосфере.
Дроссельная шайба 32, имеющая несколько сопел 32a, установлена с возможностью снятия на ступенчатом участке 30a, образованном во внутреннем пространстве корпуса 30 распылительной головки, например, с помощью резьб, образованных на периферийных сторонах ступенчатого участка 30a и дроссельной шайбы 32.
Это позволяет выбирать дроссельную шайбу 32 с соплами 32a различных типов в зависимости от условий использования.
Дроссельную шайбу 32 можно не устанавливать, и вместо этого можно выполнять аналогичную дроссельную шайбу на корпусе 30 распылительной головки (не показано).
Сопло 32a предпочтительно изготовлено так, чтобы сторона с меньшим диаметром сопла 32a была обращена к металлическому пористому элементу 31.
Таким образом, газообразный азот равномерно проходит от центрального участка металлического пористого элемента 31 к периферийному участку, позволяя равномерно выпускать газообразный азот со всей поверхности торцевой стороны металлического пористого элемента, открытой к атмосфере.
Металлический пористый элемент 31 может иметь монолитную конструкцию, и может иметь составную конструкцию, состоящую из элемента 31a выше по потоку, и элемента 31b ниже по потоку, как показано в этом варианте выполнения.
Металлический пористый элемент 31 можно использовать спеченное тело или трехмерную сетчатую конструкцию, состоящую из неорганического материала с высокой способностью к сохранению формы (металл, оксид металла, гидрооксид металла и т.д.).
Что касается диаметра отверстий в порах материала для образования металлического пористого элемента 31, то используется однородный по всему телу указанного элемента материал, изменения в котором предусмотрены в направлении протекания газа, в частности, в направлении течения газа материала меньше, например, диаметр отверстий в порах элемента 31b со стороны ниже по потоку меньше диаметра отверстий в порах элемента 31a со стороны выше по потоку.
Меньший диаметр отверстий в порах материала для образования металлического пористого элемента 31 в направлении течения газа позволяет равномерно выпускать газообразный азот со всей торцевой стороны металлического пористого элемента 31, открытой в атмосферу.
В случае монолитной конструкции, так же, как и в случае составной конструкции металлического пористого элемента 31, его торцевая сторона, противоположная открытой наружу стороне, контактирует с корпусом 30 распылительной головки (включая дроссельную шайбу 32 в этом варианте выполнения), а торцевая сторона, открытая в атмосферу, поддерживается корпусом 30 распылительной головки через кольцевой элемент 30b, контактирующий с периферийным участком этой торцевой стороны.
В этом случае кольцевой элемент 30b установлен с возможностью снятия с корпуса 30 распылительной головки посредством резьбы, образованной на периферийной поверхности корпуса 30 раструба и кольцевого элемента 30b.
Элемент 31b со стороны ниже по потоку для образования металлического пористого элемента 31 имеет диаметр больше диаметра элемента 31a со стороны выше по потоку, и периферийный краевой участок этого элемента 31b со стороны ниже по потоку неподвижен между торцевой стороной корпуса 30 распылительной головки и краевым участком кольцевого элемента 30b, создавая тем самым возможность увеличения площади отверстия (диаметра отверстия) металлического пористого отверстия 31 (элемента 31b со стороны ниже по потоку), обращенного в атмосферу, и устанавливая большую область подержания необходимой концентрации огнетушащего вещества из газообразного азота, выпускаемого на подлежащий пожаротушению объект.
Поскольку размер пощади отверстия (диаметр отверстия) металлического пористого элемента 31, открытого в атмосферу, должен определять область (соответствующую нескольким площадям отверстия) подержания необходимой концентрации огнетушащего вещества газообразного азота для пожаротушения, диаметр отверстия должен составлять не менее 50 мм, предпочтительно не менее 70 мм, предпочтительнее 100 мм.
При использовании указанного огнетушителя 1 огнетушащее вещество не загрязняет окружающую среду. Если в огнетушителе используется инертный газ (газообразный азот), не оказывающий никакого токсического действия на организм человека, нет никаких ограничений в отношении подлежащего тушению объекта и способа использования. Огнетушащее вещество, выпускаемое на подлежащий огнетушению объект, движется прямо без распыления и может выпускаться сконцентрировано непосредственно на подлежащий пожаротушению объект, тем самым позволяя легко поддерживать необходимую концентрацию огнетушащего вещества и обеспечивать эффект пожаротушения, делая переносной огнетушитель особенно полезным в качестве первичного средства пожаротушения.
Далее перечислены характеристики огнетушителя.
Вес контейнера для хранения огнетушащего вещества (вместе с распылительной головкой): приблизительно 17 кг.
Вес газообразного азота: приблизительно 4 кг.
Давление газообразного азота при наполнении: приблизительно 30 МПа.
Продолжительность выпуска газообразного азота: приблизительно 15 секунд.
Расстояние до объекта, подлежащего пожаротушению: приблизительно 2 м.
Область подержания необходимой концентрации огнетушащего вещества газообразного азота для пожаротушения: несколько площадей отверстия механического пористого элемента (элемента со стороны ниже по потоку), выходящего в атмосферу (диаметр D отверстия металлического пористого элемента этого варианта выполнения составляет приблизительно 100 мм).

Металлический пористый элемент: металлическое пористое тело, состоящее из трехмерной сетчатой конструкции «Celmet» компании Sumitomo Electric Industries.
На фиг. 3 показаны результаты измерения соотношения между расстоянием от распылительной головки при использовании различных распылительных головок и концентрацией кислорода на центральной оси раструба в радиальном направлении огнетушащего вещества (газообразного азота).
В рассматриваемом случае распылительная головка для пожаротушения по всей площади имеет одно малое отверстие на наконечнике распылительной головки для выпуска огнетушащего вещества (газообразного азота) на объект, и локальная распылительная головка, часто используемая в углекислотных огнетушителях, имеет несколько малых отверстий, образованных горизонтально на наконечнике распылительной головки, причем весь участок наконечника распылительной головки закрыт колпаком, и из отверстия наконечника колпака огнетушащее вещество (газообразный азот) выпускают на объект, подлежащий пожаротушению.
Как показано на фиг. 3, в распылительной головке согласно этому варианту выполнения возможно поддерживать необходимую концентрацию огнетушащего вещества (концентрацию пожаротушения) для пожаротушения на расстоянии 1 – 1,5 м до подлежащего пожаротушению объекта, чего было бы сложно достигнуть, используя распылительную головку для пожаротушения по всей площади и распылительную головку для локального пожаротушения (существует возможность расширения области пожаротушения посредством увеличения диаметра D отверстия металлического пористого элемента (элемента со стороны ниже по потоку).
При использовании вышеописанного огнетушителя 1 согласно первому варианту выполнения давление газообразного азота, хранящегося под высоким давлением в контейнере 2, уменьшают посредством распылительной головки 3, снабженной контейнером 2 с огнетушащим веществом и соплом 32a. Регулятор 43 устройства 4 управления может отсутствовать, как показано в модификации первого варианта выполнения огнетушителя согласно изобретению, показанному на фиг. 4, благодаря регулированию давления (первичного давления) газообразного азота, хранящегося в контейнере 2, и металлическому пористому элементу 31 и соплу 32a, которые приспособлены для распылительной головки 3.
На фиг. 5 показан огнетушитель согласно второму варианту его выполнения.
В этом огнетушителе устройство 4 управления выпуском огнетушащего вещества прикреплено снаружи к контейнеру 2 для хранения огнетушащего вещества в огнетушителе 1 согласно первому варианту выполнения, при этом регулятор 43, имеющий функцию уменьшения давления для изменения давления (первичного давления) газообразного азота, хранящегося под высоким давлением в контейнере 2, на удобное для использования давление (вторичное давление), функцию регулирования давления для поддержания приблизительно постоянного вторичного давления и функцию регулирования расхода для поддержания приблизительно постоянного расхода огнетушащего вещества независимо от изменения давления вещества, с целью выполнения стабильного пожаротушения, входит в состав клапана 41 контейнера.
Этот клапан 4 контейнера предпочтительно имеет функцию уменьшения давления для изменения давления (первичного давления) газообразного азота, хранящегося в контейнере 2, на удобное для использования давление (вторичное давление), функцию регулирования давления для поддержания постоянного вторичного давления и функцию регулирования расхода для поддержания приблизительно постоянного расхода огнетушащего вещества независимо от изменения давления вещества, с целью выполнения стабильного пожаротушения, и, к примеру, можно использовать уменьшающий давление клапан контейнера газовых противопожарных устройств, ранее предложенный автором изобретения.
Это исключает выступание огнетушителя 1, поскольку регулятор 43 не выставляется снаружи, в результате чего можно повысить удобство использования и безопасность.
В этом случае регулятор 43 должен функционировать во взаимодействии с устройством 42 открывания, также входящим в состав клапана 41 контейнера.
На фиг. 6 показан огнетушитель согласно третьему варианту выполнения.
В этом огнетушителе устройства 4 управления выпуском огнетушащего вещества прикреплено снаружи к контейнеру 2 для хранения огнетушащего вещества в вышеописанном огнетушителе 1 по первому варианту выполнения 1, регулятор 43, имеющий функцию уменьшения давления для изменения давления (первичного давления) газообразного азота, хранящегося при высоком давлении в контейнере 2 для хранения огнетушащего вещества, на удобное в использовании давление (вторичное давление), функцию регулирования давления для поддержания постоянного вторичного давления, и функцию регулирования расхода для поддержания приблизительно постоянного расхода огнетушащего вещества, несмотря на изменение давления вещества, с целью выполнения стабильного пожаротушения, помещен в контейнер 2 для хранения огнетушащего вещества.
Это исключает выступание огнетушителя 1, поскольку регулятор 43 не выставляется снаружи, в результате чего можно повысить удобство использования и безопасность, а также устойчивость, когда огнетушитель 1 установлен в вертикальное положение, поскольку центр тяжести смещен вниз.
В этом случае регулятор 43 внедрен в клапан 41 контейнера и помещен в контейнер 2 для работы взаимосвязано с устройством 42 открывания, также входящим в состав клапана 41 контейнера.
Клапан 41 контейнера также содержит защитный клапан 44, оснащенный плоским уплотнением 44a для выпуска газообразного азота, когда его давление в контейнере 2 становится недопустимо высоким.
Устройство 42 открывания, внедренное в клапан 41 контейнера, оснащено плоским уплотнением 42b, удерживаемым через уплотнительный элемент 42c колпачковой гайкой 42a, косвенно взаимодействующей с клапаном 41 контейнера, и клапаном 42d открывания/закрывания, который имеет запас энергии для закрывания пути газового потока на концевом участке 41a отверстия клапана 41 контейнера за счет пружинного элемента 42e, задний конец которого поддерживается колпачковой гайкой 42a.
Клапан 42d открывания/закрывания удерживается на месте давлением газообразного азота, хранящегося в контейнере 2, и давлением в камере 42f клапана.
Когда огнетушитель 1 находится в положении хранения, путь газового потока на концевом участке 41a отверстия клапана 41 контейнера закрыт клапаном 42d открывания/закрывания, что позволяет поддерживать условия хранения газообразного азота, хранящегося под высоким давлением в контейнере 2.
Во время использования огнетушителя 1 плоское уплотнение 42b разрушается для понижения давления в камере 42f клапана, в результате чего нарушается баланс давления газообразного азота, приложенного к клапану 42d открывания/закрывания, и этот клапан 42d открывания/закрывания перемещается, преодолевая усилие пружинного элемента 42e, для открывания пути газового потока на концевой части 41a отверстия клапана 41 контейнера и выпуска газообразного азота.
Регулятор 43 состоит из клапана постоянного расхода для изменения площади сечения участка 43d отверстия на пути потока, образованного в направлении перемещения корпуса 43b клапана на опоре 43c клапана, установленной в корпусе 43b клапана, по пути 43a потока газообразного азота за счет установки корпуса 43b клапана с возможностью перемещения по пути 43a потока газообразного азота.
В рассматриваемом случае воспринимающая давление площадь со стороны, обращенной к стороне корпуса 43b клапана выше по потоку, подверженная воздействию статического давления газообразного азота до того, как давление уменьшится в результате изменения площади поперечного сечения участка 43d отверстия на пути потока, становится равной воспринимающей давление площади со стороны, обращенной к стороне ниже по потоку (по этой причине камера 43e давления газа, образованная в корпусе 43b клапана, сообщается с путем 43a потока газа с помощью канала 43f, образованного в корпусе 43b клапана), и посредством устранения воспринимающей давление площадь со стороны, обращенной к стороне корпуса 43b клапана выше по потоку, подверженной воздействию статического давления газообразного азота после уменьшения давления и воспринимающей давление площади со стороны, обращенной к стороне ниже по потоку, усилие, благодаря статическому давлению газообразного азота, прикладываемому в направлении перемещения корпуса 43b клапана, уравновешивается, а усилие, прикладываемое к корпусу 43b клапана благодаря течению газообразного азота, уравновешивается с усилием пружинного элемента 43g для придания энергии корпусу 43b клапана в указанном направлении для уравновешивания с указанным усилием, изменяя площадь поперечного сечения участка 43d отверстия на пути потока, образованного в направлении перемещения корпуса 43b на опоре 43c корпуса клапана, таким образом, что расход газообразного азота остается постоянным независимо от изменения давления газообразного азота.
Что касается регулятора 43, состоящего из описанного клапана постоянного расхода, корпус 43b клапана, установленный в канале 43a газообразного азота, функционально уравновешивается за счет усилия, прикладываемого к корпусу 43b клапана, и усилия пружинного элемента 43g, тем самым, изменяя площадь поперечного сечения участка 43d отверстия на пути потока, так что расход газообразного азота может поддерживать приблизительно постоянным независимо от изменения давления газообразного азота.
Это позволяет использовать большой расход, менее подверженный воздействию изменения давления газообразного азота.
В качестве средства, обеспечивающего энергией корпус 43b клапана в указанном направлении для уравновешивания действующего на него усилия, используется пружинный элемент 443g (также можно использовать магнит), позволяя получать простую конструкцию в целом и размещать регулятор 43 в контейнере 2.
Кроме того, этот регулятор 43 функционирует, взаимодействуя с устройством 42 открывания в клапане 41 контейнера, позволяя упростить механизм и работу устройства 4 управления выпуском огнетушащего вещества, в том числе регулятор 43 и устройство 41 открывания, и повысить надежность.
На фиг. 7 показана модификация огнетушителя по третьему варианту выполнения.
В таком огнетушителе 1 устройство 42 открывания, входящее в состав клапана 41 контейнера в вышеуказанном огнетушителе 1 по третьему варианту выполнения, модифицировано. Клапан 41 контейнера оснащен рукояткой 42g, рабочим клапаном 42h, который должен действовать, преодолевая усилие пружинного элемента 42e посредством указанной рукоятки 42g, рабочим штоком 42j, выполненным совместно с рабочим клапаном 42h и клапаном 42d открывания/закрывания, причем клапану 42d открывания/закрывания подводят энергию посредством пружинного элемента 42e в указанном направлении для закрывания пути газового потока на концевом участке 41a отверстия клапана 41 контейнера.
Что касается рабочего штока 42j и клапана 42d открывания/закрывания, то каналы 42k и 42m выполнены так, что в камере 42f клапана со стороны концевого участка 41a отверстия клапана 41 контейнера прикладывается давление.
Когда огнетушитель находится в положении хранения, путь газового потока на концевом участке 41a отверстия клапана 41 закрыт клапаном 42d открывания/закрывания, что позволяет поддерживать условия хранения газообразного азота под высоким давлением в контейнере 2.
С другой стороны, во время использования огнетушителя 1 клапан 42d открывания/закрывания перемещается с помощью рабочего клапана 42h и рабочего штока 42j посредством приведения в действие рукоятки 42g, в результате чего путь газового потока на концевом участке 41a отверстия клапана 41 открывается для выпуска газообразного азота. В рассматриваемом случае, даже если воздействие на рукоятку 42g прекращается, положение перемещения клапана 42d открывания/закрывания поддерживается посредством уравновешивания давления газообразного азота, прикладываемого к клапану 42d открывания/закрывания.
Другая компоновка и работа, относящееся к регулятору 43 согласно этому варианту выполнения, аналогичны вышеописанному огнетушителю 1 по третьему варианту выполнения.
На фиг. 8 показана еще одна модификация огнетушителя по третьему варианту выполнения.
Этот огнетушитель 1 снабжен защитным устройством 51 для защиты выступающего наружу участка контейнера 2 огнетушителя 1, фиксирующим ремнем 52 выступающим в качестве удерживающего элемента контейнера 2, заплечным ремнем 53 и указателем 54 направления выпуска.
Это может дополнительно повысить удобство использования и безопасность огнетушителя 1.
На фиг. 9 показан огнетушителя согласно четвертому варианту выполнения.
В этом огнетушителе 1 распылительная головка 3 соединена с контейнером 2, выступающим в качестве средства подачи огнетушащего вещества, посредством гибкого рукава 6, при этом контейнер для хранения огнетушащего вещества установлен неподвижно. Как в вышеописанном огнетушителе 1 по первому варианту выполнения газообразный азот хранится в контейнере 2, а на выпуске на пути потока огнетушащего вещества, выполненного в распылительной головке 3, установлен металлический пористый элемент 31.
В рассматриваемом случае рукав 6 необходимой длины намотан на барабан 61 и разматывается во время использования, причем удерживающая часть 33 распылительной головки оснащена клапаном 34 открывания/закрывания, так что возможен выпуск или прекращение выпуска газообразного азота.
Это позволяет получить огнетушитель полустационарного типа большой емкости, пригодный в качестве первичного средства пожаротушения.
Далее перечислены характеристики этого огнетушителя 1.
Масса распылительной головки (включая сюда удерживающую часть и рукав): приблизительно 15 кг.
Давление заполняющего газообразного азота: примерно 30 МПа.
Продолжительность выпуска газообразного азота: приблизительно 30 секунд (на один контейнер для хранения огнетушащего вещества).
Расстояние до объекта, подлежащего пожаротушению: в пределах 2 м.
На фиг. 10 и 11 показан пятый вариант выполнения огнетушителя согласно изобретению.
Этот огнетушитель 1 имеет узел 3A распылительной головки, выполненный в виде комплекта, включающего в себя множество распылительных головок 3.
Это позволяет устанавливать большую область подержания необходимой концентрации огнетушащего вещества для пожаротушения, выпускаемого на подлежащий пожаротушению объект.
В этом случае, поскольку масса узла 3A распылительной головки является значительной, можно использовать дополнительный приводной механизм для снижения нагрузки во время использования.
Как показано в модификации огнетушителя по пятому варианту выполнения на фиг. 12, можно установить металлический пористый элемент 35, так чтобы закрыть выпуск всех распылительных головок 3 узла 3A, образованного в виде комплекта распылительных головок 3, включающего в себя множество распылительных головок 3.
Это позволяет объединить газообразный азот, выпускаемый из распылительных головок 3 с помощью металлического пористого элемента 35 для выпуска газообразного азота на подлежащий пожаротушению объект.
В этом варианте выполнения между распылительной головкой 3 и металлическим пористым элементом 35 образовано пространство 35, но также существует возможность установки распылительной головки 3 и металлического пористого элемента 35 в контакте друг с другом без обеспечения пространства между ними.
Следует отметить, что огнетушитель согласно изобретению представляет собой огнетушитель переносного или полустационарного типа, пригодный для в использования в качестве первичного средства пожаротушения в относительно небольшой области, но также существует возможность получения противопожарных устройств для локального пожаротушения, пригодных для использования в качестве первичного средства пожаротушения на конкретном объекте W в относительно небольшой области, как показано на фиг. 11 (патентный документ JP 08-299492 А) и фиг. 12 (патентный документ JP 5502157 В), посредством использования распылительной головки 3 огнетушителя 1 согласно изобретению.
Что касается устройства 42 открывания, то существует возможность надлежащего использования источника 42n постоянного давления газа на начальном этапе (патентный документ JP 3058841 B).
Огнетушитель согласно изобретению описан выше в нескольких вариантах его выполнения, но изобретение не ограничивается описанными выше конструкциями. Эти конструкции могут быть изменены в некоторых пределах без отклонения от цели изобретения посредством использования известных технологий или комбинирования конструкций, описанных ниже в вариантах выполнения (1) – (3).
(1) В качестве огнетушащего вещества помимо газообразного азота, представляющего собой инертный газ, можно использовать инертные газы разных типов, смешивая другие инертные газы, например аргон, включая сюда газообразный азот. Огнетушащее вещество может храниться в контейнере для хранения огнетушащего вещества в газообразном или жидком состоянии (участок хранения вещества в объеме контейнера может быть увеличенным по сравнению с газом. В этом случае используют контейнер, пригодный для хранения сжиженного газа.). Кроме того, в качестве огнетушащего вещества можно использовать не только инертный газ, но и хладон, который не подлежит контролю утечек (например, HFC-227ea).
(2) В качестве контейнеров для хранения огнетушащего вещества в добавление к обычно используемым контейнерам из хромомолибденовых, марганцовистых и нержавеющих сталей и алюминиевым контейнерам можно использовать легкие и прочные титановые контейнеры и композитные контейнеры с обшивочными материалами, контейнеры высокого давления армированные волокнами, такими как стекловолокна и углеволокна.
(3) В качестве средств подачи огнетушащего вещества помимо контейнеров для хранения огнетушащего вещества можно использовать генераторы азота, описанные в патентных документах Японии № 10-263109 и 2007-222534, и газогенератор, в котором используется генерирующее газ вещество, описанный в патентном документе Японии № 2001-346898.
Промышленная применимость
Огнетушитель согласно изобретению использует огнетушащее вещество, инертный газ и т.д., без ограничения объекта, подлежащего пожаротушению, и способа использования из-за токсического действия на организм человека и позволяет легко поддерживать необходимую концентрацию огнетушащего вещества для пожаротушения, тем самым, обеспечивая эффективное пожаротушение. Этот огнетушитель переносного или полустационарного типа можно использовать в качестве первичного средства пожаротушения для электрического/электронного оборудования различных типов, например, вычислительного оборудования, оборудования системы связи, оборудования информационных центров и электрического оборудования.
Ссылочные позиции
1 - огнетушитель
2 – контейнер для хранения огнетушащего вещества (средство подачи вещества)
3 – распылительная головка
3A – узел распылительной головки (комплект распылительных головок)
30 – корпус распылительной головки
31 – металлический пористый элемент
32 – дроссельная шайба
32a – сопло
33 – удерживающая часть
34 – клапан открывания/закрывания
35 – металлический пористый элемент
4 – устройство управления
41 – клапан контейнера
42 – устройство открывания
43 – регулятор
43a – путь потока
43b – корпус клапана
43c – опора клапана
43d – участок отверстия на пути потока
43e – камера давления газа
43f – канал
43g – пружинный элемент
44 – защитный клапан
51 – защитное устройство
52 – фиксирующий ремень
53 – заплечный ремень
54 – указатель направления выпуска
6 – рукав
61 – барабан