Устройство очистки воздуха помещений от вредных газов, аэрозолей, продуктов горения при пожарах и техногенных авариях
DEVICE FOR CLEANING INDOOR AIR FROM HARMFUL GASES, AEROSOLS, COMBUSTION PRODUCTS IN FIRE AND TECHNOGENIC ACCIDENTS

Изобретение относится к области жизнеобеспечения в экстренных ситуациях, возникающих в жилых или производственных помещениях при пожарах или отравлениях.
Известна система аварийной вентиляции, осуществляемая путем обеспечения притока свежего воздуха и вытяжки дымовых газов при помощи вентилятора (RU 2198351 С2, опуб., 10.02.2003).
Недостатки известного технического решения заключаются в том, что создание притока свежего воздуха неизбежно способствует развитию пожара, а вентилятор отсоса подвержен воздействию высоких температур, что приводит к отказу в работе в экстренной ситуации. Кроме того, зависимость приводных устройств от систем энергообеспечения (электросетей) значительно снижает надежность работы системы в связи с большой вероятностью отключения горящего объекта от электросети. При этом использование автономных источников электричества приводит к значительному удорожанию аварийной системы и к снижению надежности ее функционирования.
При этом следует отметить, что использование только вытяжной системы приводит к невозможности открывания наружу дверей, находящихся под действием разрежения, а использование естественного перепада давления в системах аэрации нецелесообразно при многоэтажном помещении.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является система очистки дымовых газов, функционирование которой заключается в том, что поднимающиеся дымовые газы направляют вверх по трубе с развитой поверхностью, выполненной в виде каскада конусных колец, и смешивают с аэрозолью, образованной тонко диспергированной водой, создаваемой путем впрыскивания воды форсунками. Вода, адсорбировавшая частицы из дымовых газов, по развитой поверхности стекает в систему очистки воды, а очищенные газы уходят по трубе. При этом из-за контакта с водой осуществляется охлаждение очищенного газа (RU 2462292 С2, опуб., 27.01.2012).
Недостатки известного технического решения заключаются в слишком низкой производительности очистки дымовых газов, так как движение газа инициируется лишь естественной его конвекцией, а также в том, что циркуляция газа не замкнута, то есть создается однонаправленное движение газа, создающее условия для притока свежего воздуха в зону горения.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение интенсивности очистки газа за счет увеличения удельного расхода газа через средство очистки и, соответственно, повышение интенсивности теплоотвода от газа, а также предотвращение возникновения условий для поддержания горения путем рециркуляции очищенных газов обратно в аварийное помещение.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для очистки помещения в аварийной ситуации содержит распыливающее устройство, вход которого подключен к источнику жидкости, а на выходе распыливающего устройства установлены форсунки с соплами, оси которых направлены внутрь канала, образованного стенками полого корпуса, при этом входное сечение канала сообщено с объемом очищаемого помещения с возможностью эжектирования газа из очищаемого помещения в канал струями жидкости, направляемыми в канал форсунками распыливающего устройства, а на выходе из канала расположен сепаратор для разделения жидкостно-газовой смеси на жидкостную и парогазовую составляющие с возможностью возврата отделенной парогазовой составляющей обратно в очищаемое помещение.
Поставленная задача достигается также тем, что сопла форсунок могут быть расположены на расстоянии от входного сечения канала.
Поставленная задача достигается также тем, что оно дополнительно может содержать устройство очистки среды, поступившей в канал.
Поставленная задача достигается также тем, что вход распыливающего устройства может быть подключен к водопроводной сети вентилируемого помещения.
Поставленная задача достигается также тем, что вход распыливающего устройства может быть подключен к пожарной магистрали.
Поставленная задача достигается также тем, что вход распыливающего устройства может быть подключен к аккумулятору жидкости.
Заявленное изобретение поясняется при помощи чертежа.
Рециркуляционное устройство для очистки помещений в аварийной ситуации, содержит распыливающее устройство 1, вход которого подключен к источнику жидкости, подаваемой по магистрали 2 к распыливающему устройству, например, при помощи насоса 3. На расстоянии от форсунок распыливающего устройства 1 расположено входное сечение канала 4, образованного стенками полого корпуса 5, при этом оси сопел форсунок направлены внутрь канала 4. Входное сечение канала 4 сообщено также с объемом очищаемого помещения с возможностью эжектирования газа из очищаемого помещения в канал 4 струями жидкости, направляемыми в канал форсунками распыливающего устройства 1. На выходе из канала 4 расположен сепаратор 6 для разделения жидкостно-газовой смеси на жидкостную и парогазовую составляющие с возможностью возврата отделенной парогазовой составляющей обратно в очищаемое помещение. Отработавшая жидкость собирается в водосборник 7, из которого может сливаться прямо в помещение, либо подаваться в устройство очистки (на чертеже не показано) для повторного использования в рециркуляционном устройстве очистки воздуха.
Описываемое устройство работает следующим образом. В случае возникновения пожара в помещении (или при других техногенных авариях) включают принудительно (или это происходит автоматически) подачу жидкости, например, воды под давлением в распыливающее устройство 1, которое посредством форсунок с соплами направляет струи воды внутрь канала 4, входное сечение которого расположено на заданном расстоянии от форсунок. Диспергированный поток воды эжектирует в канал 4 значительное количество газа из задымленного помещения. Большая поверхность воды, образующаяся в результате ее диспергирования путем выбора параметров форсунок (диаметр сопла, направление впрыска, давление воды и т.д.), быстро охлаждает газ, способствуя увеличению его расхода через канал 4 и охлаждая вентилируемое помещение. Развитая поверхность диспергированной воды также позволяет быстро провести очистку эжектируемого из помещения газа за счет адсорбции, абсорбции и хемосорбции из-за обеспечения максимально возможной площади контакта с очищаемым газом. Такое техническое решение позволяет обеспечить эффективную очистку газа за короткое время и в минимальных габаритах устройства. Повышению эффективности очистки способствует вертикальная ориентация устройства, так как позволяет организовать падающий поток воды, что важно особенно при опасности снижения напора воды в системе.
Газо-жидкостная смесь разделяется в сепараторе на жидкую среду, сливаемую в канализацию или в нижнюю часть помещения, и на очищенный газ, который направляется обратно в вентилируемое помещение. Рециркуляция газа позволяет отказаться от подачи в помещение воздуха извне, способствующего развитию пожара, а также от вытяжки газа в атмосферу, приводящей к затруднению открытия дверей при эвакуации людей из задымленного помещения. Кроме того, необходимость электропитания подающего или вытяжного вентиляторов снижает надежность таких систем из-за опасности выключения электросети при пожаре.
Таким образом, описываемое изобретение позволяет обеспечить высокоэффективное дымоудаление из помещений при помощи малогабаритного устройства, не создающего препятствий при эвакуации и не зависящего от работы электросетей. Фактически питание описываемого устройства является независимым, так как при подключении его к водопроводной системе или к пожарной магистрали функционирование его в аварийной ситуации гарантировано. Наряду с дымоудалением осуществляется эффективное охлаждение газовой среды помещения. То есть эффективно решаются, по крайней мере, две основные проблемы, приводящие к максимальному числу жертв при пожарах: ожог дыхательных путей и отравление продуктами сгорания. Простота изготовления и эксплуатации позволяет снабдить каждое помещение данным устройством.