ЭЛЕКТРООГНЕТУШИТЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам тушения пламени.
Известна мобильная пожарная установка, содержащая передвижное средство, пламегаситель в виде расходного вещества (пены, воды), устройство подачи пламегасителя в зону горения пламени, (Устройство мобильной пожарной установки, описанное в книге авторов Добровольский А.А., Переслыцких Ф.Ф.» Пожарная техника. - Киев, 1981 г., с 34-34).
Недостаток - большой расход воды и химических реагентов.
Известно устройство для тушения пожара по патенту РФ на изобретение №2490040, МПК F62C 13/64, опубл. 20/08/2013 г.
Это устройство для тушения пожара содержит огнетушитель закачного типа с запорно-пусковым устройством ручного типа и системой подачи жидкости с пеногенератором. Огнетушитель закачного типа заполнен негорючей жидкостью и содержит систему подачи газа (воздуха). Система подачи воздуха включает в себя микровыключатель, который установлен на запорно-пусковом устройстве. При пуске огнетушителя одновременно включается компактный компрессор, который работает от переносного аккумуляторного блока. Пеногенератор содержит распылитель, эжектирующую насадку и рассекатель двухфазного потока. Технический результат - повышение эффективности тушения пожаров различных классов за счет использования высокократной воздушно-механической пены.
Недостаток тот же.
Известно устройство для тушения пожара по патенту РФ на изобретение №2508141, МПК A62C 3/02, опубл. 27.02.2014 г.
Это устройство для предотвращения распространения лесного пожара содержит источник электрической энергии и присоединенные к ним электроды. Способ заключается в том, что на кромку пожара либо на напочвенные горючие материалы предварительно воздействуют воздушной ударной волной, образованной путем электрического взрыва проводников, установленных в системе электродов и закрепленных с ними надежным электрическим контактом, размещенными в полости параболического профиля разрядных камер с щелевидным продольным соплом, установленных на боковых бортах шасси рамного типа с тягово-сцепным устройством
Известно устройство для тушения пожара по сайту Интернет http://ecomobile.wordpress.com/2011/06/14/, прототип.
Этот электроогнетушитель содержит пламягаситель, в качестве которого применен электрод, электрически соединенный к выходу блока высокого напряжения, вход которого соединен с источником энергии
Недостаток - низкая эффективность тушения.
Задача создания полезной модели повышение эффективности тушения.
Технический результат гашение пламени бесконтактным способом мощным осциллирующим электрическим полем.
Технический результат достигнут в электроогнетушителе, содержащем пламягаситель, в качестве которого применен электрод, электрически соединенный к выходу блока высокого напряжения, вход которого соединен с источником энергии, отличающийся тем, что он содержит осциллятор, вход которого подключен к источнику энергии, а выход к блоку высокого напряжения.
Блок высокого напряжения выбран с напряженностью постоянного электрического поля, не ниже 1 киловольта на сантиметр. Плямягаситель может быть дополнительно содержит лазерный излучатель. Электроогнетушитель может быть выполнен переносным. Электроогнетушитель может быть выполнен в виде ранца к которому присоединен электрод, установленный внутри трубки из диэлектрического материала, имеющей пистолетную ручку. Электрод может быть выполнен в виде сетки, закрепленной на каркасе имеющем ручку. Электрод может быть выполнен в виде секций. Ручка может быть выполнена телескопической. Пламегаситель может содержать несколько электродов. Электрод, может быть выполнен в виде пламягасящей металлической сетки стационарно закрепленной на столбах, изолированной от земли и подсоединенной высоковольтным кабелем к электронному блоку. По обе стороны пламягасящей металлической сетки могут быть установлены защитные заземленные металлические сетки. Электроогнетушитель может быть установлен на транспортном средстве. В качестве транспортного средства может быть применен автомобиль. В качестве транспортного средства может быть применен танк. В качестве транспортного средства может быть применен самолет. В качестве транспортного средства может быть применен вертолет. В качестве транспортного средства может быть применен дирижабль. В качестве транспортного средства может быть применен водный транспорт.
Такой метод тушения пламени основан на том, что во внешнем сильном электрическом поле, легкие и подвижные отрицательно заряженные электроны, содержащиеся в пламени, начинают отклоняться к упомянутому положительно заряженному электроду и удаляются этим электрическим полем из зоны горения. В результате, нарушаются предельные критические параметры цепных реакций горения в зоне очага горения, и пламя быстро тухнет.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг. 1…28, где:
- на фиг. 1 приведен первый вариант электроогнетушителя,
- на фиг. 2 приведен второй вариант электроогнетушителя с оссциллятором,
- на фиг. 3 приведен электроогнетушитель с лазером,
- на фиг. 4 приведен переносной энергетический блок,
- на фиг. 5 приведен электроогнетушитель с лазерным блоком,
- на фиг. 6 приведено напряжение на выходе из блока высокого напряжения - БВН,
- на фиг. 7 - приведено напряжение на электроде,
- на фиг. 8 приведен плимягаситель в виде сетки с ручкой,
- на фиг. 9 приведен пламягаситель в виде секций из сеток,
- на фиг. 10 приведен приведена пучка пламягаситель телескопической конструкции,
- на фиг. 11 пламягаситель в виде пистолета,
- на фиг. 12 приведен пламягаситель в виде пистолета с лазерным блоком,
- на фиг. 13 приведен электроогнетушитель в виде ранца,
- на фиг. 14 приведен разрез A-A на фиг. 13,
- на фиг. 15 процесс тушения при помощи огнетушителя в форме пистолета,
- на фиг. 16 приведена система пожарной защиты в виде натянутых на столбах сетки,
- на фиг. 17 приведена система электроизоляции сетки от земли,
- на фиг. 18 приведена установка изолированных защитных сеток,
- на фиг. 19 приведен первый вариант электрогнетушителя на базе автомобиля,
- на фиг. 20 приведен второй вариант электроогнетушителя на базе автомобиля,
- на фиг. 21 приведен процесс пожаротушения на базе автомобиля,
- на фиг. 22 приведен лафет для пламягасителя,
- на фиг. 23 приведен электроогнетушитель на базе танка,
- на фиг. 24 приведен электроогнетушитель на базе самолета.
- на фиг. 25 приведена лебедка для троса,
- на фиг. 26 приведена лебедка для высоковольтного кабеля,
- на фиг. 27 приведена система пожаротушения с использованием вертолета,
- на фиг. 28 приведена система пожаротушения с использованием дирижабля.
Описание устройства в статике
На фиг. 1…28 показан электроогнетушитель в разных вариантах исполнения. На фиг. 1 приведена общая упрощенная схема электроогнетушителя, который содержит источник энергии 1, например аккумуляторную батарею. Источник энергии 1 присоединен низковольтными проводами 2 через выключатель 3 к электронному блоку 4. Электронный блок 4 содержит блок высокого напряжения - БВН - 5 и присоединенный к его выходу выпрямитель 6. К выходу из выпрямителя 6 присоединен высоковольтными проводами 7 конденсатор 8, к одной из обкладок которого присоединен высоковольтный кабель 9. Высоковольтный кабель 9 соединен с пламягасителем 10, который содержит диэлектрическую трубу 11 и электрод 12 внутри нее вдоль ее оси. Вторая обкладка конденсатора 10 заземлена при помощи заземления 13. На фиг. 2 приведена схема электроогнетушителя с осциллятором 14 вход которого подключен к источнику энергии 1, а выход к блоку высокого напряжения 5. Осциллирующее напряжение на электроде 12 более эффективно разрушает очаги возгорания. Большего эффекта при тушении пожара как показали эксперименты, можно добиться, создав в зоне возгорания мощное осциллирующее электрическое поле (то есть такое поле, параметры которого колеблются, периодически повторяясь во времени). Выходные характеристики устройства показаны на фиг. 6, где приведено напряжение 20 на выходе из блока высокого напряжения 6 и напряжение 21 на выходе из выпрямителя 7.
На фиг. 3 приведена схема с лазерным блоком, который имеет блок накачки 15 подключенный низковольтными проводами 2 к источнику электроэнергии 1. К выходу из блоку накачки 15 присоединено оптическое волокно 16 к другому концу которого присоединен лазерный излучатель 17. Назначение лазерного излучателя 17 ионизировать воздух в промежутке от электрода 12 до источника возгорания. Для этого лазерный излучатель должен излучать достаточно мощный луч лазера, работающий в УФ (ультафиолетовом диапазоне). На фиг. 4 приведена схема электроогнетушителя с лазерным излучателем 17, в цепи питания блока накачки которого установлен выключатель 18, предназначенный для кратковременного включения луча лазера с целью экономии электроэнергии. На фиг. 5 приведена схема с общим выключателем 19.
На фиг. 6 и 7 приведено соответственно изменения напряжения в случае применения осциллятора 14 на выходе из блока высокого напряжения 5 БВН - поз 20 и на электроде 12 - обозначено поз. 21.
Возможно выполнение пламягасителя 10 в форме пистолета (фиг. 8 и 9), а переносного оборудования, включающего источник энергии 1 и электронный блок 4 в виде ранца (фиг. 10 и 11).
Пламягаситель 10 (фиг. 8) закреплен на пистолетной ручке 22 и имеет кнопку 23 с защитной скобой 24. В случае применения лазерного излучателя 17 он крепится при помощи хомутов 25 на диэлектрической трубе 11 (фиг. 9).
Переносное устройство в форме ранца приведено на фиг. 10 и 11, оно содержит ранец 26 с лямками 27. Ранец выполнен с теплоизоляцией 28 и содержит отверстие 29 с крышкой 30. Внутри установлены малогабаритный источник энергии 1 и электронный блок 4. Высоковольтный кабель 9 выведен наружу. На фиг. 12 приведен процесс тушения пожара таким электроогнетушителем.
Электрод 12 может быть выполнен не только в форме стержня, но и в других вариантах исполнения, например в виде металлической сетки, например, из нержавеющей стали.
На фиг. 13 приведен пламягаситель в виде натянутой на каркас 31 сетки 32. К каркасу 31 прикреплена ручка 33, внутри которой проходит кабель высокого напряжения 9. Сетка 32 может быть выполнена в виде нескольких секций 34, соединенных кронштейнами 35. (фиг. 14). Ручка 33 может быть выполнена телескопической (фиг. 15) и состоять из частей 36, установленных концентрично одна в другую с возможностью раздвижения.
На фиг. 16…18 показан иной вариант устройства - электроогнетушителя, предназначенного для электрической защиты объекта 37 от приближающегося фронта огня. Объект 37 от наступающего фронта огня заранее окружен кольцевым пламягасящим экраном, выполненным в виде металлического забора, состоящего из столбов 38, на которых вертикально натянута металлическая сетка 39, например сетка-рабица, при этом металлическая сетка 39 электроизолирована от земли и столбов 38 при помощи изоляторов 40 на которых она закреплена подвесками. Металлическая сетка 39 может быть выполнена на каркасе (такой вариант на фиг. 1…28 не показан). Пламягасящая металлическая сетка 39 в этом варианте выполняет роль электрода 12. Электронный блок 3, конкретно блок высокого напряжения 5 присоединен к пламягасящей металлической сетке 39 высоковольтным кабелем 9, который выполнен бронированным снаружи и термостойким. Для защиты от высокого напряжения людей и животных может быть применены две заземленные защитные металлические сетки 41, установленные параллельно пламягасящей металлической сетке 39 (фиг. 18).
Возможно размещение пламягасителя 10 на транспортном средства в качестве которого можно применить автомобиль 42 (фиг. 19…21). Автомобиль 42 имеет раму 43, кабину 44, мотор 45, колеса 46 и кузов 47. Остальное оборудование может различаться по комплектации и конструкции. На фиг. 19 приведен автомобиль 42, у которого при помощи вала 48 к мотору 45 присоединен через редуктор 49 и второй вал 50 электрогенератор 51, предназначенный для питания электроэнергией электронного блока 4, также установленного на автомобиле 42.
На фиг. 20 приведен вариант, в котором в качестве источника энергии 1 применен дизель-генератор 52, состоящий из дизеля 53 и соединенного с ним валом 54 генератора 55. Генератор 55 предназначен для питания энергией пламягасителя 10 и соединен с электронным боком 4.
На фиг. 21 приведен электроогнетушитель на базе автомобиля 42 в сборе. Он содержит источник механической энергии 56 (любой, например поршневой бензиновый мотор), который валом 57 соединен с электрогенератором 58, к которому присоединен электронный блок 4. На земле установлен лафет 59. Лафет 59 выполнен переносным (фиг. 22) и содержит механизм вертикального наведения 60 и механизм горизонтального наведения 61, который, в свою очередь, содержит неподвижный и подвижный диски 62 и 63 и ось 64. Такая схема предложена для того, чтобы автомобиль 42 не устанавливать при тушении непосредственно в зоне пожара. Автомобиль 42 должен быть заземлен.
Самое мощное и безопасное устройство приведено на фиг. 23, оно выполнено на основе танка 65 и содержит гусеничную ходовую часть 66, на которой установлена, с возможность вращения башня 67, имеющая тепловую изоляцию 68. На башне 67 установлен пламягаситель 10, выполненный в виде диэлектрической трубы 11 относительно большого диаметра.
Возможно применение для электроогнетушителя самолета 69 (фиг. 24). К самолету 69 при помощи тросов 70 крепится сетка 71, к которой подсоединен высоковольтный кабель 9. Для подъема и опускания нам нужную высоту применены лебедки троса 72 и лебедка кабеля 73. Конструкция лебедок 72 и 73 приведена на фиг. 25 и 26. Лебеда троса 72 имеет привод 74, а лебедка кабеля 73 имеет привод 75.
Возможно применение в качестве транспортного средства вертолета 76 (фиг. 27) или дирижабля 77 (фиг. 28).
Вариант с применением водного транспортного средства на фиг. 1…28 не показан.
Описание работы устройства
Устройство работает следующим образом (фиг. 1…28).
В зависимости от варианта исполнения устройства действия по тушению пожара отличаются. Если применяется переносное портативное устройство в виде ранца 26 (фиг. 8, 10…12), то направляют пламягаситель 10 на очаг возгорания и вводят в действие нажатием на кнопку 23 (фиг. 8).
Если применяется лазерный излучатель 10 (фиг. 9), то нажатием на кнопку 23 одновременно включают блок накачки 15 и лазерный излучатель 17. Луч лазера направлен параллельно электрическому полю и ионизирует воздух, тем самым позволяет значительно дальше передать высокое напряжение с электрода 12.
Если применяется пламягаситель (фиг. 13…15), то начала развертывают само устройство вблизи зоны возгорания пламени и включают устройство при помощи выключателя 3 (фиг. 1), если же применяется пламягаситель 10 с телескопической ручкой 33 (фиг. 15), то вначале разворачивают телескопическую трубу-штангу образующую ручку 33 и сетку 32, которая электрически присоединена гибким высоковольтным кабелем 9 соединяют электронным блоком 4.
Затем приближаются к очагу возгорания и наводят на него пламегасящий электрод 12 в виде сетки 32 непосредственно близко к пламени на расстоянии несколько см от него, или над факелом пламени. Далее включают блок высокого напряжения 5 в работу выключателем 3 в цепи проводов низкого напряжения 2. При включении блока высокого напряжения 5 высоковольтный положительный электрический потенциал с электрода 12 воздействует на факел пламени и тушит его.
При этом происходит одновременно несколько различных процессов, которые образуют что-то вроде цепной реакции. Во-первых, сильное электрическое поле (в десятки киловольт), формируемое электродом, скорее всего, влияет на заряженные частицы внутри пламени (то есть, ионы и электроны) и заставляет их перемещаться. Причем они начинают двигаться не вдоль потоков газа внутри огня, а поперек. Это, в свою очередь, приводит к тому, что заряженные частицы вызывают нарушение стабильности газовых потоков и как бы отделяют пламя от его источника (связь с которым эти потоки газа и обеспечивают). В итоге, лишившись питания, огонь гаснет. Кроме того, возможно те же хаотично мечущиеся заряженные частицы могут блокировать доступ кислорода к топливу. Ну, а без этого горение невозможно. Несмотря на малую мощность переносных устройств, они позволят создать проход в очаге возгорания (фиг. 16) для проведения спасательных работ.
Физика процесса состоит в том, что любое пламя от возгораемого вещества имеет внутри факела горения пламени зону электронного облака, с подвижными отрицательно заряженными электронами, которое вытягиваются из пламени противоположным по электрическому знаку высоким электрическим потенциалом на электроде 12 (или металлической сетки 32 (фиг. 13 и 14).
В результате воздействия этого сильного электрического поля на пламя от электрода 12, пламя еще более ионизируется. Затем, более подвижные электроны из пламени, по сути, из плазмы пламени быстро притягиваются к электроду 12, имеющему противоположный положительный электрический потенциал. Вследствие чего, цепные реакции деления вещества в зоне горения в пламени прекращаются и факел пламени практически мгновенно тухнет. Это переносное устройство электропожаротушения особенно эффективно полезно для тушения локальных очагов возгорания, на начальных стадиях развития процесса горения пламени и при правильно выбранной напряженности электрического поля электрода 12 в зоне горения
Устройство также эффективно в применении также для создания заградительного электроогневого щита от распространения огня (фиг. 16…18). В этом варианте оно послужит надежной преградой на пути движения фронта огня по направлению к какому то важному объекту, например, к жилому дому. В этом варианте пламегаситель 10 является противопожарным средством и выполнен в виде металлической сетки 39, установленной на столбах 38 на безопасном удалении от этого объекта-порядка 20-30 метров) по всему периметру - от этого дома. Для этого разворачивают эти секционные металлические заранее и устанавливают их вертикально на специальных штангах- изоляторах. Поскольку суммарная длина такого необычного охраняемого от огня, по периметру, такого огнезаградительного экрана значительная, то этот экран состоит из отдельных секций пламегасителей их металлических сеток 39 на каркасах и столбах 38. Вся металлическая сетка 39 состоит из отдельных секций для удобства их транспортировки и развертывания. Причем собирается этот заградительный сетчатый экран последовательно, с натяжкой каждой секции между отдельными вертикальными штангами - изоляторами. Затем все секции экрана электрически соединяют между собою и присоединяют высоковольтным кабелем 9 к выходу выпрямителя 6. Для защиты от поражения током высокого напряжения применяется защитная сетка 41 (фиг. 18).
При использовании автомобиля 42 (фиг. 19…22) его предварительно заземляют заземляющим устройством 13 в виде металлической цепи и применяют лафет 59 (фиг. 22). При использовании танка 65 (фиг. 23) его не заземляют, так как роль заземления играет его ходовая часть 66.
При использовании летательных аппаратов, например, самолета 69 (фиг. 24) при помощи лебедок 72 опускают сетку 71 (фиг. 25) на заданную высоту, при этом одновременно разматывают при помощи лебедки кабеля 73 (фиг. 26) высоковольтный кабель 9. Для вертолета 76 и дирижабля 77 технология тушения пожара аналогична (фиг. 27 и 28). Для водного транспортного средства вариант на фиг. 1…28 не показан.
Полезная модель двух вариантов стационарного и портативного переносного устройства электрического тушения пламени и устройства в виде сетки успешно прошли лабораторные испытания и доказали свою работоспособность на опытах.