气液双流体混合雾化灭火装置和灭火方法与流程

本公开涉及公共安全消防工程技术领域，尤其涉及一种气液双流体混合雾化灭火装置和灭火方法。

背景技术：

随着储能电站锂电池仓和地下管廊等设施投运和建设数量的逐渐增多，如何保障这类受限空间的消防安全已成为极其重要的课题，现有灭火技术，如超细干粉灭火装置无法扑灭大面积火灾，且一旦发生复燃就无法控制，灭火效果差。

相比之下，细水雾可以在控制受限空间火灾中起到较好地效果，然而纯细水雾在地下管廊这类场景中大面积覆盖应用时用水量仍较大、压力损失高，加上供水系统建设空间不足等问题在实际应用时难度很大，无法大面积推广。因此，在保证灭火效率高、清洁无污染的前提下，开展可扑灭受限火灾场景的新型水雾灭火方法研究，减少用水量，进一步提高应用效率，具有重要的技术和经济价值。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种气液双流体混合雾化灭火装置和灭火方法。

本公开提供了一种气液双流体混合雾化灭火装置，包括灭火介质存储单元、动力输出单元、控制单元、输送管路及雾化单元以及运行参数监测单元；

其中，所述灭火介质存储单元包括气体灭火介质存储装置和液体灭火介质存储装置，所述输送管路及雾化单元包括灭火介质输送管网和雾化喷头，所述动力输出单元用于提供驱动力，将气体灭火介质存储装置和/或液体灭火介质存储装置中的灭火介质通过所述灭火介质输送管网转运至所述雾化喷头，由所述雾化喷头喷出的雾化颗粒的粒径小于或等于400微米；所述控制单元用于对所述动力输出单元的工作参数进行调控，所述运行参数监测单元用于采集所述灭火介质存储单元、所述动力输出单元、所述控制单元以及所述输送管路及雾化单元的工作参数，以监测所述灭火装置的工作状态。

可选的，所述动力输出单元包括独立的两套动力输出装置，分别用于驱动转运所述气体灭火存储装置中的气体灭火介质和液体灭火存储装置中的液体灭火介质。

可选的，所述动力输出装置提供驱动力的方式可为泵吸式、外贮压式或内贮压式。

可选的，所述控制单元通过对两套所述动力输出装置的输出压力和流量进行调控，以实现气体灭火介质和液体灭火介质按照预设比例进行混合。

可选的，所述雾化喷头包括两个入口和至少一个出口；

两个所述入口分别通过所述灭火介质输送管网与所述气体灭火介质存储装置和所述液体灭火介质存储装置连通，所述出口将液体灭火介质和气体灭火介质混合后形成的混合灭火介质喷出。

可选的，所述雾化喷头的数量等于或大于1个。

可选的，所述液体灭火介质包括水，所述气体灭火介质包括储存状态为液态的高沸点气体灭火剂。

可选的，所述高沸点气体灭火剂为全氟己酮灭火剂，所述水为自来水或消防水。

可选的，所述气体灭火介质存储装置和所述液体灭火介质存储装置均采用奥氏体不锈钢，所述灭火介质输送管网采用316l不锈钢。

本公开还提供了一种气液双流体混合雾化灭火方法，应用上述任一种灭火装置执行，所述灭火方法包括：

所述控制单元根据火灾报警信号启动所述灭火装置；

所述动力输出单元在所述控制单元的调控下，将气体灭火介质存储装置和/或液体灭火介质存储装置中的灭火介质通过所述灭火介质输送管网转送至所述雾化喷头；

所述雾化喷头将所述气体灭火介质和/或所述液体灭火介质喷出；其中，所述雾化喷头喷出的雾化颗粒的粒径小于或等于400微米；

所述运行参数监测单元采集所述灭火介质存储单元、所述动力输出单元、所述控制单元以及所述输送管路及雾化单元的工作参数，以监测所述灭火装置的工作状态。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的气液双流体混合雾化灭火装置，通过设置灭火介质存储单元、动力输出单元、控制单元、输送管路及雾化单元以及运行参数监测单元；以及设置灭火介质存储单元包括气体灭火介质存储装置和液体灭火介质存储装置，输送管路及雾化单元包括灭火介质输送管网和雾化喷头，动力输出单元用于提供驱动力，将气体灭火介质存储装置和/或液体灭火介质存储装置中的灭火介质通过灭火介质输送管网转运至雾化喷头，由雾化喷头喷出的雾化颗粒的粒径小于或等于400微米；控制单元用于对动力输出单元的工作参数进行调控，运行参数监测单元用于采集灭火介质存储单元、动力输出单元、控制单元以及输送管路及雾化单元的工作参数，以监测灭火装置的工作状态。由此，可广泛适用于各类受限空间火灾场景，提高灭火效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种气液双流体混合雾化灭火装置的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的一种气液双流体混合雾化灭火方法的流程示意图。

图例说明：1、灭火介质存储单元；11、气体灭火介质存储装置；12、储水装置，或称液体灭火介质存储装置；2、动力输出单元；21、动力输出装置；3、控制单元；31、输出参数控制模块；4、输送管路及雾化单元；41、双流体混合雾化喷头，或称雾化喷头；5、运行参数监测单元。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

针对背景技术中心提出的问题，国内外一些高校和科研单位对提升细水雾灭火效能进行了部分研究，目前主要以在细水雾中加入各类添加介质，包括无机盐类化合物、有机类化合物为主，以该方法开发灭火装置存在以下缺陷：缺陷一，添加介质与水混合雾化后喷洒到受限空间内，容易被障碍物遮挡，无法达到高效灭火的目的；缺陷二，固体或液体化合物附着在被保护的电气设备上，后期清理困难，容易造成二次污染；缺陷三，一些添加介质含有带电离子，应用在带电场景下灭火，会存在人生触电或影响电气设备安全的风险。

因此，针对传统细水雾灭火装置特点，并结合受限空间消防需求，本公开实施例提出一种清洁无污染、灭火效率高、绝缘性强，并可有效提高装置应用率的气液双流体混合雾化灭火装置和方法，为装置的结构设计与最终研制提供指导，可有效解决受限空间灭火装置选择性少和应用率低的问题。下面结合图1-图2对本公开实施例提供的气液双流体混合雾化灭火装置和方法进行示例性说明。

图1为本公开实施例提供的一种气液双流体混合雾化灭火装置的结构示意图。参照图1，该气液双流体混合雾化灭火装置包括灭火介质存储单元1、动力输出单元2、控制单元3、输送管路及雾化单元4以及运行参数监测单元5；其中，灭火介质存储单元1包括气体灭火介质存储装置11和液体灭火介质存储装置12(图1中以“储水装置12”示出)，输送管路及雾化单元4包括灭火介质输送管网(图1中未标示)和雾化喷头41(图1中以“双流体混合雾化喷头41”示出)，动力输出单元2用于提供驱动力，将气体灭火介质存储装置11和/或液体灭火介质存储装置12中的灭火介质通过灭火介质输送管网转运至雾化喷头41，由雾化喷头41喷出的雾化颗粒的粒径小于或等于400微米；控制单元3(包括输出参数控制模块31)用于对动力输出单元2的工作参数进行调控，运行参数监测单元5用于采集灭火介质存储单元1、动力输出单元2、控制单元3以及输送管路及雾化单元4的工作参数，以监测灭火装置的工作状态。

其中，动力输出单元2可将气体灭火介质存储装置11中的气体介质通过灭火介质输送管网转送至雾化喷头41，以及可将液体灭火介质存储装置12中的液体灭火介质通过灭火介质输送管网转送至雾化喷头41；气体灭火介质和/或液体灭火介质由雾化喷头41喷出，以利用单组分灭火介质或混合灭火解释灭火。

其中，控制单元3对整个灭火装置进行逻辑控制，包括但不限于对动力输出单元2的调控；该调控可包括：利用动力输出单元2驱动气体灭火介质灭火，或者利用动力输出单元2驱动液体灭火介质灭火，或者利用动力输出单元2驱动气体灭火介质和液体灭火介质按照预设比例混合后，利用混合介质灭火。

其中，运行参数监测单元可将灭火介质存储单元1、动力输出单元2、控制单元3以及输送管路及雾化单元4中主要的参数测量传感器的数据进行集成分析，以实现对灭火装置的工作状态的监控。

其中，有雾化喷头41喷出的雾化颗粒的粒径小于或等于400微米，从而不会行程导电路径，可应用于带电灭火场景。

本公开实施例提供的气液双流体混合雾化灭火装置，可利用气液混合雾化，能够在受限空间内迅速弥漫和覆盖着火位置，灭火效率高，不会对设备造成腐蚀或破坏，清洁无污染，在电气设备运行情况下可带电灭火，为受限空间灭火方法研究及装置研制提供有效的指导，可适用于各类受限火灾场景的气液双流体混合雾化清洁高效带电灭火。

在一实施例中，动力输出单元2包括独立的两套动力输出装置21，分别用于驱动转运气体灭火存储装置11中的气体灭火介质和液体灭火存储装置12中的液体灭火介质。

如此，可实现气体灭火介质和液体灭火介质的独立驱动控制。

在一实施例中，动力输出装置21提供驱动力的方式可为泵吸式、外贮压式或内贮压式。

其中，当选择泵吸式动力输出装置时，其入口与灭火介质存储单元出口相连；当选择外贮压式动力输出装置时，其出口与灭火介质存储单元入口相连；当选择内贮压式动力输出装置时，其与灭火介质存储单元集成为一个装置。

在一实施例中，控制单元3通过对两套动力输出装置21的输出压力和流量进行调控，以实现气体灭火介质和液体灭火介质按照预设比例进行混合。

如此，可实现对气体灭火介质和液体灭火介质的可控调节，从而有利于提高灭火效率。

在一实施例中，雾化喷头41包括两个入口和至少一个出口；两个入口分别通过灭火介质输送管网与气体灭火介质存储装置11和液体灭火介质存储装置12连通，出口将液体灭火介质和气体灭火介质混合后形成的混合灭火介质喷出。

如此，该灭火装置能够实现两种互不相溶的流体按比例混合喷出。结合上文，该雾化喷头的最大工作压力可为6mpa，最大流量可为150l/min；在其他实施方式中，工作压力和流量还可设置为其他数值，可根据灭火装置的需求设置，本公开实施例对此不限定。

在一实施例中，雾化喷头41的数量等于或大于1个。

其中，雾化喷头41的数量可根据灭火装置的需求设置。当该灭火装置应用于火势较小的灭火场景时，雾化喷头41的数量可为1个；当该灭火装置应用于火势较大的灭火场景时，雾化喷头41的数量可为2个或更多个，本公开实施例对此不限定。

在一实施例中，液体灭火介质包括水，气体灭火介质包括储存状态为液态的高沸点气体灭火剂。

如此，采用水和清洁高沸点气体灭火剂作为灭火介质，能够保证灭火过程中对环境无污染，兼具带电灭火功能，对重要仪器设备无损害，实现对锂电池仓及电缆隧道等带电受限空间的清洁灭火功能，提高了气液双流体混合雾化灭火装置的实用性。

在一实施例中，高沸点气体灭火剂为全氟己酮灭火剂，水为自来水或消防水。

在一实施例中，气体灭火介质存储装置11和液体灭火介质存储装置12均采用奥氏体不锈钢，灭火介质输送管网采用316l不锈钢。

如此，有利于确保装置稳定且安全。

在上述实施方式的基础上，高沸点气体灭火介质可采用市售的全氟己酮灭火剂，液体灭火介质可采用自来水，气体灭火介质存储装置11和液体灭火介质存储装置12可采用奥氏体不锈钢材质；动力输出单元2包括两套动力输出装置21，均可采用市售的高压柱塞泵或氮气驱动瓶，采用柱塞泵时，将其入口与灭火介质存储装置出口相连，采用氮气驱动瓶时，将其出口与灭火介质存储装置入口相连。控制单元3至少包括一套输出参数控制模块31，以控制柱塞泵或氮气驱动瓶的输出压力和流量。输送管路及雾化单元4包括灭火介质输送管路和雾化喷头41，其中灭火介质输送管路可采用316l不锈钢材质，雾化喷头41可采用市售的双流体雾化喷头，其包括两个入口孔，分别连接气体和液体两种灭火介质输送管路。运行参数监测单元5集成了各设备单元的传感器监测值，并实时将数据反馈给输出参数控制模块31，实现灭火装置整体的联动功能。

本公开实施例提供的气液双流体混合雾化灭火装置，根据灭火介质特性将气体灭火介质和液体灭火介质分离存储，采用两路管网分别对灭火介质进行输运，在双流体混合雾化喷头处进行混合，通过控制动力输出参数，实现了两种不能互溶的灭火介质按比例预混，喷出的高沸点气体灭火介质释放到受限密闭空间后可以迅速气化，充满整个空间，以较低的灭火浓度扑灭火灾，同时喷出的水雾兼具辐射衰减、消除烟气和持续降温等作用，集成气液混合灭火介质的优势，能够克服现有纯细水雾灭火装置应用时灭小火能力差、容易被障碍物遮挡、耗水量较大的缺陷，有效提高气液混合雾化灭火装置的灭火效率。此外，该气液双流体混合雾化灭火装置的结构可优化，且功能可拓展，为研制受限空间的灭火装置提供一种清洁且高效的灭火方法，能够为气液混合灭火装置多功能结构研究及装置研制提供有效的指导，可广泛适用于各类受限空间灭火。

在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种气液双流体混合雾化灭火方法，该灭火方法可应用上述实施方式中的任一种灭火装置执行，因此，该灭火方法也具有上述实施方式中的灭火装置所具有的有益效果，相同之处可参照上文中对灭火方法的解释说明进行理解，下文中不再赘述。

示例性地，图2为本公开实施例提供的一种气液双流体混合雾化灭火方法的流程示意图。结合图1和图2，该灭火方法包括：

s61、控制单元根据火灾报警信号启动灭火装置。

s62、动力输出单元在控制单元的调控下，将气体灭火介质存储装置和/或液体灭火介质存储装置中的灭火介质通过灭火介质输送管网转送至雾化喷头。

s63、雾化喷头将气体灭火介质和/或液体灭火介质喷出。

其中，雾化喷头喷出的雾化颗粒的粒径小于或等于400微米。

s64、运行参数监测单元采集灭火介质存储单元、动力输出单元、控制单元以及输送管路及雾化单元的工作参数，以监测灭火装置的工作状态。

结合图1，本实施例提供的气液双流体混合雾化灭火方法的流程如下：控制单元3对一次电路(即高压侧电路)和二次电路(即低压侧电路)进行监控，当受限空间内火灾报警系统发出火灾报警信号时，控制单元3启动灭火装置。具体地，动力输出装置21将灭火介质从气体灭火介质存储装置11和液体灭火介质存储装置12中吸入或者压出到灭火介质输送管网中，并在双流体混合雾化喷头41处汇集，经过雾化喷头41雾化后喷出，高沸点气体灭火剂迅速气化变成气态，覆盖整个灭火分区，吸收环境中的热量，稀释氧气浓度；同时水雾能隔绝烟气、消减烟气浓度及持续降低环境温度，气液两种灭火介质同时作用，实现高效灭火。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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