一种扑救高位火源的带电水雾导流方法及其装置与流程

本发明属于灭火领域，涉及一种带电水雾导流方法及其装置，具体地说是一种扑救高位火源的带电水雾导流方法及其装置。

背景技术：

建筑物发生的火灾常造成生命、财产的损失，除了建筑材料易燃、建筑通风不畅等原因外，高位火源扑救难度高也是重要的原因之一。

高位火源指位于每层建筑的顶部或靠近顶部的区域的火源，如靠近建筑上方的电线、电缆火源或其他位于每层建筑上方的火源、位于建筑物上方角落的火源。由于火苗本身向上燃烧的特性，使得处于高位的易燃物容易在火灾中被点燃，加之现有技术中灭火装置所喷射出的灭火物质受到温度场和重力场影响较大，使其运动轨迹和停留时间无法控制，导致灭火物质不易喷向高位火源。并且现有技术中设置在每层建筑物顶端的喷淋系统存在灭火死角，这种灭火死角不仅在喷淋装置的上方存在，在建筑物的角落也普遍地存在，而且角落发生的火灾，在灭火中常常被忽视，使现有技术中的灭火装置或喷淋系统难以对高位火源以及角落火源及时、有效地扑救，使最佳灭火时机贻误甚至错失，造成火灾的进一步发展，进而导致灾害扩大。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种扑救高位火源的带电水雾导流方法及其装置，以达到对喷出的水雾进行导流，从而扑灭高位火源和角落火源的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下，一种扑救高位火源的带电水雾导流方法，该方法包括依次进行的以下步骤：

增压：将输水管路中的水增压，得到压力水；

雾化：将输水管路中的压力水雾化，喷出水雾，通过水雾灭火；

在增压前增加如下所述的电荷化步骤，并在水雾喷出后增加如下所述的电磁化引导步骤：

电荷化：利用电场、磁场中的至少一种，将水进行电荷化处理，使其带有感应电荷，进而使最终喷出的水雾成为带电水雾；

电磁化引导：在带电水雾的喷洒区域外加电场或磁场中的至少一种，使带电水雾喷出后在电场或磁场或其二者的结合场中受到力的作用，使其运动轨迹发生变化，从而喷向指定位置的火源。

作为对本发明的限定：所述压力水的水压为0.1～1mpa。

作为对本发明的限定：所述外加电场的正负极间电压差为1～10kv，其正负极的设置位置可根据需要转换。

作为对本发明的进一步限定：所述带电水雾的粒径为25～50μm。

作为对本发明的进一步限定：所述外加磁场的磁感应强度为500～10000gs。

本发明还公开了一种扑救高位火源的带电水雾导流装置，包括用于喷出压力水雾的雾化喷发装置，所述雾化喷发装置包括输水管路、固设于输水管路上的增压装置，和固设于输水管路出水端的雾化装置；

还包括：

用于使喷出的压力水雾成为带电水雾的荷电化室：所述荷电化室固设于输水管路上增压装置的进水端，其内部包括电场发生装置和磁场发生装置；

用于改变带电水雾运动轨迹的电磁化引导装置：所述电磁化引导装置设置于带电水雾的喷洒区域，包括外部电场发生装置和外部磁场发生装置中的至少一种。

作为对本发明的一种限定：所述外部磁场发生装置包括亥姆霍兹线圈。

作为对本发明的一种限定：所述外部电场发生装置为电极板。

作为对本发明的另一种限定：所述亥姆霍兹线圈固设于升降平台上，所述升降平台靠近地面的一端设有万向轮。

作为对本发明的另一种限定：所述增压装置为增压泵，所述雾化装置为雾化喷头。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果在于：

（1）本发明通过荷电化室，使喷出的灭火水雾成为带电水雾，并在喷出带电水雾的区域外加电场、磁场，使带电水雾在电场库仑力、磁场洛伦兹力作用下发生定向偏转，改变其原有的下落运动轨迹，使其喷向高位火源或传统雾化喷头的喷射死角，从而达到扑救高位火源和灭火死角的效果，有效地提高了灭火效率，并通过水雾的弥散性，能够在空间内形成水雾的全覆盖，有效地控制了火势的蔓延；

（2）本发明磁场发生装置亥姆霍兹线圈设置在升降平台上，并在平台底部设有万向轮，能够使磁场发生装置具有x、y、z三个方向的平移自由度，和z方向的旋转自由度，从而实现对封闭空间的全覆盖立体式防护；

（3）本发明中带电水雾的压力、水雾粒径、水雾的带电强度、外加电场强度和外加磁场强度均可通过改变相应装置的参数而改变，能够根据不同情况选择合适的参数，使本装置能够适用于不同场景、不同程度、各种位置的火灾，适用范围广。

综上所述，本发明使带电水雾在电场库仑力和磁场洛伦兹力作用下发生定向偏转，使其喷向高位火源或传统雾化喷头的喷射死角，从而达到扑救高位火源和灭火死角的效果，有效地提高了灭火效率，避免了火势的蔓延，实现了对封闭空间的全覆盖立体式防护，并且不局限于高位火源的扑救，能够适用于不同场景、不同程度、各种位置的火灾，适用范围广。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1为本发明实施例7单独外加磁场使用时的示意图；

图2为本发明实施例7单独外加电场使用时的示意图；

图3为本发明实施例7同时外加电场和磁场使用时的示意图。

图中：1-输水管路，2-增压装置，3-雾化装置，4-荷电化室，5-电极板，6-亥姆霍兹线圈，7-固定支架，8-升降平台，9-万向轮，10-火源。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的一种扑救高位火源的带电水雾导流方法及其装置，仅用于说明和解释本发明，并不构成对本发明的限制。

本发明所述的“上”“下”“左”“右”等方位用词或位置关系，是基于本发明说明书附图的图1～图3的方位关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗指的装置或元件必须具有的特定的方位、为特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护的内容的限制。

本发明利用外加电场和磁场的方式，引导带电水雾向指定位置移动，有效扑灭位于传统消防设备盲区的、高位的火源火灾。并通过水雾的弥散性，能够在空间内形成水雾的全覆盖，有效地控制了火势的蔓延。本发明的具体实施方法如下：

实施例1一种扑救高位火源的带电水雾导流方法

本实施例为一种扑救高位火源的带电水雾导流方法，包括依次进行的以下步骤：

电荷化：利用电场和磁场将输水管路中的水进行电荷化处理，使其带有感应电荷；

增压：将输水管路中带有感应电荷的水增压，得到带有感应电荷的压力水；

雾化：将输水管路中带有感应电荷的压力水雾化，喷出带电水雾；

电磁化引导：在带电水雾的喷洒区域外加电场和磁场，使带电水雾喷出后在电场和磁场的结合中受到力的作用，使其运动轨迹发生变化，从而喷向指定的高位火源，通过带电水雾灭火。

其中，压力水的水压为0.5mpa，带电水雾的粒径为30μm，外加电场的正负极间电压差为4kv，外加磁场的磁感应强度为7000gs。

上述电荷化过程中，可选择利用电场、利用磁场、利用电场和磁场中的任一种。

上述电磁化引导过程中，可选择外加电场、外加磁场、外加电场和磁场中的任一种。

实施例2～6一种扑救高位火源的带电水雾导流方法

实施例2～6分别为一种扑救高位火源的带电水雾导流方法，其方法中的步骤与实施例1相同，不同之处在于电荷化过程中所加场的种类、电磁化引导过程中外加场的种类以及各步骤的参数，具体参数见下表1：

表1

。

实施例7一种扑救高位火源的带电水雾导流装置

本实施例如图1～图3所示，为一种实现扑救高位火源的带电水雾导流方法的装置，包括用于喷出压力水雾的雾化喷发装置、用于使喷出的压力水雾带有感应电荷的荷电化室4，还包括用于改变带电水雾运动轨迹的电磁化引导装置。

雾化喷发装置包括用于传输灭火用水的输水管路1、固设于输水管路1上的增压装置2、还包括固设于输水管路1出水端的雾化装置3。增压装置2为增压泵，雾化装置3为雾化喷头，可根据实际需要选择增压泵的压力和雾化喷头所喷出水雾的粒径。

在增压装置2的入水口端，即增压装置2的上游（本说明书中根据输水管路1中水流方向定义上游和下游），设有用于使喷出的压力水带有感应电荷的荷电化室4。普通水经过荷电化室4，发生电荷感应或者电磁感应现象中的至少一种，使其带有一定的正电荷或者负电荷。荷电化室4包括外壳体，外壳体内固设有用于使水带有电荷的电场发生装置，电场发生装置的电场强度可根据需要调节；外壳内还固设有用于使水带有电荷的磁场发生装置，磁场发生装置的磁场强度可根据需要调节。上述电场发生装置和磁场发生装置之间的安装关系任意，即既可以在输水管路1的上游设置电场发生装置，在电场发生装置的出水端设置磁场发生装置；也可以在输水管路1的上游设置磁场发生装置，磁场发生装置的出水端设置电场发生装置。上述电场发生装置和磁场发生装置独立控制，可任意选择其中一个独立作用，或将二者联合作用。由荷电化室4流出的带有感应电荷的水，通过输水管路1流向增压装置2，经过增压得到带有感应电荷的压力水后，通过固设于输水管路出水端的雾化装置3喷出带电水雾。

图1～图3中矩形框体内部为建筑物的内部空间，矩形框体的顶部边为建筑物顶部，即荷电化室4和增压装置均埋设于建筑物的房顶内部，雾化装置3从建筑物房间的顶部露出，雾化装置3的设置间距根据实际需要进行设置。

在带电水雾的喷射区域，设有用于改变带电水雾运动轨迹的电磁化引导装置。电磁化引导装置包括外部电场发生装置和外部磁场发生装置中的至少一种。

外部电场发生装置为电极板5，电极板5所发出的电场强度可根据需要调节，并可根据不同的火灾位置将电极板5拆卸和安装。

外部磁场发生装置包括亥姆霍兹线圈6，亥姆霍兹线圈6通过固定支架7固设于升降平台8上，在升降平台8靠近地面的一端设有万向轮9，从而实现360°全方位转动和各方位的移动，对封闭空间做到全覆盖立体式防护。并且升降平台8和万向轮的9的设置使外部磁场发生装置能够迅速移动至需要的位置，满足了火灾中需要快速反应的要求。

本实施例可根据需要，选择单独外加磁场、单独外加电场，和同时外加磁场和电场三种使用方式：

单独外加磁场使用适合扑救与雾化装置3位置较近且位置较高的火源10，使带电水雾在外加磁场内做圆周运动。如图1所示，在带电水雾的喷射区域仅外加磁场，即在带电水雾的喷射区域的地面上仅通过可移动地升降平台8设置亥姆霍兹线圈6，亥姆霍兹线圈6的设置位置根据需要可进行改变。图中画“×”部分表示磁感应强度的方向，虚线箭头代表洛伦兹力方向，实线箭头代表带电水雾的速度方向，虚线代表带电水雾原有运动轨迹，实线代表带电水雾受洛伦兹力后的运动轨迹。在磁场中运动的带电水雾，受到洛伦兹力的作用，使其原有运动轨迹发生偏移，在磁场内做圆周运动，由于火源10的位置距离亥姆霍兹线圈6较近，在其喷出磁场所覆盖的范围后，立即大部分喷向火源10。

单独外加电场使用适合扑救处于空间角落处的火源10，使带电水雾在电场内向电极板5运动。如图2所示，在带电水雾的喷射区域仅外加电场，即在带电水雾的喷射区域仅根据需要外加一对相对设置的正、负电极板5，上述正负电极板5的设置位置和正、负电极板5之间的位置关系根据需要可进行改变。图中点划线箭头代表电场强度方向，点箭头代表库仑力方向，实线箭头代表带电水雾速度方向，虚线代表带电水雾原有运动轨迹，实线代表带电水雾受库伦力后的运动轨迹。在电场中运动的带电水雾，受到库仑力的作用，使其原有运动轨迹发生偏移，在电场内向电极板5所在的角落火源10运动，从而大部分喷向角落处的火源10。

同时外加电场和磁场使用适合扑救处于空间角落、并且位于高处的火源10，和距离雾化装置3位置较远的火源，使带电水雾在外加磁场内做圆周运动，在外加磁场外向电极板5运动。如图3所示，在带电水雾的喷射区域既外加电场，也外加磁场，即既在带电水雾的喷射区域的地面上通过可移动地升降平台8设置亥姆霍兹线圈6，又在带电水雾的喷射区域根据需要外加一对相对设置的正、负电极板5。上述亥姆霍兹线圈6的设置位置、正负电极板5的设置位置、正负电极板5之间的位置关系均可根据需要而变化。图中画“×”部分表示磁感应强度的方向，点划线箭头代表电场强度方向，虚线箭头代表洛伦兹力方向，点箭头代表库仑力方向，实线箭头代表带电水雾速度方向，虚线代表带电水雾原有运动轨迹，实线代表带电水雾受洛伦兹力和库伦力共同作用后的运动轨迹。在磁场中运动的带电水雾，受到洛伦兹力的作用使其原有运动轨迹发生偏移，在磁场内做圆周运动，但由于火源10的位置距离雾化装置3和亥姆霍兹线圈6均较远，因此需要同时外加电场，在带电水喷出磁场所覆盖的范围后，进入电场所覆盖的范围，在电场中运动的带电水雾，受到库仑力的作用，继续向电极板5所在的方向运动，从而大部分喷向处于空间角落、并且位于高处的火源10。

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