[發(fā)明專(zhuān)利]一種以液氮為噴射動(dòng)力的多功能消防車(chē)及混合噴射炮

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711368271.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107952194A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張德利;姬永興;張亮;謝占坤;陶磊;楊鶴;段升陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東宏達(dá)科技集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A62C27/00
• 分類(lèi)號(hào): A62C27/00;A62C31/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心32203
• 代理人: 朱寶慶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種消防技術(shù)，特別是一種以液氮為噴射動(dòng)力的多功能消防車(chē)。

背景技術(shù)

國(guó)標(biāo)GB20128-2006《惰性氣體滅火劑》中，將氮?dú)饬腥攵栊詺怏w滅火劑序列中。大氣中氮?dú)獾暮空?8％。工業(yè)制取高純度氧氣的方法是將空氣液化，將氧分餾后剩余大量液氮，這些液氮進(jìn)入市場(chǎng)，用于快速制冷等多種場(chǎng)所，也可用于消防滅火，液氮售價(jià)便宜，供應(yīng)充足。

液氮還是一種通過(guò)相變來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的物質(zhì)。常壓下液氮在-195.8℃時(shí)沸騰氣化，1kg液氮?dú)饣瘯r(shí)可生成800多升純凈氮?dú)猓瑫r(shí)吸收198kj的汽化潛熱。當(dāng)液氮與水在消防炮管內(nèi)混合時(shí)，液氮快速吸收水的熱量而急劇氣化，其體積迅速增大數(shù)百倍，在管路內(nèi)產(chǎn)生很大推力，此現(xiàn)象相當(dāng)于“發(fā)射藥被點(diǎn)燃”，可推動(dòng)大流量的“氣-水”混合流體高速射出，其出口處的射速遠(yuǎn)大于常規(guī)消防車(chē)水射流的出口射速，可將大流量的水或水系滅火劑噴射為細(xì)水霧或超細(xì)水霧射流。這種“氣-水”混合流體不僅擴(kuò)大了滅火劑與火焰的接觸面積，也擴(kuò)大了洗消劑與有毒氣體的接觸面積，克服了常規(guī)消防車(chē)射出的水射流很快墜落地上流失掉的缺點(diǎn)，而且這種“氣-水”混合流體具有比常規(guī)消防車(chē)射出的水霧射流有更遠(yuǎn)的射程、更大的穿入火焰中的動(dòng)能，可大幅度提高滅火救援效率，由此可以研發(fā)出一種以液氮為噴射動(dòng)力的消防車(chē)。

發(fā)明專(zhuān)利03133926.3描述了一種液氮消防車(chē)及噴射槍?zhuān)善?chē)變速箱帶動(dòng)液氮泵將液氮貯罐中存儲(chǔ)的液氮加壓，再輸入噴射槍中射出滅火。該專(zhuān)利未涉及利用液氮與水混合時(shí)產(chǎn)生相變推動(dòng)混合流體高速?lài)娚涞募夹g(shù)問(wèn)題。

發(fā)明專(zhuān)利201710225285.2描述了一種液氮?jiǎng)恿ο琅冢搶?zhuān)利描述了將進(jìn)入消防炮內(nèi)的液氮首先吸熱氣化生成氮?dú)猓a(chǎn)生出超音速氮?dú)饬黧w，再與進(jìn)入消防炮中的水流體發(fā)生撞擊生成混合流體。未涉及液氮與水混合產(chǎn)生相變瞬間釋放出很大壓力能的問(wèn)題，也未提出液氮在消防炮內(nèi)氣化時(shí)其體積急劇增大而產(chǎn)生“氣塞”問(wèn)題的解決方案。

發(fā)明專(zhuān)利200910035880.5、201210517766.8等，均描述了利用高速氣體射流與水或泡沫滅火液撞擊產(chǎn)生出細(xì)水霧或泡沫珠的技術(shù)方案。也未涉及液氮與水流體混合時(shí)，液氮瞬間發(fā)生相變釋放出很大壓力能與水流體的相互作用的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種以液氮為噴射動(dòng)力的多功能消防車(chē)，該消防車(chē)可以持久性存儲(chǔ)液氮，利用液氮與水混合時(shí)吸熱相變產(chǎn)生的很大動(dòng)能，將水、水系滅火劑或洗消劑噴射為霧化態(tài)的高射速混合流體，太幅度提高滅火救援效率。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種以液氮為噴射動(dòng)力的多功能消防車(chē)，包括車(chē)體、液氮儲(chǔ)罐、液氮輸送管路、氣化裝置、若干電動(dòng)閥門(mén)、供水接頭、液氮噴射槍、混合噴射炮。液氮儲(chǔ)罐設(shè)置于車(chē)體上；液氮輸送管路至少設(shè)置三路，且第一路液氮輸送管路從液氮儲(chǔ)罐底部引出穿過(guò)氣化裝置后接入液氮儲(chǔ)罐頂部，第二路液氮輸送管路從液氮儲(chǔ)罐底部引出后分別接入液氮噴射槍的輸入端和混合噴射炮的第一輸入端，第三路液氮輸送管路連接安全閥門(mén)4、定值泄壓閥門(mén)10，外部液氮輸入至液氮儲(chǔ)罐2時(shí)也經(jīng)過(guò)第三路液氮輸送管路；混合噴射炮包括第一輸入端、第二輸入端、液氮噴嘴、噴射管，炮的內(nèi)腔通道按照氣液混合體的流動(dòng)方向分為相連的收縮段、擴(kuò)散段、增速段，收縮段內(nèi)徑逐步縮小，擴(kuò)散段內(nèi)徑隨“氣-液”混合體的流動(dòng)方向逐步增大，增速段內(nèi)徑與擴(kuò)散段中的最大內(nèi)徑相同且隨流動(dòng)方向保持內(nèi)徑不變，液氮噴嘴與第一輸入端連接且位于收縮段內(nèi)，且位于收縮段(8-1)內(nèi)的中線位置上，其出口與收縮段(8-1)的出口在同一平面上；第二輸入端連接收縮段其另一端連接供水接頭；電動(dòng)閥門(mén)分布于液氮輸送管路和供水接頭的管路上。

一種混合噴射炮，包括第一輸入端、第二輸入端、液氮噴嘴、噴射管，噴射管內(nèi)腔按照“氣-液”混合體的流動(dòng)方向分為相連的收縮段、擴(kuò)散段、增速段；收縮段內(nèi)徑逐步縮小，擴(kuò)散段內(nèi)徑隨“氣-液”混合體的流動(dòng)方向逐漸增大，增速段的內(nèi)徑與擴(kuò)散段中的最大內(nèi)徑相同且隨流動(dòng)方向保持內(nèi)徑不變，液氮噴嘴與第一輸入端連接且位于收縮段內(nèi)的中線位置上，其出口與收縮段的出口在同一平面上，第二輸入端的一端連接收縮段另一端連接供水接頭。

采用上述消防車(chē)，氣化裝置包括氣化管、若干散熱翅片；氣化管與第一路液氮輸送管路連接，散熱翅片沿氣化管徑向設(shè)置于氣化管外壁上。

采用上述消防車(chē)，液氮儲(chǔ)罐包括液氮儲(chǔ)罐外殼、液氮儲(chǔ)罐內(nèi)膽；液氮儲(chǔ)罐內(nèi)膽設(shè)置于液氮儲(chǔ)罐外殼內(nèi)且兩者之間設(shè)置間隙，間隙內(nèi)干燥且抽真空至0.001～0.005Pa，液氮儲(chǔ)罐內(nèi)膽的外表面分層纏繞氧化鋯箔層絕熱材料。