高压细水雾灭火喷头

摘要

高压细水雾灭火喷头，由喷头壳体、喷头转接头、喷嘴、内部过滤网、金属密封垫圈和防尘罩组成。该喷头壳体的外形为两个圆锥面，近顶部的圆锥面顶面为平面，在该顶面的中心安装有1个喷嘴，该靠近顶面的圆锥面上均匀分布安装有多个喷嘴；在靠近顶面的圆锥面的外圈紧邻有另一圆锥面，在此圆锥面上均匀分布安装有多个喷嘴，不同安装面上喷嘴交错布置；该喷头壳体与喷嘴、喷头壳体与喷头转接头都通过螺纹旋接，其间采用端面加金属垫片的密封形式；喷嘴与喷头壳体的内腔连通；该喷头转接头内腔装有不锈钢滤网；该喷头转接头的另一端通过螺纹与灭火系统的管路连接；在喷头壳体的上方安装有防尘罩。它灭火迅速、耗水量低、耐海水腐蚀，具有推广应用价值。

权利要求

1.一种高压细水雾灭火喷头，其特征在于：主要由喷头壳体、喷头转接头、喷嘴、内部过滤网、金属密封垫圈和防尘罩组成；该喷头壳体的外形为两个圆锥面，靠近顶部的圆锥面顶面为平面，在该顶面的中心安装有1个喷嘴，该靠近顶面的圆锥面的法线与喷头的轴线夹角为β1，在此圆锥面上均匀分布安装有预定个喷嘴；喷嘴的喷雾角度选择为20-40度；

在靠近顶面的圆锥面的外圈紧邻有另一圆锥面，该另一圆锥面的法线与喷头的轴线夹角为β2，要求β2＞β1；在此圆锥面上均匀分布安装有预定个喷嘴，不同安装面上喷嘴相互交错布置；该喷头壳体与喷嘴通过螺纹旋接，其间采用端面加金属垫片的密封形式；喷嘴与喷头壳体的内腔连通；喷头壳体与喷头转接头通过螺纹连接，亦采用端面加金属垫片的密封形式；喷头壳体与喷头转接头联接组合后，该喷头转接头的另一端通过螺纹与灭火系统的管路连接；在喷头壳体的上方安装有防尘罩；喷头工作时，管路中的高压水流经喷头转接头，经过不锈钢滤网过滤后进入喷头壳体内部，然后进入喷嘴，水流在喷嘴内进行旋转，随着压力的增大，水流冲开防尘罩，细水雾形成并喷向保护对象进行灭火，在灭火工作结束后可将防尘罩套在细水雾喷头上复位。

2.根据权利要求1所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该喷头壳体的另一种形式为：外形设计成一个圆锥面，该圆锥面的顶面为平面，在该顶面的中心安装有1个喷嘴，该圆锥面的法线与喷头的轴线夹角为β1，在此圆锥面上均匀分布安装有预定个喷嘴。

3.根据权利要求1所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该喷头壳体的再一种形式为：外形设计成一个圆锥面，该圆锥面的顶面为平面，在该顶面的中心安装有3个喷嘴；

该圆锥面的法线与喷头的轴线夹角为β1，在此圆锥面上均匀分布安装有预定个喷嘴。

4.根据权利要求1或2或3所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该金属垫片的材料选用紫铜。

5.根据权利要求1或2或3所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该喷嘴为离心式结构形式。

6.根据权利要求1或2或3所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该喷嘴为螺旋槽结构形式。

7.根据权利要求1或2或3所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该喷嘴为旋流片结构形式。

8.根据权利要求1或2或3所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该防尘罩采用的材料为非金属耐火材料。

9.根据权利要求1或2或3所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该喷头中的喷头壳体、喷头转接头、喷嘴和不锈钢滤网皆采用316L不锈钢材料制成。

10.根据权利要求1所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该靠近顶面的圆锥面的法线与喷头的轴线夹角β1为20-30度，紧邻的另一圆锥面的法线与喷头的轴线夹角β2为

45-60度。

11.根据权利要求2或3所述的高压细水雾灭火喷头，其特征在于：该圆锥面的法线与喷头的轴线夹角β1为35-45度。

说明书

高压细水雾灭火喷头

(一)技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于海军潜艇及舰船消防系统的高压细水雾灭火喷头，是水喷淋及卤代烷灭火系统的替代产品，主要应用在潜艇、舰船领域，也可以应用于其它民用商船消防等领域，属于消防系统用设备。(二)背景技术

[0002] 在潜艇及舰船的安全保障体系中灭火系统的地位极为重要，现代潜艇及舰船技术的发展对船上动力机舱、卧舱、兵器间等重要区域的火灾防治提出了更高的要求。为了扑灭潜艇及舰船内火灾，原有的固定式灭火系统是卤代烷1301灭火系统和水喷淋系统。然而由于卤代烷对大气臭氧层的破坏，蒙特利尔公约明确要求各国在2010年前取代卤代烷系列。而二氧化碳以及其他气体灭火剂则由于毒性、安全性和对周围环境的影响，大面积的推广应用也受到了很大限制。水喷淋灭火系统专为生活起居服务处所设计，能有效地扑灭固体火灾，但存在灭火用水量大、扑灭火种单一、对油火、电缆火灭火效能不够理想等缺点，并且会对舱室内设备和器材产生较大破坏作用，急需对其进行更新换代。

[0003] 细水雾灭火技术以其环保性好、灭火迅速、耗水量低、破坏性小以及适用面宽等特点，已成为国际消防领域关注研究的热点之一。潜艇及舰船作为海军的重要力量，该项发明将填补海军在该研究领域的空白，构建绿色环保、安全高效、反应迅速的消防系统，对提高潜艇及舰船消防能力、安全性、可靠性具有重要军事意义。

[0004] 细水雾是近年来高速发展的环保型灭火技术，它与传统抑制火灾方法相比除拥有前面所述的一些优点外，还有针对火灾的类型范围十分广泛，包括：A类火、B类火及电器火灾。国内外的研究经验表明，细水雾具有良好的绝缘性。

[0005] 细水雾灭火系统的灭火机理主要是冷却、窒息惰化和附加效应。其冷却效应表现在：当水被分解成许多细小的水滴时，其表面积会大大增加，蒸发时间大大缩短，利用高压细水雾灭火技术，所产生的细水雾较传统的灭火技术有更大的作用面积和热交换面积。它破坏燃料的热反馈冷却火焰表面，同时雾滴会穿透火焰，能够大大提高灭火效率。例如，将1升水从20℃升至100℃需要吸收335kJ的热量，再将其转换成水蒸气需要吸收2257kJ的热量。

[0006] 其窒息惰化效应表现在高压水雾通过蒸发，水的体积增加到近1700倍。它稀释了火源附近空气中的氧气，在这个过程中惰化灭火介质限制了火源向外的传输，高压细水雾的扩散不仅可进入火源区而且可防止氧的流入。相对气体灭火，高压细水雾灭火系统不要求完全封闭的空间。在高压细水雾潜在的能量充分释放后，完整的火源被藏在蒸发的水蒸气中，以便火灾能在几秒钟内窒息。通常空气中氧的浓度约21％，当氧的浓度从火源空间立即减少到16％～18％时，火源可抑制熄灭。

[0007] 在灭火的过程中，高压细水雾灭火系统还会产生一些其他的灭火附加效应。它们虽然不直接灭火，但对灭火有着积极作用。高压细水雾具有烟雾、废气的洗涤作用。这是因为燃烧的灰粒、煤烟颗粒与细水滴粘合而得到洗刷。此外细水雾还能起到一定的屏蔽作用，减少火源对周围物体的热辐射，同时阻止火灾的扩散，对火灾起遮挡作用。(三)发明内容

[0008] 本发明目的是提供一种用于潜艇及舰船高压细水雾消防系统的灭火喷头。作为细水雾灭火系统的关键部件，该装置安装在需要保护的潜艇及舰船各种舱室，高压水经过该装置后形成一定喷雾角度的高速细小水滴喷向保护空间，扑灭固体可燃物和一般液体可燃物火灾。

[0009] 雾滴直径小，用水量小是细水雾灭火的优点，但是雾滴直径太小细水雾的动量很小，受重力影响，细水雾的喷射距离有限，很难到达可燃物内部，对灭火不利，尤其是针对A类固体可燃物火灾，只能起到抑制火灾的作用。本发明借鉴火箭发动机喷注器的设计思想，采用喷嘴组合设计方案，实现了喷头既能够形成较小的雾滴直径，较大的喷雾角，又能产生较大的喷雾动量。

[0010] 本发明的高压细水雾灭火喷头采用多个喷嘴安装在一个喷嘴壳体上，通过多个相同喷嘴的组合，能够形成同一细水雾性能参数，扑灭火灾。通过采用在喷头壳体上布置多个喷嘴的技术方案。喷雾锥角可以通过改变喷头锥面角度β1、β2来调整，这样调整了整个喷头的喷雾角度而不影响单个喷嘴的雾化性能。每个喷嘴的流量可以设计小一些，角度也可以小一些，这样既可以保证有较大的喷射速度，又能有较好的雾化质量。

[0011] 本发明一种高压细水雾灭火喷头(简称：喷头)，主要由喷头壳体、喷头转接头、喷嘴、内部过滤网、金属密封垫圈和防尘罩组成。该喷头壳体的外形为两个圆锥面，靠近顶部的圆锥面顶面为平面，在该顶面的中心安装有1个喷嘴，该靠近顶面的圆锥面的法线与喷头的轴线夹角为β1，在此圆锥面上均匀分布安装有3个喷嘴或多个喷嘴；该些喷嘴为离心式结构形式，也可以选择螺旋槽结构形式或采用旋流片结构形式，喷嘴的喷雾角度选择为20-40度，以保证具有足够的喷射动量；在靠近顶面的圆锥面的外圈紧邻有另一圆锥面，该另一圆锥面的法线与喷头的轴线夹角为β2，β2＞β1。在此圆锥面上均匀分布安装有6个喷嘴或多个喷嘴，不同安装面上喷嘴相互交错布置；该喷头壳体与喷嘴通过螺纹旋接，其间采用端面加金属垫片的密封形式；喷嘴与喷头壳体的内腔连通；喷头壳体与喷头转接头通过螺纹连接，亦采用端面加金属垫片的密封形式；该喷头转接头内部流动通道面积设计得较大，有助于减小流动速度，减轻海水腐蚀的程度；该喷头转接头内腔装有不锈钢滤网，以滤除水中的杂质，防止堵塞喷头；喷头壳体与喷头转接头联接组合后，该喷头转接头的另一端通过螺纹与灭火系统的管路连接；在喷头壳体的上方安装有防尘罩，防尘罩采用的材料为非金属耐火材料，平时起到防尘的作用，灭火时由高压水雾冲开。

[0012] 喷头工作时，管路中的高压水流经喷头转接头进入转接头，经过不锈钢滤网过滤后进入喷头壳体内部，然后进入喷嘴，水流在喷嘴内进行旋转，随着压力的增大，水流冲开防尘罩，细水雾形成并喷向保护对象进行灭火。在灭火工作结束后可将防尘罩套在细水雾喷头上复位。

[0013] 本发明所述的高压细水雾灭火喷头，长期安装工作在海水气氛的环境中，有时甚至用海水作为灭火剂；316L不锈钢具有较好的耐海水腐蚀性能，因此采用316L不锈钢作为喷头壳体、喷头转接头、喷嘴、内部过滤网的制造材料是最佳方案。

[0014] 其中，该靠近顶面的圆锥面的法线与喷头的轴线夹角β1为20-30度，紧邻的另一圆锥面的法线与喷头的轴线夹角β2为45-60度。

[0015] 其中，该喷头壳体的外形也可以设计成一个圆锥面，该圆锥面的顶面为平面，在该顶面的中心安装有1个喷嘴，该圆锥面的法线与喷头的轴线夹角为β1，β1一般为35-45度；在此圆锥面上均匀分布安装有6个喷嘴或多个喷嘴；其它的形状、构造和要求都与前述的高压细水雾灭火喷头一样，不再赘述。

[0016] 其中，该喷头壳体的外形设计成一个圆锥面，该圆锥面的顶面为平面，在该顶面的中心安装有3个喷嘴；该圆锥面的法线与喷头的轴线夹角为β1，β1一般为35-45度；在此圆锥面上均匀分布安装有6个喷嘴或多个喷嘴；其它的形状、构造和要求都与前述的高压细水雾灭火喷头一样，不再赘述。

[0017] 其中，金属密封垫圈的材料选用紫铜

[0018] 本发明一种高压细水雾灭火喷头，其优点及其达到的功效是：它采用多个喷嘴安装在一个喷嘴壳体上，通过多个相同喷嘴的组合，能够形成同一细水雾性能参数，达成扑灭火灾的效果。它形成的雾滴直径较小，喷雾锥角可以通过改变喷头锥面角度来调整，因此能产生较大的喷雾动量，灭火效果好。它结构简单、灭火迅速、耗水量低、破坏性小，适用面宽，耐海水腐蚀、具有环保性能，使用安全可靠，具有重要军事意义和推广应用价值。(四)附图说明

[0019] 图1：潜艇及舰船高压细水雾喷头方案I剖视图。

[0020] 图2：潜艇及舰船高压细水雾喷头方案I(无防尘罩)正视图

[0021] 图3：潜艇及舰船高压细水雾喷头方案II剖视图。

[0022] 图4：潜艇及舰船高压细水雾喷头方案II(无防尘罩)正视图

[0023] 图5：潜艇及舰船高压细水雾喷头方案III剖视图。

[0024] 图6：潜艇及舰船高压细水雾喷头方案III(无防尘罩)正视图

[0025] 图7：螺旋槽结构喷嘴示意图。

[0026] 图8：螺旋槽芯示意图。

[0027] 图9：圆孔形旋流片结构喷嘴示意图。

[0028] 图10：圆孔形旋流片示意图。

[0029] 图中标号说明如下：

[0030] 1、喷头壳体 2、喷头转接头 3、喷嘴 4、不锈钢滤网

[0031] 5、金属密封垫片 6、防尘罩 7、喷嘴壳体 8、螺旋槽芯

[0032] 9、圆孔形旋流片 10、喷头 101、102圆锥面 103、顶面(五)具体实施方式：

[0033] 实施例一：

[0034] 如图1、图2所示，本发明一种高压细水雾灭火喷头10(简称：喷头)，主要由喷头壳体1、喷头转接头2、喷嘴3、内部过滤网4、金属密封垫圈5和防尘罩6组成。该喷头壳体1的外形为两个圆锥面101、102，圆锥面101的顶面103为平面，在顶面103的中心安装1个喷嘴3，圆锥面101的法线与喷头10的轴线夹角为25度；在此锥面101上均匀分布安装3个喷嘴3，该些喷嘴3选择螺旋槽结构形式，如图8所示，也可以选用旋流片结构形式，如图
10所示；喷嘴3的喷雾角度选择为30度，在靠近顶面圆锥面101的外圈圆锥面102的法线与喷头10的轴线夹角为50度；在此圆锥面102上均匀分布安装6个喷嘴3，不同安装面上喷嘴3交错布置，见图2所示。喷头壳体1与喷嘴3通过螺纹旋接，其间采用端面加金属垫片(紫铜垫片)的密封形式；喷嘴3与喷头壳体1的内腔连通；喷头壳体1与喷头转接头2通过螺纹连接，亦采用端面加紫铜垫片的密封形式。该喷头转接头2内腔内装有不锈钢滤网4，以滤除水中的杂质，防止堵塞喷头；喷头壳体1与喷头转接头2联接组合后，该喷头转接头2的另一端通过螺纹与灭火系统的管路连接。在喷头壳体1的上方安装有防尘罩6，防尘罩6采用的材料为非金属耐火材料，平时起到防尘的作用，灭火时由高压水雾冲开。

[0035] 喷头工作时，管路中的高压水流经喷头转接头2进入转接头，经过不锈钢滤网4过滤后进入喷头壳体1内部，然后进入喷嘴3，水流在喷嘴3内进行旋转，随着压力的增大，水流冲开防尘罩6，细水雾形成并喷向保护对象进行灭火。在灭火工作结束后可将防尘罩6套在细水雾喷头上复位。

[0036] 由于本高压细水雾灭火喷头，长期安装工作在海水气氛的环境中，有时甚至用海水作为灭火剂；316L不锈钢具有较好的耐海水腐蚀性能，因此

[0037] 喷头中的喷头壳体、喷头转接头、喷嘴、内部过滤网等部件皆采用316L不锈钢材料制成。

[0038] 实施例二：

[0039] 本发明一种高压细水雾灭火喷头10的实施例二如图3，图4所示，与实施例一比较，其区别在于：本实施例二的喷头壳体1的外形设计成一个圆锥面101，该圆锥面101的顶面103为平面，在该顶面103的中心安装有1个喷嘴3，该圆锥面101的法线与喷头10的轴线夹角为39度；在此圆锥面101上均匀分布安装有6个喷嘴3(或多个喷嘴)；其它的形状、构造和要求都与前述的实施例一相同。

[0040] 实施例三：

[0041] 本发明的实施例三如图3，图4所示，与实施例一比较，其区别在于：本实施例三的喷头壳体1的外形设计成一个圆锥面101，该圆锥面101的顶面103为平面，在该顶面103的中心安装有3个喷嘴3；该圆锥面101的法线与喷头10的轴线夹角为39度；在此圆锥面101上均匀分布安装有6个喷嘴3(或多个喷嘴)；其它的形状、构造和要求都与前述的实施例一相同。