[发明专利]潜艇及舰船生活舱高压细水雾灭火喷头

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种用于海军潜艇及舰船消防系统的细水雾灭火喷头，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。

(二)背景技术

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，为了扑灭潜 艇及舰船内生活舱室火灾，目前设置水喷淋灭火系统，水喷淋灭火系统尽管 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。

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。

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。

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2257 kJ的热量。

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。

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

本发明目的是提供用于潜艇及舰船生活舱室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 船生活舱内，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。

潜艇及舰船生活舱的空间尺寸小、内部可燃物较多，安有多层床铺，火 灾可燃物也比较复杂，既存在被褥、木材等固体可燃物，又存在电缆和某些 油品等可燃物。不同细水雾参数如雾滴直径、喷射速度等对不同火灾及不同 保护空间内部状况的有效性也有很大差别。为了不影响正常的生活和工作， 细水雾喷头只能安装在仓室的顶部，多层床铺对细水雾有遮挡，不利于灭火。 现有的细水雾喷头均为全淹没系统的设计，但从大量的灭火实验中发现，全 淹没设计的细水雾喷头很难扑灭固体火灾，有遮挡物存在时几乎不能扑灭火 灾。此外由于细水雾雾滴直径很小，即使在高压情况下水滴的动量很小，很 难达到可燃物表面，特别是喷雾角较大时，边缘的细水雾由于重力作用，呈 现出漂浮状态，无法达到灭火的目的。本发明借鉴火箭发动机喷注器的设计 思想，采用不同喷嘴组合设计方案，实现了一个喷头能够产生1-3种不同细 水雾参数针对存在类似多层床铺等有遮挡情况的火灾均有效的设计方案。