[发明专利]声波与喷雾耦合作用的火灾烟雾清除系统及消烟方法

说明书

本发明公开了一种声波与喷雾耦合作用的火灾烟雾清除系统及采用该系统消烟的方法，属于消防及安全技术领域。本发明包括固定设置于建筑物通道侧壁或房间侧壁的喇叭声源以及固定设置于建筑物通道顶部或房间顶部的水雾化喷嘴。火灾中，当建筑物房间或通道弥漫火灾烟雾时，同时启动喇叭声源和水雾化喷嘴；其中喇叭声源用于产生高强声场，利用声波团聚机理，能够使火灾烟雾中的细颗粒物发生碰撞团聚，大幅减少颗粒物数量，改善可见度；水喷雾中所含的液滴，能够进一步增加团聚效果，并避免团聚后的颗粒物发生破碎。通过声场和水喷雾的耦合作用，能够在数秒的时间内大幅提高火场可见度，为火灾中人员逃生提高有利保障。

技术领域

本发明涉及消防及安全技术领域，特别涉及一种声波与喷雾耦合作用的火灾烟雾清除系统及采用该系统消烟的方法。

背景技术

火灾给人类带来了巨大危害，每年造成很大程度的人员伤亡和财产损失。烟雾是火灾中最大的致命因素，据研究，因烟雾致死的人数约占火灾死亡总数的80%左右。

火灾烟雾的最大危害体现在遮光性，导致火灾初期建筑物通道和室内空间能见度急剧降低，被困人员无法快速撤离火场，增加了中毒和被烧死的可能性。各国普遍认为，当能见距离降低至3米时，逃离火场就变得非常困难。火场经验表明，人员在烟雾中停留1~2分钟就有可能晕倒、4~5分钟就有死亡的危险。

因此，烟雾控制是减少建筑火灾中人员伤亡的重要措施，常见的手段包括档烟、机械排烟、自然排烟和加压送风防烟、喷射细水雾等，但是实际效果均不明显，难以在实际火灾中发挥作用。综上，目前亟需有效清除火灾烟雾的技术。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种声波与喷雾耦合作用的火灾烟雾清除系统及采用该系统消烟的方法。

本发明的技术方案为：

一种声波与喷雾耦合作用的火灾烟雾清除系统，包括固定设置于建筑物通道侧壁或房间侧壁的喇叭声源以及固定设置于建筑物通道顶部或房间顶部的水雾化喷嘴。

作为优选方案，所述喇叭声源的频率为2～20kHz；单个所述喇叭声源的功率为50～100w。在该参数范围内喇叭声源可发出足够的声场，以快速实现火灾烟雾细颗粒的团聚。

作为优选方案，所述水雾化喷嘴喷出的水雾粒径为10～100微米，水流量为20～200L/h。在该条件范围内，可以更好的配合声波团聚，使火灾烟雾细颗粒进一步团聚，快速消除火灾烟雾。

作为优选方案，建筑物通道侧壁或房间侧壁的长度方向每隔5-20米设置一个喇叭声源。该设置可进一步保证消除烟雾的效率。

作为优选方案，建筑物通道顶部或房间顶部每10-30平方米设置一个水雾化喷嘴。该设置可进一步保证消除烟雾的效率。

作为优选方案，所述喇叭声源分别设置于建筑物通道或房间内相对的两个侧壁。该设置可进一步提高消除烟雾的效率。

进一步地，水雾化喷嘴设置于带有喇叭声源的两侧壁连线的中心线所对应的建筑物通道顶部或房间顶部。

采用所述声波与喷雾耦合作用的火灾烟雾清除系统消烟的方法，火灾中当建筑物通道或房间内时，同时启动喇叭声源和水雾化喷嘴；所述喇叭声源产生高强声场，同时水雾化喷嘴喷出水雾，火灾烟雾中的细颗粒在高强声场的作用下碰撞团聚，水雾进一步增加火灾烟雾颗粒团聚效果，从而清除火灾烟雾。

本发明的有益效果为：

1、本发明利用声波团聚技术耦合水喷雾可实现火灾烟雾清除，高强声场能够使火灾烟雾中的细颗粒发生碰撞团聚，水喷雾中所含液滴可进一步增加团聚效果，同时可以避免团聚后的颗粒物发生破碎，通过声场和水喷雾的耦合作用，只需要数秒的时间即可大幅度提高可见度，效果迅速可靠；利用本发明系统可迅速清除通道和房间内的火灾烟雾，方便被困火场的人员逃生。