[发明专利]喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷嘴。

本发明的这种喷嘴有特别的用途(尽管不是唯一的用途)，即用于使用不可燃液体(如水)灭火(包括A类、B类和C类火灾)的灭火装置。

A类火灾是由纤维燃料，如木材、纸和布为主要燃料引起的火灾。B类火灾是由碳氢化合物，如化学品、石油和油类为主要燃料引起的火灾。C类火灾是电气火灾。

背景技术

在灭火中，众所周知，火的持续燃烧有三个要素。这三个要素是热、氧气和燃料。图1示出了这三要素的关系。在灭火时，灭火人员至少要排除燃烧三要素中一个要素。通常，水、哈龙或二氧化碳是可用作灭火剂的三个例子。水的灭火作用是从燃料上带走热量，而二氧化碳的作用是将氧隔离。

燃烧的另一个特点是火焰链锁反应，如图1圆内的三角形所示。火焰链锁反应依赖于燃烧过程中产生的自由基，自由基是燃烧得以继续的必要因素。例如，哈龙就是附着到自由基上，从而阻止继续燃烧而起灭火作用的。

用水灭火的主要缺点是通常所需的用水量相当大，因而由于水造成的损坏也很大。而且，在有些情况下，也无法获得充足的水用于灭火。

二氧化碳和哈龙等气体也经常用于灭火，但这两种气体都有缺点。在它们灭火的范围内不能有人，因为那里无法呼吸。为此，用气体灭火剂的灭火人员必须佩戴呼吸器械。而且，哈龙还有另一个缺点，即它是剧毒的，对环境污染严重。由于这些原因，蒙特利尔公约已经禁止使用哈龙灭火，而且不允许再生产和使用哈龙。

用二氧化碳和哈龙气体灭火还有一个缺点，即需要用大量的气体，特别是用于诸如建筑物这类大空间的灭火时。通常要用二氧化碳注入着火的空间，比如一栋着火的建筑物，二氧化碳要达到约占建筑物空间的87％才能灭火。这意味着要用许多二氧化碳罐经过管线连接到包括喷嘴在内的供气管路上。

通常用哈龙扑灭某一空间内的火灾时，需要用占空间5％至7％的哈龙。这意味着要用许多哈龙罐经过管线连接到包括喷嘴在内的供气管路上。

用气体灭火剂，如二氧化碳和哈龙的另一个缺点是费用比较高。

用气体灭火剂扑灭某些空间内的火灾的另一个缺点是必须关闭所有的门和通风口。用气体灭火剂，如二氧化碳和哈龙扑灭某一空间内的火灾时，如该空间通风过量，则灭火效果不佳。

用气体灭火剂，如二氧化碳和哈龙灭火的另一个缺点是这些气体只能从热物体上吸收很少的热量。例如，若有从破裂的燃料管中喷出的碳氢化合物燃料直接喷到热的发动机排气管上，会引起再次点火。这将导致所谓的跳火现象。

可以避免本文上述灭火技术缺点的一种灭火技术是用水这种不可燃液体产生的细小雾滴，来减少燃料周围气化物的热量、减少燃料的热量、挤走氧气并阻断火焰链锁反应。也就是说，水这种液体灭火剂攻击了燃烧过程的所有部分，除了移走燃料以外。这种细雾状不可燃液体挤走了氧气，而且一旦被加热，还会气化而膨胀从而挤走更多的氧气。液体一旦膨胀，就从燃料周围之气化物吸收热量，并从燃料吸收热量。另外，雾滴能阻断火焰链锁反应。因此雾滴对火焰有抑制作用和冷却作用。由于这些原因，雾滴具有意想不到的效果，所以水作为不可燃液体灭火剂，不仅可安全地用于A类和B类火灾的灭火，也可安全地用于C类火灾，即电气类火灾的灭火。因此，用雾状不可燃液体灭火已经不再是传统意义上的用水灭火的情形了。

通常用雾状不可燃液体灭火系统灭火时，是把不可燃液体(可能是水)的雾滴喷向失火现场。通常是把不可燃液体用泵增压，经过管网，再经过许多喷嘴喷出。不可燃液体在高压下从喷嘴挤出时雾化成细小的液滴。失火区域被水雾充满，从而扑灭火灾。通常这种雾状不可燃液体灭火系统要用一个供液网。如果要保护的空间比较大，则必须用一个带许多喷嘴的供液管网。通常，这种供液管网是固定安装的，即不是可携带的。

在国际市场上，现在已有多种雾状不可燃液体灭火系统。其中大多数系统所用的喷嘴只有一个喷雾孔。

在雾状不可燃液体灭火系统中使用单喷孔喷嘴的一个缺点是：这种喷嘴不能提供宽的喷雾覆盖面，并且不易达到最佳的流量密度以确保灭火。在使用单喷孔喷嘴时，系统设计中必须采用许多个喷嘴以获得最佳的覆盖面和总流量密度。而在火灾现场，用许多个单喷孔喷嘴必然导致密布的喷嘴和供液管线网，这样的系统安装费用很高，而且也很难看。用大量的不可燃液体供液管网也意味着这个系统会较笨重，而在某些场合这是一个缺点，例如把这样一个系统安装在一艘高速客运渡轮上。