一种基于声波驱动的两相流车载式灭火装置

本发明涉及消防，具体涉及一种基于声波驱动的两相流车载装置及方法。

背景技术：

1、传统灭火方法灭火距离较短，无法对远距离(100米以上)的火灾进行灭火，而部分能够进行远距离(100米以上)灭火的设备，往往体积大、重量大，不方便移动，且能耗较高，需要大量水资源，同时会在喷射过程中损失大量的水，造成不必要的成本，灭火效率低，且会对起火点周围的设施造成一定损害，并产生大量有毒有害气体。

2、在单独使用声波进行灭火工作时，往往对环境条件要求为有限空间，或者需要在火源附近设置挡板，用来反射声波，以此达到灭火的效果。在实际应用中，通常需要对开放空间进行灭火工作，单独的声波无法有效进行灭火。且声波灭火无法对火源进行有效降温，若不能及时冷却着火物，有可能出现复燃。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于声波驱动的两相流车载装置，其可以通过声波及涡流联动配合，实现远距离灭火。

2、为实现上述目的，本发明的一种基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，包括车体及放置于所述车体内的两相流供应装置、声波发生装置和涡环发生装置，其中

3、所述两相流供应装置包括液氮供应装置和细水雾供应装置，所述液氮供应装置包括管路相连的液氮储罐和空温式汽化装置；所述细水雾供应装置包括水箱，所述空温式汽化装置和所述水箱管路合并后与所述涡环发生装置连接；

4、所述声波发生装置包括线路相连的波形发生器和功率放大器；

5、所述涡环发生装置包括筒体、扬声器和两相流喷嘴，所述扬声器包括内壁声波扬声器和平行声波扬声器，所述扬声器与所述功率放大器电连接，所述两相流喷嘴与所述空温式汽化装置、所述水箱的合并管路连接；所述平行声波扬声器安装于所述筒体后端内侧，所述两相流喷嘴及所述内壁声波扬声器均布于所述筒体的内壁上，所述两相流喷嘴与所述内壁声波扬声器间隔设置。

6、进一步地，所述两相流供应装置还包括加压装置，所述加压装置为所述液氮供应装置及所述细水雾供应装置提供压力。

7、进一步地，所述筒体包括筒体i和筒体ii，所述筒体i直径小于所述筒体ii，所述筒体i一端设有出口i，其出口位于所述筒体ii内，在所述筒体ii上设有出口ii，所述出口位于所述出口i正前方。

8、进一步地，所述两相流喷嘴方向和所述内壁声波扬声器方向朝向所述筒体i出口处，与所述筒体i中心轴线呈一定角度，小于45度。

9、进一步地，所述水箱内的水或水与阻燃剂的混合液。

10、进一步地，所述平行声波扬声器发射的声波直径小于涡环直径，可从涡环中部穿过，对涡环内旋的侧壁提供一定的切向力，提高涡环旋转的稳定性和飞行距离。

11、进一步地，所述内壁声波扬声器与所述平行声波扬声器均半嵌入所述筒体内壁。

12、进一步地，所述筒体ii出口前部设置有可折叠风扇。

13、本发明与现有技术相比，具有以下优势：

14、(1)通过声波形成两相涡环。与传统由推板的机械运动形成涡环相比，由声波生产涡环的设备简化了设备整体的机械结构，使得设备可以体积更小，质量更轻；且声波生成涡环，涡环的形成距离更长，为整个涡环筒体，所以涡环更加稳定且可以传送更远的距离；同时，在筒体末端安装平行声波发生装置，发射直径小于涡环内径的平行声波，给涡环内侧提供一定的切向力，提高涡环内旋的速度，从而提高涡环的稳定性和输送距离；

15、(2)有效将声波灭火与涡环灭火联动，可对远距离火灾进行抑制、熄灭，通过声波对远距离火灾进行扰动，使得火焰偏离着火物，暴露着火物表面，再通过涡环将细水雾与氮气输送至着火处，直接对着火燃料进行降温、隔绝空气，从而抑制、熄灭火灾；

16、(3)通过将筒体设计为第一筒体和第二筒体，减少涡环在形成过程中外界空气的混入，提高涡环中氮气与细水雾的浓度，从而提高涡环的灭火能力。同时，提高涡环的稳定性，使其能够输送至更远的地方；

17、(4)氮气与细水雾协同灭火，相较于其他灭火介质，可以快速吸收火源产生的热量，有效降低火源温度，并隔绝氧气，从而抑制火灾继续发生，而且不会对设备造成额外损坏，绿色环保；

18、(5)通过控制可折叠风扇，使得涡环发生装置具有两种模式，一是通过发射声波、两相涡环进行远距离灭火，二是通过风扇以及气液两相流喷嘴，实现喷雾机的功能，可对近距离进行除尘、降温、灭火。

技术特征：

1.一种基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，其特征在于，包括车体(1)及放置于所述车体(1)内的两相流供应装置、声波发生装置和涡环发生装置(13)，其中

2.根据权利要求1所述的基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，其特征在于，所述两相流供应装置还包括加压装置(2)，所述加压装置(2)为所述液氮供应装置及所述细水雾供应装置提供压力。

3.根据权利要求2所述的基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，其特征在于，所述筒体包括筒体i(19)和筒体ii(20)，所述筒体i(19)直径小于所述筒体ii(20)，所述筒体i(19)一端设有出口i，其出口位于所述筒体ii(20)内，在所述筒体ii(20)上设有出口ii，所述出口ii位于所述出口i正前方。

4.根据权利要求3所述的基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，其特征在于，所述两相流喷嘴(23)方向和所述内壁声波扬声器(21)方向朝向所述筒体i(19)出口处，与所述筒体i(19)中心轴线呈一定角度，小于45度。

5.根据权利要求1所述的基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，其特征在于，所述水箱(3)内的水或水与阻燃剂的混合液。

6.根据权利要求5所述的基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，其特征在于，所述平行声波扬声器(22)发射的声波直径小于涡环直径，可从涡环中部穿过，对涡环内旋的侧壁提供一定的切向力，提高涡环旋转的稳定性和飞行距离。

7.根据权利要求5所述的基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，其特征在于，所述内壁声波扬声器(21)与所述平行声波扬声器(23)均半嵌入所述筒体内壁。

8.根据权利要求1所述的一种基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，其特征在于，所述筒体ii(20)出口前部设置有可折叠风扇(24)。

技术总结本发明公开了一种基于声波驱动的两相流车载式灭火装置，包括车体及放置于车体内的两相流供应装置、声波发生装置和涡环发生装置，两相流供应装置包括液氮供应装置和水供应装置，液氮供应装置包括液氮储罐和空温式汽化装置。声波发生装置包括波形发生器、功率放大器和平行声波扬声器、内壁声波扬声器。涡环发生装置包括筒体，筒体包括筒体I和筒体II，筒体I直径小于筒体II，筒体I一端设有出口I，其出口位于筒体II内，在筒体II上设有出口II。平行声波扬声器安装于筒体I出口相对的侧面上。在筒体I和筒体II的内壁上均布多个两相流喷嘴及内壁声波扬声器，两相流喷嘴与内壁声波扬声器间隔设置。本装置可将声波与涡环联动，从而实现远距离灭火。技术研发人员：王志,宋宇辰,史波波,周福宝,余先宇,李志华,刘航,惠铭轩受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17