專利名稱：一種用于封閉空間的火災(zāi)預(yù)防及滅火設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于消防領(lǐng)域，具體涉及一種用于封閉空間內(nèi)的火災(zāi)預(yù)防及滅火設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的建筑物里設(shè)置和存放著情報通迅機器，高價值設(shè)備，貴重數(shù)據(jù)及文物等。不言而喻，這些封閉空間的防火和滅火是非常重要的，但現(xiàn)有的方法并非萬全。
現(xiàn)有的封閉空間所使用的主要滅火方法有用水(比如噴淋滅火設(shè)備)和使用氣體(即通過釋放滅火氣體進行滅火)。用水滅火，有可能產(chǎn)生水損。有些時候，用水滅火造成的的損失還要大于火災(zāi)。所以對于文物，電子通訊設(shè)備及重要數(shù)據(jù)庫等是不宜用水滅火的。
氣體滅火的方法中，有使用具有化學(xué)滅火作用的化學(xué)滅火劑的方法和使用不具有化學(xué)滅火作用的惰性氣體滅火劑的方法。由于會破壞臭氧層，根據(jù)關(guān)于破壞臭氧層物質(zhì)的蒙特里爾協(xié)議，化學(xué)滅火劑中具有優(yōu)秀滅火性能的哈龍1301已于1994年1月起被中止生產(chǎn)。而新開發(fā)的替代它的化學(xué)滅火劑不僅性能不如哈龍1301，而且還有很高的分解毒性和對設(shè)備的腐蝕性。
另一方面，作為不具有化學(xué)滅火作用的惰性氣體滅火劑的稀釋滅火的方法，二氧化碳滅火系統(tǒng)在哈龍滅火劑出現(xiàn)之前就已用于封閉空間的滅火。二氧化碳通過加壓可在常溫下保持液態(tài)，所以儲存氣體的場所小，設(shè)備成本較低。但是滅火所需要的二氧化碳濃度是使人喪失意識濃度的3倍以上，因誤放出而導(dǎo)致的人生事故屢有發(fā)生。
因此，既不污染地球環(huán)境，又不影響封閉空間內(nèi)的設(shè)備，并且對人來說比二氧化碳要安全得多的氮氣滅火劑的使用在逐年增加。
然而，上述的使用氣體滅火劑的方法都是在火災(zāi)發(fā)生后進行滅火的方法。對于文物或重要數(shù)據(jù)庫以及危險品倉庫來說，一旦發(fā)生火災(zāi)，即使能迅速滅火也可能造成無法挽回的損失，所以在這些情況下防止火災(zāi)的發(fā)生更為重要。
另外，通常空氣中的氧氣濃度為21％，要將其降低至滅火所需的12％左右就必須在短時間內(nèi)釋放出大量氮氣。由此而產(chǎn)生的強烈氣流和壓力的上升有可能損壞文物和建筑物。
因此，目前亟需一種能有用少量滅火氣體就能滅火的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于封閉空間內(nèi)的火災(zāi)預(yù)防及滅火設(shè)備。它可以預(yù)先降低封閉空間的氧氣濃度來減少火災(zāi)發(fā)生的可能性或防止火災(zāi)，另外，利用它的氮氣自動補給儲存裝置，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，它可通過釋放少量的氮氣進行滅火。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供這樣一種火災(zāi)的預(yù)防和滅火設(shè)備。通過它可預(yù)先降低封閉空間的氧氣濃度來減少火災(zāi)發(fā)生的可能性或防止火災(zāi)發(fā)生，同時起火時通過釋放少量的可自動補給的氮氣進行滅火，以實現(xiàn)火災(zāi)的預(yù)防和滅火。
本發(fā)明所提供的預(yù)防和滅火設(shè)備以具備下列裝置的組合為特征利用氣體分離膜將封閉空間內(nèi)的氧氣濃度降低并保持在預(yù)定的濃度的富氮裝置，將由封閉空間排出的未達到預(yù)定濃度的富氮空氣重新導(dǎo)入富氮裝置進行循環(huán)使用的裝置，使封閉空間內(nèi)的氧氣濃度均一的空氣攪拌裝置，測試封閉空間內(nèi)的氧氣濃度的氧氣傳感器，防止封閉空間壓力上升的壓力平衡裝置，火災(zāi)的報警裝置，封閉空間內(nèi)的氧氣濃度控制裝置，排放出的富氧空氣的稀釋裝置。
更具體地說是，在需要保護的封閉空間設(shè)置從空氣生產(chǎn)富氮空氣的富氮裝置。該富氮裝置由空氣壓縮機和氣體分離膜以及空氣過濾裝置組成。富氮裝置從保護空間外部的空氣生產(chǎn)所需濃度的富氮空氣并注入到保護空間內(nèi)。
另外，因向保護空間內(nèi)注入富氮空氣而被排出保護空間的未達到預(yù)定濃度的富氮空氣將被重新導(dǎo)入富氮裝置進行循環(huán)使用。通過采用這種方式，能夠用較少的電力消耗使封閉空間的氧氣濃度迅速降低。
保護空間內(nèi)的氧氣保持濃度根據(jù)所保護的對象和保護空間的使用狀況事先設(shè)定。對于無人空間，氧氣保持濃度可設(shè)定為被保護對象的滅火氧氣濃度的80％，據(jù)此可完全防止火災(zāi)的發(fā)生。另外，對于人的短時間停留空間，則可將氧氣保持濃度設(shè)定在18％以上。當(dāng)保護空間內(nèi)的發(fā)熱或著火被檢測到時，通過釋放儲存于高濃度氮氣儲存容器中氮氣將保護空間內(nèi)的氧氣濃度降低至滅火濃度以下進行滅火。
由富氮裝置提供的富氮空氣中的氧氣濃度與所設(shè)定的保護空間內(nèi)的氧氣保持濃度相等，而富氮空氣的流量則根據(jù)保護空間的換氣情況和達到預(yù)定濃度所需時間來決定。
保護空間內(nèi)的氧氣濃度由氧氣濃度傳感器檢測。對于保護空間內(nèi)的氧氣保持濃度設(shè)定在保護對象的滅火濃度以下的情況，當(dāng)實際的氧氣濃度達到預(yù)定濃度時，控制裝置將向富氮裝置發(fā)出停止運行的指令。
對于保護空間內(nèi)的氧氣保持濃度設(shè)定在18％以上的情況，當(dāng)實際的氧氣濃度達到預(yù)定濃度時，富氮裝置將自動變換為提供接近100％氮氣濃度的運行狀態(tài)，并通過切換閥門將氮氣以一定的壓力儲存于氮氣儲存容器中供滅火時使用。當(dāng)保護空間內(nèi)的氧氣濃度高于設(shè)定的保持濃度時，富氮裝置又將自動變換為原來的運行狀態(tài)，使保護空間內(nèi)的氧氣濃度保持在設(shè)定的濃度。據(jù)此，保護空間的氧氣濃度可被保持在設(shè)定的濃度，以達到減少火災(zāi)發(fā)生的目的。
對于保護空間內(nèi)的氧氣保持濃度設(shè)定在18％以上的空間，火災(zāi)檢測裝置一旦檢測到火災(zāi)，將通過聲音報警裝置發(fā)出警報進行人員疏導(dǎo)。其后則根據(jù)有人或無人的狀況自動或手動地釋放出儲存的氮氣進行滅火。
如上所述，采用本發(fā)明的預(yù)防火災(zāi)或滅火設(shè)備可帶來如下效果它能夠以較少的能源消耗來預(yù)防或減少封閉空間的火災(zāi)的發(fā)生。
由于預(yù)先降低了封閉空間的氧氣濃度，一旦火災(zāi)發(fā)生，只需釋放少量的滅火劑即可滅火。因此，它不但可以避免對被保護對象產(chǎn)生不良影響，而且能夠減少滅火氣體的儲存空間，降低設(shè)備成本。
由于只需釋放少量的滅火劑即可滅火，所以它可以避免氣體大量放出時的壓力上升建筑物造成的影響。
另外，由于它能夠自動補充滅火所需要的氮氣，不需要進行氣瓶的更換作業(yè)，所以對于起火頻度高的場所，它可以大幅度減少維護費用。


圖1是本發(fā)明所提供的火災(zāi)預(yù)防和滅火設(shè)備的實施例示意圖。
其中1-需要保護的封閉空間2-空氣循環(huán)裝置3-富氮空氣再循環(huán)管路4-火災(zāi)檢測裝置5-氧氣濃度傳感器6-控制部7-切換閥門8-富氮空氣發(fā)生裝置9-富氮空氣與空氣混合器10-富氧空氣稀釋裝置
11-氮氣儲存容器12-電磁閥13-氮氣釋放噴嘴14-壓力平衡器
具體實施例方式以下，將根據(jù)實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行具體說明。
圖1顯示了本發(fā)明的實施例。在需要保護的封閉空間1上，設(shè)置有使空間內(nèi)內(nèi)的氧氣濃度均一的空氣循環(huán)裝置2，將由空間內(nèi)排出的未達到預(yù)定濃度的富氮空氣返回富氮裝置進行循環(huán)利用的循環(huán)管路3，火災(zāi)檢測裝置4，測量空間內(nèi)氧氣濃度的氧氣濃度傳感器5，控制富氮裝置和氮氣儲存切換閥門以及氮氣釋放電磁閥的控制部6，氮氣儲存切換閥門7，富氮空氣發(fā)生裝置8，將循環(huán)利用的富氮空氣與新鮮空氣混合后導(dǎo)入富氮裝置的混合器9，將排出的富氧空氣稀釋后排放到大氣中的富氧空氣稀釋裝置10，高濃度氮氣儲存容器11，釋放儲存的氮氣進行滅火的電磁閥12，氮氣釋放噴嘴13，防止封閉空間壓力過分上升的壓力平衡器14。
設(shè)備起動后，由所設(shè)置的一個或二個以上的氧氣濃度傳感器5檢測出空間內(nèi)的氧氣濃度，并將所得數(shù)據(jù)傳送到控制部6與事先設(shè)定的氧氣保持濃度相比較。當(dāng)空間的氧氣濃度高于事先設(shè)定的氧氣保持濃度時，則向富氮空氣發(fā)生裝置8發(fā)出運行指令，富氮空氣發(fā)生裝置從空間外的大氣中生產(chǎn)與事先設(shè)定的氧氣保持濃度相同的富氮空氣注入空間，由此降低空間的氧氣濃度。
對于無人空間，由于事先設(shè)定氧氣保持濃度低于被保護對象的滅火所需的氧氣濃度，所以能夠完全防止空間內(nèi)的火災(zāi)。因此，此時無需滅火，也就無需設(shè)置氮氣儲存切換閥門7，高濃度氮氣儲存容器11，釋放儲存的氮氣進行滅火的電磁閥12，以及氮氣釋放噴嘴13。當(dāng)空間內(nèi)的氧氣濃度降低至事先設(shè)定氧氣保持濃度以下時，富氮裝置將自動停止運行。而當(dāng)氧氣濃度再高于某指定值，比如高于事先設(shè)定氧氣保持濃度1％時，富氮裝置就重新投入運行。通過這種方式使空間內(nèi)的氧氣濃度保持在一定水平。
對于有人短時間停留的空間，可將氧氣保持濃度設(shè)定在18％以上。在這種情況下，雖然可以降低火災(zāi)發(fā)生的可能性但并不能完全防止火災(zāi)的發(fā)生，因此還需要設(shè)置滅火所需的氮氣儲存切換閥門7，高濃度氮氣儲存容器11，釋放儲存的氮氣進行滅火的電磁閥12以及氮氣釋放噴嘴13。當(dāng)空間內(nèi)的氧氣濃度降低至事先設(shè)定氧氣保持濃度以下時，控制部將使富氮裝置8轉(zhuǎn)入高濃度運行狀態(tài)，生產(chǎn)高濃度氮氣并通過切換閥門7將其儲存于高濃度氮氣儲存容器11。儲存容器11的壓力達到預(yù)定的壓力時，富氮裝置8則自動停止運行。圖2顯示了由于降低氧氣濃度所產(chǎn)生的對航空汽油蒸汽爆炸的預(yù)防和抑制效果。
當(dāng)火災(zāi)在上述的空間內(nèi)發(fā)生時，由所設(shè)置的單個或復(fù)數(shù)個的火災(zāi)檢測裝置4檢測出空間內(nèi)的溫度和煙等火災(zāi)數(shù)據(jù)，并將其傳送到控制部6?？刂撇?對其做出火災(zāi)的判斷后，通過光聲報警裝置發(fā)出火災(zāi)警報，引導(dǎo)室內(nèi)人員進行避難，并根據(jù)滅火條件自動或手動地釋放滅火氣體。
上述的設(shè)備不僅可用于防火和滅火，還可以用于保管庫內(nèi)的害蟲防治。其結(jié)構(gòu)由下列構(gòu)成使空間內(nèi)的氧氣濃度均一的空氣循環(huán)裝置2、由空間內(nèi)排出的未達到預(yù)定濃度的富氮空氣返回富氮裝置進行循環(huán)利用的循環(huán)管路3、測量空間內(nèi)氧氣濃度氧氣濃度的氧氣濃度傳感器5、富氮空氣發(fā)生裝置8、將循環(huán)利用的富氮空氣與新鮮空氣混合后導(dǎo)入富氮裝置的混合器9、將排出的富氧空氣稀釋后排放到大氣中的富氧空氣稀釋裝置10等。使用時將其設(shè)置于不適合使用化學(xué)藥品的貴重文物、檔案及書籍等的保管庫上。利用上述的設(shè)備將保管庫內(nèi)的氧氣濃度降低至1％以下并維持?jǐn)?shù)日。此時空間內(nèi)的相對濕度將低于10％。由于環(huán)境中的氧氣濃度降低至1％以下，該環(huán)境中的害蟲必須開放全身的氣孔進行呼吸以保證攝取足夠的氧氣。此時又由于環(huán)境中的相對濕度極低，導(dǎo)致害蟲體內(nèi)水份大量喪失以至死亡。
權(quán)利要求
1.一種用于封閉空間的火災(zāi)預(yù)防及滅火設(shè)備，其特征是由如下裝置組成A，利用氣體分離膜將封閉空間內(nèi)的氧氣濃度降低并保持在預(yù)定的濃度的富氮裝置；B，將由封閉空間排出的未達到預(yù)定濃度的富氮空氣重新導(dǎo)入富氮裝置進行循環(huán)裝置；C，使封閉空間內(nèi)的氧氣濃度均一的空氣攪拌裝置；D，測試封閉空間內(nèi)的氧氣濃度的氧氣傳感器；E，防止封閉空間壓力上升的壓力平衡裝置；F，火災(zāi)的報警裝置；G，封閉空間內(nèi)的氧氣濃度控制裝置；H，排放出的富氧空氣的稀釋裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于封閉空間的火災(zāi)預(yù)防及滅火設(shè)備，其特征在于所述的富氮裝置由空氣壓縮機和氣體分離膜以及空氣過濾裝置組成；分離氧氣與氮氣的氣體分離膜可采用超耐熱樹脂(polyimide resin)材料制成的中空纖維膜，空氣過濾裝置濾除壓縮空氣中的固體及液體粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于封閉空間的火災(zāi)預(yù)防及滅火設(shè)備，其特征在于所述的循環(huán)裝置是用循環(huán)管路對封閉的滅火空間所排出的未達到預(yù)定濃度的富氮空氣導(dǎo)入富氮裝置中進行回收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于封閉空間的火災(zāi)預(yù)防及滅火設(shè)備，其特征在于所述的氧氣傳感器采用使用酸性電解液的伽戈尼(電化學(xué))電池式傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于封閉空間火災(zāi)的預(yù)防及滅火設(shè)備。其結(jié)構(gòu)包括利用氣體分離膜將封閉空間內(nèi)的氧氣濃度降低并保持在預(yù)定的濃度的富氮裝置、富氮空氣循環(huán)使用的裝置、的空氣攪拌裝置、氧氣傳感器、壓力平衡裝置、火災(zāi)的報警裝置、氧氣濃度控制裝置、富氧空氣的稀釋裝置等。它利用氣體分離膜通過預(yù)先降低封閉空間的氧氣濃度來減少火災(zāi)發(fā)生的可能性，起火時通過釋放少量的可自動補給的氮氣進行滅火，來實現(xiàn)火災(zāi)的預(yù)防和滅火。并且不會對空間內(nèi)的人員和物件產(chǎn)生不良影響。特別適用于危險品，貴重數(shù)據(jù)及文物的保管庫，重要情報通迅設(shè)備的機房等封閉空間的火災(zāi)預(yù)防和滅火。
文檔編號A62C99/00GK1533814SQ0311886
公開日2004年10月6日 申請日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者廖赤虹 申請人:廖赤虹