(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (13) B1 (51) Int.Cl.7 A62C 27/00 (54) Generator gazu obojętnego (23) Pierwszeństwo z wystawy: ,PL,V Międzynarodowe Targi Logistyczne Kielce (73) Uprawniony z patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 22/00 (72) Twórcy wynalazku: Kazimierz Bednarek, Piastów, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/05 (74) Pełnomocnik: Ochendal Janina PL B1 (57) 1. Generator gazu obojętnego - modułowy, zawierający wytwornicę spalin, dyfuzor, dopalacz ze statecznikiem płomienia, układ paliwowy, układ chłodzenia spalin oraz zespół sterowania, zn am ienny tym, ze w yposażony je st w podw ozia transportowe (1) do każdego z m odułów, odpylacz bezw ładnościowy (5) na wlocie do wytwornicy spalin (4), własny układ instalacji wodnej (16) zawierający filtr wody, reduktor oraz stabilizator ciśnienia, wymienną komorę chłodzenia (13) z dyszami Venturiego (21), w gardzielach, w których usytuowane są wyloty wtryskiwaczy wody (14, 15), dyfuzor (6) natomiast ma na wlocie dyszę Venturiego (9), w gardzieli, w której umieszczony jest zespół, korzystnie przeciwprądow ym, osiow osym etrycznych wtryskiwaczy paliwa (7) do dopalacza (8), przy czym statecznik płom ienia (10) dopalacza jest zespołem stateczników o przekroju V (17, 18, 19) zaopatrzonym korzystnie w elem enty zaw irow ujące w postaci łopatek (20), um ieszczone obw odow o na zewnętrznych i wewnętrznych powierzchniach stateczników pierścieniowych (18, 19), korzystnie do nich prostopadle, w płaszczyznach przecinających się ze sobą i krawędzią stateczników pierścieniowych korzystnie pod kątem 60. F i g 1

2 Generator gazu obojętnego Zastrzeżenia patentowe 1. Generator gazu obojętnego - modułowy, zawierający wytwornicę spalin, dyfuzor, dopalacz ze statecznikiem płomienia, układ paliwowy, układ chłodzenia spalin oraz zespół sterowania, znamienny tym, że wyposażony jest w podwozia transportowe (1) do każdego z modułów, odpylacz bezwładnościowy (5) na wlocie do wytwornicy spalin (4), własny układ instalacji wodnej (16) zawierający filtr wody, reduktor oraz stabilizator ciśnienia, wymienną komorę chłodzenia (13) z dyszami Venturiego (21), w gardzielach, w których usytuowane są wyloty wtryskiwaczy wody (14,15), dyfuzor (6) natomiast ma na wlocie dyszę Venturiego (9), w gardzieli, w której umieszczony jest zespół, korzystnie przeciwprądowym, osiowosymetrycznych wtryskiwaczy paliwa (7) do dopalacza (8), przy czym statecznik płomienia (10) dopalacza jest zespołem stateczników o przekroju V (17,18,19) zaopatrzonym korzystnie w elementy zawirowujące w postaci łopatek (20), umieszczone obwodowo na zewnętrznych i wewnętrznych powierzchniach stateczników pierścieniowych (18, 19), korzystnie do nich prostopadle, w płaszczyznach przecinających się ze sobą i krawędzią stateczników pierścieniowych korzystnie pod kątem Generator według zastrz. 1, znamienny tym, że podwozia transportowe mają składane koła (2). 3. Generator według zastrz. 2, znamienny tym, że wtryskiwacz wody (14) umieszczony na wlocie komory chłodzenia (13) zawiera sondę (22) do poboru próbek spalin. 4. Generator według zastrz. 3, znamienny tym, że statecznik płomienia jest zespołem stateczników o przekroju V - koncentrycznego (17), pierścieniowych (18, 19) i promieniowych (23), w którym elementy zawirowujące w postaci łopatek (20) umieszczone są na obwodzie zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni obręczy (24), usytuowanych od wewnętrznej strony stateczników pierścieniowych, a stateczniki promieniowe usytuowane są na obwodzie zewnętrznego statecznika pierścieniowego (19) po jego zewnętrznej stronie. 5. Generator według zastrz. 3, znamienny tym, że statecznik płomienia jest zespołem stateczników o przekroju V - pierścieniowego (19) i promieniowych (23, 25), w którym stateczniki promieniowe usytuowane są na obwodzie statecznika pierścieniowego po jego zewnętrznej i wewnętrznej stronie. * * * Przedmiotem wynalazku jest generator gazu obojętnego, służący zwłaszcza do zwalczania zagrożeń pożarowych i gaszenia pożarów za pomocą mieszaniny spalin i pary wodnej. Znane są urządzenia do gaszenia pożarów w wyrobisku kopalni - ukraińskie o symbolu GIG oraz polskie o symbolu GAG Urządzenia te, o charakterze modułowym, składają się z wytwornicy spalin lotniczego silnika turboodrzutowego, dyfuzora, dopalacza ze statecznikiem płomienia, układu paliwowego, układu chłodzenia spalin oraz zespołu sterowania. Spaliny wytwarzane w wytwornicy spalin silnika turboodrzutowego zawierają jeszcze około 18% tlenu, który redukowany jest w dopalaczu w temperaturze około 1900 C. Dopalacz chłodzony jest wodą przepływającą przez płaszcz wodny i wtryskiwaną następnie do spalin w postaci kropel. Na wylocie z urządzenia tworzy się gaz obojętny będący mieszaniną spalin i pary wodnej, o odpowiednim składzie chemicznym, temperaturze, ciśnieniu i prędkości wypływu. Znane urządzenia mają pewne niekorzystne cechy, co jest istotnym utrudnieniem w ich eksploatacji. Urządzenie GIG ma zbyt małą wydajność gazu obojętnego, o zbyt małej energii strumienia na wylocie. Urządzenie GAG natomiast wytwarza gaz obojętny z niedostatecznie zredukowanym tlenem, a oprócz tego ma zbyt dużą masę i gabaryty, co bardzo wydłuża czas przygotowania go do akcji przeciwpożarowej.

3 Generator gazu obojętnego, aby dobrze spełniał swą funkcję, powinien wytwarzać gaz o szczątkowej zawartości tlenu przy możliwie najmniejszej pozostałości tlenku węgla oraz 0 odpowiednio niskiej temperaturze. Energia strumienia gazu na wylocie z generatora jest również ważna, ale ma znaczenie drugorzędne. Istotne jest również, aby generator gazu obojętnego był łatwy w transporcie, prosty w eksploatacji, a jego przygotowanie do akcji przeciwpożarowej było jak najkrótsze. Generator gazu obojętnego - modułowy, zawierający wytwornicę spalin, dyfuzor, dopalacz ze statecznikiem płomienia, układ paliwowy, układ chłodzenia spalin oraz zespół sterowania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyposażony jest w podwozia transportowe do każdego z modułów, korzystnie zaopatrzone w składane koła. Na wlocie do wytwornicy spalin generatora umieszczony jest odpylacz bezwładnościowy. Generator posiada własny układ instalacji wodnej zawierający filtr wody, reduktor i stabilizator ciśnienia. Wymienna komora chłodzenia generatora ma dysze Venturiego, w gardzielach, których usytuowane są wyloty wtryskiwaczy wody. Korzystnie, wtryskiwacz wody umieszczony na wlocie komory chłodzenia zawiera sondę do poboru próbek spalin. Dyfuzor generatora ma na wlocie dyszę Venturiego, w gardzieli, w której umieszczony jest zespół, korzystnie przeciwprądowym, osiowosymetrycznych wtryskiwaczy paliwa do dopalacza. Statecznik płomienia do dopalacza jest zespołem stateczników o przekroju V - zaopatrzonym korzystnie w elementy zawirowujące w postaci łopatek. Łopatki umieszczone są na obwodzie zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni stateczników pierścieniowych, korzystnie do nich prostopadle, w płaszczyznach przecinających się ze sobą i z kraw ędzią stateczników pierścieniowych korzystnie pod kątem 60. Statecznik płomienia może być zespołem stateczników o przekroju V - koncentrycznego, pierścieniowych i promieniowych, w którym elementy zawirowujące w postaci łopatek umieszczone są na obwodzie zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni obręczy, usytuowanych od wewnętrznej strony stateczników pierścieniowych, a stateczniki promieniowe usytuowane są na obwodzie zewnętrznego statecznika pierścieniowego po jego zewnętrznej stronie. Statecznik płomienia może być zespołem stateczników o przekroju V - pierścieniowego 1promieniowych, w którym stateczniki promieniowe usytuowane są na obwodzie statecznika pierścieniowego po jego zewnętrznej i wewnętrznej stronie. Generator gazu obojętnego według wynalazku, dzięki wyposażeniu modułów w podwozia transportowe ze składanymi kołami oraz dzięki swoim wymiarom i masie, stosunkowo małym w porównaniu do znanego rozwiązania o symbolu GAG, jest łatwy w transporcie, a jego przygotowanie do akcji przeciwpożarowej nie jest czasochłonne. Żywotność generatora przedłuża odpylacz bezwładnościowy zmniejszający ilość zanieczyszczeń w powietrzu zasysanym przez wytwornicę spalin, co znacznie wydłuża trwałość jej sprężarki. Generator według wynalazku wytwarza gaz obojętny o zawartości tlenu poniżej 2% i tlenku węgla poniżej 0,2%. Temperatura gazu może być regulowana w szerokim zakresie, w zależności od potrzeb - od 60 C C dla celów gaśniczych i do 800 C np. do rozmrażania. Umieszczenie zespołu przeciwprądowym, osiowosymetrycznych wtryskiwaczy paliwa do dopalacza w gardzieli dyszy Venturiego na wlocie dyfuzora powoduje dobre rozpylenie paliwa i jego równomierny rozkład w polu przepływu spalin z wytwornicy. Zastosowanie stateczników płomienia o konstrukcji według wynalazku powoduje, poprzez wprowadzenie dodatkowych wirów osiowych o przeciwnych kierunkach, duże sturbulizowanie przepływu spalin w komorze spalania dopalacza. Warunki spalania stworzone w dopalaczu generatora dają w efekcie spaliny o znacznie zredukowanej zawartości tlenu i małej zawartości tlenku węgla. Własny układ instalacji wodnej uniezależnia generator od stanu zewnętrznych źródeł pobieranej przez niego wody, ponieważ zapewnia filtrowanie wody oraz redukcję i stabilizację jej ciśnienia. Od ciśnienia wody przepływającej przez płaszcz wodny dopalacza oraz zasilającej wtryskiwacze wody w komorze chłodzenia zależy temperatura gazu obojętnego wytwarzanego przez generator. Skuteczność chłodzenia spalin jest zwiększona przez usytuowanie wylotów wtryskiwaczy wody w gardzielach dysz Yenturiego komory chłodzenia. Powodu-

4 je to skuteczne rozpylanie i równomierny rozkład bardzo drobnych kropel wody w polu przepływu spalin i zapobiega ściekaniu wody po ściankach komory chłodzenia, zwłaszcza, gdy gaz obojętny ma mieć temperaturę około 60 C. Wtryskiwacz wody, który zawiera sondę do poboru próbek spalin po redukcji tlenu w dopalaczu, skutecznie chłodzi końcówkę sondy umieszczoną w przepływie spalin chroniąc ją przed zniszczeniem. Wymienność komory chłodzenia zwiększa uniwersalność generatora gazu obojętnego. Generator wyposażony w zestaw komór z różnymi rodzajami wtryskiwaczy wody może być, w porównaniu do znanego rozwiązania, łatwo stosowany do akcji wymagających zastosowania gazu obojętnego o bardzo różnych temperaturach. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia generator w widoku z boku, częściowo w przekroju podłużnym, fig. 2 - statecznik płomienia w widoku z przodu, na którym łopatki przedstawiono przykładowo na 1/4 obwodu stateczników pierścieniowych, fig. 3 - statecznik płomienia w przekroju poprzecznym, fig. 4 - rozwinięcie powierzchni statecznika pierścieniowego z uwidocznieniem usytuowania łopatek na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej, a fig. 5 - inny przykład wykonania statecznika płomienia w widoku z przodu, na którym łopatki przedstawiono przykładowo na 1/4 obwodu obręczy, fig. 6 - inny przykład wykonania statecznika płomienia w widoku z przodu, zaś fig. 7 i fig. 8 - stateczniki promieniowe w przekroju poprzecznym przez profil V. Generator gazu obojętnego składa się z dwóch modułów. Każdy z nich posiada własne podwozie transportowe 1 ze składanym kołem 2. Pierwszy moduł stanowią: zespół sterowania 3, wytwornica spalin 4 lotniczego silnika turboodrzutowego z odpylaczem bezwładnościowym 5 na jej wlocie, dyfuzor 6 z zespołem przeciwprądowym, osiowosymetrycznych wtryski waczy paliwa 7 do dopalacza 8. Zespół wtryskiwaczy paliwa do dopalacza umieszczony jest w gardzieli dyszy Venturiego 9 usytuowanej na wlocie dyfuzora. Drugi moduł stanowią: dopalacz 8 ze statecznikiem płomienia 10 i z komorą spalania 11 zaopatrzoną w płaszcz wodny 12, wymienna komora chłodzenia 13, z osiowosymetrycznymi wtryskiwaczami wody 14, 15 oraz układ instalacji wodnej 16 zawierający filtr wody, reduktor oraz stabilizator ciśnienia wody. Statecznik płomienia 10 składa się ze stateczników o przekroju V - koncentrycznego 17 i dwóch pierścieniowych 18, 19. Na obwodzie zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni stateczników pierścieniowych, prostopadle do nich, umieszczone są łopatki 20 w płaszczyznach przecinających się ze sobą i z krawędzią stateczników pierścieniowych pod kątem 60. Wyloty osiowosymetrycznych wtryskiwaczy wody 14, 15 umieszczone są w gardzielach dysz Venturiego 21 usytuowanych w komorze chłodzenia 13. Wtryskiwacz wody 14 umieszczony na wlocie komory chłodzenia zawiera sondę 22 do poboru próbek spalin. W innym przykładzie wykonania (fig. 5) statecznik płomienia składa się ze stateczników 0 przekroju V - koncentrycznego 17, dwóch pierścieniowych 18, 19 i kilku promieniowych 23. Łopatki 20 w tym stateczniku umieszczone są na obwodzie zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni dwóch obręczy 24, usytuowanych od wewnętrznej strony stateczników pierścieniowych. Stateczniki promieniowe 23 usytuowane są na obwodzie zewnętrznego statecznika pierścieniowego 19 po jego zewnętrznej stronie. W innym przykładzie wykonania (fig. 6) statecznik płomienia składa się ze stateczników o przekroju V - pierścieniowego 19 i kilkunastu promieniowych 23, 25. Stateczniki promieniowe usytuowane są na obwodzie statecznika pierścieniowego po jego zewnętrznej i wewnętrznej stronie. Generator gazu obojętnego znajduje zastosowanie do zwalczania zagrożeń pożarowych 1gaszenia pożarów w przestrzeniach zamkniętych np. wewnątrz kadłuba statków, w tunelach metra, w magazynach lub garażach podziemnych, w wyrobiskach kopalnianych itp. Może być również stosowany do zwalczania pożarów w przestrzeni otwartej, tam, gdzie istnieje możliwość sztucznego ograniczenia przestrzeni.

5 Strumień gazu obojętnego może być wykorzystany do przenoszenia piany gaśniczej wytwarzanej przez wytwornicę piany. W takim przypadku czynnik gaśniczy, który stanowi piana wraz z gazem obojętnym może być transportowany przez dodatkowy przewód rurowy na znaczne odległości do trudno dostępnych miejsc. Generator może też służyć do odmrażania sypkich złóż, torów kolejowych, pasów startowych i usuwania zlodowaciałych zasp śnieżnych.

6 Fig. 4 F Fig. 2

7 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8

8 F ig 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.