具有防凝固功能的火灾扑灭系统的制作方法

专利名称：具有防凝固功能的火灾扑灭系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及火灾扑灭系统。更特别地，本发明涉及火灾扑灭系统的防凝固功 能，所述火灾扑灭系统使用水作为液体灭火剂，该液体灭火剂被携带在加压惰性气体中。
背景技术：
火灾扑灭系统被普遍地用在商业建筑中以便灭火。在一种类型的火灾扑灭系统 中，液体灭火剂的射流_所述液体灭火剂通常为来自水供应罐的水_随着来自惰性气体贮 存罐的高速加压惰性气体物质流通过与分配管道网络连通的输送管道，而被注入所述惰性 气体物质流内。在该高速惰性气体物质流与水射流产生相互作用时，水射流中的水滴被雾 化成极小或极微细液滴的喷雾，所述液滴的液滴尺寸中值处在5微米与60微米之间的范围 内，由此形成了被携带在惰性气体物质流中且由所述惰性气体物质流承载的水雾液滴的两 相混合物。该两相混合物经由分配管道的网络被分配至多个喷射喷嘴，所述多个喷射喷嘴 被安装到相应分配管道的远端上。喷射喷嘴将水雾液滴和惰性气体散布在所需区域上，从 而实际上用水雾液滴和惰性气体淹没该区域，从而在受保护的体积空间内进行灭火。尽管常规的惰性气体火灾扑灭系统中通常使用的惰性气体是氮，但也可使用氩、 氖、氦或其它不具有化学反应性的气体，或者这些气体中的任何两种或更多种气体的混合 物。惰性气体通过提高单位摩尔氧的热容量并稀释该受保护区域内的氧含量的方式对该受 保护体积空间内的火灾进行扑灭。此外，水雾液滴同样通过提高受保护体积空间内的大气 的总热容量的方式促进火灾扑灭。由于存在水滴，因此水雾液滴与惰性气体的两相混合物 具有比单独的惰性气体更高的总热容量。因此，水雾液滴和惰性气体的两相混合物将更有 效地吸收来自火焰覆盖层的热量，吸收的程度使得该火焰覆盖层附近空间内的气体温度下 降至低于阈值温度的温度，从而使燃烧无法维持，该温度例如低于1800摄氏度。公开号为W002/078788的国际专利申请No. PCT/GB02/01495例如披露了一种具有 上述类型的利用水和惰性气体扑灭火灾和爆炸的系统。与这种系统相关联的潜在问题是当两相混合物通过分配管道网络时，水滴会产 生凝固。当惰性气体从供应缸流向喷射喷嘴时，惰性气体产生膨胀，压力从200巴至300巴 的供应压力下降至大气压力。惰性气体产生的这一绝热膨胀导致惰性气体产生冷却，这种 冷却可能产生处在-60°C至-100°C范围内的温度。这种极端温度会导致当水滴经过分配管 道网络时，有大量水滴会产生凝固。由于凝固的水滴附着到管道壁上，因此它们不会参与灭 火，如果水滴凝固达到足够程度，则系统的火灾扑灭有效性将受到损伤。

发明内容
本发明提供了一种用于在受保护空间中灭火的火灾扑灭系统和方法，所述系统具 有简单且廉价的防凝固机构。在本发明的一个方面中，所述用于在受保护空间中灭火的方法包括以下步骤使 惰性气态流体流到达与所述受保护空间操作性地相关联的至少一个泄放装置；在所述至少一个泄放装置上游的位置处将第一量的液体灭火剂引入所述惰性气态流体流内；将第二量 的二级液体引入所述惰性气态流体流内以便对所述惰性气态流体流进行加热；和在所述至 少一个泄放装置上游的位置处从所述惰性气态流体流中去除所述第二量的所述二级液体。 在一个实施例中，所述液体灭火剂包括水，但所述方法可与任何易于因为暴露于惰性气体 流而产生凝固的液体灭火剂一起使用。在本发明的一个实施例中，所述将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内 的步骤包括将第二量的水引入所述惰性气态流体流内。所述第一量的水和所述第二量的水 可作为单一量的水被引入所述惰性气态流体流内。所述在所述至少一个泄放装置上游的位 置处从所述惰性气态流体流中去除所述第二量的所述二级液体的步骤包括在所述至少一 个泄放装置上游的位置处去除被引入所述惰性气态流体流内的所述单一量的水中的所需 部分，在一个实施例中，所述所需部分占到了所述单一量的水的约一半。所述第二量的水可 在约室温温度下被引入所述惰性气态流体流内或可在被引入所述惰性气态流体流内之前 被加热至所需温度。在所述方法的一个实施例中，所述将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流 内的步骤包括在相对于将第一量的水引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态流 体流位置而言处于上游的位置处，将第二量的热惯性至少等于室温下的水的热惯性的二级 液体引入所述惰性气态流体流内。所述二级液体的所述热惯性表示其电阻热变化且在下文 中被定义为所述二级液体的比热容与所述二级液体的贮存温度与所述二级液体的凝固点 温度之间的温差的乘积。在所述方法的一个实施例中，所述将第二量的二级液体引入所述 惰性气态流体流内的步骤包括在相对于将第一量的水引入所述惰性气态流体流内所处的 所述惰性气态流体流位置而言处于上游的位置处，将第二量的比热容至少大约等于水的比 热容且凝固点温度小于o°c的二级液体引入所述惰性气态流体流内。所述在所述至少一个 泄放装置上游的位置处从所述惰性气态流体流中去除所述第二量的所述二级液体的步骤 可包括在相对于将第一量的水引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态流体流位 置而言处于上游且相对于将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰 性气态流体流位置而言处于下游的位置处，从所述惰性气态流体流中去除所述二级液体。在所述方法的一个实施例中，所述将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流 内的步骤包括在相对于将第一量的水引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态流 体流位置而言处于上游的位置处，将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内，且所 述在所述至少一个泄放装置上游的位置处从所述惰性气态流体流中去除所述第二量的所 述二级液体的步骤包括在相对于将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内所处的 所述惰性气态流体流位置而言处于下游且相对于将第一量的水引入所述惰性气态流体流 内所处的所述惰性气态流体流位置而言处于上游的位置处，从所述惰性气态流体流中去除 所述二级液体。在一个实施例中，所述二级液体包括乳酸钾的饱和溶液。在本发明的一个方面中，所述火灾扑灭系统包括加压惰性气态流体源、被设置而 与所述受保护空间操作性地相关联的至少一个流体泄放装置、用于将所述惰性气态流体流 从所述加压惰性气态流体源引导至所述至少一个泄放装置以便射放(emission)进入所述 受保护空间内的惰性气体分配网络、和水源，所述水源与所述惰性气体分配网络流体连通 地相连以便将来自所述水源的水引入所述惰性气态流体流内。此外，所述系统包括二级液
6体源，所述二级液体具有相对较高的热惯性以便对所述惰性气态流体流进行加热，所述二 级液体源与所述惰性气体分配网络流体连通地相连以便将所述二级液体引入所述惰性气 态流体流内；和用于从所述惰性气态流体流中去除所述二级液体的液体捕获器皿，所述液 体捕获器皿在相对于将所述二级液体源连接至所述惰性气体分配网络所处的所述惰性气 态流体流位置而言处于下游且相对于所述至少一个流体泄放装置所处的所述惰性气态流 体流位置而言处于上游的位置处，与所述惰性气体分配网络流体连通地相连。在所述系统的一个实施例中，所述二级液体包括水。所述水源和所述二级液体源 可以是单一来源。在水作为所述二级液体的情况下，所述液体捕获罐在相对于所述至少一 个流体泄放装置所处的所述惰性气态流体流位置而言处于上游的位置处，从携带有水的所 述惰性气态流体流中去除被引入所述惰性气态流体流内的所述水中的所需部分。在一个实 施例中，分流器在相对于将所述单一水源连接至所述惰性气体分配网络所处的所述惰性气 态流体流位置而言处于下游且相对于所述液体捕获器皿所处的所述惰性气态流体流位置 而言处于上游的位置处被设置在所述惰性气体分配网络中，所述分流器将携带有水的所述 惰性气态流体流分成第一部分和第二部分，且将携带有水的所述惰性气态流体流的所述第 一部分引入所述液体捕获器皿内，并对携带有水的所述惰性气态流体流的所述第二部分进 行引导而使其绕过所述液体捕获器皿。合流器可在相对于所述液体捕获器皿所处的所述惰 性气态流体流位置而言处于下游的位置处被设置在所述惰性气体分配网络中，所述合流器 具有与所述液体捕获罐流体连通以便接收来自所述液体捕获罐的惰性气态流体流的第一 入口和与所述分流器流体连通以便接收携带有水的所述惰性气态流体流的所述第二部分 的第二入口，且具有用于在所述至少一个流体泄放装置上游的位置处将从所述液体捕获器 皿中接收到的所述惰性气态流体流和携带有水的所述惰性气态流体流的第二半重新引入 所述惰性气体分配网络内的出口。在一个实施例中，所述第一部分和所述第二部分中的每 个部分构成了被引入所述惰性气态流内的所述水的约一半。在所述系统的一个实施例中，所述液体捕获器皿在相对于将所述水源连接至所述 惰性气体分配网络所处的所述惰性气体流位置而言处于上游的位置处被连接至所述惰性 气体分配网络，且所述二级液体源在相对于将所述液体捕获器皿连接至所述惰性气体分配 网络所处的所述惰性气体流位置而言处于上游的位置处被连接至所述惰性气体分配网络。 惰性气体入口管线可被设置以便在所述惰性气体分配网络与所述二级液体源之间建立流 体连通，从而用加压惰性气体对所述二级液体源进行加压。限流装置可在相对于将所述二 级液体源连接至所述惰性气体分配网络所处的所述惰性气体流位置而言处于上游且相对 于将所述惰性气体入口管线连接至所述二级液体源以及所述惰性气体分配网络所处的所 述惰性气体流位置而言处于下游的位置处，被设置在所述惰性气体分配网络中。


下面将结合附图对本发明进行详细描述，其中图1是根据本发明的火灾扑灭系统的第一典型实施例的示图，其中部分为示意 图，部分为透视图；和图2是根据本发明的火灾扑灭系统的第二典型实施例的示图，其中部分为示意 图，部分为透视图。
具体实施例方式现在参见图1，图中示出了根据本发明的火灾扑灭系统10的第一典型实施例。系 统10包括用于贮存惰性气体的一个或多个器皿20，所述惰性气体是不具有化学反应性的 气体，例如氮、氩、氖、氦或这些气体中的两种或更多种气体的混合物；水贮存器皿30 ；和被 设置在将要受到保护的空间内的至少一个喷射喷嘴组件45。然而，如果将要受到保护的空 间较大或包括多个室，则可在该将要受到保护的空间内设置多个喷射喷嘴组件45。尽管图 1所示的系统10的典型实施例中设置了四个喷射喷嘴组件45，但所属领域技术人员应该理 解在任何特定应用场合中安装的喷射喷嘴组件的实际数量将取决于该受保护空间的体积 和平面面积。惰性气体贮存器皿20被连接成并行布置且经由由供应管道15、中间分配管道17 和多条线路管道19构成的惰性气体分配网络与喷射喷嘴组件45流体连通。每条线路管道 19产生了分支且与中间分配管道17流体连通，且具有被设置在将要受到保护的空间内的 端子，喷射喷嘴45中相应的一个喷射喷嘴被安装到所述端子上。中间分配管道17也与惰性 气体供应管道15流体连通地相连。每个惰性气体贮存器皿20的气体出口经由分支供应管 线13相连，所述分支供应管线与供应管道15流体连通。止回阀14可被设置在每条分支供 应管线13中以使得惰性气体可从与所述止回阀相关联相应的惰性气体贮存器皿20流动通 过分支供应管线13而流入惰性气体供应管道15内，但无法返回流入惰性气体贮存器皿内。 每个惰性气体贮存器皿20可配备有出口阀16以便调节气体泄放压力。如果需要，则出口 阀16还可被设计以便控制从与所述出口阀相关联的贮存器皿流出的惰性气体流速。正如 下文将要进一步详细地说明地那样，当在将要受到保护的空间内检测到火情时，惰性气体 器皿20内的处在压力下的惰性气体从该器皿流出、流动通过供应管道15、流至且流动通过 中间分配管道17、且因此流至且流动通过每条线路管道19，所述线路管道将惰性气体供给 至喷射喷嘴组件45中相应的一个喷射喷嘴组件。水贮存器皿30限定出内部体积空间32、气体入口管线34和水出口管线36，水的 供应物被贮存在所述内部体积空间中。气体入口管线34在惰性气体供应管道15与水贮存 器皿30的内部体积空间32的上部区域之间建立起流体连通。水出口管线36在相对于气体 入口管线34接入惰性气体供应管线15内所处的惰性气体流位置而言处于下游的位置处， 在水贮存器皿30的下部区域与惰性气体分配网络之间建立起流体连通。此外，限流装置38 在相对于气体入口管线34接入供应管线15内所处位置而言处于上游的位置与相对于水出 口管线36通往惰性气体分配网络内所处位置而言处于下游的位置之间的位置处，被设置 在惰性气体分配网络中。所述限流装置38可包括例如固定孔口装置，所述固定孔口装置被 插置(interdispose)在惰性气体供应管线15中，所述限流装置导致当惰性气体经过该限 流装置38时，会出现压力降，由此在气体入口管线34接入惰性气体供应管道15内所处的 该上游位置与水出口管线36通往惰性气体分配网络内所处的该下游位置之间建立起气体 压力差。喷射喷嘴37可被安装到水出口管线36的出口端上以使得，当来自供应罐30的水 在所述限流装置38下游的位置处被引入惰性气体分配网络的惰性气体供应管道15内时， 水会产生雾化或者以其它方式产生水滴喷雾。现在参见图1所示火灾扑灭系统10的典型实施例，该火灾扑灭系统10包括分流
8器40和液体捕获器皿50。分流器40具有分流T形件46和合流T形件48以及限定出平 行的流路的一对管线42和44。分流器40在相对于水出口管线36通往惰性气体供应管道 15内所处的惰性气体流位置而言处于下游的位置处被插置在气体供应管道15中。分流T 形件46具有朝向上游与惰性气体供应管道15流体连通的入口开口、朝向下游与液体捕获 器皿50流体连通的第一出口支腿开口、和朝向下游与分流器40的流管线44流体连通的第 二出口支腿开口。合流T形件48具有朝向下游与惰性气体供应管道15流体连通的出口开 口、朝向上游与分流器40的流管线42流体连通的第一入口支腿开口、和朝向上游与分流器 40的流管线44流体连通的第二入口支腿开口。在操作过程中，水和惰性气体的两相流体通 过该惰性气体供应管道15而进入分流T形件46内并自分成通过第一出口支腿的第一流体 流和通过第二出口支腿的第二流体流。第一流体流和第二流体流的质量流速大体上相等。液体捕获器皿50限定出内室55且具有入口管线52，所述入口管线在其第一端处 开口而与分流T形件46的第一出口支腿流体连通，且在其第二端处开口进入内室55内以 便在分流器40与液体捕获器皿50的内室55之间建立流体连通。通过分流T形件46的该 两相流体的第一流体流进入入口管线52内且通过该入口管线而进入液体捕获器皿50的内 室55内。当该两相流体流流出入口管线52的第二端而进入内室55内时，其撞击在被设置 在内室55内的与入口管线52的出口相对的冲击板58上，从而导致两相流体流内的水中的 大多数水都从两相流中分离出来。分离的水结合在一起并排入液体捕获器皿50的内室55 的下部部分内且被收集在该下部部分中。液体捕获器皿50还具有出口管线54，所述出口管线在其第一端处开口进入液体 捕获器皿50的内室55的上部部分内，且在其出口端处开口而与分流器40的第一流体流管 线42流体连通。进入液体捕获器皿50的内室55内的第一流体流的惰性气体部分被收集在 内室55内而处在与该惰性气体部分分开的水的上方，所述水被收集在内室55的下部部分 中。第一流体流现在构成了惰性气体流，且其中仅存在原始时与其混合在一起的少量的水， 该第一流体流从内室55流出、通过出口管线54、进入并通过分流器40的第一流管线42、进 入合流T形件48的第一入口支腿内。第二流体流仍构成了包含原始时与其混合在一起的 水的惰性气体流，该第二流体流通过第二流管线44而进入合流T形件48的第二入口支腿 内。分流T形件46和合流T形件48的相应支腿的流面积被制成一定尺寸，从而使得实现 了正确的水与惰性气体之比，以便借助于气体淹没的方式实现灭火的优化。第一流体流与 第二流体流重新组合并从合流T形件48流出、进入并通过惰性气体供应管道15、由此通过 中间分配管线17、且由此通过多条线路管线19，以便经由相应的喷射喷嘴40被射放进入受 保护的空间内。在图1所示的本发明的该实施例中，过量的水在分流器40上游被添加到惰性气体 流中，且随后在液体捕获器皿50处从惰性气体流中被去除，所述液体捕获器皿被定位在中 间分配管线17的上游。因此，被射放进入受保护空间内的惰性气体流仅包含有限量的水， 该有限量的水足以提高惰性气体流的吸热容量，但不足以改变惰性气体流的淹没特性。如 果过量的水并未从惰性气体流中被去除，而是随惰性气体一起通过喷射喷嘴40被射放进 入受保护空间内，则本发明的火灾扑灭系统的淹没特性将因此受损且系统的运行将更类似 于水雾化系统。如前所述，通过惰性气体供应管道15的惰性气体具有极低的温度，所述温度通常处在-60°C至-100°C范围内。然而，混合在惰性气体流内的水在水贮存罐60内的贮存温度 则是室温，为约20°C。如果水贮存罐60位于室外或未加热空间中，则水可被充分加热，通常 加热至处在20°C至80°C的范围内的温度下，从而确保水贮存罐60内的水不会凝固。在当 惰性气体流通过气体供应管道15时，有过量的水被携带在该惰性气体流中的这段时间内， 携带在惰性气体中的水随着将热量损失给携带该水的惰性气体而被冷却。被引入惰性气体流内的水具有热惯性，所述热惯性使得，由于水将热量损失给冷 的惰性气体，因此水的凝固被延迟。正如本文所使用地，流体的热惯性TI可简单地被表示 为流体的比热容Cp与流体贮存温度Ts与流体的凝固点温度Tf之间温差的乘积，即如下公 式TI = Cp(Ts-Tf)如果水的贮存温度与其凝固点之间的温差为20°C，则基于水的比热容计算可得， 水具有约84焦耳/克的热惯性。过量的水实际上起到了“冷却散热器”的效应，这是因为 过量的水提供了附加的热惯性，这些热惯性可用来加热惯性气体，且这些水随后从系统中 被去除。由于存在过量的水，因此，如果不是这些与惰性气体流混合在一起且随后从系统中 被去除的过量的水提供了附加的热惯性的话，则会有一些被保持在惰性气体流中且随着惰 性气体一起被射放进入受保护空间内的有限量的水无法冷却至其应该冷却达到的低温。因 此，被保持在惰性气体中且被射放通过喷射喷嘴40而进入受保护空间内的该有限量的水 不会凝固成冰，而是保持液体状态。因此，必须在分流器40上游的位置处使足量的水与惰性气体流混合以便确保添 加到惰性气体流中的总的水量的热容量足以将由此产生的两相流体的温度升高至高于o°c 的温度。例如，水可在分流器40上游，在水与惰性气体的质量流比率为约1 2的情况下 与惰性气体流进行混合，以便加入足够的热容量，从而将所产生的两相流升高至高于0°C的 温度。约一半的该水随后可在分流器40处被去除且被收集在水贮存器皿50中，以便在分 流器40的下游将水与惰性气体的质量流比降至约1 4，从而确保随着惰性气体流被射放 进入受保护空间内的水量是有限的，这样就不会破坏图1所示火灾扑灭惰化系统10的惰性 气体流的“淹没”特性。现在参见图2，在本文所述的火灾扑灭系统10的典型实施例中，用二级液体，而不 是过量的水，与惰性气体流进行混合，以便作为热交换介质对惰性气体流进行加热。在该 实施例中，除了水贮存罐30以外，火灾扑灭系统10还包括二级液体贮存器皿60和二级液 体捕获器皿70，这两个器皿都相对于水贮存罐30所处的惰性气体流位置被设置在上游位 置处。二级液体贮存器皿60限定出内部体积空间62，二级液体供应物被贮存在所述内部 体积空间中。气体入口管线64使惰性气体供应管道15与二级液体贮存器皿60的内室62 流体连通地相连。二级液体出口管线66在相对于通往水贮存器皿30的惰性气体入口管线 34接入惰性气体供应管道15内所处的惰性气体流位置而言处于上游的位置处，在二级液 体贮存器皿60的内室62的下部区域与惰性气体分配网络之间建立起流体连通。此外，限 流装置68在相对于通往二级液体贮存器皿60的气体入口管线64接入供应管线15内所处 位置而言处于上游的位置与相对于来自二级液体贮存器皿60的二级液体出口管线66接入 惰性气体供应管线15内所处位置而言处于下游的位置之间的位置处，被设置在惰性气体 分配网络中。所述限流装置68可包括例如固定孔口装置，所述固定孔口装置被插置在惰性气体供应管线15中，所述限流装置导致当惰性气体经过该限流装置68时，会出现压力降， 由此在气体入口管线64接入供应管道15内所处的该上游位置与来自二级液体贮存器皿60 的二级液体出口管线66通往惰性气体分配网络内所处的该下游位置之间建立起气体压力差。二级液体捕获器皿70限定出内室75且具有入口管线72，所述入口管线在相对于 二级液体出口管线66接入惰性气体供应管道15内所处的流体流(流动通过所述惰性气体 供应管道的流体流)位置而言处于下游的位置处，在其入口端处开口而与惰性气体供应管 道15的上游部分15a流体连通，且所述入口管线在其出口端处开口进入二级液体捕获器皿 70的内室75的下部部分内。二级液体捕获器皿70的内室75的上部部分与惰性气体供应 管道15的下游部分15b流体连通。因此，在该实施例中，二级液体捕获器皿70的内室75 被插置在由惰性气体分配网络的惰性气体供应管道15限定出的流体流路中。在图2所示实施例中，当在受保护空间中检测到火情时，惰性气体从惰性气体贮 存器皿20被释放进入惰性气体供应管道15内、且由此通过中间分配管线17和相应的分支 管线19，以便被射放通过喷射喷嘴45，而进入受保护空间内。当惰性气体流经过供应管道 15时，惰性气体的一部分通过入口管线64以便对二级液体贮存器皿60的内室62进行加 压。二级液体贮存器皿60的内室62的加压使其中的二级液体受力而在限流装置68下游 的位置处通过出口管线66被排出内室62并进入气体供应管道15内，从而与流动通过惰性 气体供应管道15的惰性气体混合并且形成两相流。当该两相流继续向下游流动通过惰性气体供应管道15时，二级液体的液滴与惰 性气体进行混合并将热量传递给更冷的惰性气体。在相对于水贮存罐30所处的惰性气体 流位置而言位于上游的位置处，流动通过惰性气体供应管道15的二级液体与惰性气体的 两相混合物会通过入口管线72进入二级液体捕获器皿70内。当该两相流体被排出入口管 线72的出口端而进入内室75内时，其撞击在被设置在内室75内的与入口管线72的出口 端相对的冲击板78上，从而导致大多数的二级液体液滴结合在一起。被捕获的二级液体随 后被排入液体捕获器皿70的内室75的下部部分内且被收集在该下部部分中。然而，惰性 气体被收集在二级液体捕获器皿70的上部部分中而处在二级液体上方，所述二级液体被 收集在器皿70的下部部分中，且惰性气体从所述位置进入惰性气体供应管道15的下游部 分15b内。在火灾扑灭系统10的该实施例中，用于灭火的水在相对于惰性气体从二级液体 捕获器皿70重新进入惰性气体供应管道15内所处的惰性气体流位置而言处于下游的位置 处被引入通过惰性气体供应管道15的惰性气体流内。仍然参见图2，气体入口管线34在惰 性气体供应管道15与水贮存器皿30的内部体积空间32的上部区域之间建立起流体连通。 水出口管线36在相对于气体入口管线34接入惰性气体供应管线15内所处的惰性气体流 位置而言处于下游的位置处，在水贮存器皿30的下部区域与惰性气体分配网络之间建立 起流体连通。正如图1所示实施例那样，限流装置38在相对于气体入口管线34接入供应 管线15内所处位置而言处于上游的位置与相对于水出口管线36通往惰性气体分配网络内 所处位置而言处于下游的位置之间的位置处，被设置在惰性气体分配网络中。如前所述，当 水贮存器皿30的内室32在从惰性气体供应管道15通过惰性气体入口管线34的惰性气体 的作用下被加压时，水受力通过水出口管线36并进入通过惰性气体供应管线15的惰性气
11体流内。喷射喷嘴37可被安装到水出口管线36的出口端上以使得，当来自供应罐30的水 被引入惰性气体流内时，水会产生雾化或者以其它方式产生水滴喷雾。尽管用作用于加热惰性气体的热惯性源的二级液体可以是水，但预想可使用其它 流体，所述流体具有更大的热运行范围(即，凝固点低于0°c)和/或更大的热容量。此外， 由于在水被添加进入惰性气体流内之前，基本上所有的二级液体都被捕获且从系统中被去 除，因此可对于给定应用场合优化被引入惰性气体内的二级液体的量，而不会出现过量的 水可能对惰性气体的“淹没(flooding)”效应产生负面影响的问题，正如上文所述。进一步 地，可根据需要单独确定为了增强惰性气体流的灭火性能同时不会对惰性气体的“淹没”效 应产生负面影响，所需的添加在惰性气体流中的有限量的水。此外，由于二级液体在捕获器 皿70中被去除且并未参与灭火，因此二级液体无需具有任何灭火性能。由二级液体提供的热惯性TI可简单地被表示为二级液体的比热容Cp与二级液体 贮存温度Ts与二级液体的凝固点温度Tf之间温差的乘积，即如下公式TI = Cp(Ts-Tf)例如，具有_55°C的凝固点温度的乳酸钾饱和溶液将成为优良的二级液体。如果乳 酸钾饱和溶液具有与水的比热容相似的比热容，则对于贮存在室温下的乳酸钾饱和溶液而 言，其每克的热惯性将为约315焦耳/克，该热惯性远大于室温下每克水的热惯性。应该理解在本发明的实施方式中，也可使用热惯性大于水的其它液体作为二级 液体。具有比水更低的凝固点和与水相同的比热容的任何液体都将提供比水更大的每克热 惯性。具有比水更高的比热容和与水相同的凝固点温度的任何液体也将提供比水更大的每 克热惯性。使用具有这种更高的热惯性的液体作为二级液体所带来的优点在于为了防止 被引入惰性气体内的有限量的灭火用水产生凝固所需的二级液体要少得多。这会进一步减 少贮存二级液体所需的贮存体积空间，从而进一步降低系统成本。尽管上面已经结合一个或多个典型实施例对本发明进行了描述，但所属领域技术 人员应该意识到可在不偏离所附权利要求书范围的情况下对本发明做出多种变型。因此， 本文所提出的实施例旨在并不被解释为限制了本发明的范围，本发明的范围由所附权利要 求书的全部范围限定，这包括，但不限于，可在适用法条下依据的任何等效方式。
权利要求
一种在受保护空间中灭火的方法，所述方法包括以下步骤使惰性气态流体流到达与所述受保护空间操作性地相关联的至少一个泄放装置；在所述至少一个泄放装置上游的位置处将第一量的水引入所述惰性气态流体流内；将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内以便对所述惰性气态流体流进行加热；以及在所述至少一个泄放装置上游的位置处从所述惰性气态流体流中去除所述第二量的所述二级液体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体 流内的步骤包括将第二量的水引入所述惰性气态流体流内。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二量的水在约室温温度下被引入所述惰性 气态流体流内。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一量的水和所述第二量的水作为单一量的 水被引入所述惰性气态流体流内。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述在所述至少一个泄放装置上游的位置处从所 述惰性气态流体流中去除所述第二量的所述二级液体的步骤包括在所述至少一个泄放装 置上游的位置处去除被引入所述惰性气态流体流内的所述单一量的水中约一半的水。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体 流内的步骤包括在相对于将第一量的水引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态 流体流位置而言处于上游的位置处，将第二量的具有高热惯性的二级液体引入所述惰性气 态流体流内。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述在所述至少一个泄放装置上游的位置处从所 述惰性气态流体流中去除所述第二量的所述二级液体的步骤包括在相对于将第一量的水 引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态流体流位置而言处于上游且相对于将第 二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态流体流位置而言处于下 游的位置处，从所述惰性气态流体流中去除所述二级液体。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体 流内的步骤包括在相对于将第一量的水引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态 流体流位置而言处于上游的位置处，将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内，所 述二级液体的比热容至少约等于水的比热容且具有小于0°C的凝固点温度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述在所述至少一个泄放装置上游的位置处从所 述惰性气态流体流中去除所述第二量的所述二级液体的步骤包括在相对于将第一量的水 引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态流体流位置而言处于上游且相对于将第 二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态流体流位置而言处于下 游的位置处，从所述惰性气态流体流中去除所述二级液体。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述将第二量的二级液体引入所述惰性气态流 体流内的步骤包括在相对于将第一量的水引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气 态流体流位置而言处于上游的位置处，将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内， 且所述在所述至少一个泄放装置上游的位置处从所述惰性气态流体流中去除所述第二量 的所述二级液体的步骤包括在相对于将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内所处的所述惰性气态流体流位置而言处于下游且相对于将第一量的水引入所述惰性气态流 体流内所处的所述惰性气态流体流位置而言处于上游的位置处，从所述惰性气态流体流中 去除所述二级液体。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述二级液体包括乳酸钾的饱和溶液。
12.一种在受保护空间中灭火的火灾扑灭系统，所述火灾扑灭系统包括加压惰性气态流体源；被设置而与所述受保护空间操作性地相关联的至少一个流体泄放装置；用于将所述惰性气态流体流从所述加压惰性气态流体源引导至所述至少一个泄放装 置以便射放进入所述受保护空间内的惰性气体分配网络；水源，所述水源与所述惰性气体分配网络流体连通地相连以便将来自所述水源的水引 入所述惰性气态流体流内；二级液体源，所述二级液体具有热惯性以便对所述惰性气态流体流进行加热，所述二 级液体源与所述惰性气体分配网络流体连通地相连以便将所述二级液体引入所述惰性气 态流体流内；和用于从所述惰性气态流体流中去除所述二级液体的液体捕获器皿，所述液体捕获器皿 在相对于将所述二级液体源连接至所述惰性气体分配网络所处的所述惰性气态流体流位 置而言处于下游且相对于所述至少一个流体泄放装置所处的所述惰性气态流体流位置而 言处于上游的位置处，与所述惰性气体分配网络流体连通地相连。
13.根据权利要求12所述的火灾扑灭系统，其中所述二级液体包括水。
14.根据权利要求13所述的火灾扑灭系统，其中所述水源和所述二级液体源是单一来源。
15.根据权利要求14所述的火灾扑灭系统，其中所述液体捕获罐在相对于所述至少一 个流体泄放装置所处的所述惰性气态流体流位置而言处于上游的位置处，从携带有水的所 述惰性气态流体流中去除被引入所述惰性气态流体流内的所述水中约一半的水。
16.根据权利要求14所述的火灾扑灭系统，进一步包括分流器，所述分流器在相对于 将所述单一水源连接至所述惰性气体分配网络所处的所述惰性气态流体流位置而言处于 下游且相对于所述液体捕获器皿所处的所述惰性气态流体流位置而言处于上游的位置处 被设置在所述惰性气体分配网络中，所述分流器将携带有水的所述惰性气态流体流分成第 一半和第二半，且将携带有水的所述惰性气态流体流的所述第一半引入所述液体捕获器皿 内，并对携带有水的所述惰性气态流体流的所述第二半进行引导而使其绕过所述液体捕获 器皿。
17.根据权利要求16所述的火灾扑灭系统，进一步包括合流器，所述合流器在相对于 所述液体捕获器皿所处的所述惰性气态流体流位置而言处于下游的位置处被设置在所述 惰性气体分配网络中，所述合流器具有与所述液体捕获罐流体连通以便接收来自所述液体 捕获罐的惰性气态流体流的第一入口和与所述分流器流体连通以便接收携带有水的所述 惰性气态流体流的所述第二半的第二入口，且具有用于在所述至少一个流体泄放装置上游 的位置处将从所述液体捕获器皿中接收到的所述惰性气态流体流和携带有水的所述惰性 气态流体流的所述第二半重新引入所述惰性气体分配网络内的出口。
18.根据权利要求12所述的火灾扑灭系统，其中所述液体捕获器皿在相对于将所述水源连接至所述惰性气体分配网络所处的所述惰 性气体流位置而言处于上游的位置处被连接至所述惰性气体分配网络；且所述二级液体源在相对于将所述液体捕获器皿连接至所述惰性气体分配网络所处的 所述惰性气体流位置而言处于上游的位置处被连接至所述惰性气体分配网络。
19.根据权利要求18所述的火灾扑灭系统，进一步包括惰性气体入口管线，所述惰性 气体入口管线在所述惰性气体分配网络与所述二级液体源之间建立流体连通，从而用加压 惰性气体对所述二级液体源进行加压。
20.根据权利要求19所述的火灾扑灭系统，进一步包括限流装置，所述限流装置在相 对于将所述二级液体源连接至所述惰性气体分配网络所处的所述惰性气体流位置而言处 于上游且相对于利用所述惰性气体分配网络将所述惰性气体入口管线连接至所述二级液 体源所处的所述惰性气体流位置而言处于下游的位置处，被设置在所述惰性气体分配网络 中。
21.根据权利要求18所述的火灾扑灭系统，其中所述二级液体源包括罐，所述罐包含 乳酸钾饱和溶液。
22.一种用于在受保护空间中灭火的火灾扑灭系统，所述火灾扑灭系统包括加压惰性气态流体源；被设置而与所述受保护空间操作性地相关联的至少一个流体泄放装置；用于将所述惰性气态流体流从所述加压惰性气态流体源引导至所述至少一个泄放装 置以便射放进入所述受保护空间内的惰性气体分配网络；液体灭火剂源，所述液体灭火剂源与所述惰性气体分配网络流体连通地相连以便将来 自所述液体灭火剂源的液体灭火剂弓I入所述惰性气态流体流内；二级液体源，所述二级液体具有热惯性以便对所述惰性气态流体流进行加热，所述二 级液体源与所述惰性气体分配网络流体连通地相连以便将所述二级液体引入所述惰性气 态流体流内；和用于从所述惰性气态流体流中去除所述二级液体的液体捕获器皿，所述液体捕获器皿 在相对于将所述二级液体源连接至所述惰性气体分配网络所处的所述惰性气态流体流位 置而言处于下游且相对于所述至少一个流体泄放装置所处的所述惰性气态流体流位置而 言处于上游的位置处，与所述惰性气体分配网络流体连通地相连。
23.一种在受保护空间中灭火的方法，所述方法包括以下步骤使惰性气态流体流到达与所述受保护空间操作性地相关联的至少一个泄放装置；在所述至少一个泄放装置上游的位置处将第一量的液体灭火剂引入所述惰性气态流 体流内；将第二量的二级液体引入所述惰性气态流体流内以便对所述惰性气态流体流进行加 热；以及在所述至少一个泄放装置上游的位置处从所述惰性气态流体流中去除所述第二量的 所述二级液体。
24.一种结合任一附图大体上如上文所述的在受保护空间中灭火的方法。
25.—种结合任一附图大体上如上文所述的用于在受保护空间中灭火的火灾扑灭系统。
全文摘要
本发明披露了一种用于在受保护空间中实施灭火的火灾扑灭系统和方法，所述系统和方法利用了水和惰性气体，且具有简单且廉价的防凝固机构。为了防止在所述惰性气体流中携带的水或其它液体灭火剂在输运通过惰性气体分配网络(15、15a、15b、17、19)的过程中发生凝固，二级液体被引入所述惰性气体流内且随后在相对于所述两相的水与惰性气体被排放进入所述受保护空间内的排放位置而言处于上游的位置处从所述惰性气体流中被去除。所述惰性气体在所述二级液体的热惯性(TI)的作用下受到加热，所述二级液体可以是过量的水或一定量的另一种液体，所述液体的热惯性(TI)至少等于水的热惯性。
文档编号A62C99/00GK101939060SQ200780102120
公开日2011年1月5日 申请日期2007年10月29日 优先权日2007年10月29日
发明者R·G·登斯特, R·J·拉德 申请人:基德Ip控股有限公司