[实用新型]一种以液氮为喷射动力的多功能消防车及混合喷射炮

说明书

本实用新型提供一种以液氮为喷射动力的多功能消防车，包括车体、液氮储罐、液氮输送管路、气化装置、若干电动阀门、液氮喷射枪、供水接头、混合喷射炮。液氮与水在消防炮管内混合，液氮快速吸收水的热量而急剧气化，其体积扩大数百倍，产生很大推力，将大流量的水或水系灭火剂以雾化流体形态高速射出，实现远射程喷射，雾化流体扩大了灭火剂与火焰的接触面积，大幅提高了灭火救援效率。

技术领域

本实用新型涉及一种消防技术，特别是一种以液氮为喷射动力的多功能消防车。

背景技术

国标GB20128-2006《惰性气体灭火剂》中，将氮气列入惰性气体灭火剂序列中。大气中氮气的含量占78％。工业制取高纯度氧气的方法是将空气液化，将氧分馏后剩余大量液氮，这些液氮进入市场，用于快速制冷等多种场所，也可用于消防灭火，液氮售价便宜，供应充足。

液氮还是一种通过相变来实现能量转换的物质。常压下液氮在-195.8℃时沸腾气化，1kg液氮气化时可生成800多升纯净氮气，同时吸收198kj的汽化潜热。当液氮与水在消防炮管内混合时，液氮快速吸收水的热量而急剧气化，其体积迅速增大数百倍，在管路内产生很大推力，此现象相当于“发射药被点燃”，可推动大流量的“气-水”混合流体高速射出，其出口处的射速远大于常规消防车水射流的出口射速，可将大流量的水或水系灭火剂喷射为细水雾或超细水雾射流。这种“气-水”混合流体不仅扩大了灭火剂与火焰的接触面积，也扩大了洗消剂与有毒气体的接触面积，克服了常规消防车射出的水射流很快坠落地上流失掉的缺点，而且这种“气-水”混合流体具有比常规消防车射出的水雾射流有更远的射程、更大的穿入火焰中的动能，可大幅度提高灭火救援效率，由此可以研发出一种以液氮为喷射动力的消防车。

实用新型专利03133926.3描述了一种液氮消防车及喷射枪，由汽车变速箱带动液氮泵将液氮贮罐中存储的液氮加压，再输入喷射枪中射出灭火。该专利未涉及利用液氮与水混合时产生相变推动混合流体高速喷射的技术问题。

实用新型专利201710225285.2描述了一种液氮动力消防炮，该专利描述了将进入消防炮内的液氮首先吸热气化生成氮气，产生出超音速氮气流体，再与进入消防炮中的水流体发生撞击生成混合流体。未涉及液氮与水混合产生相变瞬间释放出很大压力能的问题，也未提出液氮在消防炮内气化时其体积急剧增大而产生“气塞”问题的解决方案。

实用新型专利200910035880.5、201210517766.8等，均描述了利用高速气体射流与水或泡沫灭火液撞击产生出细水雾或泡沫珠的技术方案。也未涉及液氮与水流体混合时，液氮瞬间发生相变释放出很大压力能与水流体的相互作用的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种以液氮为喷射动力的多功能消防车，该消防车可以持久性存储液氮，利用液氮与水混合时吸热相变产生的很大动能，将水、水系灭火剂或洗消剂喷射为雾化态的高射速混合流体，太幅度提高灭火救援效率。

实现本实用新型目的的技术方案为：一种以液氮为喷射动力的多功能消防车，包括车体、液氮储罐、液氮输送管路、气化装置、若干电动阀门、供水接头、液氮喷射枪、混合喷射炮。液氮储罐设置于车体上；液氮输送管路至少设置三路，且第一路液氮输送管路从液氮储罐底部引出穿过气化装置后接入液氮储罐顶部，第二路液氮输送管路从液氮储罐底部引出后分别接入液氮喷射枪的输入端和混合喷射炮的第一输入端，第三路液氮输送管路连接安全阀门4、定值泄压阀门10，外部液氮输入至液氮储罐2时也经过第三路液氮输送管路；混合喷射炮包括第一输入端、第二输入端、液氮喷嘴、喷射管，炮的内腔通道按照气液混合体的流动方向分为相连的收缩段、扩散段、增速段，收缩段内径逐步缩小，扩散段内径随“气-液”混合体的流动方向逐步增大，增速段内径与扩散段中的最大内径相同且随流动方向保持内径不变，液氮喷嘴与第一输入端连接且位于收缩段内，且位于收缩段(8-1)内的中线位置上，其出口与收缩段(8-1)的出口在同一平面上；第二输入端连接收缩段其另一端连接供水接头；电动阀门分布于液氮输送管路和供水接头的管路上。