长通道空气涡塞隔烟系统的制作方法
专利名称：长通道空气涡塞隔烟系统的制作方法
长通道空气涡塞隔烟系统技术领域
本发明长通道空气涡塞隔烟系统，属于消防技术和设施领域。
技术背景
各种民用建筑、工矿企业生产现场或水上大型舰船，均存在各种长形通道，一旦发生火情，燃烧产生的烟气将无障碍地经过此类通道快速蔓延。据统计，在火灾中约有80%以上的人是因烟气致死。
长通道火灾时，为了控制烟气的蔓延，通常采用以下几种方法
一、向通道内吹气
这种方法在阻止烟气向某个方向移动的同时，不仅加重了向其他方向的蔓延，并且向着火区域提供了新鲜的空气，加重了燃烧；
二、在通道内维持高于烟气的正压
这种方法需要封闭通道，增加通道内空气压力。
三、利用空气幕进行柔性隔断
使用空气幕的优点是通过高速气流形成物性的阻隔屏障，在阻隔烟气的同时不会影响通道的畅通，便于人员从火场逃生。缺点是空气幕并不能完全阻隔烟气，且空气幕进气存在困难，在安装上存在不便，因此在使用上受到限制。专利高层建筑火灾防烟空气幕 (01273155. 2)，外加动力火灾防烟空气幕系统(200410014975. 6)等。
在面对长通道结构出现火情时的严峻问题，迫切需要开发一种能高效隔离烟气的无实体障碍的气流阻隔系统，有效阻止烟气沿长通道蔓延，并确保人员无阻碍逃生。发明内容
本发明的目的是提供一种长通道空气涡塞隔烟系统，通过以设定角度向长通道提供高速流动的空气，使在长通道内的空气高速旋转成涡旋，涡旋内的空气围绕中心作环绕运动，涡旋不作宏观的平面运动，即形成空气涡塞区，使长通道内空气涡塞区一侧的烟气来流无法突破空气涡塞区进入到空气涡塞区另一侧的长通道，从而阻隔烟气在整个长通道内的蔓延，为灭火和逃生提供安全通道。
实现本发明目的的方案本发明长通道空气涡塞隔烟系统，包括长通道设施和长通道内空气涡塞形成系统，长通道设施内为常态空气气流空间，特点是，空气涡塞形成系统由两个相对设置的高速气流发生装置、高速气流吸气道、高速气流喷气口和高速气流吸气口组成，在相对设置的高速气流作用下，在长通道内形成强制气流涡旋中心，即空气涡塞区，通过该空气涡塞区将长通道内发生的烟气气流阻隔在其一侧长通道内的烟气来流区， 使空气涡塞区另一侧的长通道为无烟气安全区。
上述长通道空气涡塞隔烟系统的空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区。
上述长通道内空气涡塞形成系统，其两个相对设置的高速气流吸气道沿长通道两壁外侧对应设置，两个高速气流发生装置分别设置在两个高速气流吸气道的斜对角一端， 两个高速气流发生装置之喷气口对应设于长通道壁，以其相对烟气来流方向与长通道壁之间的夹角为气流喷射角，喷气口按设定气流喷射角喷射高速气流；吸气口分别设在两个高速气流吸气道另一端的长通道壁。
上述长通道内空气涡塞形成系统之两台高速气流发生装置的喷气口的气流喷射角为10° 90°，其喷气口宽度取决于具体使用环境中的高速气流发生装置类型。
上述长通道内空气涡塞形成系统，在两个高速气流吸气道或近烟气来流吸气口的高速气流吸气道内设置有烟气过滤网。
上述长通道内空气涡塞形成系统，在高速气流吸气道的吸气口设有可调节缩口挡板。
上述长通道空气涡塞隔烟系统，在高速气流吸气道近烟气来流吸气口外侧的长通道的对应顶部和底部设置有边界层阻隔板插槽，边界层阻隔板可选择插入长通道内顶部和 /或底部边界层阻隔板插槽中。
本发明长通道空气涡塞隔烟系统，创造性地在长通道空间内通过强制对流空气形成涡旋中心即空气涡塞区。通过空气涡塞区的柔性阻隔作用，无形地将长通道分隔为烟气气流来源区、空气涡塞过渡区、空气涡塞区和安全区。空气涡塞区有效地将烟气气流阻隔在其来源一侧的长通道内，使空气涡塞区另一侧为无烟气流污染的安全区，从而使受烟气污染一侧的人流通过不存在任何有形阻碍的空气涡塞区，而进入空气涡塞区另一侧的长通道安全空间内安全疏散。
本发明创新设计的理论依据是在两侧高速气流吸气道之间的长通道内形成为强制气流涡旋中心，该气流涡旋中心区域具有一定的真空度，空气压力随离开涡旋中心的距离增加而增加，在边缘达到最大值，压力值由旋转速度、离开涡旋中心的距离以及中心的真空度确定。当高温烟气通过涡塞过渡区与涡塞区接触时，只要烟气的压力不大于涡塞边缘压力(涡塞边缘压力可调节)，烟气就无法突破涡塞，所以本系统能自适应烟气压力的变化。同时，通过在涡塞过渡区产生的诱导漩涡，也使火灾区烟气的动能、位能与压能得到了消耗，从而形成了动态均值稳定的压力变化区，无宏观的烟气迁移。只要涡塞流场没有被烟气破坏，涡塞边界的压力平衡依然存在，通道在涡塞两边的空气就互相不能向对方流动，即达到阻隔通道内烟气流动的目的。
本发明以气流喷射方向与烟气来流方向之长通道壁间的夹角作为高速气流喷射角，该高速气流喷射角在设定范围变化，本设计喷气口宽度决定高速气流射流厚度，而喷气口宽度则取决于所选用的高速气流发生装置类型，一般而言，喷射气流速度越大，则其隔烟能力越强，喷口宽度越大则高速气流层厚度越大，其隔烟效果则越好，通过综合控制空气射流角度和喷气口宽度，以达到最佳效果。
此外，本发明使用的空气射流的吸气口均设置在长通道内部，且吸气口开口长度可根据实际进行调节，在隔烟过程中不会将外部的新鲜空气注入火场，避免了如现有技术之柔性隔烟装置在隔烟的同时向火场输送氧气反而助长火势的突出矛盾。同时在系统内部设置了烟气过滤系统，消除通过微观扩散作用渗透过空气涡塞的少量烟气。
综上所述，本发明能快速高效形成具有强大隔烟能力的隔烟空气涡塞区，且隔烟过程中通道畅通，为灭火和逃生提供宝贵的时间和空间。
图1本发明空气涡塞隔烟系统俯视图
图2本发明空气涡塞隔烟系统侧视图
图3本发明空气涡塞区、空气涡塞过渡区、烟气来流区和安全区流场示意图
图4本发明系统用于建筑通道示意图
图5本发明系统用于船舶通道示意图
图6本发明系统用于遂道示意图具体实施方式
现结合附图和实施例进一步说明本发明是如何实施的
如图1所示，两个高速气流吸气道1、2沿长通道两壁外侧对应设置，两台高速气流发生装置Ql、Q2分别设置在高速气流吸气道1、2的斜对角一端。高速气流发生装置Ql和 Q2的喷气口 P1、P2朝向烟气来流方向以设定喷射角度喷射高速空气。以气流喷射方向与偏向烟气来流方向的长通道壁之间的夹角作为Pl和P2的喷射角，其范围为10° 90°。吸气口 XI、X2分别设在两个高速气流吸气道1、2另一端的长通道壁上，两个高速气流吸气道 1和2，或者近烟气来流吸气口 Xl的高速气流吸气道1内设置有烟气过滤网3。高速气流吸气道1和2的吸气口设有缩口式挡板，长通道内顶部和底部设置有边界层阻隔板插槽4，边界层阻隔板5可选择插入长通道内顶部和/或底部边界层阻隔板插槽4中，以削除顶部和底部因边界层作用对烟气的阻隔能力的影响，确保烟气阻隔能力；吸气口的缩口调节挡板可调整吸气口张开程度，高速气流发生装置Q2喷射出的高速气流受烟气来流冲击，部分气流流线改变，被高速气流发生装置Ql吸气端吸收；高速气流生成装置Ql喷射出的高速气流可阻挡渗透过高速气流发生装置Q2喷射出气流的部分烟气，并与高速气流发生装置Q2的吸气流线形成环流。受环流影响，在通道内形成具有阻隔烟气来流能力且没有明显位移的低压涡旋，即空气涡塞区A。该空气涡塞区A能有效地将烟气来流阻隔在空气涡塞区A —侧的烟气来流区C，使空气涡塞区A另一侧成为无烟气的安全区D，中间空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区B。
实例1建筑通道
建筑通道中广泛存在长通道，如酒店或宾馆的走廊、大型写字楼的过道等。在上述场所发生火灾时，烟气在建筑内将主要沿走廊或过道进行蔓延。由于该种场所人流量大， 关闭通道将会影响人员的逃生，若不关闭通道火灾产生的烟气将会通过通道向其他楼层蔓延，造成火灾范围的扩大。空气涡塞隔烟系统产生的空气涡塞在阻挡烟气流动的同时会保持通道的畅通，较好的解决上述问题。
以某建筑通道为例，说明本发明长通道空气涡塞隔烟系统的布置情况，如图4所示。该通道宽度为1.8m，高度为2. 5m。两个相对设置的高速气流吸气道1和2的长度为 4. 0m，进气通道宽度为0. 45m,高速空气射流生成装置Ql和Q2的气流喷射角度分别为85° 及60°，空气射流速度约为15m/s，喷气口 Pl、P2的宽度为0. 15m，高速气流吸气道1内有烟气过滤网3。宽度为1.8m的边界层阻隔板5分别插入长通道内顶部和底部的边界层阻隔板插槽4中，吸气口 Xl有缩口挡板m。
按本设计，在相对设置的高速气流及吸气环流作用下，长通道内即可形成空气涡塞区A，该空气涡塞区A能有效地将烟气来流阻隔在空气涡塞区A —侧的烟气来流区C，使空气涡塞区A另一侧为安全区D，中间空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区B。
实例2船舶长通道
与建筑火灾中的烟气蔓延类似，船舶火灾中的烟气蔓延主要通过设置在船舶中的长通道进行的。船舶由于布置需要，内部通道多以长直通道为主，一般可达20m 30m，最长可达上百米。由于船型及作用的不同其通道的宽度与高度均存在差异，宽度一般为0. 6m 5m，高度一般为2. 4m Sm。下面以宽度为0. 6m,高度为2. 4m的长通道俯视图为例介绍长通道空气涡塞隔烟系统的布置情况，如图5所示。
在本实例中，通道宽度为0. 6m,高度为2.細，两个相对设置的高速气流吸气道1和 2的长度为1. 7m，两侧的进气道宽度为0. :3m。高速空气射流生成装置Q1、Q2生成的空气射流流速约为lOm/s。高速空气射流生成装置Ql的气流喷射角度为80°，高速空气射流生成装置Q2生成的空气射流喷射角度为45°，喷气口 P1、P2的宽度为0.09m。高速气流吸气道 1内有烟气过滤网3。宽度为0. 6m的两个边界层阻隔板5分别插入长通道内顶部和底部的边界层阻隔板插槽4中，吸气口 X2有缩口式可调挡板N2。
按本设计，在相对设置的高速气流及吸气环流作用下，长通道内即可形成空气涡塞区A，该空气涡塞区A能有效地将烟气来流阻隔在空气涡塞区A —侧的烟气来流区C，使空气涡塞区A另一侧为安全区D，中间空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区B。
实例3隧道
隧道广泛的存在于生活当中，如过江隧道、地铁以及过山隧道等。虽然大部分隧道道路曲折，形状不一，但从其截面看仍可近似为矩形，因此在一定距离内可近似作为长通道来处理。相比于建筑通道和船舶通道，由于行车的需要隧道的宽度一般大于高度，因此在使用空气涡塞隔烟系统时需要更高的空气射流速度、更厚的射流宽度。下面以某隧道为例对长通道空气涡塞系统在隧道中的使用进行说明，如图6所示。
按隧道宽7m，高4. 5m设计。两个相对设置的高速气流吸气道1和2的长度为8m， 两侧进气道宽度约为0. 9m。高速空气射流生成装置Ql、Q2生成的空气射流流速约为30m/ s。高速空气射流生成装置Ql的空气射流喷射角度为80°，高速空气射流生成装置Q2生成的空气射流喷射角度为75°，喷气口 P1、P2的宽度为0. :3m。在高速气流吸气道1和2内分别有烟气过滤网3。宽度为7. Om的两个边界层阻隔板5分别插入长通道内顶部边界层阻隔板插槽4中，以削除顶部和底部因边界层作用对烟气的阻隔能力的影响，确保隔烟效果。吸气口 X1、X2分别有缩口式可调挡板m、N2。
按本设计，在相对设置的高速气流及吸气环流作用下，长通道内即可形成空气涡塞区A，该空气涡塞区A能有效地将烟气来流阻隔在空气涡塞区A —侧的烟气来流区C，使空气涡塞区A另一侧为安全区D，中间空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区B。
权利要求
1.长通道空气涡塞隔烟系统，包括长通道设施和长通道内空气涡塞形成系统，长通道设施内为常态空气气流空间，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统由两个相对设置的高速气流发生装置、高速气流吸气道、高速气流喷气口和高速气流吸气口组成，在相对设置的高速气流作用下，在长通道内形成强制气流涡旋中心，即空气涡塞区，通过该空气涡塞区将长通道内发生的烟气气流阻隔在其一侧长通道内的烟气来流区，使空气涡塞区另一侧的长通道为无烟气安全区。
2.根据权利要求1所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞影响区。
3.根据权利要求1所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统的两个相对设置的高速气流吸气道沿长通道两壁外侧对应设置，两个高速气流发生装置分别设置在两个高速气流吸气道的斜对角一端，两个高速气流发生装置之喷气口对应设于长通道壁，以其相对烟气来流方向与长通道壁之间的夹角为气流喷射角，喷气口按设定气流喷射角喷射高速气流；吸气口分别设在两个高速气流吸气道另一端的长通道壁。
4.根据权利要求3所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统之两台高速气流发生装置的喷气口的气流喷射角为10° 90°，其喷气口宽度取决于具体使用环境中的高速气流发生装置类型。
5.根据权利要求1或3所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统之两个高速气流吸气道或近烟气来流吸气口的高速气流吸气道内设置有烟气过滤网。
6.根据权利要求1或3所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统之高速气流吸气道的吸气口设有可调节缩口挡板。
7.根据权利要求1所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于在高速气流吸气道近烟气来流吸气口外侧的长通道的对应顶部和底部设置有边界层阻隔板插槽，边界层阻隔板可选择插入长通道内顶部和/或底部边界层阻隔板插槽中。
全文摘要
本发明长通道空气涡塞隔烟系统，属于消防技术和设施领域，本发明长通道空气涡塞隔烟系统，包括长通道设施和长通道内空气涡塞形成系统，空气涡塞形成系统由两个相对设置的高速气流发生装置、高速气流吸气道、高速气流喷气口和高速气流吸气口组成，在相对设置的高速气流作用下，在长通道内形成强制气流涡旋中心，即空气涡塞区，通过该空气涡塞区将烟气气流阻隔在其一侧长通道内的烟气来流区，使空气涡塞区另一侧的长通道为无烟气安全区，本发明在隔烟过程无外部新鲜空气注入现场，避免了现有技术在灭火隔烟的同时引入助燃空气的突出矛盾，本发明能快速高效形成具有强大隔烟能力的隔烟空气涡塞区，为灭火和逃生提供宝贵的时间和空间。
文档编号A62C2/06GK102526909SQ20121003504
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者仲晨华, 朱小俊, 杨志青 申请人:中国人民解放军海军工程大学
长通道空气涡塞隔烟系统技术领域
本发明长通道空气涡塞隔烟系统，属于消防技术和设施领域。
技术背景
各种民用建筑、工矿企业生产现场或水上大型舰船，均存在各种长形通道，一旦发生火情，燃烧产生的烟气将无障碍地经过此类通道快速蔓延。据统计，在火灾中约有80%以上的人是因烟气致死。
长通道火灾时，为了控制烟气的蔓延，通常采用以下几种方法
一、向通道内吹气
这种方法在阻止烟气向某个方向移动的同时，不仅加重了向其他方向的蔓延，并且向着火区域提供了新鲜的空气，加重了燃烧；
二、在通道内维持高于烟气的正压
这种方法需要封闭通道，增加通道内空气压力。
三、利用空气幕进行柔性隔断
使用空气幕的优点是通过高速气流形成物性的阻隔屏障，在阻隔烟气的同时不会影响通道的畅通，便于人员从火场逃生。缺点是空气幕并不能完全阻隔烟气，且空气幕进气存在困难，在安装上存在不便，因此在使用上受到限制。专利高层建筑火灾防烟空气幕 (01273155. 2)，外加动力火灾防烟空气幕系统(200410014975. 6)等。
在面对长通道结构出现火情时的严峻问题，迫切需要开发一种能高效隔离烟气的无实体障碍的气流阻隔系统，有效阻止烟气沿长通道蔓延，并确保人员无阻碍逃生。发明内容
本发明的目的是提供一种长通道空气涡塞隔烟系统，通过以设定角度向长通道提供高速流动的空气，使在长通道内的空气高速旋转成涡旋，涡旋内的空气围绕中心作环绕运动，涡旋不作宏观的平面运动，即形成空气涡塞区，使长通道内空气涡塞区一侧的烟气来流无法突破空气涡塞区进入到空气涡塞区另一侧的长通道，从而阻隔烟气在整个长通道内的蔓延，为灭火和逃生提供安全通道。
实现本发明目的的方案本发明长通道空气涡塞隔烟系统，包括长通道设施和长通道内空气涡塞形成系统，长通道设施内为常态空气气流空间，特点是，空气涡塞形成系统由两个相对设置的高速气流发生装置、高速气流吸气道、高速气流喷气口和高速气流吸气口组成，在相对设置的高速气流作用下，在长通道内形成强制气流涡旋中心，即空气涡塞区，通过该空气涡塞区将长通道内发生的烟气气流阻隔在其一侧长通道内的烟气来流区， 使空气涡塞区另一侧的长通道为无烟气安全区。
上述长通道空气涡塞隔烟系统的空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区。
上述长通道内空气涡塞形成系统，其两个相对设置的高速气流吸气道沿长通道两壁外侧对应设置，两个高速气流发生装置分别设置在两个高速气流吸气道的斜对角一端， 两个高速气流发生装置之喷气口对应设于长通道壁，以其相对烟气来流方向与长通道壁之间的夹角为气流喷射角，喷气口按设定气流喷射角喷射高速气流；吸气口分别设在两个高速气流吸气道另一端的长通道壁。
上述长通道内空气涡塞形成系统之两台高速气流发生装置的喷气口的气流喷射角为10° 90°，其喷气口宽度取决于具体使用环境中的高速气流发生装置类型。
上述长通道内空气涡塞形成系统，在两个高速气流吸气道或近烟气来流吸气口的高速气流吸气道内设置有烟气过滤网。
上述长通道内空气涡塞形成系统，在高速气流吸气道的吸气口设有可调节缩口挡板。
上述长通道空气涡塞隔烟系统，在高速气流吸气道近烟气来流吸气口外侧的长通道的对应顶部和底部设置有边界层阻隔板插槽，边界层阻隔板可选择插入长通道内顶部和 /或底部边界层阻隔板插槽中。
本发明长通道空气涡塞隔烟系统，创造性地在长通道空间内通过强制对流空气形成涡旋中心即空气涡塞区。通过空气涡塞区的柔性阻隔作用，无形地将长通道分隔为烟气气流来源区、空气涡塞过渡区、空气涡塞区和安全区。空气涡塞区有效地将烟气气流阻隔在其来源一侧的长通道内，使空气涡塞区另一侧为无烟气流污染的安全区，从而使受烟气污染一侧的人流通过不存在任何有形阻碍的空气涡塞区，而进入空气涡塞区另一侧的长通道安全空间内安全疏散。
本发明创新设计的理论依据是在两侧高速气流吸气道之间的长通道内形成为强制气流涡旋中心，该气流涡旋中心区域具有一定的真空度，空气压力随离开涡旋中心的距离增加而增加，在边缘达到最大值，压力值由旋转速度、离开涡旋中心的距离以及中心的真空度确定。当高温烟气通过涡塞过渡区与涡塞区接触时，只要烟气的压力不大于涡塞边缘压力(涡塞边缘压力可调节)，烟气就无法突破涡塞，所以本系统能自适应烟气压力的变化。同时，通过在涡塞过渡区产生的诱导漩涡，也使火灾区烟气的动能、位能与压能得到了消耗，从而形成了动态均值稳定的压力变化区，无宏观的烟气迁移。只要涡塞流场没有被烟气破坏，涡塞边界的压力平衡依然存在，通道在涡塞两边的空气就互相不能向对方流动，即达到阻隔通道内烟气流动的目的。
本发明以气流喷射方向与烟气来流方向之长通道壁间的夹角作为高速气流喷射角，该高速气流喷射角在设定范围变化，本设计喷气口宽度决定高速气流射流厚度，而喷气口宽度则取决于所选用的高速气流发生装置类型，一般而言，喷射气流速度越大，则其隔烟能力越强，喷口宽度越大则高速气流层厚度越大，其隔烟效果则越好，通过综合控制空气射流角度和喷气口宽度，以达到最佳效果。
此外，本发明使用的空气射流的吸气口均设置在长通道内部，且吸气口开口长度可根据实际进行调节，在隔烟过程中不会将外部的新鲜空气注入火场，避免了如现有技术之柔性隔烟装置在隔烟的同时向火场输送氧气反而助长火势的突出矛盾。同时在系统内部设置了烟气过滤系统，消除通过微观扩散作用渗透过空气涡塞的少量烟气。
综上所述，本发明能快速高效形成具有强大隔烟能力的隔烟空气涡塞区，且隔烟过程中通道畅通，为灭火和逃生提供宝贵的时间和空间。
图1本发明空气涡塞隔烟系统俯视图
图2本发明空气涡塞隔烟系统侧视图
图3本发明空气涡塞区、空气涡塞过渡区、烟气来流区和安全区流场示意图
图4本发明系统用于建筑通道示意图
图5本发明系统用于船舶通道示意图
图6本发明系统用于遂道示意图具体实施方式
现结合附图和实施例进一步说明本发明是如何实施的
如图1所示，两个高速气流吸气道1、2沿长通道两壁外侧对应设置，两台高速气流发生装置Ql、Q2分别设置在高速气流吸气道1、2的斜对角一端。高速气流发生装置Ql和 Q2的喷气口 P1、P2朝向烟气来流方向以设定喷射角度喷射高速空气。以气流喷射方向与偏向烟气来流方向的长通道壁之间的夹角作为Pl和P2的喷射角，其范围为10° 90°。吸气口 XI、X2分别设在两个高速气流吸气道1、2另一端的长通道壁上，两个高速气流吸气道 1和2，或者近烟气来流吸气口 Xl的高速气流吸气道1内设置有烟气过滤网3。高速气流吸气道1和2的吸气口设有缩口式挡板，长通道内顶部和底部设置有边界层阻隔板插槽4，边界层阻隔板5可选择插入长通道内顶部和/或底部边界层阻隔板插槽4中，以削除顶部和底部因边界层作用对烟气的阻隔能力的影响，确保烟气阻隔能力；吸气口的缩口调节挡板可调整吸气口张开程度，高速气流发生装置Q2喷射出的高速气流受烟气来流冲击，部分气流流线改变，被高速气流发生装置Ql吸气端吸收；高速气流生成装置Ql喷射出的高速气流可阻挡渗透过高速气流发生装置Q2喷射出气流的部分烟气，并与高速气流发生装置Q2的吸气流线形成环流。受环流影响，在通道内形成具有阻隔烟气来流能力且没有明显位移的低压涡旋，即空气涡塞区A。该空气涡塞区A能有效地将烟气来流阻隔在空气涡塞区A —侧的烟气来流区C，使空气涡塞区A另一侧成为无烟气的安全区D，中间空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区B。
实例1建筑通道
建筑通道中广泛存在长通道，如酒店或宾馆的走廊、大型写字楼的过道等。在上述场所发生火灾时，烟气在建筑内将主要沿走廊或过道进行蔓延。由于该种场所人流量大， 关闭通道将会影响人员的逃生，若不关闭通道火灾产生的烟气将会通过通道向其他楼层蔓延，造成火灾范围的扩大。空气涡塞隔烟系统产生的空气涡塞在阻挡烟气流动的同时会保持通道的畅通，较好的解决上述问题。
以某建筑通道为例，说明本发明长通道空气涡塞隔烟系统的布置情况，如图4所示。该通道宽度为1.8m，高度为2. 5m。两个相对设置的高速气流吸气道1和2的长度为 4. 0m，进气通道宽度为0. 45m,高速空气射流生成装置Ql和Q2的气流喷射角度分别为85° 及60°，空气射流速度约为15m/s，喷气口 Pl、P2的宽度为0. 15m，高速气流吸气道1内有烟气过滤网3。宽度为1.8m的边界层阻隔板5分别插入长通道内顶部和底部的边界层阻隔板插槽4中，吸气口 Xl有缩口挡板m。
按本设计，在相对设置的高速气流及吸气环流作用下，长通道内即可形成空气涡塞区A，该空气涡塞区A能有效地将烟气来流阻隔在空气涡塞区A —侧的烟气来流区C，使空气涡塞区A另一侧为安全区D，中间空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区B。
实例2船舶长通道
与建筑火灾中的烟气蔓延类似，船舶火灾中的烟气蔓延主要通过设置在船舶中的长通道进行的。船舶由于布置需要，内部通道多以长直通道为主，一般可达20m 30m，最长可达上百米。由于船型及作用的不同其通道的宽度与高度均存在差异，宽度一般为0. 6m 5m，高度一般为2. 4m Sm。下面以宽度为0. 6m,高度为2. 4m的长通道俯视图为例介绍长通道空气涡塞隔烟系统的布置情况，如图5所示。
在本实例中，通道宽度为0. 6m,高度为2.細，两个相对设置的高速气流吸气道1和 2的长度为1. 7m，两侧的进气道宽度为0. :3m。高速空气射流生成装置Q1、Q2生成的空气射流流速约为lOm/s。高速空气射流生成装置Ql的气流喷射角度为80°，高速空气射流生成装置Q2生成的空气射流喷射角度为45°，喷气口 P1、P2的宽度为0.09m。高速气流吸气道 1内有烟气过滤网3。宽度为0. 6m的两个边界层阻隔板5分别插入长通道内顶部和底部的边界层阻隔板插槽4中，吸气口 X2有缩口式可调挡板N2。
按本设计，在相对设置的高速气流及吸气环流作用下，长通道内即可形成空气涡塞区A，该空气涡塞区A能有效地将烟气来流阻隔在空气涡塞区A —侧的烟气来流区C，使空气涡塞区A另一侧为安全区D，中间空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区B。
实例3隧道
隧道广泛的存在于生活当中，如过江隧道、地铁以及过山隧道等。虽然大部分隧道道路曲折，形状不一，但从其截面看仍可近似为矩形，因此在一定距离内可近似作为长通道来处理。相比于建筑通道和船舶通道，由于行车的需要隧道的宽度一般大于高度，因此在使用空气涡塞隔烟系统时需要更高的空气射流速度、更厚的射流宽度。下面以某隧道为例对长通道空气涡塞系统在隧道中的使用进行说明，如图6所示。
按隧道宽7m，高4. 5m设计。两个相对设置的高速气流吸气道1和2的长度为8m， 两侧进气道宽度约为0. 9m。高速空气射流生成装置Ql、Q2生成的空气射流流速约为30m/ s。高速空气射流生成装置Ql的空气射流喷射角度为80°，高速空气射流生成装置Q2生成的空气射流喷射角度为75°，喷气口 P1、P2的宽度为0. :3m。在高速气流吸气道1和2内分别有烟气过滤网3。宽度为7. Om的两个边界层阻隔板5分别插入长通道内顶部边界层阻隔板插槽4中，以削除顶部和底部因边界层作用对烟气的阻隔能力的影响，确保隔烟效果。吸气口 X1、X2分别有缩口式可调挡板m、N2。
按本设计，在相对设置的高速气流及吸气环流作用下，长通道内即可形成空气涡塞区A，该空气涡塞区A能有效地将烟气来流阻隔在空气涡塞区A —侧的烟气来流区C，使空气涡塞区A另一侧为安全区D，中间空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞过渡区B。
权利要求
1.长通道空气涡塞隔烟系统，包括长通道设施和长通道内空气涡塞形成系统，长通道设施内为常态空气气流空间，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统由两个相对设置的高速气流发生装置、高速气流吸气道、高速气流喷气口和高速气流吸气口组成，在相对设置的高速气流作用下，在长通道内形成强制气流涡旋中心，即空气涡塞区，通过该空气涡塞区将长通道内发生的烟气气流阻隔在其一侧长通道内的烟气来流区，使空气涡塞区另一侧的长通道为无烟气安全区。
2.根据权利要求1所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于空气涡塞区与其两侧的烟气来流区和安全区之间分别是空气涡塞影响区。
3.根据权利要求1所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统的两个相对设置的高速气流吸气道沿长通道两壁外侧对应设置，两个高速气流发生装置分别设置在两个高速气流吸气道的斜对角一端，两个高速气流发生装置之喷气口对应设于长通道壁，以其相对烟气来流方向与长通道壁之间的夹角为气流喷射角，喷气口按设定气流喷射角喷射高速气流；吸气口分别设在两个高速气流吸气道另一端的长通道壁。
4.根据权利要求3所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统之两台高速气流发生装置的喷气口的气流喷射角为10° 90°，其喷气口宽度取决于具体使用环境中的高速气流发生装置类型。
5.根据权利要求1或3所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统之两个高速气流吸气道或近烟气来流吸气口的高速气流吸气道内设置有烟气过滤网。
6.根据权利要求1或3所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于长通道内空气涡塞形成系统之高速气流吸气道的吸气口设有可调节缩口挡板。
7.根据权利要求1所述的长通道空气涡塞隔烟系统，其特征在于在高速气流吸气道近烟气来流吸气口外侧的长通道的对应顶部和底部设置有边界层阻隔板插槽，边界层阻隔板可选择插入长通道内顶部和/或底部边界层阻隔板插槽中。
全文摘要
本发明长通道空气涡塞隔烟系统，属于消防技术和设施领域，本发明长通道空气涡塞隔烟系统，包括长通道设施和长通道内空气涡塞形成系统，空气涡塞形成系统由两个相对设置的高速气流发生装置、高速气流吸气道、高速气流喷气口和高速气流吸气口组成，在相对设置的高速气流作用下，在长通道内形成强制气流涡旋中心，即空气涡塞区，通过该空气涡塞区将烟气气流阻隔在其一侧长通道内的烟气来流区，使空气涡塞区另一侧的长通道为无烟气安全区，本发明在隔烟过程无外部新鲜空气注入现场，避免了现有技术在灭火隔烟的同时引入助燃空气的突出矛盾，本发明能快速高效形成具有强大隔烟能力的隔烟空气涡塞区，为灭火和逃生提供宝贵的时间和空间。
文档编号A62C2/06GK102526909SQ20121003504
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者仲晨华, 朱小俊, 杨志青 申请人:中国人民解放军海军工程大学
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