CN115427115A

CN115427115A - 用于产生消防目的的气液混合物的设备

Info

Publication number: CN115427115A
Application number: CN202180028587.5A
Authority: CN
Inventors: F·恩格哈特
Original assignee: ADVANCED FIREFIGHTING TECHNOLOGY GmbH
Current assignee: ADVANCED FIREFIGHTING TECHNOLOGY GmbH
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2041-03-10
Also published as: EP3878524A1; WO2021180773A1; CN115427115B

Abstract

公开了一种被构造成产生消防目的的气液混合物的设备。该设备包括混合容器，该混合容器被构造成接收液体介质和加压气态介质，其中混合容器具有用于气液混合物的出口和布置在混合容器内并被构造成将气液混合物向容器出口引导的混合管道。该混合管道包括具有混合通道的壁，混合通道被构造成当液体介质在混合管道内向容器出口引导时，将气态介质从混合管道的外部引入到液体介质内。混合通道具有第一横截面区域，混合通道下游的混合管道的部分或混合管道下游排放管线的部分具有第二横截面区域。第一横截面区域与第二横截面区域的比率在1:4与1:25之间。还公开了一种使用本文提出的设备的消防方法。

Description

用于产生消防目的的气液混合物的设备

技术领域

本公开总体上涉及消防领域。特别地，提出了一种用于产生消防目的的气液混合物的设备，其中气液混合物是液体介质与加压气态介质的混合物。

背景技术

在消防领域，根据火源和强度，使用不同的消防技术。自20世纪90年代以来，压缩空气泡沫系统(CAFS)技术被越来越多地使用。

常规的(非压缩)空气泡沫系统使用环境空气来产生消防泡沫。为此，环境空气被吸入到消防设备的射流泵中，并供应到水与发泡剂的混合物中。另一方面，CAFS不使用环境空气来产生消防泡沫。替代地，加压空气被引入到液体介质(即水/发泡剂混合物)内。使用加压空气的优点是避免了由于将环境空气吸入射流泵和将环境空气混入液体介质而造成的能量损失。结果，CAFS通常比使用环境空气产生消防泡沫的系统有更长的射流范围。

CAFS可以以不同的构造利用。它们可以以固定的方式安装，例如安装在建筑物中，或永久地安装在消防车上，或者它们可以用作便携式消防设备。在固定的和永久安装的CAFS的情况下，系统可能变得非常复杂。这类系统通常可以调整工作参数，如加压空气与液体介质的混合比以及致动期间的空气压力。另一方面，便携式CAFS通常具有固定的工作参数，这使得能够快速且未经训练地使用。

在具有固定工作参数的便携式CAFS中，系统在几何参数和工作参数方面的设计对其应用面积和所产生的消防泡沫的灭火效果是决定性的。照此，鉴于部分不同的要求，系统设计可能会变得具有挑战性。

将加压空气与液体介质混合的常用方法利用特殊的混合设备，如专用的泵布置或混合室。加压空气和液体介质经由两个单独的端口引入到混合设备内并在其中混合，液体介质通常是水和发泡剂的混合物。就这一点而言，US 6,543,547B2公开了一种便携式消防设备，该消防设备利用混合室，混合室布置在用作喷嘴的灭火器枪的正前方。双软管或两个单独的软管用于将加压气体和灭火介质分别导入混合室。

已知的带有混合室的CAFS具有设计复杂、材料和维护成本高的缺点。

US 5 992 530 A公开了一种用于在空间中灭火的装备。该装备包括一种类型的喷头，这种类型的喷头能够产生细分散的液雾形式的灭火介质，同时在喷头附近产生吸力。

WO 98/09683A1公开了一种包括液压蓄积器的消防装备。该液压蓄积器包括至少一个压力容器，所述压力容器具有在压力容器内布置的用于灭火液体的空间、用于推进剂气体的空间以及上升管。上升管设置有至少一个侧开口，并且在压力容器的下部部分具有进料开口，该进料开口用于将灭火液进给到上升管并进一步进给到至少一个喷嘴。上升管还在最上侧开口下方的区域中具有节流阀。一个或多个侧开口位于上升管中使得在初始消防状态下，只有液体流过上升管，直到液体下沉到侧开口以下的液位，然后气体才开始混合到液体中。

DE 20 2014 010 053 U1公开了一种用于产生灭火泡沫或活性成分泡沫的设备。该设备包括用于接收液体的压力容器。压力容器包括容器底部、容器顶部和容器壁，这些容器壁在容器底部与容器顶部之间延伸。该设备还包括输送管道，输送管道在压力容器的容器基底与容器顶部之间延伸。当按预期使用该布置时，通过用加压气体对布置在液体液位上方的压力容器区域加压，输送管将设置在压力容器中的液体从容器底部附近的区域输送到容器顶部的出口开口。存在气体供应装置用于在通过输送管道输送液体期间，从压力器皿的布置于液体液位上方的区域中将加压气体供应或喷射到输送管道中。

发明内容

需要一种用于产生消防目的的气液混合物的设备，该设备具有简单和成本有效的设计并同时提供优选的消防特性。

提供了被构造成产生消防目的的气液混合物的设备。该设备包括混合容器，混合容器被构造成接收液体介质和加压气态介质，其中混合容器具有用于气液混合物的出口和布置在混合容器内并被构造成将气液混合物向容器出口引导的混合管道。混合管道包括具有混合通道的壁，该混合通道被构造成当液体介质在混合管道内向容器出口引导时，将气态介质从混合管道的外部引入液体介质内，其中混合通道具有第一横截面区域，并且混合通道下游的混合管道的一部分或混合管道下游排放管线的一部分具有第二横截面区域。第一横截面区域与第二横截面区域的比率在1:4与1:25之间。

根据一种实现方式，混合通道由一个或多个混合孔限定。混合孔可以沿着容器的纵向轴线一个接一个地线性地布置。第一横截面区域可以由一个或多个混合孔的总横截面区域限定。混合孔可以有不同的形状(圆形、矩形等)。例如，混合孔可以是钻入混合管道中的内孔。

混合通道的第一横截面区域可以是大于3mm²且小于13mm²中的至少一个。第一横截面区域可以特别地是大于4.5mm²且小于9.1mm²中的至少一个。此外，通道的第一横截面区域可以是大于5.1mm²且小于7.1mm²中的至少一个。当设备在相同压力下致动时，使用不同大小的第一横截面区域导致加压气态介质与液体介质的不同混合比。

混合容器可包括与容器出口对置的容器底部，并限定从容器底部到容器出口的纵向延伸部。混合容器的总高度可在200mm与800mm之间，特别是在300与600mm之间。混合容器可以沿纵向延伸部基本上呈圆柱形。混合容器在纵向延伸部处的横截面区域的直径可在100mm与300mm之间，尤其是在150mm与200mm之间。混合通道与容器底部之间沿着纵向延伸部的第一距离可以是混合通道与容器出口之间沿着纵向延伸部的第二距离的至少5倍，特别是至少8倍(例如，超过10倍)。第一距离可以是第二距离的多达30倍，特别是多达20倍(例如，多达15倍)。将混合通道放置在容器出口附近而不是容器底部附近确保混合通道位于液体介质的液位上方使得加压气态介质能够适当地流过混合通道。

第二横截面区域可以是液体介质与加压气态介质的混合物的流体通道从混合通道到混合通道下游的混合管道的部分或到混合管道下游排放管线的部分的最小横截面区域。特别地，第二横截面区域可以是混合通道端部的下游紧邻处的横截面区域(例如，邻近最接近容器出口的混合孔的点)。以这种方式，加压气态介质与液体介质的混合物在混合通道下游的部段中将不受限制，并且可以建立混合物的恒定和稳定流动。根据一个实施方式，第二横截面区域是大于28mm²(例如，大于40mm²)且小于133mm²(例如，小于60mm²)中的至少一个。混合管道的直径可大于3mm(例如，大于6mm)且小于13mm(例如，小于10mm)。

混合管道可以在混合通道的区域中具有第三横截面区域。特别地，第三横截面区域由在混合管道中加压气态介质首先被引入到液体介质内的点处(例如，当液体介质在混合管道内流向容器出口时，在液体介质经过的第一孔的开始处)的混合管道的横截面区域限定。第一横截面区域与第三横截面区域之间的比率可以大于或等于第一横截面区域与第二横截面区域之间的比率。以这种方式，液体介质朝向混合容器出口的流动在混合通道处将不受限制，并且在设备致动期间可以保持两种介质的混合比恒定。

混合管道可以具有从位于容器出口附近的第一端部到位于与容器出口对置的容器底部附近的第二端部的直延伸部。该直延伸部的长度可以在150mm至750mm之间，尤其是在300mm与600mm之间(例如，在400mm与500mm之间)。第二端部可具有不同的形状。例如，它可以是弯曲的或尖的，以便确保液体介质可以以不受阻碍的方式流入混合管道。当第二端部弯曲时，它可以具有形成为半圆的凹部。半圆的直径可以与混合管道的内径相关。该直径可以在1mm与12mm之间，特别是在4mm与9mm之间。混合管道的内径可在5mm与25mm之间，特别是10mm与20mm之间。

混合容器的体积可在3升与500升之间(例如，在8升与30升之间)。混合容器能耐压高达至少3巴与15巴之间(例如，多达至少3巴与30巴之间)。混合容器的工作温度可在-40℃与80℃之间，尤其是在-35℃与70℃之间。

该设备还可以包括喷嘴，喷嘴被构造成从该设备排放气液混合物。喷嘴可以是消防领域中已知的普通喷嘴，并且可以允许该设备的受控和未经训练的使用。该设备还可以包括控制阀，该控制阀被构造成控制气液混合物的排放。控制阀可位于排放管线与混合管道之间，以控制排放管线上的压力。

该设备可以包括压力罐和压力管线，该压力罐被构造成存储加压气态介质，该压力管线从压力罐延伸到混合容器。以这种方式，压力罐可以充当加压气态介质源。压力罐可以(例如，可拆卸地)连接到容器。压力罐能耐压高达至少200巴与450巴之间。压力罐的体积可以在0.5升与10升之间，尤其在1升与3升之间。压力罐可以包括与罐出口对置的罐底部，并限定从罐底部到罐出口的纵向延伸部。压力罐的总高度可在200mm与800mm之间，特别地是300mm与400mm之间。压力罐沿纵向延伸部可以基本上是圆柱形的。混合容器在纵向延伸部处的横截面区域的直径可在40mm与200mm之间，尤其是在60mm与100mm之间。压力罐的总高度可以在100mm与600mm之间，尤其是250mm与450mm之间。此外，该设备可以包括至少一个限流阀，限流阀位于压力管线与压力罐的出口之间，并且被构造成可控地将加压气态介质从压力罐释放到混合容器中。结果，在设备的致动期间，混合容器内的压力可以保持恒定。例如，在设备致动期间，混合容器内的压力可以调节到7巴与10巴之间的范围内(例如，调节到大约8.5巴)。

该气液混合物可以是泡沫，特别是当储存在混合容器中的液体介质是水与发泡剂的混合物时。通过将加压气态介质与液体介质混合而产生的泡沫的消防特性可以取决于所产生的泡沫的气泡大小，例如，因为不同的气泡大小导致灭火射流的不同范围。利用该设备，产生的泡沫的气泡大小可以经由加压气态介质与液体介质的混合比以及排放混合物的压力来控制。

压力罐可以位于混合容器的外部。例如，压力罐可以位于混合容器附近。压力罐可以附接到混合容器上(例如，以可拆卸的方式)。

由混合容器限定的体积的至少70％，特别是至少80％(例如，90％或更多)可以填充有液体介质。混合通道可以位于混合管道的壁中，使得当混合容器限定的体积的至少70％，特别是至少80％(例如，90％或更多)填充有液体介质时，混合通道(例如，每个或一个或多个混合孔)位于液体介质的液位上方。

还提供了一种消防方法，该消防方法使用具有本文提出的几何设计参数例如在3mm²与13mm²之间的第一横截面区域的设备。该方法可以使用本文提出的工作参数中的任何工作参数，例如维持混合容器内的压力在7巴与10巴之间的范围。

该方法旨在利用本文提出的设备产生消防目的的气液混合物，其中液体介质被接收在该设备的混合容器中。该方法包括将加压气态介质引入到混合容器内，当液体介质在混合管道内向容器出口引导时，经由混合管道壁所包括的混合通道从混合管道的外部将加压气态介质引入到液体介质内，并将气液混合物从混合通道向容器出口引导。

该方法可以包括从该设备的喷嘴排放气液混合物。

该方法可以包括向混合容器提供来自压力罐的加压气态介质。

在致动该设备以产生气液混合物期间，混合容器中的压力可以保持基本恒定。通过在该设备的致动期间在混合容器内维持恒定压力，在一些变型中，气态介质与液体介质的混合比可以在该设备的致动期间保持基本恒定，特别是在混合通道在整个致动过程中保持在流体液位上方时。加压气态介质与液体介质的混合比可以在30:1与70:1体积份之间，特别是40:1与60:1体积份之间(例如，大约50:1体积份)。

附图说明

下面参考附图描述本文所提出的设备的进一步特征和优点，其中：

图1图示了被构造成产生消防目的的气液混合物的设备的第一实施例的示意图，该设备包括混合容器和混合管道；

图2图示了封闭组件的示意图，该封闭组件包括图1的混合管道、控制阀和用于混合容器出口的封闭件；

图3图示了完全可操作的消防设备的示意图，该消防设备包括图1的设备、图2的封闭组件，还包括排放管线和喷嘴；

图4图示了被构造成产生消防目的的气液混合物的设备的第二实施例的示意图，该设备包括用于加压气态介质的入口；

图5图示了用于图4的混合容器的替代封闭组件的示意图；

图6图示了图4的设备、图5的封闭组件和压力罐的组合的示意图；

图7图示了第二完全可操作消防设备的示意图，该消防设备包括图6的组件、排放管线和喷嘴；以及

图8图示了利用本文提出的设备产生消防目的的气液混合物的方法的流程图。

具体实施方式

在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。对于本领域技术人员来说，很明显，本公开可以在脱离这些具体细节的其他实施例中实施。

图1图示了被构造成产生消防目的的气液混合物的设备50的实施例的示意图。该设备50适合用作CAFS。照此，压缩空气可用作加压气态介质，加压气态介质被引入到液体介质内产生气液混合物。液体介质可以是水与发泡剂的混合物，通常用于消防目的。

该设备50包括混合容器100，该混合容器100被构造成接收液体介质和加压气态介质。混合容器100具有用于气液混合物的出口110，该出口110位于容器100顶端部。

混合容器100还包括与容器出口110对置的容器底部112。从容器底部112到容器出口110限定容器100的纵向延伸部。本实施例中的混合容器100具有大约4升至15升(例如，大约6升)的体积。在不同的实施例中，混合容器100可以具有不同的大小，因此可以具有不同的体积，例如在3升与500升之间的体积。混合容器100能耐压高达至少3巴。根据其大小和重量，设备50可以是便携式设备或固定设备，并且可以与手推车或消防车(图1中未示出)相组合。

图1中图示的设备50还包括混合管道120，混合管道120示出为布置在混合容器100内。混合管道120从位于容器出口110处的第一端部122笔直地延伸到位于与容器出口110对置的容器底部112附近的第二端部124，并且被构造成将气液混合物向容器出口110引导。图1所图示的第二端部124是尖的使得液体介质可以以不受阻碍的方式流入混合管道120。

混合管道120包括具有混合通道130的壁。混合通道130被构造成当液体介质在混合管道120内向容器出口110引导时，将气态介质从混合管道120外部引入液体介质中，从而生成气液混合物。混合通道130与容器底部112之间沿纵向延伸部的第一距离d1大于混合通道130与容器出口100之间沿纵向延伸部的第二距离d2。例如，第一距离d1可以是第二距离d2的至少5倍，特别是至少8倍。将混合通道130放置在容器出口110附近而不是容器底部112附近以确保混合通道130位于液体介质的液位上方，以便加压气态介质能够适当地流过混合通道130。

图1中示例性图示的混合通道130由单个混合孔130限定。附加的混合孔是任选的，并在图1中用虚线圆圈表示。在图1中，混合孔130布置在沿着混合管道120的纵向延伸部定位的两个任选孔之间。因此，三个孔一个接一个地线性布置。附加地或替代地，如图1所示，可以在混合管道120的周向方向上布置两个或更多个混合孔。混合通道130具有第一横截面区域A₁，并且混合通道130下游的混合管道120的部分或混合管道120下游的任选排放管线140(见图2)的部分具有第二横截面区域A₂。第一横截面区域A₁与第二横截面区域A₂之间的比率是1:4与1:25之间，特别地是1:7与1:11之间。在此示例中，第一横截面区域A₁由单个混合孔130的横截面区域限定。

如果有多个混合孔，则第一横截面区域A₁由多个混合孔的总横截面区域限定。只要满足第一横截面区域A₁与第二横截面区域A₂之间的上述比率，混合孔可以具有不同的形式和形状。在一个示例中，混合孔是设置在混合管道中的内孔。

图2图示了封闭组件的示意图，该封闭组件包括混合管道120(类似于图1中的混合管道)、控制阀150和用于混合容器出口110的封闭件。

在图2的实施例中，混合管道120的混合通道130由直径约2.7mm的单个混合孔130限定。因此，第一横截面区域A₁约为5.7mm²。图2所示排放管线140的部分的直径约为8mm。因此，第二横截面区域A2约为50.3mm2。因此，图2所图示的第一横截面区域与第二横截面区域A2的比率为1:9左右。当其它工作参数，如混合容器100中的气态介质的压力保持不变时，当排放加压气态介质与液体介质的混合物时，该比率的变化将导致不同的结果。例如，第一横截面区域A₁的大小减小到1.8mm²(对应于直径为1.5mm的单个混合孔130)将导致第一横截面区域A₁与第二横截面区域A₂之间的比率大约为1:28。该比率变化导致混合物中液体介质的浓度更高，这可能进一步导致液体介质中包括的发泡剂并不全部用于产生泡沫，因此被浪费。

在其它实施例中，混合通道的第一横截面区域A₁在3mm²与13mm²之间。特别地，第一横截面区域A₁在4.5mm²与9.1mm²之间。在另一个实施例中，通道的第一横截面区域A₁在5.1mm²与7.1mm²之间。根据这些示例，第二横截面区域A₂在28mm²与133mm²之间，以便提供在1:4与1:25之间的第一与第二横截面区域A₁:A₂的比率。

混合管道120在混合通道130的区域中具有第三横截面区域A₃。第一横截面区域A₁与第三横截面区域A₃之间的比率大于或等于第一横截面区域A₁与第二横截面区域A₂之间的比率。因此，液体介质朝向混合容器100的出口110的流动在混合通道130处将不受限制。

图2所图示的控制阀150被构造成控制气液混合物的排放。该控制阀150可以是普通的可控止回阀，该可控止回阀在被致动时允许混合物的排放，否则防止混合物的排放。

图3图示了完全可操作的消防设备300的示意图。该消防设备300组合了上文参考图1和图2讨论的特征，并且还包括排放管线140和喷嘴160。

在图3的实施例中，排放管线140位于混合管道120的下游，并且控制阀150位于排放管线140与混合排放管道120之间。当控制阀150未被致动时，排放管线140并不处于压力下。这延长了排放管线140的寿命并且提高了整体安全性，因为损坏的排放管线140不会自动导致加压气态介质与液体介质的混合物的排放。此外，由于加压气态介质与液体介质的混合发生在混合容器100的出口110的上游，排放管线140例如可以是通常与灭火器一起使用的简单软管。像双软管这样复杂且更加昂贵的结构是不需要的。

喷嘴160被构造成作为止回阀工作，类似于控制阀150，并且在致动喷嘴160时从消防设备300排放气液混合物。喷嘴160可以是消防领域中公知的喷嘴。由于控制阀150与喷嘴160的组合，控制阀150的致动导致加压气态介质与液体介质的混合物流入排放管线140。接下来致动喷嘴160导致混合物从喷嘴160排放。因此，致动控制阀150和喷嘴160两者导致混合物在致动时间从喷嘴160恒定地排放，直到液体介质完全排放或直到最初存储在混合容器100中的气态介质不再被充分加压。

关于图3中箭头所表示的流体混合物的流体通道，第二横截面区域A₂是从混合通道130到混合通道130下游的混合管道120的部分以及混合管道120下游排放管线140部分的流体通道的最小横截面区域。因此，加压气态介质与液体介质的混合物在混合通道130的下游的部段中将不受限制，并且可以建立混合物的恒定和稳定的流动。

图4图示了被构造成产生消防目的的气液混合物的设备50的第二实施例的示意图。

在图4的实施例中，该设备50包括混合容器100、混合管道120和用于气体的入口170。混合容器100和混合管道120具有与图1所图示的特征相同的特征。用于加压气态介质的入口170被构造成使得加压气态介质源可以流体联接到入口170。当加压气态介质源流体联接到入口170时，混合容器100内的压力可以在设备50致动期间保持恒定。这导致在设备50致动期间产生的泡沫具有一致的消防特性。该源可以是便携式源，例如公知的便携式气体容器。该源也可以是固定安装的源，例如可以安装在建筑物中或消防车上的源。

图5图示了用于图4的混合容器100的替代封闭件的示意图。这里，加压气态介质的可能的流动用箭头表示。

图6图示了图4的设备50、图5的封闭组件和压力罐200的组合的示意图。

在图6的实施例中，压力罐200被构造成存储加压气态介质。压力管线210从压力罐200延伸到混合容器100。此外，限流阀220位于压力管线与压力罐200的出口230之间。限流阀220被构造成可控地将加压气态介质从压力罐200释放到混合容器100中。限流阀220可以是普通的可控止回阀。在此示例中，压力罐200被构造成加压气态介质源，并且能耐压高达至少200与450巴之间。因此，与混合罐100相比，压力罐200被构造成具有较小的体积。结果，图示的混合容器100与压力罐200的组合仍然可以被构造成便携式的。

图7图示了第二完全可操作消防设备350的示意图，该消防设备350包括图6的组件、排放管线和喷嘴。该设备350结合了上文参考图4至图6所描述的所有特征。

限流阀220的致动导致加压气态介质从压力罐200通过压力管线210流向混合容器100。控制阀150的附加致动导致气态介质通过混合通道130流入到液体介质内，并导致液体介质流向混合容器100的出口110。混合容器100中的气态介质的压力可以保持在大约8.5巴。加压气态介质与液体介质的混合物流入排放管线140并流向喷嘴160。然后，喷嘴160的附加致动还导致所产生的具有一致消防特性的泡沫在致动时间或在排放液体介质之前的恒定和稳定排放。在致动期间以恒定的混合比形成加压气态介质与液体介质的混合物能够实现可靠的消防。

通过利用图3和图7的完全可操作的消防设备300、350中的一个所产生的泡沫的消防特性可以经由加压气态介质与液体介质的混合比以及经由排放混合物的压力来控制。因此，关于一种类型发泡剂，横截面区域与混合容器100内的加压气态介质的压力的组合决定所产生的泡沫的特性。例如，如果第一横截面区域A₁与第二横截面区域A₂的比率高(例如，1:3或更高)，则排放的混合物将包含如此多的加压气态介质以至于所排放介质的所得射流将不连续。例如，如果第一横截面区域A₁与第二横截面区域A₂的比率低(例如，1:28及更低)，则排放的混合物将包含如此多的液体介质以至于所产生的泡沫不均匀。此外，混合容器100内的气态介质的压力影响泡沫气泡的大小和所得射流的范围。一般来说，更高的压力导致更小的气泡和所得射流的更长范围。同时，更高的压力增加了所得射流中湍流的可能性。湍流会导致不可控的射流。因此，找到产生最长范围的可控射流而没有湍流的压力可以被视为优化问题。第一与第二横截面区域A₁:A₂的比率在1:4与1:25之间，特别是在1:7与1:11之间，与混合容器100内在3巴与15巴之间，特别是在8巴与9巴之间的气态介质压力组合，导致均匀泡沫的恒定排放，和所得射流的高范围。

在上文所讨论的实施例中，通过将在布置在混合容器100内的混合管道120内的气液混合物向容器出口110引导，产生均匀泡沫的恒定排放，所得射流具有高范围。为了产生气液混合物，当液体介质在混合管道120内向容器出口110引导时，加压气态介质经由混合管道120的壁所包括的混合通道130从混合管道120的外部引入到液体介质内。混合通道130具有第一横截面区域A1。混合通道130下游的混合管道120的部分或混合管道120下游排放管线140的部分具有第二横截面区域A2。第一与第二横截面区域A1:A2的比率在1:4与1:25之间，特别是在1:7与1:11之间。混合容器100内的气态介质的压力在3巴与15巴之间，特别是在7巴与10巴之间(例如在8巴与9巴之间)。

图8示出了利用上述的设备50产生消防目的的气液混合物的方法的流程图400，其中在设备50的混合容器100中接收液体介质。在一个实施例中，混合容器100已填充有一定量的液体介质使得由混合容器100限定的体积的至少70％填充有液体介质。混合通道130位于混合管道120的壁中，使得在设备50的正常使用期间，在设备50的整体致动期间，混合通道130位于混合容器100内的液体介质的液位上方。

在步骤410中，加压气态介质从压力罐200引入到混合容器100内。将气态介质引入到混合容器100中可以以受控的方式完成，例如通过相应地调节限流阀220，如上面结合图6和图7所描述的。

在步骤420中，加压气态介质经由混合通道130引入到液体介质中。设备50的几何设计参数，例如在3mm²与13mm²之间的第一横截面区域，和工作参数，例如维持混合容器内的压力在7巴与10巴之间的范围内，可以选择成使得加压气态介质与液体介质的混合比在30:1与70:1体积份之间，特别是在40:1与60:1体积份之间(例如，大约50:1体积份)。

在步骤430中，气液混合物在混合管道120内向容器出口110引导。

换句话说，液体介质在容器底部112附近的混合管道120的第二端部124处进入混合管道，并朝向混合通道130向上流动。经由混合通道130将加压的气态介质引入到液体介质中，然后将所得混合物向容器出口110引导。

在一些变型中，设备50的几何设计参数的组合能够允许从设备50排放液体介质与加压气态介质的均匀混合物的连续射流。特别地，通过(i)限定位于液体液位上方并具有第一横截面区域A₁的混合通道130，(ii)限定混合通道130下游的混合管道120的部分或混合管道120下游排放管线140的部分具有第二横截面区域A₂，以及(iii)限定第一横截面区域A₁与第二横截面区域A₂之间的比率在1:4至1:25之间，能够允许从设备50排放液体介质与加压气态介质的均匀混合物的连续射流。

Claims

1.一种被构造成产生消防目的的气液混合物的设备(50)，所述设备(50)包括：

混合容器(100)，所述混合容器(100)构造成接收液体介质和加压气态介质，其中所述混合容器(100)具有用于所述气液混合物的容器出口(110)；

混合管道(120)，所述混合管道(120)布置在所述混合容器(100)内，并被构造成将所述气液混合物向所述容器出口(110)引导，

-其中，所述混合管道(120)包括具有混合通道(130)的壁，所述混合通道(130)被构造成当液体介质在所述混合管道(120)内向所述容器出口(110)引导时，将所述加压气态介质从所述混合管道(120)的外部引入到所述液体介质内，并且其中所述混合通道(130)具有第一横截面区域(A₁)，并且其中(i)所述混合通道(130)下游的所述混合管道(120)的部分具有第二横截面区域(A₂)或(ii)所述混合管道120下游的排放管线(140)的部分具有第二横截面区域(A₂)，并且其中所述第一横截面区域(A1)与所述第二横截面区域(A2)之间的比率在1:4与1:25之间。

2.根据权利要求1所述的设备(50)，其中，

所述混合通道(130)由一个或多个混合孔限定，并且其中所述第一横截面区域(A₁)由所述一个或多个混合孔的总横截面区域限定。

3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，其中，

所述混合通道的所述第一横截面区域(A₁)是大于3mm²且小于13mm²中的至少一个，并且其中所述第一横截面区域(A₁)特别是大于4.5mm²且小于9.1mm²中的至少一个。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，其中，

所述混合通道的所述第一横截面区域(A₁)是大于5.1mm²且小于7.1mm²中的至少一个。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(300)，其中，

所述混合容器(100)包括与所述容器出口(110)对置的容器底部(112)，并限定从所述容器底部(112)到所述容器出口(110)的纵向延伸部，并且其中，所述混合通道(130)与所述容器底部(112)之间沿着所述纵向延伸部的第一距离是所述混合通道(130)与所述容器出口(110)之间沿着所述纵向延伸部的第二距离的至少5倍，特别是至少8倍。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，其中，

所述第二横截面区域(A₂)是所述液体介质与所述加压气态介质的混合物从所述混合通道(130)到(i)所述混合通道(130)下游的所述混合管道(120)的所述部分的流体通道的最小横截面区域或到(ii)所述混合管道(120)下游的所述排放管线(140)的所述部分的流体通道的最小横截面区域。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，其中，

所述第二横截面区域(A₂)是大于28mm²且小于133mm²中的至少一个。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(300)，其中，

所述混合管道(120)在所述混合通道(130)的区域中具有第三横截面区域(A₃)，其中所述第一横截面区域(A₁)与所述第三横截面区域(A₃)之间的比率大于或等于所述第一横截面区域(A₁)与所述第二横截面区域(A₂)之间的比率。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，其中，

所述混合管道(120)具有直延伸部，所述直延伸部从位于所述容器出口(110)附近的第一端部(122)到位于与所述容器出口(110)对置的容器底部(112)附近的第二端部(124)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，其中，

所述混合容器(100)的体积在3升与500升之间。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，其中，

所述混合容器(100)耐压高达至少3巴与15巴之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，还包括喷嘴(160)，所述喷嘴被构造成从所述设备(50)排放所述气液混合物。

13.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，还包括控制阀(150)，所述控制阀被构造成控制所述气液混合物的排放。

14.根据权利要求11所述的设备，其中，

所述控制阀(150)位于所述排放管线(140)与所述混合管道(120)之间。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备(50)，还包括：

压力罐(200)，所述压力罐(200)被构造成存储加压气态介质；以及

压力管线(210)，所述压力管线(210)从所述压力罐(200)延伸到所述混合容器(100)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，

所述混合容器(100)限定的体积的至少70％填充有所述液体介质，并且其中

所述混合通道(130)位于所述混合管道(120)的壁中，使得当所述混合容器(100)限定的体积的至少70％填充有所述液体介质时，所述混合通道(130)位于所述液体介质的液位上方。

17.一种利用根据权利要求1至16中任一项所述的设备(50)来产生消防目的的气液混合物的方法(400)，其中，液体介质接收在所述设备的所述混合容器(100)中，所述方法包括：

向所述混合容器(100)中引入(410)加压气态介质；

当液体介质在所述混合管道(120)内向所述容器出口(110)引导时，经由所述混合管道(120)的壁所包括的所述混合通道(130)，将加压气态介质从所述混合管道(120)的外部引入(420)到所述液体介质内；以及

将所述气液混合物向所述容器出口(110)引导(430)。

18.根据权利要求17所述的方法(400)，其中所述方法还包括：

经由喷嘴(160)从所述设备(50)排放所述气液混合物。

19.根据权利要求17或18所述的方法(400)，其中：

在致动所述设备(50)以产生所述气液混合物期间，所述混合容器(100)内的压力保持基本恒定。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法(400)，其中，

气态介质与液体介质的混合比在30:1至70:1体积份之间，特别是在40:1至60:1体积份之间。