Эскизный проект простого переносного электроогнетушителя

База Данных Технологий   ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ ПРОСТОГО ПЕРЕНОСНОГО ЭЛЕКТРООГНЕТУШИТЕЛЯ

ЭСКИЗНЫЙ  ПРОЕКТ ПРОСТОГО ПЕРЕНОСНОГО ЭЛЕКТРООГНЕТУШИТЕЛЯ  

© Дудышев В.Д.

Академик 

Контакт с автором: ecolog@samaramail.ru

http://new-energy21.ru 

Целью настоящего проекта является эскизная проработка нового типа противопожарного средства для мгновенной ликвидации очагов возгорания в трудно доступных местах- например в лесу – вообще без воды и иных расходных материалов

Дано обоснование  полезности оригинальной простой конструкции  переносного электроогнетушителя – устройства нового поколения – работающего вообще без расходных материалов- на новом физическом принципе воздействия электрического поля на пламя.

РЕФЕРАТ

Открытие эффекта  электрического тушения пламени  сделано академиком Дудышевым В.Д. в 1988 году. Изобретение – авторское свидетельство СССР №1621234-1998. Данное открытие позволяет создать новый простой переносной электроогнетушителя нового типа, содержащего электронный блок высокого напряжения и портативный пламегаситель в виде металлической сетки на жестком каркасе. Этот каркас прикреплен к полой диэлектрической штанге с электрическим кабелем внутри. Такой огнетушитель позволяет быстро и эффективно тушить локальные очаги возгорания без воды и других расходных материалов. В настоящем эскизном проекте сделана техническая проработка данного устройства в нескольких вариантах. Удачной находкой в проекте является применение стандартной системы автомобильного зажигания в данном устройстве, это позволило предельно снизить себестоимость переносного электроогнетушителя. По ориентировочным оценкам она составляет не более 300 $.

Fire - is a real scourge of civilization and a pending problem to the world. It is hard to resist the analogy, that the fire is in fact an uncontrolled power of destruction. In this article, the author reveals the physical essence of a new method of electric-field suppression of uncontrolled processes of ignition and combustion flames. A specifial device for its implementation is provided, for example, forest fires, to prevent ignition of objects. It fully justifies a new promising method of suppressing and preventing fires of any complexity without consumables with an electrical method very efficiently and quickly.

Оглавление

Введение.

1 - Проблема и  ее решение.

2 - Назначение.

3 - Принцип работы.

4 - Требования  к изделию.

5 - Состав изделия.

• 5.1 – Блок схема переносного огнетушителя
• 5.2 – Электрическая часть устройства
• 5.3 – Механическая часть

6 – Ориентировочная  оценка себестоимости изделия.

7 – Прочие полезные  применения

8 -

• 8.1 – Эскизные чертежи элементов устройства.
• 8.2 – Инструкция по развертыванию устройства.
• 8.3 – Техника безопасности при эксплуатации переносного огнетушителя.

9 – Выводы

Заключение.

Литература.

……………………………….

Приложения

.– Патенты

– Статьи Дудышева по электропожаротушению.

………………………..

Введение.

Данный эскизный проект раскрывает конструкцию,и описывает работу простых переносных электроогнетушителей-огнетушителей нового поколения. В нем объясняется назначение, принципы работы, требования выдвинутые к устройству, основные блоки изделия, правила развертывания и сферы примененияа также и техника безопасности по эксплуатации переносного электроогнетушителя.

1 – Проблема  и ее решение.

Глобальное потепление планеты  нарастает, и как следствие, возрастает пожароопасность засушливых регионов планеты. Как показывает практика, борьба с огнем традиционными методами на больших площадях возгорания не эффективна. Данную проблему можно решить, с помощью принципиально новой электроогневой технологии тушения пожаров /1/.

2 – Назначение.

　 Электроогневая технология предназначена для устранения локальных возгораний и локализации пожаров на больших площадях. Данная технология так же применима для противопожарной профилактики на территориях с засушливым климатом, режимных объектах и частных имениях.

3 – Принцип  работы.

Фото 1 Действующий макетный образец – аналог переносного  электроогнетушителя.

Видео поясняющие принципы работы: http://www.youtube.com/watch?v=FEQEbLLOKtY

4 – Требования  к изделию.

К устройству предъявлялись  требования исходя из специфики работ: работа в условиях повышенных температурах и в условиях сильной задымленности, работа с высоким напряжением. Изделие  безопасно и 　просто в использовании. Небольшой вес, и эргономичность изделия позволяют максимально облегчить работу с электроогнетушителем. Оптимальная цена и надежность.

5 – Состав изделия.

5.1 – Блок схема переносного электроогнетушителя.

5.2 – электрическая  часть устройства.

Электрически блок помещен  в ранец из жаропрочного диэлектрика  и имеет в

комплектации: Аккумулятор, авто блок электроники “Пульсар”, катушку зажигания, высоковольтный конденсатор, 2 тумблера, 2 устройства сигнализации, два выхода под джекер, катушку с электропроводом для зарядки аккумулятора.

Фото 2     

Обозначения:

1 – аккумулятор –CSB GP 1272 F2 12v

2 – блок включения  – штатный блок включения ЦНТ-пульсар-01

2а – клавиши включения

2б – сигнальный диод

3 – блок электроники  – система зажигания многоискровая электронная ЦНТ-пульсар М-01 ТУ 4573-003-57581962-01

4 – катушка зажигания  – штатная катушка зажигания  406 3705-10-12в Т У37.466.149-2006

5 – высоковольтный конденсатор  –ПКГТ – П 0,25 мкФ 30 кВ

6 – соединительные провода

7 – высоковольтные провода

8 – корпус ящика                                

Пульсар-М-01" - это одноканальный  коммутатор первичной цепи стандартной  автомобильной катушки зажигания  для создания высокого напряжения на борту автомобиля.

Режим "Резерв" позволяет  обеспечить бесперебойную работу блока  высокого напряжения в автономном режиме. В режиме “резерв” блок пульсар  потребляет не более 1А и обеспечивает высокое напряжение с катушки  зажигания не менее 40 килоВольт. Именно до такого напряжения зарядиться выходной конденсатор 5 (см. блок схему рис2). По сколько переносной огнетушитель не нагружает блок электроники то потребляемая мощность электрического устройства составляет не более 15 Ватт . При выбранной емкости аккумулятора 10 Ампер/часов, устройство работоспособно не менее 10 часов.

Схема работоспособна в интервале  напряжений 6-18 вольт и температуре  окружающей среды от -50 до +80. Ток потребления не более 1 А. Розничная цена пульсара 10$.

http://www.masterkit.ru/main/set.php?code_id=42100

Рис. 3 Электрическая схема  пульсара.

Коммутатор представляет собой трехкаскадный усилитель  мощности на полупроводниковых транзисторах, работающих в ключевом режиме, и  содержит:

- Входной каскад формирования  импульсов для блока “КДД”;

- Схему ограничения максимального  тока через мощный выходной  транзистор, последовательно с которым  включается первичная обмотка  катушки зажигания автомобиля;

- Схему ограничения времени  сквозной проходимости выходного  мощного транзистора, срабатывающего  в течении 2…5 сек. При замыкании контакта прерывателя на корпус.

5.3 – механическая  часть устройства.

Пожарная машина, спец экипировка, компактная　тележка, ручной электроогнетушитель, заземлитель на металлическом тросе, сборный противопожарный электрозаслон.

• Пожарная машина повышенной проходимости служит для транспортировки данных устройств и пожарного расчета к очагу возгорания.

Машина оснащается:

1 дизельным электрогенератором, для подзарядки устройств в  полевых условиях;

2 внешними электророзетками, защищенными от внешних воздействий колпаками, и служащих для подзарядки устройств не прерывая работ по ликвидации пожара;

3 внутренними розетками  для подзарядки устройств во  время транспортировки;

4 специальными креплениями  для надежной фиксации устройств  во время транспортировки.

• Спец экипировка пожарника помимо уставных элементов включает в себя

Дополнительную электрозащиту  кистей рук в виде прорезиненных  перчаток, поддетыми под штатные перчатки пожарного.

• Компактная тележка оснащена крепежным ремнем для надежной фиксации элементов приспособления при транспортировке.
• Электрически блок помещен в ранец из жаропрочного диэлектрика и имеет в комплектации: Аккумулятор, авто блок электроники, катушку зажигания, высоковольтный конденсатор, 2 тумблера, 2 устройства сигнализации, два выхода под джекер, катушку с электропроводом для зарядки аккумулятора.
• Ручной электроогнетушитель имеет в наборе:

1 Активную телескопическую  штангу из жаростойкого диэлектрика,  оснащенную высоковольтным кабелем,  тумблером, устройством световой  сигнализации и креплением для  активного элемента ручного электроогнетушителя.

2 Активный элемент малой  площади электропожаротушителя выполнен в виде складного металлического каркаса с натянутой на нем металлической сеткой из жаропрочного сплава.

3 Вспомогательную штангу  из жаростойкого диэлектрика,  оснащенную креплением для активного  элемента ручного электроогнетушителя.

4 Активный элемент увеличенной  площади электропожаротушителя состоит из двух активных элементов малой площади соединенных металлической сеткой.

5 футляр для переноски

• Заземлитель состоит из джекера, металлического троса, и утяжеленного якаря из  жаропрочного материала.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРЕГРАДА РАСПРОСТРАНЕНИЮ  ФРОНТА ОГНЯ

В данном эскизном проекте  проработаны два важных варианта использования переносного электроогнетушителя

1.индивидуальное средство эффективного тушения локальных небольших очогов возгорания например в лесу.　

В этом случае пожарник перемещается сам в поиске таких очагов - к  примеру в лесу или на болотах  -и тушит их этим устройством как описано в проекте

2.ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕТЧАТАЯ ЗАЩИТА КОТЕДЖЕЙ И ПРОЧИХ ЖИЛЫХ СТРОЕНИЙ ОТ НАДВИГАЮЩЕГОСЯ ФРОНТА ОГНЯ И ОТ ВОЗГОРАНИЯ

В　этом варианте его использования -нужна уже для защиты строений комбинация данного устройства и заградительной металлической сетки -размещенной на специальных электрических изолированных от земли составных штангах- к примеру в 50-100 метрах от коттеджа　ЭТО ЗАГРАЖДЕНИЕ ДОЛЖНЫ РАЗВЕРНУТЬ см чертежи в проекте　 и красивый рисунок-ниже.

В данном случае - установления такого сетчатого забора перпендикулярно  фронту приближ. огня - этот огонь уже не сможет преодолеть эту искусственную сетчатую преграду и электрическое поле- =высокий электрич потенциал на этой металл сетке - будет сам останавливать и тушить это надвигающееся пламя

Примечание

Вполне понятно, такие  применение данного устройства даже более перспективно чем тушение  локальных возгорания- хотя оба применения этого устр-ва -весьма полезны для борьбы с огненной стихией

============

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПРОТИВОПОЖАРНОГО ЗАЩИТНОГО  ЭКРАНА

Данное устройство в этом варианте его использования дополнительно  оснащено ажурной металлической  сеткой к которой и присоединяется выходной электрической потенциал с выходы блока высокого напряжения.

…………………….

Поясним конкретнее данное устройство

• Сборный противопожарный электрозаслон имеет в наборе:

1 Сборные электроколья с элементами для крепления металлической сетки и разъемом под джекер.

2 Металлическую сеть из  жаропрочных сплавов

3 Заземлитель

4 Чехол для переноски  кольев и соединительного шнура.

6 – Ориентировочная  оценка себестоимости изделия.

Цены в рознице на комплектующие  изделия

1 – тележка – 10 $

2 – ранец – 10 $

3 – аккумуляторная батарея  – 40 $

4 – блок электроники  “пульсар” - 10 $

5 – катушка зажигания  – 10 $

6 – высоковольтный конденсатор  – 15 $

7 – высоковольтный кабель  – 10 $ - 5 метров. Минимум 8 $ - 4 метра.

8 – Переносная штанга  с активным элементом – 20 $

9 – неучтенные элементы  – 20 $

Итого 125 $

При единичном производстве. При среднесерийном производстве 5000-10000 штук в месяц себестоимость снижается  в 2 - 3 раза. При крупносерийном производстве от 100000 цена снижается в 5- 6 раз.

Все цены указаны в $ США .

7 – Прочие полезные  применения

Данное устройство имеет  множество полезных применений:

1. Основное применение – переносной электроогнетушитель.
2. Ионизатор-озонатор бытовых и промышленных помещений.
3. Дезинфекция помещений.
4. Средство индивидуальной защиты – дистанционный электрошокер.

……………………………………….

8 – Приложения

8.1 – Эскизные  чертежи элементов устройства.

1 Чертеж пожарного автомобиля.

2 Чертеж компактной тележки.

3 Чертеж электрического  блока.

4 Чертеж сборного противопожарного  заслона.

5 Чертеж ручного огнетушителя  малой площади.

5.1 Общий вид ручного  огнетушителя малой площади.

5.2 Чертеж штанги огнетушителя.

5.3 Чертеж активного элемента  малой площади.

6 Чертеж ручного огнетушителя  увеличенной площади.

6.1 Общий вид ручного  огнетушителя увеличенной площади.

6.2 Чертеж вспомогательной  штанги огнетушителя

6.3 Чертеж активного элемента  увеличенной площади

7 Чертеж якорного заземлителя

8 Чертеж соединительного бронекабеля.

9 Сборочный чертеж сборного  противопожарного заслона.

10 Сборочный чертеж ручного  огнетушителя малой площади.

11 Сборочный чертеж увеличенной  площади.

Чертеж 1 Чертеж пожарного  автомобиля.

Чертеж 2 Чертеж компактной тележки.

Чертеж 3 Чертеж электрического блока.

Чертеж 4 Чертеж сборного противопожарного заслона.

Чертеж 5 Чертеж ручного  огнетушителя малой площади.

Чертеж 5.1 Общий  вид ручного огнетушителя малой  площади.

Чертеж 5.2 Чертеж штанги огнетушителя.

Чертеж 5.3 Чертеж активного элемента малой площади.

Чертеж 6 Чертеж ручного  огнетушителя увеличенной площади.

Чертеж 6.1 Общий  вид ручного огнетушителя увеличенной  площади.

Чертеж 6.2 Чертеж вспомогательной штанги огнетушителя.

Чертеж 6.3 Чертеж активного элемента увеличенной  площади.

Чертеж 7 Чертеж якорного заземлителя.

Чертеж 8 Чертеж соединительного бронекабеля.

Чертеж 9 Сборочный  чертеж сборного противопожарного заслона.

Чертеж 10 Сборочный  чертеж ручного огнетушителя малой  площади.

Чертеж 11 Сборочный  чертеж увеличенной площади.

8.2 – Инструкция  по развертыванию устройства.

Исходные позиции.

Все элементы электропожаросистемы закреплены крепежным ремнем на компактной тележке закрепленной спец креплением внутри пожарного автомобиля. Аккумуляторные блоки находятся на подзарядке от дизельного электрогенератора.

1. Остановиться на безопасном расстоянии, извлечь тележки из пожарного автомобиля:

1.1 Отсоединить зарядный кабель от внутренней розетки пожарного автомобиля.

1.2 Намотать кабель на катушку блока электроники.

1.3 Отстыковать тележку от крепежного блока.

1.4 Выкатить тележку из пожарного автомобиля.

2 Доставить тележку с комплектом пожаротушения непосредственно к очагу возгорания. Развернуть по обоим флангам сборный противопожарный электрозаслон.

Развертывать электрозаслон на каждом из флангов должны не менее двух человек.

1. Расчехлить сборочные электроколья.
2. Свинтить разборные элементы электрокольев.
3. Воткнуть электроколья в грунт на расстоянии не более 5 метров друг от друга.

2.4 Развернуть металлическую сетку укрепляя ее на крепежных элементах электрокольев.

2.5 Подключить электроколья к блоку электроники с помощью двойного джекера (+)

6. Подключить заземлитель к блоку электроники с помощью джекера (-)
7. Как можно дальше забросить заземлитель в пламя.
8. Подключить блок электроники к аккумулятору включив первый тумблер.

2.9 Подать высокое напряжение включив второй тумблер.

2. Собрать ручной электроогнетушитель малой площади.

Для работы используется однополярный блок электроники.

1. Расчехлить элементы ручного огнетушителя
2. Разложить активный элемент малой площади

3.3 Свинтить активную штангу с активным элементом огнетушителя малой площади.

3.4 Подключить ручной огнетушитель к блоку электроники при помощи джека.

5. Подключить блок электроники к аккумулятору включив первый тумблер.
6. Подать высокое напряжение включив второй тумблер.
7. Включить устройство тумблером на активной штанге.

Пожарникам развертывающим сборный противопожарный электрозаслон

собрать ручной электроогнетушитель увеличенной площади.

3.1 Расчехлить элементы ручного огнетушителя

3.2 Разложить активный элементувеличиной площади

1. Свинтить активную штангу с активным элементом увеличенной площади.

3.4 Свинтить вспомогательную штангу с активным элементом увеличенной площади.

5. Подключить ручной огнетушитель к блоку электроники при помощи джека.
6. Подключить блок электроники к аккумулятору включив первый тумблер.
7. Подать высокое напряжение включив второй тумблер.

3.8 Включить устройство тумблером на активной штанге.

8.3 – Техника  безопасности при эксплуатации  переносного огнетушителя.

При работе с комплектом электропожаротушения необходимо соблюдать меры индивидуальной безопасности.

1 Перед началом работ одеть защитные прорезиненные перчатки.

2 Не включать намокшее устройство или работать в мокрой одежде.

3 Строго соблюдать порядок  включения устройства.

3. Не прикасаться к активным частям устройства во время работы. 
4.  

9 – Выводы

1) Предложена принципиально  навоя технология пожаротушения  без использования расходных  материалов, реализуемая при минимальных энергозатратах.

2) Технология обеспечивает  высокую скорость тушения пламени.

3) Технология может быть  применена для обширных площадей  возгорания, например лесных пожаров.

4) Технология может быть  применена и для предотвращения  возгорания важных объектов.

5) Технология может быть  применена в виде устройств,  для частного использования.

6) Данная технология применима  как для локальных, так и  для динамических очагов возгорания

7) Проведенные исследования  позволяют рекомендовать ее к  быстрому внедрению.

8) Разработан эскизный  проект простого дешевого электроогнетушителя.

9) Благодаря использованию  стандартных элементов его себестоимость  при среднесерийном производстве  не превышает 50 $США.

10) В сравнении с аналогами  – обычными огнетушителями этот  разработанный вариант имеет  неоспоримые преимущества, а именно  –

- многоразовое использование  (10 часов непрерывной работы, без дозаряди аккумулятора)

- тушение локальных очагов  возгорания осуществляется быстро  и без расходных материалов.

- данное устройство многофункционально  и имеет широкие сферы применения (ионизатор воздуха, индивидуальное  средство защиты и т.д.)

Заключение

На данном этапе проведено  эскизное проектирование простого переносного электроогнетушителя.

Проект показал реализуемость  данного изделия, и относительно низкую себестоимость.

Считаем целесообразно изготовить и испытать промышленный образец  данного устройства.

Считаем целесообразным развернуть полномасштабную НИОКР по данной технологии для доведения ее конструктивного  воплощения до опытно- промышленного  образца и иные варианты новой  противопожарной техники на этом принципе – дережабль пожарник, наземный гусеничный робот пожарник.

Данная технология рекомендуется  к внедрению, начиная с освоения серийного выпуска переносных простых электроогнетушителей.

Причем в первую очередь  начать массовое внедрение данной противопожарной  техники в странах с засушливым климатом.

Литература

Дудышев В.Д. Способ тушения пламени. Авторское свидетельство СССР №1621234

Дудышев В.Д. Устройство для тушения пламени. Патент России на полезную модель №69754 от 28.09.2007

Дудышев В.Д. “Новая электрическая технология бесконтактного тушения пламени и предотвращения его возгорания” журнал ”Новые технологии” №9 от 2002 года

Дудышев В.Д. “Новая технология бесконтактного тушения и предотвращения пожаров” журнал ”Экология и промышленность России” декабрь 2003 года

http://www.youtube.com/watch?v=FEQEbLLOKtY

ПРИЛОЖЕНИЯ

– Патенты

Электроогневая технология бесконтактного тушения пожара Дудышев В.Д.

Анализ проблемы:

Глобальное потепление планеты  нарастает, и как следствие, возрастает пожароопасность засушливых регионов планеты. Недавние огромные по масштабам пожары в Австралии полностью подтверждают остроту данной мировой проблемы.

Как показывают трагические  события огромных пожаров недавно  в Австралии, все старые средства тушения пожаров (вода, пена и тд) не позволяют эффективно бороться с пожаром большой площади горения и большой интенсивности, особенно при сильных ветрах. Данную проблему можно эффективно решить, с помощью принципиально новой электроогневой технологии тушения пожаров.

Сущность технологии:

Суть технологии в использовании  электрического поля определенных параметров, которое практически мгновенно  позволяет потушить любой пожар.

Конструктивное исполнение устройств

Конструктивно новые установки  пожаротушения представляют собой  электрическое устройство, содержащее электрический генератор малой  мощности, преобразователь высокого напряжения, накопитель электрических  зарядов и телескопическая штанга (наземное устройство) или трос (вертолет) с металлическим, ажурным, сетчатым каркасом, разворачивающимся по принципу зонтика.

На рис..1 изображен один из вариантов предлагаемого устройства для безрасходного электрического пожаротушения. Устройство, содержит передвижное транспортное средство1, первичный источник постоянного электрического напряжения 2, например, бортовую аккумуляторную батарею требуемой емкости, регулятор напряжения 3, регулируемый высоковольтный преобразователь постоянного напряжения 4 ( до 100 Кв и выше в зависимости от характера пожара), высоковольтный кабель 5, регулируемый по длине и электрически соединенный с выдвижным высоковольтным электродом 6, и конструктивно дополненным на рабочем конце рабочей жаропрочной металлической головкой 7 в виде “ граблей” с иглами 8, размещенный в телескопическом устройстве 9 с поворотным механизмом (не показан) на платформе-основании 10 с заземлящим контуром 11, параллельно выходу высоковольтного преобразователя 4 электрически присоединен высоковольтный накопительный конденсатор 12 Пламя 13 от возгораемого вещества 14 имеет внутри факела горения пламени 13 зону электронного облака 15 ,с подвижными отрицательно заряженными электронами, которое вытягиваются из пламени 13 противоположным по электрическому знаку электрическим потенциалом на остриях 8 гребенки 7 электрода 6. 

Порядок развертывание данного  устройства электропожаротушения

Транспортное средство с  данной системой пожаротушения пребывает  к объекту возгорания и выдвижным  элементом (штангой), осуществляет развертывание  и подачу огнетушительного электрода в зону пламени. Затем подается высоковольтный электрический потенциал, после подачи которого, пламя практически мгновенно тухнет. Причем одновременно с тушением пламени исчезает и дым, очаг возгорания надежно тушится в считанные миллисекунды .

Тушение пламени на значительных площадях возгорания (лесной пожар)

Для тушения возгорания пламени  на значительных площадях, например лесного  пожара, необходимо воздухоплавающее устройство , перемещающейся с относительно небольшой скоростью, и возможностью зависания в воздухе например пожарный вертолет, дирижабль Не исключен и продвинутый вариант вертолета- разведчика –одновременно электропожарника- робота,с видео камерами на борту и управляемого с диспетчерского пульта .

После подлета его к  мету пожара и развертывания им на тросе – гибком высоковольтном кабеле -огнетушительного электрода каркасно-сетчатой конструкции, с площадью каркаса примерно 50-70 м 2 –непосредственно над очагом возгорания,(порядка 0,5 -1 м над факелом пламени) включается блок высокого напряжения на борту вертолета и по тросу –кабелю высоковольтный электрический потенциал поступает на данный ажурный металлический каркас. Пламя в данной зоне от сильного импульсного электрического поля быстро тухнет, а вертолет начинает последовательное перемещение на небольшой скорости с включенным устройством над всей зоной возгорания .

Пожар локализуется и быстро устраняется

Такие вертолеты –разведчики и электропожарные позволят оперативно обнаруживать и тушить лесные пожары на их ранней стадии развития

Таким образом, посредством  данной вертолетной электропожаротехнологии

возможно эффективное  и достаточно быстрое тушение  пламени на значительных площадях возгорания в относительно короткое время, причем вообще без расходных материалов , а значит ,без временных задержек на частую заправку этого тушащим материалом.

Макеты и опыты по апробации  данной технологии

Параметры: блок высокого напряжения (вес 500 грамм, размер 10см х 6см х 4 см, мощность источника 5 ватт), огнетушительный электрод в виде штанги и укрепленного на ней каркаса 40 х 50 сантиметров.с натянутой прямоугольной металлической мелкоячеистой сеткой из нержавейки .

Постановка эксперимента: На экспериментальном столе устанавливаются: блок высоковольтного напряжения, электрод и горелка. Затем включается горелка  с высотой пламени 50 сантиметров, подается высоковольтный потенциал  порядка 50 Киловольт на сетчатый металлический  электрод, размещенный своей поверхностью . к примеру параллельно фронту пламени. За 1-2 миллисекунды происходит быстрое тушение пламени, причем в динамике – с наклоном факела пламени в сторону электрода.

Данная технология запатентована, опубликована в центральных российских журналах и экспериментально апробирована на действующих макетах (рис 1).

Опыты показывают, что тушение  факела пламени длинной около  метра с диаметром 0,5-0,.7 метра  происходит примерно за 1-2 милллисекунды, в зависимости от вида горящего вещества и от величины высокого напряжения В данном опыте использовалось напряжение 20-30 Киловольт, при мощности ВВ источника всего 5-10 Ватт.

Опытами подтверждено, что  пламя после тушения таким  способом не появляется вновь, причем одновременно с тушением пламени  исчезает и дым.

Пути предотвращения возгорания важных объектов

Данную технологию можно  использовать и в противопожарных  средствах. По периметру объекта  устанавливается специальная металлическая  сетка на высоту около 3 метров, на некотором  удалении от Земли. При приближении  фронта пламени включается блок высокого напряжения и подается высоковольтный потенциал на данную сетку. В итоге  фронт пламени достигнут этой сетке, огибает, без воспламенения  данного объекта. Причем затраты  электроэнергии на такую противопожарную  систему ничтожно малы.

Выводы

1) Предложена принципиально  навоя технология пожаротушения  без использования расходных  материалов, реализуемая при минимальных энергозатратах.

2) Технология обеспечивает  высокую скорость тушения пламени.

3) Технология может быть  применена для обширных площадей  возгорания, например лесных пожаров.

4) Технология может быть  применена и для предотвращения  возгорания важных объектов.

5) Технология может быть  применена в виде устройств,  для частного использования.

6) Данная технология применима  как для локальных, так и  для динамических очагов возгорания

7) Проведенные исследования  позволяют рекомендовать ее к  быстрому внедрению.

Заключение

Считаем целесообразным развернуть полномасштабную НИОКР по данной технологии для доведения ее конструктивного  воплощения до опытно- промышленного  образца

Данная технология рекомендуется  к внедрению.

. Причем в первую очередь  для стран с засушливым климатом.

Литература 

Дудышев В.Д. Способ тушения пламени. Авторское свидетельство СССР №1621234

Дудышев В.Д. Устройство для тушения пламени. Патент России на полезную модель №69754 от 28.09.2007

Дудышев В.Д. “Новая электрическая технология бесконтактного тушения пламени и предотвращения его возгорания” журнал ”Новые технологии” №9 от 2002 года

Дудышев В.Д. “Новая технология бесконтактного тушения и предотвращения пожаров” журнал ”Экология и промышленность России” декабрь 2003 года

НОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ  ТЕХНОЛОГИЯ БЕСКОНТАКТНОГО ТУШЕНИЯ  ПОЖАРОВ

Систематическое возгорание лесов, домов, предприятий, дорогостоящих  объектов нефте-газовой промышленности - настоящее стихийное бедствие для миллионов жителей планеты. Например, для Австралии , США и прочих стран с засушливым климатом. Пожарами наносится огромный экологический урон живой природе и огромный экономический урон цивилизации Ежегодно от пожаров в мире гибнут каждый год сотни тысяч гектаров лесов и сотни людей. Ущерб от пожаров только в СНГ исчисляются миллионами долларов в год.

Концентрация токсичных  веществ в зоне лесных пожаров  намного превышает допустимые нормы, а воздух заполняется едким ядовитым дымом. Так в чем же трудности  современных методов тушения  пожаров.

Пожар это по-сути неуправляемая энергетическая реакция превращения химической энергии веществ в огонь, тепло и дым.

К сожалению, существующие методы тушения лесных, да и городских  пожаров, включая и распыление воды авиацией, пока дороги и неэффективны.

Нерешенность эффективной  борьбы с крупными пожарами достаточно очевидна. Весь мир стал свидетелем грандиозного пожара на Останкинской телебашне в Москве, крушения от пожаров двух гигантских небоскребов  в Нью-Йорке.

НОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ БЕСКОНТАКТНОГО ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ  И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИХ ВОЗГОРАНИЯ

Пожары – это настоящий  бич цивилизации и пока нерешенная мировая проблема. Трудно удержаться от аналогии, что пожары это по-сути Неуправляемая Энергетика Разрушения. В данной статье автор раскрывает физическую суть нового оригинального электрополевого метода подавления неуправляемого процесса возгорания и горения пламени. Предлагает конкретные устройства для его реализации, например, для тушения лесных пожаров, для предотвращения возгорания объектов. И всесторонне обосновывает новый перспективный электрический метод подавления пожаров любой сложности, и их предотвращения вообще без расходных материалов и крайне эффективно и быстро.

ВВЕДЕНИЕ

Систематическое возгорание лесов, домов, предприятий, дорогостоящих  объектов нефте-газовой промышленности - настоящее стихийное бедствие для миллионов жителей планеты. Например, для Австралии , США и прочих стран с засушливым климатом. Пожарами наносится огромный экологический урон живой природе и огромный экономический урон цивилизации Ежегодно от пожаров в мире гибнут каждый год сотни тысяч гектаров лесов и сотни людей. Ущерб от пожаров только в СНГ исчисляются миллионами долларов в год.

Концентрация токсичных  веществ в зоне лесных пожаров  намного превышает допустимые нормы, а воздух заполняется едким ядовитым дымом. Так в чем же трудности  современных методов тушения  пожаров.

Пожар это по-сути неуправляемая энергетическая реакция превращения химической энергии веществ в огонь, тепло и дым.

К сожалению, существующие методы тушения лесных, да и городских  пожаров, включая и распыление воды авиацией, пока дороги и неэффективны.

Нерешенность эффективной  борьбы с крупными пожарами достаточно очевидна. Весь мир стал свидетелем грандиозного пожара на Останкинской телебашне в Москве, крушения от пожаров двух гигантских небоскребов  в Нью-Йорке.

ПРИЧИНЫ НЕРЕШЕННОСТИ ЭТОЙ ПРОБЛЕМЫ

Специалистами и чиновниками  называются различные организационные  и технические причины трудности  борьбы со стихией огня (нехватка техники  и воды, изношенность оборудования, трудности тушения торфяников). Но все же главные причины состоят  именно в несовершенстве самих существующих технологий пожаротушения. В практике пожаротушения за последние 300 лет в мире не произошло никаких радикальных новшеств. Существующие технологии борьбы с огнем сводятся по сути к сбиванию пламени различными веществами. Для этого используют различные расходные материалы (воду, песок, пену). Некоторые веществ, которые вводят в зону горения, сбивая ими пламя, одновременно предотвращают поступление кислорода в зону горения. Такие технологии пожаротушения, как показывает жизнь, на практике зачастую неэффективны.

Тем не менее, в последние  годы появляются совершенно новые оригинальные идеи и технологии электрического управление горением и пламенем /1/.

На основе этой электроогневой технологии в России автором изобретен, апробирован и запатентован радикально новый эффективный метод электрического тушения пожаров и предотвращения возгорания огня /2/, бесконтактный способ тушения пламени и устройства для реализации.

Данный новый метод  тушения пламени состоит в  воздействии на пламя сильным  импульсным электрическим полем  с напряженностью 5кВ.см и выше. И может эффективно применяться в качестве принципиально нового эффективного средства для бесконтактного тушения пламени. Цель данного изобретения состояла в повышении эффективности и быстродействия тушения пламени, а также в предотвращении возгорания особо важных и дорогостоящих объектов.

ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ НОВОЙ  ТЕХНОЛОГИИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Поясним более подробно суть и физику данного оригинального  метода.

Традиционно пламя (пожар) тушат  с использованием внешних пенообразующих веществ. В результате применения в  известных способах значительного  количества расходных материалов для  образования пены, затраты на тушение  пожаров велики, эффективность тушения  зачастую низка, а материальным ценностям  и материалам при таком способе  тушения наносится существенный урон. Кроме того, эти способы  не позволяют надежно предотвратить  возникновение очага возгорания.

Для реализации предлагаемого  способа в зоне пламени создают  внешнее постоянное электрическое  поле. Напряженность этого поля выбирают исходя из типа пламени и его интенсивности  в пределах 2-25 кВ/см.

Способ электрического подавления пламени основан на физическом эффекте  отклонения пламени к одному из разноименных высоковольтных потенциалов внешнего электрического поля (см. например, кн. М. Фарадея “История свечи” (пер. с  англ.), М.1983 г.

Физическая сущность предложенного  способа состоит в том, что  любое пламя ионизировано, а значит с помощью электричества можно  управлять горением, в частности  тушить пламя. Опыты показывают, что  электрическое поле даже малой мощности может тушить пламя, причем на расстоянии. И безопасно для человека. Горение - это сложнейший процесс. В его  основе лежит физика протекания цепных реакций деления заряженных радикалов воспламененных веществ. Значит, электрическое поле при тушении пламени создает именно условия для прекращения протекания этих цепных реакций деления частиц горящего топлива.

Срыв пламени это по сути срыв протекания цепных реакций  дробления углеводородных цепочек  веществ в очаге возгорания. И  достигается в нашем методе он именно знакопостоянным электрическим полем определенной высокой напряженности (выше 2 кВ/см). В этом случае внешнее электрическое поле с указанной пороговой напряженностью “вытягивает” из зоны протекания цепных реакций (зоны горения) электроны и разноименно электрически заряженные радикалы горящих веществ, содержащиеся в пламени, путем их отклонения и осаждения на специальные высоковольтные жаростойкие электроды, размещенные в зоне горения за пределами пламени и электрически присоединенные к выходам высоковольтного электрического преобразователя напряжения.

В результате, в зоне горения  нарушаются условия поддержания цепных реакций дробления радикалов горящих веществ в ядре пламени, поэтому цепные реакции горения веществ затухают или вообще прекращаются. Визуально, возникает эффект лавинного срыва пламени, причем при подаче в зону горения электрического потенциала достаточно высокой на пряженности электрического поля, пламя тухнет, как правило скачкообразно.

ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА

По существу, практическая реализация предлагаемого бесконтактного способа тушения пламени и  устройства достаточно просты. Они  сводится к размещению рядом с  очагом возгорания относительно маломощного (не более 1 квт) источника высокого напряжения и одного или нескольких специальных электродов, передающих это поле внутрь очага возгорания. При правильном выборе предельных напряженностей внешнего электрического поля, в зоне горения пламени, достаточных для нарушения предельных допустимых условий горения конкретных веществ - пламя тухнет. Как правило, для тушения очага возгорания многих распространенных веществ, достаточно напряженности поля от 1 до 5 кВ/см.

Развитием данного изобретения  в части устройства являются различные  конструкции электродов и их схем подключения к высоковольтному источнику напряжения. Например, в одном из вариантов установки бесконтактного пожаротушения один из тугоплавких электродов, присоединенный к “+” высоковольтного источника размещают непосредственно в зону горения (фиг.2), а второй электрически заряженный, например, кольцевой электрод размещают подвижно над пламенем. Таким образом, чтобы он находился на расстоянии 3-5 см над пламенем, причем по мере гашения, т.е. снижения высоты пламени, приближают его к вершине факела пламени. Со знаком ”-” непосредственно на горящее вещество, а другого электрода подвижно над пламенем. Поясним конструкцию установки бесконтактного пожаротушения простыми чертежами (фиг.1,2)

Изобретение пояснено на рис.1 и рис.2. Простейшее устройство для  реализации изобретения, показанное на рис. 1, содержит источник внешнего электрического поля, например, регулируемый высоковольтный выпрямитель (2), подвижные жаропрочные  электроды (3), размещенные вне факела пламени (1) горящего вещества (объекта), на рисунке для упрощения графики  просто не показан.

Устройство работает следующим  образом. Для тушения пламени (1), подключаем электропитание на вход высоковольтного преобразователя-выпрямителя (2) и создаем постоянное по знаку внешнее электрическое поле в зоне горения пламени (1) между электродами 3, размещенными вне факела пламени (1) с напряженностью поля и на минимальном расстоянии по условиям недопущения электрического пробоя высоковольтного источника (2) через пламя (1) и электроды (3). В результате разноименные электрически заряженные радикалы и свободные электроны горящего и химически дробящегося в процессе горения вещества 5, содержащиеся в пламени 4, вырываются из пламени 4 и притягиваются своими противоположными электрическими зарядами к электродам 3. Если напряженность электрического поля в зоне горения превышает 1 кВ\см, то условия протекания цепных реакций горения и физико-химического дробления вещества в пламени (1) становятся невозможными и пламя (1) скачкообразно гаснет. Экспериментально подтверждено, что чем выше напряженность внешнего электрического поля, например, порядка 10 кВ/см, тем эффективнее и быстрее гаснет пламя. В этом случае напряженность поля регулируют изменением либо выходного напряжения блока (2), либо расстоянием между электродами (3).

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Опыты показывают, что чем  выше напряженность внешнего электрического поля, тем выше быстродействие срыва  пламени и тем выше быстродействие тушения пламени. Чем больше площадь  поверхности электродов, тем с  большей площади возможно скачкообразное тушение пламени.

Опыты показывают также, что  наиболее эффективна реализация предлагаемого  способа, когда площадь гасящего электрода равна площади проекции пламени в этой же плоскости. Причем электрическая мощность источника  напряжения тушения практически  не зависит от мощности пламени, а  определяется только внутренними потерями в самом источнике напряжения, т.е. ничтожно мала по сравнению с  мощностью пламени в очаге  пожара. Например при тушении пламени высотой в 1 м потребовалось 3 секунды времени и электрическая мощность всего 3-4 ватта при напряженности электрического поля 3-5 кВ/см. Эффективный метод тушения пламени, не правда ли?

ЛЕСНЫЕ ВЕРТОЛЕТЫ-ПОЖАРНЫЕ

Развитием изобретения в  условиях ограничений на площади  гасящих электродов является тушение  пожаров на большой площади путем  плавного перемещения разноименных по знаку электрического заряда плоских  электродов, электрически присоединенных к источнику внешнего электрического поля, в зоне пожара непосредственно  над пламенем с напряженностью электрического поля и со скоростью, достаточной  для срыва и подавления этого  пламени.

В связи с этим вполне возможен и актуален предлагаемый вариант  мобильного устройства для бесконтактного тушения пламени, например, лесного  или торфяного пожара. В этом случае специальное подвижное мобильное  средство, например, вертолет, тягач  или автомашину высокой проходимости типа “Урала” снабжают, источником регулируемого высокого напряжения, специальными подвижными гасящими электродами  с подведенными к ним высоковольтными  проводами повышенной прочности, а  также выдвижными телескопическими мачтами, на которые и крепятся на электроизоляторах указанные выше электроды. Упомянутые электрически соединенные с бортовым источником высокого напряжения гасящие электроды, например ажурные тонкие жаропрочные металлические сетки на специальных растягивающихся каркасах размещает на телескопических мачтах, растяжках в зоне горения различными способами и тушат пожар. Их размещают например, горизонтально над пламенем в зоне горения леса специальную тонкую растянутую на каркасе металлическую сетку, соединенную через проходной электроизолятор с “+” выходом высоковольтного источника напряжения, размещенном на борту вертолета, а второй электрод, например, гибкий тонкий трос с противоположным ”-“ электрическим потенциалом опускают непосредственно в пламя. После завершения импульсного электрополевого срыва пламени и тушения конкретного очага пламени в считанные секунды в данном месте вертолет перемещается к следующему очагу пламени.

ЭЛЕКТРОПОЛЕВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ ОБЪЕКТОВ ОТ ПОЖАРА

Интересно то, что движущийся с определенной скоростью фронт  пламени по ходу его распространения, постепенно и полностью исчезает при подходе к такому электрическому заграждению. Главное в таком  оригинальном способе остановки  фронта огня без воды и пены состоит  только в том, чтобы площадь охвата таким противопожарным электрическим  щитом зоны огня была полной, т.е. чтобы  она была не меньше площади и длины  фронта огня. При своевременной локализации  очага возгорания сделать это  относительно несложно. Очень важен  этот метод ограждения от фронта пламени  в пригородах, примыкающих к лесным массивам для защиты жилых строений и предприятий. Для этого данная мобильная установка электрического тушения должна вовремя прибыть  в зону возгорания огня и оперативно разместить развернуть подвижную систему  электродов по периметру зоны возгорания и затем по команде начальника этой установки отвести людей  на безопасное расстояние от очага  возгорания и подать высокое напряжение на эту систему электродов. Частным  случаем быстрого развертывания  гасящих электродов в зоне возгорания является их катапультирование специальным пневматическим устройством в зону возгорания или выдвижение их в зону горения на специальных телескопических штангах. Примечательно и полезно в нашем новшестве пожаротушения также и то, что в таком по сути бесконтактном малозатратном способе тушения очага возгорания одновременно с прекращением горения пламени, пропадает и дым в зоне горения, который является по сути продуктом неполного горения углеводородных веществ. Поэтому очаг возгорания подавляется таким способом полностью и быстро.

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ВОЗГОРАНИЯ И ПРОФИЛАКТИКА ПОЖАРОВ

Суть такой технической  возможности состоит в том, что  электрическое поле подавляет очаги  цепных реакций деления в зоне возгорания. Поясним возможность  применение данного изобретения  в качестве эффективноНЫХ ОБЪЕКТОВго противопожарного средства.

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА ГОРОДСКИХ  И ПРОМЫШЛЕНЫХ ОБЪЕКТОВ

Действительно, в случае, если такую систему электродов и  источника поля и датчиков возгорания заранее разместить вблизи охраняемого  объекта, то вся технология подавления очага возгорания в начальной  стадии сведется лишь к подаче напряжения на электроды по команде датчиков.

Причем в качестве источника  электрического поля можно использовать специальные тонкие пластмассовые  покрытия – полимерные электреты, обладающие “вмороженным”, долго сохраняющимся  в них электрическим зарядом. Производство и применение электретов уже широко освоено и они широко применяются в средствах телефонной связи (телефоны, микрофоны) и стоят недорого. Тогда в этом случае применения полимерных источников электрического поля и выполнения из них гасящих пламя электродов полностью снимается вопрос электробезопасности применения такого оригинального и эффективного способа пожаротушения на практике.

Можно также в наиболее уязвимых пожароопасных объектах заранее  создать внешнее электрическое  поле указанной напряженности вокруг такого важного объекта, например, внутри дома, квартиры, вокруг банковского  сейфа, силового масляного трансформатора, на буровой установке в устье  буровой скважины и т.д. В зоне действия данного электрического поля условия возгорания веществ будут затруднены, т.к. это электрическое поле будет препятствовать началу возникновения цепных реакций горения путем вытягивания из потенциального очага возгорания, электронов и электрически заряженных радикалов. В результате, возгорание пламени в потенциальном очаге возгорания вещества, например, на срезе трубы буровой установки, становится невозможным. Поэтому данное изобретение целесообразно применять и как профилактическое противопожарное средство. Например, в строительстве, в нефтяной отрасли, особенно во вновь строящихся зданиях и конструкциях. Наиболее целесообразно применять такие устройства для особо пожароопасных или ценных объектов, например, для банкиров для охраны сейфов с деньгами ценными бумагами.

А также в зонах повышенной пожарной опасности на больших территориях. Например, для предотвращения возгорания и пожаров торфяников в Подмосковье… Для этого там на месте необходимо заранее создать кольцо(а) электроогневой безопасности вокруг столицы… По аналогии с подмосковным кольцом противоракетной безопасности. А именно, для реализации этого метода на практике на широкой территории полей и лесных массивов нужно создать систему электрически соединенных между собою электродов, погруженных в торфяники в зонах наиболее вероятного возгорания и присоединить их через автоматические выключатели к резервным источникам высокого напряжения, например, через специальные комплектные устройства к высоковольтным линиям электропередач. Датчиками начала возникновения пожара могут быть и датчики дымности и датчики электропроводности, и иные способы оповещения о наличии дыма и в очага возгорания. Тогда тушение если создать систему колец из этих заранее установленных электродов вокруг наиболее уязвимых мест летнего возгорания торфяников, то тогда будет легко подавить очаг возгорания в самом начале этого процесса. Для этого достаточно будет по команде датчиков включить напряжение на систему автономных кольцевых электродов в конкретном локальном кольце возгорания. Расчеты и опыты показывают, что сами коррозионно стойкие и жаропрочные электроды достаточно размещать на расстоянии 50-100 м относительно друг друга.

РЕЗЮМЕ

Таким образом, данная электрополевая технология тушения пламени является новым эффективным противопожарным средством, может быть также с успехом применена и в качестве бесконтактного мгновенного подавления очага возгорания, а также дл предотвращения возгорания важных объектов ю В последнем случае установка подачи электрического поля монтируется заранее в качестве противопожарного средства в определенной потенциальной зоне возгорания, например, в зоне торфяников Подмосковья, и на конкретных важных объектах, например, в высотных здания, телебашнях с дорогостоящим оборудованием,, на буровых установках и прочих важных объектах, включая строительные конструкции любой этажности, в т.ч. и на промышленных предприятиях.

Автор технологии заинтересован  в сотрудничестве с фирмами, готовыми довести технологию до промышленного  внедрения.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментально показано, что сильное электрическое поле  малой мощности с напряженностью  более 3 кВ/см является эффективным  средством для подавления очагов  цепных реакций горения в пламени.

2. Предложенная новая технология  пожаротушения электрическим полем  высокой напряженности более  прогрессивна по сравнению с аналогами , поскольку вообще не требует расходных материалов и проста в реализации.

3. Данная технология обладает  высоким быстродействием(секунды), и может быть применена в действие и дистанционно, на расстоянии автоматически или диспетчером.

4. Она не наносит урон  объектам ,находящимся в зоне  тушения, в отличии от традиционных устройств тушения пламени основанных на использовании углекислотной пены.

5. Данная бесконтактная  технология является также и  эффективным противопожарным средством,  и средством ограждения от  фронта огня.

Использованная литература

1. Дудышев В.Д. Новая электроогневая технология экологически чистого горения //Журн.Новая Энергетика,№1/2003 г.

2. Дудышев В.Д. Способ тушения пламени А.с. СССР № 1621234

Дата публикации: 3 декабря 2010  
Источник: SciTecLibrary.ru