Вогнезахисний екран

Реферат: UA 73499 U UA 73499 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівництва, а саме до вогнестійких будівельних конструкцій, і може бути використана при спорудженні промислових та енергетичних об'єктів. Відома теплообмінна перепона проти загоряння (див. заявку DE № 190598, МПК А62С39/00, опубл. 1969 p.) містить заповнену водою металеву ємність, що виконана з можливістю нагрівання до 100 °С під дією полум'я та високої температури з утворенням пари та виходом її зовні. Ця теплообмінна перепона належить до пасивних систем, тобто не потребує для своєї роботи живлення, систем управління та втручання оператора. Недоліком даного технічного рішення є обмежений термін роботи цієї теплообмінної перепони внаслідок того, що відсутня компенсація води, яка витрачається на випаровування. В іншій відомій теплообмінній перепоні проти загоряння (див. патент РФ № 2376048, МПК А62С2/06, Е04В1/94, опубл. 2009 p.) передбачено змійовик, який встановлено в заповнену водою металічну ємність, що нагрівається до 100 °С під дією полум'я з утворенням пари та виходом його зовні. Змійовик, по якому прокачується вода з водогону чи водного джерела, призначений для охолодження води в металевій ємності для зменшення пароутворення та збільшення часу роботи теплообмінної перепони. Хоча дане технічне рішення і дозволяє дещо збільшити час функціонування перепони, але при цьому система стає активною, тобто потребує для своєї роботи живлення для роботи насосів прокачування води в змійовиках, системи управління (автоматичної або ручної), тобто суттєво ускладнюється. Час функціонування даного пристрою є обмеженим у зв'язку з тим, що втрати води на її випаровування не поповнюються під час пожежі. Як найбільш близький аналог вибрано вогнезахистий екран (див. книгу О.Н. Герщуні, О.П. Ніщик, Є.М. Письменний. Випаровувально-конденсаційні системи теплопередачі для ядерних енергетичних технологій. - К.: Альтерпрес, 2007. - С. 221-223, рис. 5.19, 5.20), що містить принаймні один термостійкий шар у вигляді ділянок теплопідведення пучка випаровувальноконденсаційних елементів, ділянки тепловідведення яких встановлено вище ділянок теплопідведення поза межею дії високих температур при пожежі у кінцевому поглиначі теплоти. Це технічне рішення дозволяє збільшити час функціонування вогнезахисного екрану за рахунок того, що немає втрат проміжного теплоносія, який обертається в режимі випаровуванняконденсація всередині герметичного корпусу та переносить підведений до ділянок теплопідведення пучка випаровувально-конденсаційних елементів тепловий потік поза зону дії вогню, де цей тепловий потік передається до кінцевого поглинача теплоти, наприклад до атмосферного повітря. Даний вогнезахисний екран є повністю пасивною системою, що починає працювати при виникненні пожежі та підведенні утворюваного нею теплового потоку до ділянок теплопідведення випаровувально-конденсаційних елементів та забезпечує виконання задачі локалізації вогнища загоряння. В той же час функціонування даного вогнезахисного екрану обмежено кризою теплообміну, яка настає через деякий час внаслідок прогрівання зовнішньої поверхні теплопередаючих елементів, а також відповідно і їх внутрішньої поверхні за рахунок високої теплопровідності стальних корпусів цих елементів, під дією теплових потоків високої густини при високій температурі за рахунок променистого та конвективного теплообміну при пожежі. При настанні кризи теплообміну теплопередаючі елементи перестають ефективно функціонувати і передавати тепловий потік до кінцевого поглинача теплоти та перестають виконувати задачу локалізації вогнища загоряння.. В основу корисної моделі поставлено задачу створення вогнезахисного екрану, в якому нова конструкція ділянок теплопідведення теплопередаючих елементів випаровувальноконденсаційного типу дозволила б забезпечити збільшення терміну роботи вогнезахисного екрану та підвищення надійності при збереженні високої ефективності і повної пасивності дії. Поставлена задача вирішується тим, що в вогнезахисному екрані, що містить принаймні один термостійкий шар у вигляді ділянок теплопідведення пучка випаровувальноконденсаційних елементів, ділянки тепловідведення яких встановлено вище ділянок теплопідведення поза межею дії високих температур при пожежі у кінцевому поглиначі теплоти, згідно з корисною моделлю, термостійкий шар споряджено вогнезахисним матеріалом, причому товщина вогнестійкого матеріалу складає не менше 5 мм. Спорядження термостійкого шару вогнезахисним матеріалом невеликої товщини, наприклад 5 мм, дозволяє досягнути та підтримувати всередині корпусів випаровувально-конденсаційних елементів стаціонарний режим випаровування-конденсації теплоносія цих елементів без осушування ділянок теплопідведення за рахунок утворення перепаду температури у вогнезахисному матеріалі з низькою теплопровідністю. Крім того, цей вогнезахисний матеріал частково відбиває тепловий потік і тим самим зменшує сумарний тепловий потік, що припадає на даний випаровувально-конденсаційний елемент. Це дозволяє суттєво збільшити термін 1 UA 73499 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ефективної роботи екрану та підвищити його надійність, як здатність виконувати потрібні функції в заданих режимах та умовах застосування відповідно ДСТУ 2860-94. Надійність пропонованого екрану також обумовлена тим, що його функціонування не пов'язано з необхідності мати джерела енергоживлення та системи управління режимами його роботи, які мають свої рівні надійності і тим самим зменшують сумарну надійність системи, до складу якої входять. Висока ефективність роботи екрану забезпечується за рахунок використання випаровувально-конденсаційного принципу роботи з усіма його перевагами. Повна пасивність даного вогнезахисного екрану обумовлена відсутністю у його складі джерел живлення, систем управління та незалежністю від дій оператора. Технічна суть та принцип дії запропонованого вогнезахисного екрану пояснюється кресленням. На кресленні зображено: фіг. 1 - термостійкий шар вогнезахисного екрану у розрізі, який включає ділянки теплопідведення 1 прямокутної форми у перерізі випаровувальноконденсаційних елементів 2, об'єднаних у панель 3, поверхня якої споряджена вогнезахисним матеріалом 4, шляхом утворення, наприклад, зварювальних швів 5 між ділянками теплопідведення 1; фіг. 2 - термостійкий шар вогнезахисного екрану у розрізі, який включає ділянки теплопідведення 1 круглої форми у перерізі випаровувально-конденсаційних елементів 2, об'єднаних у панель 3 з вогнезахисним матеріалом 4 на ній, причому панель 3 утворена виконанням зварювальних швів 5 між плавниками 6, якими споряджені ділянки теплопідведення 1; фіг. 3 - термостійкий шар вогнезахисного екрану у розрізі, який включає ділянки теплопідведення 1 прямокутної форми у перерізі випаровувально-конденсаційних елементів 2, об’єднаних у панель 3 з вогнезахисним матеріалом 4 на ній, причому панель закріплена шляхом, наприклад зварювання, з утворенням зварювальних швів 5 між ділянками теплопідведення 1 та листом 6; фіг. 4 - термостійкий шар вогнезахисного екрану у розрізі, який включає ділянки теплопідведення 1 круглої форми у перерізі випаровувально-конденсаційних елементів 2, об'єднаних у панель 3 з вогнезахисним матеріалом 4 на ній шляхом закріплення елементів 2 в трубних дошках 5, причому з однієї із сторін екрану встановлені газоущільнюючі вставки 6 у вигляді кутиків, направлених назустріч напряму поширення полум'я; фіг. 5 термостійкий шар вогнезахисного екрану у розрізі, який включає два ряди розміщених у шаховому порядку ділянок теплопідведення 1 круглої форми у перерізі випаровувальноконденсаційних елементів 2, об'єднаних у панель 3 з вогнезахисним матеріалом 4 на ній шляхом закріплення елементів 2 у трубних дошках 5; фіг. 6 - термостійкий шар вогнезахисного екрану у розрізі, який включає два ряди розміщених у шаховому порядку ділянок теплопідведення 1 круглої форми у перерізі випаровувально-конденсаційних елементів 2, об'єднаних у панель 3 з вогнезахисним матеріалом 4 на ній шляхом закріплення елементів 2 у трубних дошках 5, причому елементи 2 споряджені плавниками 6. Вогнезахисний екран працює наступним чином. При виникненні пожежі потужні теплові потоки високої густини за рахунок випромінювання та конвекції надходять до вогнестійкого екрану (екранів), що встановлюють в найбільш небезпечних з точки зору виникнення пожежі зонах, тобто до термостійкого шару у вигляді пучка випаровувально-конденсаційних елементів, а саме до ділянок теплопідведення 1 суцільного термостійкого шару (фіг. 1 - фіг. 3) або несуцільного термостійкого шару (фіг. 4 - фіг. 6), одношарового екрану (фіг. 1 - фіг. 4), чи двошарового екрану (фіг. 5, фіг. 6). Тонкий шар вогнезахисного матеріалу 4 (від 5 мм до 10 мм, достатнім є вже товщина 5 мм), наприклад матеріал ОПВ-1 (ТУ 21-25-322-90) дозволяє зменшити тепловий потік за рахунок часткового перевипромінювання та утворити перепад температури на поверхні ділянок теплопідведення 1 випаровувально-конденсаційних елементів 2. Це дозволяє кожному з елементів 2 вийти на стійкий стаціонарний режим роботи та в режимі випаровування-конденсації передавати сприйнятий його ділянкою теплопідведення 1 тепловий потік до кінцевого поглинача теплоти, наприклад атмосферного повітря. При цьому можуть застосовуватись різноманітні форми у перерізі ділянок теплопідведення 1, а саме прямокутної по ГОСТ 8645-68 або плоскоовальної по ГОСТ 8644-68 (фіг. 1), квадратної по ГОСТ 8639-82 (фіг. 3), круглої по ГОСТ 8734-75 (фіг. 4, фіг. 5), плавникові по ТУ 14-3-341-75 (фіг. 2, фіг. 6). У випадку застосування суцільних (газонепроникних) екранів може мати місце задимлення прилягаючих ділянок. В цьому випадку застосовується вогнезахисний екран з одного (фіг. 4) або двох рядів випаровувальноконденсаційних елементів (фіг. 5, фіг. 6) несуцільного термостійкого екрану. Блокування виходу променистого теплового потоку за межі зони локалізації забезпечується вставками 4 (фіг. 4) або другим рядом ділянок теплопідведення 1 випаровувально-конденсаційних елементів 2 (фіг. 5, фіг. 6). 60 2 UA 73499 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Вогнезахисний екран, що містить принаймні один термостійкий шар у вигляді ділянок теплопідведення пучка випаровувально-конденсаційних елементів, ділянки тепловідведення яких встановлено вище ділянок теплопідведення поза межею дії високих температур при пожежі у кінцевому поглиначі теплоти, який відрізняється тим, що термостійкий шар споряджено вогнезахисним матеріалом, причому товщина вогнестійкого матеріалу складає не менше 5 мм. 3 UA 73499 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4