本發(fā)明涉及消防技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種液氮動力消防炮。

背景技術(shù)：

消防炮是遠距離撲滅火災(zāi)的重要消防設(shè)備，按照消防炮噴射物的不同，可將消防炮分為噴射消防水的消防水炮和噴射空氣泡沫的消防泡沫炮，其中消防泡沫炮是由一定壓力的消防水經(jīng)泡沫混合裝置與泡沫液混合，形成一定比例的泡沫混合液，經(jīng)噴頭形成空氣泡沫，達到滅火效果。上述兩種消防炮具有以下特點：1）消防水炮向外噴射高壓水，高壓水流量大、射程遠，適于遠距離滅火，但是由于用水量大，火災(zāi)后現(xiàn)場存水量大，且存在由大量水造成二次損害的可能性；2）消防泡沫炮不但能噴射水，還能噴射泡沫，通過水和泡沫雙重作用達到滅火目的，相比于消防水炮，其雖減少了消防水的用量，但是泡沫量與射程成反比，即低發(fā)泡量下消防泡沫炮的射程要遠于高發(fā)泡量的射程，由此限制了泡沫炮的使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種液氮動力消防炮，該消防炮以液氮作為動力源，通過氮氣和水霧雙重作用滅火，采用的技術(shù)方案是：一種液氮動力消防炮，包括炮管，所述炮管的一端為炮嘴，所述炮管通過回轉(zhuǎn)節(jié)連接在炮座上，還包括控制炮嘴向外噴射消防材料的手輪以及手輪驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于：所述消防炮還包括供水部分和液氮儲存部分，所述供水部分包括儲水裝置、與所述儲水裝置連接的水輸出管，所述液氮儲存部分包括液氮儲罐、與所述液氮儲罐連接的液氮輸出管；所述炮管包括管壁，所述管壁包括換能段和聚能段，所述管壁的一端連接水輸出管和液氮輸出管、另一端為炮嘴，液氮輸出管位于換能段內(nèi)，氮氣和水在聚能段混合。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述水輸出管與管壁連通，所述液氮輸出管延伸入管壁一段距離后成變徑管，所述變徑管依次包括縮徑段、窄喉部和擴徑段，從所述擴徑段輸出的氮氣與水在聚能段混合。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：延伸入所述管壁的液氮輸出管外表面設(shè)設(shè)有導(dǎo)流翅片。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述導(dǎo)流翅片為單頭螺旋導(dǎo)流翅片或者多頭螺旋導(dǎo)流翅片。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述導(dǎo)流翅片與液氮輸出管的軸線夾角不為零度。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述管壁包括大徑端、小徑段和變徑段，所述換能段位于大徑段，所述聚能段位于變徑段和/或大徑段，所述炮口位于小徑段遠離所述變徑段的端口處。

本發(fā)明的有益效果在于：本消防炮將液氮和水混合形成水霧后向外高速噴出，在火源附近形成云霧狀隔離，一方面水霧吸收熱量后迅速被汽化，另一方面高速氮氣覆蓋在火源上，抑制了燃燒中氧化反應(yīng)速度，有效隔絕了氧氣，本消防炮同時具有水噴淋和惰性氣體窒息滅火的雙重作用和優(yōu)點，且使用后對火源處環(huán)境無污染，具有環(huán)保高效之優(yōu)點。

附圖說明

附圖1是炮管的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1是液氮輸出管，2是水輸出管，3是炮管，31是大徑段，32是變徑段，33是小徑段，4是變徑管，41是縮徑段，42是窄喉部，43是擴徑段，5是炮嘴。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行說明。

本發(fā)明公開了一種液氮動力消防炮，該消防炮包括炮管3，炮管3的端部為炮嘴5，炮管3通過回轉(zhuǎn)節(jié)連接在炮座上，還包括控制炮嘴5向外噴射消防材料的手輪以及手輪驅(qū)動機構(gòu)。該消防炮的消防材料為液氮和水，故設(shè)供水部分和液氮儲存部分，供水部分包括儲水裝置、與儲水裝置連接的水輸出管2，液氮儲存部分包括液氮儲罐、與液氮儲罐連接的液氮輸出管1。

其中炮管3包括管壁，管壁包括換能段和聚能段，管壁的一端連接水輸出管2和液氮輸出管1、另一端為炮嘴5，液氮輸出管1位于換能段內(nèi)，氮氣和水在聚能段混合。

本實施例中，水輸出管2與管壁連通，液氮輸出管1延伸入管壁一段距離后成變徑管4，變徑管4依次包括縮徑段41、窄喉部42和擴徑段43，從擴徑段43輸出的氮氣與水在聚能段混合。這樣，液氮在進入管壁后迅速吸熱而成氣態(tài)氮，氣態(tài)氮在壓力推動下進入變徑管4中，按照流體力學(xué)原理，低速流體在管內(nèi)流動，管截面小處流速大，管截面大時流速小，故氣態(tài)氮在縮徑段41獲得持續(xù)加速，到達窄喉部42處其速度已經(jīng)超過音速，由此再進入擴徑段43時，其速度反而隨擴徑段的截面增大而再次獲得加速。水由擴徑段43的邊緣進入變徑管4，被超音速下氮氣混合攜帶向炮嘴5方向推進，在此過程中，水在超音速氮氣沖擊和互撞下變?yōu)轶w積細小的水霧，同時氮氣進一步吸收水中熱量，氮氣升溫至接近0℃。在升溫過程中氮氣再次膨脹做功，增加了混合體的動能，并最終高速從炮口5射出。

考慮到換熱效果，延伸進入到炮管的液氮輸出管外表面上設(shè)有導(dǎo)流翅片，導(dǎo)流翅片為單頭螺旋導(dǎo)流翅片或者多頭導(dǎo)流螺旋翅片，也可將導(dǎo)流翅片設(shè)計成與液氮輸出管的軸線夾角不為零度。通過導(dǎo)流翅片，增加液氮與水流的換熱面積，提升液氮的氣化效果。

經(jīng)過計算，流量為1kg/s的液氮經(jīng)吸收水和大氣環(huán)境的熱量，在相變和升溫至0℃的過程中，用于做功的最大機械能約為654KJ/kg，而提供同樣654KJ機械能需要壓縮氮氣的流量為8kg/s，或說壓縮氮氣提供的機械能僅為同質(zhì)量液氮提供的機械能的八分之一。

當(dāng)然，上述說明并非對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護范圍。