阅读说明：本技术 一种高楼灭火系统 (Fire extinguishing system for high-rise building ) 是由 李林远 张旭 巨永明 李伟翰 梁晓庚 于 2019-11-11 设计创作，主要内容包括：一种高楼灭火系统,在起落架的前中部有激光测距瞄准器和红外摄像头；安装有破窗器的破窗器发射筒固定在该起落架的前横梁与后横梁之间；挂架安装在起落架的前横梁与后横梁的下方；2个或4个灭火弹发射筒固定在该挂架上,并使各灭火弹发射筒的前端具有0～30°的上倾角。灭火弹和/或救援弹分别填装在各灭火弹发射筒内。本发明通过将破玻璃与精准投送分先后两步实施,克服了火箭发动机携带高温尾焰或高温发动机进入火场造成的二次伤害；通过近距离投送的方式,降低了成本、提高了命中率；解决了灭火弹高速进入房间带来的撞击风险问题,极大地提高了灭火弹的安全性和可靠性。(A fire extinguishing system for high buildings is provided with a laser ranging sighting device and an infrared camera in the front middle part of an undercarriage; the window breaker launching tube provided with the window breaker is fixed between the front cross beam and the rear cross beam of the undercarriage; the hanging rack is arranged below the front cross beam and the rear cross beam of the undercarriage; 2 or 4 fire extinguishing bomb launching cylinders are fixed on the hanging frame, and the front end of each fire extinguishing bomb launching cylinder is provided with an upper inclination angle of 0-30 degrees. Fire extinguishing bomb and/or rescue bomb are filled in each fire extinguishing bomb launching cylinder respectively. According to the invention, through implementing the glass breaking and the accurate delivery in two steps in sequence, the secondary damage caused by carrying of high-temperature tail flame by the rocket engine or entering of the high-temperature engine into a fire scene is overcome; the cost is reduced and the hit rate is improved by a close-distance delivery mode; the problem of the striking risk that fire extinguishing bomb high speed got into the room and brought is solved, the security and the reliability of fire extinguishing bomb have greatly been improved.)

一种高楼灭火系统

技术领域

本发明涉及无人机灭火技术领域，特别是一种无人机高楼灭火系统。

背景技术

随着高层和特高层建筑的快速增加，高楼灭火消防问题日益严峻，国内120米以上的建筑已经超过6000座，全球超过半数以上的超高层建筑在中国。

目前，消防云梯能达到的最大高度是110米，对这些消防云梯不能顾及的超高层建筑，现有的通过外部主动灭火的方法主要有两种，一是利用高精尖但价格昂贵的灭火导弹的进行灭火，该方法以地面成组车载远程发射的方式进行，如申请号2012100484453.2，一种适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防装置，二是随着近年无人机技术的进步而发展起来的无人机空中发射远程灭火火箭弹，如申请号201710604649.8，一种高空系留无人灭火系统和申请号201710604649.8，一种高空系留无人灭火系统。不论是地面成组车载发射的灭火导弹还是无人机空中远程发射的灭火火箭弹都存在着一些问题。第一，成本太高，消防施救费用难以承受，对高楼灭火弹这样的小产品，不论是激光制导还是红外制导，要实现精确测控每枚产品仅在制导上的成本至少要3万元左右，该费用对于军事用途的导弹来说可能微不足道的，但对于消防用途的产品来说意味这难以接受的奢侈价格；第二，把破玻璃要求的弹体强度、飞行速度与打的准要求的精度等问题集中在一起，也增加了产品的制造难度及成本；第三，存在打不准伤害建筑本体的风险，无论是地面车载百米以上距离发射的灭火导弹还是十多米以上距离以上无人机空中发射的灭火火箭弹，都存在打不进窗户的可能性，能够破19mm安全玻璃要求的高速飞行弹体一旦打偏势必伤害建筑墙面或建筑本体；第四，为了满足灭火弹飞行和破窗两项工作任务的要求，灭火弹的动力源为小型火箭发动机，为灭火弹飞行动力的同时，也带着高温的尾焰或高温的发动机进入火场，增加了引燃火场内部的可燃物的可能性；第五，灭火弹为***喷洒式，灭火弹工作时内部的***使灭火剂抛洒至火场，同时灭火弹的外壳被炸碎，灭火弹外壳碎片一同抛洒至火场，对火场内部等待救援的人员造成伤害；第六，使用T形滑轨作为灭火弹发射时的导轨容易出现卡弹的情况，使灭火弹未能脱离无人机，拉翻无人机或炸翻无人机，造成无人机坠落事故。

发明内容

为克服现有技术中存在的高楼灭火系统成本高、危险性大、可能造成二次伤害的不足，本发明提出了一种高楼灭火系统。

本发明包括旋翼无人机机身、旋翼、激光测距瞄准器、红外摄像头、破窗器、破窗器发射筒、灭火弹、救援弹、灭火弹发射筒、起落架和挂架；

安装在旋翼无人机机身的下表面的起落架的前横梁中部固定有激光测距瞄准器，在旋翼无人机机身下端前部固定有红外摄像头；所述破窗器发射筒固定在该起落架的前横梁与后横梁之间，并使该破窗器发射筒的发射口位于该前横梁处；所述破窗器位于该破窗器发射筒内，并处于该破窗器发射筒后部；所述挂架安装在所述起落架的前横梁与后横梁的下方；2个或4个灭火弹发射筒固定在该挂架上，并使各灭火弹发射筒的筒口位于所述前横梁处；各所述灭火弹发射筒的前端具有0～30°的上倾角。

在各所述灭火弹发射筒内分别装填有所述灭火弹和/或救援弹。

所述挂架包括挂钩、前弹架和后弹架；所述挂钩分为长挂钩和短挂钩，其中的长挂钩被固定在所述起落架的后横梁上，短挂钩被固定在所述起落架的前横梁上；该长挂钩的下端与所述后弹架固连，该短挂钩的下端与所述前弹架固连。

所述前弹架和后弹架均为板状，在各所述弹架上分别开有两个或四个灭火弹发射筒安装孔；各所述灭火弹发射筒安装孔的直径均与火弹发射筒的外径相同，并使二者之间紧密配合。

在所述后弹架上的各发射筒安装孔的内表面均布有三个用于所述灭火弹发射筒定位的挡块。

当所述弹架开有两个灭火弹发射筒安装孔时，两个灭火弹发射筒安装孔平行的位于该弹架上；当所述弹架开有四个灭火弹发射筒安装孔时，该四个灭火弹发射筒安装孔均分为两组上下排列。

本发明通过将破玻璃与精准投送问题分先后两步实施，从根本上克服现有技术及产品的固有缺陷。

使用时，在火灾现场附近，消防人员将破窗器、灭火弹和救援弹放入对应的发射筒，将点火器插头连接至无人机，消防人员通过遥控操作无人机将破窗器、灭火弹和救援弹运送至距火场建筑物外墙10～15m的距离，通过红外摄像头观测火场内的情况，并用喇叭和探照灯对建筑物内部可能存在的被困人员进行警示，通过红外摄像头确认待破窗位置无人员出现后用破窗器破除失火楼宇的玻璃墙幕或窗户玻璃，然后将微推力的灭火弹投送至火场，3s后灭火弹开始喷撒干粉灭火剂，扑灭火场内的火源，在现场根据需要也可发射救援弹为被困人员提供救援器材，使被困人员自救或保护被困人员不受有毒有害气体的侵害，延长救援时间。待无人机携带的灭火弹/救援弹使用完后飞回地面，地面消防人员根据需求补充破窗器、灭火弹或救援弹后开始新一轮的灭火工作。

本发明发的有益效果：

1本发明通过将破玻璃与精准投送分先后两步实施，克服了火箭发动机携带高温尾焰或高温发动机进入火场，造成的二次伤害；通过近距离投送的方式，在降低成本的同时提高了命中的精度；解决了灭火弹高速进入房间带来的撞击风险问题，极大地提高了灭火弹的安全性和可靠性。

2由于灭火弹不需要具备击碎玻璃的能力，因此可减少发动机燃料的使用量，并大大降低灭火弹头部及外壳的强度，使用轻量化的材质，减少消极质量，提高灭火剂的携带量及无人机的载弹量。

3由于灭火弹采用近距离投送方式，灭火弹仅需很小的推力，以较慢的速度投送至火场，因此发动机的尺寸、质量都将大幅度的减小，与之对应的灭火剂的质量将增加。

4本发明通过声(喇叭)、光(探照灯)双重警示，引起火场内被困人员和消防人员的注意，使其注意躲避，避免不必要的伤害；喇叭和探照灯也可在光照不好的情况下，用于被困人员的搜救以及与被困人员临时沟通使用。

5本发明所使用的灭火弹和救援弹可根据火场情况任意搭配使用，使救援更据针对性，提高救援质量。

附图说明

图1是四发射筒高楼灭火系统的结构示意图。

图2是双发射筒高楼灭火系统的结构示意图。

图3是破窗器发射筒与破窗器位置关系示意图。

图4是双发射筒机载部分结构示意图。

图5是四发射筒机载部分结构示意图。

图6是尾部挂钩示意图。

图7是头部挂钩示意图。

图8是双发尾部弹架示意图。

图9是双发头部弹架示意图。

图10是四发尾部弹架示意图。

图11是四发头部弹架示意图。

图中：1.旋翼无人机机身；2.旋翼；3.激光测距瞄准器；4.红外摄像头；5.破窗器；6.破窗器发射筒；7.灭火弹；8.救援弹；9.灭火弹发射筒；10.喇叭；11.探照灯；12.起落架；13.挂架；14.安全机构。

具体实施方式

本实施例是一种高楼灭火系统，包括旋翼无人机机身1、旋翼2、激光测距瞄准器3、红外摄像头4、破窗器5、破窗器发射筒6、灭火弹7、救援弹8、灭火弹发射筒9、喇叭10、探照灯11、起落架12、挂架13和安全机构14。

在所述旋翼无人机机身1的下表面固定有起落架12。所述激光测距瞄准器3通过转接件固定在该起落架前横梁的中部，用于测量距建筑物外墙距离，并起辅助瞄准的作用。所述红外摄像头4固定在旋翼无人机机身下端前部，用于探测火场温度分布并为地面提供现场画面。所述破窗器发射筒6通过连接件固定在所述起落架12的前横梁与后横梁之间，并使该破窗器发射筒的发射口位于该前横梁处。所述破窗器5位于该破窗器发射筒内，并处于该破窗器发射筒后部。所述挂架13安装在所述起落架的前横梁与后横梁的下方。四个灭火弹发射筒9固定在该挂架上，并使各灭火弹发射筒的筒口位于所述前横梁处。在各所述灭火弹发射筒内分别装填有所述灭火弹7和/或救援弹8。

在所述起落架12上固定有探照灯11和喇叭10，用于火场照明，以及向火场被困人员及消防人员传递信息。所述喇叭和探照灯均采用现有产品。

所述旋翼无人机采用现有技术。

所述挂架13包括四个挂钩、两个弹架和四个加强筋；所述两个弹架分为前弹架和后弹架。所述挂钩为“J”型的镂空薄金属板，均被固定在所述起落架12的前横梁和后横梁上，其中两片较短挂钩的位于起落架前横梁处，一端勾在横梁上并通过螺丝固定，另一端与所述前弹架固连；两片较长的“J”型镂空薄金属板位于起落架的后横梁处，一端勾在横梁上并通过螺丝固定，另一端与所述后弹架固连。由于所述挂钩的长度不同，使得该发射筒具有0～30°的上倾角。在所述前弹架与后弹架之间通过加强筋支撑，以保障其刚度。

所述弹架为板状，在各所述弹架上均开有两个或四个灭火弹发射筒安装孔。所述前弹架上的各发射筒安装孔的直径与所述灭火弹发射筒9的外径相同，并使二者之间紧密配合。所述后弹架上的各发射筒安装孔的直径亦与所述灭火弹发射筒9的外径相同，并使二者之间紧密配合；在该后弹架上的各发射筒安装孔的内表面均布有三个径向凸出的挡块；当所述灭火弹发射筒后端装入该后弹架上的发射筒安装孔后，通过该挡块与该灭火弹发射筒外圆周表面凸台之间的配合，限定该该灭火弹发射筒的位置。在所述各弹架的边缘上有与所述挂钩连接的螺孔。

当所述弹架开有两个灭火弹发射筒安装孔时，两个灭火弹发射筒安装孔平行的位于该弹架上；当所述弹架开有四个灭火弹发射筒安装孔时，该四个灭火弹发射筒安装孔均分为两组上下排列。

所述灭火弹发射筒为前部有突起的镂空圆筒，前部突起用于将发射筒固定在弹架上。

所述灭火弹采用申请号为201911063627.0的发明创造中公开的投送喷粉的高楼灭火弹，是一种使用低温燃气剂作为动力源的推粉抛洒式的灭火弹。

该灭火弹包括喷粉盖、封口件、发射筒、粉筒、导向管、干粉灭火剂、推粉板、热气溶胶、连接件、延迟药剂、延迟点火器、燃烧室壳体、低温产气剂、压片、后盖和点火器；其中：所述粉筒位于发射筒内，干粉灭火剂置于粉筒内；所述喷粉盖固定在所述粉筒的上端，在该粉筒上端面放置有封口件；所述推粉板位于所述粉筒内的下端；所述连接件位于所述发射筒内，并套装在所述粉筒下端的外圆周表面上；该连接件的外圆周表面与所述发射筒的内圆周表面之间间隙配合；所述热气溶胶的装填腔位于该推粉板的下端面与连接件的内端面之间；在所述连接件下端面的中心有轴向凸出的延迟点火器套管，该延迟点火器的一端装入该延迟点火器套管内；线状的延迟药剂的一端穿过所述延迟点火器的内孔进入导向管，并从所述导向管上的气孔穿出；所述导向管位于该粉筒内，并使该导向管的上端安装在所述连接件中的撑膜圈的中心，使该导向管的下端安装在所述连接件的中心；所述粉筒、发射筒与导向管同轴；燃烧室壳体的上端与所述连接件下端面的连接套固连，该燃烧室壳体下端与所述后盖固连；在该燃烧室壳体的下端面安放有压片；点火器穿过位于所述压片中心和后盖中心的通孔，一端位于该燃烧室壳体内，另一端位于该燃烧室壳体外；所述低温产气剂置于所述燃烧室壳体内；位于所述导向管下端的管体上有孔径为2～5mm的气孔。

所述救援弹采用现有技术，为使用低温燃气剂作为动力源，是一种能携带防毒面具、绳索等救援器材进入火场的消防器材。

所述起落架为轻质金属管，呈“A”字形布置，前部和后部均有一横梁，为对称结构，用于架设挂架、破窗器发射筒和激光测距瞄准器，前部和后部之间分别有两道横梁连接，其中下部横梁起支撑无人机的作用，上部横梁起加固作用。

所述安全机构为固定在灭火弹发射筒前端的电子锁，与点火系统为联动关系，当电子锁解锁后灭火弹才可以点火发射，该机构用于固定灭火弹并为灭火弹的发射提供双重保险。

本发明是一种高楼灭火的系统。通过将破玻璃与精准投送问题分先后两步实施，从根本上克服现有技术及产品的固有缺陷。

本发明通过以下方案实现上述目的，在火灾现场附近，消防人员将破窗器、灭火弹和救援弹放入对应的发射筒，将点火器插头连接至无人机，消防人员通过遥控操作无人机将破窗器、灭火弹和救援弹运送至距火场建筑物外墙10～15m的距离，通过红外摄像头观测火场内的情况，并用喇叭和强光手电对建筑物内部可能存在的被困人员进行警示，通过红外摄像头确认待破窗位置无人员出现后用破窗器破除失火楼宇的玻璃墙幕或窗户玻璃，然后将微推力的灭火弹投送至火场，3s后灭火弹开始喷撒干粉灭火剂，扑灭火场内的火源，在现场根据需要也可发射救援弹为被困人员提供救援器材，使被困人员自救或保护被困人员不受有毒有害气体的侵害，延长救援时间。待无人机携带的灭火弹/救援弹使用完后飞回地面，地面消防人员根据需求补充破窗器、灭火弹或救援弹后开始新一轮的灭火工作。