本发明涉及消防技术领域， 尤其涉及一种钻洞穿墙灭火装置。 背景技术

城市高层、 超高层建筑物单元内发生火灾， 消防车无法达到起火单位的高 度时， 若不及时将起火单位火灾朴灭， 火灾单位内高温与火焰， 足以将上下左 右隔邻单元内大部分物品烤焦点燃， 引发更多、 更大的火灾。

城市高层、 超高层建筑物灭火一直到现在仍是世界性灭火 难题。 随着高层 建筑物灭火的需求， 消防车灭火高度已发展到达一百米高度。 但其造价、 道路 配合、 气象等条件要求， 并非每个有高层建筑的中小城市可以负担而接 受。 同 时， 在现阶段技术与安全的要求， 消防车灭火高度不可能再无限制地增高， 去 满足城市高层建筑物高度增长。 就现有百米高的消防车灭火的高度， 对一百多 米以上高层、 超高层建筑物灭火也无能为力。 而大多数城市消防车灭火高度都 在五十米以下。 能有效灭火高度都在二十层左右。

除了举高消防车能进行高层建筑物灭火外， 现在有两种可较接近用于高层 建筑物灭火的技术。 导弹灭火装置与磨料钻洞灭火装置。

据 2013年 7月 10日的新闻报导， 导弹灭火已进行实弹灭火试验获得成功。 给将来高层、 超高层建筑灭火增加多一种灭火方法手段。 但由于导弹弹道末端 呈抛物线状， 在城市密集建筑群中应用， 特别是高层、 超高层建筑灭火， 发射 需要有一定距离空间。 在不宽阔的城市街道展开灭火， 目标与发射点距离相隔 太近会限制其使用。 危险火药与精密控制装置给消防队使用、 维护， 也会带来 一定的困难。

磨料钻洞灭火装置（水射流技术）是由外国一 家公司发明， 叫做 COBRA 的 灭火装置。 国内亦有部分厂家生产类似灭火装置。 它需要几十匹马力的动力机， 产生三百公斤以上的高压力水， 混合铁砂研磨剂， 喷射沖击墙壁或铁板产生小 孔洞后， 直接射出高压水雾进行灭火。 但其动力与体积都较大， 装置较为复杂， 多数需装在各种大小车辆上才能移动到灭火现 场。 磨料钻洞灭火装置部分属于 高压容器， 应用、 维修与保养， 有较大限制。 磨料钻洞灭火装置产生高压水与 研磨砂混合下， 可以穿透约一公分厚铁板或约二十公分厚一般 建筑材料。 但遇 到较厚空心砖墙、 四十公分以上厚的分隔墙、 承重墙等高层建筑物墙， 以及多 种材料的混合墙、 双层双扇的家居防盗门， 磨料钻洞灭火装置就无法穿透了。 由于磨料射流技术， 产生射流有一定的靶距才会有效钻孔。 离开靶距的核心段， 进入破裂段， 就无钻孔的能力了。 因此， 磨料钻洞灭火装置穿透深度是有限的。

当然， 还有很多能穿透物体的灭火装置。 但都不能直接用于高层、 超高层 建筑灭火。 如外国有一种消防车， 其伸缩车臂上有沖击钻头， 能钻透飞机外壳 灭火。 但体积庞大， 无法进入高层建筑内灭火。 还有用气压、 液压或电力沖击 钻方式， 能对小汽车或较薄材料外壳穿透灭火。 但沖击式撞击不适合较硬和较 厚材料穿孔。 另外， 油库被雷击发生大火。 常因消防车不够高、 或因泡沫太轻 射程近， 无法达到油面。 长时间燃烧可能引起爆炸， 波及邻近油罐。

中国实用新型专利号为： "ZL201220077916" , 专利名称为： "一种消防高压 水钻穿墙灭火装置" 的文件中公开了一种利用钻头转动和高压水射 流双重作用 快速穿透建筑墙体的灭火设备， 可以进行高效穿墙灭火目。 但是， 该灭火设备 具有以下缺点： 其一、 单一高压水无法穿透建筑墙体。 要有磨砂混合， 并要有 超高压水混合， 在一定的靶距内才能透建筑墙体。 装置结构较复杂。 其二、 高 压水射流技术穿墙靶距有限。 穿墙厚度不会超过二十公分。 其三、 高压水射流 射枪特殊，反作用力大，要用肩力顶住才行。 该结构会被高压水顶开，无法使用。 (见 COBRA磨料钻洞灭火装置）。 其四、 长钻头在钻入墙体时， 易发生抖动， 必 须有固定架或导轨。 否则钻头容易折断或偏离； 其五、 动力部件采用电动机， 在火灾发生时取电困难； 发明内容

针对上述技术中存在的不足之处， 本发明提供一种钻洞穿墙灭火装置， 解 决城市高层、 超高层建筑物内发生火灾时， 能在高层、 超高层建筑物火灾楼层 内对起火单位进行安全、 快速、 筒单、 有效地灭火。

为实现上述目的， 本发明提供一种钻洞穿墙灭火装置， 包括主水轮机、 正 反换向器、 转接套、 空心钻头、 手轮助推器、 导轨、 分水器、 副水轮机和高压 水泵；

所述手轮助推器与主水轮机连接， 主水轮机通过正反换向器与空心钻头驱 动连接， 所述空心钻头和正反换向器之间还设有转接套 ， 所述主水轮机和正反 换向器固定在导轨上；

用于连接消防压力水管道的高压水带与分水器 的进水口连通， 所述分水器 的第一出水口与主水轮机连通， 所述分水器的第二出水口与副水轮机连通， 所 述副水轮机与高压水泵驱动连接， 所述分水器的第三出水口与高压水泵的进水 口连通， 所述高压水泵的出水口通过转接套与空心钻头 连通； 所述空心钻头的 钻尖附近设有多个用于直射和散射的细孔。

其中， 所述主水轮机为一台水轮机或者至少两台水轮 机组成的水轮机组。 其中， 所述正反换向器， 是由一组齿轮组成的将主水轮机输入的单一转 动 方向变为正反两种旋转方向的换向齿轮箱。

其中， 所述空心钻头为用于钻削钢铁的碳钢钻头、 用于钻削玻璃的金刚石 钻头或用于钻削混凝土的人造金刚石空心薄壁 钻头。

其中， 所述转接套安装在空心钻头后端颈部， 且转接套上设有一个以上用 于对接外部灭火剂的快速接头。

其中， 所述手轮助推器包括转动手轮和粗螺杆， 所述手轮和粗螺杆前后水 平连接， 或通过直角伞形齿轮成 90度连接。

其中， 所述高压水泵为柱塞式或离心式小型高压力水 泵。

其中， 所述灭火装置还包括用于固定导轨并使导轨上 部件改变工作角度的 多角度支架， 所述多角度支架与导轨固定连接。

其中， 所述灭火装置还包括用于固定多角度支架的支 架固定吸盘， 所述支 架固定吸盘是手动真空吸盘或机动真空吸盘。

其中， 所述灭火装置还包括用于冷却空心钻头的冷却 管， 冷却管与主水轮 机出水口连通。

本发明的有益效果是： 与现有技术相比， 本发明提供的钻洞穿墙灭火装置， 利用消防压力水管道的水压力作为动力源， 一路驱动主水轮机实现钻洞， 另一 路驱动副水轮机带动高压水泵产生高压水， 同时在空心钻头的钻尖附近设置直 射和散射的细孔， 在高压水泵的作用下， 能产生高压水雾， 从而实现钻洞穿墙 高压水雾灭火。 由于不需要打开起火单位的门， 不会有大量氧气补充到火灾室 内， 就不会出现爆燃的状况。 直接对墙、 地板、 天花板或门钻洞后， 喷射高压 水雾、 不燃气体（惰性气体）、 泡沫、 干粉等灭火剂进行灭火。 即能保障消防员 安全， 又能快速灭火， 同时大大减少因传统灭火方式用水， 带来水渍的损失。 对起火单位上下左右相邻单位损失也能大大降 低。 另外， 本案的钻洞穿墙灭火 装置， 总重量轻。 动力源采用消防压力水管道， 易取易用。 结构筒单， 易操作， 易维护。 主要磨损仅是钻头更换， 维护成本低。 轻便易移动， 只需两人就可以 搬运移动和操作， 较容易搬运到建筑物高层操作灭火。 附图说明

图 1为本发明的钻洞穿墙灭火装置的结构示意图

主要元件符号说明如下：

I、 主水轮机 2、 正反换向器

3、 转接套 4、 空心钻头

5、 手轮助推器 6、 导轨

7、 分水器 8、 副水轮机

9、 高压水泵 10、 高压水带

I I、 压力水管 12、 细孔 具体实施方式

为了更清楚地表述本发明， 下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图 1 , 本发明的钻洞穿墙灭火装置， 包括主水轮机 1、 正反换向器 2、 转接套 3、 空心钻头 4、 手轮助推器 5、 导轨 6、 分水器 7、 副水轮机 8和高压水 泵 9; 手轮助推器 5与主水轮机 1连接， 主水轮机 1通过正反换向器 2与空心钻 头 4驱动连接， 空心钻头 4和正反换向器 2之间还设有转接套 3 , 主水轮机 1和 正反换向器 2固定在导轨上； 用于连接消防压力水管道的高压水带 10与分水器 7的进水口连通， 分水器 7的第一出水口与主水轮机 1连通， 分水器 7的第二出 水口与副水轮机 8连通， 副水轮机 8与高压水泵 9驱动连接， 分水器 7的第三 出水口与高压水泵 9的进水口连通， 高压水泵 9的出水口通过压力水管 11连通 转接套 3后与空心钻头 12连通； 空心钻头 12的钻尖附近设有多个用于直射或 散射的细孔 12 , 高压水泵 9产生的高压水， 经过钻头上的细孔喷出可以形成高 压水雾， 从而实现钻洞穿墙高压水雾灭火。

相较于现有技术的情况， 本发明提供的钻洞穿墙灭火装置， 利用消防压力 水管道的水压力作为动力源， 一路驱动主水轮机 1 实现钻洞， 另一路驱动副水 轮机 8带动高压水泵 9产生高压水， 同时在空心钻头 4的钻尖附近设置直射或 散射的细孔 12 , 在高压水泵 9的作用下， 能产生高压水雾， 从而实现钻洞穿墙 高压水雾灭火。 由于不需要打开起火单位的门， 不会有大量氧气补充到火灾室 内， 就不会出现爆燃的状况。 可以直接对墙、 地板、 天花板或门钻洞后， 喷射 高压水雾、 不燃气体（惰性气体）、 泡沫、 干粉等灭火剂进行灭火。 即能保障消 防员安全， 又能快速灭火， 同时大大减少因传统灭火方式用水， 带来水渍的损 失。 对起火单位上下左右相邻单位损失也能大大降 低。 另外， 本案的钻洞穿墙 灭火装置， 总重量轻。 动力源采用消防压力水管道， 易取易用。 结构筒单， 易 操作， 易维护。 主要磨损仅是钻头更换， 维护成本低。 轻便易移动， 只需两人 就可以搬运移动和操作， 较容易搬运到建筑物高层和操作灭火。

在本实施例中， 上述主水轮机 1 为一台水轮机或者至少两台水轮机组成的 水轮机组。 当然， 使用其他动力， 比如汽油机、 电动机， 或液压、 气压等方式 来驱动空心钻头的动力也是可以达到同样的效 果。 但是， 因为高层、 超高层建 筑物火灾时， 通常火灾时需断电， 而无电力供给电动类动力使用。 用内燃机机 动动力在楼层内长时间使用， 因噪音与废气也很难在有限的走廊、 楼梯空间使 用。 因此， 在高层、 超高层建筑物内灭火， 取用高层建筑物消防系统压力水， 来推动水轮机作为动力是最佳选择。 而其他动力可应用在地面或较大空间地方 采用。 如地面仓库、 飞机、 铁路车厢等情况灭火。

当各种噪音与废气无特殊限制时， 有适合电力或其他动力供应时， 可以将 本钻洞穿墙灭火装置中的水轮机改用交直流电 动机、 液压转动泵、 气压泵等各 种动力源。 钻洞穿墙灭火装置结构大致不变， 仅动力驱动方式改变， 也是属于 本专利方法保护目的另一种方式。 当然， 本案并不局限于上述结构实现本案的 钻洞穿墙灭火装置， 还可以仅仅通过水轮机驱动空心钻头钻洞的方 式， 并利用 空心钻头喷水实现钻洞穿墙灭火， 任何对本发明的主要技术方案实现删减的结 构， 均属于对本发明的变劣设计， 也应当理解为对本发明的变形， 落入本案的 保护范围。

在本实施例中， 上述正反换向器 2 , 是由一组齿轮组成的将主水轮机输入的 单一转动方向变为正反两种旋转方向的换向齿 轮箱。 水轮机主轴旋转力传递到 正反换向器（即换向齿轮箱）， 给空心钻头提供正转与反转。 一般状况下， 正转 是空心钻头向前旋入方向。 反转是空心钻头退出所需要方向。

在本实施例中， 上述空心钻头 4 为用于钻削钢铁的碳钢钻头、 用于钻削玻 璃的金刚石钻头或用于钻削混凝土的人造金刚 石薄壁空心钻头。 空心钻头 4 在 本发明钻洞穿墙灭火装置中是可更换的。 空心钻头 4 制作材料与形状是根据所 钻的墙与门的材料来确定。 大致分为三种， 一种为碳钢钻头， 如麻花钻等对钢 铁易于钻削钻头。 对付如钢建筑、 高铁车厢、 舰船曱板与隔板、 飞机外壳等金 属材料。 一种为玻璃钻头， 如金刚钻等对玻璃易于钻削钻头。 对付如商场玻璃 墙、 银行隔墙等玻璃建筑材料。 另一种为混凝土钻头， 即人造金刚石空心薄壁 钻头。 俗称桶钻。 专为钻混凝土取样、 安装管道用钻头。 对付如混凝土建筑材 料的墙、 天花板、 地板等混凝土建筑材料。 也可以用综合钻头。 一种钻头对付 几种材料。

但不管哪一种钻头， 其内部是设计成空心的， 以便包括水等各种灭火剂的 通过。统称空心钻头。钻头前端为锋利的钻尖 ， 钻尖附近有多个直射孔和散射孔。 前部分直射孔可以让水雾射的更远， 后部分散射孔可以让水雾面积散射更大。 大面积水雾更有益于汽化， 也有益于掩护消防员安全进攻。

在本实施例中， 上述转接套 3安装在空心钻头后端颈部， 且转接套 3上设 有一个以上用于对接外部灭火器械的快速接头 。 空心钻头 4后端颈位处有孔与 转接套 3相连并且紧密封。 空心钻头 4的转接套功能是将外来的灭火剂， 连接 输送到空心钻头。 转接套 3是固定在空心钻头后端的颈部处紧密相连。 转接套 3 外圈有快速接头。 快速接头是将高压水雾等灭火剂， 由外引进到转接套内， 再 经过空心钻头 4 到射出灭火的通道。 为了保持空心钻头旋转稳定， 转接套外圈 快速接头必须为一个以上对称安装， 这样空心钻头 4旋转时较平衡， 就不会产 生抖动现象。 空心钻头直径需大于一公分以上， 根据不同的灭火剂或流量大小 需要来设计空心钻头 4的直径， 保证有足够流量去灭火。

在本实施例中， 上述手轮助推器 5 包括转动手轮和粗螺杆， 手轮和粗螺杆 前后水平连接， 或通过直角伞形齿轮成 90度连接。 施加给空心钻头 4压力是通 过轨道 6上手轮助推器 5进行。 手轮助推器 5是一种螺旋杆加手轮， 螺旋杆顶 在主水轮机 1后端。 当手轮正旋转推动螺旋杆在导轨 6上平稳向主水轮机 1后 端前压， 主水轮机 1与转接套 3、 空心钻头 4同时在导轨 6上运动， 向墙壁钻削 成洞。 当手轮反旋转时， 拉动螺旋杆与主水轮机 1 在导轨上退出。 手轮与螺旋 杆结合可以是水平前后结构， 手轮与螺旋杆也可以是 90度角， 伞形齿轮传动结 构。

在本实施例中， 上述高压水泵 9为柱塞式或离心式小型高压力水泵。 当然， 本案并不局限于这两种形式的高压水泵， 还可以采用其他高压力水泵。

在本实施例中， 上述灭火装置还包括用于固定导轨 6并使导轨 6上部件改 变工作角度的多角度支架（图未示）， 多角度支架与导轨 6固定连接。 正反换向 器、 空心钻头、 转接套， 在向目标运动钻削， 需要有稳定轨道式装置。 稳定轨 道式装置称为导轨。 导轨作用一是空心钻头快速旋转时，不会引起 整套装置抖 动，二是有了导轨才能给钻头钻削， 提供平稳的施加外力， 才可以促使钻头向前 钻削成洞， 或钻削后平稳退出。

在本实施例中， 上述灭火装置还包括用于固定多角度支架的支 架固定吸盘 (图未示）， 支架固定吸盘是手动真空吸盘或机动真空吸盘 。

在本实施例中， 上述灭火装置还包括用于冷却空心钻头 4 的冷却管 （图未 示）， 冷却管与主水轮机出水口连通。 主水轮机 1排出的低压水， 经过冷却管喷 在钻孔时的空心钻头 4上。 可给空心钻头 4冷却、 沖屑， 延长空心钻头 4使用 寿命。

经消防部门审批合格的城市高层建筑物， 日常运作时， 只要消防系统是正 常状态， 不管楼层有多高， 每层楼均有消防压力水管道， 一般压力均在十公斤 左右。 当发生火灾时， 走廊或公众地方喷淋头合自动洒水灭火。 （除了旧式建筑 消防系统消防水管为干管， 有火灾时， 消防员临时由地下消防栓接口， 从消防 车接入压力水供高层灭火。 )

城市高层建筑物内消防系统的压力水是本发明 钻洞穿墙灭火装置的动力与 水源的主要来源。 即便是高层建筑物内消防供水系统出了问题， 消防压力水管 压力低或无水状况时， 消防人员也有办法将压力水向高层输送。

本发明钻洞穿墙灭火装置的水轮机转动动力， 需要十公斤左右压力水驱动。 与城市高层建筑物内消防系统的压力， 无须其他转换， 能直接给水轮机使用。 水轮机有两个接口， 一端进口的压力水推动叶轮转动， 通过正反换向器， 带动 主轴旋转。 另一端出口为推动叶轮转动后的低压水排出。 低压水排出可供钻头 冷却。

当高层、 超高层建筑发生火灾时， 外攻方式灭火因建筑物太高， 消防云梯 车射水无法达到其火灾单位。 消防云梯车射水能达到楼层， 也因大量水造成大 面积水渍， 甚至影响左右、 下层无辜单位都受到损失。 因此采用内攻灭火方式， 即从火灾单位楼层内对火灾单位进行灭火。 若此时对火灾单位破拆开门， 可能 导致突然大量氧气涌入， 产生爆燃， 威胁消防员生命安全。 也可能导致大火漫 延到其他单位。 消防员在救火时， 因火灾单位爆燃而导致死亡事件屡有发生。

本发明钻洞穿墙灭火装置在高层建筑灭火时， 采用内攻灭火方式， 即从火 灾单位楼层内对火灾单位进行灭火。

具体操作方法是（图 1 ): 将钻洞穿墙灭火装置放置火灾单位门口， 选择适 当的空心钻头 （4)装在正反换向器（3)上， 将空心钻头 （4)对准门或墙适当 位置。 将楼层的消防栓水管用高压水带 （10) ， 通过分水器（7)与钻洞穿墙灭火 装置上主水轮机（1 )进水口连接。 此时， 分水器（7)另两个出口是封闭。 打开消 防栓供水阔门， 分水器（ 7 )先给主水轮机 ( 1 )供水， 主水轮机 ( 1 )转动带动 正反换向器（2), 带动空心钻头 （4)正方向旋转钻削。 手轮正旋转推动螺旋杆 即手轮助推器（5) 向前压， 主水轮机（1)、 正反换向器（2)、 空心钻头 （4 ) 在轨道（ 6 )上平稳钻入墙壁或门， 直至钻削穿透。 穿透后， 不要退出。 分水器 ( 7 )停止给主水轮机 ( 1 )供水， 此供水口关闭。 将压力水（ 10 )通过分水器 ( 7 )传给另外两个出口， 供付水轮机 ( 9 )转动， 带动高压水泵（ 9 )产生高压 水。通过高压水泵出水上高压水管（ 11 )与空心钻头（ 4 )后端颈部上转接套（ 3 ) 快速接头连接， 通过空心钻头（4)前细孔（12) 向室内射出高压水雾， 直至朴 灭火灾。

第二种方案是不用高压水雾灭火。 当火灾单位墙壁或门被空心钻头（4)穿 透后， 不拨出。 将压缩的二氧化碳、 氮气、 干粉、 惰性气体等压缩灭火剂与空 心钻头 （4)后端颈部上转接套（3)快速接头相连接， 直接向室内射出气体、 干粉等各种灭火剂， 直至朴灭火灾。

朴灭火灾后， 将压力水管 （11 )从转接套（3)快速接头上拔下。 然后， 分 水器（ 7 )再次给主水轮机 ( 1 )供水转动， 关闭另两个出口。 通过正反换向器 ( 2), 摆动改向手柄， 空心钻头 （4)反方向旋转。 通过施压器（5 )上手轮， 反方向旋转拉动螺旋杆使空心钻头 （4) 向后退出。

本发明的优势在于：

1、 利用这种钻洞穿墙灭火装置灭火， 也适合朴灭低层特殊空间环境火灾。 如档案室、 控制室、 文物库或船舰、 邮轮、 高铁车厢、 飞机等低层特殊密闭空 间环境火灾。 在无须打开火灾单位封闭门状态下， 钻洞灭火， 即能安全快速灭 火， 又能减少因灭火带来水渍的损失。 因为， 高压水雾进入高温火灾空间立即 被气化， 产生比水雾多近千倍水汽体积， 隔绝氧气阻止燃烧继续进行。 高压水 雾灭火用水量少， 水渍损失低。 比用大量用水冷却浇灭火源的传统灭火方法更 科学。

2、 利用这种钻洞穿墙灭火装置亦可应用在油库灭 火。 在大型油罐顶部发生 大火， 长时间燃烧可能引起爆炸， 波及邻近油罐。 只要在油罐底部焊接一固定 装置， 用钻洞穿墙灭火装置将油罐钻穿， 喷射轻泡沫， 轻泡沫上升到油面并完 全遮盖， 火焰很快因油与氧隔开自灭。

3、 利用这种钻洞穿墙灭火装置亦可应用反恐领域 。 解救匪徒劫持人质时， 用钻洞穿墙灭火装置， 从上下左右空间寻找适当位置， 向人质单位内钻洞， 喷 射麻醉剂、 催泪剂。 保护人质安全， 活捉匪徒， 减少伤亡。 也减少财产损坏。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例， 但是本发明并非局限于此， 任 何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本 发明的保护范围。