СПОСОБ ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК A62C2/00 

Изобретение относится к созданию способов и средств, предназначенных для предотвращения пожаров или сдерживания огня.

Известно, что пожаротушение можно обеспечить различными способами:
- изоляцией очага горения от кислорода воздуха или снижением концентрации О₂ вследствие разбавления воздуха негорючими газами;
- интенсивным ингибированием химических реакций в пламени;
- охлаждением очага горения до определенных температур;
- механическим срывом пламени сильной струей газа или воды;
- созданием условий огнепреграждения или сочетанием этих способов.

Различают поверхностное тушение - подачу средств тушения (воды, пены, порошков) непосредственно в очаг пожара - и объемное - создание в районе пожара газовой среды, не поддерживающей горения. Последнее применяют в ограниченных (в замкнутых) объемах (помещениях, отсеках, галереях и т. п. ), а в качестве гасителей, как правило, используют инертные газовые разбавители, хладоны, порошки и комбинированные составы на основе хладонов.

Изоляция очага горения от кислорода воздуха разбавлением инертными газами широко представлена различными системами со сжатыми СО₂, N₂, Аr и т. п. Кроме того, известны генераторы инертных газов, работающие на принципе сжигания в различных установках, например авиадвигателях, углеводородного горючего типа керосина.

Ингибирование процессов, заключающееся в торможении цепной реакции, происходящей при горении, наиболее интенсивно осуществляется хладонами.

Однако, из-за сильного воздействия хладонов на озоновый слой атмосферы, вплоть до разрушения последнего, применение хладонов для пожаротушения ограничено.

В настоящее время наиболее универсальными средствами пожаротушения, применяемыми для гашения любого типа пожаров и электроустановок под напряжением, являются огнетушащие порошки на основе карбонатов, фосфатов, хлоридов щелочных металлов.

Известен способ пожаротушения, предусматривающий образование пожаротушащего аэрозоля при горении порохов аэрозольных смесевых (ПАС), состоящих из 13-39% твердых компонентов (нитратов Na, K; хлоридов или карбонатов Na, K; перхлоратов Na, NH₄, K; бихромата К) и связующих типа нитроцеллюлозы, полиэфира, каучуков, эпоксидной или резольной смолы, принятый за прототип.

Судя по температуре горения составов (900-1495К) и большому содержанию связующего, такого типа составы обладают низким коэффициентом избытка окисляющих элементов ( α), а, значит, в газовой составляющей аэрозоля содержит много соединений, способных к догоранию в воздушной среде (СО, Н₂, ОН и т. п. ), которые в очаге пожара могут стать дополнительным источником горения.

Целью предлагаемого изобретения является разработка эффективного способа гашения пожаров огнетушащим составом, образованным аэрозолем из твердой и газообразной фаз, полученным сгоранием специально подобранных составов смесевого твердого топлива. Такие топлива содержат окислитель, отвержденное полимерное горюче-связующее и, как правило, добавки различного назначения.

Продукты сгорания (ПС) выделяются при сжигании СТТ в различного вида стационарных и переносных установках и огнетушителях, при поджигании открытых образцов топлива с помощью любого типа воспламеняющих устройств, а также когда изделия из СТТ помещены непосредственно в очаге пожара. Чтобы ПС СТТ не стали дополнительным источником горения, в них содержатся, в основном, продукты полного окисления входящих в топливо элементов, т. е. α исходной композиции обеспечивается на уровне 0,9-1,0.

Способ предусматривает комплексное воздействие на очаг пожара. При горении СТТ выделяется большой объем ПС (23-27 молей/кг при температуре 1900^оК), которые, разбавляя воздух и вытесняя его из зоны горения, создают пониженную концентрацию кислорода в очаге пожара. Одновременно, содержащиеся в ПС газообразные соединения щелочных металлов при охлаждении переходят в конденсированное состояние в виде мельчайших частиц, и этот устойчивый аэрозоль обладает сильным ингибирующим действием на горение в воздушной среде всех видов материалов и газов.

В зависимости от набора исходных компонентов аэрозоль состоит из различных инертных газов (СО₂, Н₂О, N₂ и др. ) и конденсированных частиц, представляющих, в основном, соединения щелочных металлов типа галогенидов, карбонатов (например, К (Na) Cl, K₂CO₃, K₂SO₄). Для повышения концентрации в ПС аэрозоля-ингибитора в исходный состав могут дополнительно вводиться порошки-ингибиторы.

В таблице приведены составы ПС различных вариантов компоновки СТТ.

Из таблицы следует, что ПС содержат 40-45% по весу соединений калия, находящихся, в основном, в газообразном состоянии. Это обстоятельство способствует интенсивному ингибирующему воздействию на реакции в пламени.

Большой объем выделяющихся газов (23-27 молей/кг при температуре 1900К) обеспечивает разбавление и вытеснение воздушной среды из очага пожара. Образующиеся газы экологически чистые. Вид используемого связующего практически не влияет на количество и качественный состав продуктов сгорания, а варьированием вида окислителя и соотношения между окислителями можно несколько изменить состав ПС.

В условиях предприятия проведена оценка гасящей способности продуктов сгорания СТТ.

Потушены горящие ЛВЖ (бензин, ацетон) и древесина. Расход топлива при гашении ЛВЖ составил 0,05-0,10 кг/м³, а древесины - 0,03-0,06 кг/м³. По данным Справочника "Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения" под редакцией А. Н. Баратова и А. Л. Корольченко, М. , Химия, 1990 при объемном гашении пожаров ЛВЖ и древесины расходуются: Углекислый газ 0,7 кг/м³ Хладон 114 В 2 0,22-0,37 кг/м³ Порошковые средства 0,27-0,4 кг/м³ Достоинствами предлагаемого способа пожаротушения являются следующие:
1. Универсальность - применение для гашения любого типа пожара.

2. Постоянная готовность к применению. Изделия из топлива способны к длительному хранению (10-15 лет) в широком температурном диапазоне без изменения характеристик и не требуют дополнительной подготовки перед использованием.

3, Взрывобезопасность изготовления и возможность получения образцов любой формы и различных размеров.

4. Экологическая чистота продуктов сгорания.

5. Конверсия оборонной отрасли промышленности. (56) Сборник "Пороха и твердые специальные топлива в народном хозяйстве", под. ред. Б. П. Жукова, ЦНИИНТИ, КПК, М. , 1990 г. , с. 21.

Сущность изобретения: предлагаемое изобретение позволяет осуществить экологически чистое объемное гашение пожаров любого типа за счет воздействия на очаг огнетушащим аэрозольным составом, полученным сгоранием твердого топлива (ТТ). Выделяющийся при горении большой объем газообразных продуктов сгорания (ПС) разбавляет воздух с вытеснением его из зоны горения. Одновременно содержащиеся в ПС газообразные соединения щелочных металлов при охлаждении образуют устойчивый аэрозоль, обладающий сильным ингибирующим действием на горение всех видов материалов и газов. 1 табл.

СПОСОБ ПОЖАРОТУШЕНИЯ, включающий воздействие на очаг огнетушащим составом, образованным аэрозолем из твердой и газообразной фаз, полученным сгоранием твердого топлива, включающего смесь полимерного связующего на основе каучуков и окислителей - азотнокислого и хлорнокислого калия, отличающийся тем, что смесь образована компонентами в соотношении, мас. % :
Полимерное связующее на основе каучуков, или дивинильного, или изопренового, или нитрильного, или полиуретанового, или тиокола 13,5 - 20
Хлорнокислый или азотнокислый калий или их смесь 70 - 82
Специальные добавки 5 - 10