АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК A62C35/00 

Изобретение относится к средствам пожаротушения, а именно к автоматическим огнетушителям преимущественно для пассажирских транспортных средств.

Особенностью таких огнетушителей является их автономность, полная независимость функционирования не только от систем и агрегатов того транспортного средства, на котором установлен огнетушитель, но и от действий человека в конкретной пожароопасной ситуации. Целесообразность установки на пассажирских транспортных средствах автоматических огнетушителей, особенно на автомобилях, управляемых инвалидами, очевидна, т.к. возникновение загорания в пути на высокой скорости при ограничении перемещения и действий водителя и пассажиров приводит к быстрому распространению огня и часто к весьма тяжелым последствиям. Еще более тяжелые условия возникают при аварийной ситуации столкновениях, падениях, переворотах. Естественно, что требования к автоматическим огнетушителям, применяемым на пассажирских транспортных средствах весьма высоки, и по надежности обнаружения пламени, и по безотказности срабатывания, и по эффективности подавления очага загорания, и по массово-габаритным характеристикам.

Известен автоматический огнетушитель для транспортных средств, включающий контейнер с огнетушительным составом, вышибной заряд и датчик дорожно-транспортного происшествия, который срабатывает при сильных аварийных толчках, ударах и переворачивании транспортного средства даже без возникновения очага загорания. (См. патент Японии N 6508-2Е, кл. А 62 С 3/07, 1971). Эффективность таких средств может быть весьма невысока в случаях, когда загорание возникает с некоторой задержкой во времени от момента столкновения, удара или переворота, что очень часто и происходит на практике.

Известен автоматический огнетушитель для транспортных средств, включающий контейнер с жидким огнегасящим веществом, датчик пламени, вышибной заряд, срабатывающий по сигналу датчика пламени при возникновении очага загорания (см.патент США N 1703518, кл. А 62 С 3/02, 1982). Использование жидких огнегасительных составов, по нашему мнению, не обеспечивает достаточной эффективности при защите от пожара объема, заполненного разного рода агрегатами и устройствами, вследствие чего могут образоваться зоны, попадание в которые капель или капсул жидкого огнегасительного состава затруднено (пазухи, затененные пространства, карманы и т.д.). В этих случаях представляется более целесообразным применение порошкообразных огнегасительных составов достаточно мелкой дисперсности, обеспечивающих заполнение всех без исключения объемов аэрозолем необходимой для подавления очага загорания концентрации.

Наиболее близким к предлагаемому является автоматический огнетушитель, содержащий порошкообразный огнетушительный состав, размещенный в осесимметричном контейнере, имеющем с одной стороны отверстие для выброса огнетушительного состава, а с противоположной стороны дно, пороховой заряд с воспламенителем, соединенным с датчиком пламени, в качестве которого используется пиротехническая цепь, чувствительная к воздействию огня. Пороховой заряд расположен в емкости, принадлежащей дну контейнера. Эта конструкция принята за прототип.

Данная конструкция работает следующим образом.

При воздействии очага загорания и распространения пожара пламя воздействует на пиротехническую цепь, чувствительную к воздействию огня. Последняя обеспечивает воспламенение промежуточной пиротехнической шашки, которая зажигает пороховой заряд, расположенный в емкости внутри контейнера. Под давлением продуктов сгорания стенки емкости, в которой расположен пороховой заряд, разрушаются и пороховые газы разрушают оболочку контейнера с огнетушительным составом по заранее выполненным зонам вскрытия и выбрасывают огнетушительный состав из контейнера в сторону загорания, подавляя пламя и ликвидируя пожар.

Данная конструкция имеет ряд недостатков, которые существенно снижают эффективность пожаротушения. Это касается работы порохового заряда, которая определяется прочностью стенок емкости, в которой он расположен. Разность толщин стенок, определяемая чертежными допусками на размеры, разница механических характеристик материала емкости, разброс баллистических характеристик пороха обуславливают большую нестабильность рабочего давления пороховых газов, при котором из контейнера выбрасывается огнетушительный состав, времени работы порохового заряда и вносят существенную неопределенность в процесс выброса огнетушащего состава из резервуара в сторону пламени. Оттого, при каком давлении и в каком месте разрушится емкость, зависит полнота сгорания порохового заряда и процесс выброса огнетушительного состава. При этом не исключаются случаи, когда пороховой заряд сгорит не полностью, а также когда огнетушительный состав будет выброшен со скоростью, большей или меньшей оптимальной для эффективного подавления очага загорания, да и полнота выброса огнетушительного состава может существенно отличаться от 100%
Другой серьезный недостаток конструкции автоматического огнетушителя, принятого за прототип, работа датчика пламени. Для того, чтобы устройство сработало, необходимо, чтобы пламя воздействовало на чувствительную к пламени пиротехническую цепь, т.е. заранее предопределяется значительное распространение очага загорания. Зная из практики инерционность пиротехнических цепей, можно считать, что от появления загорания до работы огнетушителя пройдет несколько секунд, что вряд ли приемлемо для транспортных средств, особенно с бензиновыми двигателями, т.к. за несколько секунд пожар может приобрести такой характер, что ликвидировать его одним огнетушителем будет невозможно. Это касается прежде всего случаев аварийных столкновений и переворотов автомобилей.

Третий недостаток касается довольно частых случаев загораний двигательных отсеков автомобилей в спокойной ситуации из-за неисправности электрической проводки, из-за попадания бензина (вследствие перелива из карбюратора) на разогретые части двигателя. При этом огнетушитель срабатывает, подавляет загорание, но не ликвидирует пожароопасной ситуации и не исключает случаев повторного загорания. Водитель же, обращая внимание в основном на дорогу, может и не заметить происшедшего, вследствие чего в скором времени загорание может повториться, но на этот раз огнетушитель не сможет предотвратить пожара.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении эффективности в борьбе с пожарами на пассажирских транспортных средствах и прежде всего на автомобилях.

Указанный технический результат достигается тем, что в автоматическом огнетушителе, включающем огнетушительный состав, размещенный в осесимметричном контейнере, имеющем с одной стороны отверстие для выброса огнетушительного состава, а с противоположной дно, пороховой заряд с воспламенителем, датчик пламени, соединенный с воспламенителем, контейнер с огнетушительным составом снабжен камерой сгорания с калиброванным отверстием для истечения пороховых газов, в которой размещен пороховой заряд с воспламенителем и установленным в контейнере и закрепленным на дне его осесимметричным инжектором, имеющим внутреннюю полость, входное отверстие и не менее четырех выходных отверстий, причем калиброванное отверстие камеры сгорания соединено с входным отверстием инжектора, а выходные отверстия инжектора направлены в сторону дна, площадь же проходного сечения входного отверстия инжектора больше площади проходного сечения калиброванного отверстия камеры сгорания, но меньше суммарной площади проходного сечения выходных отверстий, а датчик пламени выполнен работающим в ИК-спектре и снабжен источником электрической энергии. При этом автоматический огнетушитель снабжен соединенным с датчиком пламени устройством для подачи при срабатывании огнетушителя звукового сигнала. Причем длительность звукового сигнала не менее 3 мин. Кроме того, автоматический огнетушитель снабжен соединенным с датчиком пламени устройством для подачи при срабатывании огнетушителя светового сигнала.

Наличие камеры сгорания с калиброванным отверстием для истечения пороховых газов делает работу порохового заряда стабильной, а рабочие характеристики (давление и время работы) достаточно точно прогнозируемыми, наличие инжектора стабилизирует процесс выброса огнетушительного состава из контейнера, обеспечивая близкой к 100% полноту выброса. Выходные отверстия инжектора, направленные в сторону дна, обеспечивают равномерность распределения давления продуктов сгорания порохового заряда на огнетушительный состав (газовый поршень) и позволяют добиться практически 100%-ного выброса огнетушительного состава при условии, что количество отверстий будет не менее четырех. Уменьшение количества выходных отверстий менее четырех не обеспечивает равномерного распределения давления в газовом поршне, вследствие чего значительная часть огнетушительного состава останется в контейнере при срабатывании огнетушителя, т.е. уменьшается эффективность работы последнего. В случае, если выходные отверстия будут направлены перпендикулярно оси контейнера или в сторону отверстия для выброса огнетушительного состава, то может весьма существенная часть состава (более 50%) остаться в контейнере, что в итоге может привести к невыполнению поставленной задачи ликвидации очага загорания.

Датчик пламени, работающий в ИК-спектре, т.е. воспринимающий ИК-излучение пламени, практически мгновенно фиксирует его и вырабатывает сигнал на срабатывание. Таким образом, создаются условия для быстрой ликвидации очага загорания и пересечения распространения пожара, что в целом создает предпосылки для минимизации массогабаритных характеристик огнетушителя в целом.

Наличие устройств, подающих сигналы при срабатывании огнетушителя, позволяют водителю транспортного средства своевременно принять необходимые меры по предотвращению повторного загорания.

На чертеже представлена конструктивная схема огнетушителя.

Автоматический огнетушитель состоит из осесимметричного контейнера 1, имеющего с одной стороны отверстие 2 для выброса огнетушительного состава и с другой стороны дно 3, в контейнере размещен огнетушительный состав 4, выбрасываемый при срабатывании через отверстие 2, закрытое диафрагмой 5, исключающей преждевременный (до возникновения очага загорания) выброс огнетушительного состава 4, порохового заряда 6, воспламенителя 7, размещенных в камере 8 сгорания порохового заряда с калиброванным отверстием 9, инжектора 10, имеющего внутреннюю полость 11, соединенную с входным отверстием 12 инжектора и выходными отверстиями 13 инжектора, закрытыми диафрагмами 14, датчика пламени 15, выполненного работающим в ИК-спектре и снабженного источником электрической энергии, устройства 16 для подачи при срабатывании звукового сигнала и устройства 17 для подачи при срабатывании светового сигнала. Последние электрически соединены с датчиком пламени, могут размещаться в одном корпусе с ним и иметь общий источник электрической энергии. Инжектор 10 установлен в контейнере 1 и закреплен на дне 3 таким образом, чтобы выходные отверстия 13 были направлены в сторону дна 3, а камера сгорания 8 установлена на дне 3 так, что калиброванное отверстие 9 соединено с входным отверстием 12. Оси выходных отверстий 13 составляют с осью контейнера угол не более 75^о.

Предлагаемый автоматический огнетушитель работает следующим образом.

При возникновении очага загорания датчик 15 пламени, работающий в ИК-спектре, мгновенно улавливает излучение и вырабатывает команду на срабатывание воспламенителя 7, который зажигает пороховой заряд 6. Продукты сгорания порохового заряда 6 из камеры 8 сгорания истекают через калиброванное отверстие 9, через входное отверстие 12 инжектора 10 попадают в полость 11 инжектора, а оттуда через выходные отверстия 13, прорывая диафрагмы 14, попадают в контейнер 1 и, разрушая диафрагму 5, выбрасывают огнетушительный состав 4 в зону загорания, огнетушительный состав, заполняя защищаемый от пожара объем, подавляет пламя, ликвидируя загорание и предотвращая пожар. Одновременно включается устройство 16 для подачи звукового сигнала, оповещая водителя и пассажиров о срабатывании огнетушителя. Длительность сигнала предлагается не менее 3 мин по аналогии с современными электронными часами-будильниками и представляется достаточной, чтобы обратить внимание водителя на факт срабатывания огнетушителя даже при большом отвлечении на процесс вождения транспорта. Одновременно включается устройство 13 для подачи светового сигнала, зажигая аварийный сигнал на приборной доске водителя транспортного средства, оповещая водителя о срабатывании огнетушителя.

Таким образом, предлагаемый автоматический огнетушитель позволяет устранить недостатки известных конструкций, увеличить эффективность подавления очага загорания и ликвидировать возможность распространения пожара.

Использование: в противопожарной технике. Сущность изобретения: автоматический огнетушитель, включающий порошкообразный огнетушительный состав, размещенный в контейнере, пороховой заряд с воспламенителем, датчик пламени, снабжен камерой сгорания с калибровочным отверстием для размещения порохового заряда. Внутри контейнера установлен инжектор для истечения пороховых газов и вытиснения газами огнетушительного состава. Калибровочное отверстие камеры сгорания соединено с входным отверстием инжектора, а выходные отверстия в количестве не мение 4-х, направлены в сторону дна контейнера. Датчик пламени выполнен работающим в ИК-спектре. Автоматический огнетушитель снабжен устройством, соединенным с датчиком пламени, для подачи при срабатывании огнетушителя звукового сигнала. Длительность звукового сигнала не менее 3 мин. Автоматический огнетушитель снабжен устройством, соединенный с датчиком пламени, для подачи при срабатывании огнетушителя светового сигнала. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ, включающий порошкообразный огнетушительный состав, размещенный в осесимметричном контейнере, имеющем с одной стороны отверстие для выброса огнетушительного состава, а с противоположной дно, пороховой заряд с воспламенителем и датчик пламени, соединенный с воспламенителем, отличающийся тем, что контейнер снабжен камерой сгорания с калиброванным отверстием для истечения пороховых газов, в которой размещен пороховой заряд с воспламенителем, и установленным в контейнере и закрепленным на его дне осесимметричным инжектором, имеющим внутреннюю полость, входное отверстие и не менее четырех выходных отверстий, причем калиброванное отверстие камеры сгорания соединено с входным отверстием инжектора, а выходные отверстия инжектора направлены в сторону дна, при этом площадь проходного сечения входного отверстия инжектора больше площади проходного сечения калиброванного отверстия камеры сгорания, но меньше суммарной площади проходного сечения выходных отверстий, а датчик пламени выполнен работающим в ИК-спектре и снабжен источником электрической энергии. 2. Огнетушитель по п.1, отличающийся тем, что снабжен устройством, соединенным с датчиком пламени для подачи при срабатывании огнетушителя звукового сигнала. 3. Огнетушитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что длительность звукового сигнала не менее 3 мин. 4. Огнетушитель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен устройством, соединенным с датчиком пламени для подачи при срабатывании огнетушителя светового сигнала.