СПОСОБ ОБЪЕМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A62C13/22 

Изобретение относится к противопожарной технике, преимущественно к предупреждению и тушению пожара в замкнутом объеме. В современном пожаротушении объемное тушение основано на создании в защищаемом объеме среды, не поддерживающей горения. В качестве огнетушащих составов используют инертные разбавители (углекислый газ, азот, аргон, водяной пар), летучие ингибиторы - галоидосодержащие вещества, порошковые огнетушащие составы (Баратов А.Н. Иванов Е.М. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. М. Химия, 1979).

Известные способы объемного пожаротушения инертными разбавителями не позволяют их применять для тушения щелочных и щелочно-земельных металлов, некоторых гидридов металлов и соединений, в молекулы которых входит кислород.

При устройстве систем объемного тушения имеются ограниченные возможности способа по размерам защищаемых помещений (при очень большом объеме помещения трудно обеспечить подачу требуемого количества газа за допустимое время), необходим учет возможности поражения людей, вызываемого удушьем (требуются сигнализирующие устройства, предупреждающие о пуске системы тушения в действие).

Тушение галоидосодеращими соединениями (хладонами) имеет ряд недостатков. Эти вещества могут оказывать токсическое воздействие на человека, образующиеся при пожаротушении хладонами продукты их термического разложения характеризуются высокой коррозионной активностью. Кроме того, наиболее пожароопасные помещения традиционно защищаются мощными системами объемного пожаротушения, в которых используются хладоны. Однако проведение международных мероприятий по охране озонового слоя Земли в соответствии с Монреальским протоколом (1987 г.) потребует сокращения использования упомянутых хладонов, как веществ с высоким озоноразрушающим потенциалом, к 1995 г. наполовину, а к 2000 г. полное запрещение их применения.

Известны системы для объемного пожаротушения, в которых использованы хладоновые установки (см. например, патент Великобритания N 2020971, МКИ A 62 C 37/00, НКИ A 5 A, 1979 г.). Недостатком таких установок является вредное влияние хладонов на окружающую среду, кроме того эти установки имеют достаточно большие массо-габаритные характеристики, что снижает эффективность их использования для тушения пожаров на транспорте, например в авиации.

Известно устройство для объемного тушения пожаров, содержащее корпус с выходным отверстием, заряд, генерирующий огнетушащее вещество, и узел инициирования (заявка Великобритании N 2028127, МКИ A 62 C 13/22, 1980 г.) В этом устройстве при срабатывании узла инициирования воспламеняется пиротехнический или твердотопливный заряд, газообразные продукты сгорания которого являются огнетушащим веществом и поступая через выходное отверстие в зону пожара осуществляют его тушение. Однако это устройство имеет недостаточную эффективность, обусловленную низкой огнетушащей способностью газообразных продуктов горения, являющихся инертными разбавителями.

Известен способ получения огнетушащей смеси, в котором при сжигании заряда пиротехнической композиции образуется смесь твердых частиц и инертных газов. Высокая дисперсность данных частиц, их химическая природа и свежеобразованная поверхность обуславливают высокую огнетушащую эффективность (международная заявка PCT/RU 92/00071, МКИ A 62 D 1/00; A 62 C 5/02, 1992).

Однако этот способ имеет ряд недостатков. Высокая температура продуктов сгорания приводит к повышению среднеобъемной температуры внутри защищаемого помещения, что приводит к вредному воздействию на живые организмы, находящиеся внутри помещения и материальные ценности (например, документы, картины и т.д.), а при охлаждении аэрозоля в продуктах сгорания резко возрастает наличие непрореагировавших элементов и, как следствие, в огнетушащей среде NH₃, CO, окись азота и других продуктов, кроме того в процессе горения пиротехнических, твердотопливных смесевых и балиститных аэрозолеобразующих огнетушащих составов (АОС), кроме основных газоаэрозольных продуктов огнетушащего действия, выделяются и газообразные продукты неполного сгорания органических компонентов (NH₃, H₂, CHx), а также оксиды азота (NOx), что приводит к загрязнению этими продуктами окружающей среды.

Согласно предлагаемому способу тушение проводят ингибирующим действием на пламя поверхностью конденсированной фазы аэрозоля, образуемого при сгорании твердого топлива, заряда пиротехнического состава, размещенного заранее в защищаемом объеме, причем продукты сгорания сначала дожигают кислородсодержащим окислителем, например, воздухом, а затем уже охлаждают до нужной температуры, при этом решается задача получения экологически чистой среды, не поддерживающей горение для введения в защищаемый объем.

В эжекционном потоке обеспечивается дожигание продуктов неполного сгорания до их полного окисления за счет кислорода воздуха (2CO+O₂ → 2CO₂; 2NH₃+1,5O₂ L N₂+3H₂O; 2H₂+O₂ L 2H₂O; CHx+O₂ L CO₂+H₂O) а также нейтрализация оксидов азота (NOx+CO L N₂+CO₂; NOx+NH₃ L N₂+H₂O; NOx+H₂ L N₂+H₂O; NOx+CHx L N₂+H₂O+CO₂).

В результате дожигания и последующего охлаждения продуктов сгорания AOC можно повысить эффективность генераторов огнетушащего аэрозоля и безопасность их применения.

Генератор аэрозоля для осуществления этого способа представлен на чертеже.

Генератор аэрозоля состоит из корпуса 1, выходного сопла 2, инициирующего устройства 3 заряда 5, эжекционного насадка 6, блока охладителя 7. В корпусе 1 для подвода воздуха к эжекционному насадку имеются отверстия 9. После срабатывания инициирующего устройства происходит воспламенение заряда из огнетушащего состава. Продукты сгорания, выходя из сопла, эжектируют воздух и перемешиваются с ним в трубе 8, где происходит дожигание продуктов сгорания до полного их окисления и последующее их охлаждение до необходимой температуры. Использование предлагаемого способа объемного пожаротушения аэрозольными составами обеспечит по сравнению с существующим способом более высокую эффективность тушения и отсутствие в продуктах сгорания вредных для человеческой жизни газов.

Реализация способа объемного пожаротушения осуществляется с помощью предлагаемого устройства, причем в зависимости от требований к выходной температуре аэрозоля и длине ее струи блок охлаждения может состоять из нескольких труб, в которых коаксиально расположены расходные сопла. Тем самым одна мощная струя разбивается на несколько более мелких вследствие чего достигается лучшее перемешивание с воздухом, а следовательно, и эффективное дожигание непрореагировавших продуктов сгорания. Наиболее эффективное охлаждение аэрозоля будет происходить жидким охладителем, подаваемым в междутрубное пространство из существующей системы охлаждения, например, автомобиля или дизеля на морских судах. Вместе с тем, охлаждение аэрозоля безконтактным способом (т. е. исключен непосредственный контакт аэрозоля с хладагентом) исключает "загрязнение" аэрозоля продуктами разложения хладагента, добиваясь исключительно высокой экологической чистоты.

В качестве окислителя продуктов сгорания может выступать, как окружающая среда воздух, так и любой другой газовый окислитель.

В этом случае генератор может работать как под давлением (для обеспечения эжекции воздуха и длине струи аэрозоля), так и без давления.

Использование: в области противопожарной техники. Сущность изобретения: в эжекционном потоке обеспечивается дожигание продуктов неполного сгорания до их полного окисления за счет кислорода воздуха, а также нейтрализация оксидов азота. В результате дожигания и последующего охлаждения продуктов сгорания повышается эффективность генераторов огнетушащего аэрозоля и безопасность их применения. Наиболее эффективное охлаждение аэрозоля будет происходить жидким охладителем, подаваемым в междутрубное пространство из существующей системы охлаждения. В качестве окислителя продуктов сгорания может выступать, как окружающая среда - воздух, так и любой другой газовый окислитель. Генератор может работать как под давлением (для обеспечения эжекции воздуха и длине струи аэрозоля), так и без давления. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ объемного пожаротушения, заключающийся в том, что в защищаемый объем вводят предварительно охлажденные продукты сгорания до получения в защищаемом объеме среды, не поддерживающей горение, отличающийся тем, что продукты неполного сгорания твердого топлива перед охлаждением доокисляют кислородосодежащим окислителем в эжекционном потоке. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислородосодержащего окислителя используют окружающий воздух. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что охлаждение продуктов сгорания осуществляют жидким охладителем из существующих систем охлаждения.