УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ТУШЕНИЯ ПОЖАРА Российский патент 1998 года по МПК A62C13/22 A62C19/00 

Изобретение относится к пожаротушению, в частности используется для ликвидации загораний в закрытых помещениях, для тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих веществ (спирты, бензины, бензол и т.п.), твердых горючих материалов (включая тлеющие: текстиль, изоляционные материалы) и электрооборудования. Изобретение относится к устройствам для объемного тушения пожаров, которые основаны на использовании пиротехнических смесей в качестве ингибиторов горения, вводимых в защищаемый объем.

Известен способ тушения пожара путем введения в защищаемый объем аэрозольного ингибитора горения, в качестве которого используют продукты горения пиротехнической смеси, выделяющиеся в виде высокодисперсной конденсированной фазы, содержащей соли и оксиды щелочных и щелочноземельных металлов.

Химические ингибиторы горения вводят в защищаемый объем в виде газоаэрозольной смеси, включающей газообразные соединения ингибиторы горения и взвешенные в газе твердые высокодисперсные частицы, которые также являются эффективными ингибиторами горения. Аэрозоль, полученный в результате горения пиротехнической смеси, способен находиться во взвешенном состоянии в течение длительного времени (до 40-50 мин).

Известно устройство для объемного тушения пожара, содержащее корпус с выходным отверстием, пиротехнический заряд, средство для воспламенения заряда, выходное отверстие корпуса может быть закрыто мембраной или крышкой (международная заявка N WO-92/17244, кл. A 62 D 1/00; A 62 C 3/02, 1992).

Недостаток этого устройства в том, что высокая температура горения пиротехнического заряда приводит к повышению температуры газоаэрозольной смеси и, следовательно, к повышению среднеобъемной температуры внутри защищаемого помещения.

Известно устройство для объемного тушения пожара, содержащее корпус с выходным соплом, в корпусе размещен пиротехнический заряд, средство дистанционного воспламенения, в устройство введено средство теплозащиты и понижения температуры газоаэрозольной смеси, в качестве которого служит термозащитная облирующая облицовка корпуса и сопла.

Для дополнительного охлаждения газоаэрозольной смеси устройство снабжено блоком охлаждения в виде воздушно-эжекционной насадки (пат. РФ N 2008045, кл. A 62 C 3/00, 1992).

Температура газоаэрозольной смеси на выходе устройства составляет 450^oC.

Однако это устройство имеет недостаточную эффективность, связанную с довольно высокой температурой газоаэрозольной смеси, что может привести к дополнительным повреждениям помещения при работе генератора.

Целью изобретения является снижение температуры газоаэрозольной смеси защита окружающей среды от мощного инфракрасного излучения, возникающего при горении пиротехнического заряда, повышение надежности пожаротушения в замкнутом объеме.

Для решения поставленной задачи устройство снабжено крышкой с отверстиями (соплами), расположенными под некоторым углом к поверхности крыши. Угол наклона оси сопла к поверхности крышки составляет 70-85^o, причем оси всех сопел развернуты либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. Такое расположение сопел формирует спиралевидную форму газоаэрозольной струи и способствует снижению температуры струи на выходе устройства до 260^oC.

Устройство содержит корпус, в котором размещен пиротехнический заряд, средство воспламенения заряда, крышку с отверстиями (соплами), для теплозащиты и понижения температуры газоаэрозольной смеси корпус изнутри покрыт облирующей облицовкой.

Для повышения эффективности охлаждения газоаэрозольной смеси устройство снабжено блоком, выполненным в виде воздушно-эжекционной насадки, которая соединена с корпусом.

В процессе горения пиротехнического заряда образуется газоаэрозольная смесь (огнетушащий аэрозоль), содержащая газообразные соединения ингибиторы горения и взвешенные в газе твердые высокодисперсные частицы (размеры частиц не более 5 мкм). Применяют пиротехнические составы, выделяющие в процессе горения до 70% высокодисперсной конденсированной фазы, содержащей соли и окислы щелочных и щелочноземельных металлов, и горящие при низких температурах (низкоэнергетические составы), что позволяет уменьшить температуру огнетушащего аэрозоля.

Составы имеют нулевую чувствительность к удару, трению, детонации, температура самовоспламенения составов примерно 350^oC
Для воспламенения заряда используют термохимические и термомеханические воспламенители, работающие полностью автономно и срабатывающие при повышении температуры в помещении до 140-160^oC.

Воспламенителем может быть также общеизвестное средство, срабатывающее при прохождении электрических импульсов по команде от датчиков системы противопожарной защиты.

При температуре более 350^oC устройство для тушения пожара самовоспламеняется и работает, образуя аэрозольное облако.

Эффективность работы устройства по снижению температуры вытекающей газоаэрозольной смеси подтверждают результаты испытаний. температура смеси на выходе генератора
Прототип по пат. РФ N 2008045 450^oC
Изобретение 260^oC
Время заполнения помещения аэрозолем не более 90 с.

Предложенное устройство представляет собой генератор огнетушащего аэрозоля и поясняется чертежом.

Генератор содержит корпус 1, крышку 2 с соплами 3, которая закрывает выходное отверстие корпуса, размещенный в корпусе пиротехнический заряд 4, воспламенитель 5. Корпус имеет термозащитную облирующую облицовку 6, которую удерживает кольцо 7. Сопла 3 закрывают полиэтиленовые пробки (на чертеже не показаны).

Для охлаждения газоаэрозольной смеси на корпусе 1 установлен блок охлаждения 8, выполненный в виде воздушно-эжекционной насадки.

Корпус 1 выполняет роль камеры сгорания и оболочки для размещения пиротехнического заряда. Конструкция корпуса генератора исключает возможность его взрыва и разлета осколков или частей корпуса при хранении и при эксплуатации генератора, включая время воспламенения пиротехнического заряда и истечения пожаротушащего аэрозоля.

Корпус генератора и блок охлаждения предназначены для снижения температуры огнетушащего аэрозоля до 200-250^oC.

Крышка 2 плотно прижимает кольцо 7 к пиротехническому заряду 4, фиксируя положение заряда в корпусе, который не теряет своих свойств в течение 10-12 лет. Рабочее давление в корпусе генератора не более 1,5 2 атм.(115 кПа), температура корпуса генератора не более 150^o C.

Воспламенитель 5 представляет собой термохимический или термомеханический воспламенить, который срабатывает при температуре 140 160^oC, воспламенителем также может быть известное средство для выработки электрического импульса по команде от контрольных датчиков систем противопожарной защиты.

Облирующая облицовка 6 предохраняет корпус 1 от разогрева и дополнительно снижает температуру газоаэрозольной смеси за счет ее разбавления газовыми продуктами термораспада облицовки.

Сопла 3 в крышке 2 выполнены под углом 70 85^o к поверхности крышки. Если угол наклона осей сопел к поверхности крышки меньше 70^o градусов, то происходит срыв эжекции из-за попадания струи газоаэрозольной смеси в стенку воздушно-эжекционной насадки, если угол наклона осей сопел к поверхности крышки больше 85^o, то газоаэрозольная смесь плохо охлаждается, проходя через воздушно-эжекционную насадку. Такое выполнение сопел обеспечивает спиралевидный поток газоаэрозольной смеси, приводит к увеличению длины пути потока, подсасывает большое количество воздуха в воздушно-эжекционную насадку.

Генератор снабжен кронштейном 11 для крепления к различным поверхностям защищаемого объекта, который обеспечивает возможность направленного воздействия при тушении пожара.

Устройство работает следующим образом.

При обнаружении очага пожара в замкнутом помещении срабатывает воспламенитель 5, поджигая твердый пиротехнический заряд 4. В результате окислительно-восстановительных реакций, протекающих при горении заряда, образуется огнетушащий аэрозоль и инертные газы, а внутри корпуса развивается повышенное давление.

Под воздействием повышенного давления происходит разрушение пробок, закрывающих сопла, и выброс пожаротушащего аэрозоля через сопла в крышке. Выйдя из генератора, аэрозоль распространяется в помещении, обеспечивая пожаротушение за счет интенсивного подавления химических реакций (ингибирования) активных радикалов в зоне горения. Огнетушащим агентом при работе генератора являются твердые частицы окислов и солей щелочных и щелочноземельных металлов. Высокая дисперсность частиц (не более 5 мкм), их химическая природа и свежеобразованная поверхность обуславливают высокую огнетушащую способность. Пожаротушащие свойства газоаэрозольной смеси улучшаются за счет наличия продуктов распада облицовки углекислого газа и воды.

Газоаэрозольная смесь не содержит токсичных соединений в количествах, опасных для человека.

Для дополнительного охлаждения газоаэрозольной смеси используют блок охлаждения, выполненный в виде воздушно-эжекционной насадки. Через входное отверстие 10 блока охлаждения происходит эжекция воздуха потоком аэрозоля.

Температура газоаэрозольной смеси на выходе генератора составляет 260^oC, на расстоянии 2 м 120^oC.

Время срабатывания генератора 20-60 с и зависит от используемой системы воспламенения и особенностей защищаемого объекта. Время работы генератора составляет 60-100 с и определяется весом заряда. Время тушения пожара не более 15-20 с после окончания работы генератора, а при хорошей герметичности защищаемого объема тушение наступает до окончания работы генератора.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить температуру пожаротушащего аэрозоля, повысить надежность пожаротушения в замкнутом объеме и защитить окружающую среду от мощного инфракрасного излучения, возникающего при горении пиротехнического заряда.

Источники информации:
1. МГФИ. 51 35 ТУ Аэрозолеобразующий состав.

2. Международная заявка WO 92/17244, кл. A 62 D 1/00, A 62 C 3/02, 1992.

3. Пат. РФ N 2008045, кл. A 62 C 3/00, 1992.

4. Рекомендации по применению систем объемного аэрозольного тушения пожаров "СОТ" М. ВНИИПО МВД РФ, 1992.

Использование: в противопожарной технике. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, крышку с соплами, твердый пиротехнический заряд, средство для воспламенения заряда, воздушный блок охлаждения. Сопла расположены под углом 70-85^o к плоскости крышки, причем оси сопел развернуты либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. 1 ил.

Устройство для объемного тушения пожара, включающее корпус с облирующей облицовкой, пиротехнический заряд, средство для воспламенения заряда, блок охлаждения, отличающееся тем, что корпус снабжен крышкой с соплами, расположенными под углом 70 85^o к плоскости крышки, причем оси всех сопел развернуты либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки.