СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ Российский патент 2002 года по МПК A62C3/02 A62C19/00 

Изобретение относится к тушению различных пожаров, для чего в настоящее время широко применяют различные средства, в том числе и порошки, и мелкодисперсную воду, и в последние годы - аэрозоль самого различного состава и способа его получения, при этом средства пожаротушения "доставляются" к очагу пожара тоже по-разному, в основном, в зависимости от характера, класса пожара и объекта, который горит в данный момент. Зачастую применяют комбинацию средств, меняя их последовательность воздействия на очаг пожара в зависимости от его состояния в момент тушения.

В практике пожаротушения стал широко применяться так называемый объемный способ пожаротушения. Однако к недостаткам такого способа следует отнести возможность его применения только в условно герметичных, т.е. в закрытых помещениях, да при этом применяются только твердые композиции - генераторы пожаротушащего аэрозоля. Расширить область применения таких композиций и применять способ при любых видах пожаров, в том числе на открытом пространстве или при тушении горящих нефтяных или газовых фонтанов, практически не удается из-за огромных потерь аэрозоля и его сдувания струей горящего вещества.

В качестве наиболее близкого аналога принят известный из патента Великобритании 2275189 способ тушения пожаров, заключающийся в подавлении процессов горения воздействием на очаг пожара направленной скоростной струей пожаротушащего аэрозоля (кл. А 62 С 19/00, опубл. 24.08.1994). Для расширения области применения согласно изобретению способ тушения пожаров, заключающийся в подавлении процессов горения воздействием на очаг пожара направленной скоростной струей пожаротушащего аэрозоля, отличается тем, что пожаротушащий аэрозоль образуют при метании, воспламенении и сгорании в полете по меньшей мере одной твердой, жидкой или загущенной аэрозольгенерирующей композиции, содержащей в своем составе горючее, окислитель и/или охладитель, при этом пожаротушащий аэрозоль образуют так, что, достигая очага пожара, он обволакивает зону горения, вступает в контакт с пламенем, одновременно оказывая на пламя сдувающее и ингибирующее действие, причем применяют аэрозольгенерирующие композиции одного или различного составов, или их смесь с пожаротушащими порошками, или с водой, или с водными растворами солей, или с объемно-детонирующей смесью, или их смеси.

В частности, метают в различной последовательности аэрозольобразующие композиции различного состава, причем воспламенение каждой композиции проводят на различных участках траектории, в том числе и в объеме, где происходит пожар, или над горящим объектом.

В частности, аэрозольгенерирующую композицию метают сжатым воздухом, газом, водой под давлением без воспламенительного устройства.

В частности, аэрозольгенерирующая композиция в качестве горючего содержит соединения, взятые из ряда: металлы - алюминий, магний или их сплавы с металлами I-II-ой групп, железо, медь, гидриды металлов в количестве от 0,2 до 10 вес.%; спирты, гликоли, ацетаты, эфиры, бензол, толуол, бензин, керосин, органические азиды и нитриты гликолей, каучуки, полиэфиры, полимеры, смолы, их смеси, их растворы и смеси их растворов с водой, смеси растворителей и их растворов, в том числе и загущенные полимерами и/или добавками, в том числе нитроцеллюлозой, в количестве от 10 до 70 вес.%.

В частности, композиция в качестве охлаждения содержит малоуглеродные полиазотные соединения, выбранные из ряда: азодикарбонамид, гуанидин, дициандиамид, мелон, меламин, мочевина, уротропин, азобиоформамид, семикарбозид, тетразол, дитетразол и их производные или соли, и/или гуаномино(меламино)-формальдегидные смолы, и/или органические или неорганические азиды калия, натрия, магния, кальция, и/или щавелевокислые соли стронция, бария, натрия, калия, магния, алюминия, аммония, и/или их карбонаты, и/или их смеси, и/или смесь указанных веществ.

В частности, указанная композиция в качестве окислителя содержит соединения, выбранные из ряда: нитраты, нитриты, бихроматы, перманганаты, хлораты, перхлораты аммония, калия, натрия, магния, кальция, стронция, бария, марганца, свинца, алюминия - в количестве от 1,0 до 65,0 вес.%.

В частности, аэрозольгенерирующую композицию метают из любого огнемета, в том числе и ранцевого, причем из ампульного огнемета композицию метают в ампуле-гранате.

В частности, при тушении пожара нефтяных и газовых скважин струе пожаротушащего аэрозоля сообщают скорость перед фронтом фонтана, обеспечивающую снижение значения числа Дамкелера ниже критического уровня.

В частности, способ осуществляют направлением выходящей струи пожаротушащего аэрозоля на объект пожара или/и предварительной ориентацией выходных патрубков аэрозольных генераторов в сторону предполагаемого объекта пожара.

Высокая эффективность, возможность образовываться из составов и генераторов в требуемый момент и в любых условиях, в том числе и при полете в воздухе, возможность запуска (приведение в действие) составов, его генерирующих, точно по команде в любой последовательности, в том числе и одновременно, и в любом требуемом количестве в зависимости от условий, в которых что-то горит, и другие преимущества аэрозольного способа пожаротушения, позволяют применить это средство пожаротушения по-новому, на открытых пространствах, при тушении факелов, выбросов и т.п., сохраняя его эффективность, увеличивая возможности применения.

Способ аэрозольного пожаротушения позволяет в зависимости от конкретных условий пожара применять совместно и другие тушащие агенты, одновременно, перед ним и даже после тушения огня другими средствами, как для тушения, так и для предотвращения появления огня и разгорания тлеющих объектов. Новый способ предусматривает метание (выстреливание, бросание) аэрозольгенерирующих составов или генераторов на их основе, в том числе и многоразовое и одновременное их метание. Метание может проводиться как в объем, где происходит пожар, так и в пространство над горящим объектом, создавая пожаротушащее облако над горящим объектом. По способу может метаться как генератор огнетушащего аэрозоля, так и сами аэрозольгенерирующие изделия, независимо от их физического состояния (твердые, жидкие, загущенные-гелеобразные). Метание может производиться и при нахождении аэрозольгенерирующих составов в генераторах, ампулах, гранатах, мешках и другой возможной таре, укупорке.

Орудие метания может быть и традиционное, типа гранатомета, и изготовленное из подручных средств непосредственно в условиях пожара типа устройства "камнемета", большой рогатки и других метательных орудий наших предков. При больших по площади пожарах "метание" может проводиться и с самолета, и с вертолета простым бросанием аэрозольгенерирующих изделий в очаг пожара, при этом необходимо обеспечение одновременности поджигания их или запуск (воспламенения) бросаемых генераторов. Жидкие аэрозольгенерирующие составы могут метаться в объем пожара и при помощи боевого огнемета (ручного, танкового, ампульного), в том числе и фугасного, метающего за счет горения порохов, и тому подобных пиротехнических средств и составов.

Во всех случаях применения данного способа необходимо помнить, что для эффективного его действия необходимо обеспечить как в объеме, так и над горящим объектом тушащую концентрацию аэрозоля или больше ее, в противном случае не удастся обеспечить тушение, и его повторного появления при недостаточной концентрации аэрозоля.

По новому способу пожаротушения предусмотрено, что запуск (воспламенение) аэрозольгенерирующих составов может проводиться и на различных участках траектории метания (полета) аэрозольгенерирующей комбинированной или простой композиции, обеспечивая сгорание метаемого заряда или до подлета к объекту тушения, или над горящим объектом, или в объеме объекта, где происходит пожар. В последнем случае запуск (воспламенение) генератора или аэрозольгенерирующего состава может происходить и от самого пламени пожара, которое оно (средство) должно потушить.

Правильно назвать предлагаемый способ тушения - тушение аэрозольной пожаротушащей струей, образовавшейся после метания аэрозольгенерирующей композиции или аэрозольгенерирующих композиций. Кинетическая энергия образовавшейся аэрозольной пожаротушащей струи, естественно, зависит как от скорости потока, так и от массы летящего аэрозоля. Требуемая для сдувания пламени скорость струи, образующейся в процессе или после метания аэрозоля, обеспечивается в основном средством метания (хотя может и за счет сгорающей композиции). При этом она (скорость) должна обеспечивать снижение числа Дамкелера (D) до значений ниже критических. Так при этом, например, в момент метания (или/и в полете, или/и в объеме) аэрозольгенерирующей комбинированной композиции ее воспламеняют, она (они) сгорает, продукты ее (их) горения, долетая, заполняют объем или обволакивают горящий объект пожаротушащим аэрозолем, тушащим пожар. Способ может быть осуществлен и без метания композиции - за счет подъема давления в генераторе аэрозоля, увеличения скорости его истечения и увеличения длины выходящей струи, при этом генератор должен быть направлен в сторону возможного пожара. Запуск генератора должен быть произведен при обнаружении пожара, при этом материальные потери за счет применения данного способа пожаротушения будут резко снижены и не будет нанесен ущерб окружающим предметам и помещению.

Причем по способу предусмотрено проводить расчетное количество одновременных или последовательных метаний (пусков) средства, обеспечивая создание в объеме, где происходит пожар, или над горящим объектом необходимой тушащей концентрации пожаротушащего аэрозоля. По способу предусмотрена возможность применения заряда или зарядов из одного или смеси аэрозольгенерирующих составов, или их смесь - комбинированная композиция с пожаротушащими порошками, и/или водой, и/или водными растворами солей, и/или объемно-детонирующей смесью, в том числе и смесью, содержащей компоненты с различной плотностью, или их смеси при различном порядке их снаряжения и главное - метании и воспламенении.

Скорость пожаротушащей аэрозольной струи имеет определяющее значение для сдувания пламени при тушении горящих фонтанов газа или нефти, при горении больших объемов ЛВЖ или горении на больших площадях ЛВЖ, нефти, бензина, или при охвате горением всего помещения (полностью развитой пожар) - при широком распространении пламени, или верховых пожарах леса, гонимого большой скоростью ветра, или при пожаре надвигающихся (летящих) объектов. При тушении таких пожаров и пожара, например, нефтяных и газовых скважин, необходимо, например, метаемым средством и/или за счет его, сообщить аэрозольной струе скорость перед фронтом и/или в фонтане, обеспечивающую снижение значения числа Дамкелера (D) ниже критического уровня (Д.Драйздейл. Введение в динамику пожаров. М.; Стройиздат, 1990).

Патентуется способ тушения пожаров, заключающийся в подавлении процессов горения воздействием на очаг пожара направленной скоростной струей пожаротушащего аэрозоля, образующейся при метании, воспламенении и сгорании в полете по меньшей мере одной твердой, жидкой или загущенной аэрозольгенерирующей композиции, содержащей в своем составе горючее, окислитель и/или охладитель, при этом пожаротушащий аэрозоль, достигая очага пожара, обволакивает зону горения, вступает в контакт с пламенем, одновременно оказывая сдувающее (на пламя) и ингибирующее действие на физико-химические процессы горения, приводя к тушению или локализации пожара, причем применяются аэрозольгенерирующие композиции одного или различного составов, или смесь жидкой или загущенной аэрозольгенерирующей композиции или с пожаротушащими порошками, или с водой, или с водными растворами солей, или с объемно-детонирующей смесью, в том числе смесью компонентов различной плотности, или их смеси, при различном порядке их размещения при метании и воспламенении в полете, при этом воспламенение и горение композиции или композиций с образованием направленной аэрозольной струи происходит в полете, и/или над горящим объектом, и/или внутри горящего объекта. Данные признаки обеспечивают расширение области применения способа тушения пожаров. Кинетическая энергия струе аэрозоля придается за счет метания, бросания, выстреливания или за счет сгорания самой композиции как в генераторе, так и при полете ее к или над горящим (в горящем) объектом. Описаны химические компоненты, используемые по данному способу в качестве горючего, охладителя или/и окислителя. 8 з.п. ф-лы.

1. Способ тушения пожаров, заключающийся в подавлении процессов горения воздействием на очаг пожара направленной скоростной струей пожаротушащего аэрозоля, отличающийся тем, что пожаротушащий аэрозоль образуют при метании, воспламенении и сгорании в полете по меньшей мере одной твердой, жидкой или загущенной аэрозольгенерирующей композиции, содержащей в своем составе горючее, окислитель и/или охладитель, при этом пожаротушащий аэрозоль образуют так, что, достигая очага пожара, он обволакивает зону горения, вступает в контакт с пламенем, одновременно оказывая на пламя сдувающее и ингибирующее действие, причем применяют аэрозольгенерирующие композиции одного или различного составов, или их смесь с пожаротушащими порошками, или с водой, или с водными растворами солей, или с объемно-детонирующей смесью, или их смеси. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что метают в различной последовательности аэрозольгенерирующие композиции различного состава, причем воспламенение каждой композиции проводят на различных участках траектории, в том числе и в объеме, где происходит пожар, или над горящим объектом. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что аэрозольгенерирующую композицию метают сжатым воздухом, газом, водой под давлением без воспламенительного устройства. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что аэрозольгенерирующая композиция в качестве горючего содержит соединения, взятые из ряда: металлы - алюминий, магний или их сплавы с металлами I и II-ой групп, железо, медь, гидриды металлов в количестве от 0,2 до 10 вес. %; спирты, гликоли, ацетаты, эфиры, бензол, толуол, бензин, керосин, органические азиды и нитраты гликолей, каучуки, полиэфиры, полимеры, смолы, их смеси, их растворы и смеси их растворов с водой, смеси растворителей и их растворов, в том числе и загущенные полимерами и/или добавками, в том числе нитроцеллюлозой, в количестве 10 - 70 вес. %. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что композиция в качестве охладителя содержит малоуглеродные полиазотные соединения, выбранные из ряда: азодикарбонамид, гуанидин, дициандиамид, мелон, меламин, мочевина, уротропин, азобисформамид, семикарбозид, тетразол, дитетразол и их производные или соли, и/или гуаномино(меламино)-формальдегидные смолы, и/или органические или неорганические азиды калия, натрия, магния, кальция, и/или щавелевокислые соли стронция, бария, натрия, калия, магния, алюминия, аммония, и/или их карбонаты, и/или их смеси, и/или смесь указанных веществ. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что указанная композиция в качестве окислителя содержит соединения, выбранные из ряда: нитраты, нитриты, бихроматы, перманганаты, хлораты, перхлораты аммония, калия, натрия, магния, кальция, стронция, бария, марганца, свинца, алюминия в количестве 1,0 - 65,0 вес. %. 7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что аэрозольгенерирующую композицию метают из любого огнемета, в том числе и ранцевого, причем из ампульного огнемета композицию метают в ампуле-гранате. 8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что при тушении пожара нефтяных и газовых скважин струе пожаротушащего аэрозоля сообщают скорость перед фронтом фонтана, обеспечивающую снижение значения числа Дамкелера ниже критического уровня. 9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что его осуществляют направлением выходящей струи пожаротушащего аэрозоля на объект пожара или/и предварительной ориентацией выходных патрубков аэрозольных генераторов в сторону предполагаемого объекта пожара.