СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК A62C3/10 A62C35/00 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к способу пожаротушения, сформулированному в ограничительной части п. 1 формулы изобретения, в частности, для помещений относительно большой высоты, например для машинных отделений корабля; согласно указанному способу в указанное помещение подается туман из огнетушительной среды и газ.

Изобретение также относится к устройству пожаротушения, определение которого дается в ограничительной части п. 11, в частности, для помещений с относительно большой высотой, таких как машинное отделение корабля; причем указанное устройство содержит средство подачи огнетушительной среды по меньшей мере в одно первое сопло, из которого туман огнетушительной среды распыляется в данное помещение; и средство подачи газа в указанное помещение.

В относительно больших помещениях тушение небольших пожаров с помощью тумана огнетушительной среды, такой как водный туман, оказалось проблематичным. Самые серьезные проблемы возникают в тех случаях, когда туман огнетушительной среды нельзя непосредственно подать в очаг возгорания. Такими типичными помещениями являются, например, машинные отделения корабля, особенно в том случае, когда не используется способ нацеленного пожаротушения.

Из уровня техники также известны решения, согласно которым помещения большой высоты защищены от пожара только с помощью газовых систем, которые подают в данное помещение такой газ, как двуокись углерода, инертный газ, например смесь аргона, азота и двуокиси углерода или смесь аргона и азота. Газовые системы имеют тот недостаток, что для них необходимо замкнутое пространство. Например, если дверь защищаемого помещения оставлена открытой, то невозможно будет создать концентрацию газа, нужную для тушения. Это может привести к полному разрушению защищаемого имущества. В применяемых концентрациях многие газы являются ядовитыми, что даже может привести к смертельному исходу. По этой причине между моментом обнаружения пожара и началом тушения требуется задержка, в течение которой люди смогут оставить помещение, в котором нужно тушить пожар, после чего помещение закрывают. Эта задержка может быть достаточно длительной, длиться даже десятки минут, и за это время пожар может нанести значительный ущерб. Помимо этого, газовые системы не оказывают охлаждающего воздействия на окружение и обладают низкой способностью тушить тлеющий огонь.

WO 93/09848 раскрывает способ пожаротушения, согласно которому смесь распыленной воды или водяного тумана и газа подается в закрытое помещение, в котором нужно потушить пожар. Концентрации газа в этом помещении выдерживаются на уровне, не опасном для жизни. Это решение имеет многие преимущества по сравнению с полностью газовой системой. Но решение согласно этому описанию разработано только для закрытых помещений, из которых газ не может выйти и где само пламя расходует кислород. Еще одна сложность состоит в том, что водяной туман распределяется в помещении неравномерно и, следовательно, это решение не является достаточно эффективным для тушения скрытых пожаров, особенно в так называемых открытых помещениях.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении совершенно нового типа пожаротушения, особенно в крупных открытых помещениях, согласно которому сопла для распыления огнетушительной среды можно располагать на относительно большом расстоянии от защищаемого объекта, например в верхней части помещения высотой свыше 5 метров, обычно - на потолке или вблизи него. Еще одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении решения, которое обеспечит возможность тушения даже скрытого огня в относительно больших помещениях. То есть цель заключается в обеспечении решения пожарной защиты в высоких помещениях, таких как машинное отделение корабля.

Изобретение основывается на концепции пожаротушения, согласно которой комбинируется использование тумана огнетушительной среды, такой как водяной туман, и газа в концентрациях, не представляющих опасности для жизни; и создается циркуляция огнетушительной среды в целях надлежащего распределения и смешивания огнетушительной среды в данном помещении.

Способ согласно изобретению в основном отличается тем, что туман огнетушительной среды подается в помещение по меньшей мере по одному соплу, находящемуся в верхней части помещения, таким образом, что туман распределяется неравномерно, и поэтому в данном помещении создается циркулирующее движение тумана огнетушительной среды.

Способ согласно настоящему изобретению дополнительно охарактеризован в пп. 2-10 формулы изобретения.

Устройство согласно изобретению отличается тем, что оно содержит по меньшей мере одно первое сопло, установленное в верхней части помещения, и по меньшей мере второе сопло, установленное в данном помещении, для подачи газа и/или тумана огнетушительной среды в данное помещение, чтобы создать в помещении циркуляцию тумана огнетушительной среды.

Устройство согласно настоящему изобретению дополнительно охарактеризовано в пп. 12-20.

Решение в соответствии с настоящим изобретением имеет многочисленные значительные преимущества. За счет циркуляции создаваемой в помещении огнетушительной среды вместе с газом, подаваемым в помещение для снижения содержания кислорода, обеспечивается очень хорошая степень смешивания и обеспечивается хороший результат даже в отношении скрытого пламени. Решение в соответствии с настоящим изобретением применимо также и для частично открытых помещений. В этом случае сопла для огнетушительной среды можно установить в верхней части защищаемого помещения, на большом расстоянии от объектов, подвергающихся потенциальному риску пожара. Способ согласно настоящему изобретению хорошо применим для высоких помещений. Сопла для огнетушительной среды можно расположить на расстоянии свыше 5 м от пола. Некоторые сопла можно первоначально использовать для подачи газа и, когда запас газа уменьшится и/или закончится, - для распыления огнетушительной среды. Таким образом, осуществляется целесообразное техническое решение, когда эффект тумана жидкости можно довести до максимума в заключительной фазе пожаротушения. Путем распыления тумана жидкости под высоким давлением и использования соответствующей распылительной насадки обеспечивается хорошее проникновение тумана жидкости, что дает преимущество особенно в случае тушения дальних очагов пожара. Подключение трубопроводных систем, используемых для совместной подачи противопожарной жидкости и газа, обеспечивает возможность простого и автоматического введения жидкости во вторые сопла газоснабжения после падения давления газа или прекращении запаса газа. С помощью отключающего/регулирующего элемента, например клапана давления или дросселя в трубопроводной системе, обеспечивается возможность регулировать перепад давления между первыми и вторыми соплами и/или расход и тем самым - циркуляцию тумана огнетушительной среды в данном помещении.

Краткое описание чертежей

Изобретение далее подробно излагается со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает вариант осуществления настоящего изобретения в упрощенном виде,

Фиг. 2 - расположение сопел, используемых в техническом решении по Фиг. 1, вид сверху,

Фиг. 3 - еще один вариант осуществления изобретения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Фиг. 1 и 2 показывают систему пожаротушения согласно изобретению в упрощенном виде. Защищаемое помещение 1 относительно большое, предпочтительно имеет большую высоту, как, например, в машинном отделении корабля. В верхней части относительно большого помещения установлено по меньшей мере одно сопло 2 для распыления тумана огнетушительной среды в защищаемое помещение и средство подачи огнетушительной среды в сопло. Это средство содержит трубопроводную систему 4 или ее эквивалент, источник 5 огнетушительной среды и средство, например насос 6, для подачи огнетушительной среды в сопло. Система содержит по меньшей мере одно второе сопло 3, которое также расположено в верхней части помещения 1. Система содержит источник 7 газа, например газовый баллон, из которого газ можно направить в помещение 1 через сопло, например по меньшей мере одно второе сопло 3. Газ поступает в сопло 3 по трубе 8. Сопла 2, 3 предпочтительно установлены на потолке помещения 1 или вблизи потолка - Фиг. 1 и 2. На чертежах: соответствующие трубопроводные системы 4, 8 для первых сопел 2 и вторых сопел 3 соединены вместе, и труба 4, 8 между ними имеет элемент, например клапан или дроссель 9, для регулирования давления и/или расхода. С помощью этого элемента давление во вторых соплах 3 по меньшей мере для распыления жидкости регулируется до уровня ниже давления в первых соплах 2. Согласно Фиг. 2 трубопроводная система, которая соединяет первые сопла с источником 5 огнетушительной среды, указана ссылочными обозначениями 4, 4', и трубопроводная система, соединяющая вторые сопла, указана ссылочными обозначениями 8, 8'.

Изобретение относится к способу пожаротушения, в частности для относительно высоких помещений 1, таких как машинное отделение корабля, где туман огнетушительной среды и газ подаются в помещение. Изобретение отличается тем, что туман огнетушительной среды подается в верхнюю часть помещения 1 по меньшей мере по одному первому соплу 2 таким образом, что туман распределяется неравномерно, в результате чего в помещении создается циркулирующее движение тумана 2' огнетушительной среды (стрелки на Фиг. 1). За счет соответствующего расположения сопел 2, 3 в помещении и/или за счет перепадов давления и/или разной степени проникновения распыляемой огнетушительной среды создается неуравновешенность, которая наряду с разрежением, создаваемым распылением под высоким давлением, создает циркуляцию тумана огнетушительной среды в помещении. Согласно осуществлению изобретения циркуляция «идет против» распыления по меньшей мере от одной насадки распыления - по той причине, что распыление от другой насадки распыления становится более энергичным.

Согласно изобретению: туман огнетушительной среды, в частности - туман жидкости, распыляется по меньшей мере через одно сопло 2, установленное в верхней части помещения 1, и газ подается в помещение 1 по меньшей мере через одно второе сопло 3 и/или подается в помещение по меньшей мере на ранней стадии тушения. Согласно предпочтительному осуществлению изобретения: газ подается в помещение по меньшей мере на ранней стадии процесса тушения. Поскольку газ обладает меньшей проникающей способностью, чем туман жидкости, это влияет на создание циркулирующего движения, указанного стрелками на Фиг. 1. Подача газа в помещение понижает содержание кислорода в нем и таким образом облегчает тушение. Давление подаваемого в помещение 1 газа понижается в ходе процесса тушения. Газом обычно является инертный газ (не обладающий реакционной способностью), такой как азот или негорючий смешанный газ. Когда содержание кислорода в помещении снизится до нужного значения, то подачу газа в помещение можно остановить, с продолжением процесса тушения. Обычно подача газа останавливается в некоторый момент во время процесса тушения. Подачу газа можно осуществлять с помощью, например, одного или более сосудов давления, таких как баллоны. Во время процесса тушения туман жидкости подается в помещение в более равномерно распределенном порядке, чем сначала по соплам, расположенным в верхней части помещения.

Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения: по меньшей мере несколько вторых сопел 3 используются для подачи тумана жидкости в помещение одновременно с газом, и/или после того, как подача газа по ним прекратилась. Согласно предпочтительному осуществлению изобретения: жидкость для тумана жидкости и газ подаются в одну и ту же трубопроводную систему 4, 8 из противоположных направлений. Среду пожаротушения подают в сопла неравномерно, чтобы огнетушительная среда подавалась в некоторое число сопел 2, 3 по существу под более низким давлением, чем в первое множество сопел. Это можно выполнить с помощью разных источников подачи, например с помощью дросселя в части трубопроводной системы.

Туман жидкости распыляется в помещение 1 под высоким давлением. Рабочим устройством 6 может быть насос с постоянным напором, например. Давление в трубопроводной системе обычно превышает 30 бар, предпочтительно - свыше 50 бар, наиболее предпочтительно - свыше 70 бар. Туман жидкости, создаваемый соплами, обычно очень мелкий, и обычный размер капель (D_v90) меньше 400 мкм, предпочтительно - меньше 300 мкм, наиболее предпочтительно - меньше 200 мкм. По меньшей мере некоторые первые сопла 2 являются соплами, создающими концентрированный туман огнетушительной среды в виде распыленной жидкости, обладающей хорошей проникающей способностью. Принципы выполнения сопла, применимого для использования в соответствии с настоящим изобретением, описаны в опубликованной международной патентной заявке WO92/20453. Средство, используемое для подачи тумана огнетушительной среды и газа, считается очевидным для специалиста в данной области техники.

По меньшей мере на ранней стадии процесса тушения содержание кислорода в помещении обычно снижается до значения около 15%. Содержание кислорода может обычно изменяться в пределах 8-19%, например. Существенным обстоятельством является то, что по меньшей мере на ранней стадии процесса тушения содержание кислорода ограничено уровнем, который не вреден людям, подвергающимся кратковременному воздействию со стороны такового снижения.

Настоящее изобретение также относится к устройству пожаротушения, особенно для относительно высоких помещений 1, таких как машинное отделение корабля; при этом указанное устройство содержит средство 4, 5, 6 для подачи огнетушительной среды под высоким давлением по меньшей мере в одно первое сопло 2, из которого туман огнетушительной среды под высоким давлением распыляется в помещение 1. По меньшей мере одно первое сопло 2 установлено в верхней части помещения 1, и устройство содержит по меньшей мере одно второе сопло, расположенное в помещении для подачи газа в помещение таким образом, чтобы в помещении можно было создать циркуляцию огнетушительной среды. Согласно второму предпочтительному осуществлению: циркуляцию огнетушительной среды можно создать по меньшей мере на ранней стадии процесса тушения. Путем размещения первых сопел 2 в помещении 1 в несимметрично распределенном порядке по меньшей мере в одном вертикальном сечении помещения можно предусмотреть целесообразное размещение, обеспечивающее возможность циркуляции течений тумана огнетушительной среды.

По меньшей мере некоторое число вторых сопел 3 помещается в другой - по отношению к первым соплам 2 - части помещения. В осуществлении изобретения согласно Фиг. 1 и 3: вторые сопла 3 расположены на противоположной стороне предполагаемого очага пожара по отношению к первым соплам 2. Устройство содержит трубопроводную систему 4, 8 и средство для подачи огнетушительной среды в трубопроводную систему через по меньшей мере один первый конец, и средство для подачи газа в трубопроводную систему по меньшей мере через один второй конец, в результате чего по меньшей мере в части трубопроводной системы 4, 8 среда пожаротушения и газ используют одну и ту же трубу по меньшей мере в течение процесса тушения.

Помещение 1 является высоким помещением с высотой по меньшей мере 3 м, предпочтительно - свыше 5 м. Помещение 1 закрыто по меньшей мере во время процесса пожаротушения. Входы в помещение поэтому закрыты в связи с процессом пожаротушения.

Помещение 1 имеет по меньшей мере один открытый вход (не показан) в течение процесса тушения, т.е. помещение является т.н. открытым помещением. Процесс пожаротушения предпочтительно достаточно эффективен, чтобы по меньшей мере один вход мог оставаться открытым по меньшей мере частично во время процесса пожаротушения.

Согласно еще одному осуществлению изобретения: газ можно распылять в помещение по меньшей мере через одно третье сопло 10, и в этом случае туман огнетушительной среды распыляется в помещение 1 по меньшей мере через одно первое сопло 2, или по меньшей мере через одно первое сопло 2 и по меньшей мере одно второе сопло 3 в неравномерно распределенном порядке, в результате чего в помещении создается циркуляция тумана огнетушительной среды. Трубопроводные системы для первых и вторых сопел могут быть, разумеется, отделены друг от друга.

Фиг. 3 показывает еще одно предпочтительное осуществление изобретения, согласно которому газ подается через одно третье сопло 10, которое предпочтительно является отдельным от трубопроводной системы 4, по которой поступает огнетушительная среда из источника 7 газа по трубе 8. Туман огнетушительной среды подается соплами 2, 3, установленными в верхней части помещения. Трубопроводная система имеет ограничивающее давление устройство, например клапан или дроссель 9, расположенный между первыми соплами 2 и вторыми соплами 3, в результате чего циркуляция огнетушительной среды, указанная на чертеже стрелками, создается в помещении во время процесса тушения. Из вторых сопел 3 туман огнетушительной среды распыляется при давлении, более низком, чем из первых сопел, по меньшей мере на ранней стадии процесса тушения, в целях обеспечения нужной циркуляции огнетушительной среды в помещении.

Специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается описываемыми выше осуществлениями и что в настоящее изобретение можно вносить изменения в объеме излагаемой ниже формулы изобретения. Например, первые сопла и вторые сопла могут быть соединены с трубопроводными системами отдельно друг от друга, и в этом случае нужная неуравновешенность может быть создана, например, путем регулирования рабочего источника огнетушительной среды или, например, клапанами. Первые сопла могут также быть установлены по-другому по сравнению с приводимым в качестве примера осуществлением изобретения. Первые сопла могут располагаться по краям помещения, предпочтительно на потолке или вблизи стен; и вторые сопла - посередине, чтобы создавать неуравновешенность и циркуляцию огнетушительной среды в помещении.

Способ пожаротушения, в частности, для относительно высоких помещений, таких как машинное отделение корабля, согласно которому в помещение подают среду пожаротушения и газ. Туман огнетушительной среды подают с неравномерным распределением в помещение по меньшей мере через одно первое сопло, установленное в его верхней части, в результате чего в помещении создается циркуляция тумана огнетушительной среды. Изобретение также относится к устройству пожаротушения. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ пожаротушения, в частности, для относительно высоких помещений (1), таких, как машинное отделение корабля, согласно которому туман огнетушительной среды и газ подают в помещение, отличающийся тем, что туман огнетушительной среды подают в помещение (1) по меньшей мере через одно первое сопло (2), установленное в верхней части помещения, с неравномерным распределением, в результате чего в помещении создается циркулирующее движение тумана огнетушительной среды.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что туман огнетушительной среды, в частности туман жидкости, распыляют по меньшей мере через одно первое сопло (2), установленное в верхней части помещения (1), и газ подают в помещение (1) по меньшей мере через одно второе сопло (3) и/или одно третье сопло (10).3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что давление газа, подаваемого в помещение (1), понижают в ходе процесса пожаротушения.4. Способ по п.3, отличающийся тем, что подачу газа в помещение (1) останавливают в ходе процесса пожаротушения.5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в ходе процесса пожаротушения туман жидкости подают в помещение (1) по меньшей мере через одно первое сопло и/или второе сопло (2, 3), установленные в верхней части, с более равномерным распределением, чем на первой стадии.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что туман огнетушительной среды, в частности туман жидкости, распыляют в помещение (1) под высоким давлением.7. Способ по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере некоторое число вторых сопел (3) используют для подачи тумана жидкости в помещение (1) во время подачи газа и/или после прекращения подачи газа.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкость для тумана жидкости и газ подают в одну и ту же трубопроводную систему (4, 8).9. Способ по п.2, отличающийся тем, что огнетушительную среду подают в сопла (2, 3) с неравномерным распределением, в результате чего огнетушительная среда подается по меньшей мере в одно второе сопло (3), по существу, при более низком давлении, чем по меньшей мере в одно первое сопло (2).10. Способ по п.1, отличающийся тем, что газом является инертный (нереакционноспособный газ), азот или негорючий смешанный газ.11. Устройство пожаротушения, в частности, для относительно высоких помещений (1), таких, как машинное отделение корабля, содержащее средство (4, 5, 6) для подачи огнетушительной среды по меньшей мере в одно первое сопло (2), из которого туман огнетушительной среды распыляется в помещение, отличающееся тем, что по меньшей мере одно первое сопло (2) установлено в верхней части помещения (1) и устройство содержит по меньшей мере одно второе сопло (3, 10), установленное в помещении для подачи газа и/или тумана огнетушительной среды в помещение, чтобы обеспечить в помещении циркуляцию тумана огнетушительной среды.12. Устройство пожаротушения по п.11, отличающееся тем, что первые сопла (2) установлены в помещении (1) с их несимметричным распределением по меньшей мере в одном вертикальном сечении помещения.13. Устройство пожаротушения по п.11 или 12, отличающееся тем, что по меньшей мере некоторое число вторых сопел (3) находится в другой части по отношению к первым соплам (2).14. Устройство пожаротушения по п.11, отличающееся тем, что трубопроводная система (4), используемая для подачи жидкости пожаротушения, и трубопроводная система (8), используемая для подачи газа, соединены друг с другом.15. Устройство пожаротушения по п.11, отличающееся тем, что помещение является высоким помещением высотой по меньшей мере 3 м, предпочтительно свыше 5 м.16. Устройство пожаротушения по п.11, отличающееся тем, что помещение (1) закрыто по меньшей мере во время процесса пожаротушения.17. Устройство пожаротушения по п.11, отличающееся тем, что помещение (1) имеет по меньшей мере один вход, открытый во время процесса пожаротушения, т.е. помещение является т.н. открытым помещением.18. Устройство пожаротушения по п.11, отличающееся тем, что по меньшей мере некоторые первые сопла (2) являются типом сопел, которые создают концентрированный туман огнетушительной среды в виде распыленной жидкости, обладающей хорошей проникающей способностью.19. Устройство пожаротушения по п.п.11, отличающееся тем, что помещение имеет по меньшей мере одно третье сопло (10) для подачи газа в помещение.20. Устройство пожаротушения по п.11, отличающееся тем, что трубопроводная система (4) имеет устройство ограничения давления, такое, например, как клапан или дроссель (9), установленное между первыми соплами (2) и вторыми соплами (3).