СПОСОБ ОБЪЕМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК A62C13/00 B01J7/00 

Изобретение относится к противопожарной технике, к способам тушения пожаров с помощью устройств, снабженных пиротехническими составами, которые при горении выделяют пожаротушащую газоаэрозольную смесь. Изобретение может эффективно использоваться для тушения загораний и пожаров в сооружениях и устройствах закрытого типа, например, таких как склады, гаражи, офисы, квартиры, двигательные и багажные отсеки различных транспортных средств.

Существующий способ объемного пожаротушения, заключающийся в получении охлажденных нетоксичных газов, основан на совместном одновременном окислении-восстановлении-охлаждении высокотемпературных газов, содержащих продукты неполного окисления, последовательном пропускании их через по меньшей мере один неподвижный слой гранулированной активированной окиси алюминия и по меньшей мере один слой гранулированного цеолита, разделенных между собой по меньшей мере одним фиксированным свободным объемом [1].

Недостатком такого способа являются большие потери образующейся газоаэрозольной смеси в комбинированном блоке «окисления-восстановления-охлаждения».

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся во введении в защищаемый объем предварительно доокисленной, охлажденной газоаэрозольной смеси, образующейся при сгорании пиротехнического состава. Доокисление проводят путем пропускания через слой сорбента с кислородсодержащим окислителем газоаэрозольной смеси, а ее твердую фазу с частицами заданного размера получают путем пропускания охлажденной газоаэрозольной смеси через фильтрующий сорбент, через который дополнительно в защищаемый объем вводят парогазовую смесь, получаемую при десорбции хладагента с поверхности твердого охладителя за счет тепла газоаэрозольной смеси, передаваемого путем косвенного теплообмена [2]. Также в качестве охладителей горячих газов и огнетушащего аэрозоля применяют природные кристаллические минералы или различные кристаллогидраты солей или окислов металлов или составов на их основе, зачастую с применением различных алюмосиликатов.

Однако при реализации данного способа обнаружены следующие недостатки: при реальных скоростях истечения в генераторе продуктов горения через доокислитель, при наличии в его составе дополнительного кислородсодержащего окислителя, не удается заметно снизить содержание СО и особенно N0 и NO₂ в атмосфере защищаемого от пожара помещения.

Для реализации объемного способа пожаротушения используется устройство, состоящее из комбинированного блока совместного одновременного окисления-восстановления-охлаждения газов, включающего по меньшей мере один неподвижный слой гранулированной активированной окиси алюминия и по меньшей мере один слой гранулированного цеолита, разделенных между собой по меньшей мере одним фиксированным постоянным свободным объемом, при этом каждый из слоев гранулированной активированной окиси алюминия и цеолита разделен по меньшей мере двумя металлическими сетками-решетками, а последовательность слоев и размер частиц гранулированной окиси алюминия и цеолита подбирают в зависимости от начальной температуры газов, а комбинированный блок расположен в теплоизолированном корпусе, снабженном отверстиями для входа и выхода газов [1].

Однако существенным недостатком данного устройства является громоздкость конструкции генератора за счет использования комбинированного блока, что обуславливает большие потери генерируемого аэрозоля.

В качестве наиболее близкого прототипа заявленного изобретения принято устройство, содержащее корпус с выходным отверстием и с расположенными в нем камерой сгорания с пиротехническим составом, инициирующим устройством и блоком охлаждения, который выполнен изолированным от прямого контакта охладителя с продуктами сгорания пиротехнического состава и состоящий по крайней мере из двух коаксиально расположенных оболочек, заполненных охладителем, причем стенкой одной оболочки служит внутренняя поверхность корпуса. Кроме этого, камера сгорания дополнительно содержит сорбент с кислородсодержащим окислителем, расположенным между двумя перегородками, закрепленными над пиротехническим составом, а оболочки с противоположной стороны от камеры сгорания имеют отверстия, над которыми установлены перегородки, пространство между которыми заполнено фильтрующим сорбентом [2].

Недостатком данного устройства является использование доокислителей, при сгорании которых концентрация NO и NO₂ в защищаемом помещении намного выше допустимой; при этом слой алюмосиликатов плавится, и гранулы его сплавляются, что затрудняет выход аэрозоля из генератора, приводя к росту давления в нем и нерасчетному времени его работы.

Техническим результатом, на решение которого направлено настоящее изобретение, является снижение температуры огнетушащего аэрозоля на выходе из устройства, при этом потери аэрозоля несущественны.

Требуемый технический результат достигается тем, что способ объемного пожаротушения заключается во введении в защищаемый объем огнетушащего аэрозоля, образующегося при сгорании пиротехнического состава, при этом заряды пиротехнического состава зажигают с нижнего незабронированного торца и образующийся аэрозоль пропускают через каналы между зарядами и сквозь блочный гипсовый фильтр сотовой структуры, а в дальнейшем аэрозоль выводится в защищаемый объем через зазоры в выпускном конусе. Устройство для осуществления способа объемного пожаротушения состоит из корпуса, узла запуска и двух огнепреградительных сеток, также дополнительно содержит блочный гипсовый фильтр сотовой структуры, помещенный между огнепреградительными сетками, и выпускной конус.

Осуществление предлагаемого способа пожаротушения заключается в следующем: в защищаемый объем вводится огнетушащий аэрозоль, образующийся при сгорании пиротехнического состава, воспламенение которого производится от узла запуска, при этом продукты горения состава пропускаются между шнуровыми элементами заряда, забронированными по боковой поверхности, и охлаждаются, отдавая свое тепло несгоревшей части заряда. Для дополнительного снижения температуры аэрозоля генератор на выходе снабжен блочным гипсовым фильтром сотовой структуры.

В качестве аэрозолеобразующего использовался состав со следующей рецептурой: азид натрия NaN₃ - 27%; перхлорвиниловая смола - 20%; перхлорат калия KClO₄ - 51%; технический углерод С - 2%.

Заряды изготавливались в виде набора шнуровых элементов различной длины. Боковая поверхность и один торец каждого шнура покрывались бронировкой марки БФК-2 путем окунания в бронировку, растворенную в ацетоне. Скорость горения шнура на воздухе составляла 2 мм/с и не зависела от его длины.

В таблице приведены результаты испытаний заряда в виде набора из семи шнуров в предлагаемом устройстве.

Таблица Результаты испытаний заряда из семи шнуровДлина заряда 1, ммВремя горения trop, сСредняя скорость горения U, мм/с209,02,2407,55,3606,010,0804,219,0

Зависимость средней скорости горения от длины заряда в устройстве представлена на фиг.1.

Неочевидным оказалось, что с увеличением длины заряда уменьшается время его горения. Это можно объяснить следующим образом: при горении состава выходящий аэрозоль интенсивно отдает тепло несгоревшей части заряда, при этом начальная температура заряда увеличивается, следовательно, возрастает скорость горения состава и уменьшается время аэрозолеобразования. При уменьшении несгоревшей части заряда температура аэрозоля в конце работы генератора становится близкой к температуре горения состава. Для снижения температуры аэрозоля рекомендуется устанавливать блочный гипсовый фильтр сотовой структуры.

Изменение температуры образующегося аэрозоля на выходе из устройства при длине фильтра 20 мм показано на фиг.2.

Из фиг.2 видно, что более половины времени работы устройства температура на выходе не превышает 200°С. Дальнейшее снижение температуры можно обеспечить, увеличив длину фильтра, но одновременно с этим возрастут потери аэрозоля.

На фиг.3 представлено предлагаемое устройство, где 1 - корпус, 2 - заряды, 3 - выпускной конус, 4 - узел запуска, 5 - зажигательный состав, 6 - огнепреградительные сетки, 7 - бронировка, 8 - блочный гипсовый фильтр сотовой структуры.

Принцип работы предлагаемого устройства состоит в следующем. Узел запуска 4 воспламеняет зажигательный состав 5, который нанесен на незабронированный торец зарядов 2, выполненных в виде набора шнуровых элементов, забронированных 7 по боковой поверхности и верхнему торцу. Образующийся аэрозоль проходит через каналы между зарядами, обтекая их боковую поверхность, и отдает им свое тепло. Для дополнительного охлаждения образующегося аэрозоля целесообразно применение блочного гипсового фильтра сотовой структуры 8, который помещен между огнепреградительными сетками 6. На корпусе 1 закреплен выпускной конус 3, который равномерно распределяет образующийся аэрозоль в защищаемом объеме.

Предложенные способ объемного пожаротушения и устройство для его осуществления позволяют эффективно тушить загорания и пожары различных горючих веществ в сооружениях и устройствах закрытого типа. Они характеризуются достаточно низкой температурой образующегося огнетушащего аэрозоля на выходе из устройства и значительным снижением его потерь.

Предложенная совокупность существенных признаков неизвестна из доступных источников информации уровня техники и может быть серийно воспроизведена в производстве, то есть соответствует критериям патентоспособности.

Использованная литература

1. Патент РФ №2193430, опубл. 27.11.2002, кл. А62D 3/00, А62С 3/00.

2. Патент РФ №2142834, опубл. 20.12.1999, кл. А62С 3/00, А62С 35/02.

Способ объемного пожаротушения и устройство для его осуществления позволяют повысить эффективность пожаротушения за счет снижения температуры и потерь огнетушащего аэрозоля путем введения в защищаемый объем огнетушащего аэрозоля, образующегося при сгорании пиротехнического состава, при этом заряды зажигают с нижнего незабронированного торца и образующийся аэрозоль пропускают через каналы между зарядами и сквозь гипсовый фильтр сотовой структуры, в дальнейшем аэрозоль выводится в защищаемый объем через зазоры в выпускном конусе. Устройство для объемного пожаротушения состоит из корпуса, узла запуска и двух огнепреградительных сеток, а также содержит блочный гипсовый фильтр сотовой структуры для охлаждения аэрозоля, помещенный между огнепреградительными сетками, и выпускной конус для равномерного распределения образующегося аэрозоля. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ объемного пожаротушения, заключающийся во введении в защищаемый объем огнетушащего аэрозоля, образующегося при сгорании пиротехнического состава, отличающийся тем, что заряды пиротехнического состава зажигают с нижнего незабронированного торца и образующийся аэрозоль пропускают через каналы между зарядами и сквозь блочный гипсовый фильтр сотовой структуры, а в дальнейшем аэрозоль выводится в защищаемый объем через зазоры в выпускном конусе.2. Устройство для осуществления способа объемного пожаротушения, состоящее из корпуса, узла запуска и двух огнепреградительных сеток, характеризующееся тем, что оно дополнительно содержит блочный гипсовый фильтр сотовой структуры, помещенный между огнепреградительными сетками, и выпускной конус.