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" PERFECTIONNEMENTS A UN PROCEDE ET AUX APPAREILS'POUR L'UTI
LCSATION ET LA PREPARATION POUR L'USAGE D'ANHYDRIDE CARBONIQUE LIQUIDE COMME FLUIDE POUR L'EXTINCTION
DES INCENDIES "..
La présenta invention se rapporte à des perfectionnements nouveaux et utiles à un procède et aux appareils pour l'utilisa- tion et la préparation pour l'usage d'anhydride carbonique liquidé comme fluide pour l'extinction des incendies.
Le premier objet de l'invention consiste à fournir un procédé et un appareillage pour l'utilisation et pour la prépara- tion pour l'usage, avec des frais de stockage réduits, de grandes quantités d'anhydride carbonique liquide, à des températures contrôlées, inférieures à la température ambiante, et sous les basses pressions de vapeur correspondantes:
Un autre objet de l'invention consiste à fournir un procédé et un appareillage pour L'utilisation de l'anhydride carbonique
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liquide comme fluide d'extinction des incendies, dans lesquels le liquide est maintenu dans des conditions convenables pour fournir un pourcentage bien plus élevé de neige, lors de sa décharge dans l'atmosphère, qu'il n'est possible d'obtenir avec les procédés et les appareils actuellement en usage.
Un troisième objet de l'invention consiste à fournir un procédé et un appareillage pour l'utilisation de l'anhydride carbonique comme fluide d'oxLinctiou, permettant de fournir,par unité de volume et de poids du réservoir, une quantité plus grande d'anhydride que dans le cas des procédés connus.
Un autre objet de 1'invention consiste enfin à fournir un appareil extincteur particulièrement efficace pour combattre les foyers d'essence, d'huile, de bois, les incendies d'origine élec- trique et les incendies des mines de charbon, l'appareil assurant encore d'une manière efficace la suppression des retours de feu dans les incendies de tous genres, et permettant au personnel combattant le feu de se rapprocher dans le voisinage immédiat des- foyers très chauds.
L'inventjon consiste en un procédé d'utilisation de l'anhy- dride carbonique comme fluide extincteur d'incendies, le procédé étant caractérisé par le fait que l'on charge dans un espace de stockage isolé, de grande capacité volumétrique, l'anhydride carbonique liquide refroidi à une basse température constante, convenablement contrôlée, située de préférence au-dessous de 0 C, une et sous pression de vapeur correspondant à cette température, l'anhydride liquide étant maintenu sensiblement à la température et à la pression de chargement ou de remplissage pondant toute la durée du stockage,pour être déchargé sur le feu à éteindre à l'état liquide, à la température et sous la pression de stockage.
L'invention consiste également en un appareillage d'extinc- tion, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour le stockage de l'anhydride liquide à une basse température convenable- ment contrôlée, de préférence inférieure à 0 C et sous la tension
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de vapeur correspondant à cette basse température, et des moyens pour conduire l'anhydride liquide à l'endroit ou aux endroits d'utilisation pour le décharger en ces endroits sur le feu à éteindre, à la température de stockage.
Le dessin joint représente schématiquement un appareil d'extinction d'incendies réalisant la présente invention, ainsi que le procédé utilisé pour l'extinction de divers incendies de types différents.
Au dessin, la référence 5 désigne un bâtiment pouvant être un bâtiment quelconque dans lequel il existe des risques d'incen die, tel par exemple qu'une demeure privée, un immeuble de rapport, des bureaux, un garage, un atelier d'entretien et de réparation, une usine etc. Dans ce bâtiment 5, on a représenté une chambre ou un espace fermé 6 que l'on désire protéger contre le feu au moyen d'un système d'a,rrosage 7 comportant les ajutages de décharge 8, ou au moyen d'un système de décharge mobile pouvant avoir la forme d'un tuyau flexible 9 pourvu d'une tuyère de décharge conve nable 10.
Dans le bâtiment 5 on a également représenté un objet 11 pouvant avoir la forme de pièces ou d'appareils quelconques fixes ou sensiblement fixes, protégés par exemple au moyen d'un disposi- tif de décharge fixe 12 réalisé sous une forme voulue quelconque efficace pour atteindre les résultats vouluso
A l'extérieur du bâtiment 5 on a montré un tas 13 servante l'emmagasinage d'une matière combustible quelconque, telle que le charbon, le bois, des céréales ou analogues. Ce tas d'emmagasinage 13 peut être protégé contre les risques d'incendie au moyen d'un système fixe d'ajutages de décharge 14 associés à une canalisation d'alimentation 15, ou bien au moyen d'un dispositif de décharge mobile pouvant avoir la forme d'un long tuyau perforé 16 relié à un tuyau d'alimentation flexible 17.
Les objets désignés par les références 5,6,11 et 13 sont destinés à représenter des objets de types très variés devant être protégés des risques d'incendie, et l'on doit entendre que l'utilisation du présent procédé d'extinction et de l'appareillage
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correspondant n'est en aucune manière limitée à la protection d'objets du genre de ceux représentés, mais qu'elle est applica- ble à tous les objets nécessitant une protection contre le feu.
L'on comprend également que ce procédé et l'appareillage corres- pondant ne doivent pas être limités aux formes particulières des dispositifs de décharge schématiquement représentés au dessin.
Disposé en un endroit convenable par rapport aux diverses sources d'incendie, on a prévu un réservoir 18 de grande capacité, fortement isolé. Ce réservoir peut être constitué par un ou plu- sieurs récipients enfermés dans une coquille unique assurant l'i- solement voulu contre la chaleur. L'unité 18 aura de préférence une capacité de plusieurs centaines de kg d'anhydride carboni- 'que liquide, et pourra contenir plusieurs tonnes de liquide, suivant la nature des risques contre lesquels on désire se proté- ger. Lorsque le système est utilisé pour la protection de grands immeubles de rapporta de bureaux ou d'une usine, il pourra, bien entendu, être nécessaire de prévoir deux ou plusieurs unités 18.
Le réservoir 18 devra être établi pour supporter une pression de travail d'environ 35 kg par cm carré, ou, d'une manière plus spécifique, la pression de vapeur à 0 C, qui est de 35,35 kg par cm carré, absolus. L'on peut, bien entendu, utiliser des réservoirs susceptibles de supporter une pression de service plus élevée, mais étant donné que cette résistance supplémentaire n'est ni essentielle ni désirable, l'utilisation de réservoirs adaptés pour supporter des pressions de travail notablement supérieures à 35 kg par cm carré ne ferait qu'augmenter les frais de premier établisse- ment de l'installation en privant ainsi le système d'une de ses caractéristiques les plus précieuses.
Une canalisation 19 communique avec la portion inférieure du réservoir 18, cette canalisation conduisant à un endroit aisément accessible et étant pourvue à son extrémité d'un couplage 20 permettant de relier au réservoir un récipient transportable, tel qu'un wagon - ou un camion-citerne Le wagon - ou le camion
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citerne-est destiné à transporter depuis une source de production convenable, à l'endroit du couplage 20, l'anhydride carbonique liquide maintenu à une basse température contrôlée constante,de préférence inférieure à 0 C, et sous la pression correspondante.
En effectuant le transport de l'anhydride liquide à cette basse température et sous la basse pression correspondante, il est possible d'obtenir une grande réduction dans le poids du réservoir de transport par tonne de capacité du réservoir, ayant pour résultat une diminution considérable des frais de manipulation par rapport aux frais correspondants dans le transport de l'anhydride à des températures variables et sous les pressions élevées corres- pondantes, comme ce serait le cas si la température de l'anhydride liquide transporté était libre de varier avec les variations de la température ambiante. Cet anhydride liquide à basse température est chargé depuis le réservoir de transport dans le réservoir de stockage 18 par un procédé et par des moyens appropriés quelconques.
Après avoir été chargé dans le réservoir 18, l'anhydride liquide est maintenu à une basse température constante, convenable ment contrôlée, de préférence inférieure à 0 F, cette température étant généralement celle à laquelle l'anhydride aura été chargé dans le réservoir 18. En raison de ce fait, il est possible de remplir sensiblement tout le volume intérieur du réservoir 18 d'anhydride liquide, malgré la valeur réduite de la pression de travail du réservoir. Il devient ainsi possible de stocker un poids bien plus élevé d'anhydride par unité de volume'du réservoir qu'il ne serait possible de le faire si l'anhydride était stocke à la température ambiante.
De plus, il est possible de cette manière d'assurer le stockage à un prix bien inférieur par unité de capacité du réservoir.
Au réservoir 18 sont associés deux moyens différents pour maintenir l'anhydride liquide à sa température de charge ou de remplissage. L'un de ces moyens consiste en une installation de réfrigération 21 d'un type commercial normal, dont le serpentin évaporateur 22 est disposé dans un dôme 23 en communication libre
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avec le sommet du réservoir 18.Etant donné qu'il est impossible de constituer un isolement parfait du réservoir, empochant absolu- ment toute pénétration de chaleur,le peu de chaleur pénétrant dans le réservoir produira une certaine évaporation de l'anhydride liquide. Le gaz formé sous l'effet de cette évaporation montera à partir du bain liquide et viendra en contact avec le serpentin 22.
Ce contact du gaz avec la surface du serpentin entratnera la condensation du gaz, et les gaz condensés retourneront ainsi sous l'effet de la pesanteur au bain liquide. L'on a constaté qu'il était possible de cette manière d'utiliser un serpentin de surface bien inférieure que dans le cas où le serpentin 22 serait disposé au-dessous de la surface du bain liquide. Grâce à ce système de réfrigération, on peut effectuer le stockage d'une quantité quel- conque d'anhydride carbonique pour des périodes indéfinies, sans la moindre perte de gaz.
Le second moyen pour maintenir l'anhydride liquide à la température, inférieure à la température ambiante, à laquelle s'effectue le remplissage du réservoir 18, consiste en une soupape de sûreté ou de décharge 24. Cette soupape 24 peut être d'une construction connue quelconque et devra être ajustée ou réglée pour s'ouvrir sous une pression déterminée correspondant à la température à laquelle on désire maintenir l'anhydride liquide.
Sous l'effet de la pénétration de la chaleur dans le réservoir 18, une certaine quantité de liquide est vaporisée, et la pression de vapeur atteindra le point auquel la. soupape 24 entre en action.Lorsque la soupape s'ouvre, elle laisse échapper une certaine quantité de gaz 'dans l'atmosphère. Ce départ de gaz dans l'atmosphère sera accompagné de la vaporisation d'une quan- tité égale d'anhydride liquide restant. Cette vaporisation s'accom- pagne à son tour d'une absorption do chaleur dopuis le liquide restant et entraîne une réfrigération du liquide.
Cotte réfrigé- ration du liquide entraine une diminution de la température et de la pression de vapeur correspondante, jusqu'au moment où la
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pression devient inférieure à la pression de fonctionnement de la soupape.
L'on comprend donc qu'aux frais de la perte d'une fraction relativement réduite du liquide stocké, le liquide restant peut être maintenu à la température de stockage voulue. Cette perte d'anhydride carbonique n'est pas excessive et peut être aisément calculée, étant le rapport,entre la quantité de chaleur pénétrant en une heure dans le. réservoir sous l'effet des fuites de chaleur, et la chaleur latente de l'anhydride carbonique à la température de stockage. Ainsi, par exemple, à 18 0, la chaleur latente est de 68pb grandes calories par kg. Une unité de stockage typique, d'une capacité d'environ 7,25 tonnes d'anhydride liquide, présente des fuites de chaleur à travers l'isolement s'élevant à environ 310 grandes calories par heure.
Ainsi, les pertes de gaz néces.- saires pour maintenir la basse pression voulue à l'intérieur du réservoir sont données par le rapport 310/68,5 , soit environ 4,54 kg par heure. La perte dans ce cas typique se chiffre à environ 1 et 1/2 % toutes les 24 heureso Cette perte est inférieure à la perte par sublimation, normalement subie dans le stockage et la manipu. lation d'anhydride carbonique solide sous la forme de " glace sèche ".
L'on comprendra que l'unité réfrigérante 21 et son serpentin de refroidissement 22 peut être utilisée en combinaison avec la soupape de décharge 24 pour permettre divers modes de fonctionne- ment. Ainsi, par exemple, il est désirable d'utiliser une soupape de décharge 24 comme dispositif de sécurité entrant en fonctionne*- ment dans le cas d'un mauvais fonctionnement de l'appareil réfri gérant. L'on comprendra, bien entendu, que l'appareil réfrigérant sera muni d'un dispositif de contrôle de la température ou de la pression, d'un type classique quelconque, faisant fonctionner l'appareil réfrigérateur à des intervalles déterminés, seulement lorsqu'il est nécessaire d'éliminer la chaleur depuis l'anhydride carbonique stocké dans le réservoir.
Ce contrôle automatique,non représenté, de l'unité réfrigérante peut être réglé pour maintenir
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l'anhydride à la, température voulue, inférieure à la température ambiante. La soupape de décharge 24, fonctionnant en combinaison avec l'appareil réfrigérant peut être réglée pour s'ouvrir à une pression en excès sur la pression à laquelle l'arpareil réfrigéra- teur entrera en fonction. Ainsi, dans le cas d'une panne de l'appa- roll réfrigérant, la soupape 24 entrera-en fonction pour assurer le refroidissement de l'anhydride carbonique par le départ d'une petite quantité de gaz dans l'atmosphère.
D'autres méthodes peuvent, bien entendu, être utilisées, comprenant une soupape de décharge en combinaison avec une unité réfrrgérante. Ainsi, leserpentin de refroidis sèment 22 peut par utilisé exemple être relié à un système réfrigérant pour d'autres usages dans le bâtiment dans lequel il est monté. Ce système réfrigérant peut fonctionner avec des périodes de charge maxima et minima.
Il est donc désirable de faire fonctionner le serpentin 22 pour maintenir l'anhydride carbonique réfrigéré seulement pendant la période de charge minima de l'appareil.réfrigérateur. La soupape de décharge serait dans cc cas un accessoire plus important pour le fonctionnement satisfaisant de l'appareil d'extinction. Dans tous les modes de fonctionnement où. l'on utilise une soupape de déchar- ge, au moins en partie, pour maintenir l'anhydride carbonique convenablement réfrigéré, le réservoir 18 devra être visité pério diquement par un distributeur d'anhydride oarbonique à basse tempé- rature, dans le but de maintenir ce réservoir 18 convenablement rempli de fluide extincteur.
Des robinets convenables 25, actionnés à la main, sont disposés aux endroits stratégiques dans les canalisations d'alimen- tation principales 26 et dans les canalisations 27 de l'appareil réfrigérant. Ces robinets permettent de distribuer le fluide extincteur au choix et suivant les nécessités aux canalisations des divers dispositifs de décharge.
Des essais très poussés ont montré que l'anhydride liquide déchargé à une température non supérieure à 0 C constitue un
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fluide d'extinction bien plus efficace que,l'anhydride gazeux fourni à la température ambiante. Ainsi, un pourcentage bien plus élevé de neige est obtenu à partir d'anhydride libéré à une température inférieure à la température ambiante* Théoriquement, l'anhydride.,gazeux libéré à 21 C produit 89% de neige, tandis que l'anhydride liquide déchargé à l'atmosphère à - 18 C produit 60% de neige. Bien entendu, plus la température de décharge de l'anhydride liquide est basse, plus le pourcentage de neige produis to est grand.
Ce pourcentage plus élevé de neige fournit une couverture plus lourde pour étouffer le feu en le privant d'oxygène, la couverture n'étant pas déplacée par les courants d'air naturels s'élevant depuis le foyer. Cette grande production de neige donne au fluide déchargé une masse plus grande, permettant ainsi la projection du fluide sur le feu à une vitesse plus élevée et la pénétration du fluide dans les courants d'air s'élevant depuis le foyer, ainsi que la projection du fluide à des distances plus considérableso
La neige se sublime avec une vitesse relativement moins élevée en prolongeant ainsi la durée pendant laquelle elle assure - avec efficacité l'exclusion de l'oxygène de la matière atteinte par le feu.
Cette propriété, ainsi que la possibilité d'atteindre une température plus basse de l'anhydride liquide pour refroidir les parties touchées par le feu constituent des garanties efficaces pour empocher un retour du feu. L'effet refroidissant accru, exercé sur la matière consommée par le feu, dû à la production plus forte de neige, permet d'autre part au personnel combattant le feu de se rapprocher davantage du foyer. La densité de l'anhydride carbonique stocké aux basses températures, comparée à sa densité après libération dans l'atmosphère, se traduit par une augmentation de¯volume bien plus importante que dans le cas où l'anhydride est stocké à la température ambiante.
La densité de l'anhydride carbonique liquide à - 18 0 est en effet de 1 g par cm cube et, après détente dans l'atmosphère, la denâité est de 0,002 g par cm
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"IMPROVEMENTS TO A PROCESS AND TO THE APPARATUS FOR THE UTI
LCSATION AND PREPARATION FOR THE USE OF LIQUID CARBONIC ANHYDRIDE AS A FLUID FOR EXTINCTION
FIRES "..
The present invention relates to novel and useful improvements to a method and apparatus for the use and preparation for the use of liquid carbon dioxide as a fluid for extinguishing fires.
The first object of the invention is to provide a method and an apparatus for the use and for the preparation for the use, with reduced storage costs, of large quantities of liquid carbon dioxide, at controlled temperatures. , below ambient temperature, and under the corresponding low vapor pressures:
Another object of the invention is to provide a method and an apparatus for the use of carbon dioxide.
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liquid as a fire extinguishing fluid, in which the liquid is maintained under conditions suitable to provide a much higher percentage of snow, when discharged into the atmosphere, than is possible to obtain with methods and apparatus currently in use.
A third object of the invention consists in providing a method and an apparatus for the use of carbon dioxide as oxLinctiou fluid, making it possible to provide, per unit volume and weight of the reservoir, a larger quantity of anhydride than in the case of known methods.
Finally, another object of the invention consists in providing an extinguisher device which is particularly effective for combating gasoline, oil and wood fires, fires of electrical origin and fires in coal mines, the apparatus. still effectively suppressing fire returns in fires of all kinds, and allowing fire-fighting personnel to approach in the immediate vicinity of very hot hearths.
The invention consists of a process for using carbon dioxide as a fire extinguisher fluid, the process being characterized by the fact that one loads in an isolated storage space, of large volumetric capacity, the Liquid carbon dioxide cooled to a constant low temperature, suitably controlled, preferably below 0 C, one and under vapor pressure corresponding to this temperature, the liquid anhydride being maintained substantially at the temperature and at the loading pressure or filling for the entire duration of storage, to be discharged onto the fire to be extinguished in the liquid state, at the temperature and under the storage pressure.
The invention also consists of an extinguishing apparatus, characterized in that it comprises means for storing the liquid anhydride at a suitably controlled low temperature, preferably below 0 ° C. and below the temperature. voltage
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vapor corresponding to this low temperature, and means for driving the liquid anhydride to the place or places of use to discharge it in these places on the fire to be extinguished, at the storage temperature.
The accompanying drawing shows schematically a fire extinguishing apparatus embodying the present invention, as well as the method used for extinguishing various fires of different types.
In the drawing, the reference 5 designates a building which can be any building in which there is a risk of fire, such as for example a private residence, an apartment building, offices, a garage, a maintenance workshop. and repair, a factory etc. In this building 5, there is shown a room or a closed space 6 that it is desired to protect against fire by means of a spray system 7 comprising the discharge nozzles 8, or by means of a system discharge tube which may have the form of a flexible pipe 9 provided with a suitable discharge nozzle 10.
In building 5 there is also shown an object 11 which may have the form of any fixed or substantially fixed parts or apparatus, protected for example by means of a fixed discharge device 12 produced in any desired form effective for achieve the desired results
Outside building 5 there is shown a pile 13 serving for the storage of any combustible material, such as charcoal, wood, grain or the like. This storage pile 13 can be protected against the risk of fire by means of a fixed system of discharge nozzles 14 associated with a supply pipe 15, or else by means of a mobile discharge device which may have the shape of a long perforated pipe 16 connected to a flexible supply pipe 17.
The objects designated by the references 5,6,11 and 13 are intended to represent objects of very varied types which must be protected from the risks of fire, and it should be understood that the use of the present extinguishing and the apparatus
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corresponding is in no way limited to the protection of objects of the type shown, but that it is applicable to all objects requiring protection against fire.
It will also be understood that this method and the corresponding apparatus should not be limited to the particular forms of the discharge devices shown schematically in the drawing.
Arranged in a suitable location with respect to the various sources of fire, a highly insulated, large capacity tank 18 is provided. This reservoir may consist of one or more receptacles enclosed in a single shell ensuring the desired isolation against heat. Unit 18 will preferably have a capacity of several hundred kg of liquid carbon dioxide, and may contain several tonnes of liquid, depending on the nature of the risks against which it is desired to protect oneself. When the system is used for the protection of large office buildings or a factory, it may, of course, be necessary to provide two or more units 18.
The tank 18 should be established to withstand a working pressure of about 35 kg per square cm, or, more specifically, the vapor pressure at 0 C, which is 35.35 kg per square cm, absolute. . One can, of course, use tanks capable of withstanding a higher working pressure, but since this additional resistance is neither essential nor desirable, the use of tanks suitable to withstand significantly higher working pressures. at 35 kg per square cm would only increase the initial setup costs of the installation, thus depriving the system of one of its most valuable features.
A pipe 19 communicates with the lower portion of the tank 18, this pipe leading to an easily accessible place and being provided at its end with a coupling 20 making it possible to connect to the tank a transportable container, such as a wagon - or a truck - tank The wagon - or the truck
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tank is intended to transport from a suitable source of production, to the location of the coupling 20, the liquid carbon dioxide maintained at a constant controlled low temperature, preferably below 0 C, and under the corresponding pressure.
By carrying out the transport of the liquid anhydride at this low temperature and under the corresponding low pressure, it is possible to obtain a large reduction in the weight of the transport tank per ton of tank capacity, resulting in a considerable decrease in handling costs versus the corresponding costs in transporting the anhydride at varying temperatures and under the corresponding high pressures, as would be the case if the temperature of the liquid anhydride transported were free to vary with variations in Room temperature. This low temperature liquid anhydride is charged from the transport tank into the storage tank 18 by any suitable method and means.
After having been charged into tank 18, the liquid anhydride is maintained at a constant low temperature, suitably controlled, preferably less than 0 F, this temperature being generally that at which the anhydride will have been charged into tank 18. Due to this fact, it is possible to fill substantially the entire internal volume of the tank 18 with liquid anhydride, despite the reduced value of the working pressure of the tank. It thus becomes possible to store a much higher weight of anhydride per unit volume of the tank than would be possible if the anhydride were stored at room temperature.
In addition, it is possible in this way to ensure storage at a much lower price per unit capacity of the tank.
With the reservoir 18 are associated two different means for maintaining the liquid anhydride at its charging or filling temperature. One of these means consists of a refrigeration installation 21 of a normal commercial type, the evaporator coil 22 of which is arranged in a dome 23 in free communication.
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with the top of the tank 18. Since it is impossible to constitute a perfect insulation of the tank, absolutely preventing any penetration of heat, the little heat entering the tank will produce some evaporation of the liquid anhydride. The gas formed under the effect of this evaporation will rise from the liquid bath and will come into contact with the coil 22.
This contact of the gas with the surface of the coil will cause the gas to condense, and the condensed gases will thus return under the effect of gravity to the liquid bath. It has been found that it is possible in this way to use a coil with a much smaller surface area than in the case where the coil 22 is disposed below the surface of the liquid bath. With this refrigeration system, any amount of carbon dioxide can be stored for indefinite periods of time without any loss of gas.
The second means for maintaining the liquid anhydride at the temperature, below ambient temperature, at which the filling of the reservoir 18 takes place, consists of a safety or relief valve 24. This valve 24 may be of a construction. any known type and will have to be adjusted or regulated to open under a determined pressure corresponding to the temperature at which it is desired to maintain the liquid anhydride.
Under the effect of the penetration of heat into the tank 18, a certain quantity of liquid is vaporized, and the vapor pressure will reach the point at which the. valve 24 comes into action. When the valve opens, it releases a certain quantity of gas into the atmosphere. This departure of gas into the atmosphere will be accompanied by the vaporization of an equal amount of remaining liquid anhydride. This vaporization in turn is accompanied by absorption of heat from the remaining liquid and results in refrigeration of the liquid.
This refrigeration of the liquid leads to a decrease in the temperature and the corresponding vapor pressure, until the moment when the
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pressure becomes lower than the operating pressure of the valve.
It is therefore understood that at the expense of the loss of a relatively small fraction of the stored liquid, the remaining liquid can be maintained at the desired storage temperature. This loss of carbon dioxide is not excessive and can be easily calculated, being the ratio, between the quantity of heat penetrating in one hour in the. tank under the effect of heat leakage, and the latent heat of carbon dioxide at storage temperature. So, for example, at 180, the latent heat is 68bp large calories per kg. A typical storage unit, with a capacity of about 7.25 tons of liquid anhydride, leaks heat through the insulation amounting to about 310 large calories per hour.
Thus, the gas losses necessary to maintain the desired low pressure inside the tank are given by the ratio 310 / 68.5, or approximately 4.54 kg per hour. The loss in this typical case is about 1 and 1/2% every 24 hours. This loss is less than the sublimation loss, normally experienced in storage and handling. lation of solid carbon dioxide in the form of "dry ice".
It will be understood that the refrigeration unit 21 and its cooling coil 22 may be used in combination with the relief valve 24 to allow various modes of operation. Thus, for example, it is desirable to use a relief valve 24 as an operative safety device in the event of a malfunction of the refrigeration apparatus. It will be understood, of course, that the refrigerating apparatus will be provided with a temperature or pressure control device, of any conventional type, operating the refrigerating apparatus at predetermined intervals, only when it is necessary to remove heat from the carbon dioxide stored in the tank.
This automatic control, not shown, of the refrigeration unit can be adjusted to maintain
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the anhydride at the desired temperature below room temperature. The relief valve 24, operating in combination with the refrigeration apparatus can be set to open at a pressure in excess of the pressure at which the refrigeration apparatus will come into operation. Thus, in the event of a failure of the refrigerant apparatus, the valve 24 will come into operation to ensure the cooling of the carbon dioxide by the departure of a small quantity of gas into the atmosphere.
Other methods can, of course, be used, including a relief valve in combination with a refrigerating unit. Thus, the chilled spindle 22 can for example be connected to a refrigeration system for other uses in the building in which it is mounted. This refrigerant system can operate with maximum and minimum load periods.
It is therefore desirable to operate the coil 22 to keep the carbon dioxide refrigerated only during the period of minimum load of the refrigerator. The relief valve would in this case be a more important accessory for the satisfactory operation of the extinguishing apparatus. In all operating modes where. a relief valve is used, at least in part, to keep the carbon dioxide suitably refrigerated, the tank 18 should be visited periodically by a low temperature carbon dioxide distributor, in order to keep this reservoir 18 suitably filled with extinguishing fluid.
Suitable hand operated valves 25 are strategically located in the main supply lines 26 and in the lines 27 of the refrigeration unit. These valves make it possible to distribute the extinguishing fluid as required and according to the requirements to the pipes of the various discharge devices.
Extensive tests have shown that the liquid anhydride discharged at a temperature not higher than 0 C constitutes a
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extinguishing fluid much more effective than the gas anhydride supplied at room temperature. Thus, a much higher percentage of snow is obtained from anhydride released at a temperature below room temperature * Theoretically, the anhydride, gaseous released at 21 C produces 89% of snow, while the liquid anhydride discharged to the atmosphere at - 18 C produces 60% snow. Of course, the lower the discharge temperature of the liquid anhydride, the greater the percentage of snow produced.
This higher percentage of snow provides a heavier blanket to smother the fire by depriving it of oxygen, the blanket not being displaced by natural drafts rising from the fireplace. This large snow production gives the discharged fluid a greater mass, thus allowing the fluid to be projected onto the fire at a higher velocity and the fluid to penetrate into air currents rising from the fireplace, as well as the projection. fluid at greater distances o
Snow sublimates at a relatively slower rate, thus extending the time during which it effectively excludes oxygen from the material affected by the fire.
This property, as well as the possibility of reaching a lower temperature of the liquid anhydride to cool the parts affected by the fire constitute effective guarantees to prevent a return of the fire. The increased cooling effect, exerted on the material consumed by the fire, due to the greater production of snow, on the other hand allows the personnel fighting the fire to come closer to the hearth. The density of carbon dioxide stored at low temperatures, compared to its density after release into the atmosphere, results in a much greater increase in volume than when the anhydride is stored at room temperature.
The density of liquid carbon dioxide at −18 0 is in fact 1 g per cubic cm and, after expansion in the atmosphere, the density is 0.002 g per cm.
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