BG64375B1

BG64375B1 - Пожарогасител и метод за гасене на пожар

Info

Publication number: BG64375B1
Application number: BG099571A
Authority: BG
Inventors: Kenneth Hillier; Mitchell Byfield
Original assignee: Invention Technologies Pty Ltd.
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 2004-12-30
Also published as: PL177502B1; CN1113380A; BG99571A; KR950704008A; EP0667795A1; IN187535B; IL110274A; DE69434671D1; FI951174A; KR100308245B1; NO950962L; IL110274A0; RU95110696A; EP0667795B1; UA41336C2; HU218540B; ZA944999B; FI951174A0; BR9405509A; PL311742A1

Abstract

Пожарогасителят и методът за гасене на пожар са приложими за гасене с незапалима течност, например вода, на пожари със степен на замъгленост от клас А и В в закрити помещения. Атакуват се всички части на горивния процес с относително малко количество вода. Пожарогасителят (10) съдържа резервоар под налягане (12) с контролна клапа (30), тръби (14) и (16) във водопроводна мрежа (36) с клапа за контрол на изтичането (32), множество пръскалки (18), множество детектори за пожар (20), включително детектор за фиксирана температура на пожара (40) и детектор за температурно нарастване (42), и контролен панел (22). По метода се произвежда мъгла от водни пари със среден диаметър на капката между 50 и 500 микро m за гасене на пожари в затворени рискови зони (100). Мъглата се генерира чрез пръскалките (18), действащи при по-малко от 20 bar, т.е. с ниско налягане. Използва се по-малко от 1 l/m3 вода от обема на рисковата зона (100). Тя е с обграждащи стени (102), между които са разположени пожароопасни съоръжения - двигател (104), резервоари за гориво (106), изходна тръба (108), изходен мундщук (110), обменник на топлина (112) и въздушна шахта (114). а

Description

Изобретението се отнася до пожарогасител и метод за гасене на пожар, приложими за гасене с незапалима течност, например вода, на пожари със степен на замъгленост от клас А и В чрез мъгла, образувана от относително неголямо количество течност при относително ниско налягане. Пожарогасителят е приложим в закрити помещения, например двигателни, помпени отделения, помещения за машинно оборудване, компютърни помещения, хранилища и т.н. По-специално пожарогасителят е приложим като заместител на съществуващите инсталации за гасене на пожари, в които се използва забраненото сега средство HALON.

По-нататък настоящото изобретение се описва с използвана течност вода, въпреки че течността може да е друга незапалима течност, която поглъща топлина, докато се изпарява.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е, че при борбата с пожари има три главни фактора, които допринасят за поддържане на огъня. Те са топлината, кислородът и горивото, като взаимната зависимост между тях е показана на фиг.6. Обикновено при гасене на пожари пожарникарите се стремят да отстранят поне един от тези три фактора. При известните методи за гасене на пожар обикновено пожарникарите употребяват вода, въглероден двуокис, HALON, сухи химикали или пяна. Действието на водата е насочено към отнемане на топлината от горивото, докато въглеродният двуокис действа за изместване на кислорода.

Друг аспект на горенето е верижна запалителна реакция, показана като кръг на фиг.6. в който е вписан триъгълник. Верижната запалителна реакция се основава на свободни радикали, които се образуват в процеса на горене и са съществени за неговото поддържане. Веществото HALON действа, като се свързва със свободните радикали и по този начин предотвратява понататъшното горене, като прекъсва верижната запалителна реакция.

Главният недостатък на известните методи за гасене на пожар е, че се изисква зна чително количество вода за гасенето, което води до значителни щети, причинени от водата. Освен това не винаги е възможно да се осигури необходимото количество вода. Недостатък при използването на въглеродния двуокис и на веществото HALON е, че всички хора трябва да бъдат евакуирани от мястото на пожара, поради опасност от задушаване. По същата причина пожарникарите, използващи подобни средства, трябва да носят противогази. Освен това_; за да е ефективно гасенето, е необходимо да се прекъсне всякаква вентилация на помещението. Недостатък на веществото HALON е, че е високо токсично и вредно за околната среда, поради това употребата му е забранена при повечето случаи на пожар.

Известна е пожарогасителна инсталация във вид на водна спрей система за летателни апарати (PCT/GB90/01767), съставена от множество изпускателни спрей дюзи, свързани с водосъхраняващ съд, пиротехнически газов източник за създаване на налягане на водата намираща се в съда, и контролно средство (детектор), активиращо системата чрез контролен сигнал. Всички водосъхраняващи съдове имат съответен изпускателен клапан за отстраняване на съхранената вода в случай, че системата се активира случайно.

Недостатък на тази пожарогасителна инсталация е ограниченото й приложение. Друг недостатък е голямата неопределеност на физическите характеристики на незапалимата течност - размер на капките и плътност на потока. Това води до неопределеност на гасителните качества на пожарогасителната инсталация по време на използването й.

Задача на изобретението е да се създаде пожарогасител и метод за гасене на пожар с разширено приложение и детерминирали физически характеристики на незапалимата течност - размер на капките и плътност на потока.

Друга задача на изобретението е да се създаде пожарогасител и метод за гасене на пожар, при които се използва мъгла от незапалима течност с относително неголям/малък обем за прекъсване на процеса на горене в закрити пространства.

Друга задача на изобретението е да се създаде пожарогасител и метод за гасене на пожар с оптимизиран разход на вода при намалени щети от самото гасене.

Същност на изобретението

Тази задача се решава, като е създаден пожарогасител за гасене на пожар в рискова зона, който се състои от резервоар с незапалима течност, пръскалки за изпръскване на незапалима течност в рисковата зона и образуване на мъгла с размер на капките, който увеличава въздействието на мъглата върху пламъка и така повишава способността на течността да гаси пожари за по-малко от 90 s; подаващо средство за подаване на незапалимата течност от резервоара със скорост от 1 1 или по-малко в min/m³ от обема на рисковата зона под налягане 20 bar или по-малко за образуване на мъгла; детектори за откриване на пожар в рисковата зона и контролно средство, свързано с детекторите за контролиране на подаващото средство за подаване на незапалимата течност от резервоара.

Създаден е и метод за гасене на пожар, при който се осъществява насочване на пръскалки към рисковата зона; подаване на незапалима течност под налягане чрез пръскалки за образуване на мъгла с оптимален размер на капките, позволяващ създаващата се атмосфера да не поддържа горенето, като пръскалките изпръскват незапалимата течност под налягане със скорост от 1 1 или по-малко в min/m³ в рисковата зона за образуване на споменатата мъгла като средният размер на капките е 500 pm или по-малък и усилва въздействието на мъглата върху пламъка.

Обикновено незапалимата течност е вода, като образуваната мъгла е безвредна за дишането.

За предпочитане е да има множество пръскалки и взаимосвързани тръби, при което всяка една от пръскалките да изпуска водата със скорост по-малка от 2 1/min.

Съгласно метода, средният обемен диаметър на капката на мъглата да е 500 pm или по-малко, за предпочитане е да е от 50 pm до 500 pm, а най-добре е да е между 250 и 400 pm.

Обикновено подаващото средство е газ, съдържащ се в резервоара на пожарогасителната инсталация под повишено налягане. Обикновено газът е сух азот и се намира в резервоар под налягане от порядъка на 20 bar.

Съгласно метода контролното средство подава незапалимата течност дистанционно, като при откриване наличие на пожар в рис ковата зона от детекторите, те възбуждат контролното средство, което се задейства за подаване на флуиди.

За предпочитане е подаващото контролно средство да има поне една клапа.

За предпочитане е броят на необходимите за рисковата зона пръскалки да се определя като функция на въздушния обем на рисковата зона, момента на изтичане на пръскалките и компенсиращ фактор, като функцията има следния вид:

Б.П. = (В.О./К.Ф.)/90 О.В.

където - Б.П. е броят на пръскалките (18), В.О. е въздушният обем на рисковата зона (100),

К.Ф. е компенсиращият фактор, както е дефиниран тук, и

О.В. е обемът вода, който изтича през една от пръскалките (18) за 90 s.

За предпочитане е всяка една от пръскалките да изпуска незапалимата течност със скорост по-малка от 2 Ι/min, като всяка една от пръскалките има кухообразен начин на изпръскване и е под изпръскващ ъгъл, по-гол ям от 70°.

За предпочитане е пръскалките да са разположени на разстояние от около 1 m една от друга и да са подредени така, че при употреба незапалимата течност да се изпръсква във всички райони на рисковата зона. Всяка от пръскалките да има въртяща се камера за увеличаване атомизацията на минаващата през нея незапалима течност. Детекторите да включват и детектор за температура, с предварително зададен температурен праг на активиране, който да е между 60 С и 100 С.

Предпочита се детекторите да включват и детектор за температурно нарастване за отчитане на температурни нараствания със скорост по-голяма от 9 C/min, също и детектор за наличие на пушек.

За предпочитане е пръскалките да изпръскват незапалимата течност със скорост, варираща от 0,1 1 в min/m³ от обема на рисковата зона до 0,63 1 в min/m³ от обема на рисковата зона. Най-добре е тази скорост да е от 0,25 1 в min/m³ до 0,44 1 в min/m³ от обема на рисковата зона.

Предимство на пожарогасителя и на метода за гасене на пожар съгласно настоящото изобретение е, че чрез употребата на незапа лима течност, например вода, за намаляване на нагряването на парата около горивото, намаляване на нагряването на това вещество, за изместване на кислорода и за прекъсване на верижната реакция на горенето. Така се атакуват всички части на горивния процес, с изключение на горивото. Това става чрез генериране на сравнително тънък слой фина мъгла от течност (наречена по-нататьк мъгла), като вода, която измества кислорода и, загрявайки се, се изпарява и разширява и така допълнително измества кислорода. С разширяването си водната мъгла поема топлината от изпаренията около горивото и от самото гориво. Освен това мъглата прекъсва верижната запалителна реакция, като се прикрепя към свободните радикали. Мъглата има също задушаващ и охлаждащ ефект за огъня. Поради това тя дава добър резултат, тъй като с относително малко количество вода могат безопасно да се гасят пожари от клас А, В и С, както и електрически пожари.

Мъглата, генерирана от пожарогасителя, не действа като обикновена вода при обичайно гасене на пожар. Нейното действие е сродно с това на газообразните пожарогасителни средства като въглероден двуокис или HALON.

Тези добри резултати се дължат на много бързо изпарение, което се реализира при фина мъгла от течност (обикновено 50-500 т), на топлопоглъщащите характеристики на водата при изпаряване, на способността на фината мъгла да намалява обмяната на топлина от огъня към околната обекти и на нейната способност да измества кислорода. Това се дължи на степента на разширяване на водата от течност до пара.

Възможно е при използването на пожарогасителната инсталация за гасене на обикновен пожар, ограничен в стая или друго подобно помещение, той да бъде напълно погасен, например в рамките на 30 s с ред пръскалки, всяка от които изпръсква около 0.4 1 вода под формата на мъгла при налягане от 20 bar от една пръскалка на 2.65 т³. Количеството използвана вода за един пожар е много ниско в сравнение с известните пожарогасителни инсталации.

Описание на приложените фигури

По-подробно изобретението е пояснено с едно примерно изпълнение на пожарогасителя и метода за гасене на пожар, показано на приложените фигури, от които:

фигура 1 показва перспективен изглед отгоре на машинно отделение на кораб, снабдено с пожарогасител съгласно настоящото изобретение;

фигура 2 - графика, показваща пожарогасителните способности на пожарогасителя при тестуване на способността му да гаси възпламенен изопропанол, бензин и дизелово гориво;

фигура 3 - графика, показваща пожарогасителните способности на пожарогасителя съгласно изобретението при използване на въглероден двуокис при гасене на възпламенен бензин;

фигура 4 - графика, показваща максималните температурни характеристики на пожари, третирани чрез пожарогасителя съгласно изобретението;

фиг. 5 - каскадно тестуващо средство за изпитание на пожарогасителя съгласно изобретението;

фиг. 6 - фигурно представяне на триъгълника на горене и кръга на верижна запалителна реакция.

Примерно изпълнение и действие на изобретението

На фиг. 1 е показан пожарогасител 10, съдържащ резервоар под налягане 12, тръби 14 и 16, множество пръскалки 18, множество детектори за пожар 20 и контролен панел 22.

На фиг. 1 е показано и машинно отделение 100 с обграждащи стени 102, между които е разположен двигател 104, резервоари за гориво 106, изходна тръба 108, изходен мундщук 110, обменник на топлина 112 и задвижваща дръжка за шахта 114. Машинното отделение 100 е типично за машинно отделение на кораб.

Резервоарът 12 обикновено е направен от галванизирани метални материали и издържа статично налягане, например до 3000 kPa. Резервоарът е пълен с дестилирана вода, поддържана под налягане чрез зареждане със сух азот. Обикновено резервоарът 12 е с обем от 5 до 30 1. Резервоарът 12 може да е с всякакви размери, въпреки че принципът на действие на изобретението позволява да се използва значително по-малък резервоар, отколкото при известните пожарогасителни инсталации.

Резервоарът под налягане 12 е разположен до външната стена 102. Резервоарът 12 има контролна клапа 30, прикрепена към неговия изход за контролиране изкарването на водата под налягане от резервоара 12. Контролната клапа 30 може да се задвижва електрически или механично, като задвижването може да е автоматично или ръчно.

Тръби 14 и 16 образуват водопроводна мрежа 36, прикрепена към клапа за контрол на изтичането 32 и всяка тръба има множество пръскалки 18. Тръбите 14 и 16 и следователно и пръскалките 18, са стратегически разположени из машинното отделение 100, както се описва по-нататък. Освен това пръскалките 18 са ориентирани в стратегически посоки от тръбите 14 и 16. Например пръскалките 18 са ориентирани така, че да осигуряват изпръскването на вода под налягане от резервоара 12 към всички части на машинното отделение 100 и да се концентрират в частите с найвисок огневи потенциал. За предпочитане тръбите 14 и 16 са ориентирани към покрива на машинното отделение 100 и към въздушната шахта 114. Пръскалките 18 тогава са ориентирани надолу и/или навън от тръбите 14 и 16. Обикновено водопроводната мрежа 36 е свързана с намиращия се под налягане резервоар 12 чрез гъвкав водопровод. Диаметърът на водопроводната мрежа обикновено е не по-малко от 12 mm. Също за предпочитане е водопроводната мрежа 36 да издържа вътрешни статични налягания от най-малко 3000 kPa. Предпочита се водопроводната мрежа 36 да е с примковидна форма и линиите на водопроводната мрежа да нямат краища.

Пръскалките 18 обикновено са изработени от месинг или неръждаема стомана и включват въртяща се камера и удължен конусовиден входящ смукателен филтър. По този начин те постигат кухообразен начин на изпръскване. Пръскалките са разположени на разстояние 1 m една от друга. Въртящата се камера увеличава пулверизацията на водата, която минава през нея, а филтърът предотвратява блокирането на въртящата се камера с утайки. Пръскалките 18 обикновено произвеждат капки с размер между 50 и 500 μιη, и поточно между 250 и 400 μπι. Начинът на изпръскване от пръскалките 18 обикновено става под ъгъл 70 или по-гол ям от 70 при налягане от 20 bar или по-малко. Пръскалките 18 обикновено имат минимален размер на отвора от около 1 mm². Пръскалките 18 използват само налягането на течността, за да произведат много фини атомизирани капки, които се получават във вътрешността на конусовидно изпръскващо устройство с равномерно разпределение за постигане на мъгла с високи работни характеристики. Водата се изпръсква от пръскалките 18 със скорост 1 Ι/min или помалко на т³ от обема на рисковата зона 100. Това се отразява и показва с примерите и тестовете, описани по-долу. Всяка една от пръскалките 18 може да изпуска вода със скорост по-малка от 2 Ι/min. Пръскалките 18, които се използват в примерното изпълнение на изобретението, обикновено са от типа, известен като регистрираната търговска марка UNIJET. За особено полезни се считат следните специфични пръскалки:

ТИП	ВРЕМЕ НА	НАЛЯГАНЕ
	ИЗТИЧАНЕ
	(1/min)	(bar)
TN-4	0.65	20
TN-6	0.83	20
TN - 8	0.96	20
TN-10	1.06	20

Естеството и размера на пръскалките 18, използвани в даденото машинно отделение 100 (или в други рискови зони), зависят от множество фактори и могат да се изчислят, както е показано в пример 1.

Пример 1.

За определяне количеството и типа на пръскалките 18 се извършват следните изчисления.

Изчислението се извършва в съответствие със следните съкращения:

Г.О. - груб обем, който представлява обема на рисковата зона (височина В х ширина Ш х дължина Д);

Ч.О. - чист обем, който представлява грубия обем на рисковата зона минус всички твърди тела в него - още наричан въздушния обем на рисковата зона или просто обемът на рисковата зона, обозначен В.О.;

И.В. - изисквана вода, която представлява количеството вода в литри, необходимо да се внесе в рисковата зона;

Б.П. - брой пръскалки, необходими за изпръскване на мъглата в рисковата зона по съществено еднакъв начин;

90ВИ. - 90-секундното време за изтичане, което представлява обема вода, който изтича през всяка пръскалка 18 за 90 s при налягане 20 bar (обикновено 1.26 1);

К.Ф. - компенсиращ фактор, изведен чрез опити за всяко време на изтичане от пръскалката 18 както е показано по-долу:

2.8 за пръскалката 18 тип TN - 4

2.1 за пръскалката 18 тип TN - 6

1.8 за пръскалката 18 тип TN - 8

1.1 за пръскалката 18 тип TN - 10

О.В. - обем вода в ш³ (т.е. О.В. /1000);

П.И. - потенциално изпарение, което представлява степента на разширение при изпарение на водата, а именно 1700 х О.В.;

П.Г.П. - потенциални горивни странични продукти, получени при горене - представлява количеството СО₂ и Н₂О, освободени в газообразно състояние по време на изгаряне на горивото, например при пълно изгаряне на 212 g С₁₅Н₃₂ (дизел) се отделят около 1525 1 СО₂ и Н₂О, а от подобна маса С₈Н₁₀ (ксиленов петрол) се отделят около 1284 1 СО₂ и Н₂О.

Водният капацитет и броят необходими пръскалки 18 се представят чрез следната формула:

И.В. = Ч.О./К.Ф.

Б.П. = И.В./90В.И.

Следователно горната формула И.В. = Ч.О./К.Ф. позволява компенсиращият фактор (К.Ф.) да се определя чрез опити за всяко време на изтичане от пръскалката 18, както е обяснено по-горе. Опитът се провежда чрез използване на дадените пръскалки 18 в рискова зона 100, в която чистият обем (Ч.О.) е изчислен. Работните характеристики на дадените пръскалки 18, например време на изтичане, могат лесно да се получат от информационните технически данни на производителите.

Опитът се провежда, за да се определи изискваното количество вода (И.В.) за гасене на пожар чрез дадените пръскалки 18. Чрез подобни опити се определя компенсиращия фактор с формулата: К.Ф. = Ч.О./И.В. След като компенсиращият фактор на дадена пръскалка се определи по този начин, той може да се използва за бъдещи изчисления за пожарогасителни инсталации, при които се използват такива пръскалки 18 съгласно настоящото изобретение.

Компенсиращият фактор (К.Ф.) също е минималната стойност, при която ще се постигне потенциално изпарение (П.И.) от приблизително 81% от чистия обем (Ч.О.). Той също е и минималната стойност, която ще οποί 0 собства за определянето на броя на нужните пръскалки (Б.П.), предоставяйки достатъчно пръскалки 18 за постигане на приблизително 1 m минимум пространства за пръскалките.

При такава рискова зона с размери 7 m х4тх1.7шис три прегради, една от които elmxlmxlm, а другите две са 1.8 m х 0.9 m х 0.8 m, където се използват пръскалки 18 тип TN-6, броят необходими пръскалки 18 се определя както следва:

Г.О. = 7x4x1.7 - 47.6 ш³.

4.0. - Г.О. - (1 х 1 х 1 + 2х (1.8 х 0.9 х

0.8)) = 47.6 - 3.492 = 44.008 т³

И.В. = 44.008/2.1 : 1000 1 - 20.91

Б.П. = 20.9/1.26=16.58 пръскалки

Б.П.= 17 пръскалки

N.B. Забележка: Винаги се закръгля до най-близкото цяло число нагоре, т.е. в този случай Б.П. е 17, а обемът изисквана вода И.В. съответно също трябва да се регулира 30 (т.е. И.В. в този пример е 21.41).

В този пример времето на изпръскване (т.е. изпръскваща плътност на потока) може лесно да се определи, като се умножи времето за изтичане на пръскалката (В.И.) с броя пръс35 калки (Б.П.). Получава се общото време на изтичане и се дели на чистия обем (Ч.О.). Получава се: (0.83 1/mix х 17)/44.008 т³ = 0.32 1/min/m³ от рисковата зона.

Детекторите за пожар 20 включват де40 тектор за фиксирана температура на пожара 40 и детектор за температурно нарастване 42. Детекторът за фиксирана температура на пожара 40 обикновено има биметална ивица с разширяващ се край, който повдига диафраг45 ма за осъществяване на контакт, когато обкръжаващата температура надвиши предварително определена температура. Обикновено фик0 0 сираната температура е между 60 С и 100 С. Детекторът за температурно нарастване 42 има 50 диафрагма и въздушна камера. Въздушната камера пропуска въздух през оградна туба в диафрагмата при сравнително малко нараст ване на температурата, което причинява повдигане на диафрагмата за осъществяване на контакт при сравнително високо нарастване на температурата на пожара. Обикновено детекторът за температурно нарастване 42 се акти- 5 вира, когато температурата нараства със скорост 9 C/min.

Детекторите 20 обикновено включват и детектори за пушек. Детекторите за пушек за предпочитане са разположени така, че да отчитат въздушните течения, преминаващи през рисковата зона, и да усетят всякакъв пушек във въздуха.

Контролният панел 22 е разположен така, че да е леснодостъпен по време на пожара. Например, контролният панел 22 може да е разположен от външната страна на обграждащата стена 102 на машинното отделение 100. Контролният панел 22 включва мониторинг система за откриване на дефект в свързването на електрическата инсталация и активационна система. Мониторинг системата за откриване на дефект в свързването на електрическата инсталация предупреждава детекторите за пожар 20 и контролните клапи 30 и 32 за състоянието на 25 електрическите връзки и за отворени електрически вериги, къси съединения и нестабилни състояния на електрическите връзки. Също контролният панел 22 следи налягането в резервоара под налягане 12 и дава алармен сигнал в случай, че налягането падне под предварително определеното налягане. Активационната система е от тип “детонатор” и кара контролните клапи 30 и 32 да освободят водата под налягане от резервоара 12. Обикновено контролният панел 22 включва бутон за отделяне на мъглата с разположен върху него повдигащ се капак. Бутонът за отделяне на мъглата се задейства така, че ръчно предизвиква отделянето на вода от резервоара 12. Също контролният панел 22 е свързан с видими и звукови аларми. разположени в машинното отделение 100.

В употреба пожарогасителят 10 е инсталиран в рискова зона, каквато е машинното отделение 100, като първо се изчислява броят необходими пръскалки, определя се типа на пръскалките и се изчислява изисквания обем вода, както е показано в пример 1. След това пръскалките 18 се разполагат из машинното отделение 100 по протежение на тръбите 14 и 16 към резервоара под налягане 12 чрез контролните клапи 30 и 32. Например пръскалките 18 може да са разположени на около 1 m една 10 от друга в рисковата зона 100. Въпреки това могат да се използват и други подходящи разположения на пръскалките 18. Контролният панел 22 е разположен извън машинното отделение 100 и е свързан с детекторите за пожар 15 20, с контролните клапи 30 и 32 и със звукова и видима аларма.

В случай на пожар или бързо нарастване на температурата в машинното отделение 100, детекторът за пожар 40 или 42 сигнализира 20 контролния панел 22 и той задвижва контролните клапи 30 и 32, които освобождават вода под налягане от резервоара 12. Водата под налягане минава по тръбите 14 и 16 към пръскалките 18. Водата минава през филтрите и въртящите се камери на пръскалките 18 и образува фина мъгла със среден диаметър на капката между 250 и 500 цт. Средният диаметър на капката зависи от размера на капките в периода, докато са в обема на течността. Той 30 е стойност, при която 50% от чистия обем на изпръсканата течност е съставен от капки с диаметър, по-голям от средната клапа (вентил) и 50% са по-малки от средната клапа (вентил).

Следните тестове се провеждат с изпитателно оборудване, разположено в товарен контейнер с размер 12, 192 m при отворени врати от едната му страна, и с множество пръскалки 18, разположени в средата на странич40 ните стени на контейнера. Възпламенимо гориво е поставено в корито, разположено на пода на контейнера между стените му. Резултатите от тестовете са както следва:

ТЕСТ 1 Цел: ВИЗУАЛНА ДЕМОНСТРАЦИЯ - ИЗОПРОПАНОЛ

СРЕДСТВО ЗА ГАСЕНЕ

ГОРИВО

КОЛИЧЕСТВО ИЗПОЛЗВАНО ГОРИВО ПОВЪРХНОСТ НА ПОЖАРА

ВРЕМЕ ЗА ОТКРИВАНЕ

РАЗМЕР НА ПРЪСКАЛКИТЕ

ВОДНА МЪГЛА ИЗОПРОПАНОЛ 3 1

0.636 т² s

HF - 16

РАЗМЕР НА ОТВОРА КАПАЦИТЕТ НА ВСЯКА ПРЪСКАЛКА ПРИ 20 bar КАПАЦИТЕТ НА ВСИЧКИ ПРЪСКАЛКИ ПРИ 20 bar НАЛЯГАНЕ НА ВОДАТА ЪГЪЛ НА ИЗПРЪСКВАНЕ БРОЙ ПРЪСКАЛКИ БРОЙ ЕФЕКТИВНИ ПРЪСКАЛКИ СРЕДЕН РАЗМЕР НА КАПКАТА ВРЕМЕ ЗА ГАСЕНЕ МОМЕНТ НА АБСОРБЦИЯ

1.1 mm 0.683 1/min 16.4 1/min 2000 сРа (20 bar) 84° 24 14 ДО 16 375 -400 m 23 s 21.7°C/s

Броят пръскалки 18, използвани ефективно, е по-малък от общия брой пръскалки 18. тъй като вратите на контейнера са отворени.

ТЕСТ 2 Цел: ВИЗУАЛНА ДЕМОНСТРАЦИЯ - БЕНЗИН

СРЕДСТВО ЗА ГАСЕНЕ ГОРИВО КОЛИЧЕСТВО ИЗПОЛЗВАНО ГОРИВО ПОВЪРХНОСТ НА ПОЖАРА ВРЕМЕ ЗА ОТКРИВАНЕ РАЗМЕР НА ПРЪСКАЛКИТЕ	ВОДНА МЪГЛА БЕНЗИН 3 1 0.636 т² 3 s HF - 16 х 16 HF-32x8
РАЗМЕР НА ОТВОРА	HF - 16=1.1mm HF-32” 1.5 mm
КАПАЦИТЕТ НА ВСИЧКИ ПРЪСКАЛКИ ПРИ 20 bar НАЛЯГАНЕ НА ВОДАТА ЪГЪЛ НА ИЗПРЪСКВАНЕ БРОЙ ПРЪСКАЛКИ БРОЙ ЕФЕКТИВНИ ПРЪСКАЛКИ СРЕДЕН РАЗМЕР НА КАПКАТА	21.8 1/min 2000 cPa (20 bar) HF - 16” 84° HF - 32 = 91° 24 16 HF-16 ”375-400 μπι
ВРЕМЕ ЗА ГАСЕНЕ	HF-32=350-375 pm
МОМЕНТ НА АБСОРБЦИЯ 1.123°C/s	13 s

ТЕСТ 3 Цел: ВИЗУАЛНА ДЕМОНСТРАЦИЯ - ДИЗЕЛОВО ГОРИВО

СРЕДСТВО ЗА ГАСЕНЕ ГОРИВО КОЛИЧЕСТВО ИЗПОЛЗВАНО ГОРИВО ПОВЪРХНОСТ НА ПОЖАРА ВРЕМЕ ЗА ОТКРИВАНЕ РАЗМЕР НА ПРЪСКАЛКИТЕ РАЗМЕР НА ОТВОРА КАПАЦИТЕТ НА ВСЯКА ПРЪСКАЛКА ПРИ 20 bar КАПАЦИТЕТ НА ВСИЧКИ ПРЪСКАЛКИ ПРИ 20 bar НАЛЯГАНЕ НА ВОДАТА ЪГЪЛ НА ИЗПРЪСКВАНЕ БРОЙ ПРЪСКАЛКИ БРОЙ ЕФЕКТИВНИ ПРЪСКАЛКИ СРЕДЕН РАЗМЕР НА КАПКАТА

ВОДНА МЪГЛА ДИЗЕЛОВО ГОРИВО 3 1 0.363 т² 12 s HF - 16 1.1 тт 0.683 1/min 16.4 1/min 2000 kPa (20 bar) 84° 24 24 375 -400 μπι

ВРЕМЕ ЗА ГАСЕНЕ МОМЕНТ НА АБСОРБЦИЯ

6 S 0.3°C/s

Този тест е проведен при затворени врати на контейнера.

ТЕСТ 4 Цел: СРАВНЕНИЕ НА ВОДНАТА МЪГЛА С ВЪГЛЕРОДЕН ДВУОКИС

СРЕДСТВО ЗА ГАСЕНЕ ГОРИВО КОЛИЧЕСТВО ИЗПОЛЗВАНО ГОРИВО ПОВЪРХНОСТ НА ПОЖАРА ВРЕМЕ ЗА ОТКРИВАНЕ РАЗМЕР НА ПРЪСКАЛКИТЕ РАЗМЕР НА ОТВОРА КАПАЦИТЕТ НА ВСЯКА ПРЪСКАЛКА ПРИ 20 bar КАПАЦИТЕТ НА ВСИЧКИ ПРЪСКАЛКИ ПРИ 20 bar ЪГЪЛ НА ИЗПРЪСКВАНЕ БРОЙ ПРЪСКАЛКИ БРОЙ ЕФЕКТИВНИ ПРЪСКАЛКИ СРЕДЕН РАЗМЕР НА КАПКАТА ВРЕМЕ ЗА ГАСЕНЕ

ВОДНА МЪГЛА БЕНЗИН 2 1 0.636 т² 5 s HF - 16 1.1 тт 0.683 1/min 16.4 1/min 84° 24 24 375 -400 цт 12 s

Този тест по-нататьк се нарича “тест на водната мъгла”.

ТЕСТ 5 Цел: СРАВНЕНИЕ НА ВОДНАТА МЪГЛА С ВЪГЛЕРОДЕН ДВУОКИС

СРЕДСТВО ЗА ГАСЕНЕ ГОРИВО КОЛИЧЕСТВО ИЗПОЛЗВАНО ГОРИВО ПОВЪРХНОСТ НА ПОЖАРА ВРЕМЕ ЗА ОТКРИВАНЕ КОЛИЧЕСТВО ВЪГЛЕРОДЕН ДВУОКИС БРОЙ ПРЪСКАЛКИ БРОЙ ЕФЕКТИВНИ ПРЪСКАЛКИ ВРЕМЕ ЗА ГАСЕНЕ

Въглероден двуокис БЕНЗИН 2 1 0.636 т² 5 s 32 kg 6 6 17 s

Този тест по-нататьк се нарича “тест на

Както е обяснено по-горе, тестовете от 1 до 5 са проведени в товарен контейнер с размер 12, 192 т. Това е стандартен контейнер с размери (в т) приблизително 12 ш х 3 m х 3 m. Получава се обем от 108 т³. Стойността на изпръскване (т.е. изпръскваща плътност на потока) може лесно да се определи, като се раздели общото време за изтичане на пръскалките 18 (наричано в тестовете по-горе “КАПАЦИТЕТ НА ВСИЧКИ ПРЪСКАЛКИ ПРИ 20 bar”) в обема на рисковата зона, т.е. 108 т³.

За тестове 1, 3 и 4 се получава: (16.4 1/ min / 108 m³ = 0.15 1/min/m³), докато за тест 2 се получава: (21.8 1/min) /108 m³ = 0.20 1/ min/m³.

въглеродния двуокис”.

При тестовете всяко от горивата се възпламенява и се оставя да се разгори за време между 25 и 60 s. След това пожарогасителната инсталация 10 се активира да загаси пожара. Температурата в контейнера се проследява от момента на възпламеняване на горивото до след гасенето на пожара. Тези резултати са показани графично на фиг. 2 и 3. Фиг. 2 се отнася за тестовете от 1 до 3, а тестовете от 4 до 5 са показани графично на фиг. 3. Стрелката, обозначаваща “Г”, представлява момента във времето, в който пожарогасителната инсталация 10 е активирана, а стрелката “Е” показва момента във времето, когато пожарът е погасен.

Резултатът от всеки от тестовете на пожарогасителната инсталация 10 е, че пожарът се погасява за сравнително кратък период от време, обикновено по-малко от 25 s. Трябва също да се отбележи, както е показано на фиг. 3, че ефектът на намаляване на температурата при пожарогасителната инсталация 10 е поголям, отколкото при използване на въглероден двуокис. Това е така, защото температурата в рисковата зона увеличава обема на водната мъгла, която се увеличава значително, като се превръща от водна мъгла във водна пара. Водната пара има обем, който е 1700 пъти погол ям от обема на водата, от която е образувана. Следователно, след това водната пара измества кислорода от рисковата зона и предотвратява поддържането на горенето в рисковата зона. Също при промяна на състоянието на водата от течност в пара тя поема 540 пъти повече топлина, отколкото в течно състояние. Освен това нарастването на температурата в рисковата зона намалява относителното тегло на водата. В резултат тя увеличава скоростта си намалява размера на капките си. Увеличава се потока вода през рисковата зона. Т.е., водната мъгла е по-ефективна при увеличаване на температурата в рисковата зона. Това обикновено не се случва при други противопожарни средства.

На фиг. 4 е показана графика температура-време, изобразяваща минимума оперативни характеристики на пожарогасителната инсталация 10. Графиката показва предгоривния период, отбелязан с Р, периода на стабилизиране на температурата, отбелязан с ST (който обикновено е 90 s), и в края на който пожарогасителната инсталация 10 е активирана. След това пожарът се погасява за погасителен период, отбелязан с Е, който обикновено е по-малко от 60 s. Резервоарът 12 е напълно изпразнен за период на изпразване, отбелязан с D, който обикновено е по-дълъг от 90 s. По време на предгоривния период в рисковата зона се достига температура в излишък от 300°С. Тази температура се поддържа по време на периода за стабилизиране на температурата ST. Температурата в рисковата зона намалява и стига до 60% от температурата в периода на стабилизиране на температурата ST преди резервоара 12 да е напълно изпразнен. Крайната температура в рисковата зона е по-малко от 250 С. Тестовете на фиг. 2 и 3 показват, че тези ре зултати са постижими с пожарогасителя 10 от настоящото изобретение.

Посочените по-горе тестове са проведени с помощта на каскаден апарат 200, показан на фиг. 5. Каскадното корито 204 е конструирано да стимулира протичане на гориво върху топъл колектор. Каскадният апарат 200 включва сравнително голямо резервоарно корито 202 с площ от приблизително 1 кв.м., плоско каскадно корито 204 с повърхнинна площ от приблизително 0.5 ш², върху което е разположено сравнително малко резервоарно корито 206. Малкото резервоарно корито 206 има множество отвори 208, чрез които дизеловото гориво пада от резервоарното корито 206 в плоското каскадно корито 204. Каскадното корито 204 има крака 210, разполагащи го над корито 202, а корито 206 има крака 212, разполагащи го над каскадното корито 204. Обикновено корито 202 има бензин и/или изопропанол. По време на действие каскадното корито 204 става изключително горещо и предизвиква експлодиране на възпламененото гориво от корито 206 и изхвърлянето му от каскадния апарат 200.

Следният тест с пожарогасителя 10 е проведен в рискова зона с обем 500 т³(10 m х 10 ш х 5 ш) и със 190 от същите пръскалки 18, използвани при предишните тестове. В този тест се използват 90 1 гориво на площ от 7 т². Горивото е в каскадното корито 204 и 6 други корита заедно с басейни на пожара, и горивно налягане на дизеловото гориво (пожарът е представен от прекъснатата линия на горивото) . Всички корита са възпламенени и оставени да горят 2 min преди активиране на пожарогасителната инсталация 10 от настоящото изобретение.

По време на теста се забелязва, че цветът на горенето на вторичните продукти се променя от мътно черно на бяло веднага след активиране на пожарогасителната инсталация 10. Резултатите от теста са, че всички пожари се погасяват за 30 s, а наблюдателите могат да влязат в рисковата зона преди да е изминал периода от 90 s, след който водната мъгла се разсейва от рисковата зона. Наблюдателите не изпитват трудност при дишане през това време. От този тест става ясно, че пожарогасителната инсталация 10 потиска пушека и приземява вторичните горивни продукти от въздуха.

Пожарогасителят 10 от настоящето изобретение има предимството да използва водна мъгла за запълване на рисковата зона, така че да прекъсва верижната запалителна реакция в горивния цикъл и да предотвратява го- 5 ренето извън рисковата зона. Водната пара също силно намалява топлината в рисковата зона и измества кислорода от рисковата зона по време на превръщане на водата от течност в пара (мъгла). Следователно, пожарогасител ната инсталация 10 от настоящето изобретение има предимството да използва сравнително малко количество вода за гасене на пожар, причинен от сравнително голямо количество лесно възпламенима течност. В Таблица 1 са сравнени предимствата на пожарогасителната инсталация 10 от настоящето изобретение (отбелязан като МИСТЕКС) с обичайните пожарогасителни системи.

ТАБЛИЦА 1 - СРАВНЕНИЯ

	ПРЪСКАЛКА	HALO N	CO	МИСТЕКС
Нетоксичност	да	не	не	да
Гасене на пожари от клас А и клас В	не	да	да	да
Незамърсяващи околната среда	да	не	не	да
Изискване за пожарна помпа	да	не	не	не
Леко тегло	не	да	не	да
Възможност за поправка от техници	не	не	не	да
Висока топлинна абсорбция	да	не	не	да
Ефективна себестойност	не	да	не	да
Време на действие (вградена сигурност)	няма	не	не	да
Изискване за евакуационен план	не	да	да	не
Ефективна стойност на поправки и подмени	няма	не	не	да
Ефективност в полупроверяеми зони	да	не	не	да

При настоящото изобретение се вземат предвид и модификации и варианти, очевидни за образования адресант. Например, наличните в търговската мрежа топлинен абсорбер и горивен емулгатор могат да се добавят към водата за увеличаване на пожарогасителните й способности. Също в пожарогасителната инсталация може да се използват всякакви видове детектори за пожар, като например детектори, базирани на радиоизотопи, на йонна камера, лъчеви, ултравиолетови или други.

Claims

Патентни претенции

1. Пожарогасител за гасене на пожар в рискова зона, състояща се от: резервоар с незапалима течност, пръскалки за изпръскване на незапалима течност в рисковата зона и образуване на мъгла; подаващо средство за подаване на незапалимата течност от резервоара под налягане към пръскалките за образуване на мъгла; детектор за откриване на пожар в рисковата зона и контролно средство, свързано с детекторите, за контролиране на подаващото средство за подаване на незапалимата течност от резервоара в рисковата зона, характеризиращ се с това, че обемът на резервоара (12) е по-малко от 1 1 на 1 т³ от обема на рисковата зона (100), а при употребата пръскалките (18) осигуряват изпръскване на незапалимата течност под налягане със скорост от 1 1 или по-малко в min на т³ в рисковата зона (100) за образуване на мъглата, като средният размер на капките е 500 gm или по-малък за усилване на въздействието на мъглата върху пламъка.
2. Пожарогасител съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че средният размер на капката е между 50 и 500 gm.
3. Пожарогасител съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че средният размер на капката е между 250 и 400 gm.
4. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 3, характеризиращ се с това, че при употреба пръскалките (18) осигуряват действие около 90 s или по-малко за гасене на пожара.
5. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 4, характеризиращ се с това, че пръскалките (18) осигуряват изтласк ване на незапалимата течност под налягане помалко от 20 bar.
6. Пожарогасител съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че подаващото средство е газ под налягане.
7. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 6, характеризиращ се с това, че контролното средство (22) е предназначено за дистанционно включване на подаващото средство.
8. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 7, характеризиращ се с това, че подаващото контролно средство има поне една клапа (30).
9. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 8, характеризиращ се с това, че е с брой на необходимите за рисковата зона (100) пръскалки (18), определен като функция на въздушния обем на рисковата зона (100), момента на изтичане на пръскалките (18) и компенсиращ фактор, като функцията има следния вид:

Б.П. - (В.О. /К.Ф.) / 90 О.В.

където - Б.П. е броят на пръскалките (18),

- В.О. е въздушният обем на рисковата зона (100),

- К.Ф. е компенсиращият фактор, както е дефиниран тук, и

- 90 О.В. е обемът вода, който изтича през една от пръскалките (18) за 90 s.
10. Пожарогасител съгласно претенция 9, характеризиращ се с това, че всяка една от пръскалките (18) изпуска незапалимата течност със скорост по-малка от 2 1/min.
11. Пожарогасител съгласно претенция 9 или 10, характеризиращ се с това, че всяка една от пръскалките (18) е под изпръскващ ъгъл, по-голям от 70 .
12. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 9 до 11, характеризиращ с това, че всяка от пръскалките (18) е оформена като кухообразен изпръсквач.
13. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 9 до 12, характеризиращ се с това, че пръскалките (18) са разположени на разстояние от около 1 m една от друга в рисковата зона (100).
14. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 9 до 13, характеризиращ се с това, че всяка от пръскалките (18) има въртяща се камера за увеличаване атомизацията на минаващата през нея незапалимата течност.
15. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 9 до 14, характеризиращ се с това, че пръскалките (18) са подредени така, че при употреба незапалимата течност да се изпръсква във всички райони на рисковата зона (100).
16. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 15, характеризиращ се с това, че детекторите (20) включват и детектор за температура (40), с предварително зададен температурен праг на активиране.
17. Пожарогасител съгласно претенция 16, характеризиращ се с това, че предварително определената температура е между 60 и 100 С.
18. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 17, характеризиращ се с това, че детекторите (20) включват и детектор за температурно нарастване (42) за отчитане на температурни нараствания със скорост по-голяма от 9 C/min.
19. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 18, характеризиращ се с това, че детекторите (20) включват и детектор за наличие на пушек.
20. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 19, характеризиращ се с това, че мъглата е безвредна за дишането.
21. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 20, характеризиращ се с това, че незапалимата течност е вода.
22. Пожарогасителя съгласно която и да е от претенциите от 1 до 21, характеризиращ се с това, че незапалимата течност е воден разтвор.
23. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 22, характеризиращ се с това, че водният разтвор съдържа добавени вещества.
24. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 23, характеризиращ се с това, че пръскалките (18) изпръскват незапалимата течност със скорост, варираща от 0,1 1 в min на т³ от обема на рисковата зона (100) до 0,63 1 в min на т³ от обема на рисковата зона (100).
25. Пожарогасител съгласно която и да е от претенциите от 1 до 23, характеризиращ се с това, че пръскалки (18) изпръскват незапалимата течност със скорост, варираща от 0,25 1 в min на т³ от обема на рисковата зона (100) до 0,44 1 в min на т³ от обема на рисковата зона (100).
26. Метод за гасене на пожар в рискова зона, включващ: насочване на изпръскването на незапалимата течност от пръскалки към рисковата зона, като в пръскалките от резервоар се подава незапалима течност под налягане, а пръскалките образуват мъгла и създават атмосфера, която не поддържа горенето, характеризиращ се с това, че обемът на резервоара е по-малко от 1 1 на 1 т³ от обема на рисковата зона, а пръскалките (18) изпръскват незапалимата течност под налягане със скорост от 1 1 или по-малко в min на т³ в рисковата зона (100) за образуване на мъглата, като средният размер на капките е 500 pm или по-малък и усилва въздействието на мъглата върху пламъка.
27. Метод за гасене на пожар съгласно претенция 26, характеризиращ се с това, че незапалимата течност се пулверизира в рисковата зона (100) за образуване на мъгла със среден размер на капката между 50 и 500 pm.
28. Метод за гасене на пожар съгласно претенция 27, характеризиращ се с това, че незапалимата течност се пулверизира в рисковата зона (100) за образуване на мъгла със среден размер на капката между 250 и 400 pm.
29. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 28, характеризиращ се с това, че контролно средство подава незапалимата течност дистанционно.
30. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 29, характеризиращ се с това, че включва възбуждане на контролното средство (22) за задействане на подаващото течност контролно средство (30) при откриване наличие на пожар в рисковата зона (100) от детекторите (20).
31. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 30, характеризиращ се с това, че броят на необходимите за рисковата зона (100) пръскалки (18) се определя като функция на въздушния обем на рисковата зона (100), момента на изтичане на пръскалките (18) и компенсиращ фактор като функцията има следния вид:

Б.П. - (В.О. /К.Ф.) / 90 О.В.

където - Б.П. е броят на пръскалките (18),

- В.О. е въздушният обем на рисковата зона (100),

- К.Ф. е компенсиращият фактор, както е дефиниран тук, и

- 90 О.В. е обемът вода, който изтича през една от пръскалките (18) за 90 s.
32. Метод за гасене на пожар съгласно претенция 31, характеризиращ се с това, че незапалимата течност се изпръсква от пръскалките (18) със скорост по-малка от 2 1/min.
33. Метод за гасене на пожар съгласно претенция 31 или 32, характеризиращ се с това, че всяка една от пръскалките (18) осигурява изпръскване под изпръскващ ъгъл, поголям от 70 .
34. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 31 до 33, характеризиращ се с това, че незапалимата течност се изпръсква от всяка от пръскалките (18), които са с кухообразен профил.
35. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 31 до 32, характеризиращ се с това, че разположението на пръскалките (18) на разстояние от около 1 m една от друга в рисковата зона (100) покрива равномерно рисковата зона.
36. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 31 до 35, характеризиращ се с това, че разположението на пръскалките (18) позволява незапалимата течност да се изпръсква във всички райони на рисковата зона (100).
37. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 36, характеризиращ се с това, че откриването на пожар е чрез отчитане на температурни нараствания над предварително определена температура.
38. Метод за гасене на пожар съгласно претенция 37, характеризиращ се с това, че предварително определената температура е между 60 и 100°С.
39. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 38, характеризиращ се с това, че откриването на пожара се извършва и чрез отчитане на температурни нараствания със скорост по-голяма от 9°C/min.
40. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 39, характеризиращ се с това, че откриването на пожара се извършва и чрез отчитане на наличието на пушек в рисковата зона (100).
41. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 40, характеризиращ се с това, че като незапалима течност се използва вода.
42. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 41, характеризиращ се с това, че като незапалима течност се използва воден разтвор.
43. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 42, характеризиращ се с това, че към незапалимата течност се добавят предварително вещества.
44. Метод за гасене на пожар съгласно която и да е от претенциите от 26 до 43, характеризиращ се с това, че пръскалките (18) изпръскват незапалимата течност със скорост, варираща от 0,25 1 в min на т³ от обема на рисковата зона (100) до 0,44 1 в min на т³ от обема на рисковата зона (100).
45. Метод за гасене на пожар съгласно

5 която и да е от претенциите от 26 до 43 или претенция 44, характеризиращ се с това, че пръскалките (18) изпръскват незапалимата течност със скорост, варираща от 0,25 1 в min на т³ от обема на рисковата зона (100) до 0,44 10 1 в min на т³ от обема на рисковата зона (100).