CN101072607A - 灭火混合物、方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了灭火混合物、系统和方法。所述灭火混合物可包括一种或多种灭火化合物,例如一种或多种碳氟化合物、氟代醚和碳氟化合物。灭火混合物也可包括氮气、氩气、氦气和二氧化碳中的一种或多种。在一种示例性的情况下,灭火混合物包括灭火化合物、稀释气体和水。
Description
技术领域
本发明一般涉及灭火、防火及抑火的领域。更具体地,本发明涉及灭火混合物、方法和系统。
背景技术
有许多公知的灭火剂、以及使用灭火剂的灭火方法和灭火系统。使用这些灭火剂灭火的机理可随着灭火剂的不同而变化。例如,一些灭火剂利用惰化或稀释机理而工作,该机理作用在于使火焰丧失必需的化学物质,如氧气或燃料。其它灭火剂化学地工作从而灭火,这种化学作用可包括清除自由基,从而破坏燃烧所需的反应链。其它的灭火剂还用热的方法工作以冷却火焰。
传统上,人们已使用例如哈龙1301(CF3Br)、哈龙1211(CF2BrCl)和哈龙2402(BrCF2CF2Br)的某些含溴化合物作为保护被占用房间的灭火剂。尽管这些哈龙灭火剂是有效的灭火剂,但一些人认为它们有害于地球保护性臭氧层。结果,这些灭火剂的生产和销售已被禁止。
最近,例如碳氢氟化合物、氟代醚和氟化酮的碳氟化合物,也已被提出作为有效的灭火剂。碳氟化合物系统效果相对较差并且成本高。此外,一些碳氟化合物灭火剂可在火焰中反应从而形成例如HF的不同量的分解产物。在足够量下,HF对某些设备产生腐蚀并对人的健康造成显著威胁。
除了碳氟化合物灭火剂外,有人已提出使用惰性气体作为哈龙灭火剂的替代物。已提出使用例如氮气或氩气的气体,以及它们的混合物例如以50∶50混合的氮气和氩气。这些灭火剂在灭火中效果相对较差,结果,需要大量的气体以供给灭火使用。灭火所需的大量气体导致需要大量的用以储存灭火剂的存储钢瓶,并最终需要大的存储空间以放置上述气体存储钢瓶。
碳氟化合物和气体混合物的混合物也已被提出作为灭火剂。例如,授予Robin等人的美国专利No.6346203提出输送灭火气体和碳氟化合物灭火剂。
最后,水雾也已被用于抑制分隔间的火灾。已提出混合的灭火系统,其使用水雾随后采用碳氟化合物或气体试剂。
人们期望开发改进的灭火剂和系统。
发明概述
在一个方面中,本发明提供了包括稀释气体和灭火化合物的灭火混合物,其中灭火化合物例如为氟代醚、溴碳氟化合物、氟代酮和/或它们的混合物。
本发明的另一方面提供了一种包括水、稀释气体和灭火化合物的灭火混合物,其中灭火化合物包括例如氢碳氟化合物、氟代醚、溴碳氟化合物、氟代酮和/或它们的混合物的碳氟化合物。
另一方面,提供了一种包括水和灭火化合物的灭火混合物,其中灭火化合物包括例如氢碳氟化合物、氟代醚、溴碳氟化合物、氟代酮和/或它们的混合物的碳氟化合物。
另一方面,提供了一种包括灭火化合物和抑火添加剂的灭火混合物,该灭火化合物包括例如氢碳氟化合物、氟代醚、溴碳氟化合物、氟代酮和/或它们的混合物的碳氟化合物,以及该抑火添加剂包括稀释气体、水和/或它们的混合物。
本发明中有用的氟代酮包括CF3CF2C(O)CF(CF3)2、(CF3)2CFC(O)CF(CF3)2、CF3(CF2)2C(O)CF(CF3)2、CF3(CF2)3C(O)CF(CF3)2、CF3(CF2)5C(O)CF3、CF3CF2C(O)CF2CF2CF3、CF3C(O)CF(CF3)2、全氟环己酮和/或它们的混合物。
本发明中有用的氟代醚包括CF3CHFCF2OCHF2、CF3CHFCF2OCF3、(CF3)2CHOCHF2、CHF2CF2OCF2、CF3CFHOCHF2、CF3CFHOCF3、CF2=C(CF3)OCF3、CF2=C(CF3)OCHF2、CF3CF=CFOCHF2、CF2=CFCF2OCHF2、CF3CF=CFOCF3、CF2=CFCF2OCF3、CF3CH=CFOCHF2、CF3CH=CFOCF3、CF3CHBrCF2OCF3、CF3CFBrCF2OCHF2、CF3CHFCF2OCH2Br、CF2BrCF2OCH2CF3、CHF2CF2OCH2Br和/或它们的混合物。
本发明中有用的碳氟化合物包括三氟甲烷(CF3H)、五氟乙烷(CF3CF2H)、1,1,1,2-四氟乙烷(CF3CH2F)、1,1,2,2-四氟乙烷(HCF2CF2H)、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(CF3CHFCF3)、1,1,1,2,2,3,3-七氟丙烷(CF3CF2CF2H)、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(CF3CH2CF3)、1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(CF3CHFCF2H)、1,1,2,2,3,3-六氟丙烷(HCF2CF2CF2H)、1,1,1,2,2,3-六氟丙烷(CF3CF2CH2F)、1,1,1,2,2-五氟丁烷(CF3CH2CF2CH3)、CF3CBr=CH2、CF3CH=CHBr、CF2BrCH=CH2、CF2BrCF2CH=CH2、CF3CBr=CF2和/或它们的混合物。
本发明的一个方面,提供了使用本发明的混合物灭火、抑火和/或防火的方法。
本发明的一个方面,公开了输送本发明的混合物的灭火、防火和/或抑火的系统。
本发明的一个方面,提供了用于在房间中灭火的方法,包括将水引入房间内;将稀释气体引入房间内;和将灭火化合物引入房间内。
附图简述
附图图示了根据本发明一个方面的灭火混合物的应用。
实施方案的描述
本发明提供了灭火混合物,其包括通过惰化和/或稀释、以及化学和/或热的灭火作用而熄灭火灾的灭火剂的混合物。本发明还提供了使用上述灭火混合物灭火、防火和/或抑火的方法。本发明进一步提供了用于输送上述灭火混合物的灭火、防火和/或抑火的系统。将参照附图描述本发明的示例性方面。
参照附图,图中示出了配置有灭火系统1的空间17。灭火系统1包括灭火化合物储存容器3,其与灭火化合物分散喷嘴7相连接。如图所示,燃烧11(如图所示,包括具有火焰的火)出现在基座15上的盘13内。灭火混合物9存在于空间17内并被用于基本上熄灭燃烧11。
当在两维空间上描述时,出于本公开的目的,空间17应被认为是具有由其尺寸(例如宽度、高度和长度)所确定的体积。虽然附图图示了配置成用于在图示为似乎是封闭的空间内灭火的一个系统,但本发明的混合物、系统和方法的使用不限于此情况。在一些情况下,本发明可被用于既在露天场所又在限定空间内灭火。
适用于使用本发明的混合物或利用本发明的方法和系统而熄灭、抑制或防止的所有燃烧至少部分地被空间所包围。此空间的有效容积能够被本发明的混合物充满,以熄灭、抑制和/或防止燃烧。典型地,该有效容积是这样的容积,其可被液体或气体占据(也就是说,在该容积内流体(气体和液体)可交换)。密实结构通常不属于有效容积的部分。
此外,附图图示了单个灭火剂储存容器3。应可理解的是,能够从多个灭火剂储存容器3中向空间17提供灭火混合物9,同时本发明不应当限定为从单个容器提供灭火混合物,也不限定为使用单个容器的方法或系统。通常,当通过喷嘴7从容器3中将灭火混合物9引入空间17时,燃烧11被熄灭。
在本发明的一个方面中,灭火混合物9可包括、基本上由和/或由灭火化合物和抑火添加剂组成。在另一方面,灭火混合物9可包括、基本上由和/或由灭火化合物和稀释气体组成。在另一方面,灭火混合物9可包括、基本上由和/或由灭火化合物和水组成。在又一方面,灭火混合物9可包括、基本上由和/或由灭火化合物、稀释气体和水组成。
所使用的抑火添加剂可包括稀释气体、水和/或它们的混合物。示例性的稀释气体可包括氮气、氩气、氦气、二氧化碳和/或它们的混合物。在一种示例性的情况下,这些气体可剥夺火所需的燃料、例如氧气。在同样的或其它情况下,当暴露于燃烧中时,这些稀释气体可抵制分解。在一些情况下,这些气体被称为惰性气体。一种示例性的稀释气体可包括、基本上由和/或由氮气组成。在一种情况下,稀释气体的浓度为约5%(v/v)至约26%(v/v)。在另一种情况下,可以在约8%(v/v)至约32%(v/v)的浓度下使用稀释气体。在另一种情况下,可以在约4%(v/v)至约13%(v/v)的浓度下使用稀释气体。
应可以理解的是,在本说明书和权利要求中提出的%(v/v)值是以空间体积为基础,并且是指由国家防火协会(National Fire Protection Association)在NFPA 2001、清洁剂灭火标准(Standard on Clean Agent FireExtinguishing)、2000年版中所采用和描述的设计浓度,该标准的全文在此引入作为参考。用于计算稀释气体浓度的等式如下所述:
X=2.303(Vs/s)log10(100/100-C)
其中:
X=所加入的稀释气体的体积(在1.013bar,21℃的标准条件下),每单位危险空间的体积(m3)。
Vs=在21℃和1.013bar下稀释气体试剂的比容。
s=在1个大气压和温度t下稀释气体的比容,(m3/kg)
t=被保护体积的最低预期温度(℃)
C=稀释气体的设计浓度(%)
在本发明的另一方面中,抑火添加剂包括水。通过任何标准的水储存和输送系统可储存并输送水。在一种情况下,在约34kPa至约690kPa的压力下输送水,在另一种情况下,在约69kPa至约827kPa的压力下输送水。在一种情况下,在约0.03532L/min/m3至约1.06L/min/m3的流量下输送水,在另一种情况下,流量为约0.1766L/min/m3至约0.71L/min/m3。
水可以小滴、雾、蒸汽、气体和/或它们的混合物的形式存在于灭火混合物中。在小滴的情况下,大多数水颗粒可以具有约100μm或更小的直径,和/或约20μm至约30μm的直径。
在水雾的情况下,大多数的水颗粒可以具有约1μm至约10μm的直径。可以使用本领域中公知的任何技术和/或系统、例如双注射喷嘴系统产生并输送水雾。也可以使用高压喷嘴系统产生水雾。
在蒸汽的情况下,水可具有小于1μm的颗粒尺寸,并且可以使用任何公知的使水汽化的技术或系统来产生和输送水。
灭火化合物可包括例如氟代酮、氟代醚和/或它们的混合物的碳氟化合物。
可用作本发明的灭火化合物的氟代酮可包括CF3CF2C(O)CF(CF3)2、(CF3)2CFC(0)CF(CF3)2、CF3(CF2)2C(O)CF(CF3)2、CF3(CF2)3C(O)CF(CF3)2、CF3(CF2)5C(O)CF3、CF3CF2C(O)CF2CF2CF3、CF3C(O)CF(CF3)2、全氟环己酮和/或它们的混合物。灭火混合物可包括约0.2%(v/v)至约10%(v/v)的氟代酮,在一些应用中为约0.1%(v/v)至约6%(v/v)的氟代酮,在特殊的应用中为约0.5%(v/v)至约4%(v/v)的氟代酮。氟代酮可包括、基本上由和/或由CF3CF2C(O)CF(CF3)2组成。在另一种情况下,灭火混合物包括约1.7%(v/v)至约3.8%(v/v)的CF3CF2C(O)CF(CF3)2。
用于计算灭火化合物浓度的等式同样地被国家防火协会(National FireProtection Association)使用,并如下所述:
W=V/s(C/100-C)
其中:
W=灭火化合物的重量(kg)
V=测试空间的体积(m3)
s=在测试温度下灭火化合物的比容(m3/kg)
C=浓度(%(v/v))
在本发明的另一个方面中,灭火化合物可选自下列氟代醚:CF3CHFCF2OCHF2、CF3CHFCF2OCF3、(CF3)2CHOCHF2、CHF2CF2OCF2、CF3CFHOCHF2、CF3CFHOCF3、CF2=C(CF3)OCF3、CF2=C(CF3)OCHF2、CF3CF=CFOCHF2、CF2=CFCF2OCHF2、CF3CF=CFOCF3、CF2=CFCF2OCF3、CF3CH=CFOCHF2、CF3CH=CFOCF3、CF3CHBrCF2OCF3、CF3CFBrCF2OCHF2、CF3CHFCF2OCH2Br、CF2BrCF2OCH2CF3、CHF2CF2OCH2Br和/或它们的混合物。
灭火混合物可包括约0.2%(v/v)至约5.8%(v/v)的氟代醚,在一些应用中为约0.1%(v/v)至约6.0%(v/v)的氟代醚,在特殊应用中为约0.1%(v/v)至约4.8%(v/v)的氟代醚。氟代醚可包括、基本上由和/或由CF3CHFCF2OCHF2组成。在另一种情况下,灭火混合物可包括约0.1%(v/v)至约4.8%(v/v)的CF3CHFCF2OCHF2。
在本发明的又一方面中,灭火混合物可包括选自CF3CBr=CH2、CF3CH=CHBr、CF2BrCH=CH2、CF2BrCF2CH=CH2和/或它们的混合物的溴氟丙烯。灭火混合物可包括约0.2%(v/v)至约5%(v/v)的溴氟丙烯。在一些应用中为约0.1%(v/v)至约5%(v/v)的溴氟丙烯,以及在特殊应用中为约1%(v/v)至约3%(v/v)的溴氟丙烯。溴氟丙烯可包括、基本上由和/或由CF3CBr=CH2组成。在一种应用中,灭火混合物可包括约0.2%(v/v)至约4.2%(v/v)的CF3CBr=CH2,在有些应用中为约0.2%(v/v)至约3.0%(v/v)的CF3CBr=CH2。
在另一方面,灭火混合物可包括选自下列的氢碳氟化合物:三氟甲烷(CF3H)、五氟乙烷(CF3CF2H)、1,1,1,2-四氟乙烷(CF3CH2F)、1,1,2,2-四氟乙烷(HCF2CF2H)、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(CF3CHFCF3)、1,1,1,2,2,3,3-七氟丙烷(CF3CF2CF2H)、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(CF3CH2CF3)、1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(CF3CHFCF2H)、1,1,2,2,3,3-六氟丙烷(HCF2CF2CF2H)、1,1,1,2,2,3-六氟丙烷(CF3CF2CH2F)和/或它们的混合物。在一种情况下,灭火混合物可包括约1%(v/v)至约10%(v/v)的氢碳氟化合物,在一些应用中为约3%(v/v)至约6%(v/v)的氢碳氟化合物。氢碳氟化合物可包括、基本上由和/或由七氟丙烷组成。在一种情况下,灭火混合物可包括约4%(v/v)至约9%(v/v)的七氟丙烷。
再参照附图,本发明的系统提供了上述灭火混合物的储存和释放。在一种示例性的情况下,将灭火化合物储存在容器3中,该容器通过适当的管线和阀连接到位于最近的空间17中的释放喷嘴7上。容器3可连接到用于释放储存在相同或替代容器内的气体和/或水的相同喷嘴7上。容器3可以是常规灭火剂储存钢瓶,其设置有汲取管以通过管线系统提供灭火化合物、稀释气体和/或水的输送。通过使用氮气或其它气体对钢瓶内的灭火化合物在钢瓶内进行超高加压,典型地达到360或600psig的压力水平。在低沸点灭火化合物的情况下,可以在不使用任何超高加压而将灭火化合物储存在容器内并从容器将其输送出去。
在另一种方面,本发明的灭火系统可用于在容器3中储存作为纯净材料的灭火化合物,该容器3可与包括稀释气体和/或水的加压系统(未示出)连接。在此情况下,可将灭火化合物在自身的平衡蒸气压下于室温下以液体的形式储存在容器3中,在探测到火时,可利用适当的方法对容器3进行加压。一旦加压到所需水平,灭火混合物9的输送被激活。一种适用于将灭火混合物9输送至封闭空间的方法是称为“活塞流动(piston flow)”的方法,并在Robin等人的美国专利US6112822中公开,该专利在此引入作为参考。
本发明的方法包括提供本发明灭火混合物的那些方法。在一种情况下,一种方法包括在探测到火时,将水、稀释气体和灭火化合物同时地输送至空间内。在另一种情况下,在探测到火时,可首先启动水的输送。在水释放的过程中或之后的时间内可启动稀释气体的输送。在稀释气体的输送启动后,随后可启动灭火化合物的输送。
在另一方面,本发明的方法提供了同时输送水和稀释气体,在稀释气体和水释放的过程中或之后,接着输送灭火化合物。在又一方面,可在水的输送启动前,启动稀释气体的输送。在释放稀释气体的过程中或之后,接着启动水和灭火化合物的输送。
参考下述具体实施例将进一步描述本发明。可以理解的是,这些实施例是解释性的而非限定性的。
实施例I
使用杯燃烧器装置测定氟代酮CF3CF2C(O)CF(CF3)2的灭火浓度,正如在M.Robin和Thomas F.Rowland的“Development of a Standard Cup BurnerApparatus:NFPA and ISO Standard Methods,1999 Haion Opt ions TechnicalWorking Conference,Apr.27-29,1999,Albuquerque,N.Mex.”中所述的那样,其内容在此引入作为参考。杯燃烧器方法是用于测定灭火混合物的标准方法,而且已被国家和国际的灭火标准中所采用。例如关于清洁剂试灭火系统的NFPA 2001标准和ISO 14520-1:气体灭火系统都采用了杯燃烧器方法。
使空气、氮气和CF3CF2C(O)CF(CF3)2的混合物流过围绕着28-mm(OD)燃料杯的85-mm(ID)的Pyrex烟道。在扩散器单元中使用金属网筛3mm(OD)玻璃珠的76mm(3英寸)层以提供彻底混合的空气、氮气和CF3CF2C(O)CF(CF3)2。
从由安装在实验室铁架台上的250ml分液漏斗组成的液体燃料储存器中,利用重力将n-庚烷加入到杯中,其可得到杯中可调节的和恒定的液体燃料水平。利用丙烷微火炬点燃燃料,将烟道放置在装置上。接着调节燃料水平以使燃料距杯的内部底边缘1-2mm。允许90秒的预燃烧阶段,在34.2L/min下启动空气和氮气的初级流。
由流量计(分别为240和225管)监测初级和二级空气流。用一个流量计(230管)监测氮气流。由测得的空气和氮气流量计算氧气浓度。保持该流动直到火焰被熄灭。在所有的测试中保持34.2L/min的初级流动。使空气的二级流通过包含在安装有汲取管的1150ml钢制混合室内的CF3CF2C(O)CF(CF3)2。包含充满了CF3CF2C(O)CF(CF3)2的空气的二级流离开混合室,并在进入杯燃烧器扩散单元之前与初级空气流混合。
火焰熄灭后,通过连接到Hamilton三通阀和多接头气体注射器的一段塑料管,立即收集杯口边缘附近点处气体物流样品。随后对样品进行气体色谱分析(G.C.)。通过在1L的Tedlar袋子中制备标准样品进行G.C.校准。
测试参数和结果的概述在下面表1中示出。
表1
使用CF3CF2C(O)CF(CF3)2熄灭n-庚烷火焰 | ||||
总气流(初级+二级)(L/min) | N2(L/min) | N2%(v/v) | O2%(v/v) | CF3CF2C(O)CF(CF3)2%(v/v) |
38.7 | 0.0 | 0.0 | 20.6 | 4.1 |
39.0 | 2.1 | 5.2 | 19.5 | 3.8 |
37.7 | 3.3 | 8.0 | 18.9 | 3.4 |
37.7 | 4.5 | 10.6 | 18.4 | 3.1 |
36.8 | 5.7 | 13.5 | 17.8 | 2.8 |
36.3 | 7.0 | 16.2 | 17.3 | 2.4 |
36.3 | 8.3 | 18.6 | 16.8 | 2.1 |
35.9 | 9.6 | 21.1 | 16.3 | 1.8 |
35.8 | 10.9 | 23.4 | 15.8 | 1.5 |
35.4 | 12.2 | 25.6 | 15.3 | 1.2 |
34.2 | 15.4 | 30.6 | 14.3 | 0 |
实施例II
在一种情况下单独用溴氟丙烯CF3CBr=CH2(在环境氧条件下)替代CF3CF2C(O)CF(CF3)2,同时在另一种情况下用CF3CBr=CH2与稀释气体结合(减少的氧条件下)替代CF3CF2C(O)CF(CF3)2,重复实施例1。在下面的表2和3中分别列出了测试参数和结果的概述。
表2
使用CF3CBr=CH2熄灭n-庚烷火焰 | |
总气流(L/min) | CF3CBr=CH2%(v/v) |
35.42 | 3.7 |
42.66 | 3.7 |
42.32 | 3.5 |
42.54 | 3.6 |
42.54 | 3.9 |
42.54 | 3.6 |
平均=3.7 | |
STDEV=0.2 | |
高=3.9 | |
低=3.5 |
表3
使用CF3CBr=CH2和N2*熄灭n-庚烷火焰 | ||||
总气流(L/min) | N2(L/min) | N2%(v/v) | O2%(v/v) | CF3CBr=CH2%(v/v) |
35.4 | 0 | 0.0 | 20.6 | 3.7 |
35.7 | 2.1 | 5.7 | 19.4 | 3.0 |
38.5 | 3.5 | 9.2 | 18.7 | 1.9 |
40.8 | 6.0 | 14.7 | 17.6 | 1.4 |
41.6 | 7.0 | 16.9 | 17.1 | 1.0 |
44.9 | 1 0.6 | 23.6 | 15.7 | 0.4 |
46.5 | 12.2 | 26.2 | 15.2 | 0.2 |
49.0 | 14.8 | 30.2 | 14.4 | 0.0 |
*初级气流34.2L/min。
如表2所示,在环境氧条件下,熄灭n-庚烷火焰所需的CF3CBr=CH2的浓度平均为3.7%(v/v)。表3表明,当与氮气结合而使用时,在约0.41%(v/v)的非常低的CF3CBr=CH2浓度下熄灭了n-庚烷火焰,同时保持了对人安全的氧气水平。
实施例III
用氟代醚CF3CHFCF2OCHF2替代CF3CF2C(O)CF(CF3)2,重复实施例1。在下面的表4中列出了测试参数和结果的概述。
表4
使用CF3CHFCF2OCHF2和N2熄灭n-庚烷火焰 | ||||
总气流(L/min) | N2气流(L/min) | N2%(v/v) | O2%(v/v) | CF3CHFCF2OCHF2%(v/v) |
31.7 | 0 | 0 | 20.6 | 5.7 |
31.2 | 2.89 | 8.5 | 19.9 | 4.8 |
31.0 | 4.16 | 11.8 | 18.2 | 4.3 |
29.9 | 6.00 | 16.7 | 17.2 | 3.3 |
29.6 | 7.34 | 19.9 | 16.5 | 2.8 |
28.6 | 8.71 | 23.4 | 15.8 | 1.8 |
27.8 | 10.80 | 28.0 | 14.8 | 0.9 |
27.3 | 12.80 | 31.9 | 14.0 | 0.0 |
实施例IV
用氢碳氟化合物CF3CH2F替代CF3CF2C(O)CF(CF3)2,重复实施例1。在下面的表5中列出了测试参数和结果的概述。
表5
使用CF3CH2F和N2熄灭n-庚烷火焰 | ||||
总气流(L/min) | N2气流(L/min) | N2%(v/v) | O2%(v/v) | CF3CH2F%(v/v) |
41.1 | 0 | 0 | 20.6 | 9.6 |
41.1 | 3.29 | 7.4 | 19.1 | 7.9 |
41.1 | 6.58 | 13.8 | 17.8 | 6.2 |
41.1 | 9.66 | 19 | 16.7 | 4.5 |
41.1 | 12.2 | 22.9 | 15.9 | 3.3 |
41.1 | 14.8 | 26.9 | 15.1 | 1.6 |
41.1 | 18.4 | 30.9 | 14.2 | 0 |
实施例V
使用本发明的灭火混合物熄灭n-庚烷火焰。根据在UL-2166中所述的测试协议进行灭火测试。更具体地,使用位于房间中心处的0.23m2的正方形测试盘进行B类火的灭火测试。测试盘含有至少5.08cm的n-庚烷并具有距盘顶部至少5.08cm的相对高度(free board)。该盘是由具有0.635cm厚度和防渗水焊接点的钢制成。该盘还包括3.81cm(1″)(3/16″厚度)的棱角以增强上部边缘。
测试设备(房间)的内部尺寸为8m×4m×3.6m(高度);对设备的测试部分的精确测量得到了115m3的总体积。围墙是由标准的水泥渣煤砖构造,并填充了绝热材料以及用1.59cm胶合板覆盖在其内部上。天花板和地板都是由在5.08cm×15.24cm的木制搁栅上的两层1.91cm的胶合板构成,其使得交替的胶合板层交错以使得没有搁栅相互重叠。天花板还覆盖着1.59cm的石膏墙板,同时用胶带和填缝化合物修整墙壁和天花板,并涂覆有两层底漆(Kilz)。窗户由采用安全玻璃的标准装置构成并在其内部覆盖有Lexan片材。封闭空间的门具有标准的固体芯结构。
在测试过程中使安装在天花板凹进处的45.72cm×45.72cm铰接的正压通风出口保持开启。在测试过程中通过地下管道而连接进入房间的通风入口保持关闭。一个3.5吨的商用热泵装置提供房间的温度控制。入口和出口管安装有可关闭的关闭器。排气系统也安装有可关闭的关闭器。
从点燃开始45秒钟时释放水喷淋并持续到火被熄灭。在表5中示出了水喷淋的流速。使用6个“90度实心锥形喷嘴”提供水喷淋。这些喷嘴安装在距离天花板大约150cm处,并且安装成可覆盖整个地板的面积。在空间的一些部分中,存在着喷淋的重叠。从水喷淋释放开始60秒钟时(从点燃开始105秒)释放七氟丙烷。每一测试至少进行3次,其参数和结果概括于表6中。
表6
使用水和七氟丙烷熄灭n-庚烷火焰 | ||||
测试# | 七氟丙烷%(v/v) | 七氟丙烷(kg) | 水(L/min) | 平均灭火时间(秒) |
1 | 8.7 | 79.83 | 42.03 | 1.0 |
2 | 7.0 | 63.05 | 19.69 | 6.4 |
3 | 5.8 | 51.71 | 42.03 | 12.6 |
4 | 5.0 | 44.09 | 42.03 | 16.0 |
5 | 4.5 | 39.46 | 42.03 | 24.53 |
实施例VI
除了灭火混合物包括氮气以外,以与上面实施例IV所述的相同过程进行灭火测试。从加压至13.79mPa的钢瓶中释放氮气,其相当于在1个大气压和21.1℃下5.18m3的氮气。通过1.59cm的高压可弯曲的软管使钢瓶与一个末端汲取歧管相连接,钢瓶的启动是通过一个远程手动操作杆释放驱动器来实现。具有孔板的3.18cm的节流组件将所述歧管连接至剩下的管网。将该系统设计成提供60秒的30%(v/v)浓度的氮气的释放,并且该系统使用具有1.43cm2的小孔、在中央定位的2.54cm(1″),360° Ansul(Marinette,Wisconsin,USA)喷嘴。相同的氮气管线系统被用于所有的测试,并因此随着所使用的氮气的量改变释放时间。
在n-庚烷点燃后30秒将水和氮气释放到测试空间内,并持续释放直到火被熄灭。在62.47L/min的流量下释放水喷淋。从氮气释放开始50秒钟时(也即从n-庚烷点燃80秒时),通过独立的管线系统释放七氟丙烷,所述管线系统终端为5.08cm(2″)180°的Chubb喷嘴。每一测试进行至少三次,其参数和结果概括于下面的表7中。
表7
使用水/氮气/七氟丙烷熄灭n-庚烷火焰 | ||||
测试# | 七氟丙烷%(v/v) | 七氟丙烷(kg) | N2%(v/v) | 平均灭火时间(秒) |
1 | 4.3 | 37.65 | 4.4 | 17.4 |
2 | 4.3 | 37.65 | 8.6 | 22.2 |
3 | 3.5 | 30.39 | 8.6 | 36.6 |
4 | 3.5 | 30.39 | 12.6 | 18.7 |
实施例VII
使用n-庚烷替换燃料,也就是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PP(聚丙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物)或木材并允许更长的预燃烧,重复在实施例V中的测试。在点燃后210秒时(在使用木材的情况下为360秒)将水喷淋和氮气释放到测试空间内,并持续释放直到火焰熄灭。在点燃后260秒时(在使用木材的情况下为420秒)释放七氟丙烷并持续8至10秒。参数和结果的概括在下面的表8中列出。
表8
使用水/氮气/七氟丙烷熄灭替换燃料火焰 | ||||
燃料类型 | 七氟丙烷%(v/v) | 七氟丙烷(kg) | N2%(v/v) | 灭火时间(秒) |
PMMA | 3.5 | 30.39 | 12.6 | 12 |
PMMA | 3.5 | 30.39 | 12.6 | 27 |
PP | 3.5 | 30.39 | 12.6 | 64 |
ABS | 3.5 | 30.39 | 12.6 | 88 |
木材 | 3.5 | 30.39 | 12.6 | <1 |
Claims (48)
1.一种在空间内的混合物,包括:
至少两种组分;所述至少两种组分的第一组分包括稀释气体;所述至少两种组分的第二组分包括(Q,P)-Z-(X,Y),其中Z包括-O-或-C(O)-,条件是当Q为CF3CHFCF2-、CF3CF2CF2-、(CF3)2CH-、CHF2CF2-、CF3CHF-、CF2=C(CF3)-、CF3CF=CF-、CF2=CFCF2-、CF3CH=CF-、CF3CHBrCF2-、CF3CFBrCF2 -、CF2BrCF2-时,Z为-O-,和X包括-CHF2、-CF3、-CH2CF3或-CH2Br;以及当P为CF3CF2-、CF3(CF2)2-、CF3(CF2)3-、CF3(CF2)5-或CF3-时,Z为-C(O)-,和Y包括-CF(CF3)2、-CF3或-(CF2)2CF3;和
其中所述第一组分占所述空间的约4%(v/v)至约28%(v/v)。
2.权利要求1的混合物,其中所述稀释气体包括氮气。
3.权利要求1的混合物,其中灭火化合物包括CF3CF2C(O)CF(CF3)2。
4.权利要求3的混合物,其中CF3CF2C(O)CF(CF3)2占所述空间的约1.0%(v/v)至约4.0%(v/v)。
5.权利要求1的混合物,其中灭火化合物包括CF3CHFCF2OCHF2。
6.权利要求5的混合物,其中CF3CHFCF2OCHF2占所述空间的约0.1%(v/v)至约4.8%(v/v)。
7.权利要求1的混合物,其中灭火化合物包括CF3CF2C(O)CF(CF3)2,并且CF3CF2C(O)CF(CF3)2占所述空间的约1.7%(v/v)至约3.8%(v/v)。
8.一种在空间内的混合物,包括:
至少两种组分;所述至少两种组分的第一组分包括稀释气体;所述至少两种组分的第二组分包括CF3CBr=CH2、CF3CH=CHBr、CF2BrCH=CH2和CF2BrCF2CH=CH2中的一种或多种;和
其中所述第一组分占所述空间的约4%(v/v)至约28%(v/v)。
9.权利要求8的混合物,其中灭火化合物包括CF3CBr=CH2。
10.权利要求9的混合物,其中CF3CBr=CH2占所述空间的约0.2%(v/v)至约4.2%(v/v)。
11.权利要求8的混合物,其进一步包括水。
12.权利要求11的混合物,其中所述稀释气体占所述空间的约4%(v/v)至约13%(v/v)。
13.权利要求11的混合物,其中所述水颗粒尺寸为约100μm。
14.一种在空间内的混合物,包括:
至少两种组分;所述至少两种组分的第一组分包括选自氟代醚、溴氟代丙烯或氟代酮的灭火化合物;所述至少两种组分的第二组分包括选自稀释气体或水的抑火添加剂。
15.权利要求14的混合物,其中抑火添加剂包括稀释气体,和稀释气体包括氮气。
16.权利要求15的混合物,其中氮气占所述空间的约4%(v/v)至约28%(v/v)。
17.权利要求14的混合物,其中所述灭火化合物包括CF3CF2C(O)CF(CF3)2。
18.权利要求17的混合物,其中CF3CF2C(O)CF(CF3)2占所述空间的约1.7%(v/v)至约3.8%(v/v)。
19.权利要求14的混合物,其中所述灭火化合物包括CF3CHFCF2OCHF2。
20.权利要求19的混合物,其中CF3CHFCF2OCHF2占该空间的约0.2%(v/v)至约4.8%(v/v)。
21.权利要求14的混合物,其中所述灭火化合物包括CF3CBr=CH2。
22.权利要求21的混合物,其中CF3CBr=CH2占所述空间的约0.2%(v/v)至约4.2%(v/v)。
23.权利要求14的混合物,其中所述抑火添加剂包括水。
24.权利要求23的混合物,其中所述水颗粒尺寸为约100μm。
25.一种在空间内进行灭火、抑火和防火中的一种或多种的方法,包括:
将水引入所述空间;
将稀释气体引入所述空间;和
将碳氟化合物引入所述空间。
26.权利要求25的方法,其中所述碳氟化合物包括七氟丙烷。
27.权利要求25的方法,其中所述碳氟化合物包括氟代醚、溴氟代丙烯和氟代酮中的一种或多种。
28.权利要求27的方法,其中所述氟代醚包括CF3CHFCF2OCHF2。
29.权利要求27的方法,其中所述氟代酮包括CF3CF2C(O)CF(CF3)2。
30.权利要求27的方法,其中溴氟代丙烯包括CF3CBr=CH2。
31.一种在空间内进行灭火、抑火和防火中的一种或多种的方法,包括将包含稀释气体和灭火化合物的混合物引入所述空间内,所述灭火化合物选自氟代醚、溴氟丙烯或氟代酮。
32.权利要求31的方法,其中所述稀释气体包括氮气。
33.权利要求31的方法,其中所述灭火化合物包括CF3CF2C(O)CF(CF3)2。
34.权利要求31的方法,其中所述灭火化合物包括CF3CHFCF2OCHF2。
35.权利要求31的方法,其中所述灭火化合物包括CF3CBr=CH2。
36.权利要求31的方法,其中所述混合物进一步包括水。
37.权利要求36的方法,其中所述水颗粒尺寸为约100μm。
38.一种灭火、防火或抑火的系统,其构置成将包括稀释气体和灭火化合物的混合物引入到空间内,所述灭火化合物选自氟代醚、溴氟代丙烯或氟代酮。
39.权利要求38的系统,其中所述稀释气体包括氮气。
40.权利要求38的系统,其中所述灭火化合物包括CF3CF2C(O)CF(CF3)2。
41.权利要求38的系统,其中所述灭火化合物包括CF3CHFCF2OCHF2。
42.权利要求38的系统,其中所述灭火化合物包括CF3CBr=CH2。
43.权利要求38的系统,其中所述混合物进一步包括水。
44.一种灭火、防火或抑火的系统,其构置成将水、稀释气体和碳氟化合物引入到空间内。
45.权利要求44的系统,其中所述碳氟化合物包括碳氟化合物、氟代醚和氟代酮中的一种或多种。
46.权利要求44的系统,其中所述碳氟化合物包括七氟丙烷。
47.权利要求44的系统,其构置成将水和稀释气体与灭火化合物同时引入。
48.权利要求44的系统,其构置成同时引入水与稀释气体。
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Legal Events
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: E. I. DU PONT DE NEMOURS AND CO. Free format text: FORMER OWNER: BIGLAKE CHEMICAL CORP. Effective date: 20090612 |
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C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20090612 Address after: Wilmington, Delaware, USA Applicant after: E. I. du Pont de Nemours and Co. Address before: Delaware, USA Applicant before: GREAT LAKES CHEMICAL Corp. |
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20071114 |