DE69724441T2

DE69724441T2 - Feuerlöschverfahren und feuerlöschsystem

Info

Publication number: DE69724441T2
Application number: DE69724441T
Authority: DE
Inventors: Vladimir Ivanovich Belyakov; Vladimir Dmitrievich Rusanov; Konstantin Vadimovich Govorov; Anatoly Dmitrievich Golubev; Vladimir Alexandrovich Soloviev; Robert Alexandrovich Kuznetsov; Igor Vikentievich Krauklish; Boris Petrovich Perepechenko; Jury Alexandrovich Militsyn; Jury Mikhailovich Milekhin; Tatyana Pavlovna Korobenina; Zinovy Petrovich Pak; Alexandr Sergeevich Sokolnikov
Original assignee: CELANOVA Ltd
Current assignee: CELANOVA Ltd
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2017-03-15
Also published as: DK0925808T3; EP0925808B1; PT925808E; AU2311997A; EP0925808A4; DE69724441D1; ATE248005T1; EA199800774A1; ES2206698T3; AU736509B2; WO1997033653A1; EP0925808A2; RU2095104C1; EA001261B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine aerosolbildende Feuerlöscheinrichtung und kann zum Unterdrücken des Brandherdes in geschlossenen und offenen Räumen und zum Verhindern der Explosion von Dämpfen und Luftsuspensionen von brennbaren Flüssigkeiten, Brennstoffen und Materialien verwendet werden.
Stand der Technik
Von allen Feuerlöschverfahren ist die Verwendung von aerosolbildenden Feuerlöschmischungen am vielversprechendsten. Dies auf Grund der Tatsache, dass dieses Verfahren einen effizienten flammenunterdrückenden Mechanismus beinhaltet, bei welchem, wenn die disperse Phase des Aerosols den Brandherd erreicht, die Kettenreaktion von sich in dem Feuerbereich bildenden aktiven Radikalen (aktiven Zentren) unterbrochen wird. Diesbezüglich absorbiert jedes schwebende Teilchen die in einer Rekombinationsreaktion mit aktiven Radikalen freigesetzte Energie, was zusammen mit ihrem Niederschlag auf der Oberfläche des schwebenden Teilchens in einem Energie-"Mangel" resultiert, der die Bildung neuer aktiver Radikale in dem Feuerbereich verhindert. Wenn die Größe der schwebenden Teilchen sinkt, verbessert sich die Feuerlöschleistung ihrer dispersen Phasen auf Grund eines Anstiegs des gesamten effektiven Oberflächenbereichs von schwebenden Teilchen und dem folglichen Anstieg der durch diese Oberfläche zurück gehaltenen Menge aktiver Radikale. Die Wirkung der schwebenden Teilchen auf die aktiven Radikale in dem Feuerbereich beendet die Ausbreitung der chemischen Reaktion und die Gasphase des Aerosols hemmt die Flammen durch Verdünnen davon, was auch in ihrer Unterdrückung resultiert.
Ein Aerosolmedium kann durch Zünden einer pyrotechnischen Mischung gebildet werden, welche aus Komponenten besteht, die entweder gasförmige Verbrennungshemmer zusammen mit einem dispersen Medium in dem Verbrennungsprozess bilden oder selbst die Verbrennungshemmer sind. Die Festkörper oder kondensierten Flüssigkeiten der dispersen Phase, die während der Verbrennung freigesetzt werden, enthalten Salze, Oxide oder Hydroxide von zum Beispiel Alkali- oder Erdalkalimetallen, die die Feuerlöschleistung der Kondensationsphase des Aerosols beträchtlich verbessern.
Die meisten Feuerlöschverfahren beinhalten geläufige Vorgänge, nämlich das Platzieren der aerosolbildenden Mischung in dem Bereich des Brandherdes, das Zünden (beim Auftreten oder bei der Erfassung der Feuerflamme) einer andauernden Verbrennung der Mischung, das Erzeugen von Produkten in einer fein verteilten Aerosolform und dann das Wirkenlassen des Aerosolmediums auf den Brandherd.
Das Verfahren des Feuerlöschens in großem Umfang mittels der obigen Vorgänge ist bereits bekannt (SU, Anmeldenummer 1741816, A62C 2/00, 1992). Bei diesem Verfahren erzeugt die Zusammensetzung Toxine und Hochtemperaturprodukte während des Prozesses der Verbrennung, welche die Anwendung des Verfahrens auf das Löschen von Räumen ohne Personen beschränkt und das Verfahren in Fällen von zum Beispiel Bergwerken, Läden, Büros, Fahrzeugkabinen, usw., wo Feuerlöschgeräte aktiviert werden, wenn Personen nahe an dem Brandherd sind, unbrauchbar macht. Zusätzlich erfordert dieses Verfahren ohne vorgesehene Kühleinrichtung einen beträchtlichen Anstieg der Konzentration der Verbrennungsprodukte der aerosolbildenden Zusammensetzung, um sicherzustellen, dass das Feuer gelöst wird, was dieses Verfahren zum Feuerlöschen in offenen Räumen unpraktisch macht.
Das Verfahren, bei welchem Feuer durch Platzieren der sich bei der Verbrennung der pyrotechnischen Zusammensetzung, in welcher die disperse Phase die Salze von Alkali- oder Übergangsgruppenmetallen enthält, bildenden und sowohl innerhalb als auch außerhalb des Feuerbereichs gekühlten Aerosolprodukte in einem geschützten Raum gelöscht werden, ist bereits bekannt (SU, Anmeldenummer 2008045, A62C 3/00, 19941. Die Aerosolprodukte werden durch Einleiten eines Kühlmittels gekühlt, welches in dem Feuerbereich als Wärmeaufschlussprodukte der die pyrotechnische Zusammensetzung enthaltenden Auskleidung des Reaktorgefäßes erscheint. Für das Kühlmittel außerhalb des Feuerbereichs wird ein atmosphärisches oder flüssiges Kühlmittel benutzt. Das Vorhandensein der Salze von Alkali- oder Übergangs gruppenmetallen in den Aerosolprodukten der Verbrennung verbessert die Feuerlöschleistung der Kondensphase des Aerosols im Vergleich zu dem vorherigen Beispiel, aber die unzulängliche Einrichtung zum Kühlen und die resultierende hohe Temperatur der Verbrennung der pyrotechnischen Zusammensetzung verhindern beide eine deutliche Reduzierung der Temperatur der am Brandherd ankommenden Aerosolprodukte, wodurch ihre Feuerlöschkonzentration verringert wird. Außerdem verhindert das hohe Niveau von Toxinen in den Verbrennungsprodukten der Zusammensetzung wie in dem vorherigen Beispiel die Verwendung dieses Verfahrens in geschlossenen Räumen bei Anwesenheit von Personen.
Die obigen Feuerlöschverfahren machen Gebrauch von einer aerosolbildenden Zusammensetzung mit einem Oxidationsmittel, einem Brennstoffbindemittel und Additiven. Die Formel der Zusammensetzung sieht jedoch weder eine akzeptabel niedrige Temperatur des sich bei der Verbrennung der Zusammensetzung bildenden Aerosolmediums noch einen ausreichend niedrigen Anteil an Toxinen vor, um Feuer in geschlossenen Räumen zu löschen.
Von den aerosolbildenden Zusammensetzungen zum Feuerlöschen in den geforderten Fällen ist das am besten geeignetste eines, welches einen Zusatzbrennstoff enthält, dessen Wärmeaufschlussprodukte Energie absorbieren, die bei der Oxidation des Brennstoffbindemittels freigesetzt wird, und dadurch bewirken, dass die Verbrennungstemperatur der Zusammensetzung etwas sinkt (WO 92/17244, A62D 1/00, 1992. Bei dem Verbrennungsprozess der Zusammensetzung bilden sich Toxine wie beispielsweise CO, NH₃ und HCN auf Grund der unvollständigen Oxidation des Brennstoffs, was die Verwendung dieser Zusammensetzung als Feuerlöschmischung einschränkt. Außerdem oxidiert die Umgebungsluft weiter einige der unvollständigen Oxidationsprodukte, was einen Anstieg der Temperatur des auf den Brandherd wirkenden Aerosolstrahls bewirkt und folglich die Wirksamkeit der Flammenunterdrückung verringert.
Das vorherige Beispiel sieht auch ein Feuerlöschsystem vor, welches ein Reaktorgefäß für das Bereitstellen und die Verbrennung der obigen aerosolbildenden Zusammensetzung und ihre Zündung enthält. Diesem System fehlt jedoch eine Einrichtung zum Verringern des Anteils toxischer Produkte unvollständiger Ver– brennung in dem Reaktorgefäß, und so erwärmt sich der aus dem Reaktorgefäß emittierte Aerosolstrahl in der Luft durch weitere Oxidation der unvollständigen Verbrennungsprodukte. Um dies zu vermeiden, muss das System in Kombination mit einer Einrichtung zum Kühlen des Aerosolstrahls, Zusatzeinheiten mit einem Gas- oder Wasserkühler zum Beispiel zum Kühlen des Aerosolstrahls benutzt werden, was die Feuerbekämpfungsvorgänge verkompliziert und die Feuerlöschleistung der aerosolbildenden Zusammensetzung verschlechtert.
Die EP-A-0 637 458 entsprechend der RU-C-2046614 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Feuerlöschmischung mit einem Oxidationsmittel und einem Brennstoffbindemittel. Die Zusammensetzung wird in dem Bereich des Brandherdes bereitgestellt und erzeugt bei Zündung Verbrennungsprodukte in Aerosolform.
DATABASE WPI Section PQ, Week 9541 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class p35, AN 95-319363 XP002100347&SU 1 821 985 A (FIRE FIGHTING RES INST), 20. März 1995, offenbart einen Feuerlöscher mit einer Verbrennungskammer, die eine Mischung aus einem Oxidationsmittel und einem Brennstoffbindemittel enthält und die in einem perforierten Metallbecher enthalten ist. Die Zusammensetzung löscht das Feuer beim Zünden.
Die DE 94 16 1 12 U offenbart Zusammensetzungen, die zum Löschen von Feuern verwendet werden können und ein Oxidationsmittel und ein Brennstoffbindemittel aufweisen. Die Zusammensetzungen erzeugen niedrigere Anteile an Toxinen in Folge der Verbrennung.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gruppe technischer Lösungen zu entwickeln, um zu gewährleisten, dass Feuer effizient und umgebungssicher mittels des Aerosolmediums sowohl in geschlossenen als auch in offenen Räumen gelöscht werden.
Gemäß der Erfindung ist eine Feuerlöschmischung mit den folgenden Komponenten in Gew.-% vorgesehen:
1,5 bis 18% Brennstoffbindemittel, ausgewählt aus 4-Oxybenzoesäure allein oder in Beimengung mit Polymeren, Kunstharzen, Elastomeren;
3,0 bis 25% Zusatzbrennstoff, ausgewählt aus kohlenstoffarmen oder kohlenstofffreien Polystickstoff-Verbindungen oder organischen oder anorganischen Säuren;
0,5 bis 10% Additive, ausgewählt aus Aluminium oder Magnesium oder ihren Legierungen, oder katalytische Additive einschließlich den Oxiden von Kupfer, Eisen, Zink, Mangan und Chrom; und
der Rest Oxidationsmittel.
Die Aufgabe wird auf Grund der Tatsache gelöst, dass bei dem Verfahren mit der Präpäration einer Feuerlöschmischung wie oben definiert, dem Bereitstellen der Mischung in dem Bereich des Brandherdes, dem Zünden einer andauernden Brennstoff-oxidierenden Reaktion, welche Verbrennungsprodukte in fein verteilter Aerosolform erzeugt, und dann dem Wirkenlassen des Aerosolmediums auf den Brandherd, gemäß der Erfindung in dem unmittelbaren Bereich der Brennstoffoxidationsreaktion der Anteil der Toxine in den Aerosolprodukten der Verbrennung der Zusammensetzung reduziert ist und gleichzeitig die Gleichgewichtstemperatur für die vollständige Oxidation der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels gesenkt wird.
Der Anteil der Toxine in den Aerosolprodukten der Verbrennung der Zusammensetzung kann durch Einleiten eines Reaktionsmittels verringert werden, welches gleichzeitig eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels fördert.
Es ist vorteilhaft, die Aerosolprodukte der Verbrennung der Zusammensetzung vor ihrer Reaktion an dem Brandherd zu kühlen, was außerhalb des Bereichs der Brennstoffoxidationsreaktion erreichbar ist.
In manchen tatsächlichen Fällen ist es vorteilhaft, den Teil der Aerosolprodukte der Verbrennung der Zusammensetzung in eine Zusatzfeuerlöscheinrichtung zu speisen, um zum Beispiel ein Feuerlöschmittel in der Form einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Puders aus den solche Mittel enthaltenden Behältern heraus zu fördern, sodass dieses Mittel in den Brandherd zugeführt wird. Für das eine Verringerung der Gleichgewichtstemperatur für eine vollständige Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels fördernde Reaktionsmittel können die Wärmeaufschlussprodukte des energiearmen Zusatzbrennstoffes verwendet werden, welcher in das Brennstoffbindemittel bei der Stufe der Präpäration der Zusammensetzung eingeleitet wird. Dieser Zusatzbrennstoff kann separat oder in Kombination mit Karbolsäurederivaten oder als eine Mischung mit Polymeren, Kunstharzen und Elastomeren in der Form einzelner Komponenten und ihrer Gemische eingeleitet werden.
4-Oxybenzoesäure wird als das Brennstoffbindemittel und kohlenstoffarme und kohlenstofffreie Polystickstoff-Verbindungen oder organische oder anorganische Säuren werden als der energiearme Zusatzbrennstoff verwendet. Die verwendeten Säuren sind Azodicarbonat, Guanidin, Dicyandiamid, Melon, Melamin, Harnstoff, Urotropin, Azobisformamid, Semicarbazid, Dihydroglyoxim, Tetrazol, Ditetrazol und ihre Derivate oder ihre Salze oder Mischungen.
Für das Oxidationsmittel ist es vorteilhaft, Nitrate oder Perchlorate von Alkalimetallen zu verwenden.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch die Tatsache gelöst, dass gemäß der Erfindung die Feuerlöschmischung bestehend aus dem Oxidationsmittel, dem Brennstoffbindemittel und den Additiven auch den Zusatzbrennstoff enthält, der eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur für die vollständige Oxidation der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels fördert.
Kohlenstoffarme und kohlenstofffreie Polystickstoff-Verbindungen oder organische oder anorganische Säuren wie beispielsweise Azodicarbonat, Guanidin, Dicyandiamid, Melon, Melamin, Harnstoff, Urotropin, Azobisformamid, Semicarbazid, Dihydroglyoxim, Tetrazol, Ditetrazol und ihre Derivate oder ihre Salze oder Mischungen mit verschiedenen Anteilen können als der energiearme Zusatzbrennstoff für die Verbindung verwendet werden.
In allen Fällen ist es vorteilhaft, Nitrate oder Perchlorate von Alkalimetallen aufgrund ihres niedrigen Preises als das Oxidationsmittel bei der Präparation der Mischung zu verwenden.
Die Mischung enthält auch die folgenden Metalle als Additive: Aluminium und Magnesium, einzeln oder ihre Mischungen oder Legierungen; diesbezüglich können Letztgenannte auch die Metalle der ersten und der zweiten Gruppe des Periodensystems, Kupfer, Eisen und Metallhydride beinhalten. Es macht zusätzlich Sinn, katalytische und Prozessadditive in der Form von Oxiden von Kupfer, Eisen, Zink, Mangan oder Chrom in die Verbindung zu integrieren.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner auf Grund der Tatsache gelöst, dass gemäß der Erfindung das Feuerlöschsystem mit einem Reaktionsgefäß für die Bereitstellung der Feuerlöschmischung mit dem Oxidationsmittel und dem Brennstoffbindemittel, die Zündung, welche die Verbrennung der Zusammensetzung initiiert, welche die Verbrennungsprodukte in der Form eines fein verteilten Aerosols erzeugt, welches auf den Brandherd wirkt, mit einer in dem Reaktionsgefäß eingebauten und für die Reduzierung des Anteils der Toxine in dem Bereich der Verbrennung der Zusammensetzung beabsichtigten Einrichtung versehen ist und diese Zündung so durchgeführt wird, dass sie in thermodynamischer Wechselwirkung mit dem Brandherd steht und dadurch die Zusammensetzung automatisch in Fällen einer durch das Feuer bewirkten Erhöhung der Umgebungstemperatur zündet, mit der Möglichkeit des Durchführens der obigen Einrichtung zum Reduzieren des Anteils der Toxine in dem Bereich der Verbrennung der Zusammensetzung in der Form der eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur für eine vollständige Oxidation der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels fördernden Reaktorkomponente des reaktiven Typs.
Das Feuerlöschsystem kann mit einer Einrichtung zum Kühlen der Aerosolprodukte der Verbrennung der Zusammensetzung vor ihrer Wirkung auf den Brandherd ausgerüstet sein, mit der Möglichkeit der Anordnung dieser Kühleinrichtung außerhalb des Bereichs der Brennstoffoxidationsreaktion. Es ist ebenfalls vorteilhaft, das Feuerlöschsystem mit einer Einrichtung zum Zuführen eines Teils der Aerosolprodukte der Gemischverbrennung in die Zusatzfeuerlöscheinrichtung auszustatten, um zum Beispiel ein Feuerlöschmittel in der Form einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Pulvers aus den solche Mittel enthaltenden Behältern zu treiben, sodass dieses Mittel in den Brandherd geleitet wird.
Die kohlenstoffarmen und kohlenstofffreien Polystickstoff-Verbindungen oder organischen oder anorganischen Säuren wie beispielsweise Azodicarbonat, Guanidin, Dicyandiamid, Melon, Melamin, Harnstoff, Urotropin, Azobisformamid, Semicarbazid, Dihydroglyoxim, Tetrazol, Ditetrazol und ihre Derivate oder ihre Salze oder Mischungen sind für den energiearmen Zusatzbrennstoff geeignet.
Die obigen Merkmale betreffen technische Lösungen aus einer einzigen Gruppe, welche durch die gemeinsame Aufgabe der Erfindung gekennzeichnet ist, und sie sind aufgrund der Tatsache wesentlich, dass jedes dieser Merkmale das relevante technische Ergebnis beeinflusst, welches in Kombination mit anderen technischen Lösungen die Lösung der Erfindungsaufgabe gewährleistet.
So gewährleistet das Reduzieren des Anteils der Toxine in den Aerosolprodukten der Gemischverbrennung in dem unmittelbaren Bereich der Brennstoffoxidationsreaktion nicht nur die Bildung eines Aerosols mit verbesserten toxikologischen Eigenschaften der Verbrennungsprodukte, sondern auch eine Reduzierung der Temperatur des auf den Brandherd wirkenden Aerosolstrahls.
Dies gilt auf Grund der Tatsache, dass das Reduzieren des Anteils der Toxine in den Verbrennungsprodukten der aerosolbildenden Zusammensetzung die Temperatur senkt, auf welche sich der Aerosolstrahl nach dem Verlassen des Bereichs der Brennstoffoxidationsreaktion durch eine weitere Toxinoxidation in der Luft aufwärmt. Durch gleichzeitiges Senken der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels kann der Prozess der Flammenoxidation der aerosolbildenden Zusammensetzung in eine Stufe einer Vergasung ohne Flamme umgewandelt werden oder es können wenigstens die Dimensionen des Flammenbereichs der Oxidationsreaktion des Brennstoffbindemittels verringert werden, mit einer daraus resultierenden Verbesserung der Feuerlöschleistung.
Durch die Verwendung der Verbindung, welche einen Zusatzbrennstoff enthält, der eine Verringerung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels fördert, bei der Verwirklichung des Verfahrens erlauben die Verbindungskomponenten in dem obigen Gewichtsverhältnis eine Reduzierung des Anteils der Toxine in dem resultierenden Aerosol durch weiteres Oxidieren der unvollständigen Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels in dem unmittelbaren Bereich des Reaktion. Als Ergebnis wird der Anteil der Toxine in dem den Brandherd erreichenden Aerosolstrahl reduziert, was eine Reduzierung der Temperatur fördert, auf welche sich der Strahl auf Grund der weiteren Oxidierung der Toxine durch den Atmosphärensauerstoff erwärmt. Außerdem macht es das Auswählen der Art des Zusatzbrennstoffes möglich, die Untergrenze der Feuerlöschkonzentration des Aerosols beträchtlich zu verringern und dadurch einen annehmbaren Verbrauch der aerosolbildenden Verbindung beim Löschen offener Feuer zu gewährleisten.
Als Zusatzbrennstoff, separat oder in Kombination mit dem Brennstoffbindemittel, erlaubt der energiearme Brennstoff die Intensivierung und Steuerung des Gemischverbrennungsprozesses und als Ergebnis einen Anstieg des Ausströmens des fein verteilten Teils der bei der Verbrennung erzeugten Gas/Aerosol-Mischung, was in einer verbesserten Feuerlöschleistung durch die Verbindungen und eine verringerte Temperatur für ihre Verbrennung resultiert.
Die Verwendung kohlenstoffarmer oder kohlenstofffreier Polystickstoff-Verbindungen, wie beispielsweise Dicyandiamid, in dem energiearmen Zusatzbrennstoff erlaubt es dem Verbrennungsprozess, gleichzeitig eine verbesserte Feuerlöschleistung, weitere Absenkungen der Verbrennungstemperatur und eine bessere Oxidation der Brennstoffe zu erzielen, d. h. ein weiteres Senken der Toxizität der Verbrennungsprodukte sicherzustellen.
Als Oxidationsmittel benutzt, fördern Nitrate oder Perchlorate von Alkalimetallen wie Kalium und Natrium oder ihre Mischungen in den einen energiearmen Zusatzbrennstoff enthaltenden Verbindungen in Kombination mit Karbolsäurederivaten die Bildung von K₂O, Na₂O, KOH, NaOH, K₂CO₃, Na₂CO₃, KCl, NaCl und ähnlichen Feststoffteilchen in Verbrennungsprodukten und verbessern ferner die Feuerlösch leistung der Aerosolkomponente der Gemischverbrennungsprodukte. Die Verwendung solcher Oxidationsmittel erzeugt Verbrennungsprodukte mit einem höheren Gehalt inerter Gase wie Stickstoff und Kohlendioxid, was die Verbindungen und das Feuerlöschmedium in ihrer Feuerlöschleistung bzw. ihren toxikologischen Eigenschaften weiter verbessert.
Integriert in das Brennstoffbindemittel verbessern die Polymere, Kunstharze und Elastomere in diversen Kombinationen mit 4-Oxybenzoesäure die Kohäsionsbindung zwischen den Verbindungsteilchen, was die Herstellung von großen Einheiten mit einem Volumen von bis zu über 100 kg erlaubt. Diesbezüglich wird die Festigkeit der Einheit beträchtlich verbessert.
In den Feuerlöschverbindungen enthaltene Metalladditive wie Aluminium und Magnesium in der Form einzelner Komponenten oder ihrer Mischungen oder Legierungen – und die Letztgenannten können auch die Metalle der ersten und der zweiten Gruppe, wie beispielsweise Kupfer, Eisen, und Metallhydride enthalten – erlauben einen Anstieg der Entflammbarkeit der Verbindungen und eine steuerbare Geschwindigkeit der Gemischverbrennung.
Die Integration von Prozessadditiven in die Zusammensetzung verbessert ihre Fließfähigkeiten, und die katalytischen Additive in der Form von Kupfer, Eisen, Zink, Mangan, Chromoxiden verbessern die toxikologischen Eigenschaften der Verbrennungsprodukte, d. h. sie tragen zu dem Vermindern der Anteile von CO, NH₃, HCN in diesen Produkten bei.
Das vorgeschlagene Feuerlöschsystem, welches ein Reaktionsgefäß beinhaltet, in welchem die Feuerlöschmischung und die Einrichtung zum Reduzieren des Anteils der Toxine in dem Bereich der Verbrennung der Zusammensetzung angeordnet sind, kann sowohl eingeschlossene als auch offene Feuer behandeln. Das Durchführen der Zündung derart, um sie in einer thermodynamischen Wechselwirkung mit dem Brandherd sein zu lassen, ermöglicht eine Selbstaktivierung des Systems im Feuer, wodurch seine Feuerlöschleistung verbessert wird.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Tabelle mit den experimentellen Versuchsergebnissen für die vorgeschlagene Verbindung und die bezüglich ihrer Feuerlöschleistung, Verbrennungstemperatur und den Anteilen der Toxine ähnlichste herkömmliche Verbindung beschrieben.
Bestätigung der Durchführbarkeit der Erfindung
Das Feuerlöschverfahren wird wie folgt durchgeführt:
Zuerst wird die aerosolbildende Feuerlöschmischung in der Abfolge der erforderlichen Vorgänge vorbereitet, um den notwendigen Aggregatszustand der Zusammensetzung sicherzustellen. Daher werden zum Vorbereiten der Mischung eine Ladung Festphasenbrennstoff, die pulverförmigen Komponenten einschließlich des Oxidationsmittels, für welches bevorzugt Nitrate oder Perchlorate von Alkalimetallen verwendet werden, und das Brennstoffbindemittel zerkleinert und vermischt, dann wird das Komponentengemisch mittels des sogenannten "Blind"-Verfahrens verdichtet, um eine Einsatzpackung in der erforderlichen Form zu erhalten. Um die flüssige oder verfestigte Zusammensetzung vorzubereiten, wird das Komponentengemisch in dem flüssigen Mittel unter Zugabe von Verdickungsmitteln, falls erforderlich, gelöst. Der Aggregatszustand der Zusammensetzung wird abhängig von der in dem Bereich des Brandherdes bereitzustellenden Weise gewählt. Im Fall des Bereitstellens in einem geschützten Bereich im Voraus kann daher die Zusammensetzung in irgendeinem der obigen Aggregatszustände verwendet werden. Im Fall des Einsetzens in einen einsetzenden Brandherd zum Beispiel durch Werfen der Mischung zu dem Herd ist eine in einem verdickten Zustand vorbereitete Mischung bevorzugt.
Wenn die Mischung einmal vorbereitet und in den Brandherd platziert worden ist, wird in dem Gemischbrennstoff die andauernde Oxidationsreaktion initiiert, welche die Verbrennungsprodukte in Aerosolform erzeugt. Die Brennstoffoxidationsreaktion kann ferngelenkt durch in dem Brandherd auftretende Wirkungen initiiert werden, was zum Feuerlöschen in geschlossenen Räumen bevorzugt ist, wo die Initiierungsfunktion durch den durch das Feuerlöschgerät, welches im Voraus in dem geschützten Raum angeordnet wird, gemessenen Temperaturanstieg durchgeführt wird. Im Fall des Werfens zu dem Brandherd kann die Mischung an verschiedenen Punkten der Flugkurve, einschließlich jenen in dem Raum des Feuers und über ihm, gezündet werden.
Bei der Verbrennung der Mischung oxidiert ihr Brennstoffbindemittel, wodurch Verbrennungsprodukte in Aerosolform erzeugt werden. Auf Grund der unvollständigen Brennstoffoxidation enthält die Gasphase des Aerosols Toxine, hauptsächlich in der Form von Kohlenmonoxid, Ammoniak und Cyaniden, welche in Luft weiter oxidieren und dadurch die Temperatur des auf den Brandherd wirkenden Feuerlöschmediums erhöhen. Um diesen unerwünschten Effekt zu vermeiden, wird der Anteil der Toxine in den Aerosolprodukten der Gemischverbrennung in dem unmittelbaren Bereich der Brennstoffoxidationsreaktion verringert und gleichzeitig wird die Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels gesenkt. Die letztgenannten Vorgänge bewirken ein deutliches Sinken der bei der Gemischverbrennung freigesetzten Wärme, was in einer Zufuhr eines toxikologisch verbesserten Aerosols reduzierter Temperatur in den Feuerbereich resultiert.
Das Reduzieren des Anteils der Toxine in den aus der Gemischverbrennung resultierenden Aerosolprodukten ist auf verschiedene Weise erzielbar, zum Beispiel durch Einleiten eines Reaktionsmittels, welches eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels fördert. Hierdurch wird der Anteil des toxischen Kohlenmonoxids in dem Aerosol durch Beenden der Brennstoffoxidationsreaktion reduziert, wobei der involvierte Kohlenstoffkernbildungsprozess zu einer Beschleunigung in der Oxidation des Kohlenmonoxids führt. Der Anteil der anderen Toxine wird durch chemische Reaktionen verringert, die zwischen dem Reaktionsmittel und den anderen Komponenten der Feuerlöschmischung bei der gesenkten Temperatur ihrer Verbrennung fortschreiten.
Für das eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels fördernde Reaktionsmittel sind die thermischen Aufschlussprodukte des in das Brennstoffbindemittel bei der Zubereitungsstufe der Mischung zugefügten energiearmen Zusatzbrennstoffs geeignet. Dann geht die in dem Bereich der Brennstoffoxidations reaktion freigesetzte Energie in den Aufschluss des energiearmen Zusatzbrennstoffs, was in einer niedrigeren Temperatur für die Gemischverbrennung resultiert. Ferner führen chemische Reaktionen zwischen den thermischen Aufschlussprodukten des energiearmen Zusatzbrennstoffs und den Feuerlöschmischprodukten zu der Bildung von nicht nicht-toxischen Verbrennungsprodukten.
Kohlenstoffarme und kohlenstofffreie Polystickstoff-Verbindungen, zum Beispiel Dicyandiamid, Melon, Melamin, Harnstoff, Urotropin, sind als energiearmer Zusatzbrennstoff geeignet. Mit einem solchen verwendeten Zusatzbrennstoff resultiert das zusätzliche Hinzufügen der Verbrennungsprodukte von Karbolsäurederivaten, zum Beispiel 4-Oxybenzoesäure, sowie Polymeren, Kunstharzen und Elastomeren, die als einzelne Komponenten oder ihre Mischungen in das Brennstoffbindemittel integriert werden können, in die Verbindung des oben genannten Reaktionsmittels in einer Verbesserung des Feuerlöschprozesses im Vergleich zu dem ähnlichsten herkömmlichen Verfahren bezüglich aller drei Aspekte, nämlich: Feuerlöschleistung, Verbrennungstemperatur und dem Anteil von Toxinen, wie in der beigefügten Tabelle dargestellt.
Das zu dem Brandherd gelangende Aerosol überdeckt den Feuerbereich und kommt mit der Flamme in Kontakt, was in der Realisierung des zuvor beschriebenen Mechanismus des Unterdrückens der physikalischen und chemischen Verbrennungsprozesse resultiert.
Das Reduzieren der Aerosoltemperatur durch Zuführen des Reaktionsmittels, welches eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte des Brennstoffbindemittels erleichtert, in den Bereich der Feuerlösch-Gemischverbrennung erlaubt eine weitere Verbesserung der Leistung des Feuerlöschsystems durch Zuführen eines Teils der Aerosolprodukte der Gemischverbrennung in die Zusatzfeuerlöscheinrichtung, um das Feuerlöschmittel in der Form einer Flüssigkeit, eines Gases oder einer Pulvers aus den solche Mittel enthaltenden Behältern zu treiben, sodass dieses Mittel in den Brandherd zugeführt wird.
Die Temperatur des den Bereich seiner Bildung verlassenden Aerosols ist manchmal unzureichend niedrig, um ein wirksames Feuerlöschen zu ermöglichen. In solchen Fällen können die Aerosolprodukte der Gemischverbrennung vor ihrer Wirkung auf den Brandherd gekühlt werden. Das Kühlen wird in solchen Fällen bevorzugt außerhalb des Bereichs der Brennstoffoxidationsreaktion zum Beispiel durch Einleiten von Wasser oder Sole zu dem Aerosol verwirklicht.
Das vorgeschlagene Feuerlöschverfahren kann realisiert werden, indem als Feuerlöschgemisch eine Verbindung bestehend aus dem Oxidationsmittel, dem Brennstoffbindemittel, dem Additiv und dem Zusatzbrennstoff, der eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Brennstoffbindemittel-Verbrennungsprodukte erleichtert, verwendet wird, wobei die obigen Komponenten in den folgenden Anteilen in Massenprozent verwendet werden:
Für den Zusatzbrennstoff in der Verbindung kann der energiearme Brennstoff separat oder in Kombination mit den Brennstoffbindemittelkomponenten verwendet werden. Kohlenstoffarme und kohlenstofffreie Polystickstoff-Verbindungen oder organische oder anorganische Säuren, wie beispielsweise Azodicarbonat, Guanidin, Dicyandiamid, Melon, Melamin, Harnstoff, Urotropin, Azobisformamid, Semicarbazid, Dihydroglyoxim, Tetrazol, Ditetrazol und ihre Derivate oder ihre Salze können als energiearmer Brennstoff für die Verbindung verwendet werden.
Nitrate oder Perchlorate von Alkalimetallen werden für das Oxidationsmittel in der Verbindung in allen Fällen ihrer Bereitung verwendet.
Für die Additive zu der Verbindung werden Metalle – Aluminium und Magnesium in der Form einzelner Komponenten oder ihrer Mischungen oder Legierungen; diesbezüglich können die Letztgenannten zusätzlich die Metalle der ersten und zweiten Gruppe, wie beispielsweise Kupfer, Eisen, und Metallhydride enthalten verwendet. Die Verbindung kann auch Prozess- und katalytische Additive in der Form eines Oxids von Kupfer, Eisen, Zink, Mangan oder Chrom enthalten.
Die Gründe zum Einrichten der Bereiche für den obigen Komponentenanteil sind in der beigefügten Tabelle gezeigt. Die erste Spalte der Tabelle sieht eine Liste der in der vorgeschlagenen Feuerlöschverbindung verwendeten und in die Gruppen betreffend das Oxidationsmittel, das Brennstoffbindemittel, den Zusatzbrennstoff, der eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Brennstoffbindemittel-Verbrennungsprodukte fördert, die Prozess- und katalytischen Additive aufgeteilten Substanzen vor. Die unteren Punkte in der Spalte enthalten die folgenden Begriffe – Feuerlöschleistung, Verbrennungstemperatur und Anteil an Toxinen – der Leistung des untersuchten Feuerlöschprozesses. Die zweite und weitere Spalten 1 bis 25 sehen die Massenprozentwerte für den Anteil der in der getesteten Feuerlöschverbindungsprobe verwendeten speziellen Komponenten und die Werte der Feuerlöschprozessleistung vor.
Wie aus der Tabelle hervorgeht, macht die Verwendung des Brennstoffbindemittels in einem Massenanteil von weniger als 1,5% die Testproben tatsächlich unbrennbar (Probe 15), während das Erhöhen des Gewichtsanteils des Brennstoffbindemittels über 18% die Feuerlöschleistung der Verbindung verschlechtert (Probe 16). Daher sind die vorgeschlagenen Brennstoffbindemittel nur in den Anteilen von 1,5 bis 18,0 Gew.-% anwendbar.
Die Tabellendaten geben auch Gründe zum Variieren des Massenanteils des Zusatzbrennstoffs in der Feuerlöschverbindung nur innerhalb eines begrenzten Bereichs. So übersteigt die Feuerlöschprozessleistung im Durchschnitt mit einem Anteil unter 3 Massenprozent und über 25 Massenprozent nicht diejenige des ähnlichsten herkömmlichen Beispiels (Beispiele 17 und 18), während die Verwendung des Zusatzbrennstoffs in der Feuerlöschverbindung in dem Anteil im Bereich von 3 bis 25 Massenprozent diese Leistung deutlich verbessert (Beispiele 1 bis 14). Man beachte, dass die Feuerlöschprozessleistungen für die Proben 19 bis 22, bei denen die Zusatzbrennstoff-Massenanteile der Feuerlöschverbindung nicht außerhalb des erlaubten Bereichs fallen, bei weitem ungenügend sind. Dieses Ergebnis kann jedoch nicht die Gültigkeit des eingeführten Bereichs von 4 bis 23 Massenprozent in Frage stellen, da es sich auf die Verbindungen mit einem Brennstoffbindemittelanteil außerhalb des obigen optimierten Bereichs von 1,5 bis 18,0 Massenprozent bezieht.
Es ist bezüglich des eingerichteten Bereichs von 0,5 bis 10 Massenprozent für die Additive in der Feuerlöschverbindung wert zu erwähnen, dass tatsächlich irgendein Punkt dieses Bereichs den Feuerlöschprozessleistungen entspricht, die im Vergleich zu dem ähnlichsten herkömmlichen Beispiel verbessert sind (Proben 2 bis 5, 8, 11, 12). Unter der Untergrenze dieses Bereichs wird ein ähnlicher Effekt für die Verbindungen mit einem hohen Anteil eines energiearmen Zusatzbrennstoffes erzielt (Proben 1, 6, 9, 10, 16), d. h. in der nicht-optimierten Kombination von Komponenten. Ein Überschreiten der Obergrenze des eingerichteten Bereichs verschlechtert die Zündung der Feuerlöschverbindung.
Was den Anteil des Oxidationsmittels der Verbindung angeht, wurde experimentell gezeigt, dass der Anteil für die Oxidationsmittel von Nitraten oder Perchloraten von Alkalimetallen schwanken kann. Der Anteil beeinflusst nur die Anwendbarkeit der Verbindungen. So ist mit einem höheren Anteil an Chloriden im Aerosol die Verbindung besser zum Löschen von Feuern der Klasse A geeignet, und mit einem höheren Anteil kann sie zum Löschen von Feuern der Klasse B verwendet werden.
Die Analyse der Tabellendaten zeigt, dass

– die getesteten Verbindungen das ähnlichste herkömmliche Beispiel in der Feuerlöschleistung übertreffen;
– die getesteten Verbindungen eine niedrigere Verbrennungstemperatur als diejenige des ähnlichsten herkömmlichen Beispiels zeigen;
– die Verbrennungsprodukte der getesteten Verbindungen bessere toxikologische Eigenschaften (niedrigerer Anteil an CO, NH₃, HCN) als jene des ähnlichsten herkömmlichen Beispiels haben.

Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung der Feuerlöschmischung der Formel wirklich eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidation der Brennstoffbindemittel-Verbrennungsprodukte fördert, wobei diese technische Lösung durch Hinzufügen eines Zusatzbrennstoffes mit den oben beschriebenen Eigenschaften zu der Feuerlöschmischung erzielt wird.
Das Wesen der Erfindung bezüglich der Zusammensetzung wird unter Bezugnahme auf die Proben ihrer Bereitung erläutert.
Beispiel 1.
68 g Natriumnitrat, 17 g 4-Oxybenzoesäure, 15 g Harnstoff werden in eine Mischvorrichtung gegeben. Die Mischung wird für eine Stunde gemischt. Die Packungen der geforderten Form werden unter Verwendung der resultierenden Mischung durch "Blind"-Formen unter dem speziellen Druck von 1.500 kgf/cm² geformt.
Beispiel 2.
70 g Kaliumnitrat, 10 g 4-Oxybenzoesäure, 14 g DCDA werden in eine Mischvorrichtung gegeben und die Mischung wird für 10 bis 15 Minuten gemischt. Dann werden 5 g Epoxidharz und 1 g Prozessadditive (in diesem Fall das technische Öl) hinzugefügt. Die Mischung wird für 15 bis 20 Minuten gemischt. Die Packungen in der geforderten Form werden aus der resultierenden Mischung unter Verwendung des hydraulischen Drucks unter dem speziellen Druck von nicht weniger als 1.000 kgf/cm² geformt und dann für 24 Stunden bei 40 bis 50°C ausgehärtet.
Beispiel 3.
Der Bereitungsprozess ist ähnlich zu dem in Beispiel 1 .
Die Feuerlöschleistung (FEP, g/m³), die Verbrennungstemperatur (Tc, °C), die Anteile CO, NH₃, HCN in den Verbrennungsprodukten wurden basierend auf den mittels der "Blind"-Formung hergestellten Proben abgeschätzt.
Das Testen der Verbindungen für die Feuerlöschleistung wurde mittels des folgenden Verfahrens durchgeführt. Die Einwaage der Testverbindung wurde in einem geschlossen Raum (0,04 m³) verbrannt. Nach der Verteilung des Aerosols über das Volumen für 60 Sekunden wurde eine brennende Probe Polymethyl-Methacrylat (organisches Glas) in den Bereich gegeben. Bei der Testgruppe mit verschiedenen Mengen (Einwaagen) der Testverbindung wurde ihre minimale Einwaage nach der Verbrennung, bei welcher das organische Glas in dem Volumen für wenigstens 1 s brannte, bestimmt. Die minimale Feuerlöschkonzentration für die Testverbindung wurde durch Teilen der minimalen Einwaage durch das Volumen bestimmt.
Die Temperaturen der Gemischverbrennung wurden mittels eines thermoelektrischen Kontaktverfahrens mit Chromel-Alumel-Thermoelementen bestimmt. Der Durchmesser der Lötstelle der verwendeten Thermoelemente betrug 100 μm.
Eine Analyse für toxische Produkte – CO, NH₃, HCN – in den Verbrennungsprodukten der Verbindungen wurde mittels eines Chromatographen mit einem Wärmeleitungsmessgerät durchgeführt. Chromatographiesäule: Glas, Packungstyp, 2,4 m lang, 2,5 m Innendurchmesser. Trennfüllung: Zeolith der Kornklasse 0,14 bis 0,25 mm. Schleppgas (Helium) – Strömung: 30 cm³/min. Säulentemperatur: 32°C.
Einspritzvolumen: 1 cm³. Die Chromatogramme wurden mit einem TLI-4601 Rekorder aufgezeichnet.
Das folgende Feuerlöschsystem wurde für die Verwirklichung des erfundenen Verfahrens benutzt.
Das System enthält ein Reaktionsgefäß für die Bereitstellung der Feuerlöschmischung, welche aus dem Oxidationsmittel und dem Brennstoffbindemittel besteht. Die Mischung wird durch die Zündung verbrannt, um den Verbrennungsprodukten eine fein verteilte Aerosolform zu geben. Zusätzlich zu dem Oxidationsmittel und dem Brennstoffbindemittel enthält das Reaktionsgefäß die Einrichtung zum Reduzieren des Anteils von Toxinen, die sich in dem Bereich der Gemischverbrennung bilden. Die Zündung wird so realisiert, dass sie in thermodynamischer Wechselwirkung mit dem Brandherd steht und dadurch automatisch die Verbindung im Fall eines durch das Feuer verursachten Anstiegs der Umgebungstemperatur zündet. Diese thermodynamische Wechselwirkung kann in der Form verschieden konstruierter Vorrichtungen, zum Beispiel in der Form eines Temperatursensors mit einem Stellglied, einschließlich der Feuerlöschgemischzündung realisiert und mit einem Deaktivator zum Deaktivieren der thermodynamischen Wechselwirkung, falls erforderlich, und zum Erlauben einer Fernzündung der Mischung durch Befehl oder manuell versehen sein.
Die Einrichtung zum Reduzieren des Anteils von Toxinen, die sich in dem Bereich der Gemischverbrennung bilden, kann in der Form einer Reaktionsgefäßkomponente des reaktiven Typs verwirklicht sein, welche eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidation der Brennstoffbindemittel-Verbrennungsprodukte fördert, und für die Reaktionsgefäßkomponente des reaktiven Typs kann der energiearme Zusatzbrennstoff entweder separat oder in Kombination mit 4-Oxybenzoesäure verwendet werden, und der energiearme Zusatzbrennstoff kann kohlenstoffarme und kohlenstofffreie Polystickstoff-Verbindungen oder organische oder anorganische Säuren, wie beispielsweise Azodicarbonat, Guanidin, Dicyandiamid, Melon, Melamin, Harnstoff, Urotropin, Azobisformamid, Semicarbazid, Dihydroglyoxim, Tetrazol, Ditetrazol und ihre Derivate oder ihre Salze oder Mischungen enthalten.
Das System funktioniert in der folgenden Weise.
Im Fall des Einsatzes zum Löschen von Feuern in geschlossenen Räumen wird das System im Voraus in einem Raum angeordnet und im Fall eines Feuers automatisch oder durch Befehl von einer gemeinsamen Raumsicherheitsstation aktiviert. Der Temperaturanstieg in dem geschützten Raum gibt automatisch den Mechanismus der thermodynamischen Wechselwirkung mit dem Brandherd frei, wodurch die andauernde Verbrennung der Verbrennungsprodukte initiiert wird, welche Verbrennungsprodukte in der Form eines fein verteilten Aerosols erzeugt, welches zu dem Brandherd gelangt und die Flamme unterdrückt. Das Aerosol kann zu dem Brandherd mittels verschiedener Verfahren zugeführt werden, zum Beispiel durch eine Aerosolausströmung, die über einem Teil oder die gesamte Oberfläche des Reaktionsgefäßes stattfindet, was in der Verteilung des Aerosols über den gesamten geschützten Raum resultiert. Alternativ kann das Aerosol aus dem Reaktionsgefäß durch einen Durchgang in der Form einer Düse ausströmen, was in einem gerichteten Strahl resultiert, der auf Grund des Staudrucks eine zusätzliche Glaswirkung auf den Brandherd besitzt. Die letzte Alternative erlaubt eine Kühlung des Aerosols auf eine einfachere Weise, zum Beispiel durch Einspritzen eines Kühlmittels (Wasser und andere Feuerlöschflüssigkeiten) in den Strahl.
Beim Prozess der Gemischverbrennung werden die in dem Reaktionsgefäß vorgesehenen Mittel zum Reduzieren des Anteils von Toxinen in dem Feuerbereich aktiviert. Mit diesen in der Form einer Reaktionsgefäßkomponente des reaktiven Typs implementierten Einrichtungen, welche die Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidation der Brennstoffbindemittel-Verbrennungsprodukte fördern, verlässt das toxikologische verbesserte und gekühlte Aerosol, welches keine Gefahr für Personen in dem geschützten Raum darstellt, das Reaktionsgefäß und kann in Abhängigkeit von den Temperaturanforderungen teilweise in die Zusatzfeuerlöscheinrichtung zugeführt werden, um das Feuerlöschmittel – in der Form einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Pulvers – aus den solche Mittel enthaltenden Behältern austreiben, sodass dieses Mittel in den Brandherd zugeführt wird.
Die Verwendung eines energiearmen Zusatzbrennstoffs sowohl separat als auch in Kombination mit Karbolsäurederivaten, Polymeren, Kunstharzen und Elastomeren oder Mischungen, d. h. mit kostengünstigen und erhältlichen Materialien, als Reaktionsgefäßkomponente des reaktiven Typs sieht den einfachsten Ansatz zur Herstellung eines Feuerlöschsystems mit den geforderten Eigenschaften vor, wobei die Verwendung von 4-Oxybenzoesäure als Karbolsäurederivat und von kohlenstoffarmen und kohlenstofffreien Polystickstoff-Verbindungen oder organischen oder anorganischen Säuren als energiearmer Zusatzbrennstoff die Leistung dieses Systems verbessert.
Industrielle Anwendung
Das oben offenbarte Verfahren, die Verbindung und das System zum Löschen von Feuern können erfolgreich zum Unterdrücken von Flammen verwendet werden, wenn gasförmige, flüssige und feste Brennstoffe in ortsfesten Räumen, an Schienen- und Motorfahrzeugen, Fluss- und Seewasserfahrzeugen, Flugzeugen, zur Verhinderung von Explosionen in ein Methan-Luft-Gemisch enthaltenden Räumen, zum Beispiel in Minen, sowie zum Löschen von Feuern in großen offenen Bereichen gezündet werden. Das Verfahren hat sich bewährt bei Gegenständen von bis zu 100 kg und mehr Masse und an Sätzen von Systemen, die als thermodynamisch verbundene Systeme angeordnet oder mit elektrischen Kabeln zur Schleife geschaltet sind.
Tabelle
Tabelle (Fortsetzung)

Claims

Feuerlöschmischung mit den folgenden Komponenten in Gew.-%: 1,5 bis 18% Brennstoffbindemittel, ausgewählt aus 4-Oxybenzoesäure, allein oder in Beimengung mit Polymeren, Kunstharzen, Elastomeren; 3,0 bis 25% Zusatzbrennstoff, ausgewählt aus kohlenstoffarmen und kohlenstofffreien Polystickstoff-Verbindungen oder organischen oder anorganischen Säuren; 0,5 bis 10% Additive, ausgewählt aus Aluminium oder Magnesium oder ihren Legierungen, oder katalytische Additive einschließlich den Oxiden von Kupfer, Eisen, Zink, Mangan und Chrom; und der Rest Oxidationsmittel.
Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kohlenstoffarmen und kohlenstofffreien Polystickstoff-Verbindungen Azodicarbonat, Guanidin, Dicyandiamid, Melon, Melamin, Harnstoff, Urotropin, Azobisformamid, Semicarbazid, Dihydroglyoxim, Tetrazol, Ditetrazol und ihre Derivate oder Salze aufweisen.
Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel Nitrate oder Perchlorate von Alkalimetallen aufweist.
Mischungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungen von Aluminium und Magnesium zusätzlich die Metalle der ersten und der zweiten Gruppe des Periodensystems, Kupfer, Eisen, und Metallhydride enthalten.
Verwendung einer Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in einer Feuerlöschvorrichtung.
Feuerlöschvorrichtung mit einem Reaktionsgefäß für die Bereitstellung einer Feuerlöschmischung und einer Einrichtung zum Erzeugen von Verbrennungsprodukten der Mischung in der Form eines fein verteilten Aerosols, welches auf den Brandherd wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerlöschmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in dem Reaktionsgefäß zum Reduzieren des Anteils an Toxinen in dem Bereich der Gemischverbrennung eingebracht ist, wobei die Zündung so herbeigeführt wird, dass eine thermodynamische Wechselwirkung mit dem Brandherd besteht und dadurch die Mischung in Fällen von durch das Feuer verursachten Anstiegen der Umgebungstemperatur automatisch gezündet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Reduzieren des Anteils von Toxinen in dem Bereich der Gemischverbrennung in der Form einer Reaktionsgefäßkomponente eines reaktiven Typs ausgeführt ist, welches eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur für die vollständige Oxidation der Verbrennungsprodukte der Mischung fördert.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Einrichtung zum Kühlen der Aerosolprodukte der Gemischverbrennung vor ihrer Wirkung auf den Brandherd aufweist, wobei diese Kühleinrichtung außerhalb des Bereichs der vollständigen Brennstoffoxidationsreaktion angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Einrichtung zum Zuführen eines Teils der Aerosolprodukte der Gemischverbrennung in eine Zusatzfeuerlöscheinrichtung aufweist, um ein Feuerlöschmittel in der Form einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Pulvers aus solche Mittel enthaltenden Behältern zu treiben, sodass das Mittel in den Brandherd zugeführt wird.
Verfahren zum Löschen eines Feuers mit der Verwendung einer Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Verfahren zum Löschen eines Feuers, mit dem Vorbereiten einer Feuerlöschmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dem Bereitstellen der Mischung in den Bereich des Brandherdes, dem Initiieren einer andauernden Brennstoffoxidationsreaktion, welche Verbrennungsprodukte in einer fein verteilten Aerosolform erzeugt, und dann des Wirkenlassens des Aerosolmediums auf den Brandherd, wobei in dem unmittelbaren Bereich der Brennstoffoxidationsreaktion der Anteil an Toxinen in den Aerosolprodukten der Gemischverbrennung reduziert wird und gleichzeitig die Gleichgewichtstemperatur für die vollständige Oxidation der Brennstoffbindemittel-Verbrennungsprodukte gesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Toxine in den Aerosolprodukten der Gemischverbrennung durch Zuführen eines Reaktionsmittels reduziert wird, welches eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Verbrennungsprodukte der Mischung fördert.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aerosolprodukte der Gemischverbrennung vor der Wirkung auf den Brandherd außerhalb des Bereichs der Brennstoffoxidationsreaktion gekühlt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Aerosolprodukte der Gemischverbrennung in eine Zusatzfeuerlöscheinrichtung zugeführt wird, um ein Feuerlöschmittel in der Form einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Pulvers aus solche Mittel enthaltenden Behältern auszutreiben, sodass das Mittel in den Brandherd zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 oder 14, wenn davon abhängig, dadurch gekennzeichnet, dass für das eine Reduzierung der Gleichgewichtstemperatur der vollständigen Oxidationsreaktion der Brennstoffbindemittel-Verbrennungsprodukte fördernde Reaktionsmittel die thermischen Aufschlussprodukte des Zusatzbrennstoffes, welches in das Brennstoffbindemittel bei der Bereitungsstufe der Mischung zugefügt wird, verwendet werden.