EP0637458A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer feuerlöschungsmischung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing a fire-extinguishing mixture and a device for carrying it out, and can be used in fire protection technology, in particular in systems for fighting room fires.
- Space fire fighting systems which contain means for detecting the ignition, fire extinguishing devices, means for connecting the extinguishing devices and means for switching on the specified devices / see e.g. Invention certificate of the USSR No. 1546087, Kl. A 62 C 35/64, 1987 /.
- a space fire fighting system which contains the means for detecting the ignition, fire extinguishing devices, means for connecting the extinguishing devices to one another and with means for detecting the ignition, and means for switching on the specified devices / see e.g. U.S. Patent No. 3878897, 1975, Int. Cl. A 62 C 35/08, Nat. Cl. 169-46 /.
- a disadvantage of these devices is the harmful effect of the coolants on the environment, including the ozone-depleting effect and high toxicity at maximum concentrations of the fire-extinguishing substances.
- these systems are quite large in terms of their mass and dimensions, which makes them effective in extinguishing fires in means of transport, e.g. diminished in airplanes.
- a method of pyrotechnic fire extinguishing is known in which the fire extinguishing mixture is obtained by burning a mixture which contains a glycerol azide polymer and a substance with a high nitrogen content / US Pat. No. 4601344 /.
- the mixture is burned, a large amount of Nitrogen / 60-80 g nitrogen per 100 g of the mixture /, which produces a good fire extinguishing effect.
- this method has a number of disadvantages.
- High firing temperature of the composition which increases the average temperature in the protected area Significant increase in pressure within the protected space when the composition is used, which leads to the destruction of the delimiting wall and to the harmful stress of living beings in the room, and, in addition, with fire extinguishing with nitrogen, a medium is produced which is unsuitable for breathing, high need for mixing due to low effectiveness of the inert diluent / nitrogen / which is used as a fire extinguishing agent.
- a device for fighting fire which has a housing with an outlet opening, a charge which generates the fire-extinguishing agent and a triggering unit / GB application No. 2028127, Int. Cl. A62C 13/22, 1980 /.
- a pyrotechnic or solid fuel charge is ignited; its gaseous combustion products represent the fire-extinguishing agent which enters the fire zone through the outlet opening and extinguishes the fire.
- this device has a low effectiveness because the gaseous combustion products, which are the inert diluents, have insufficient extinguishing ability.
- the object of the invention is to provide such a method for producing the fire-extinguishing mixture in which an ecologically harmless aerosol with high extinguishing capacity is produced by burning a charge with the composition according to the invention.
- a pyrotechnic charge is burned, which according to the invention has the following composition / in mass% /: Nitrag or perchlorate of the basic metals 55-90 Fuel binders 10-45
- a pyrotechnic mixture which additionally contains 1-42 mass% of the fuel. This achieves higher fire extinguishing effectiveness, i.e. lower consumption of the mixture per I m3.
- a pyrotechnic mixture is burned, which contains 5-32 mass% ammonium perchlorate as an additional oxidizing agent.
- use as ballistic powder as a fuel binder is advantageous. This ensures a higher strength of the load, which means that the device can be used in rooms with high vibrations and in other rooms that are under stress.
- Each fire extinguishing device I contains a housing 3 with an outlet opening 4, a smoke-forming charge 5 with a trigger unit 6 / FIG. 1/.
- the smoke-generating charge can have a channel, for example a central channel 7, or no channel.
- the outlet opening 4 in the housing 3 can be designed as one or more slots 10 on the side surface of the housing 3 / Fig. 3 /. This ensures the possibility of effective use of the proposed device for fire fighting with limited cross-sectional dimensions of the protected object, for example in aircraft engines.
- the fire fighting device can be fastened with fastening element II to different surfaces of the protected object be provided to ensure a targeted effect in fire fighting.
- Several devices can be combined to form a system for fighting fires, which consists of devices I with smoke-generating charges which are connected to one another with a fire-conducting cord2. This can be cord lines made of any material that ensures fire transmission / Fig. 4 /.
- the proposed system works as follows. In the event of a fire, the fire-conducting cord lines 2 are ignited and from them the release units 6, which in turn set the smoke-generating charges 5 on fire. When the pressure in the housing 3 increases, the membrane 8 or the cover 9 is destroyed and the fire products enter the protected space through the outlet opening 4.
- the implementation of the process for fighting room fires begins with preparation of the starting components for generating the smoke-generating charge, which consists in comminuting and mixing the powdered substances together.
- the prepared component mixture is molded by deep pressing.
- the smoke-generating charge generated is housed in a housing.
- a smoke-forming load with mass 50 g is used, which consists of 30 g KNO3 and 20 g iditol / Example 7, Table I /.
- the mixture produced is formed by deep pressing into a cylindrical charge with an inner channel weighing 63 g.
- This charge is accommodated in a device consisting of a housing with an outlet opening and a trigger unit / charge ignition /.
- the fire fighting device with smoke-generating cargo is attached in a protected area of I m3.
- the aerosol flowing out of the device fills the protected space and extinguishes the fire.
- the duration of the fire extinguishing is practically the same as the burn-off time of the smoke-generating load and is 5-30 s.
- the prepared starting components KNO3, iditol and dizyandiamide are mixed in a ratio corresponding to 0.7: 0.11: 0.19 / Example 21, Tablle 1 /.
- Each load is housed in a device that is used to extinguish the fire in an electrical control cabinet with an internal volume of I m3.
- the device has a cylindrical housing with a slot-shaped opening on the side surface / Fig. 4 /.
- a release unit connected with a fire-conducting cord.
- the device is inserted into the protected cabinet and connected to one another with a fire-conducting cord / Fig. 1/.
- the duration of the fire extinguishing within the control cabinet is practically the same as the burn-off time of the smoke-generating charge in the fire-fighting devices and is 5-30 s.
- the examples given show that the fire extinguishing is achieved by a fire extinguishing concentration which is ten times smaller than when using the known device.
- the proposed device enables the extinguishing of burning gaseous, liquid and solid substances in stationary rooms, in rail-bound and car transports, on sea and inland waterway vessels, in aircraft, including also in parts through which air flows, e.g. in aircraft engines.
- Advantages of the proposed devices also include ease of use, high reliability, a wide range of materials used, the ability to prevent explosions of the steam and gas-air mixtures which arise in the room after extinguishing.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines feuerlöschenden Gemisches und eine Vorrichtung für seine Durchführung und kann in Brandschutztechnik, insbesondere in Systemen der Raumbrandbekämpfung verwendet werden.
- Bekannt sind Systeme zur Raumbrandbekämpfung, die Mittel zum Entdecken der Entzündung, Feuerlöschvorrichtungen, Mittel zur Verbindung der Löschvorrichtungen und Mittel zum Einschalten der angegebenen Vorrichtungen enthalten /siehe z.B. Erfinderschein der UdSSR Nr. 1546087, Kl. A 62 C 35/64, 1987/.
- Bekannt ist ein System zur Raumbrandbekämpfung, das die Mittel zum Entdecken der Entzündung, Feuerlöschvorrichtungen, Mittel zum Verbinden der Löschvorrichtungen unter-einander und mit Mitteln der Entdeckung der Entzündung, sowie Mittel zum Einschalten der angegebenen Vorrichtungen enthalten /siehe z.B. USA-Patent Nr. 3878897, 1975, Int. Cl. A 62 C 35/08, Nat. Cl. 169-46/.
- In diesem System erfolgt das Einschalten aller Feuerlöschmittel mit einem Einschaltmittel, was die Betriebszuverlässigkeit des Systems bei Ausfall der Verbindung zwischen dem Gerät zum Entdecken der Entzündung und dem Einschaltgerät herabsetzt.
- Bekannt sind Systeme für Raumbrandbekämpfung, in denen Kühlmittelanlagen verewndet werden /siehe z.B. GB-Patent Nr. 2020971, Int. Cl. A 62 C 37/00, Nat. Cl. A5A, 1979/.
- Zum Nachteil dieser Vorrichtungen gehört die schädliche Wirkung der Kühlmittel auf die Umwelt, darunter auch die ozon zerstörende Wirkung und hohe Toxizität bei maximalen Konzentrationen der feuerlöschenden Substanzen. Ausserdem sind diese Anlagen ihrer Masse und ihren Abmessungen nach ziemlich gross, was ihre Wirksamkeit beim Brandlöschen in Transportmitteln, z.B. in Flugzeugen vermindert.
- Bekannt ist ein Verfahren der pyrotechnischen Feuerlöschung, bei dem das feuerlöschende Gemisch durch Verbrennen einer Mischung gewonnen wird, die ein Glyzerin-Azid-Polymer und eine Substanz mit hohem Stickstoffgehalt enthält /US-PS Nr.4601344/. Bei Verbrennen der Mischung entsteht eine grosse Menge von Stickstoff /60-80 g Stickstoff auf 100 g der Mischung/, wodurch eine gute feuerlöschende Wirkung erzeugt wird. Jedoch hat dieses Verfahren eine Reihe von Nachteilen.
- Hohe Brenntemperatur der Zusammensetzung, wodurch die mittlere Temepratur im geschütztem Raum erhöht wird,
bedeutende Druckerhöhung innerhalb des geschütztes Raumes bei Benutzung der Zusammensetzung, was zur Zerstörung der begrenzenden Wandung und zur schädlichen Belastung der Lebewesen im Raum führt, und ausserdem bei Feuerlöschen mit Stickstoff entsteht ein Medium, das zum Atmen nicht ggeignet ist,
hoher Bedarf an Mischung infolge niedriger Effektivität des erzeugten inerten Verdünners /Stickstoff/, der als Feuerlöschmittel verwendet wird. - Bekannt ist eine Vorrichtung zur Raumbrandbekämpfung, die ein Gehäuse mit einer Austrittsöffnung, eine das feuerlöschende Mittel erzeugende Ladung und eine Auslöseeinheit aufweist /GB-Anmeldung Nr. 2028127, Int. Cl. A62C 13/22, 1980/.
- In dieser Vorrichtung nach Einschalten der Auslöseeinheit wird eine pyrotechnische oder Festbrennstoff-Ladung gezündet, seine gasförmigen Verbrennungsprodukte stellen das feuerlöschende Mittel dar, das durch die Austrittsöffnung in die Brandzone gelangt und den Brand löscht.
- Diese Vorrichtung besitzt jedoch eine niedrige Effektivität, da die gasförmigen Verbrennungsprodukte, die die inerten Verdünner darstellen, eine ungenügende Löschfähigkeit besitzen.
- Im Grunde der Erfindung liegt die Aufgabe, ein solches Verfahren zum Erzeugen des feuerlöschendes Gemisches zu schaffen, bei dem durch Verbrennen einer Ladung mit der Erfindung entsprechenden Zusammensetzung ein ökologisch unschädliches Aerosol mit hoher Löschfähigkeit entsteht.
- Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Verfahren zum Erzeugen des feuerlöschenden Gemisches wird eine pyrotechnische Ladung verbrannt, die gemäss der Erfindung folgende Zusammensetzung aufweist /in Masse %/:
Nitrag oder Perchlorat der basischen Metalle 55-90 Brennstoff-Bindemittel 10-45 - Es ist zweckmässig, eine pyrotechnische Mischung zu verwenden, die zusätzlich 1-42 Masse % des Brennstoffes enthält. Dadurch wird höhere feuerlöschende Effektivität erreicht, d.h. kleinerer Verbrauch der Mischung pro I m³.
- Gemäss einer weiteren Variante der Erfindungausführung wird eine pyrotechnische Mischung verbrannt, die als zusätzliches Oxydationsmittel 5-32 Masse % Ammoniumperchlorat enthält.
- Bei diesem Komponentenverhältnis entflammt leichter die Mischung.
- Gemäss einer weiteren Modifikation der Erfindung vorteilhaft ist die Verwendung als Brennstoff-Bindemittel ballistischen Pulvers. Das gewährleistet eine höhere Festigkeit der Ladung, wodurch die Vorrichtung in Räumen mit hoher Vibration und in anderen unter Belastung stehenden Räumen verwendet werden kann.
- Die Erfindung wird ausführlicher anhand der Zeichnungen erläutert. erklärt, die zeigen:
- Fig. I
- - Vorrichtung für Brandbekämpfung mit einer Kanalladung.
- Fig. 2
- - Vorrichtung mit Nichtkanalladung und Befestigungselementen an verschiedene Oberfläche des geschützten Raumes.
- Fig. 3
- - ein Beispiel der Vorrichtungsausführung mit Schlitz-Austrittsöffnung.
- Jede Vorrichtung zum Brandlöschen I enthält ein Gehäuse 3 mit Austrittsöffnung 4, eine rauchbildende Ladung 5 mit Auslöseeinheit 6 /Fig. 1/.
- Die rauchbildende Ladung kann einen Kanal, z.B. einen Zentralkanal 7, oder keinen Kanal aufweisen. Dabei kann die Austrittsöffnung des Gehäuses 3 mit einer Membrane 8 oder mit einem Deckel 9 /Fig. 2/ abgeschlossen werden. Die Austrittsöffnung 4 im Gehäuse 3 kann als einer oder mehrere Schlitze 10 an der Seitenfläche des Gehäuses 3 ausgestaltet werden /Fig. 3/. Das sichert die Möglichkeit einer wirksamen Verwendung der vorgeschlagenen Vorrichtung, zur Brandbekämpfung bei begrenzten Querschnittsabmessungen des geschützten Objekts, z.B. in Flugzeugtriebwerken. Die Vorrichtung zur Brandbekämpfung kann mit Befestigungselement II zum Befestigen an verschiedenen Flächen des geschützten Objekts versehen werden, um eine zielgerichtete Wirkung bei Brandbekämpfung zu gewährleisten.
- Mehrere Vorrichtungen können zu einem System zur Raumbrandbekämpfung vereinigt werden, das aus den Vorrichtungen I mit rauchbildenden Ladungen besteht, die untereinander mit feuerleitender Schnur² verbunden sind. Das können Schnurleitungen aus beliebigem Material sein, das die Feuerübertragung gewährleistet /Fig. 4/.
- Das vorgeschlagenen System funktioniert folgendermassen. Bei Brandentstehung werden die feuerleitenden Schnurleitungen 2 angezündet und von ihnen die Auslöseeinheiten 6, die ihrerseits die rauchbildenden Ladungen 5 in Brand setzen. Bei Ansteigen des Druckes im Gehäuse 3 wird die Membrane 8 oder der Deckel 9 zerstört und die Brandprodukte durch die Austrittsöffnung 4 gelangen in den geschützten Raum.
- Bei Abbrennen der Ladung mit pyrotechnischer Zusammensetzung wird ein Gemisch aus festen Teilchen und inerten Gasen gebildet. Hohe Dispersion dieser Teilchen /nicht grösser als 5 mkm/, ihre chemischen Eingenschaften und frischgebildete Oberfläche bedingen hohe feuerlöschende Effektivität. Die bei Abbrennen der Ladung entstehende Strömung der Inertgase /hauptsächlich Stickstoff/ überträgt und durchmischt die Teilchen innerhalb des geschützten Objekts.
- Die Durchführung des Verfahrens zur Raumbrandbekämpfung beginnt mit Vorbereitung der Ausgangskomponenten zum Erzeugen der rauchbildenden Ladung, die im Zerkleinern und im Zusammenmischen der pulverförmigen Stoffe besteht. Die vorbereitete Komponentenmischung wird durch Tiefpressen geformt. Die erzeugte rauchbildende Ladung wird in einem Gehäuse untergebracht.
- Zum Löschen von Benzin im Raum I m³ wird eine rauchbildende Ladung mit Masse 50 g gebraucht, die aus 30 g KNO₃ und 20 g Iditol besteht /Beispiel 7, Tabelle I/.
- Bei Brand erhöht sich im Raum die Temperatur. Wärmeimpuls des Brandes entzündet die rauchbildende Ladung. Bei ihrem Abbrennen entsteht eine Gas-Aerosol-Mischung, die gleichmässig den geschützten Raum ausfüllt. Die Festteilchen des gebildeten Aerosols besitzen eine inhibitorische Wirkung und durch Einwirkung auf Feuer löschen den Brand. Dauer der Brandlöschung ist praktisch der Abbrennzeit der rauchbildenden Ladung gleich und beträgt 5-30 s.
- Es werden die Ausgangskomponenten der rauchbildenden Zusammensetzung: KNO₃, NaNO₃, Iditol durch Zerkleinern bis zur notwendigen Dispersität und Mischen im Verhältnis entsprechend 0.5 : 0.3 : 0.2 /Beispiel 15, Tabelle 1/.
- Das erzeugte Gemisch wird durch Tiefpressen zu einer zylindrischen Ladung mit Innenkanal mit Masse 63 g geformt. Diese Ladung wird in einer aus einem Gehäuse mit Austrittsöffnung und einer Auslöseeinheit /der Ladungentzündung/ bestehenden Vorrichtung untergebracht.
- Die Vorrichtung zur Brandbekämpfung mit raucherzeugender Ladung wird im geschützten Raum von I m³ befestigt.
- Bei Brandentstehen wird an Auslöseeinheit ein elektrisches Signal gegeben, das in Wärmeimpuls umgewandelt, die rauchbildende Ladung entzündet.
- Das aus der Vorrichtung ausströmende Aerosol füllt den geschützten Raum aus und löscht den Brand. Dauer der Brandlöschung ist praktisch der Abbrennzeit der rauchbildenden Ladung gleich und betraägt 5-30 s.
- Die vorbereiteten Ausgangskomponenten KNO₃, Iditol und Dizyandiamid werden im Verhältnis entsprechend 0.7 : 0.11 : 0.19 gemischt /Beispiel 21, Tablle 1/.
- Aus dem Gemisch werden zwei rauchbildende zylindrische Kanalladungen zu je 45 g gepresst.
- Jede Ladung wird in einer Vorrichtung untergebracht, die zum Brandlöschen in einem elektrischen Schaltschrank mit Innenvolumen I m³ untergebracht.
- Die Vorrichtung besitzt ein zylindrisches Gehäuse mit schlitzförmiger Öffnung an der Seitenfläche /Fig. 4/. Im Stirnteil des Gehäuses befindet sich eine mit feuerleitender Schnur verbundene Auslöseeinheit.
- Die Vorrichtung wird in den geschützten Schrank eingesetzt und untereinander mit feuerleitender Schnur verbunden /Fig. 1/.
- Bei Entstehen des Brandes innerhalb des Schrankes erhöht sich die mittlere Raumtemperatur, was zum Anzünden der feuerleitenden Schnur führt, welche die Flamme an die Auslöseeinheiten leitet. Bei Abbrennen der rauchbildenden Ladung bildet sich Aerosol, das gleichmässig das ganze Schrankvolumen ausfüllt und den Brand in jedem seiner Teile löscht.
- Dauer der Brandlöschung innerhalb des Schaltschrankes gleicht praktisch der Abbrennzeit der rauchbildenden Ladung in den Vorrichtungen zur Brandbekämpfung und beträgt 5-30 s.
- Die angeführten Beispiele zeigen, dass die Brandlöschung durch eine feuerlöschende Konzentration erreicht wird, die um das zehnfache kleiner ist, als bei Verwendung der bekannten Vorrichtung.
- Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht die Löschung brennender gasförmiger, flüssiger und fester Stoffe in stationären Räumen, in schienengebundenen und Autotransporten, auf See- und Binnenschiffen, in Flugzeugen, darunter auch in luftdurchströmten Teilen, z.B. in Flugzeugtriebwerken. Zu Vorteilen der vorgeschlagenen Vorrichtungen gehören auch die Bedienungseinfachheit, hohe Zuverlässigkeit, breiter Bereich der verwendeten Stoffe, die Fähigkeit der Explosionsverhütung der im Raum nach der Löschung entstehenden Dampf- und Gas-Luft-Gemische.
Claims (9)
- Verfahren zum Erzeugen eines feuerlöschenden Gemisches, bei dem eine Ladung pyrotechnischer Zusammensetzung abgebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als pyrotechnische Ladung ein Gemisch mit folgender Zusammensetzung verbrannt wird /in Masse %/:
Nitrat oder Perchlorat der basischen Metalle 55-90 Brenn- und Bindestoff 10-45 - Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine pyrotechnische Ladung verbrannt wird, die zusätzlich 1-42 Masse % Brennstoff enthält.
- Verfahren nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass eine pyrotechnische Ladung verbrannt wird, die als zusätzliches Oxydationsmittel 5-32 Masse % Ammoniumperchlorat enthält.
- Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass als Brennstoff-Bindemittel das ballistische Pulver verwendet wird.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, die einen Behälter mit einer pyrotechnischen Ladung und ein Ladungszündmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter als ein Hohlkörper mit zumindest einer Öffnung ausgestaltet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter ein Paket der Ladungen pyrotechnischer Zusammensetzung enthält.
- Vorrichtung nach Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter als zylindrisches Gehäuse ausgestaltet ist.
- Vorrichtung nach Ansprüchen 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung als Längsschlitz in der Gehäuseseitenfläche ausgeführt ist.
- Vorrichtung nach Ansprüchen 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladungszündmittel als feuerleitende Schnur ausgeführt ist, die im geschützten Objekt untergebracht und zumindest an einen Behälter mit pyrotechnischer Ladung angeschlossen ist.
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