ES2144099T5 - Aparato para la extincion de incendios a impulsion. - Google Patents

Aparato para la extincion de incendios a impulsion. Download PDF

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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN APARATO PARA LA EXTINCION DE FUEGO MEDIANTE IMPULSOS QUE COMPRENDE UN TUBO DE EYECCION PARA EL POLVO O EL LIQUIDO DE EXTINCION DEL FUEGO Y UN ENVASE PARA UN PROPELENTE GASEOSO, QUE SE CONECTA A DICHO TUBO DE EYECCION Y HAY UN ELEMENTO DE CIERRE DE ACCION RAPIDA ENTRE EL CONTENEDOR Y EL TUBO DE EYECCION, EN DONDE EL ELEMENTO DE CIERRE DE ACCION RAPIDA ESTA DISPUESTO EN EL CONTENEDOR DEL PROPELENTE PARA MOVERSE LIBREMENTE EN EL MISMO Y AL MISMO TIEMPO SEPARAR EL CONTENEDOR EN DOS PARTES: UNA CAMARA DE PROPELENTE Y UNA CAMARA DE ECUALIZACION, EN DONDE EL EXTREMO DE EYECCION DEL TUBO DE EYECCION SE EXTIENDE EN EL INTERIOR DEL ESPACIO DE AIRE, MIENTRAS QUE EL EXTREMO DE ENTRADA DEL MISMO ESTA DISPUESTO EN LA CAMARA DE PROPELENTE DE FORMA QUE ESTE ABIERTO EN LA PRIMERA POSICION DEL ELEMENTO DE CIERRE DE ACCION RAPIDA Y ESTE CERRADO EN LA OTRA POSICION DEL MISMO.

Description

Aparato para la extinción de incendios a impulsión.
La presente invención está relacionada con un aparato según el preámbulo de la reivindicación 1. Se conoce un aparato de esas características gracias al documento WO 90/07373 (EP 0 402 425) y el documento EP 0 689 857.
Todos los métodos de extinción de incendios tienen como objetivo la eliminación de una de las condiciones de la combustión. Con este propósito, disminuyen la temperatura del material en combustión por debajo de la temperatura de ignición, o bien excluyen el oxígeno, el cual sostiene la combustión.
Con el objeto de disminuir la temperatura del material en combustión, el material de extinción de incendios (agua, polvo, halón) debe dispersarse tan fino como sea posible, lo cual no obstante disminuye la distancia efectiva de la extinción de incendios. Por otra parte, si se aumenta la distancia efectiva, el chorro emitido no alcanzará las llamas o el material en combustión más que en un área de superficie muy reducida. Por tanto, su eficiencia de enfriamiento es baja, y el consumo de agente de enfriamiento, alto. Al mismo tiempo, en el caso de la extinción con agua, los daños secundarios son bastante
importantes.
Puede conseguirse una extinción bastante eficiente mediante la extrusión de oxígeno, si bien es difícil asegurar la exclusión necesaria, especialmente en espacios abiertos o parcialmente abiertos. En tales supuestos, por ejemplo, cuando se realiza la extinción por medio de polvo, la concentración del polvo emitido al espacio debe sobrepasar el valor de concentración crítica (100-500 g/s/m^{2}) del polvo que se utilice para extinguir el incendio.
Los extintores de incendios tradicionales, como puedan ser los chorros de agua o de polvo, consisten por norma general en un contenedor para el agente de extinción de incendios, una bomba o conductos y una boquilla de salida. La resistencia de los conductos y de la boquilla, no obstante, limita la cantidad de agente de extinción de incendios que puede ser emitido en un tiempo unitario. Por lo tanto, la concentración necesaria para extinguir el incendio con los chorros de los cuales se dispone no podrá alcanzarse en casos extremos, por más que se intente.
Si el agente de extinción de incendios pudiera mezclarse con aire fino u otros gases, se podría asegurar una extinción más eficiente. No obstante, no se conocen equipos atomizadores o a chorro que cumpla tal requisito.
Se desarrolló un aparato para descargar en el espacio aéreo con gran energía, según el documento US-A 4.687.135. El propelente del aparato se consigue por medio de una combustión de gas que se asemeja a una explosión, y el metal pulverizado, cerametal, materiales eléctricamente conductores o aislantes eléctricamente resistentes al calor, fluyen hasta la boquilla. La substancia pulverizada que fluye de la boquilla, calentada hasta casi alcanzar su punto de fusión, se precipita con gran energía sobre la superficie tratada formando una capa sobre la misma. El aparato funciona periódicamente.
Este aparato es en teoría capaz de descargar cantidades ilimitadas de producto, pero en la práctica es lento, ya que el incremento de la cantidad descargada por unidad de tiempo queda restringido por el sistema atomizador. En consecuencia, este aparato no puede usarse para la extinción de incendios.
El objeto de la presente invención es por tanto proporcionar un aparato, por medio del cual puede dispersarse una gran cantidad de material extintor de incendios a la vez en el espacio aéreo gracias al uso de un propelente. La invención está basada en el reconocimiento de que si se descarga el material extintor de incendios en el aire a una gran velocidad, la resistencia del aire puede incrementarse hasta el punto de que es capaz de romper la masa de líquido en gotas por causa del impacto, lo cual se asemeja al comportamiento de los polvos finamente pulverizados. Así, la velocidad de descarga del material extintor de incendios es un aspecto crucial, y, en consecuencia, el problema de emitir una gran cantidad de material extintor de incendios en forma de partículas lo suficientemente finas al aire es una cuestión de velocidad de emisión.
De acuerdo con la presente invención, el aparato de extinción de incendios con las características de la reivindicación 1 comprende un tubo de eyección para el polvo o el líquido extintor de incendios y un contenedor para un propelente gaseoso conectado a dicho tubo de eyección, en el cual se encuentra un elemento de cierre de acción rápida entre el contenedor y el tubo de eyección. El elemento de cierre de acción rápida está dispuesto en el contenedor de tal forma que pueda moverse libremente dentro del mismo, separándolo al mismo tiempo en dos partes : una cámara de propelente y un espacio de compensación. El extremo eyector del tubo de eyección se extiende en el espacio aéreo, en tanto que el extremo de entrada está dispuesto en la cámara de propelente de tal manera que se encuentra abierto en la primera posición del elemento de cierre de acción rápida y cerrado en la otra posición del mismo.
La presión dentro de la cámara de compensación debe ser superior a la existente en la cámara de propelente, existiendo tuberías de relleno conectadas tanto a la cámara de propelente como a la cámara de compensación.
El elemento de cierre de acción rápida puede consistir en una membrana a la cual da soporte una placa de asiento que cuenta con perforaciones o un pistón, en el cual penetra una tubería de entrada en la tubería de eyección a través de la cámara de compensación y el elemento de cierre de acción rápida.
La extinción de incendios con el aparato de acuerdo con la presente invención puede llevarse a cabo en un periodo de tiempo excepcionalmente corto. La nube de material extintor de incendios llena el espacio alrededor del incendio en unos 0,01 s.
Como consecuencia de la extremadamente alta velocidad del proceso de extinción, los daños causados por el fuego son menores. Su eficiencia total e inmediata resulta especialmente ventajosa en los supuestos en los que están involucrados equipos en un emplazamiento, en los cuales puede extinguirse el incendio inmediatamente después de iniciarse, sin pérdida de tiempo.
La cantidad de material extintor de incendios requerida para llevar a cabo la extinción es muy reducida de acuerdo con la invención. En caso de extinción de incendios interiores, usando agua como material extintor de incendios, la extinción de incendios puede llevarse a cabo con unos 1,5-2 m^{3} de agua. Es posible producir una nube de agua dispersa para extinguir un incendio en un espacio cerrado con 10-15 litros de agua. Puede extinguirse un incendio de prueba exterior AS-100 usando 6-7 litros de agua de acuerdo con la invención, en vez de los 100 litros permitidos por las normas industriales.
Se describirá a continuación la invención con mayor detalle por medio de ejemplos con referencia a los dibujos asociados, en los cuales:
la Fig. 1 es una sección longitudinal de una forma de realización de la invención,
la Fig. 2 es la sección longitudinal de otra forma de realización de la invención,
la Fig. 3 es la sección longitudinal de otra forma más de realización de la invención y
la Fig. 4 es la sección longitudinal de otra forma más de realización de la invención.
El aparato que se muestra en la Fig. 1 comprende un tubo 1 de eyección y un contenedor 2 de gas propelente. El extremo superior (de eyección) del tubo 1 de eyección está libre, y el extremo inferior (de entrada) del mismo está cubierto por un elemento 3 de cierre de acción rápida. El gas propelente se aloja en el contenedor 2 de gas proveniente de un tanque 4 de gas a través de las tuberías 41, 42 y 42'. La tubería 42 está conectada a la parte superior del contenedor 2 de gas por medio de la válvula 23, y la tubería 42' está conectada a la parte inferior del contenedor 2 de gas por medio de la válvula 24. La válvula 24 contiene además una válvula 5 de suelta rápida.
El funcionamiento del aparato de acuerdo con la invención es el siguiente:
La cámara 21 de propelente y la cámara 22 de compensación se llenan con gas propelente (aire, CO_{2} etc.) y se crea una presión de al menos 10 bar en el contenedor 2 de gas. Las válvulas 23 y 24 se controlan de tal manera que la presión (P2) en la cámara 22 de compensación sea superior a la presión (P1) en la cámara 21 de propelente. Entonces, se separa el aparato del sistema que suministra el gas propelente.
Durante el llenado, la válvula 5 de suelta rápida está cerrada. La presión (P2) existente en la cámara 22 de compensación asegura que el elemento 3 de cierre de acción rápida se presione contra el extremo de salida del tubo 1 de eyección y, al mismo tiempo, separa la cámara 21 de propelente de la carga 11 en el tubo 1 de eyección.
La relación entre el volumen del tubo de eyección y el volumen de la carga debería ajustarse a entre 25-100%. Su efecto se encuentra en proporción directa al ángulo de cono de la dispersión, es decir, si la relación entre los volúmenes es menor, el ángulo de cono de la dispersión será menor también. A una relación de volúmenes menor, la cobertura del aparato es mayor y la atomización es más fina y más homogénea.
La relación entre el volumen de la carga y el volumen del gas propelente, medida en condiciones normales, influirá de forma considerable en la demarcación del campo de aplicación del aparato. Esta relación puede ajustarse a entre 30 y 750. Obviamente, esto caracteriza la magnitud de la energía utilizada para la eyección. Además, el aparato de acuerdo con la invención puede fabricarse de tal forma que sea portátil, o bien puede fabricarse con mayores dimensiones y una construcción estática.
Los usos manuales, como por ejemplo los extintores de incendios de reducido tamaño, no sólo no requieren gran cantidad de energía, sino que además el uso de ésta no es recomendable, ya que la fuerza de retroceso puede resultar excesiva, causando lesiones al operador.
Al mismo tiempo, la invención permite la producción de aparatos adecuados para apagar explosiones de petróleo o de gas. Tal aparato se asienta en soportes fijos lejos de la torre de extracción, llevándose a cabo la eyección con tal cantidad de energía que no sólo la carga extintora de incendios debería ser efectiva, sino que además la llama se extinguiría únicamente mediante soplado.
No hay necesidad alguna de incrementar la energía sin límite. La resistencia al aire limita, por una parte, el intervalo, estrechando por otra la dispersión. Por lo tanto, no es preciso sobrepasar 750 por lo que a la relación de volúmenes se refiere.
Tras el llenado de la cámara de propelente y de la cámara de compensación y la introducción de la carga en el tubo de eyección, la presión de la cámara de compensación se libera mediante la apertura de la válvula de suelta rápida. La presión restante en la cámara de propelente elimina entonces de forma inmediata el elemento de cierre de acción rápida y libera el extremo de entrada del tubo de eyección. El gas propelente provoca entonces la explosión de la carga del tubo de eyección en el espacio circundante.
Tras la eyección, puede repetirse la carga del aparato, del tal forma puede hacerse funcionar al aparato de forma periódica.
La velocidad del proceso en el tiempo y la magnitud de la energía utilizada desempeñan un papel decisivo. Si el propelente desciende por debajo de la carga durante un periodo superior a 20 ms, o si la presión del propelente no alcanza los 10 bar, entonces ni el tamaño de las gotas de líquido, ni su distribución, serán homogéneos, y el tamaño de las gotas será superior a la niebla, rocío o aerosol. Por tanto, es extremadamente importante aplicar un elemento de cierre de acción rápida y una válvula de suelta rápida.
La Fig. 2 muestra otra forma de realización de la invención. Este aparato es similar al representado en la Fig. 1 y por tanto se aplican los mismos números de referencia. Esta forma de realización, no obstante, contiene un elemento de cierre de acción rápida realizado en forma de una membrana 31.
Una placa 26 de asiento provista de perforaciones 261, 262 se aplica como una parte del elemento de cierre de acción rápida con el objeto de dar soporte la membrana 31. En la otra parte de la membrana 31, está dispuesto el fondo 27.
Las placas 26 y 27 de asiento están conectadas la una a la otra por medio de tornillos 29, en tanto que el contenedor 2 de gas y la placa 26 de asiento están preferiblemente soldadas la una a la otra. La diferencia de presión entre la cámara 21 de propelente y la cámara 22 de compensación es controlada por una válvula 43 de retención, por lo que la válvula 23 no es necesaria.
La membrana 31 se mantiene contra la placa 26 de asiento gracias a la presión P2 superior existente en la cámara 22 de compensación para cerrar las perforaciones 261, 262. Cuando se abre la válvula de suelta rápida, se da salida al gas contenido en la cámara 22, y la membrana 31 se deforma hacia el interior de la cámara 22 por causa de la presión P1 del gas en la cámara 21 de propelente, abriendo las perforaciones 261, 262 en la placa 26 de asiento, y poniendo la cámara 21 en comunicación con el tubo 1 de eyección de tal manera que el gas propelente expele el medio extintor de incendios desde el tubo 1.
La Fig. 3 muestra una forma de realización de la presente invención, en la cual el elemento de cierre de acción rápida consiste en un pistón 32 provisto de un anillo 35 obturador entre su superficie externa y la pared interna del contenedor 2 de gas, y con una junta 34 obturadora entre el extremo de entrada del tubo de eyección y la superficie del extremo correspondiente del pistón 32.
Se dispone una tubería 6 de entrada de forma obturadora dentro del pistón 32, con el objeto de disminuir el tiempo de preparación requerido para cargar el tubo 1 de eyección. El anillo 33 obturador se dispone entre la tubería 6 de entrada y el cilindro 32. La tubería 6 de entrada está conectada a un depósito de material extintor de incendios y pasa a través de la pared de una cubierta 28 roscada y cierra la cámara 22 de compensación.
La Fig. 4 muestra una forma de realización similar a la representada por la Fig. 3, pero en esta ocasión el elemento obturador entre el cilindro 32 y la pared interna del contenedor 2 de gas es un anillo 36 en V especial, el cual es capaz de controlar la presión en la cámara 21 de propelente.
Mediante la aplicación del aparato de acuerdo con la presente invención, prácticamente pueden evitarse los daños causados por agua durante la extinción de incendios interiores, pudiendo además reducirse de forma considerable el consumo de agua. Otra ventaja de la invención consiste en que la cantidad de agua disponible puede ser suficiente para extinguir incendios de mayor envergadura. Esto es importante en el caso de incendios en lugares en los cuales hay escasez de agua, en los que los coches de bomberos sólo pueden usar el agua que ellos mismos transportan.
La extinción de incendios de acuerdo con la presente invención es totalmente inofensiva para el hombre. Diferentes experimentos demostraron que la niebla de agua puede ser expelida contra una persona desde 3 metros de distancia sin causar ningún daño. La nube rodea la figura humana y las superficies se mojarán, por causa de la turbulencia. La niebla no ocasiona heridas ni molestias.
Es posible usar también materiales extintores de incendios productores de aire y espuma en el aparato de acuerdo con la invención, pero estos materiales no tiene ningún efecto extraordinario. En algunos casos, puede resultar útil dispersar los materiales productores de aire y espuma, los cuales se convierten en espuma cuando encuentran calor. De esta manera, la eficiencia altamente refrigerante y sofocante de humo de la niebla puede combinarse con la capacidad de cobertura de superficies de la espuma.

Claims (8)

1. Aparato para impulsar la extinción de incendios eyectando un medio extintor de incendios líquido o en polvo, comprendiendo el aparato un tubo (1) de eyección para un medio (11) extintor de incendios líquido o en polvo; un contenedor (2) para un propelente gaseoso y un elemento de cierre de acción rápida (3, 31, 32) entre el contenedor (2) y el tubo (1) de eyección, teniendo el tubo de eyección un extremo de eyección que está abierto a la atmósfera y un extremo de entrada para comunicarse con el contenedor de propelente, caracterizado porque el tubo (1) de eyección se extiende hacia dentro del contenedor (2) de propelente, porque el tubo (1) de eyección y el contenedor (2) de propelente se disponen en el mismo lado del elemento (3, 31, 32) de cierre que está montado en el contenedor (2) de modo que cierre el tubo (1) de eyección y aísle el tubo del contenedor (2) de gas propelente, incluyendo el aparato además un medio (5) para liberar el elemento de cierre (3, 31, 32) a una condición abierta en la que el tubo (1) de eyección está sujeto a la presión del propelente, expeliendo de ese modo el medio extintor de
incendios.
2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenedor de propelente es separado por el elemento de cierre en una cámara de propelente y una cámara de compensación, siendo empujado el elemento de cierre a la condición cerrada por la presión en la cámara de compensación.
3. El aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque las tuberías de relleno se conectan tanto a la cámara de propelente como a la cámara de compensación.
4. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de cierre de acción rápida comprende una membrana.
5. El aparato según la reivindicación 4, caracterizado porque la membrana es soportada por una placa de asiento provista de perforaciones.
6. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de cierre de acción rápida comprende un pistón.
7. El aparato según la reivindicación 6, caracterizado porque la tubería de entrada pasa a través de la pared de la cámara de propelente y el cilindro.
8. Uso de un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 para impulsar la extinción de incendios.
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