ITMI20131117A1 - DEVICE AND PROCEDURE FOR DETECTION, LOCALIZATION AND SHUTDOWN OF A FIRE - Google Patents
DEVICE AND PROCEDURE FOR DETECTION, LOCALIZATION AND SHUTDOWN OF A FIREInfo
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo e procedimento per il rilevamento, la localizzazione e lo spegnimento di un incendio The present invention relates to a device and method for detecting, locating and extinguishing a fire
Come noto, attualmente, lo spegnimento di un incendio con monitori rappresenta la misura innovativa più efficace attualmente offerta dalla tecnologia antincendio soprattutto per lo spegnimento di incendi in galleria. As is known, at present, extinguishing a fire with monitors represents the most effective innovative measure currently offered by fire-fighting technology, especially for extinguishing fires in tunnels.
Come noto, i dispositivi di spegnimento di un incendio, ad esempio in una galleria, comprendono delle stazioni di intervento e controllo o di attracco distribuite ad intervalli regolari lungo la parete della galleria. As is known, fire extinguishing devices, for example in a tunnel, comprise intervention and control or docking stations distributed at regular intervals along the tunnel wall.
Normalmente le stazioni di intervento e controllo sono interconnesse da una tubazione in pressione per alimentazione di acqua o miscela schiumogena di monitori telecomandati elettricamente sia per i movimenti di alzo e rotazione che per la regolazione del bocchello da getto pieno a getto frazionato e per la apertura e chiusura della valvola a farfalla integrata. Normally the intervention and control stations are interconnected by a pressurized pipeline for the supply of water or foam mixture to electrically remote-controlled monitors both for the lifting and rotation movements and for the adjustment of the nozzle from full jet to fractionated jet and for the opening and integrated throttle valve closure.
I comandi vengono inviati in maniera indipendente e selettiva per ciascun monitore utilizzando un unico bus seriale tramite un cavo speciale antifiamma che permette anche l’alimentazione elettrica di potenza delle unità. The commands are sent independently and selectively for each monitor using a single serial bus via a special flame-retardant cable that also allows the power supply of the units.
Talvolta, in aggiunta, sono previsti sensori di gas infiammabile e sensori di gas tossico per il monitoraggio delle situazioni di pericolo. Sometimes, in addition, flammable gas sensors and toxic gas sensors are provided for monitoring dangerous situations.
In alcuni sistemi antincendio è anche disponibile una versione con struttura mobile presentante monitori telecomandati su carrello aereo. In some fire-fighting systems, a version with a mobile structure is also available with remote-controlled monitors on an overhead trolley.
In tal caso il sistema è costituito da una rotaia aerea installata lungo l’intera tratta della galleria e percorsa dai carrelli con montati a bordo monitori ad idroschiuma che traslano lungo la rotaia. In this case, the system consists of an overhead rail installed along the entire section of the tunnel and crossed by trolleys with hydro-foam monitors mounted on board that move along the rail.
Nella rotaia può essere integrata la tubazione in pressione per l’alimentazione di acqua o di miscela schiumogena, la linea di alimentazione elettrica di sicurezza, il bus seriale di trasmissione dati nonché il cavo termosensibile ed i rilevatori di fiamma per la rilevazione dell’incendio. The rail can be integrated with the pressure piping for the supply of water or foam mixture, the safety power supply line, the serial data transmission bus as well as the heat-sensitive cable and flame detectors for fire detection.
Sia nel caso di monitori distribuiti ad intervalli fissi lungo lo sviluppo della galleria che nel caso di monitori mobili su carrello, il sistema è completato da una stazione di pressurizzazione e formazione della miscela schiumogena costituita da un gruppo di pompaggio e da un miscelatore schiuma a spostamento di liquido. Gli impianti con questa sofisticata tecnologia, atti allo spegnimento di un incendio ad esempio in galleria, presentano alcuni inconvenienti, sia nel caso di stazioni fisse che nel caso di carrelli aerei, dovuti ad un notevole ingombro dello spazio che potrebbe essere utilizzato per ospitare ulteriore attrezzatura antincendio. Ad esempio l’attuale uso di telecamere comporta due notevoli inconvenienti: l’utilizzo di notevole spazio e dei costi di realizzazione e di manutenzione e riparazioni estremamente elevato. Both in the case of monitors distributed at fixed intervals along the development of the tunnel and in the case of mobile monitors on a trolley, the system is completed by a pressurization station and formation of the foam mixture consisting of a pumping unit and a displacement foam mixer of liquid. The systems with this sophisticated technology, suitable for extinguishing a fire, for example in a tunnel, have some drawbacks, both in the case of fixed stations and in the case of overhead trolleys, due to a considerable encumbrance of the space that could be used to house further equipment. fire prevention. For example, the current use of cameras involves two significant drawbacks: the use of considerable space and extremely high construction and maintenance and repair costs.
Tra l’altro tutta la strumentazione di rilevamento dell’incendio deve essere protetta dal calore per non subire danneggiamenti e maggiore è la sua dimensione e maggiore è il costo di schermatura idoneo a proteggerla dal calore. Among other things, all the fire detection equipment must be protected from heat in order not to suffer damage and the larger its size, the greater the cost of shielding suitable for protecting it from heat.
Il compito tecnico che si propone la presente invenzione è, pertanto, quello di realizzare un dispositivo e procedimento per il rilevamento, la localizzazione e lo spegnimento di un incendio che consentano di eliminare gli inconvenienti tecnici sopra lamentati. Nell’ambito di questo compito tecnico uno scopo dell’invenzione è quello di realizzare un dispositivo e procedimento per il rilevamento, la localizzazione e lo spegnimento di un incendio che consenta di ottenere le prestazioni oggi convenzionalmente possibili solo con strumenti di misura ad alto costo utilizzando apparecchiature di costo molto contenuto che non necessitano di manutenzione e siano adatte per il montaggio anche in ambienti con difficili condizioni ambientali. The technical task proposed by the present invention is, therefore, that of providing a device and method for detecting, locating and extinguishing a fire which allow the above-mentioned technical drawbacks to be eliminated. As part of this technical task, an object of the invention is to provide a device and method for detecting, locating and extinguishing a fire that allows to obtain the performances which are now conventionally possible only with high-cost measuring instruments using very low cost equipment that does not require maintenance and is suitable for mounting even in environments with difficult environmental conditions.
È ancora uno scopo dell’invenzione realizzare un dispositivo che, sia nel caso di stazioni fisse che nel caso di carrelli aerei, presenti un ingombro contenuto che permetta di ospitare ulteriore attrezzatura antincendio. It is still an object of the invention to provide a device which, both in the case of fixed stations and in the case of overhead trolleys, has a small footprint that allows it to accommodate additional fire-fighting equipment.
Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di realizzare un dispositivo che consenta di eliminare l’uso di telecamere eliminando di conseguenza l’utilizzo di notevole spazio e dei costi di realizzazione e di manutenzione e riparazioni estremamente elevati. A further purpose of the invention is to create a device that allows to eliminate the use of cameras, consequently eliminating the use of considerable space and extremely high construction and maintenance and repair costs.
Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di realizzare un dispositivo la cui strumentazione di rilevamento dell’incendio possa essere protetta dal calore per non subire danneggiamenti in modo estremamente facile e non costoso. A further purpose of the invention is to create a device whose fire detection instrumentation can be protected from heat so as not to be damaged in an extremely easy and inexpensive way.
Non ultimo scopo dell’invenzione è realizzare un dispositivo che consenta di avere grande potenza di spegnimento unita alla elevata sicurezza che consenta quindi di mantenere condizioni di vivibilità in galleria per tutto il tempo necessario alle persone coinvolte nell’incendio per mettersi in salvo evitando danni strutturali alla galleria conseguenti all’incendio, con tutti i vantaggi economici e gestionali collegati. Not least object of the invention is to provide a device which allows to have great extinguishing power combined with high safety which therefore allows to maintain conditions of livability in the tunnel for as long as necessary for the people involved in the fire to save themselves avoiding structural damage. to the tunnel resulting from the fire, with all the related economic and management advantages.
Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione, vengono raggiunti realizzando un dispositivo e procedimento per il rilevamento, la localizzazione e lo spegnimento di un incendio conforme alle rivendicazioni indipendenti di seguito riportate The technical task, as well as these and other purposes, according to the present invention, are achieved by providing a device and method for detecting, locating and extinguishing a fire in accordance with the independent claims set out below.
Altre caratteristiche della presente invenzione sono definite, inoltre nelle restanti rivendicazioni. Other features of the present invention are also defined in the remaining claims.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un dispositivo e procedimento per il rilevamento, la localizzazione e lo spegnimento di un incendio secondo il trovato, illustrati a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become more evident from the description of a preferred but not exclusive embodiment of a device and method for detecting, locating and extinguishing a fire according to the invention, illustrated by way of non-limiting example in the attached drawings, in which:
la figura 1 è una vista in alzato laterale del dispositivo in cui è visibile la distribuzione dei monitori ad intervalli fissi lungo lo sviluppo della galleria. Figure 1 is a side elevation view of the device in which the distribution of the monitors at fixed intervals along the length of the tunnel is visible.
la figura 2 è una vista in alzato laterale del dispositivo in cui è visibile il carrello aereo con montato un monitore secondo il trovato; Figure 2 is a side elevation view of the device in which the overhead trolley with mounted a monitor according to the invention is visible;
la figura 3 mostra in pianta il dispositivo di detezione secondo il trovato;e figure 3 is a plan view of the detection device according to the invention;
la figura 4 è una vista in alzato laterale del dispositivo di detezione di figura 3. Figure 4 is a side elevation view of the detection device of Figure 3.
Con riferimento alle figure citate il dispositivo per il rilevamento, la localizzazione e lo spegnimento di un incendio, genericamente indicato con 1, comprende almeno un monitore 2 telecomandato di portata prefissata alimentato ad acqua o miscela schiumogena antincendio. With reference to the aforementioned figures, the device for detecting, locating and extinguishing a fire, generally indicated with 1, comprises at least a remote controlled monitor 2 of predetermined capacity fed with water or fire-fighting foam mixture.
Nel caso di monitori 2 fissi questi sono vantaggiosamente distribuiti lungo lo sviluppo della galleria ad intervalli prefissati Normalmente lungo l’intera galleria viene installata una rotaia aerea 13 nella quale sono integrate anche le alimentazioni 30 di acqua o miscela schiumogena antincendio, di energia elettrica 31 e la dorsale di trasmissione dati in fibra ottica 32 (bus seriale). In the case of fixed monitors 2 these are advantageously distributed along the length of the tunnel at predetermined intervals.Normally an overhead rail 13 is installed along the entire tunnel in which the supplies 30 of water or fire-fighting foam mixture, of electrical energy 31 and are also integrated. the fiber optic data transmission backbone 32 (serial bus).
Con un passo costante, tipicamente dell’ordine dei 42 metri, sono montate lungo la galleria le stazioni di attracco e controllo che presentano tra l’altro il cavo termosensibile 33, suddiviso in vari spezzoni funzionali distinti e distribuito sull’intera lunghezza della galleria. With a constant pitch, typically of the order of 42 meters, the docking and control stations are mounted along the tunnel which present, among other things, the thermo-sensitive cable 33, divided into various distinct functional sections and distributed over the entire length of the tunnel.
Nel caso di monitori 2 telecomandati mobili su carrello aereo 12, un tempo di circa 1 minuto è riservato per percorrere lo spazio necessario e raggiungere il più vicino punto di aggancio alla tubazione di alimentazione. In the case of mobile remote controlled monitors 2 on overhead trolley 12, a time of approximately 1 minute is reserved for covering the necessary space and reaching the closest coupling point to the supply pipe.
Nel caso di dispositivo con monitori telecomandati mobili 2 su carrello aereo12, in caso di segnalazione di incendio nella galleria, i due carrelli mobili 12 più prossimi all’incendio,che a riposo sono disposti normalmente con passo costante di circa 800 m. lungo la galleria, convergono lungo la rotaia aerea 13 e si posizionano in prossimità della zona interessata dall’incendio erogando acqua o schiuma con un getto regolabile. In the case of a device with mobile remote controlled monitors 2 on an overhead trolley12, in the event of a fire signal in the tunnel, the two mobile trolleys 12 closest to the fire, which at rest are normally arranged with a constant pitch of about 800 m. along the tunnel, they converge along the overhead rail 13 and are positioned near the area affected by the fire, delivering water or foam with an adjustable jet.
Il monitore 2 ad idroschiuma sia fisso che mobile presenta anche eventuali sensori di gas infiammabili a protezione del rischio di esplosioni e di gas tossici a protezione del rischio di asfissia. The fixed and mobile foam monitor 2 also has flammable gas sensors to protect against the risk of explosions and toxic gases to protect against the risk of asphyxiation.
In particolare su ciascun carrello 12 possono anche essere alloggiati due monitori telecomandati 2 da 1.000 lt./min. (non rappresentati) e mezzi di rilevamento 3 di fiamma e temperatura oltre ai motori 20 per la movimentazione del carrello ed al quadro 21 con i relativi organi di comando e controllo. In particular, two remote-controlled monitors 2 of 1,000 lt./min can also be housed on each trolley 12. (not shown) and means 3 for detecting flame and temperature in addition to the motors 20 for moving the trolley and to the panel 21 with the relative command and control members.
Ciascun monitore è equipaggiato con una valvola di intercettazione, telecomandata come tutte le sue altre funzioni, per permettere di effettuare anche interventi mirati e intermittenti e presenta una portata di idroschiuma largamente superiore alla portata di spegnimento specifica dei mezzi sia fissi che mobili normalmente in dotazione per lo spegnimento di incendi in galleria. Each monitor is equipped with an interception valve, remotely controlled like all its other functions, to allow for targeted and intermittent interventions to be carried out and has a flow rate of foam far greater than the specific extinguishing flow rate of both fixed and mobile means normally supplied for extinguishing fires in tunnels.
Sia nel caso di monitori fissi che mobili sono presenti mezzi di rilevamento 3 che comprendono almeno due dispositivi di detezione 4 della fiamma dell’incendio, ossia dispositivi che distinguono un segnale portatore di informazioni dal rumore secondo la nota teoria della detezione del segnale o teoria della rivelazione. Both in the case of fixed and mobile monitors there are detection means 3 which comprise at least two flame detection devices 4, i.e. devices which distinguish an information-carrying signal from noise according to the known signal detection theory or theory of revelation.
Ciascun dispositivo di detezione 4 presenta una coppia di matrici di termopile 5 sensibili all’infrarosso aventi un’ottica 6 orientata in una delle due direzioni opposte lungo l’asse della galleria ed un filtro 7 atto a filtrare una particolare lunghezza d’onda all’infrarosso. Each detection device 4 has a pair of infrared-sensitive thermopile arrays 5 having an optic 6 oriented in one of the two opposite directions along the axis of the tunnel and a filter 7 suitable for filtering a particular wavelength at the infrared.
I mezzi di detezione 4 sono atti a non incrementare il rumore o a diminuire la risposta anche quando esposti a un valore uguale o inferiore al 95% R.H. a circa 30°C e in presenza di condensazione presentano un elevato grado di rilevamento. The detection means 4 are suitable not to increase the noise or to decrease the response even when exposed to a value equal to or less than 95% R.H. at about 30 ° C and in the presence of condensation they have a high degree of detection.
Inoltre i mezzi di detezione 4 presentano un elevato grado di sigillatura prossimo a 5X10 – 8 mbar.1.s-1. Furthermore, the detection means 4 have a high degree of sealing close to 5X10 - 8 mbar.1.s-1.
L’ottica 6 è preferibilmente definita da una lente di lunghezza focale da 4 a 7.5 mm e presenta un riflettore interno. Optics 6 is preferably defined by a lens with a focal length from 4 to 7.5 mm and has an internal reflector.
L’ ottica orientata 6 copre almeno una stessa porzione di area all’interno della galleria. The oriented optic 6 covers at least the same portion of the area inside the tunnel.
Ciascuna matrice di termopile, avente ad esempio un numero di pixel 32 x 32 oppure 64 x 64, tramite la lente 6 ed il filtro 7, che preferibilmente è realizzato in silicio o in galluro di fluoro (GaF2), è in grado di monitorare l’intera zona protetta e di rilevare la sorgente infrarosso anche con una bassissima risoluzione. Each thermopile matrix, having for example a number of pixels 32 x 32 or 64 x 64, is able to monitor the entire protected area and to detect the infrared source even with a very low resolution.
Inoltre, sono previsti dei mezzi di taratura 8 per attivare i dispositivi di detezione solo ad una soglia di temperatura superiore ai 100°C. Furthermore, calibration means 8 are provided to activate the detection devices only at a temperature threshold higher than 100 ° C.
Vantaggiosamente le matrici 5 presentano mezzi di pretrattamento locale 9 dei segnali da esse rilevati e mezzi di trasmissione 10 dei segnali pretrattati ad una unità di elaborazione 11 ad elevate prestazioni ed in particolare ad un processore locale RISC embedded.. Advantageously, the matrices 5 have means 9 for local pretreatment 9 of the signals detected by them and means 10 for transmitting the pretreated signals to a high performance processing unit 11 and in particular to an embedded RISC local processor.
Le matrici della coppia di matrici 5 sono poste distanziate tra loro ad una distanza prefissata preferibilmente compresa tra i 60 cm e i 100 cm. The matrices of the pair of matrices 5 are placed spaced apart at a predetermined distance preferably between 60 cm and 100 cm.
Questa distanza è memorizzata nella unità di elaborazione 11 ad elevate prestazioni per il rilevamento estremamente preciso lungo le coordinate spaziali X,Y e Z del baricentro dell’incendio. This distance is stored in the high-performance processing unit 11 for extremely precise detection along the spatial coordinates X, Y and Z of the center of gravity of the fire.
Opportunamente i mezzi di pretrattamento 9 comprendono una logica dedicata a bordo di ciascuna matrice e i mezzi di trasmissione 10 comprendono un canale seriale ad alta velocità.. L’ unità di elaborazione 11 ad elevate prestazioni estrae da ciascuna matrice 5 l’area spaziale interessata dalla fiamma dell’ incendio sulla base dei valori di temperatura che sono stati rilevati e confronta le aree spaziali estratte dalle matrici tra loro in modo da poter effettuare il rilevamento spaziale del baricentro dell’ incendio. Conveniently, the pretreatment means 9 comprise a dedicated logic on board each matrix and the transmission means 10 comprise a high-speed serial channel. The high-performance processing unit 11 extracts the spatial area affected by the flame from each matrix 5. of the fire on the basis of the temperature values that have been detected and compares the spatial areas extracted from the matrices with each other so as to be able to carry out the spatial detection of the center of gravity of the fire.
In particolare il dispositivo comprende almeno una prima ed una seconda coppia di matrici 5 tra loro disposte in modo contrapposto rispetto all’incendio. In particular, the device comprises at least a first and a second pair of matrices 5 arranged in opposite directions with respect to the fire.
In questo modo, ad esempio, la prima coppia di matrici è in grado di calcolare le coordinate spaziali dell’ incendio in modo indipendente dalla seconda coppia di matrici. In this way, for example, the first pair of matrices is able to calculate the spatial coordinates of the fire independently of the second pair of matrices.
Il procedimento per il rilevamento, la localizzazione e lo spegnimento di un incendio consiste essenzialmente nel collegare alla prima coppia di matrici una prima unità di elaborazione ad elevate prestazioni e alla seconda copia di matrici una seconda unità di elaborazione. The method for detecting, locating and extinguishing a fire essentially consists in connecting a first high-performance processing unit to the first pair of arrays and a second processing unit to the second copy of arrays.
Le due unità essendo tra loro connesse in rete per valutare una eventuale imprecisione di rilevamento del detto baricentro dell’ incendio. The two units being connected to each other in the network to assess any inaccuracy of detection of the said center of gravity of the fire.
È anche possibile connettere la prima e seconda unità ad una terza unità che confronta i valori di coordinate spaziali delle prime due per valutare se sussite una eventuale imprecisione di rilevamento ed eliminarla mediante un nuovo rilevamento delle coordinate spaziali. It is also possible to connect the first and second units to a third unit which compares the spatial coordinate values of the first two to evaluate if there is a possible detection inaccuracy and to eliminate it by means of a new detection of the spatial coordinates.
Nel caso di monitori su carrello una ulteriore possibilità di riduzione della imprecisione nella individuazione del baricentro dell’incendio è data dalla metodologia di far avvicinare leggermente, prima di eseguire una nuova coppia di misure, di una distanza nota ed in una direzione nota ciascuna delle due coppie di matrici di diodi. In the case of monitors on trolley, a further possibility of reducing the inaccuracy in identifying the center of gravity of the fire is given by the method of bringing each of the two slightly closer, before carrying out a new pair of measurements, of a known distance and in a known direction. pairs of diode arrays.
Il procedimento viene arrestato non appena è raggiunta in maniera stabile la precisione massima necessaria e comunque prima che la distanza dal baricentro stimato dell’incendio, in base alla temperatura massima misurata, sia inferiore a quella minima di sicurezza per l’integrità del dispositivo. The procedure is stopped as soon as the maximum necessary precision is achieved in a stable manner and in any case before the distance from the estimated center of gravity of the fire, based on the maximum temperature measured, is lower than the minimum safety limit for the integrity of the device.
Nel caso più frequente di monitori fissi distribuiti ad intervalli prefissati lungo lo sviluppo della galleria, come rappresentato in fig. 1, un affinamento della convergenza della misura può essere ottenuto con l’utilizzo di ulteriori due coppie di matrici supplementari comunque presenti nel sistema, anche se certamente più distanti dal baricentro presunto dell’incendio. In the most frequent case of fixed monitors distributed at predetermined intervals along the development of the tunnel, as shown in fig. 1, a refinement of the convergence of the measurement can be obtained with the use of two additional pairs of additional matrices still present in the system, although certainly more distant from the presumed center of gravity of the fire.
Infatti, anche in questo caso con metodi matematici è possibile correlare le due coppie di serie di misure della posizione, arrivando in caso di convergenza ad un affinamento della precisione finale e ad un miglioramento del tempo necessario all’algoritmo per il calcolo. In fact, even in this case with mathematical methods it is possible to correlate the two pairs of series of position measurements, arriving in the event of convergence to a refinement of the final precision and an improvement in the time required by the algorithm for the calculation.
Nelle stazioni di attracco e controllo i segnali dei sensori vengono elaborati in un quadro protetto 21 montato a parete della galleria, al quale possono venire interfacciate, dove necessario e con il passo voluto, telecamere fisse di monitoraggio a luce visibile. In the docking and control stations, the sensor signals are processed in a protected panel 21 mounted on the tunnel wall, to which fixed visible light monitoring cameras can be interfaced, where necessary and with the desired pitch.
Gli stessi quadri 21, in questo caso, forniscono anche l’alimentazione elettrica alla piastra di attacco automatico alla quale, in ogni stazione di attracco e controllo, può collegarsi una qualunque delle unità mobili 12 della galleria traslando lungo la rotaia integrata. The same panels 21, in this case, also provide power to the automatic coupling plate to which, in each docking and control station, any of the mobile units 12 of the tunnel can be connected by moving along the integrated rail.
L’impianto così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. The system thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all falling within the scope of the inventive concept.
Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements.
In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica. In practice, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.
Claims (13)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| IT001117A ITMI20131117A1 (en) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | DEVICE AND PROCEDURE FOR DETECTION, LOCALIZATION AND SHUTDOWN OF A FIRE |
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Family Applications (1)
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| IT001117A ITMI20131117A1 (en) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | DEVICE AND PROCEDURE FOR DETECTION, LOCALIZATION AND SHUTDOWN OF A FIRE |
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2013
- 2013-07-03 IT IT001117A patent/ITMI20131117A1/en unknown
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