NL9300668A

NL9300668A - Liquid extinguishing agent

Info

Publication number: NL9300668A
Application number: NL9300668A
Authority: NL
Original assignee: Rudolph Arthur Marinus Kooijma
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-11-16

Abstract

The liquid extinguishing agent provided according to the invention contains water with a thickener such as amorphous SiO2 dissolved therein. This provides a tacky, thixotropic mixture containing hydroxyl groups. This extinguishing agent (extinguishing medium) forms a liquid fire blanket on the source of fire to be extinguished, and its effectiveness increases by evaporation of water. If required, it is possible to add a foaming agent or other substances which further enhance the extinguishing efficiency (extinguishing effect).

Description

Vloeibaar BlusmiddelLiquid Extinguishing Agent

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een vloeibaarblusmiddel, teneinde brand- schroei- en gloeihaarden en dergelijke tedoven. Een bekend blusmiddel is water, veelal voorzien van eenbevochtigingsmiddel. Dit is een goedkoop blusmiddel, dat gemakkelijk ingrote hoeveelheden kan worden aangevoerd, en geen bijzonderevoorzorgsmaatregelen vereist met betrekking tot de bescherming van mensen milieu. Nadeel van water als blusmiddel is, dat dit gemakkelijkwegspat en wegstroomt, waardoor voortdurend blusmiddel in grotehoeveelheden moet worden toegevoerd aan de te blussen haard. Bluswaterheeft dientengevolge een gering verstikkend effect, en kan alleen terkoeling van de haard dienen. Met het wegvloeiende water worden allerleiverbrandingsprodukten over de omgeving verspreid.The present invention relates to a liquid extinguishing agent in order to extinguish fire sear and incinerators and the like. A known extinguishing agent is water, often provided with a humectant. This is an inexpensive extinguishing agent, which can easily be supplied in large quantities, and does not require any special precautions regarding the protection of human environment. A drawback of water as an extinguishing agent is that it easily splashes and flows away, so that extinguishing agent must be continuously supplied in large quantities to the fire to be extinguished. As a result, extinguishing water has a small suffocating effect and can only serve to cool the fireplace. With the draining water, all kinds of combustion products are spread around the area.

Wegens de geringe verstikkingseffekten van bluswater, wordt vaakeen sterk schuimend blusmiddel gebruikt. Beoogd wordt, met het schuim eendeken over het te blussen object te leggen, om aldus de haard teverstikken. Echter kan het schuim door de wind weggeblazen worden,waardoor de afstand tussen spuitmond en haard relatief gering is tenopzichte van het gebruik van bluswater. Daarnaast heeft schuim tenopzichte van bluswater een gering soortelijk gewicht, en dientengevolgeeen gering koeleffekt per volume-eenheid. Dientengevolge is het vereist,per tijdseenheid bijzonder grote hoeveelheden schuim op bijvoorbeeld eenbrandend object te spuiten.Due to the low suffocation effects of extinguishing water, a strong foaming extinguishing agent is often used. The aim is to place a blanket over the object to be extinguished with the foam, so as to suffocate the fire. However, the foam can be blown away by the wind, so that the distance between the nozzle and the fireplace is relatively small compared to the use of extinguishing water. In addition, foam compared to extinguishing water has a low specific weight, and consequently a low cooling effect per unit volume. As a result, it is required to spray particularly large amounts of foam per unit time on, for example, a burning object.

Doel van de onderhavige uitvinding is, een blusmiddel teverschaffen met per volume-eenheid zowel een groot verstikkend effect alseen groot koeleffekt.The object of the present invention is to provide an extinguishing agent with both a large suffocating effect and a large cooling effect per unit volume.

Hiertoe wordt een blusmiddel voorgesteld, waarbij aan de vloeistofeen verdikkingsmiddel is toegevoegd. Door toevoeging van ditverdikkingsmiddel, dat bij voorkeur een tixotroop mengsel vormt, wordtopspatten van het blusmiddel bij het opspuiten verminderd, en blijft hetblusmiddel min of meer "plakken" op de haard. Door het tixotrope karaktervan het blusmiddel is dit nog goed te verspuiten, zelfs met een spuitmondvan relatief geringe diameter. Dientengevolge kan het blusmiddel vanafrelatief grote afstand op de haard worden gespoten. Door de verminderdeneiging tot spatten, en doordat het blusmiddel volgens de uitvinding aande haard blijft "hangen", is het contact tussen de te blussen haard enhet blusmiddel inniger en langduriger, waarmee een hoog koel- enverstikkingseffekt wordt bereikt.For this purpose, an extinguishing agent is proposed, in which a thickening agent is added to the liquid. The addition of this thickening agent, which preferably forms a thixotropic mixture, reduces splashing of the extinguishing agent upon spraying and the extinguishing agent more or less "sticks" to the hearth. Due to the thixotropic character of the extinguishing agent, it is still easy to spray, even with a nozzle of relatively small diameter. As a result, the extinguishing agent can be sprayed on the fireplace from a relatively great distance. Due to the reduced splashing tendency, and because the extinguishing agent according to the invention "hangs" on the fire, the contact between the fire to be extinguished and the extinguishing agent is more intimate and long-lasting, thus achieving a high cooling and suffocation effect.

Wanneer het verdikkingsmiddel enigszins in de vloeistof van het blusmiddel oplosbaar is, wordt hiermee een kookpuntverhoging veroorzaakt, ί en dientengevolge een verbeterd koeleffekt van het blusmiddel. Daarnaast ' wordt de oplosbaarheid van zuurstof in het vloeibare blusmiddelverminderd, hetgeen bijdraagt aan het verstikkende effect daarvan.When the thickener is slightly soluble in the liquid of the extinguishing agent, this causes a boiling point increase, and consequently an improved cooling effect of the extinguishing agent. In addition, the solubility of oxygen in the liquid extinguishing agent is reduced, which contributes to its suffocating effect.

Tengevolge van verdamping van vloeistof uit het op de haard gespotenblusmiddel, ontstaat een indikeffect van het blusmiddel op de haard.As a result of evaporation of liquid from the extinguishing agent sprayed on the fireplace, a thickening effect of the extinguishing agent on the fireplace occurs.

Daarmee wordt de hechting van het blusmiddel aan de haard versterkt, enhet op de haard ingedikte blusmiddel vormt een betrouwbare hechtlaag voorvers opgespoten blusmiddel. Hiermee wordt het innige contact van hetblusmiddel en de haard nog eens extra versterkt, evenals het koel- enverstikkingseffect daarvan. Voorts is het blusmiddel beter in staatverbrandingsgassen, zoals zwaveldioxide of zwaveltrioxide op te nemen,welke kunnen oplossen in de vloeistof van het blusmiddel, en een extrakookpuntverhoging kunnen veroorzaken. Aangezien het blusmiddel een min ofmeer vloeibare "deken" op de haard vormt, worden voortsverbrandingsgassen, zoals C02, onder die deken gevangen, waarmee eenextra verstikkend effect optreedt. Daarmee wordt tevens het risico vanvergiftiging door inademing van giftige stoffen, welke bij de brandkunnen vrijkomen, zoals HCN en HC1, verminderd. Immers kunnen die stoffen(gassen) moeilijk door de deken van het dixotrope blusmiddel heendringen,of zij lossen op in het blusmiddel.This strengthens the adhesion of the extinguishing agent to the fireplace, and the extinguishing agent thickened on the fireplace forms a reliable adhesive layer for freshly sprayed extinguishing agent. This further enhances the intimate contact of the extinguishing agent and the fire, as well as the cooling and suffocation effect thereof. Furthermore, the extinguishing agent is better able to incorporate combustion gases, such as sulfur dioxide or sulfur trioxide, which can dissolve in the liquid of the extinguishing agent and cause an additional boiling point increase. Since the extinguishing agent forms a more or less liquid "blanket" on the hearth, combustion gases, such as CO2, are trapped under that blanket, providing an additional suffocating effect. This also reduces the risk of poisoning by inhalation of poisonous substances that are released during burning, such as HCN and HC1. After all, these substances (gases) can hardly penetrate the blanket of the dixotropic extinguishing agent, or they dissolve in the extinguishing agent.

Aldus kan met hetzelfde bluseffekt worden volstaan met eengeringere hoeveelheid blusmiddel, en er bestaat minder kans datblusmiddel naar de omgeving wegvloeit. Door de verbeterde opname vanverschillende verbrandingsstoffen, kunnen ook deze niet naar de omgevingwegvloeien. Voorts brengt het gebruik van het blusmiddel volgens deonderhavige uitvinding een geringere belasting voor bijvoorbeeld de pompvoor het verpompen van het blusmiddel teweeg.Thus, with the same extinguishing effect, a smaller amount of extinguishing agent suffices, and there is less chance of extinguishing agent flowing to the environment. Due to the improved absorption of various combustion substances, these too cannot flow to the surrounding environment. Furthermore, the use of the extinguishing agent according to the present invention produces a lower load, for example on the pump for pumping the extinguishing agent.

Om de eigenschappen van het blusmiddel volgens de onderhavigeuitvinding verder te verbeteren, kan daaraan eventueel nog eenschuimmiddel worden toegevoegd.In order to further improve the properties of the extinguishing agent according to the present invention, a further foaming agent can optionally be added.

Het blusmiddel volgens de onderhavige uitvinding is op voordeligewijze te verkrijgen uit een mengsel van water en amorf Si02. Dit amorfSi02 wordt bijvoorbeeld geleverd door Degussa A.G., Duitsland of CabotCorporation, Tascola IL, Verenigde Staten van Amerika, onder deaanduiding "Synthetisch amorf Fumed Silica", "CAB-O-SIL", o.a. de typenM5; L-90; MS-75D; HS-5; H-5; MS-55; PTG; LM-150; LM-150D; LM-130. Ditamorf Si02 is opgebouwd uit korreltjes met een gemiddelde diameter van 7tot 30 milimicron, samengevoegd tot een vertakt of semi-vertaktdriedimensionale structuur. Hoewel verwacht wordt dat voor een voordelige werking van het blusmiddel het aandeel Si02 daarin tenminste 10 vol.%dient te zijn, lijkt het, dat geen specifieke eisen aan de concentratieSi02 in de vloeistof behoeven te worden gesteld. Immers zal uit het op dehaard gespoten blusmiddel vloeistof verdampen, waardoor automatisch deconcentratie van het verdikkingsmiddel in het blusmiddel stijgt.The extinguishing agent of the present invention is advantageously obtainable from a mixture of water and amorphous SiO2. This amorphous SiO2 is supplied, for example, from Degussa A.G., Germany or CabotCorporation, Tascola IL, United States of America, under the designation "Synthetic Amorphous Fumed Silica", "CAB-O-SIL", inter alia, types M5; L-90; MS-75D; HS-5; H-5; MS-55; PTG; LM-150; LM-150D; LM-130. Ditamorph SiO2 is composed of granules with an average diameter of 7 to 30 milimicron, combined into a branched or semi-branched three-dimensional structure. Although it is expected that for an advantageous action of the extinguishing agent the proportion of SiO2 should be at least 10% by volume, it seems that no specific requirements have to be imposed on the concentration of SiO2 in the liquid. After all, liquid will evaporate from the extinguishing agent sprayed on the hearth, whereby the concentration of the thickener in the extinguishing agent automatically increases.

Een verder voordeel verschaft Si02, maar ook andereverdikkingsmiddelen, ten gevolge van het bijzonder grote specifiekeoppervlak daarvan. Na volledige verdamping van het blusmiddel blijft hetverdikkingsmiddel als droge (poedervormige) stof achter. Dit zal van dehaard opdwarrelen, en hoger in de lucht afkoelen. Door condensatie vanwaterdamp op het droge verdikkingsmiddel in een zeer waterdamprijkeomgeving, zal het verdikkingsmiddel weer neerslaan, hetgeen opnieuw eenkoeleffect veroorzaakt.A further advantage provides SiO2, but also other thickening agents, due to its particularly large specific surface area. After complete evaporation of the extinguishing agent, the thickener remains as a dry (powdery) substance. This will swirl up from the fireplace and cool higher in the air. By condensation of water vapor on the dry thickener in a very water vapor-rich environment, the thickener will precipitate again, again causing a cooling effect.

Het blusmiddel kan van te voren worden samengesteld. Echter kan ooktijdens het blussen het verdikkingsmiddel, bijvoorbeeld in hetspuitmondstuk, aan de vloeistof worden bijgemengd.The extinguishing agent can be pre-formulated. However, the thickening agent, for example in the spray nozzle, can also be mixed with the liquid during extinguishing.

In verband met van te voren te prepareren blusmiddel verdient hetde voorkeur, een verdikkingsmiddel te gebruiken dat in combinatie met devloeistof geen of slechts een geringe neiging tot uitzakken heeft.In connection with extinguishing agent to be prepared in advance, it is preferred to use a thickening agent which, in combination with the liquid, has little or no tendency to settle.

Bevindt het blusmiddel zich in een brandweerwagen, dan zal tijdens de ritnaar de te blussen haard voldoende menging in het vat optreden, zodatgeen specifieke eisen aan de mate van uitzakken van het verdikkingsmiddelbehoeven te worden gesteld.If the extinguishing agent is in a fire engine, sufficient mixing will occur during the drive to the fire to be extinguished, so that no specific requirements are imposed on the degree of thickening of the thickener.

Door het hoge verstikkingseffekt van het blusmiddel volgens deonderhavige uitvinding, kan het nablussen sterk worden beperkt. Met deonderhavige uitvinding is het nu mogelijk geworden, oliebranden metwater, waaraan het verdikkingsmiddel is toegevoegd, te blussen. Nog eenander voordeel van water met een verdikkingsmiddel als blusmiddel volgensde onderhavige uitvinding is, dat van brandende vloeistoffen, zoalsalcohol, water wordt onttrokken, en dientengevolge de vuurhaard opslechts een beperkt oppervlak wordt geconcentreerd.Due to the high choking effect of the extinguishing agent according to the present invention, the after-firing can be greatly limited. With the present invention it has now become possible to extinguish oil fires with water to which the thickener has been added. Another advantage of water with a thickener as the extinguishing agent of the present invention is that water is extracted from burning liquids, such as alcohol, and consequently the firebox is concentrated on only a limited area.

Een verder voordeel wordt met de onderhavige uitvinding verkregenuit een optredend zgn. "zelfbluseffect". Ten gevolge van de bijzondergoede koelende werking van het blusmiddel zullen daarmee relatief koudezones worden gevormd rondom de haard, alwaar vanaf de haard afkomstigwaterdamp kan condenseren. Dit gecondenseerde waterdamp kan weer naar dehaard terugvloeien, om opnieuw een koeleffect te verschaffen. Eventueelmet dit condens meegevoerd verdikkingsmiddel draagt weer bij totversterking van de werking van het blusmiddel op de haard zelf.A further advantage is obtained with the present invention from a so-called "self-extinguishing effect". As a result of the particularly good cooling effect of the extinguishing agent, relatively cold zones will thereby be formed around the hearth, where water vapor from the hearth can condense. This condensed water vapor can flow back to the hearth, again to provide a cooling effect. Thickener, if any, entrained with this condensation again contributes to enhancing the effect of the extinguishing agent on the fireplace itself.

Een verdikkingsmiddel zoals Si02, verschaft hydroxyl-groepen, die het verdikkingsmiddel hydrofiel maken, waardoor in bijvoorbeeld watergemakkelijk een verdikte, tixotrope vloeistof wordt gevormd. Van naturepolaire vloeistoffen, zoals water, krijgen in combinatie met hetverdikkingsmiddel als bijzondere eigenschap de mogelijkheid om zich ookte hechten op a-polaire stoffen, zoals vele kunststoffen.A thickening agent such as SiO 2 provides hydroxyl groups which render the thickening agent hydrophilic, whereby a thickened, thixotropic liquid is easily formed in, for example, water. In combination with the thickener, natural polar liquids, such as water, have the special property of being able to adhere to non-polar substances, such as many plastics.

Een voorbeeld van de samenstelling en het gebruik van hetblusmiddel volgens de onderhavige uitvinding is als volgt:An example of the composition and use of the extinguishing agent of the present invention is as follows:

Een mengsel van 10 vol. % Si02 in water wordt gevormd, waarbij hetSi02 zo volledig mogelijk wordt gedispergeerd. Daarmee wordt eenverdikte, tixotrope vloeistof verkregen, die gemakkelijk met bijvoorbeeldeen verfspuit is te vernevelen. Dit mengsel vertoont nauwelijksuitzakking. Vervolgens wordt het blusmiddel gespoten op een brandendobject. Zodra het blusmiddel in contact komt met het object, begint ditonmiddellijk warmte daaraan te onttrekken. Daarnaast verspreidt het zichals een vrijvloeiende vloeistof over het object, en dekt het aldus af.Binnen een fractie van een seconde heeft het blusmiddel zich gelijkmatigover het object verspreid, en heeft de kooktemperatuur bereikt.Dientengevolge treedt verdikking van het zich op het object bevindendeblusmiddel op, waardoor de hechting aan het object toeneemt, evenals deverstikkende werking daarvan. Uit de vuurhaard ontsnappend gas wordtondertussen geabsorbeerd in het blusmiddel, en lost daarin gedeeltelijkop. Daarmee wordt brandstof aan de vuurhaard onttrokken, en wordttegelijkertijd het kookpunt van het blusmiddel verhoogt, zodat vertragingvan het indikken optreedt. Gelijktijdig neemt de toevoer van zuurstofdramatisch af, terwijl het blusmiddel zelf ook nauwelijks alszuurstofbron is te beschouwen. Uit het blusmiddel ontsnappend brandbaargas is nu gekoeld tot onder het ontvlampunt daarvan. Deze gassen vormeneen extra laag over de vuurhaard en het blusmiddel, waarmee toevoer vanzuurstof nog verder wordt beperkt. Door de uitstoot van waterdamp uit hetblusmiddel wordt de afdekkende "gasdeken" aangevuld.A mixture of 10 vol. % SiO2 in water is formed, dispersing the SiO2 as completely as possible. A thickened, thixotropic liquid is hereby obtained, which is easy to atomize with, for example, a paint sprayer. This mixture hardly shows sag. Then the extinguishing agent is sprayed on a burning object. As soon as the extinguishing agent comes into contact with the object, it immediately starts to extract heat from it. In addition, it spreads as a free-flowing liquid over the object, thus covering it. Within a fraction of a second, the extinguishing agent has spread evenly over the object, and has reached the boiling temperature. As a result, thickening of the extinguishing agent on the object occurs, increasing adhesion to the object and its suffocating effect. Gas escaping from the seat of the fire is meanwhile absorbed in the extinguishing agent, and partially dissolves therein. This draws fuel from the seat of the fire, while at the same time increasing the boiling point of the extinguishing agent, so that thickening slows down. At the same time, the supply of oxygen dramatically decreases, while the extinguishing agent itself can hardly be regarded as an oxygen source. Combustible gas escaping from the extinguishing agent has now cooled below its flash point. These gases form an extra layer over the seat of the fire and the extinguishing agent, which further limits the supply of oxygen. The covering "gas blanket" is supplemented by the emission of water vapor from the extinguishing agent.

Aldus wordt met de onderhavige uitvinding een vloeibare,brandwerende deken verschaft, welke grote voordelen heeft ten opzichtevan de bekende brandwerende deken op basis van weefsels. Deze bekendebranddeken heeft hoofdzakelijk een verstikkende werking, maar heeftnauwelijks koelcapaciteit. Hoewel veelal een bevochtigde deken gebruiktwordt, zal het vocht op zeer korte termijn uit die deken verdampt zijn,waarmee de deken gasdoorlatend is geworden. Ongekoeld, en dus heet,brandbaar gas kan diffunderen door die deken, om vervolgens boven dedeken opnieuw tot ontbranding te komen indien de omgevingstemperatuurhoog genoeg is. Daarnaast moet men, voor het aanbrengen van de bekende brandwerende deken, zich dicht bij de te blussen haard bevinden.Thus, with the present invention there is provided a liquid fire resistant blanket, which has great advantages over the known fabric based fire resistant blanket. This known fire blanket mainly has a suffocating effect, but hardly any cooling capacity. Although a moistened blanket is often used, the moisture will have evaporated from that blanket in the very short term, making the blanket gas permeable. Uncooled, and therefore hot, flammable gas can diffuse through that blanket, then ignite again above the blanket if the ambient temperature is high enough. In addition, before applying the known fire-resistant blanket, one must be close to the fire to be extinguished.

Natuurlijk komen ook andere (minerale) verdikkingsmiddelen dan Si02in aanmerking voor het vloeibare blusmiddel volgens de onderhavigeuitvinding. Bijvoorbeeld stoffen uit de fyllosilicaatgroep, deamfibolengroep, hydroxygroep houdende aluminiumsilicaten, zoalsbentoniet, de kandiet groep, de illietgroep, zoals mica, klei, mineralen,de hydromica groep, de smectiet groep, de vermiculiet groep, depolygorskiet groep, maar ook gommen, zetmelen, suikers, waterglas. Vanbelang is, dat een tixotroop, verdikt mengsel wordt verkregen, datenigszins kleverig van aard is.Of course, other (mineral) thickeners than SiO2 are also eligible for the liquid extinguishing agent according to the present invention. For example substances from the phyllosilicate group, the deamphibole group, hydroxy group containing aluminum silicates, such as bentonite, the kandite group, the illite group, such as mica, clay, minerals, the hydromica group, the smectite group, the vermiculite group, the polygorskite group, but also gums, starches, sugars , water glass. It is important to obtain a thixotropic thickened mixture which is slightly tacky in nature.

Claims

Extinguishing agent comprising a liquid, characterized in that a thickening agent is added to the liquid.

Extinguishing agent according to claim 1, characterized in that the thickening agent is partially soluble in the liquid.

Extinguishing agent according to claim 1 or 2, wherein the liquid consists essentially of water, characterized in that the thickener mainly comprises amorphous SiO2.

Extinguishing agent according to claim 3, characterized in that the amorphous SiO 2 has a size varying in the range from 3 to 5, in particular 7 to 30 milimicron.

4 CONCLUSIONS;

Extinguishing agent according to claim 3 or 4, characterized in that the concentration of the thickening agent in the solvent is at least 5% by volume.

Extinguishing agent according to any one of the preceding claims, characterized in that it is thixotropic.

Extinguishing agent according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickener contains hydroxyl groups.

Extinguishing agent according to any one of the preceding claims, characterized in that it contains a foaming agent.

Amorphous SiO2 for mixing with a liquid, such as water, for preparing a liquid extinguishing agent according to any one of the preceding claims.