RU2087170C1

RU2087170C1 - Method for three-dimensional fire extinguishing

Info

Publication number: RU2087170C1
Application number: RU96108058/12A
Authority: RU
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ"
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: fire-extinguishing equipment. SUBSTANCE: method involves providing complete combustion of incomplete combustion products till the latter are completely oxidized by oxygen of air; performing neutralization of nitric oxide. As a result of complete combustion and following cooling of combustion products, efficiency and safety usage of generators is increased. Aerosole is effectively cooled by liquid aerosole supplied into tube spacing from available cooling system. Ambient air and any gas oxidizer may be used as combustion product oxidizer. Generator may operate under pressure to provide for air ejection and increase aerosole flow length, as well as without pressure. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, преимущественно к предупреждению и тушению пожара в замкнутом объеме. В современном пожаротушении объемное тушение основано на создании в защищаемом объеме среды, не поддерживающей горения. В качестве огнетушащих составов используют инертные разбавители (углекислый газ, азот, аргон, водяной пар), летучие ингибиторы - галоидосодержащие вещества, порошковые огнетушащие составы (Баратов А.Н. Иванов Е.М. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. М. Химия, 1979). The invention relates to fire fighting equipment, primarily to preventing and extinguishing a fire in a confined space. In modern fire extinguishing, volumetric extinguishing is based on creating an environment in the protected volume that does not support combustion. Inert extinguishing agents use inert diluents (carbon dioxide, nitrogen, argon, water vapor), volatile inhibitors — halogen-containing substances, powder extinguishing agents (Baratov AN Ivanov EM Fire extinguishing at the enterprises of the chemical and oil refining industry. M. Chemistry , 1979).

Известные способы объемного пожаротушения инертными разбавителями не позволяют их применять для тушения щелочных и щелочно-земельных металлов, некоторых гидридов металлов и соединений, в молекулы которых входит кислород. Known methods of volumetric fire extinguishing with inert diluents do not allow them to be used to extinguish alkali and alkaline-earth metals, some metal hydrides and compounds in the molecules of which oxygen is included.

При устройстве систем объемного тушения имеются ограниченные возможности способа по размерам защищаемых помещений (при очень большом объеме помещения трудно обеспечить подачу требуемого количества газа за допустимое время), необходим учет возможности поражения людей, вызываемого удушьем (требуются сигнализирующие устройства, предупреждающие о пуске системы тушения в действие). When installing volumetric extinguishing systems, there are limited possibilities of the method for the size of the protected rooms (with a very large volume of the room it is difficult to supply the required amount of gas in an acceptable amount of time), it is necessary to take into account the possibility of injuring people caused by suffocation (signaling devices warning about putting the extinguishing system into operation are required )

Тушение галоидосодеращими соединениями (хладонами) имеет ряд недостатков. Эти вещества могут оказывать токсическое воздействие на человека, образующиеся при пожаротушении хладонами продукты их термического разложения характеризуются высокой коррозионной активностью. Кроме того, наиболее пожароопасные помещения традиционно защищаются мощными системами объемного пожаротушения, в которых используются хладоны. Однако проведение международных мероприятий по охране озонового слоя Земли в соответствии с Монреальским протоколом (1987 г.) потребует сокращения использования упомянутых хладонов, как веществ с высоким озоноразрушающим потенциалом, к 1995 г. наполовину, а к 2000 г. полное запрещение их применения. Quenching with halide-containing compounds (freons) has several disadvantages. These substances can have a toxic effect on humans, the products of their thermal decomposition resulting from the use of chladones by chladones are characterized by high corrosivity. In addition, the most fire hazardous areas are traditionally protected by powerful volumetric fire extinguishing systems that use freon. However, the implementation of international measures for the protection of the ozone layer of the Earth in accordance with the Montreal Protocol (1987) will require a reduction in the use of the said chladones as substances with high ozone-depleting potential by half by 1995 and a complete ban on their use by 2000.

Известны системы для объемного пожаротушения, в которых использованы хладоновые установки (см. например, патент Великобритания N 2020971, МКИ A 62 C 37/00, НКИ A 5 A, 1979 г.). Недостатком таких установок является вредное влияние хладонов на окружающую среду, кроме того эти установки имеют достаточно большие массо-габаритные характеристики, что снижает эффективность их использования для тушения пожаров на транспорте, например в авиации. Known systems for volumetric fire extinguishing, in which freon units are used (see, for example, UK patent N 2020971, MKI A 62 C 37/00, NCI A 5 A, 1979). The disadvantage of such installations is the harmful effect of freon on the environment, in addition, these units have sufficiently large mass-dimensional characteristics, which reduces the effectiveness of their use for fighting fires in transport, for example, in aviation.

Известно устройство для объемного тушения пожаров, содержащее корпус с выходным отверстием, заряд, генерирующий огнетушащее вещество, и узел инициирования (заявка Великобритании N 2028127, МКИ A 62 C 13/22, 1980 г.) В этом устройстве при срабатывании узла инициирования воспламеняется пиротехнический или твердотопливный заряд, газообразные продукты сгорания которого являются огнетушащим веществом и поступая через выходное отверстие в зону пожара осуществляют его тушение. Однако это устройство имеет недостаточную эффективность, обусловленную низкой огнетушащей способностью газообразных продуктов горения, являющихся инертными разбавителями. A device for volumetric fire extinguishing, comprising a housing with an outlet, a charge generating a fire extinguishing agent, and an initiation unit (UK application N 2028127, MKI A 62 C 13/22, 1980). In this device, when the initiation unit is triggered, a pyrotechnic or solid propellant charge, the gaseous products of combustion of which are fire extinguishing substance and extinguishing it through the outlet in the fire zone. However, this device has a lack of efficiency due to the low fire extinguishing ability of the gaseous products of combustion, which are inert diluents.

Известен способ получения огнетушащей смеси, в котором при сжигании заряда пиротехнической композиции образуется смесь твердых частиц и инертных газов. Высокая дисперсность данных частиц, их химическая природа и свежеобразованная поверхность обуславливают высокую огнетушащую эффективность (международная заявка PCT/RU 92/00071, МКИ A 62 D 1/00; A 62 C 5/02, 1992). A known method of producing a fire extinguishing mixture, in which when the charge of the pyrotechnic composition is burned, a mixture of solid particles and inert gases is formed. The high dispersion of these particles, their chemical nature and the freshly formed surface cause high fire extinguishing efficiency (international application PCT / RU 92/00071, MKI A 62 D 1/00; A 62 C 5/02, 1992).

Однако этот способ имеет ряд недостатков. Высокая температура продуктов сгорания приводит к повышению среднеобъемной температуры внутри защищаемого помещения, что приводит к вредному воздействию на живые организмы, находящиеся внутри помещения и материальные ценности (например, документы, картины и т.д.), а при охлаждении аэрозоля в продуктах сгорания резко возрастает наличие непрореагировавших элементов и, как следствие, в огнетушащей среде NH₃, CO, окись азота и других продуктов, кроме того в процессе горения пиротехнических, твердотопливных смесевых и балиститных аэрозолеобразующих огнетушащих составов (АОС), кроме основных газоаэрозольных продуктов огнетушащего действия, выделяются и газообразные продукты неполного сгорания органических компонентов (NH₃, H₂, CHx), а также оксиды азота (NOx), что приводит к загрязнению этими продуктами окружающей среды.However, this method has several disadvantages. The high temperature of the combustion products leads to an increase in the volumetric average temperature inside the protected room, which leads to harmful effects on living organisms inside the building and material values (for example, documents, paintings, etc.), and when the aerosol is cooled in the combustion products it increases sharply the presence of unreacted elements and, as a result, in the fire extinguishing medium NH ₃ , CO, nitric oxide and other products, in addition, during the combustion of pyrotechnic, solid fuel mixed and ballistic aerosols In addition to the main gas aerosol products of fire extinguishing action, gaseous products of incomplete combustion of organic components (NH ₃ , H ₂ , CHx), as well as nitrogen oxides (NOx), which lead to pollution of these products by the environment, are emitted.

Согласно предлагаемому способу тушение проводят ингибирующим действием на пламя поверхностью конденсированной фазы аэрозоля, образуемого при сгорании твердого топлива, заряда пиротехнического состава, размещенного заранее в защищаемом объеме, причем продукты сгорания сначала дожигают кислородсодержащим окислителем, например, воздухом, а затем уже охлаждают до нужной температуры, при этом решается задача получения экологически чистой среды, не поддерживающей горение для введения в защищаемый объем. According to the proposed method, the quenching is carried out by an inhibitory effect on the flame by the surface of the condensed phase of an aerosol generated during the combustion of solid fuel, a pyrotechnic charge placed in advance in a protected volume, the combustion products being first burned with an oxygen-containing oxidizing agent, for example, air, and then cooled to the desired temperature, this solves the problem of obtaining an environmentally friendly environment that does not support combustion for introduction into the protected volume.

В эжекционном потоке обеспечивается дожигание продуктов неполного сгорания до их полного окисления за счет кислорода воздуха (2CO+O₂ → 2CO₂; 2NH₃+1,5O₂ L N₂+3H₂O; 2H₂+O₂ L 2H₂O; CHx+O₂ L CO₂+H₂O) а также нейтрализация оксидов азота (NOx+CO L N₂+CO₂; NOx+NH₃ L N₂+H₂O; NOx+H₂ L N₂+H₂O; NOx+CHx L N₂+H₂O+CO₂).In the ejection flow, the products of incomplete combustion are burned to complete oxidation due to atmospheric oxygen (2CO + O ₂ → 2CO ₂ ; 2NH ₃ + 1,5O ₂ LN ₂ + 3H ₂ O; 2H ₂ + O ₂ L 2H ₂ O; CHx + O ₂ L CO ₂ + H ₂ O) as well as the neutralization of nitrogen oxides (NOx + CO LN ₂ + CO ₂ ; NOx + NH ₃ LN ₂ + H ₂ O; NOx + H ₂ LN ₂ + H ₂ O; NOx + CHx LN ₂ + H ₂ O + CO ₂ ).

В результате дожигания и последующего охлаждения продуктов сгорания AOC можно повысить эффективность генераторов огнетушащего аэрозоля и безопасность их применения. As a result of the afterburning and subsequent cooling of the AOC combustion products, it is possible to increase the efficiency of the extinguishing aerosol generators and the safety of their use.

Генератор аэрозоля для осуществления этого способа представлен на чертеже. The aerosol generator for implementing this method is presented in the drawing.

Генератор аэрозоля состоит из корпуса 1, выходного сопла 2, инициирующего устройства 3 заряда 5, эжекционного насадка 6, блока охладителя 7. В корпусе 1 для подвода воздуха к эжекционному насадку имеются отверстия 9. После срабатывания инициирующего устройства происходит воспламенение заряда из огнетушащего состава. Продукты сгорания, выходя из сопла, эжектируют воздух и перемешиваются с ним в трубе 8, где происходит дожигание продуктов сгорания до полного их окисления и последующее их охлаждение до необходимой температуры. Использование предлагаемого способа объемного пожаротушения аэрозольными составами обеспечит по сравнению с существующим способом более высокую эффективность тушения и отсутствие в продуктах сгорания вредных для человеческой жизни газов. The aerosol generator consists of a housing 1, an output nozzle 2, an initiating device 3 of charge 5, an ejection nozzle 6, a cooler block 7. In the housing 1 there are openings 9 for supplying air to the ejection nozzle 9. After the triggering device is triggered, a charge ignites from the extinguishing composition. The combustion products leaving the nozzle eject air and mix with it in a pipe 8, where the combustion products are burned to their complete oxidation and then cooled to the required temperature. Using the proposed method of volumetric fire extinguishing with aerosol formulations will provide, in comparison with the existing method, higher extinguishing efficiency and the absence of gases harmful to human life in combustion products.

Реализация способа объемного пожаротушения осуществляется с помощью предлагаемого устройства, причем в зависимости от требований к выходной температуре аэрозоля и длине ее струи блок охлаждения может состоять из нескольких труб, в которых коаксиально расположены расходные сопла. Тем самым одна мощная струя разбивается на несколько более мелких вследствие чего достигается лучшее перемешивание с воздухом, а следовательно, и эффективное дожигание непрореагировавших продуктов сгорания. Наиболее эффективное охлаждение аэрозоля будет происходить жидким охладителем, подаваемым в междутрубное пространство из существующей системы охлаждения, например, автомобиля или дизеля на морских судах. Вместе с тем, охлаждение аэрозоля безконтактным способом (т. е. исключен непосредственный контакт аэрозоля с хладагентом) исключает "загрязнение" аэрозоля продуктами разложения хладагента, добиваясь исключительно высокой экологической чистоты. The implementation of the method of volumetric fire extinguishing is carried out using the proposed device, and depending on the requirements for the outlet temperature of the aerosol and the length of its jet, the cooling unit may consist of several pipes in which the nozzle is disposed coaxially. Thus, one powerful jet is divided into several smaller ones, as a result of which better mixing with air is achieved, and consequently, effective afterburning of unreacted combustion products. The most effective cooling of the aerosol will occur with a liquid cooler supplied to the annular space from the existing cooling system, for example, a car or diesel engine in marine vessels. At the same time, non-contact cooling of the aerosol (that is, direct contact of the aerosol with the refrigerant is excluded) eliminates the "pollution" of the aerosol with the products of the decomposition of the refrigerant, achieving extremely high environmental cleanliness.

В качестве окислителя продуктов сгорания может выступать, как окружающая среда воздух, так и любой другой газовый окислитель. As an oxidizing agent of the combustion products, air, as well as any other gas oxidizing agent, can act.

В этом случае генератор может работать как под давлением (для обеспечения эжекции воздуха и длине струи аэрозоля), так и без давления. In this case, the generator can operate both under pressure (to ensure air ejection and the length of the aerosol jet), and without pressure.

Claims

1. The method of volumetric fire extinguishing, which consists in the fact that pre-cooled combustion products are introduced into the protected volume until a medium that does not support combustion is obtained in the protected volume, characterized in that the products of incomplete combustion of solid fuel before cooling are oxidized with an oxygen-containing oxidizing agent in the ejection stream.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ambient air is used as the oxygen-containing oxidizing agent.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the cooling of the combustion products is carried out by a liquid cooler from existing cooling systems.