UA142019U

UA142019U - METHOD OF FIRE EXTINGUISHING

Info

Publication number: UA142019U
Application number: UAU201910355U
Authority: UA
Inventors: Альона Анатоліївна Гапоненко; Ірина Анатоліївна Гапоненко
Original assignee: Гапоненко Анатолій Леонідович
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2020-05-12

Abstract

Спосіб гасіння пожежі включає подачу рідкого робочого тіла в зону горіння, зниження температури в зоні горіння і витіснення атмосферного повітря із зони горіння. У зону горіння доставляють ємність, заздалегідь заповнену робочим тілом - рідким азотом із зарядом вибухової речовини та засобом ініціації, який пов'язаний з реєстратором висоти. При цьому після фіксації реєстратором висоти, заданої відстані від ємності до земної поверхні, подають управляючий сигнал у засіб ініціації і здійснюють вибух заряду вибухової речовини. При цьому за допомогою вибуху заряду вибухової речовини руйнують ємність з рідким азотом і розпиляють його над зоною горіння. При цьому розпиляючи рідкий азот знижують температуру в зоні горіння і при випаровуванні рідкого азоту витісняють атмосферне повітря з зони горіння, пригнічуючи відкрите полум'я.The method of extinguishing a fire includes the supply of liquid working fluid to the combustion zone, lowering the temperature in the combustion zone and displacing atmospheric air from the combustion zone. A container pre-filled with a working fluid - liquid nitrogen with an explosive charge and an initiation device, which is connected to the height recorder - is delivered to the combustion zone. In this case, after fixing the height of the recorder, the specified distance from the tank to the earth's surface, the control signal is fed to the means of initiation and carry out the explosion of the explosive charge. In this case, by means of an explosion, the charge of the explosive destroys the container with liquid nitrogen and sprays it over the combustion zone. At the same time spraying liquid nitrogen reduces the temperature in the combustion zone and the evaporation of liquid nitrogen displaces atmospheric air from the combustion zone, suppressing the open flame.

Description

Корисна модель належить до технології пожежогасіння, а саме до способів ліквідації пожеж, що виникають на значних площах, зокрема, в лісистій місцевості в умовах обмежених можливостей застосування води з довколишніх до пожеж водойм.The useful model belongs to the technology of fire extinguishing, namely to the methods of liquidation of fires that occur on large areas, in particular, in forested areas in conditions of limited possibilities of using water from reservoirs close to the fires.

Відомий спосіб гасіння пожежі з використанням аерозольних і порошкових складів для вогнегасіння (Патент Росії на винахід Мо 2111031).A known method of fire extinguishing using aerosol and powder compositions for fire extinguishing (Russian patent for the invention Mo 2111031).

При виникненні пожежі спочатку подають струмінь аерозольного складу для вогнегасіння, що сприяє частковому інгібіруванню полум'я і зменшенню конвективної колонки над вогнищем пожежі. Після створення над площею пожежі аерозольної хмари здійснюють подачу струменя порошкового складу для вогнегасіння. При цьому частки порошку проникають через усю висоту конвективної колонки, досягають площі пожежі і здійснюють гасіння на відкритих ділянках площі пожежі.In the event of a fire, a stream of aerosol composition is first supplied for fire extinguishing, which helps to partially inhibit the flame and reduce the convective column above the fire. After creating an aerosol cloud over the fire area, a jet of powder composition for fire extinguishing is supplied. At the same time, the powder particles penetrate through the entire height of the convective column, reach the fire area and carry out extinguishing in the open areas of the fire area.

Фронт порошкового складу, що рухається, за рахунок ежекції залучає до руху аерозольні частки. Аерозольні частки, як легші, проникають в усі частини вогнища пожежі і здійснюють гасіння в місцях, куди не можуть проникнути частки порошкового складу для вогнегасіння.The front of the moving powder composition attracts aerosol particles to the movement due to ejection. Aerosol particles, being lighter, penetrate into all parts of the fire and carry out extinguishing in places where the particles of the powder composition for fire extinguishing cannot penetrate.

Подачу порошкового складу здійснюють досягнувши заданої від концентрації аерозольного складу.Supply of the powder composition is carried out after reaching the given concentration of the aerosol composition.

При реалізації відомого способу забезпечується об'ємне гасіння пожежі при проникненні складів для вогнегасіння у важкодоступні місця, при цьому унеможливлюється поширення полум'я.In the implementation of the known method, volumetric fire extinguishing is ensured when fire extinguishing compounds penetrate into hard-to-reach places, while the spread of flames is prevented.

Недоліком відомого способу є складність його реалізації стосовно пожеж, що займають значну територію.The disadvantage of the known method is the complexity of its implementation in relation to fires that occupy a significant area.

Відомий спосіб передбачає двоеєтапну подачу хімічних сполук, що забезпечують гасіння пожежі. Вказані хімічні сполуки представлені у вигляді порошків, що складаються з дрібних і дрібнодисперсних частинок, які при дії на них надмірної температури розкладаються на компоненти, що забезпечують гасіння пожежі.The known method involves a two-stage supply of chemical compounds that ensure fire extinguishing. These chemical compounds are presented in the form of powders consisting of small and finely dispersed particles, which, when exposed to excessive temperature, decompose into components that ensure fire extinguishing.

Використання порошків зумовлює неможливість їх використання на значних площах займання. Істотним є те, що навіть при незначній швидкості вітру ефективність застосування порошкових засобів для гасіння пожежі є мінімальною.The use of powders leads to the impossibility of their use on large ignition areas. It is important that even with a slight wind speed, the effectiveness of using powder fire extinguishing agents is minimal.

Для гасіння пожежі в лісистій місцевості застосування порошків є високовитратним заходом, тому порошкові речовини доцільно застосовувати в умовах замкнутого простору приміщення відносно невеликої площі.To extinguish a fire in a wooded area, the use of powders is a high-cost measure, therefore, it is advisable to use powder substances in the conditions of a closed space of a room with a relatively small area.

Найбільш близьким аналогом є спосіб гасіння пожежі, заснований на використанні великого числа тонкостінних герметичних капсул, заповнених водою (чи іншою рідиною для пожежогасіння), які доставляють у вогнище пожежі (Патент Росії на винахід Мо 2295370).The closest analogue is the method of extinguishing a fire, based on the use of a large number of thin-walled hermetic capsules filled with water (or other liquid for fire extinguishing), which are delivered to the fire (Russian patent for the invention Mo 2295370).

Спосіб відрізняється тим, що диспергування води, що міститься в капсулах, здійснюється за рахунок теплової енергії пожежі, при цьому розміри капсул вибираються з розрахунку виникнення парових вибухів капсул при їх русі у вогнищі пригнічуваної пожежі.The method differs in that the dispersion of the water contained in the capsules is carried out at the expense of the thermal energy of the fire, while the dimensions of the capsules are selected based on the calculation of the occurrence of steam explosions of the capsules during their movement in the hearth of a suppressed fire.

Гасіння пожежі згідно з цим способом відбувається таким чином. Потрапляючи у вогнище пожежі, капсули з водою спочатку нагріваються до кипіння води, що міститься в них, а потім вибухають із-за часткового переходу води у пару і пов'язаного з цим росту тиску (паровий вибух). В результаті вода, що знаходиться в капсулах, переводиться в дрібні крапельки, які заповнюють зону пожежі і, завдяки їх великій питомій поверхні, забезпечують інтенсивний теплообмін з газовим середовищем пожежі.Extinguishing a fire according to this method takes place as follows. When caught in a fire, capsules with water are first heated until the water contained in them boils, and then explode due to the partial transition of water into steam and the associated increase in pressure (steam explosion). As a result, the water contained in the capsules is converted into small droplets that fill the fire zone and, thanks to their large specific surface area, provide intensive heat exchange with the gaseous environment of the fire.

На стадії доставки оболонка капсули стримує воду в капсулі від передчасного дроблення, тим самим збільшуючи дальність доставки, а при взаємодії з полум'ям оболонка стримує пару, що утворюється, накопичуючи пружну енергію, частина якої, після розриву оболонки йде на дроблення води в капсулі і кінетичну енергію руху крапельок.At the delivery stage, the capsule shell restrains the water in the capsule from premature crushing, thereby increasing the delivery range, and when interacting with the flame, the shell restrains the steam that is formed, accumulating elastic energy, part of which, after the rupture of the shell, goes to crushing the water in the capsule and kinetic energy of droplet movement.

Капсули з водою пропонується доставляти в зону пожежі яким-небудь зовнішнім джерелом.Capsules with water are suggested to be delivered to the fire zone by some external source.

Одним з варіантів може бути доставка капсул в потоці звичайного водяного струменя по навісній траєкторії. Вилітаючи з джерела струменя і рухаючись по траєкторіях, капсули потрапляють в зону пожежі. У нижній частині пожежі виникатимуть множинні парові вибухи капсул.One of the options can be the delivery of capsules in the flow of a regular water jet along a hinged trajectory. Taking off from the source of the jet and moving along the trajectories, the capsules fall into the fire zone. Multiple steam explosions of capsules will occur at the bottom of the fire.

Варіюючи розмір капсул, домагаються виникнення множинних парових вибухів капсул в найбільш гарячій зоні пожежі, що забезпечить зниження теплового потоку і створить тим самим найбільш сприятливі умови для припинення пожежі.By varying the size of the capsules, multiple steam explosions of the capsules are achieved in the hottest zone of the fire, which will ensure a decrease in the heat flow and thereby create the most favorable conditions for stopping the fire.

Як інший варіант доставки капсул в зону пожежі пропонується використання пневматичної гармати, що забезпечує високу початкову швидкість капсул.Another option for delivering capsules to the fire zone is the use of a pneumatic gun, which provides a high initial speed of the capsules.

Як ще один варіант гасіння пожежі, пропонується використовувати бомбу, що спочатку складається з компактної упаковки великого числа капсул з водою, яка руйнується на окремі бо капсули при руйнуванні корпусу. Для руйнування корпусу бомби може використовуватися стислий негорючий газ або інше пожежобезпечне джерело енергії. Після доставки бомби в пожежу, її руйнують, забезпечивши тим самим розліт капсул і заповнення ними зони пожежі з наступними множинними паровими вибухами.As another option for extinguishing the fire, it is proposed to use a bomb, which initially consists of a compact package of a large number of capsules with water, which breaks into individual capsules when the case is destroyed. Compressed non-flammable gas or other fire-safe energy source can be used to destroy the bomb casing. After the bomb is delivered to the fire, it is destroyed, thus ensuring the explosion of the capsules and their filling of the fire zone with subsequent multiple steam explosions.

Недоліком відомого способу є те, що його реалізація пов'язана з необхідністю виготовлення капсул, наповнених рідиною. Гасіння відомим способом практично не відрізняється від гасіння пожежі потоками води - усе залежить від її об'єму, який переміщають в зону пожежі.The disadvantage of the known method is that its implementation is associated with the need to manufacture capsules filled with liquid. Extinguishing by a known method is practically no different from extinguishing a fire with streams of water - everything depends on its volume, which is moved to the fire zone.

Використання капсул не є невиправданим, оскільки передбачуване вибухове руйнування капсул під дією високої температури може бути ефективним при її значному об'ємі. Спосіб передбачає наявність капсул незначного об'єму і, відповідно, при їх руйнуванні ефект від гасіння пожежі буде мінімальним.The use of capsules is not unreasonable, since the expected explosive destruction of capsules under the influence of high temperature can be effective with its significant volume. The method provides for the presence of capsules of a small volume and, accordingly, when they are destroyed, the effect of extinguishing the fire will be minimal.

Передбачувана реалізація способу шляхом використання ємності з капсулами, яку скидають в зону займання, малоефективна через те, що ефект гасіння пожежі може бути досягнутий тільки за рахунок змочування об'єктів, що горять. При інтенсивному горінні рідина досить швидко випаровується, при цьому не відбувається зниження температури в зоні горіння.The intended implementation of the method by using a container with capsules, which is dropped into the ignition zone, is ineffective due to the fact that the fire extinguishing effect can be achieved only by wetting the burning objects. During intensive burning, the liquid evaporates quite quickly, while the temperature in the combustion zone does not decrease.

Спосіб нерентабельний при гасінні пожеж на значній площі, особливо там, де фіксується висока температура при горінні, що особливо властиво лісовим пожежам, особливо при високій швидкості вітру.The method is unprofitable when extinguishing fires on a large area, especially where a high temperature during combustion is recorded, which is especially characteristic of forest fires, especially with high wind speed.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу гасіння пожежі за рахунок того, що спосіб передбачає можливість дистанційного руйнування ємності, заповненої рідким азотом, на регламентованій висоті від земної поверхні.The basis of the useful model is the task of improving the fire extinguishing method due to the fact that the method provides for the possibility of remote destruction of a container filled with liquid nitrogen at a regulated height from the earth's surface.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб гасіння пожежі включає подачу робочого тіла в зону горіння, зниження температури в зоні горіння і витіснення атмосферного повітря із зони горіння, згідно з корисною моделлю, у зону горіння доставляють ємність, заздалегідь заповнену робочим тілом - рідким азотом із зарядом вибухової речовини та засобом ініціації який пов'язаний з реєстратором висоти, після фіксації реєстратором висоти, заданої відстані від ємності до земної поверхні, подають управляючий сигнал у засіб ініціації і здійснюють вибух заряду вибухової речовини, при цьому за допомогою вибуху заряду вибухової речовини руйнують ємність з рідким азотом і розпиляють його над зоною горіння, при цьому розпиляючи рідкий азот знижують температуру в зоні горіння і при випаровуванні рідкого азоту витісняютьThe task is solved by the fact that the method of fire extinguishing includes the supply of the working fluid to the combustion zone, lowering the temperature in the combustion zone and displacing atmospheric air from the combustion zone, according to a useful model, a container filled in advance with the working fluid - liquid nitrogen with a charge is delivered to the combustion zone of the explosive substance and the means of initiation, which is connected to the height recorder, after the height recorder fixes the given distance from the container to the earth's surface, a control signal is sent to the means of initiation and the explosion of the explosive charge is carried out, while with the help of the explosion of the explosive charge, the container with with liquid nitrogen and spray it over the combustion zone, while spraying liquid nitrogen lowers the temperature in the combustion zone and when the liquid nitrogen evaporates, it displaces

Зо атмосферне повітря з зони горіння, пригнічуючи відкрите полум'я.Atmospheric air from the combustion zone, suppressing the open flame.

Технічний результат від використання корисної моделі полягає в тому, що: - спосіб забезпечує високу рентабельність процесу пожежогасінні; - спосіб дозволяє погасити фронт полум'я на значній пощади поширення; - спосіб забезпечує комплексне рішення задачі гасіння пожежі, при якій припиняється доступ кисню в зону горіння з одночасним зниженням температури в зоні гасіння пожежі; - гасіння пожежі можливе на значній площі, незалежно від того, що є джерелом горіння і яка температура при цьому фіксується; - для гасіння пожежі переважне використання авіаційної техніки, при цьому об'єм ємності з речовиною, що забезпечує гасіння пожежі, може бути будь-хто залежно від вантажопідйомності; - спосіб передбачає можливість точної регламентації висоти руйнування корпусу ємності, яка містить рідкий азот, над земною поверхнею залежно від інтенсивності пожежі і характеру горіння; - застосування рідкого азоту в якості засобу пожежогасінні не відбивається на екології регіону, в якому здійснюється спосіб.The technical result of using a useful model is that: - the method ensures high profitability of the fire extinguishing process; - the method allows extinguishing the front of the flame at a considerable mercy of the spread; - the method provides a comprehensive solution to the problem of extinguishing a fire, in which the access of oxygen to the combustion zone is stopped with a simultaneous decrease in the temperature in the zone of extinguishing the fire; - extinguishing a fire is possible on a large area, regardless of what is the source of the fire and what temperature is fixed at the same time; - for extinguishing the fire, the preferred use of aviation equipment, while the volume of the container with the substance that ensures extinguishing the fire can be any, depending on the carrying capacity; - the method provides for the possibility of precise regulation of the height of the destruction of the body of the container, which contains liquid nitrogen, above the earth's surface, depending on the intensity of the fire and the nature of the burning; - the use of liquid nitrogen as a means of fire extinguishing does not affect the ecology of the region in which the method is carried out.

Спосіб гасіння пожежі реалізується таким чином.The fire extinguishing method is implemented as follows.

Найефективніше спосіб реалізується при займанні лісистої місцевості, яка, як правило, характеризується високою температурою і значною площею займання.The method is most effectively implemented when igniting a wooded area, which, as a rule, is characterized by high temperature and a significant area of igniting.

Для ефективного гасіння пожежі доцільне застосування авіації, за допомогою якої здійснюється доставка засобу пожежогасінні у встановлене місце.For effective fire extinguishing, it is advisable to use aviation, with the help of which the fire extinguishing agent is delivered to the designated place.

У початковому місці герметичну ємність заповнюють рідким азотом. До ємності закріплюють малопотужний заряд вибухової речовини і датчик висоти, сполучений за допомогою системи управління із засобами ініціації вибухової речовини.In the initial place, the sealed container is filled with liquid nitrogen. A low-power explosive charge and a height sensor connected to the means of explosive initiation by means of a control system are attached to the container.

Ємність за допомогою літального апарату піднімають в повітря і переміщають в зону горіння.The container is lifted into the air with the help of an aircraft and moved to the burning zone.

Над зоною горіння активують датчик висоти і опускають, як варіант, на парашуті ємність з рідким азотом.The height sensor is activated above the burning zone and, as an option, a container with liquid nitrogen is lowered on a parachute.

Після того, як ємність досягне заданої висоти, поступає сигнал на пристрій, що ініціює вибухову речовину, яка при здійснені вибуху руйнує ємність над зоною горіння і розпиляв рідкий азот. В результаті цього досягається комбінована дія на зону горіння: знижується доступ кисню і бо істотно зменшується інтенсивність полум'я аж його повного гасіння, а також знижується температура середовища, яке оточує полум'я, що також сприятливо позначається на гасінні пожежі.After the container reaches a given height, a signal is sent to the device, which initiates an explosive substance, which, upon detonation, destroys the container above the combustion zone and sprays liquid nitrogen. As a result of this, a combined effect on the combustion zone is achieved: the access of oxygen is reduced and the intensity of the flame is significantly reduced until its complete extinguishment, and the temperature of the environment surrounding the flame is also reduced, which also has a favorable effect on extinguishing the fire.

Дослідження показали, що спосіб забезпечує ефективне гасіння навіть високоінтенсивної пожежі, причому ефективність гасіння регламентується висотою руйнування ємності над земною поверхнею.Studies have shown that the method provides effective extinguishing of even a high-intensity fire, and the effectiveness of extinguishing is regulated by the height of the destruction of the container above the earth's surface.

Спосіб може бути ефективно використаний при пожежі на нафтосховищах і інших локальних об'єктах з високоінтенсивним горінням, яке супроводжується високою температурою.The method can be effectively used in case of fire at oil storage facilities and other local objects with high-intensity burning accompanied by high temperature.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

A method of extinguishing a fire, which includes supplying a liquid working fluid to the combustion zone, reducing the temperature in the combustion zone and displacing atmospheric air from the combustion zone, which is characterized by the fact that a container filled in advance with the working fluid - liquid nitrogen with an explosive charge and by the means of initiation, which is connected to the height recorder, and after fixing the height by the recorder, the specified distance from the container to the earth's surface, a control signal is sent to the means of initiation and the explosion of the explosive charge is carried out, while with the help of the explosion of the explosive charge, the container with with liquid nitrogen and spray it over the combustion zone, while spraying liquid nitrogen lowers the temperature in the combustion zone, and when the liquid nitrogen evaporates, atmospheric air is displaced from the combustion zone, suppressing the open flame.