Способ объемного тушения пожара и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для тушения пожара в помещениях, трюмах, резервуарах и т.п. Сущность изобретения состоит в том, что в защищаемое помещение подают смесь из огнетушащего аэрозоля и газообразного огнетушащего вещества (флегматизатора), причем согласно изобретению, перед подачей смеси свободные полости генератора огнетушащего аэрозоля продувают флегматизатором, объем которого составляет не менее пяти объемов генератора огнетушащего аэрозоля, смесь получают в процессе продувки со скоростью истечения выше критической газовой фазы аэрозоля при температуре на выходе камеры смешения эжектора аэрозольного генератора, определяемой по формуле где T_см - температура смеси огнетушащего вещества и газовой среды защищаемого помещения на выходе камеры смешения эжектора генератора огнетушащего аэрозоля, K; Т_а- температура огнетушащей смеси на выходе эжектирующего сопла генератора огнетушащего аэрозоля, К; Θ - отношение температур эжектируемого и эжектирующего газа; n - коэффициент эжекции где α - отношение площадей выходных сечений сопел эжектирующего (F₁ = F_крит) и эжектируемого газа (F₂); ; F₃- площадь поперечного сечения камеры смешения эжектора генератора огнетущащего аэрозоля; П_o - отношение полных давлений эжектирующего и эжектируемого газа; q(λ₂);q(λ₁) - приведенная плотность эжектирующего и эжектируемого потоков. Кроме того, подачу смеси осуществляют круговыми движениями, начиная от потолка с увеличением угла наклона траектории струи смеси от горизонтальной до вертикальной. Способ реализуется с помощью устройства, в котором предусмотрена газоводная перфорированная трубка, расположенная на днище корпуса под аэрозолеобразующим зарядом и баллоном с газом-флегматизатором, связанная с трубопроводом, шарнир для крепления генератора, причем выходное и эжектирующее сопла могут быть выполнены в виде нескольких сопел и эжекторов с общей площадью минимальных сечений эжектирующих сопел, определяемой соотношением где F_кр - суммарная площадь минимальных сечений эжектирующих сопел, м²; ρ_т - плотность заряда аэрозолеобразующего вещества, кг/м³; Тк - температура в камере сгорания, К; К - показатель адиабаты pH давление в защищаемом объеме, н/м; b₁ν эмпирические константы в уравнении линейной скорости горения (b = 0,9 ...1,1; ν = 0,2 ... 0,5), S - поверхность горения, м², R - универсальная газовая постоянная, дж/град. Указанные признаки обеспечивают то, что концентрация взрывоопасного газа, находящегося в эжектируемом воздухе, смешанном в выходном сопле генератора с огнетушащим аэрозолем и газом-флегматизатором, значительно ниже взрывоопасной. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области пожаротушения и может быть использовано для тушения пожара в помещениях, трюмах, резервуарах и т.п.

Из патента России N 2115450, кл. A 62 C 35/00, опубл. 20.07.1998г. известен способ для объемного тушения пожара, согласно которому в защищаемое помещение подают смесь из огнетушащего аэрозоля и газообразного огнетушащего вещества (флегматизатора).

Однако, вышеуказанный способ не может быть использован для защиты тех помещений, в которых могут находиться взрывоопасные газовые смеси, которые через не герметичности генератора огнетушащего аэрозоля могут в него проникнуть, что приведет к взрыву генератора при поджиге аэрозольобразующего вещества.

Для устранения этой возможности в предлагаемом способе объемного тушения пожара генератором огнетушащего аэрозоля, перед подачей смеси огнетушащего аэрозоля и газообразного огнетушащего вещества (флегматизатора) в защищаемое помещение свободные полости генератора огнетушащего аэрозоля продувают флегматизатором, объем которого составляет не менее пяти объемов генератора огнетушащего аэрозоля, смесь получают в процессе продувки, а подачу смеси осуществляют со скоростью истечения, превышающей скорость, при которой возникает критическая газовая фаза аэрозоля, и с температурой на выходе камеры смешения эжектора генератора огнетушащего аэрозоля, определяемой по формуле

где T_см - температура смеси огнетушащего вещества и газовой среды защищаемого помещения на выходе камеры смешения эжектора генератора огнетушащего аэрозоля, К; T_а- температура огнетушащей смеси на выходе эжектирующего сопла генератора огнетушащего аэрозоля, К; Θ - отношение температур эжектируемого и эжектирующего газа; n - коэффициент эжекции

α - отношение площадей выходных сечений сопел

эжектирующего (F₁= F_крит) и эжектируемого газа (F₂), где F₃ - площадь поперечного сечения камеры смешения эжектора генератора огнетушащего аэрозоля, м²; П_о - отношение полных давлений эжектирующего и эжектируемого газа; q(λ₁), q(λ₂) - приведенная плотность эжектирующего (λ₁) и эжектируемого (λ₂) потоков, г/м³.

Кроме того, подачу струи огнетушащей смеси в защищаемое помещение ведут круговыми движениями, начиная с потолка с увеличением угла наклона траектории струи смеси от горизонтальной до вертикальной, при этом выходное сечение сопла генератора огнетушащего аэрозоля описывает кривую, заданную в сферических координатах уравнением

где β - угол наклона сопла генератора огнетушащего аэрозоля к горизонтальной поверхности град; ϕ_t угол поворота сопла относительно вертикальной оси, где R - расстояние от оси вращения генератора до наиболее удаленной точки среза выходного сопла, м; L - расстояние от оси вращения до центра массы заряда аэрозлеобразующего вещества, м; α - угол среза камеры смешения, град.; β - угол наклона сопла генератора огнетушащего аэрозоля в процессе работы, град.; M_о - начальная масса генератора огнетушащего аэрозоля, кг; μ - массовый расход аэрозолеобразурщего вещества, кг/сек; U - скорость истечения аэрозоля, м/сек; M_тр - момент сил трения в шарнирах средства для крепления генератора огнетушащего аэрозоля; g - ускорение силы тяжести, м²/сек; τ - время работы генератора огнетушащего аэрозоля, с; a - безразмерный коэффициент 0,2-0,9; Mτ - масса генератора огнетушащего аэрозоля на момент τ , кг.

Способ объемного тушения пожара реализуется с помощью устройства для объемного тушения пожара, содержащего корпус с выходным соплом, камеру сгорания и баллон с находящимся в нем под давлением газом, причем в данном устройстве выходное сопло выполнено в виде эжектора-смесителя, имеется эжектирующее сопло и газоводная перфорированная трубка, расположенная на днище корпуса под аэрозолеобразующим зарядом и баллоном с газом - флегматизатором, и связанную с последним.

При этом выходное и эжектирующее сопла выполнены в виде нескольких сопел и эжекторов с общей площадью минимальных сечений эжектирующих сопел, определяемой соотношением

F_кр - суммарная площадь минимальных сечений эжектирующих сопел, м²; ρ_т - плотность заряда аэрозолеобразующего вещества, кг/м³; b - эмпирическая константа в уравнении линейной скорости горения (b =0,9...1,1); S - поверхность горения, м²; R - универсальная газовая постоянная, дж/град; Т_к - температура в камере сгорания, К;

К - показатель aдиaбaты; Р_н - давление в защищаемом объеме, н/м; ν - эмпирическая константа в уравнении линейной скорости горения ( ν = 0,2... 0,5).

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически представлен генератор огнетушащего аэрозоля (вид сверху); фиг. 2 - траектория вращения генератора (вид сверху); фиг. 3 - вид сбоку генератора; фиг. 4 - траектория вращения сопла (вид сбоку); фиг. 5 - генератор огнетушащего аэрозоля с одним выходным и одним эжектирующим соплами; фиг.6 - генератор с несколькими выходными и эжектирующими соплами.

Устройство имеет корпус 1 генератора огнетушащего аэрозоля, камеру сгорания 2 с канальным зарядом аэрозолеобразующего вещества, выходное сопло 3, выполненное в виде эжектора-смесителя, эжектирующее сопло 4 (сопло выхода продуктов сгорания), баллон 5 с газом-флегматизатором, газоводную перфорированную трубку 6, шарнир 7 для крепления корпуса.

При возникновении пожара открывают баллон с газом-флегматизатором, связанный с выходом камеры сгорания 2 и газоводной трубкой 6, при этом происходит продувка генератора флегматизатором. Затем с задержкой в 1-2 сек производят поджиг аэрозолеобразующего вещества, продукты сгорания которого, выходя под давлением из эжектирующего сопла 4 вместе с газом флегматизатором, эжектируют часть воздуха из окружающей среды для охлаждения смеси. Концентрация взрывоопасного газа, находящегося в эжектируемом воздухе, смешанном в выходном сопле генератора с огнетушащим аэрозолем и газом-флегматизатором значительно ниже взрывоопасной. Одновременно осуществляют вращение генератора, закрепленного на шарнире 7 (фиг. 3) по заданной траектории, что позволяет производить тушение пожара в помещении, содержащем взрывоопасный газ.

Формула изобретения

1. Способ объемного тушения пожара генератором огнетушащего аэрозоля, заключающийся в том, что в защищаемое помещение подают смесь из огнетушащего аэрозоля и газообразного огнетушащего вещества (флегматизатора), отличающийся тем, что перед подачей смеси в защищаемое помещение свободные полости генератора огнетушащего аэрозоля продувают флегматизатором, объем которого составляет не менее пяти объемов генератора огнетушащего аэрозоля, смесь получают в процессе продувки, а подачу смеси осуществляют со скоростью истечения, превышающей скорость, при которой возникает критическая газовая фаза аэрозоля, и с температурой на выходе камеры смешения эжектора генератора огнетушащего аэрозоля, определяемой по формуле

где T_см - температура смеси огнетушащего вещества и газовой среды защищаемого помещения на выходе камеры смешения эжектора генератора огнетушащего аэрозоля, K;
T_a - температура огнетушащей смеси на выходе эжектирующего сопла генератора огнетушащего аэрозоля, K;
Θ - отношение температур эжектируемого и эжектирующего газа;
n - коэффициент эжекции

где α - отношение площадей выходных сечений сопел эжектирующего (F₁= F_крит) и эжектируемого газа (F₂),

где F₃ - площадь поперечного сечения камеры смешения эжектора генератора огнетушащего аэрозоля, м²;
П_о - отношение полных давлений эжектирующего и эжектируемого газа;
q(λ₂)q(λ₁) - приведенная плотность эжектирующего и эжектируемого потоков, г/м³.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу смеси в защищаемое помещение осуществляют круговыми движениями, начиная от потолка с увеличением угла наклона траектории струи смеси от горизонтальной до вертикальной.

3. Устройство для объемного тушения пожара, содержащее корпус с выходным соплом, камеру сгорания и баллон с находящимся в нем под давлением газом, отличающееся тем, что выходное сопло выполнено в виде эжектора-смесителя, устройство имеет эжектирующее сопло и газоводную перфорированную трубку, расположенную на днище корпуса под аэрозолеобразующим зарядом и баллоном с газом-флегматизатором и связанную с последним.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что выходное и эжектирующее сопла выполнены в виде нескольких сопел и эжекторов с общей площадью минимальных сечений эжектирующих сопел, определяемой соотношением

где F_кр - суммарная площадь минимальных сечений эжектирующих сопел, м²;
ρ_т - плотность заряда аэрозолеобразующего вещества, кг/м³;
b - эмпирическая константа в уравнении линейной скорости горения (b = 0,9...1,1);
S - поверхность горения, м²;
R - универсальная газовая постоянная, дж/град;
T_к - температура в камере сгорания, K;

K - показатель адиабаты;
P_н - давление в защищаемом объеме, н/м;
ν - эмпирическая константа в уравнении линейной скорости горения (ν = 0,2...0,5).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6