способ тушения пожаров с применением огнемета

Формула изобретения

1. Способ тушения пожаров с применением огнемета, отличающийся тем, что для подавления процессов горения воздействуют на очаг пожара направленной скоростной струей пожаротушащего аэро(аква)золя, образующейся при метании из огнемета, воспламенении и сгорании в полете по меньшей мере одной твердой, жидкой или гелеобразной аэрозоль(аква)генерирующей композиции, содержащей в своем составе горючее-связующее и/или горючее, окислитель и/или охладитель, при этом пожаротушащий аэро(аква)золь, достигая очага пожара, обволакивает зону горения, вступает в контакт с пламенем, причем применяют аэрозоль(аква)генерирующие композиции одного или различного составов, или смесь аэро(аква)зольгенерирующей композиции или с пожаротушащими порошками, или с водой, или с водными растворами солей, и/или их смесей, при различном порядке их размещения при метании и воспламенении в полете, при этом воспламенение и горение композиции или композиций с образованием направленной аэрозольной струи осуществляют в полете и/или над горящим объектом, и/или внутри горящего объекта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют огнемет, взятый из группы огнеметов любой конструкции: легкий пехотный огнемет, ранцевый огнемет, реактивный огнемет, в том числе и ампульный, огнемет, установленный на подвижных транспортных средствах, танковый или гражданский огнемет, огнемет-гранатомет.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве окислителя аэро(аква)зольгенерирующей композиции используют по крайней мере одну из солей динитрамида, например аммониевую, калиевую, натриевую, цезиевую, как в чистом виде, так и ее(их) смесь (смеси) с нитратами, нитритами, перхлоратами, хлоратами тех же металлов и катионов, или чистые нитраты, нитриты, хлораты, перхлораты, перманганаты, хроматы тех же металлов, катионов или их смеси, или их смеси.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в аэро(аква)зольгенерирующей композиции в качестве горючего и/или горючего-связующего используют по крайней мере одно из соединений, взятых из группы полиэфиров целлюлозы, полимеров, каучуков, смешанных с пластификаторами наполнителями - органическими, гетероциклическими и неорганическими, в том числе и содержащими фрагменты от азотной, азотистой и азотистоводородной кислот и/или их смеси, или смесь перечисленных компонентов.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что аэро(аква)зольгенерирующая композиция в качестве энергетического горючего и/или охладителя содержит соединения, взятые из ряда: металлы - алюминий, магний или их сплавы, или их сплавы или смеси с металлами 1 - 2-й групп, железо, медь, гидриды металлов или их смеси, смеси перечисленных соединений в количестве от 0,2 до 10 мас.%, спирты, гликоли, ацетаты, эфиры, бензол, толуол, бензин, керосин, органические азиды и нитраты гликолей, смеси растворителей и их растворов, в том числе и загущенные полимерами, воду или ее растворы, или их смеси, или смеси перечисленных соединений в количестве от 10 до 70 мас.%, полиазотные соединения, выбранные из ряда: азодикарбонамид, гуанидин, дициандиамид, мелон, мелем, меламин, мочевина, уротропин, азобисформамид, семикарбозид, тетразол, дитетразол и их производные или соли, органические или неорганические азиды калия, натрия, магния, кальция, и/или щавелевокислые соли стронция, бария, натрия, калия, магния, алюминия, аммония, и/или их карбонаты, и/или их смеси, и/или кристаллогидраты этих соединений, природные минералы типа мрамор, доломит, известняки и т.п. соединения, и/или их смеси, взятые в количестве от 5,0 до 55,0 мас.%.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аэро(аква)зольгенерирующей композиции применена вода или ее растворы на основе органических соединений и/или неорганических солей, или вода с органическими легколетучими растворителями, или их смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к тушению пожаров с применением огнемета.

В практике пожаротушения широко применяется объемный способ пожаротушения, известный, например, из EP 0578843, EP 0561035. Однако к недостаткам такого способа следует отнести возможность его применения только в условиях герметичных, т. е. в закрытых, помещениях. Кроме того, при этом применяются только твердые композиции - генераторы пожаротушащего аэрозоля. Расширить область применения таких композиций и применить способ при любых видах пожаров, в том числе на открытом пространстве или при тушении горящих нефтяных или газовых фонтанов, практически не удается из-за огромных потерь аэрозоля и его сдувания струей горящего вещества.

Существуют и крупномасштабные пожаротушащие установки типа "Ветлуга" ГОСНИИМАШа, и стреляют они эффективно пожаротушащим порошком на 250 м (вес заряда до 20 кг).

Из патента США N 4696347 известен способ тушения пожаров с помощью огнемета. Однако он также не позволяет обеспечивать эффективность тушения любых пожаров.

Заявленный способ тушения пожаров с помощью огнемета позволяет обеспечить более эффективное тушение пожаров любого класса.

В изобретении способ тушения пожаров с применением огнемета отличается тем, что для подавления процессов горения воздействуют на очаг пожара направленной скоростной струей пожаротушащего аэро(аква)золя, образующейся при метании из огнемета, воспламенении и сгорании в полете по меньшей мере одной твердой, жидкой или гелеобразной аэрозоль(аква)генерирующей композиции, содержащей в своем составе горючее-связующее и/или горючее, окислитель и/или охладитель, при этом пожаротушащий аэро(аква)золь, достигая очага пожара, обволакивает зону горения, вступает в контакт с пламенем, причем применяют аэрозоль(аква)генерирующие композиции одного или различного составов, или смесь аэро(аква)зольгенерирующей композиции или с пожаротушащими порошками, или с водой, или с водными растворами солей, и/или их смесей при различном порядке их размещения при метании и воспламенении в полете, при этом воспламенение и горение композиции или композиций с образованием направленной аэрозольной струи осуществляют в полете и/или над горящим объектом, и/или внутри горящего объекта.

В способе применяют огнемет, взятый из группы огнеметов любой конструкции: легкий пехотный огнемет, ранцевый огнемет, реактивный огнемет, в том числе и ампульный, огнемет, установленный на подвижных транспортных средствах, танковый или гражданский огнемет, огнемет-гранатомет.

Кроме того, в качестве окислителя аэро(аква)зольгенерирующей композиции используют по крайней мере одну из солей динитрамида, например аммониевую, калиевую, натриевую, цезиевую, как в чистом виде, так и ее (их) смесь (смеси) с нитратами, нитритами, перхлоратами, хлоратами тех же металлов и катионов; или чистые нитраты, нитриты, хлораты, перхлораты, перманганаты, хроматы тех же металлов, катионов или их смеси; или их смеси.

В аэро(аква)золь генерирующей композиции в качестве горючего и/или горючего-связующего, используют по крайней мере одно из соединений, взятых из группы полиэфиров целлюлозы, полимеров, каучуков, смешанных с пластификаторами и наполнителями - органическими, гетероциклическими и неорганическими, в том числе и содержащими фрагменты от азотной, азотистой и азотистоводородной кислот и/или их смеси, или смесь перечисленных компонентов.

Аэро(аква)зольгенерирующая композиция в качестве энергетического горючего и/или и охладителя содержит соединения, взятые из ряда: металлы - алюминий, магний или их сплавы, или их сплавы, или смеси с металлами 1-2-й групп, железо, медь, гидриды металлов или их смеси, смеси перечисленных соединений в количестве от 0,2 до 10 мас.%;

спирты, гликоли, ацетаты, эфиры, бензол, толуол, бензин, керосин, органические азиды и нитраты гликолей, смеси растворителей и их растворов, в том числе и загущенные полимерами, воду или ее растворы, или их смеси, или смеси перечисленных соединений в количестве от 10 до 70 мас.%;

полиазотные соединения, выбранные из ряда: азодикарбонамид, гуанидин, дициандиамид, мелон, мелем, меламин, мочевина, уротропин, азобисформамид, семикарбозит, тетразол, дитетразол и их производные или соли, органические или неорганические азиды калия, натрия, магния, кальция, и/или щалевокислые соли стронция, бария, натрия, калия, магния, алюминия, аммония, и/или их кaрбонаты, и/или их смеси, и/или кристаллогидраты этих соединений, природные минералы типа мрамор, доломит, известняки и т.п. соединения, и/или их смеси, взятые в количестве от 5,0 до 55,0 мас.%.

В качестве аэро(аква)зольгенерирующей композиции применена вода или ее растворы на основе органических соединений и/или неорганических солей, или вода с органическими легколетучими растворителями, или их смеси.

Для метания пожаротушащей композиции используются огнемет или генератор, или аэро(аква)зольгенерирующая установка возможно в любом удобном для метания виде, таре, форме, корпусе, заряде или в свободном виде.

Армейский огнемет представляет собой огнетушитель.

Созданная при истечении или летящая имеющая большую (требуемую для сдувания) кинетическую энергию струя пожаротушащего аэрозоля, аквазоля (тумана), достигая очага пожара, обволакивает зону горения и вступает в контакт с пламенем. При этом она одновременно оказывает сдувающее (на пламя) и ингибирующее действие на физико-химические процессы горения, приводя к тушению или локализации пожара.

По способу предусмотрено, что воспламенение и горение композиции или композиций с образованием направленной аэрозольной струи происходит в полете и/или над горящим объектом, и/или внутри горящего объекта.

В зависимости от вида пожара, его величины, вида горящего материала применяются аэрозольгенерирующие композиции одного или различного составов любого агрегатного состояния (твердые, жидкие или гелеобразные), или смесь аэрозольгенерирующей композиции или с пожаротушащими порошками, или с водой, или с водными растворами солей, или с объемно-детонирующей смесью, в том числе смесью компонентов различной плотности, или их смеси (для метания из огнемета может быть использована любая вода, в том числе из любой лужи) или ее различные растворы, как в чистом виде, так и загущенные добавками, и/или полимерами, и/или эмульсии, и/или обратные эмульсии. Для эффективности тушения пожаров, сокращения времени тушения используют различные порядки размещения комбинированной композиции при метании, различные порядки воспламенения (при необходимости) ее ингредиентов в полете или различные по длине и мощности (массе ингредиентов), и времени истечения струи аэрозолей при стационарном или мобильном размещении генератора, аэрозольмета, боевого "огнемета" любой конструкции.

Высокая эффективность огнетушащего аэро(аква)золя, возможность его образования из составов и генераторов в требуемый момент и в любых условиях, в том числе и при полете в воздухе, возможность запуска (приведения в действие) составов, его генерирующих, точно по команде в любой последовательности, в том числе и одновременно, и в любом требуемом количестве в зависимости от условий, в которых что-то горит, и другие преимущества аэрозольного способа пожаротушения, позволяет применить это средство пожаротушения на открытых пространствах, при тушении факелов, выбросов и т.п.

Заявленный способ позволяет в зависимости от конкретных условий пожара применять совместно и другие тушащие агенты - одновременно, перед ним и даже после тушения огня другими средствами как для тушения, так и для предотвращения появления огня и разгорания тлеющих объектов. Способ предусматривает метание (выстреливание, бросание, выталкивание, мгновенное вытеснение и т.п. ). Метание может проводится как в объем, где происходит пожар, так и в пространство над горящим объектом, для создания пожаротушащего облака над горящим объектом, для создания пожаротушащего облака над горящим объектом как стационарно, так и с руки пожарного или любого человека, участвующего в тушении пожара и применяющего для этого огнетушитель-огнемет.

При больших по площади пожарах "метание" может проводиться и с самолета, и с вертолета простым бросанием аэрозольгенерирующих изделий в очаг пожара, при этом необходимо обеспечение одновременности поджигания их или запуск (воспламенение) бросаемых генераторов. Жидкие аэрозольгененирующие составы могут метаться в объем пожара и при помощи любого боевого огнемета (ручного, танкового, ампульного), в том числе и фугасного, метающего за счет горения порохов, и тому подобных пиротехнических средств и составов.

По способу пожаротушения предусмотрено, что запуск (воспроизведение) аэрозольгенерирующих составов (при необходимости и в зависимости от вида применения тушащего средства) может проводится и на различных участках траектории метания (полета) аэрозольгенерирующей комбинированной или простой композиции, обеспечивая сгорание метаемого заряда или до подлета к объекту тушения, или над горящим объектом, или в объеме объекта, где происходит пожар. В последнем случае запуск (воспламенение) генератора или аэрозоль(аква)генерирующего состава может происходить и от самого пламени пожара, которое оно (средство) должно тушить.

Кинетическая энергия образовавшейся аэрозольной пожаротушащей струи зависит как от скорости потока, так и от массы летящего аэрозоля. Требуемая для сдувания пламени скорость струи, образующейся в процессе или после метания аэрозоли, обеспечивается в основном средством метания (а также может и за счет сгорающей композиции). При этом она (скорость) должна обеспечивать снижение числа Дамкелера (D) до значений ниже критических. Так, например, в момент метания (или/и в полете, или/и в объеме) аэрозольгенерирующей комбинированной композиции (или композиций) ее (их) воспламеняют, она (они) сгорает, продукты ее (их) горения, долетая, заполняют объем или обволакивают горящий объект огнетушащим аэрозолем, тушащим пожар. Способ может быть осуществлен и без метания композиции - за счет подъема давления в генераторе аэрозоля и увеличения скорости его истечения, и увеличения длины выходящей струи, при этом генератор должен быть направлен в сторону возможного пожара.

Запуск генератора должен быть произведен при обнаружении пожара. При этом материальные потери за счет применения данного способа пожаротушения будут резко снижены и не будет нанесен ущерб окружающим предметам и помещению.

Кроме того, в способе предусмотрено производить расчетное количество одновременных или последовательных метаний (пусков) аэрозоль и/или аквазольгенерирующих средств, обеспечивая создание в объеме, где происходит пожар, или над горящим объектом, необходимой тушащей концентрации пожаротушащего аэро (и/или аква)золя или их смеси. По способу предусмотрена возможность применения заряда или зарядов из одного или смеси аэро(аква)зольгенерирующих составов, или их смесь - комбинированная композиция с пожаротушащими порошками, и/или с водой, и/или с водными растворами солей, и/или с объемно-детонирующей смесью, в том числе и со смесью, содержащей компоненты различной плотности, или их смеси при различном порядке их снаряжения и главное - метании и воспламенении.

Способ осуществляется с помощью огнеметов (установок на их основе и принципа вытеснительного или эжекторного метания), имеющих разные стволы многоствольного аэро(и/или аква)зольмета, которые заправляются и метают заряд или заряды одинаковых или различных аэро(авка)зольгенерирующих составов, или их смеси и/или с различными растворами, и/или с объемно-детонирующей смесью, и/или с различными пожаротушащими порошками, причем воспламенение каждого состава может проводиться на различных участках траектории, в том числе и в объеме, где происходит пожар, или над горящим объектом, с различной последовательностью метаний смесей или их одновременностью. В огнемете могут быть элементы, позволяющие применить их при больших пожарах и по прямому назначению - для создания, например, встречного огня или полосы, пройти которую огонь при его подходе не сможет, и пожар захлебнется.

В способе предусматривается то, что твердый, жидкий или гелеобразный аэрозольгенерирующий заряд метается сжатым воздухом, газом, водой под давлением или пороховыми или пиротехническими продуктами горения и т.п. средствами без воспламенительного устройства или снабженными воспламенительными устройствами - в зависимости от требуемой точки или требуемого по тактике пожаротушения момента воспламенения. По заявленному способу возможно, что жидкий или гелеобразный аэрозоль(аква)генерирующий заряд метается сжатым воздухом, газом, водой под давлением или пороховыми газами из огнемета, причем из ампульного огнемета зараз метается в ампуле - гранате.

Аэро(аква)зольобразующая - генерирующая пожаротушащая граната для ампульного огнемета содержит цилиндрический корпус с зарядом, воспламенитель и стабилизатор, а в качестве заряда использован аэрозольгенерирующий заряд с охладителем, элементами воспламенения и устройством для приведения его в действие. При этом в роли метательного заряда может использоваться воспламенитель и часть заряда, корпус может иметь перфорированное дно с отверстиями со стороны воспламенителя или части корпуса и калиберные центрирующие пояски.

Возможно, что аэрозольобразующая пожаротушащая граната для ампульного огнемета в качестве заряда имеет аэрозольгенерирующий заряд как с охладителем, так и без охладителя, или для обеспечения требуемого времени ее горения до зоны или в зоне пожара ее аэрозольгенерирующий заряд выполнен в виде набора или слоев мелкоразмерных элементов различного наружного диаметра и состава, канала и формы, или их смеси, а также применение воды или соответствующих растворов.

В способе одна из отличительных особенностей состоит в использовании в качестве окислителя, способствующего повышению эффективности аэрозольной струи и полному окислению продуктов сгорания, горючего-связующего и охладителя, по крайней мере одной из солей динитрамида, например, аммониевой, калиевой, натриевой, цезиевой, как в чистом виде, так и ее (их) смесь (смеси) с нитратами, нитритами, перхлоратами, хлоратами тех же металлов и катионов, или чистые нитраты, нитриты, хлораты, перхлораты, перманганаты, хроматы тех же металлов, катионов, или их смеси. В ряде опытов смеси окислителей оказались более эффективными, чем индивидуальные соединения, вероятно за счет температуры горения композиции.

В качестве горючего и/или горючего-связующего, охладителя или наполнителя, способствующих повышению эффективности аэрозольной струи и полному окислению продуктов сгорания, используют по крайней мере одно из соединений, взятых из группы полиэфиров целлюлозы, полимеров, каучуков, воды или ее растворов, смешанных с соответствующими пластификаторами и наполнителями (органическими, гетероциклическими и неорганическими), в том числе и содержащими фрагменты от азотной, азотистой и азотистоводородной кислот и/или их смеси, или смесь перечисленных компонентов и/или дициандиамид, и/или мелем, и/или меламин, и/или мочевина и иногда ее производные, или уротропин, или азобисформамид (ГДА), и в некоторых опытах и их смеси.

Экспериментально показано, что соотношение окислителей может быть различным. Соотношение отражается только на направлении применения составов. Так, с ростом в аэро(аква)золе доли хлоридов, состав лучше тушит пожар класса А, а при большем их содержании может быть использован для пожаров класса Д, Е.

В заявленном решении могут быть использованы следующие составы.

Пример 1.

Состав, мас.%:

Нитрат калия - 28

Вода - 40

Мочевина - 32

Пример 2.

Состав, мас.%:

Эпоксидная смола - 5

Нитрат калия - 30

Вода - 40

Дициандиамид - 24

Индустриальное масло - 1

Пример 3.

Состав, мас.%:

Динитрамид калия - 12

Нитрат натрия - 8

Фенолформальдегидная смола (или шеллак) - 17

Дициандиамид (ДЦДА) - 12

CuCO₃ - 2

Вода - Остальное

Пример 4.

Состав, мас.%:

Нитрид натрия - 8

Фенолформальдегидная смола (или шеллак) - 17

Дициандиамид (ДЦДА) - 12

CuCO₃ - 2

Вода - Остальное

Оценку огнетушащей эффективности (C_Т, г/м³), температуры горения (T_Г, ^oC) содержания в продуктах сгорания CO, NH₃, HCN осуществляли на образцах, изготовленных методом "глухого" прессования.

Экспериментальная проверка огнетушащей эффективности составов проводилась по следующей методике. В замкнутом объеме - (0,95 м³) - опытные составы выстреливали из модельного огнемета или в ряде опытов просто сжигали в защищаемом от пожара объеме. После распределения по объему в течение 60 с аэро(аква)зольной смеси в нее вносился горящий образец полиметилакрилата (оргстекло), который в 100% опытов затухал. Проведя серию экспериментов с различными количествами (навесками) исследуемого состава, определили минимальную навеску, при сжигании которой самостоятельное горение оргстекла в объеме продолжалось не менее 1 с. Разделив полученную величину минимальной навески на объем, находили минимальную огнетушащую концентрацию исследуемого состава.

Анализ содержания токсичных продуктов CO, NH₃, HCN в продуктах сгорания составов проводился на хроматографе с детектором по теплопроводности (ДТП). Хроматографическая колонка - стеклянная, насадочная, ее длина - 2,4 м, внутренний диаметр - 2,5 м. Заполнена колонка цеолитом фракции 0,14 ... 0,25 мм. Скорость газа-носителя (гелий) - 41 см³/мин. Температура колонки - 35^oC. Объем дозы - 1 см³.

Анализ экспериментальных данных показывает, что заявленный способ превосходит по огнетушащей эффективности известные способы воздействия на очаг горения.

В заявленном способе обеспечивается локализация распространения огня и предупреждение взрывов паро- и газовоздушных смесей в производственных помещениях и отдельных элементах технологического оборудования.