Способ тушения очагов пожаров с воздушных судов и резервуар для огнетушащей жидкости

Изобретение относится к способам тушения пожаров с применением воздушных судов. В способе тушения очагов пожаров с воздушных судов, включающем подлет к очагу пожара, определение временной задержки для подачи огнетушащей жидкости и подачу огнетушащей жидкости из резервуара в очаг пожара, подлет осуществляют на высоте над пожаром с температурой воздуха, соответствующей температуре замерзания воды, в качестве резервуара используют резервуар по п. 2, а подачу огнетушащей жидкости в виде воды осуществляют дискретными порциями, обеспечивающими замерзание каждой порции после ее выхода из резервуара. Резервуар для огнетушащей жидкости включает герметичный корпус с отверстиями для забора и выпуска огнетушащей смеси, снабжен холодильником с регулятором температуры, корпус выполнен теплоизолированным, внутренняя полость корпуса сообщена с холодильником, по меньшей мере одно отверстие для выпуска огнетушащей смеси снабжено клапаном и таймером открывания клапана. Целесообразно снабдить резервуар емкостью для углекислого газа, соединенной с внутренней полостью герметичного корпуса. Целесообразно снабдить резервуар средством обогрева наружной поверхности клапана. Целесообразно снабдить резервуар дополнительным отверстием для выпуска огнетушащей жидкости в нижней части корпуса, причем размер дополнительного отверстия больше, чем размер основных отверстий для выпуска огнетушащей жидкости. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам тушения пожаров с применением воздушных судов.

Известен способ тушения пожаров при помощи вертолета, принятый за прототип предлагаемого способа (патент РФ №2288760, МПК А62С 3/00, опубл. 10.12.2006, бюл. 34). Данный способ включает заправку вертолета бортовым запасом жидкого огнетушащего вещества, подлет к высотному зданию, маневр относительно здания на требуемой высоте, разрушение оконных стекол и подачу в образовавшиеся оконные проемы горизонтально огнетушащего вещества. Заправку бортового запаса жидкого огнетушащего вещества осуществляют разными по составу огнетушащими веществами в раздельные емкости, подачу огнетушащих веществ выполняют попеременно из каждой емкости с помощью внешнего источника давления, например газогенератора, либо сжатого воздуха из баллона

К недостаткам данного способа следует отнести невысокую эффективность, обусловленную недостаточной теплоемкостью огнетушащих веществ. Кроме того, количество огнетушащего вещества ограничено размерами резервуара.

Наиболее близким к предлагаемому является резервуар для огнетушащей смеси (https://www.pozhsnabnn.ru/catalog/dlya-tusheniya-lesnykh-pozharov/emkost-myagkaya-pozharnaya.html), включающий корпус с отверстиями для забора и выпуска огнетушащей смеси.

Недостатком данного резервуара является невозможность дискретной подачи огнетушащей смеси в очаг пожара.

Задача (технический результат) предлагаемого изобретения заключается в создании способа тушения очагов пожаров с воздушных судов и резервуара для его реализации, свободных от описанных выше недостатков.

Поставленная задача решается тем, что в способе тушения очагов пожаров с воздушных судов, включающем подлет к очагу пожара, определение временной задержки для подачи огнетушащей жидкости и подачу огнетушащей жидкости из резервуара в очаг пожара, подлет осуществляют на высоте над пожаром с температурой воздуха, соответствующей температуре замерзания воды, в качестве резервуара используют резервуар по п. 2, а подачу огнетушащей жидкости в виде воды осуществляют дискретными порциями, обеспечивающими замерзание каждой порции после ее выхода из резервуара.

Поставленная задача решается тем, что резервуар для огнетушащей смеси, включающий герметичный корпус с отверстиями для забора и выпуска огнетушащей смеси, снабжен холодильником с регулятором температуры, корпус выполнен теплоизолированным, внутренняя полость корпуса сообщена с холодильником, по меньшей мере, одно отверстие для выпуска огнетушащей смеси снабжено клапаном и таймером открывания клапана.

Целесообразно снабдить резервуар емкостью для углекислого газа, соединенной с внутренней полостью герметичного корпуса.

Целесообразно снабдить резервуар средством обогрева наружной поверхности клапана.

Целесообразно снабдить резервуар дополнительным отверстием для выпуска огнетушащей жидкости в нижней части корпуса, причем размер дополнительного отверстия больше, чем размер основных отверстий для выпуска огнетушащей жидкости.

Подача огнетушащей жидкости дискретными порциями на высоте над пожаром с температурой воздуха, соответствующей температуре замерзания воды, обеспечивает превращение дискретных порций огнетушащей жидкости в градины, которые перемещаются вместе с потоками воздуха, обрастают новыми слоями воды и превращаются в градины большего размера. Таким образом, в очаг пожара попадает значительно большее количество воды, чем было изначально в резервуаре для огнетушащей жидкости.

Кроме того, удельная теплоемкость льда составляет 2100 Джоулей на 1 кг, а удельная теплоемкость воды - 4200 Джоулей на 1 кг. То есть при охлаждении воды на 1°С выделяется 4200 Джоулей тепла, а у льда эта характеристика в 2 раза меньше. Теплота сгорания 1 кг сухих дров составляет 10⁷ Джоулей. Следовательно, тушение пожара градом в разы быстрее, чем водой. В результате плавления лед превращается в воду и далее тушение пожара происходит уже с теплоемкостью воды. Таким образом, эффективность тушения повышается не менее, чем в 10 раз.

Конструкция предлагаемого резервуара для огнетушащей жидкости обеспечивает предварительное охлаждение и/или поддержание температуры огнетушащей жидкости в самом резервуаре и подачу охлажденной огнетушащей жидкости дискретными порциями благодаря наличию клапана и таймера открывания клапана. Дискретные порции охлажденной воды быстро превращаются в град при температуре замерзания воды. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем быстрее происходит образование градин. Однако температура воздуха понижается при увеличении расстояния от земли, а при тушении пожаров слишком большая высота нахождения воздушного судна отрицательно влияет на точность сброса огнетушащей жидкости. Снабжение резервуара холодильником с регулятором температуры в совокупности с клапаном и таймером открывания клапана позволяет получить на выходе градины при невысоких значениях отрицательной температуры окружающего воздуха, то есть не слишком высоко над очагом пожара.

Снабжение резервуара емкостью для углекислого газа, соединенной с внутренней полостью герметичного корпуса, позволит дополнительно повысить эффективность пожаротушения. Углекислый газ в виде пара, выделяемого при таянии насыщенного углекислым газом града, вытесняет из зоны горения кислород, что приводит к гашению пламени.

Снабжение резервуара средством обогрева наружной поверхности клапана исключает вероятность наружного обледенения клапана при низких температурах.

Снабжение резервуара дополнительным отверстием для выпуска огнетушащей жидкости в нижней части корпуса, размер которого больше, чем размер основных отверстий для выпуска огнетушащей жидкости, позволяет при необходимости обеспечить сброс всей огнетушащей жидкости, находящейся в резервуаре.

При небольших конструктивных доработках предлагаемый резервуар может использоваться при тушении пожаров с помощью пожарных машин, переносных огнетушителей и т.д.

Предлагаемое изобретение поясняется фигурой, на которой схематически представлен заявляемый резервуар, вид сбоку.

Предлагаемый способ осуществляют, а резервуар работает, следующим образом.

Устанавливают резервуар на воздушном судне. Через отверстие 1 для забора и выпуска огнетушащей жидкости заполняют полость корпуса 2 резервуара водой, например, охлажденной до температуры 0°С, устанавливают регулятор температуры холодильника 3, например, на 0°С. Осуществляют подлет воздушного судна к очагу пожара на высоте над пожаром с температурой воздуха, соответствующей температуре замерзания воды. Определяют временную задержку для подачи огнетушащей жидкости и температуру окружающего воздуха за бортом воздушного судна. Устанавливают таймер 4 открывания клапана 5 на минимальное время, обеспечивающее дискретность подачи воды, например, на 2 секунды. Осуществляют подачу огнетушащей жидкости из резервуара в очаг пожара. Таймер 4 открывания клапана 5 каждые 2 секунды открывает клапан 5, обеспечивая тем самым подачу воды дискретными порциями. Утепление 6 корпуса 2 совместно с холодильником 3 обеспечивают сохранение пониженной температуры воды. Поскольку температура окружающего воздуха соответствует температуре замерзания воды, охлажденные дискретные порции воды сразу превращаются в градины. Проходя многократно через слои атмосферы, где температура изменяется, поначалу маленькие градины обрастают новыми слоями воды, формируя градины большего размера. К моменту подлета к очагу пожара градины содержат значительно большее количество воды, чем было в момент выхода дискретной порции воды из резервуара. Градины в очаге пожара начинают таять, поглощая тепло из очага пожара. При этом в случае снабжения резервуара емкостью для углекислого газа из градин, насыщенных углекислым газом, выделяется углекислый газ, который вытесняет из зоны горения кислород, что приводит к гашению пламени. Растаявшие градины превращаются в воду и продолжают тушение пожара далее.

После того, как вся огнетушащая жидкость из резервуара сброшена в очаг пожара, воздушное судно возвращается к месту заправки. Резервуар снова наполняют огнетушащей жидкостью в виде воды и повторяют описанные выше операции.

Применение предлагаемой технологии и резервуара позволяет значительно реже осуществлять дозаправку резервуара огнетушащей жидкостью и, следовательно, уменьшить количество вылетов воздушного судна, что существенно уменьшит расход топлива.

Пример конкретного выполнения.

Устанавливали заявляемый резервуар на пожарный самолет Ан-32П. Корпус резервуара выполнен из конструкционной стали (ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали) и утеплен пеноплексом (ГОСТ 32310-2012(EN 13164:2008). Изделия из экструзионного пенополистирола XPS теплоизоляционные промышленного производства, применяемые в строительстве). К резервуару подключили холодильник (ГОСТ 26678-85. Холодильники и морозильники бытовые электрические компрессионные параметрического ряда) и сообщили полость корпуса с емкостью, содержащей углекислый газ (ГОСТ 8050-85. Двуокись углерода газообразная и жидкая). Емкость для углекислого газа выполнена также из конструкционной стали (ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали). Заполнили резервуар водой, охлажденной до температуры +1°С, установили регулятор температуры холодильника на 0°С. Пожарный самолет Ан-32П подлетел к очагу пожара на высоте над пожаром 1500 метров с температурой воздуха -8°С. Установили таймер (ГОСТ Р 51324.2.3-2012 (МЭК 60669-2-2:2006). Выключатели для бытовых и аналогичных стационарных электрических установок) на 1,5 секунды. Включили подачу огнетушащей жидкости из резервуара в очаг пожара. Таймер каждые 1,5 секунды открывает клапан (ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная). Охлажденные дискретные порции воды после выхода из клапана превращаются в градины. Проходя многократно через слои атмосферы, где температура изменяется, градины обрастают новыми слоями воды и к моменту подлета к очагу пожара размер градин увеличивается на 5-10% в зависимости от конкретных метеоусловий. Градины в очаге пожара начинают таять, поглощая тепло из очага пожара, и выделяют углекислый газ, который вытесняет из зоны горения кислород, что приводит к гашению пламени. Растаявшие градины превращаются в воду и продолжают тушение пожара.

Для исключения вероятности обмерзания клапана осуществляют подогрев его наружной поверхности посредством подогревателя (ГОСТ 28679-90. Подогреватели пароводяные систем теплоснабжения).

1. Способ тушения очагов пожаров с воздушных судов, включающий подлет к очагу пожара, определение временной задержки для подачи огнетушащей жидкости и подачу огнетушащей жидкости из резервуара в очаг пожара, отличающийся тем, что подлет осуществляют на высоте над пожаром с температурой воздуха, соответствующей температуре замерзания воды, в качестве резервуара используют резервуар по п. 2, а подачу огнетушащей жидкости в виде воды осуществляют дискретными порциями, обеспечивающими замерзание каждой порции после ее выхода из резервуара.

2. Резервуар для огнетушащей жидкости, включающий герметичный корпус с отверстиями для забора и выпуска огнетушащей жидкости, отличающийся тем, что он снабжен холодильником с регулятором температуры, корпус выполнен теплоизолированным, внутренняя полость корпуса сообщена с холодильником, по меньшей мере одно отверстие для выпуска огнетушащей смеси снабжено клапаном и таймером открывания клапана.

3. Резервуар по п. 2, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен емкостью для углекислого газа, соединенной с внутренней полостью герметичного корпуса.

4. Резервуар по п. 2, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен средством обогрева наружной поверхности клапана.

5. Резервуар по любому из пп. 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным отверстием для выпуска огнетушащей жидкости в нижней части корпуса, причем размер дополнительного отверстия больше, чем размер основных отверстий для выпуска огнетушащей жидкости.