Способ тушения пожара нанопорошком и устройство для его реализации (варианты)

Способ тушения пожара нанопорошком и устройство для его реализации (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нанотехнологиям в области противопожарной техники. Изобретение предназначено для тушения пожара нанопорошком может быть использован для подачи огнегасящих порошковых составов, выполненных в виде нанопорошка на очаг возгорания в зонах с отсутствием людей.

Предлагаемое техническое решение относится к метаемым огнетушащим средствам и может быть использовано преимущественно для ликвидации очагов возгорания в химической, нефтехимической, угледобывающей, военной, космической отраслях и других производствах.

Известно (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е, переработанное. - М.: издательство «Химия», 1979, с. 127), что при выборе средств и способов пожаротушения необходимо обеспечить условия достижения наиболее эффективной пожарной защиты (то есть обеспечение надежного тушения в наикратчайшее время) при наименьших затратах.

Среди существующих средств пожаротушения - водных, пенных, газовых, аэрозольных и порошковых, порошковые имеют ряд принципиально важных преимуществ (http.//www.tungus.net/ Преимущества порошковых средств пожаротушения). Они универсальны, имеют высокую эффективность и невысокую стоимость. В отличие от систем объемного пожаротушения (газового, аэрозольного) для них не требуется обеспечение условий герметичности защищаемых объектов и трубной разводки для подачи внутрь защищаемого объекта огнетушащего порошка, а в отличие от водных и пенных они имеют значительно более широкий диапазон температурного использования (особенно в области низких температур) и длительный срок эксплуатации. При этом они не причиняют значительного ущерба для окружающих предметов, не содержат в своем составе токсичных веществ и могут использоваться практически на любых объектах.

Поэтому именно порошковые огнетушители являются наиболее распространенным средством тушения очагов пожара и составляют свыше 80% от всех выпускаемых в мире огнетушителей.

В работе (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е, переработанное. - М.: издательство «Химия», 1979, с. 117) отмечено, что огнетушащая эффективность некоторых порошков в ряде случае выше, чем бромхладонов.

В работе (bent.ru>modules/Articles/article.php/ Глава 9. Тушение пожаров строительных материалов) указано, что быстрый нагрев и испарение частиц размером 20 мкм и более маловероятны. Для крупнодисперсных порошков, по-видимому, предпочтение следует отдать гетерогенному механизму ингибирования.

Это подтверждается данными, приведенными на рис. 9.13 (bent.ru>modules/Articles/article.php/ Глава 9. Тушение пожаров строительных материалов), из которых следует, что для частиц с d>20 мкм нагрев не превышает ~200°C. Очевидно, что при таком разогреве частицы не успевают расплавиться (для K₂SO₄ Т_пл=1359 К) и испариться. Поэтому возможность гомогенного ингибирования пламени реальными порошками (с частицами размером более 20 мкм) незначительна.

Отсюда можно сделать вывод, что дальнейшее повышение эффективности современных огнетушащих порошков лежит в применении нанопорошков, обладающих значительным ингибирующим воздействием на пламя.

Известен огнетушитель (Патент США №3369609, ил. 169-31, 1973), у которого для разрыва оболочки и подачи огнетушителю состава используется энергия сжатого газа.

Огнетушитель состоит из корпуса, снабженного штоком с наконечником, плунжера и поршня с переливным каналом, на одном конце которого установлен баллон с сжатым газом, а на другом - рукоятка с предохранительной чекой и рычагом, и оболочки с огнегасительным составом.

Оболочка соединена с корпусом таким образом, что корпус и баллон находятся внутри оболочки. В камере корпуса между поршнем в рукояткой залита вязкая несжимаемая тормозная жидкость.

При приведении огнетушителя в действие необходимо вынуть предохранительную чеку и нажать на рычаг, находящийся на рукоятке. Рычаг перемещает плунжер, наконечник пробивает мембрану в горловине баллона, газы сообщаются с полостью в корпусе, и под давлением газа из баллона уплотняемый кольцом плунжер с поршнем движется назад, переливая через канал жидкость в запоршневое пространство с определенной скоростью.

Когда уплотнительное кольцо выйдет из канала в камеру, газ из баллона по радиальным каналам корпуса проходит в оболочку огнетушителя, расширяясь, разрушает ее и разбрызгивает огнегасительное вещество.

Недостатком этого огнетушителя является сложность конструкции из-за большого количества деталей и уплотняемых соединений.

Известно множество конструкций метания огнетушителей на основе огнетушащих порошков. Подобные огнетушители содержат корпус с огнетушащим порошком, устройство запуска и газогенератор в виде баллона со сжатым газом (Авторское свидетельство SU N 936942, кл. МКИ A62C 19/00, опубл. 23.06.1982). Малый уровень давления, создаваемый газами при вскрытии баллона, способен производить распыление огнетушащего порошка лишь на небольшую площадь, а также их низкая эффективность пожаротушения, что является существенным недостатком таких конструкций.

Известен огнетушитель (Авторское свидетельство SU №608529, кл. A62C 13/42, опубл. 12.05.1978), содержащий разрывной баллон для огнегасительного состава с рукояткой, в которой размещен сосуд для сжатого газа и запорно-пусковое устройство с элементом задержки распыления огнегасительного состава.

Для приведения огнетушителя в действие необходимо сорвать колпачок с предохранительной чекой с теплового замка и бросить огнетушитель в очаг пожара. Под действием температуры тепловой замок расплавляется, в результате чего сжатый газ перемещает элементы запорно-пускового устройства и огнегасительный состав распыляется в контролируемой зоне.

Недостатком работы огнетушителя является неэффективном использовании огнегасительного состава. Это связано с тем, что при наддуве разрывного баллона сжатым газом происходит местный разрыв его оболочки ввиду невозможности изготовления оболочки равнопрочной. Это снижает эффективность работы огнетушителя.

Известен забрасываемый порошковый огнетушитель (Авторское свидетельство SU №936942, кл. A62C 19/00, опубл. 23.06.1982), содержащий разрывной баллон для огнегасительного состава с рукояткой, в которой размещен сосуд для сжатого газа и запорно-пусковое устройство с элементом задержки распыления огнегасительного состава, имеет помещенный в центре разрывного баллона разрядный баллон, полость которого через за порно - пусковое устройство сообщена с сосудом для сжатого газа, причем прочность оболочки разрядного баллона превышает прочность оболочки разрывного баллона.

Элемент задержки распыления огнегасительного состава выполнен в виде дросселя с калиброванным отверстием, расположенным между разрядным баллоном и источником сжатого газа.

Введение в конструкцию забрасываемого порошкового огнетушителя дросселя с калиброванным отверстием усложняет конструкцию устройства, что отражается на его надежности.

Известны метаемые огнетушители (Патент RU №2061518, кл. A62C 19/00, опубл. 10.6.1996; Патент RU №2082471, кл. A62C 19/00, опубл. 27.06.1997), состоящий из корпуса с расположенными в нем огнетушащим порошком, разрывного (взрывного) заряда из детонирующих шнуров и инициатором взрыва Отличие этих устройств заключаются в конструкции разрывного (взрывного) заряда из детонирующих шнуров.

При срабатывании устройства под действием направленной взрывной волны разрушается корпус и разбрасывается огнетушащий порошок.

В первом устройстве осевой взрывной заряд выполнен в виде спирали из одного отрезка детонирующего шнура.

Во втором устройстве предусмотрено изготовление в метаемом огнетушителе различного количества пазов и детонирующих шнуров на стержне разрывного заряда в зависимости от размеров самого огнетушителя.

Все это усложняет конструкции отмеченных устройств их сборку и размещение огнетушащего порошка внутри корпуса.

Известна установка для метания жидкостей на большие расстояния (до нескольких милей) (Stolov М, Stolov S., Stolov A., Stolov-Hecht I. Arrangement for propulsion liquids over long distances. U.S. Patent. US 4696347. Publication date: 1987-09-29), которую предлагается использовать, в частности, для тушения пожаров.

Для метания используется жидкость, заключенная в сферические оболочки из тонкого способного гореть пластика. Размеры сфер точно не указываются, но в качестве примеров приводятся шарик для пинг-понга и футбольный мяч. Для увеличения дальности полета предлагается вместо гладких оболочек использовать оболочки со специально сделанными вмятинами, которые способны значительно снизить гидродинамическое растяжение оболочек из-за возникающей с тыльной стороны зоны разрежения, которое может привести к преждевременному разрыву оболочки.

При попадании в пожар оболочки с водой происходит выгорание оболочки с высвобождением огромного количества воды, ее значительная часть при выгорании указанных оболочек выделится в виде крупных капель, которые участвуют в тушении пожара.

Однако применение воды в качестве огнетушащего вещества, как было отмечено ранее, ограничено в области низких температур, а использование других огнетушащих веществ, в том числе, нанопорошка, этим техническим решением не предусмотрено.

Известен способ тушения пожара (Патент RU №2295370, кл. МПК A62C 3/00, A62C 19/00 (2006.01) опубл. 20.03.2007), принятый за прототип заявляемого способа, включающий и основанный на использовании тонкостенных герметичных капсул, заполненных водой, которые доставляют в очаг пожара. Для диспергирования содержащейся в капсулах воды используют тепловую энергию пожара, а размеры капсул выбирают из расчета возникновения паровых взрывов капсул при их движении в очаге подавляемого пожара.

Заявленная модель парового взрыва капсулы может быть применима только при ее попадании в высокотемпературные тепловые потоки.

Известно, что термическое разрушение - это процесс, идущий во времени. (http://gendocs.ru/Лекции - Экспертные исследования причин разрушения материалов). Действие повторных термических напряжений лишь в относительно редких случаях имеет самостоятельное значение. Чаще термоциклирование накладывается с длительным статическим, динамическим или др. видом нагружения и сопровождается комплексом явлений, проходящих в материалах при высоких температурах - окислением, старением, рекристаллизацией, ползучестью и др.

Картина термической усталости осложняется тем, что для характеристики данного разрушения является существенным не только число циклов, уровень шах и min температуры цикла, но и длительность нагружения. Последний фактор имеет тем больше значение, чем выше температура цикла. Количество трещин от термоусталости резко возрастает с увеличением времени эксплуатации.

Таким образом, можно сделать вывод, что при нагревании оболочки (например, полимерной) капсул в рассматриваемом способе тушения пожара сначала доминирует процесс термического разрушения, а затем, по мере прогрева огнетушащего вещества, находящегося внутри оболочки, и его агрегатного состояния, возможен переход названного вещества в другое агрегатное состояние, как это отмечено в известном техническом решении, связанным с применением микрокапсул в пожаротушении (Патент RU №2161520, опубл. 10.01.2001, Патент RU, №2389525, 20.05.2010).

Было экспериментально установлено (Патент RU №2161520, опубл. 10.01.2001), что для эффективной работы огнегасящего полимерного композиционного материала матрица должна соответствовать вполне определенным критериям:

материал матрицы должен быть пространственно-сшитым, что обеспечивает отсутствие перехода ее в вязкотекучее состояние ниже температуры термической деструкции;

механические свойства матрицы (прежде всего прочность на разрыв) в области температур 130-190°C (которые, как правило, являются признаками возгорания или его возможности) не должны препятствовать активному выделению пожаротушащего агента, матрица должна механически разрушаться при температуре 130-190°C под влиянием давления пара пожаротушащего вещества (фиг. 1).

Помещение капсул с водой (Патент RU №2295370, кл. МПК A62C 3/00, A62C 19/00 (2006.01) опубл. 20.03.2007), например, в метательное устройство весьма ограничено тем, что при доставке этого устройства в очаг пожара тонкостенные герметичные капсулы будут испытывать определенные перегрузки. Это приведет к тому, что оболочка названных капсул лопнет прямо в герметичном корпусе еще до подлета к очагу пожара.

Тоже самое можно сказать о варианте с использованием бомбы, первоначально состоящей из компактной упаковки большого числа капсул с водой, которая разваливается на отдельные капсулы при «подрыве». Для «подрыва» бомбы в указанном варианте используют сжатый негорючий газ или другой пожаробезопасный источник энергии.

После доставки бомбы в пожар ее «подрывают», обеспечив тем самым разлет капсул и заполнение ими зоны пожара с последующими множественными паровыми взрывами и образованием дробленной воды. Однако капсулы испытывают при метании бомбы значительные перегрузки на старте и при их подлете в результате динамического взаимодействия корпуса с поверхностью.

Поэтому оболочка капсул должна быть прочной, что автоматически приведет к увеличению стенок герметичных капсул, а, следовательно, и - времени разрушения оболочки каждой капсулы.

Известна противопожарная реактивная граната (Патент RU №2442624, кл. МПК A62C 3/02, A62C 19/00, F42B 30/04 (2006.01), опубл. 20.02.2012), принятая за прототип заявляемого метательного устройства с не разрушаемой оболочкой.

Устройство включает в себя корпус, разрывной заряд, огнетушащий порошок, взрыватель, реактивную часть.

Корпус выполнен в виде соединенных основаниями цилиндрических конусов объемом, например, 5 литров, внешним диаметром, например, 73 мм, изготовлен из металла листового толщиной, например, 1 мм, с возможностью обеспечения необходимого взаимного расположения огнетушащего порошка и разрывного заряда в момент приведения противопожарной реактивной гранаты в действие, удержания внутри огнетушащего порошка и разрывного заряда, защиты содержимого от влаги, обеспечения механической прочности изделия при выстреле и хранении, крепления реактивной части к хвостовой части и взрывателя к носовой части корпуса. Внутри корпуса устанавливается разрывной заряд в виде шашки взрывчатого вещества цилиндрической формы, размещенной на центральной оси корпуса, весом, например, 50 г, с возможностью разрушения корпуса и разбрасывания огнетушащего порошка в радиусе около 3 метров, соединен со взрывателем, например, резьбовым соединением. Огнетушащий порошок представляет собой фосфораммонийную соль, уложенный равномерно по корпусу, вокруг разрывного заряда, до полного наполнения. Взрыватель представляет собой устройство, состоящее из инициирующего взрывчатого вещества, ударника накольного действия, предохранительного механизма и корпуса взрывателя, с возможностью инициирования разрывного заряда при контакте с поверхностью и крепления его на корпусе. Реактивная часть представляет собой металлический цилиндр с хвостовым оперением, диаметром, например 40 мм, соплом и стартовым зарядом, с возможностью придания противопожарной реактивной гранате начального ускорения и ее метания в зону тушения.

Корпус предназначен для обеспечения необходимого взаимного расположения огнетушащего порошка и разрывного заряда в момент приведения противопожарной реактивной гранаты в действие, удержания внутри огнетушащего порошка и разрывного заряда, защиты содержимого от влаги, обеспечения механической прочности изделия при выстреле и хранении. К корпусу, например, при помощи резьбовых соединений в хвостовой части крепится реактивная часть, а в носовой - взрыватель.

Огнетушащий порошок представляет собой вещество, например фосфораммонийную соль, используемое для снаряжения порошковых огнетушителей, уложенное равномерно по корпусу, вокруг разрывного заряда, до полного наполнения корпуса гранаты, общим объемом, например, 5 литров. Огнетушащий порошок при срабатывании разрывного заряда распыляется в радиусе около 3 м и образует, как правило, сферу, в которой горение невозможно. Горение прекращается из-за отсутствия поступления кислорода воздуха к горящим материалам. Кроме того, огнетушащий порошок, оседая на горящей поверхности, препятствует их повторному воспламенению.

Взрыватель предназначен для инициирования разрывного заряда при контакте противопожарной реактивной гранаты с горящей поверхностью. При выстреле противопожарной реактивной гранатой происходит снятие предохранения со взрывателя и его приведение в работоспособное состояние. Во время контакта взрывателя с горящей поверхностью происходит накол ударником инициирующего взрывчатого вещества, его подрыв и детонация разрывного заряда.

Пуск предлагаемых противопожарных реактивных гранат возможно производить из различных пусковых установок, например гранатометов СПГ-9 и РПГ-7.

Гранатометчик, находясь на безопасном расстоянии, производит заряжание, наведение и пуск противопожарной реактивной гранаты. Реактивная часть обеспечивает доставку противопожарной реактивной гранаты к месту тушения. При контакте противопожарной реактивной гранаты с поверхностью в зоне тушения, взрыватель инициирует разрывной заряд, происходит разрушение корпуса и разбрасывание огнетушащего порошка. Огнетушащий порошок распыляется в радиусе около 3 м, в объеме воздушной среды около 110 м³. В объеме взвешенного огнетушащего порошка происходит тушение пожара за счет прекращения доступа кислорода воздуха к горящим материалам на всех уровнях горения, а также снижение интенсивности оттока продуктов горения. Огнетушащий порошок также препятствует повторному возгоранию материалов.

Однако дальнейшее повышение эффективности названного устройства связано, с повышением ингибирующего действия порошков, что напрямую связано с их дисперсностью (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е, переработанное. - М.: Издательство «Химия», 1979, с. 114).

Известен способ доставки огнетушащего вещества перемещением его в окружающем воздухе (Патент RU №2261742, кл. A62C 19/00, опубл. 10.10.2005), принятый за прототип заявляемого метательного устройства с разрушаемой оболочкой, и включающий в себя размещение огнетушащего вещества герметично в оболочки, выполненные из газонепроницаемого материала, доставку его с помощью метательных устройств и разрушение оболочек, причем разрушение оболочек происходит при попадании их в очаг пожара, при этом оболочки имеют сферическую или обтекаемую форму.

Для уменьшения отрицательного воздействия огнетушащего вещества на находящиеся вблизи очага пожара предметы заменяют одно огнетушащее вещество другим, например воду - твердой углекислотой, также герметично помещенной в оболочки.

Известно (Баратов А.Н. Горение-Пожар-Взрыв-Безопасность. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 с. 216), что огнетушащая способность воды обуславливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, то есть срывом пламени. Разбавляющее действие, приводящее к снижению содержания кислорода в окружающем воздухе, объясняется тем, что объем пара в 1700 раз превышает объем испаряющейся воды.

В тоже время вода практически не участвует в процессе ингибирования химических реакций в пламени как в газовой фазе, так и на поверхности частиц горящего вещества.

Углекислота (твердая) несколько тяжелее воды и оболочки с ней будут лететь на большее расстояние при прочих равных условиях, хотя и не намного.

Известно (Баратов А.Н. Горение-Пожар-Взрыв-Безопасность. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 с. 239-241), что диоксид углерода (CO₂) относится к инертным газообразным разбавителям воздуха.

Тушение при разбавлении среды инертными разбавителями связано с потерями тепла на нагревание этих разбавителей и снижением скорости горения и тепловыделения. Несколько большая флегматизирующая эффективность диоксида углерода в сравнении с азотом объясняется более высокой его теплоемкостью. Диоксид углерода наиболее широко применяют для объемного тушения пожаров на складах ЛВЖ, аккумуляторных станциях, сушильных печах, стендах для испытания двигателей, электрооборудования и т.д.

Применение нанопорошка в качестве огнетушащего вещества является, по мнению автора, наиболее перспективным направление в области пожаротушения.

По данным, приведенным в (Нанопорошки. Назначение, свойства, производство. Нанотехнологии.mht), выпускаемая в настоящее время почти половина нанопорошков имеет диаметр менее 30 нм. Девять процентов порошков, относящихся к группе «нано», имеют диаметр более 100 нм. Большинство производителей предлагают порошки диаметром от 5 до 100 нм.

Особенностью нанопорошков является огромная удельная поверхность, а значит и избыточная поверхностная энергия. Например, если говорят, что нанопорошок обладает удельной поверхностью порядка 100 м²/г - это значит, что поверхность частиц такого порошка с массой 1 г можно сравнивать по площади с трехкомнатной квартирой. Атомы на поверхности частиц находятся в особенном состоянии: они более активны и всегда готовы вступить в какое-нибудь взаимодействие, именно поэтому нанопорошки часто применяют в качестве катализаторов (Нанопорошки. Назначение, свойства, производство. Нанотехнологии.mht).

Отсюда можно сделать вывод, что нанопорошки самым активным образом влияют на процесс ингибирование химических реакций в зоне горения, и чем меньше будет размер частиц нанопорошка, тем активнее будет происходить этот процесс.

Однако применение других огнетушащих веществ, например, огнетушащих порошков, в частности, нанопорошков в способе (Патент RU №2261742, кл. A62C 19/00, опубл. 10.10.2005) не предусмотрено.

Кроме этого применение воды в качестве огнетушащего вещества, как было отмечено ранее, ограничено в области низких температур, а применение твердой углекислоты ограничено тем, что применяется, как правило, в закрытых помещениях для объемного пожаротушения и обязательно при отсутствии людей в контролируемой зоне (Баратов А.Н. Горение-Пожар-Взрыв-Безопасность. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 с. 241-247).

Целью заявляемого технического решения является создание нового способа порошкового тушения пожара, решающего эффективно вопрос доставки в очаг пожара нанопорошка с помощью метательного устройства.

Сущность заявляемого способа тушения пожара заключается в том, что в способе тушения пожара нанопорошком, заключающемся в доставке в очаг пожара с помощью метательного устройства оболочки с огнетушащим порошком, разрушении названной оболочки и подаче огнетушащего вещества в очаг пожара в виде нанопорошка.

Сущность заявляемого устройства (согласно пункту 2 формулы изобретения) заключается в том, что в метательном устройстве для тушения пожара нанопорошком, содержащем не разрушаемую оболочку до момента доставки ее в контролируемую зону, заполненную огнетушащим порошком, метательное устройство для доставки оболочки в очаг пожара и взрывное устройство для выброса порошка в названный очаг, отличающийся тем, что огнетушащий порошок выполнен в виде нанопорошка

Сущность заявляемого устройства (согласно пункту 3 формулы изобретения) заключается в том, что в метательном устройстве для тушения пожара нанопорошком, содержащем термически разрушаемую в очаге пожара оболочку, заполненную огнетушащим порошком и метательное устройство для доставки оболочки в очаг пожара, огнетушащий порошок выполнен в виде нанопорошка.

Использование в заявляемом способе тушения пожара нанопорошков позволяет значительно повысить эффективность объемного пожаротушения за счет того, что нанопорошки самым активным образом влияют на процесс ингибирования химических реакций в зоне горения.

Известно (Нанопорошки.mht), что нанопорошки обладают огромной удельной поверхностью, а значит и избыточной поверхностной энергией. Атомы на поверхности частиц находятся в особенном состоянии: они более активны и всегда готовы вступить в какое-нибудь взаимодействие. Поэтому применение нанопорошков в качестве огнетушащего вещества, по мнению автора, является наиболее перспективным игибирующим средством при объемном тушении на пожароопасных объектах.

Применение в заявляемом устройстве (варианты) огнетушащего порошка, выполненного в виде нанопорошка, позволяет доставить последний без потерь в очаг пожара с помощью метательного устройства, имеющего различные варианты исполнения оболочек, в которые заключен нанопорошок.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают критерию «новизна».

При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения критерию «изобретательский уровень» был проанализирован уровень техники и, в частности, известные способы и устройства, относящиеся к метаемым огнетушащим средствам.

Известен способ порошкового пожаротушения (Патент RU №2419471, кл. A62C 3/10 (2006.01), опубл. 27.05.2011), заключающийся в подаче огнетушащего порошка в очаг пожара, в котором тушение производят комбинацией нанодисперсного порошка минеральной соли цезия, например, CS₂SO₄ и обычного порошка на основе минеральных солей щелочных металлов, например, NaHCO₃, причем в качестве рабочего газа при эжектировании используют не только газ, но и газовзвесь обычного порошка на основе минеральных солей щелочных металлов, обеспечивая не только подсос нанопорошка, но и обволакивание частиц обычного порошка на основе минеральных солей щелочных металлов нанопорошком. Причем нанодисперсный порошок минеральной соли цезия, благодаря физико-химической специфике щелочных металлов, имеет низкий потенциал ионизации и значительно (примерно в 10⁴-10⁵ раз) большую дисперсность по сравнению с обычными порошками, и обладает очень сильным ингибирующим воздействием на пламя.

Для создания равномерной смеси нано- и обычного порошков можно использовать известное эжекторное устройство (А.Н. Баратов «Горение-Пожар-Взрыв-Безопасность», изд. ВНИИПО, 2003 г., с. 362), в котором к зоне смешения присоединяются два штуцера для подачи нано- и обычного порошка с расчетными их расходами.

Однако дальнейшее повышение эффективности этого способа порошкового пожаротушения ограничено тем, что процесс создания при эжектировании комбинации нанопорошка и обычного порошка путем обволакивания частицами обычного порошка на основе минеральных солей щелочных металлов нанопорошком ограничен суммарной площадью поверхности обычного порошка - матрицы. В результате чего часть частиц нанопорошка при эжектировании будут «отскакивать от матрицы», не достигая при этом очага пожара при его подаче.

Известен способ порошкового пожаротушения нанопорошками (Заявка RU №2012142461 от 04.10.2012, опубл. 10.04.2014, кл. МПК A62D 1/00 (2006.01), заключающийся в подаче огнетушащего порошка в очаг пожара, причем тушение производят путем подачи в контролируемую зону нанопорошка в виде микрокапсулированного огнегасящего агента.

Этот способ также нельзя использовать при тушении крупномасштабных пожаров по причине незначительной массы микрокапсул, которые будут резко менять свою траекторию при подлете их к зоне интенсивного выброса продуктов горения.

Известно устройство для тушения пожара (Патент RU №2055613, A62C 19/00, опубл. 10.03.1996).

Устройство содержит баллон, выполненный из сгораемого двуслойного материала, заполненный кассетами с огнетушащим составом. При этом корпус баллона, выполненный в виде емкости, и корпус кассет дополнительно содержат защитную оболочку из трикотажного материала, изготовленного из одновременно провязанных нитратцеллюлозных и полиуретановых нитей, причем полиуретановые нити образуют упругий каркас.

Устройство для тушения пожара работает следующим образом. Попадая в очаг пожара, под действием пламени огня сгорает защитная оболочка вместе с корпусом емкости и под давлением выбрасывается в разные стороны огнетушащий состав, который осуществляет тушение пожара в области разрушенной емкости. Одновременно с огнетушащим составом под давлением разбрасываются в разные стороны и кассеты. Попадая в пламя огня, защитная оболочка сгорает вместе с корпусом кассеты, осуществляя дополнительное тушение пожара. При попадании емкости за пределы очага пожара защитная оболочка предохраняет корпус емкости от повреждения и позволяет повторно использовать устройство при пожаре.

Однако примеры исполнения огнетушащего состава, заключенного в корпус емкости и корпус кассет в описании изобретения не раскрыты.

Поэтому применение многих наиболее распространенных применяемых на практике огнетушащих веществ и составов, по мнению автора и исходя из известных научно обоснованных данных их уровня техники, в этом устройстве будет ограничено или невозможно по следующим причинам.

Известно (http://studopedia.net/4_16214_ognegasyashchie-sredstva.html). что основными огнегасящими веществами являются вода, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инертные и негорючие газы, водяной пар, галоидоуглеводородные огнегасящие составы и сухие огнетушащие порошки.

Применение воды в качестве огнетушащего вещества, как было отмечено ранее, ограничено в области низких температур.

Применение химической и воздушно-механической пены в качестве огнетушащего вещества практически невозможно потому, что, как отмечено в работе (Баратов А.Н. Горение-Пожар-Взрыв-Безопасность. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 с. 228), пены характеризуются агрегативной и термодинамической неустойчивостью.

Применение водных растворов солей в качестве огнетушащего вещества, даже имеющих низкую точку замерзания ограничено тем, что, как отмечено в работе (Баратов А.Н. Горение-Пожар-Взрыв-Безопасность. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 с. 220-221), для понижения температуры замерзания воды применяют специальные добавки (антифризы): миниральные соли (K₂CO₃, MgCl₂, CaCl₂ некоторые спирты (гликоли). Однако соли повышают коррозионную способность воды, поэтому их практически не используют. Применение гликолей существенно повышает стоимость тушения.

Применение инертных и негорючих газов в качестве огнетушащего вещества, например, углекислоты, ограничено их использованием, как правило, в закрытых помещениях для объемного пожаротушения и обязательно при отсутствии людей в контролируемой зоне.

Применение галоидоуглеводородных огнегасящих составов в качестве огнетушащего вещества ограничено их использованием, как правило, в закрытых помещениях для объемного пожаротушения.

Применение водяного пара в качестве огнетушащего вещества ограничено тем, что пар при длительном хранении в замкнутом пространстве начинает конденсироваться и превращаться в воду, применение которой в названном устройстве ограничено, как было отмечено ранее, в области низких температур.

Поэтому в качестве основного огнетушащего состава в этом устройстве, по мнению автора, необходимо рассматривать огнетушащие порошки, в том числе, нанопорошки.

Известна бомба противопожарная (Заявка RU №94023120 от 16.06.1994, опубл. 27.04.1996, кл. МПК A62C 19/00), содержащая лопастной винт с червячным стержнем, каркас и оболочку, наполненную огнетушащим средством. Для более эффективного и быстрого выполнения работ по ликвидации пожара способом массированного укрытия огня плотным слоем с использованием 100% средств огнетушения на единицу площади с применением двух, трех вертолетов с гирляндами, выполнено два варианта бомб пожаротушения с механическим устройством в виде лопастного винта с винтом червячным для раскрытия двух половин емкости бомбы пожаротушения и оболочкой из сгораемого или плавкого материала.

Однако это устройство имеет сложную конструкцию, его трудно реализовать при тушении пожара на пожаро- и взрывоопасных объектах с интенсивным выбросом продуктов горения из очага горения.

Анализ других технических решений показал, что известные способы и устройства не решают отмеченные ранее задачи, решаемые заявляемым техническим решением.

Осуществление заявляемого технического решения может быть реализовано следующим образом.

Известно (Исавнин Н.В. Средства порошкового пожаротушения. М, Стройиздат, 1983, с. 141), если порошковое облако полностью покрывает пламя, то оно практически подавляется мгновенно. В этом случае дополнительно повышается эффективность в способе тушения, в котором диспергированный поток одновременно формируется во всем объеме очага пожара.

При тушении обширных очагов (Патент RU №2027452, кл. МПК A62C 2/00, опубл. 27.01.1995) в условиях ограниченного запаса огнетушащего состава наиболее эффективным будет являться способ тушения путем подачи состава по заранее заданному алгоритму, учитывающему форму, размеры очага и интенсивность горения, что значительно сократит непроизводительные потери огнетушащего состава при минимально необходимом его расходе. Значительный эффект также будет достигнут введением обратной связи в процесс тушения вышеуказанным способом, то есть оперативным изменением подачи огнетушащего состава, (изменением плотности потока, изменением направлений подачи и т.д.) в зависимости от достигаемых результатов тушения.

Известно (ru.m.wikipedia.org>Порошковое пожаротушение), что огнетушащая способность порошков общего назначения зависит не только от химической природы порошков, но и степени их измельчения. Возможность подачи очень мелких порошков в зону горения затруднена, поэтому промышленные огнетушащие порошки общего назначения содержат фракцию 40-80 мкм, обеспечивающую доставку мелких фракций в зону горения.

В работе (Сабинин О.Ю. Обоснование зависимости огнетушащей способности порошковых составов от их характеристик и параметров подачи импульсными модулями // Вестник Академии Государственной противопожарной службы. - 2006. - №6. с. 126-132) отмечено, что при импульсной подаче огнетушащего состава в очаг горения, помимо обычного тушащего воздействия, масса огнетушащего состава оказывает дополнительное воздействие за счет своих кинетических параметров. Только посредством увеличения скорости порошковой струи можно в 2-3 раза повысить эффективность применения огнетушащего порошкового состава для тушения пожаров, что и наблюдается в механизме действия импульсных модулей.

В работе (М.Е. Краснянский. Порошковое пожаротушение.mht.) отмечено, что ряд авторов предлагают получить порошковый аэрозоль непосредственно в очаге горения за счет терморазложения специальных неорганических смесей. Преимущество такого способа - малый размер образующихся частиц и «свежая» (ювинальная) их поверхность, имеющая высокую химическую активность. Недостатки - сложная технология, очень высокая стоимость.

Анализ результатов испытаний и теоретические исследования, проводимые во ВНИИПО в 1993-1996 годах (Сабинин О.Ю. Оптимальные характеристики огнетушащих порошков и параметры их подачи для импульсных модулей порошкового пожаротушения: диссертация кандидата технических наук: 05.26.03 / Сабинин О.Ю. [Место защиты: Академия государственной противопожарной службы МЧС России]. - Москва, 2008.- 176 с: ил. РГБ ОД, 61 09-5/300), позволили установить некоторые новые аспекты, связанные с газодинамикой тушения, в особенности важные для автоматического тушения локальных очагов, когда распылители установлены стационарно и, как правило, сверху. Так в процессе исследований выяснилось, что тушение горящего очага следует рассматривать через призму взаимодействия двух струй. Одна струя формируется восходящими над очагом потоками и скорости в ней зависят от энергетики очага (его размера, вида горючего), другая, на нее воздействующая - газопорошковая. Было установлено, что при одних и тех же параметрах подачи порошка на очаг, например, сверху, при увеличении размера очага (росте скоростей восходящих потоков) тушение затруднялось и даже не достигалось из-за уноса (выдувания) частиц порошка.

Однако такая закономерность будет справедлива до определенного, критического размера частиц порошка, то есть минимал