SE523660C2 - Gasblandning avsedd för användning som brandsläckningsmedel - Google Patents

Description

35 40 523 660 2 dess har ett stort antal av världens länder bestämt sig för och förbundit sig att minska och på sikt upphöra med framställning och användning av haloner.

Världsproduktionen av brandsläckningsmedel och då speciellt halonerna är mycket stor. Bara för halon 1211, som i första hand är ett medel för mindre och medelstora, bärbara brandsläckare uppgick produktionen 1986 till 20 000 ton. Det finns således ett växande intresse världen över att hitta ett ersätt- ningsmedel till halonema.

En mängd försök har redan gjorts att finna ett sådant ersättningsmedel men hittills har inget av dessa visat sig vara lika effektivt som halonema och sam- tidigt miljövänligt.

De krav man idag ställer på ett bra brandsläckningsmedel är att det skall vara effektivt, icke-toxiskt och miljövänligt. Miljöaspekten är idag av största vikt och ett nytt brandsläckningsmedel skall framför allt ha en låg ozonförstörande effekt och ge låg växthuseffekt. Den ozonförstörande effekten anges som ett ODP-värde (Ozon Depletion Potential) och växthuseffekten anges som ett GWP-värde (Global Warming Potential). Beräkningen av dessa värden är väl känd inom tekniken och kommer inte att diskuteras närmare här. Olika länders riktvärden är inte heller fastlagda, man kan bara säga att de kommer att ligga väsentligt under värdena för dagens kommersiella halongaser.

Ytterligare krav som man ställer på ett nytt brandsläckningsmedel är att det skall kunna användas och fyllas på befintliga behållare (s k "drop-in-agent") utan att man behöver göra stora och dyrbara ingrepp. Man kan möjligen acceptera att få byta ut ett munstycke eller en ny packning, men om man tvingas byta t ex hela ventilsystemet så blir det alldeles för dyrt.

Ett av problemen med att finna ett ersättningsmedel till halonema är att många medel som är mindre rniljöförstörande och samtidigt icke-toxiska tyvärr också är mindre effektivafT ex är bromerade kolväten effektiva, men i gengäld är de mycket toxiska.

En del försök att finna ett ersättningsmedel har gått ut på att övergå från hel- halogenerade till halvhalogenerade kolväten, speciellt för att minska klor- mängden. Man har också gjort försök med helt fluorerade kolväten. Effekti- viteten minskar dock för medlen när man går från brom, till klor och sedan fluor. När det gäller toxiciteten är det det omvända förhållandet, varvid brom är mest toxiskt och fluor är rninst toxiskt, åtminstone i förening med kol. 10 15 20 25 30 35 40 523 660 3 Andra försök har gått ut på att med hjälp av olika typer av munstycken för- söka effektivisera ett i sig mindre effektivt medel. T ex har man arbetat mycket med spridningen av medlet just i munstycket och tryckvariationer i munstycket. De nya, mindre miljöfarliga medlen är huvudsakligen vätskor och man har försökt att på olika sätt ge detta medlet den energi som krävs för att få tillräcklig kastlängd. Försök har gjorts att tillsätta olika rena gaser.

Inga av dessa hittills kända försök har dock lett till ett brandsläckningsmedel som man ansett kunna ersätta dagens halongaser.

Som en av grunderna till föreliggande uppfinning ligger vårt antagande att man, för att ersätta de ovan nämnda dominerande halongastyperna, inte kan konstruera en eller två "ersättningsgaser", som uppfyller både de "gamla" och de nytillkomna kraven.

För att kunna uppnå en fullgod och acceptabel lösning på problemet i fram- tiden är det vår mening att det inte går att kemiskt-tekniskt konstruera två gaser med de egenskaper halon 1301 och l2ll har, men utan icke-acceptabla miljö- eller toxiska bieffekter.

Lösningen ligger i att finna en formel eller ett tillvägagångssätt, så att man kan utveckla en ersättningsgas för olika användningsområden (branscher) med utgångspunkt från de speciella parametrar som gäller för just den ifråga- varande tillämpningen. För att uppnå detta måste i framtiden ersättnings- gasema vara "skräddarsydda" för sitt ändamål. Ett mångfalt fler varianter blir nödvändiga för att kunna tillgodose alla de applikationer som är av intresse för denna typ av brandsläckningsmedel (s k rena brandsläckningsmedel).

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en gasbland- ning för användning som brandsl'äckningsmedel, där medlet användes i brand- släckningssystem av typen rumsskyddsystem (s k total flooding). Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en gas- blandning, vilken speciellt är användbar som ett brandsläclmingsmedel som kan ersätta tidigare kända medel, t ex halonema; ett medel som är huvudsak- ligen lika effektivt men mera miljövänligt. Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett för- farande för att med hjälp av ovannämnda gasblandning kunna kontrollera utbredningen även brand eller glöd. 10 15 20 25 30 35 40 523 660 Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en brandsläckningsenhet som innehåller ovannämnda brandsläckningsmedel.

Dessa ändamål uppnås med hjälp av en gasblandning som innehåller a) en Oorganisk förening som bas, där basen innefattar SFÖ i en halt av 30-50 vikt%; b) ett halogenerat kol eller Cl-Cm-kolväte, eller blandningar därav; c) en inert gas eller en blandning av inerta gaser.

Brandsläckningsmedlet enligt uppfinningen omfattar nämnda gasblandning under ett tryck av 2,5-50 bar, speciellt 15-50 bar.

Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av att man tillför branden eller glöden, eller i närheten av denna, en sådan gasblandning.

Brandsläckningsenheten kännetecknas av att behållaren innehåller ett medel enligt krav 8 och att behållarens munstycke är så utformat att gasblandningen ges en sådan initiell rotation att man uppnår en homogen blandning mellan släckningsmedel och luft i en brandcell.

Gasblandningen enligt uppfinningen innefattar en oorganisk förening som bas. En speciellt föredragen förening är SFÖ.

Gasblandningen enligt uppfinningen innehåller förutom basen minst 1 vikt% av ett halogenerat kol eller CI-Clo-kolväte, eller blandningar därav. Det halogenerade kolvätet i gasblandningen enligt föreliggande uppfinning kan vara ett Cl-Cm-kolväte, som är helt eller delvis halogenerat. Halogensubsti- tuenten är företrädesvis F eller Cl och allra helst F. Lämpliga halogenerade kolväten som kan utnyttjas enligt uppfinningen är föreningar ur grupperna CFC, HCFC, F C och HFC. Exempel på sådana föreningar är C2H2F4, CHF3, CHCl2CF3, CHF2CF3, CF3CHFCF3, C4F10, C5F|2, 061214, eller blandningar av dessa. Dessa kolväteföreningar kan föreligga som isomerer och uppfinningen avser även att innefatta sådana isomerer. Man kan likaså utnyttja ett halogenerat kol eller blandningar av halogenerat kol och halo- generade kolväten. 10 15 20 25 30 35 523 660 5 Den tredje komponenten i gasblandningen enligt uppfinningen är en inert gas, eller blandningar därav.

Den inerta gasen föreligger vanligen i en halt av upp till 5 vikt%, men även högre halter kan utnyttjas beroende på de övriga komponenterna och tillämp- ningsbetingelser.

Med inert avses här en gas som vid de temperaturer som normalt råder vid en brand inte reagerar eller åtminstone inte reagerar på sådant vis att elden gynnas.

Den inerta gasen enligt uppfinningen fungerar som drivgas och en lämplig sådan gas är t ex Nz, Ar, C02, Kr och Xe, eller blandningar därav och före- trädesvis N; eller Ar.

Vid val av lämplig drivgas för uppfinningen beaktas följ ande parametrar.

Gasen bör l - Ha en kritisk temperatur som är 5-50°C. 2 - Ha en godtagbar löslighet i blandningen av bas och dispersionsmedel, dvs >0,2 vikt%. 3 - Befinna sig i gasfas vid omgivande temperatur enligt punkt 1. 4 - Kunna ge ett drivtryck mellan 8-45 bar i släcksystemet. 5 - Bidraga med inerteringen av bränsle-luftblandningen.

Gasblandningen enligt uppfinningen omfattar en oorganisk förening som bas med en inblandning av minst 1 vikt% av ett halogenerat kol eller Cl-Cm-kol- väte, eller blandningar därav. Dessutom innehåller blandningen någon vikt%, vanligen upp till 5 vikt%, drivgas. Exempel på gasblandningar enligt uppfin- ningen är sådana som omfattar ca 30-50 vikt%, lämpligen ca 40-45 vikt%, bas, ca 50-70 vikt%, lämpligen 55-60 vikt%, halogenerat kol eller kol- väte, eller blandningar därav, samt ca 1 vikt% drivgas, varvid blandningen totalt omfattar 100 vikt%. 10 15 20 25 30 35 40 523 660 6 En foredragen kombination av tre komponenter för ett rumssystem eller sprinklersystem är SFó + (CFgCHzF + CHFg) + Ar, eller annan drivgas; arbetstryck 15-50 bar.

Följ ande tre kombinationer av ingående komponenter i gasblandningen enligt uppfinningen har visat sig vara speciellt föredragna: SFÖ CF 3CH2F CHF 3 45% 40% 15% 40% 45% 15% 40% 40% 20% Procenthaltema är angivna i vikt% och är avrundade. I samtliga blandningar ingår ca 1 vikt% drivgas.

Dessa blandningar har alla ett ODP-värde av O.

Framställningen av gasblandningen enligt uppfinningen göres genom enkel blandning av de olika komponenterna i önskade proportioner.

Medlet enligt uppfinningen kan användas i alla typer av brandsläcknings- system. Medlet kan också utnyttjas vid alla typer av bränder. De tre eller två komponenterna sättes samman beroende på användningsområde och aktuellt brandsläckningssystem.

Vidare kan medlet användas i befintliga brandsläckningssystem, ofta bara med byte av packning eller munstycke.

Gasblandningen enligt föreliggande uppfinning, som speciellt är avsedd att användas i s k total flooding system eller rumsskyddsystem, ger speciellt god effekt då den utnyttjas i kombination med ett munstycke som ger gasbland- ningen en initiell rotation, vilket medför en omrörning och homogenitet i blandningen av släckmedel och luft i brandcellen; dvs det rum där branden sker. Exempel på lämpliga munstycken är de som tillverkas av BETE och har beteckningen TF-XX-FC. Lämpliga munstycken tillverkas även av American Spray System.

Medlet enligt föreliggande uppfinning har visat sig vara huvudsakligen lika effektivt som halonema, och ibland t o m ännu effektivare. De har också en väsentligt lägre negativ milj öinverkan än halonema. 10 15 20 525 660 7 Föreliggande uppfinning avser också en brandsläckningsenhet omfattande en behållare för brandsläckningsmedlet och ovannärrmda brandsläckningsmedel under ett visst arbetstryck. Handbrandsläckare arbetar normalt vid 5-15 bars tryck och större system, som t ex sprinklersystem normalt vid 15-50 bar.

Vidare avser föreliggande uppfinning ett forfarande för att kontrollera utbred- ningen aven brand eller glöd genom tillförsel av en gasblandning enligt ovan.

Gasblandningen enligt uppfinningen måste, för att få lämplig partikelstorlek på dropparna och för att rätt dispersions förhållande skall erhållas, passera en dys, som är utformad och optimerad efter de applikationsorriråden, där medlet är avsett att stättas in.

För fasta system, dvs sprinkleranläggningar, är släckmedlets kastlängd oftast av underordnad betydelse. Här vill man istället uppnå en så snabb dispersion och förångning som möjligt av gasblandningen.

En fackman inom området kan modifiera uppfinningen för olika tillämp- ningar. Samtliga sådana kombinationer innefattas inom ramen för uppfin- ningen.

Claims (11)

1. 0 15 20 25 30 35 40 523 660 8 PATENTKRAV l. Gasblandning, k ä n n e t e c k n a d av att den innehåller: a) en oorganisk förening som bas, där basen innefattar SFÖ i en halt av 30-50 vikt%, b) ett halogenerat kol eller C l-CIO-kolväte, eller blandningar därav, och c) en inert gas eller en blandning av inerta gaser.

2. Blandning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av, att det halogenerade kolet eller Cl-Cw-kolvätet eller en blandning därav utgör minst 1 vikt% av den totala gasblandningen.

3. Blandning enligt kravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att det halo- generade kolet eller kolvätet välj es bland grupperna CFC, HCFC, FC, HFC, SpCClCnt C2H2F4, CHF3, CHCI2CF3, CHF2CF3, C4F10, C5F12, C6F14, eller blandningar därav.

4. Blandning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av, att den inerta gasen väljes bland N2, Ar, C02, Kr och Xe eller blandningar därav.

5. Blandning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av, att den omfattar ca 30-50 vikt%, lämpligen ca 40-45 vikt% bas, ca 50-70 vikt%, lämpligen ca 55-60 vikt% halogenerat kol eller CICw-kolväte eller bland- ningar därav, och upp till ca 5 vikt% drivgas, varvid blandningen totalt om- fattar 100 vikt%.

6. Blandning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d av, att den omfattar SFÖ såsom bas och C2H2F4 + CHF; såsom det halogenerade kolet eller kolvätet.

7. Blandning enligt något av kraven 1-6, k ä n n e te c k n a d av, att den omfattar 40-45 vikt% SF 6, 40-45 vikt% CF3CH2F, 15-20 vikt% CHF; samt ca l vikt% drivgas, van/id blandningen totalt omfattar 100 vikt%.

8. Brandsläckningsmedel, k ä n n e t e c k n at av, att det omfattar en gas- blandning enligt något av kraven l-7, vilken är satt under ett tryck av 2,5-50 bar, speciellt 15-50 bar. 10 523 660 9

9. F örfarande for att kontrollera utbredningen av en brand eller glöd, k ä n n e t e c k n a t av, att man tillfor branden eller glöden, eller i närheten av denna, en gasblandning enligt något av kraven 1-8.

10. lO. Brandsläckningsenhet omfattande en behållare for brandsläcknings- medel, k ä n n e t e c k n a d av, att behållaren innehåller ett medel enligt krav 8 och att behållarens munstycke är så utformat att gasblandningen ges en sådan initiell rotation att man uppnår en homogen blandning mellan släck- ningsmedel och luft i en brandce

11. ll.