Огнетушитель. История создания и развития.
Пращур современного огнетушителя
Первое огнетушащее устройство было изобретено Захарией Грейлом, около 1715 года в Германии. Оно представляло собой деревянную бочку, заполненную 20 литрами воды, оснащенную небольшим количеством пороха и запалом. В случае пожара запал поджигался, а бочку бросали в очаг, где она взрывалась и тушила возгорание.
В Англии подобное устройство было изготовлено химиком Амброузом Годфри в 1723 году. В качестве улучшения конструкции, в 1770 году, в воду добавлялись квасцы.
В 1813 году, английский капитан Джордж Мэнби изобрел огнетушитель в том виде, в котором мы с ним знакомы в настоящее время. Устройство перевозилось на тележке и состояло из медного сосуда, содержащего 13 литров поташа (ПОТА́Ш (нем. Pottasche, от Pott — «горшок» и Asche — «зола») — углекислый калий, калиевая соль угольной кислоты, белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде), химиката, используемого в пожаротушении с 18 века.
Жидкость находилась в сосуде под давлением сжатого воздуха и выпускалась при открытии крана. Огнетушитель был наиболее известным в ряду изобретений Мэнби, который включал в себя также устройство для спасения людей, выпрыгивающих из горящего здания при пожаре.
(1789 — 27 августа 1821)
В 1815 г. русский ученый С.П. Власов предложил использовать в борьбе с огнем отходы мыловаренных заводов как активные реагенты. В качестве активных реагентов рекомендованы к применению водные растворы хлористого и сернокислого калия и сульфата железа; кислотная и щелочная составляющие; суспензия железного купороса и извести, которые предварительно подвергались мелкому помолу; квасцы и обыкновенный поташ. Основной огнетушащий эффект заключался в том, чтобы «воспрепятствовать прикосновению воздуха к горящему телу».
В 1819 г. русский ученый Павел Шумлянский в своем труде “Дополнения к сочинению о способах против пожаров” впервые сформулировал идею о тушении с помощью инертных газов. “…Потребно следовательно иметь всегда в готовности состав, — писал он, — из коего могли бы мы по востребованию в том месте, где огонь открылся, произвести обильные тучи дыма и их по возможности не выпустить на самое короткое время…” А вот и рецепт первого такого состава: “самого низкого пороха мякоть, простая глина и вода в известной пропорции соединенные”.
Спустя почти 70 лет после опытов Шумлянского другой русский ученый М. Колесник-Кулевич дает научное обоснование метода газового тушения. Он приходит к выводу, что “для тушения пламени вещество должно быть газообразным или легко переходящим в газы”. В качестве одного из них он рассмотрел двуокись углерода. Имя этого ученого также связано и с научным обоснованием применения порошковых составов.
В 1850 году Хайнрихом Готлибом Кюном в Германии был представлен еще один химический огнетушитель, небольшая коробка, заполненная серой, селитрой и углем, с небольшим пороховым зарядом. Заряд приводился в действие с помощью запала, коробка бросалась в очаг, после чего выделяемые газы тушили огонь.
«Уничтожитель огня» (Fire Annihilator) был запатентован в 1844 году англичанином Уильямом Генри Филипсом. Будучи в Италии, Филипс стал свидетелем нескольких вулканических извержений, что подтолкнуло его на мысль о тушение огня с помощью водяного пара в смеси с другими газами.
Конструкция «Аннигилятора» была довольно сложной, принцип действия которой основывался на смешении некоторых химикатов внутри сосуда, вследствии чего интенсивно выделялось тепло, превращавшее воду в пар. Пар подавался через распылитель в верхней части огнетушителя. К сожалению, мистеру Филипсу не удалось доказать эффективность изобретенного устройства, два испытания в США прошли неудачно, а фабрика Филипса по иронии судьбы была уничтожена пожаром.
Вот как описывает газета «Бруклин Дэйли Игл» неудачную демонстрацию «Уничтожителя»:
«Вчера, чтобы удовлетворить наше любопытство в отношении достоинств так называемого «Уничтожителя Огня», мы приехали в Нью-Йорк, чтобы засвидетельствовать публичные испытания машины, о которых было заранее объявлено. Чтобы избежать несчастных случаев, испытание производилось на окраине, на 63-ей улице, в незамкнутом пространстве без каких-либо зданий по соседству. На испытаниях проводился поджог горючего материала, и тушение огня с помощью двух аппаратов. Материал был распределён на площади примерно в шесть на четыре фута, толщина слоя составляла примерно два или три дюйма. Первая из машин приступила к тушению, и поток белого пара, выходящий из нее, был направлен на огонь; с другой стороны, к тушению была привлечена вторая машина. Тушение сопровождалось сильным шипением, однако, когда обе машины исчерпали свой заряд, огонь горел так же сильно , как и ранее. Испытания были повторены несколько раз с одинаковыми результатами. Поскольку испытания долго откладывались, и были публично объявлены, можно предположить, что все было хорошо подготовлено к тому, чтобы показать истинные свойства машины, и, засвидетельствовав их, мы вынуждены сообщить, что имеем большую уверенность в ведре воды, нежели в «Уничтожителе Огня».
13 ноября 1863 г. Российским патентным ведомством русскому ученому Д. Ляпунову была выдана первая привилегия на огнегасительный состав. Это был порошок, составленный из 5 частей нашатыря, 12 — поваренной соли и 3 — очищенного поташа. Такую смесь необходимо было растворять в воде, а затем насосом подавать в очаг пожара. Санкт-Петербургский брандмайор дал положительное заключение на новый порошковый состав.
с огнетушителем “Пожарогаз”
В конце 19 века в России реализуется идея порошкового пожаротушения. Созданный Н.Б. Шефталем взрывной огнетушитель “Пожарогаз” заполнялся двууглекислой содой, квасцами или сернокислым аммонием с примесью к ним до 10 процентов инфузорной земли и такого же количества асбестовых очесов. Выпускался такой огнетушитель весом 4, 6 и 8 кг. Взрыв пороха наступал через 12-15 сек. после воспламенения бикфордова шнура, причем через каждые 3-4 сек. взрывались соединенные со шнуром хлопушки, предупреждавшие о скором наступлении взрыва.
В 1866 году Доктор Франсуа Карлье получил патент на огнетушитель «L’Extincteur», принцип действия которого базировался на применении кислоты. Устройство огнетушителя впервые в истории позволяло получить необходимое давление для выпуска огнетушащего вещества внутри самого сосуда. Реакция между «винной кислотой» и карбонатом натрия (содой) производила большое количество углекислого газа (CO2), который и выталкивал содержимое огнетушителя. Устройство было улучшено и вновь запатентовано в 1872 году Уильямом Диком из Глазго, который заменил винную кислоту более дешевой в производстве серной.
В 1871 году в США Генри Харденом из Чикаго была запатентована «Граната Хардена № 1». Это была стеклянная бутылка, заполненная водяным раствором солей, предназначенная для бросания в очаг возгорания. Несмотря на то, что стеклянные огнетушащие гранаты имели очень ограниченное применение, их производство продолжалось до 50-х годов 20 века.
С 1877 года гранаты Хардена производились также в Англии, компанией HardenStar, Lewisand Sinclair CompanyLtd. в Пекхэме. В скором времени производство было налажено на большом количестве заводов по всей Европе и США.
Наряду с метательными устройствами на практике использовались и пожарные ведра особой формы, к которым в отдельных случаях придавался химический разряд. Эти ведра имели пирамидальную или конусообразную форму. Химический заряд в момент применения отпускали через проем в боковой стен-ке. Например, ручной огнетушитель Шварца. Он состоит из клинообразного железного или цинкованного сосуда, снабженного двумя ручками b, задвижкою а, и продолговатою щелью с у его вершины. Сосуд этот наполняется водою через задвижку а, которая затем плотно закрывается. При возникновении пожара караульный или рабочий хватает сосуд за ручки b и, производя несколько размахов по направлению пламени, бросает при каждом размахе на горящий предмет некоторое количество воды.
В 1884 году, инженер Шварц из Бохольта, Германия, разработал «Патентованный ручной огнетушитель», жестяную трубу прямоугольной формы и треугольного сечения. Труба была заполнена огнетушащим порошком, вероятно содой. Содержимое огнетушителя следовало с силой высыпать в огонь. Вскоре огнетушители такой конструкции, в форме жестяных контейнеров и контейнеров-картриджей, было налажено по всему миру и продлилось до 1930-х годов. Ранние модели назывались «Firecide» (США) и «KylFire» (Англия).
30-го марта 1878 года на Семеновском плацу состоялись испытание нового огнегасительного аппарата г. Людина. Данных о его устройстве пока не найдено.
В конце XIX века, инженер Карре в Париже запатентовал еще один кислотный огнетушитель на 4 литра под наименованием «Excelsior». Принцип работы остался прежним, однако были внесены некоторые улучшения. При пожаре разбивалась стеклянная колба с серной кислотой, которая вступала в реакцию с водяным раствором соды в огнетушителе, вследствие чего, вода подавалась под давлением через насадок огнетушителя.
Модель Карре продавалась в нескольких странах Европы, в том числе в Германии. Братья Клеменс и Вильгельм Графф были привлечены в качестве представителей в регионах северной Германии.
Вскоре Клеменс и Вильгельм Граффулучшили конструкцию огнетушителя и представили свою модель «Excelsior 1902». Эта модель впоследствии стала знаменитым огнетушителем компании Minimax.
В 1902-1904 г.г. изобретение русским ученым А.Г. Лораном огнетушащей пены и способов ее получения (механического и химического) положило начало производству в стране химических пенных огнетушителей. В качестве вспенивающих средств использовали лакрицу, альбумин, клей, мыльный корень. Указывалось на повышение огнетушащей способности пены при насыщении ее не поддерживающим горения газом.
В 1906 году российский изобретатель Александр Лоран запатентовал способ получения воздушно-механической пены и основанный на этом принципе компактный огнетушитель. Объем огнетушителя был разделен на две части, соединяемые через ударник. В случае пожара, ударник удалялся, огнетушитель переворачивался и две жидкости смешивались. Бикарбонат натрия и сульфат алюминия, при участии стабилизатора реакции производили огнетушащую пену. Объем пены многократно превосходил объем огнетушителя.
После нескольких попыток убедить чиновников в необходимости производства новых высокоэффективных средств пожаротушения О.Г. Лоран решил создать собственное производство огнетушителей “Эврика” с вместимостью корпуса от 1 до 12 л.
25 марта 1910 года, на территории Васильевской пожарной части было проведено показательное испытание огнетушителя «Эврика».
На мероприятии присутствовали Председатель Совета Императорского Российского Пожарного Общества, петербургский брандмайор и брандмейстеры всех пожарных частей города, первые лица столицы и многие высокопоставленные гости. Своим визитом испытания удостоила и Ее Императорское Высочество Великая Княгиня Мария Павловна – Августейший Председатель Императорского Российского Пожарного Общества.
На середине двора были сооружены домик (2х3 сажен) и несколько открытых навесов с наваленными внутри них стружками, а также обширный резервуар с нефтью.
По команде брандмайора пожарные подожгли выстроенные на дворе навесы, дали им немного погореть и предложили Лорану их потушить
Изобретатель справился с пламенем за 14 секунд с помощью одного-единственного огнетушителя «Эврика».
К сожалению, все закончилось на стадии этих испытаний, производство не было налажено, и Лоран подал прошение о переходе изобретения в свою собственность. Однако попытка восстановить собственное производство не удалась. Между тем информация о пенных огнетушителях стала общедоступной. Сравнительные испытания огнетушителя “Эврика” и его модификаций, изготовленных позже, с другими жидкостными огнетушителями, в том числе зарубежного производства, неоднократно демонстрировали их преимущества.
К сожалению, патент российского изобретателя не нашел применения в России, и был позднее продан и использован немецкой компанией в модели Perkeo, первом пенном огнетушителе в Германии.
В 1934 году технология пенного пожаротушения была улучшена компанией Concordia Electric AG, которая представила первый огнетушитель на основе компрессионной пены, который производил пены под давлением воздуха в 150 атмосфер. Вскоре многие компании, в том числе Minimax, начали применять технологию пенного пожаротушения, зарекомендовавшую себя с лучшей стороны в борьбе с топливными пожарами.
На основе пенных огнетушителей начали производится стационарные установки пенного пожаротушения для применения в двигательных отсеках и других помещениях с использованием горючих жидкостей. Огнетушители Perkeo также применялись для защиты больших объемов, таких как цистерны с горючим и топливные резервуары, для чего были выпущены плавающие огнетушащие устройства.
На рубеже веков был запатентован стальной газовый углекислотный огнетушитель. Его конструкция легла в основу множества разработок, базировавшихся на этой технологии. В первое время емкость со сжатым газом находилась снаружи баллона, примерами такой конструкции могут служить огнетушители Antignit, VeniVici или Fix из Берлина.
В 1912 году компания Total в Берлине получила патент на порошковый огнетушитель с использованием углекислого газа в качестве вытеснителя. Газ хранился снаружи огнетушителя, в отдельной емкости, и эффективность тушения достигалась в основном благодаря ему. Лишь позднее огнетушащая способность порошков достигла приемлемого уровня.
Позднее, колба с газом была уменьшена и помещена внутрь самого огнетушителя. Несмотря на то, что колба со сжатым газом была более удобным способом для получения необходимого давления, кислотные огнетушители производились вплоть до 50-х годов 20 века.
В первом десятилетии ХХ века сотни компаний производили огнетушители, основанные на применении воды в качестве огнетушащего вещества. Публичные демонстрации являлись успешным методом продвижения новых конструкций и моделей. Обычно на городской площади выстраивали деревянные конструкции, и зрители наблюдали за тушением пожара, если, конечно, огнетушитель срабатывал.
Устройство двухкомпонентного пенного огнетушителя оставалось неизменным в течение 40 лет и широко использовалось в Европе и США.
Исследования, проведенные в компании Minimax в 1926 году, привели к изготовлению пеногенераторов, которые вскоре стали производится в больших объемах и устанавливались на пожарные автомобили, катера, а также использовались с пожарными рукавами.
В 1912 году вышла первая модель огнетушителя Pyrene, представлявшего собой ручной насос. Химическое вещество – тертахлорид углерода (сarbontetrachloride, CTC, формула CCl4) – оказалось очень эффективным средством для борьбы с топливными пожарами и тушения электроустановок под напряжением (огнетушащее вещество не проводит ток напряжением до 150 000 вольт). Единственным и наиболее важным недостатком было то, что при нагреве этот агент производил смертельно опасный для человека газ – фосген, который мог привести к смерти людей при применении огнетушителя в ограниченном пространстве.
В Германии в 1923 году вышел закон, ограничивающий объем огнетушителей на тетрахлориде углерода до 2-х литров, чтобы снизить риск возникновения большого количества смертельного газа.
Компания Pyrene Mfg. Co была основана в 1907 году в Нью-Йорке и производила свои огнетушители и другие изделия вплоть до 1960-х годов. Компактный огнетушитель доказал свою эффективность, и вследствие роста количества автомобилей и топливных пожаров, компания заняла лидирующее положение на рынке огнетушителей на основе CTC.
Вскоре применение CTC освоили многие компании, помимо огнетушителей, он использовался в пожарных гранатах, чтобы улучшить их характеристики. Производители, такие как Red Comet, Autofyre и Pakar, продавали их вплоть до 50-х. Большинство огнетушителей на основе CTC были объемом 1 галлон (4,5 литра).
В 1938 году в Германии, компании Minimax, Hoechst и Junkers разработали менее опасный вариант огнетушащего вещества, хлорбромметан (chlorobromemethane, CB). Большинство огнетушителей после этого заправлялись новым агентом, вплоть до открытия хладона в 1960-х,инертного газа, безопасного для людей с отличными огнетушащими свойствами. В настоящее время применение хладонов также ограничено из-за их деструктивного влияния на озоновый слой земли.
Порошок, как огнетушащее вещество, уже использовался в 1850-х годах. Большинство конструкций основывались на применении бикарбоната натрия, помещенного жестяные емкости или картриджи.
Огнетушащие порошки стали наиболее часто используемым огнетушащим веществом. Конструкция огнетушителей менялась со временем, добавлялись насадки и распылители, улучшались качества порошка и способность его хранения в больших объемах.
В 1955 году началось применение порошков. способных тушить возгорания класса А, таких как горящее дерево или другие твердые горючие материалы.
В 1930-х годах в Аннглии компания AntifyreLtd из Миддлсекса, производила пожарный пистолет, заряжавшийся картриджами с огнетушащим порошком. Помимо порошка, в картридже присутствовал небольшой пороховой заряд, как в боевом патроне. При наведении на очаг, нажатии спускового крючка и выпуске порошка, огонь мог тушиться с расстояния. Компания предлагала бесплатную перезарядку, если патроны были использованы для тушения. Было выпущено несколько больших и малых моделей, поставлявшихся в комплекте с несколькими зарядами, в стальной коробке с настенным креплением.
Некоторые другие производители выпускали похожие устройства, в качестве агента иногда применяли CTC или CBF в стеклянной или металлической колбе.
CO2 (диоксид углерода или углекислый газ) довольно давно был признан как эффективное огнетушащее вещество.
Немецкий ученый доктор Райдт запатентовал способ хранения жидкой углекислоты в стальных бутылях в 1882 году и вскоре, компания F. Heuser & Co из Гамбурга начала их производство.
Примерно в то же самое время баллоны для CO2 начали производить по всему миру и вскоре, углекислотные огнетушители были включены в ассортимент продукции всех производителей. К 1940 году существовало несколько моделей, дизайн который остался практически неизменным до сегодняшнего дня.
Сжиженный углекислый газ хранится под большим давлением, в стальных, или, в случае небольшого объема, алюминиевых емкостях. В случае необходимости, газ может подаваться через клапан, гибкий рукав и деревянный или пластиковый наконечник. При переходе из жидкого состояния в газ, температура огнетушащего вещества составляет порядка -79°C, поэтому на выходных отверстиях огнетушителя может образоваться иней. При охлаждении горючего вещества и замещении кислорода инертным углекислым газом, происходит тушение возгорания.
В первое время углекислотные огнетушители были доступны в основном в исполнениях на 5, 6 или 8 килограмм. Позже, в 1930-х годах, начали производится огнетушителя большого объема, перевозимые на прицепах и даже на грузовиках.
Непосредственно как средство пожаротушения диоксид углерода (угле кислый газ) стали применять в начале XX в. для защиты телефонных узлов и трюмов судов.
Некоторые компании, как например, Minimax в Германии, начали специализироваться на стационарных установках газового пожаротушения для кораблей, поездов и производственных предприятий.
Такие системы включали в себя большой объем сжиженного углекислого газа, датчики дыма или температуры и центральную систему управления. Кроме того, сеть трубопроводов с насадками для распределения газа по отсекам.
В 40-х годах выпускались ручные огнетушители УО-2, РУО-4 и РУО-5 с головкой вентильного типа. Конструкции этих огнетушителей можно считать классическими, поскольку долгое время они не подвергались принципиальным изменениям.
Значительная модернизация огнетушителей с диоксидом углерода (СО2-огнетушителей) ОУ-2, ОУ-5 и ОУ-8 была проведена в начале 80-х годов. Клапан вентильного типа был заменен на запорно-пусковое устройство рычажного типа, обеспечивающее прерывистую подачу газа, были также улучшены формы раструбов, формирующие струи, и т. д.
Одновременно улучшены показатели огнетушащей способности, температурного предела использования, обеспечена возможность тушения установок под электрическим напряжением до 10 кВ.
Примерно одновременно с ручными углекислотными огнетушителями для защиты объектов народного хозяйства стали использоваться передвижные устройства пожаротушения с одним и двумя стандартными баллонами вместимостью 25 и 40 л.
В конце 60-х годов они были отнесены к передвижным огнетушителям под марками ОУ-25 и ОУ-80.
этого же времени был освоен выпуск огнетушителя ОУ-400 с восьмью 50-литровыми баллонами, смонтированными на одноосном прицепе.
Первые отечественные ручные порошковые огнетушители стали производиться в 30-е годы, но из-за низкого качества порошков не получили широкого распространения. В конце 60-х годов выпускался огнетушитель ОП-1 «Спутник». Порошок из него подавался в очаг пожара методом встряхивания, поэтому эффективность его была низкой.
Огнетушитель ОП-1 «Спутник»
Вопросам развития порошковых средств пожаротушения в стране уделяется значительное внимание. Основная цель нацелена на проведение работ по созданию и освоению огнетушащих порошков, а так же технических средств для их использования.
Для тушения более сложных очагов пожаров в 80-х годах были созданы комбинированные передвижные огнетушители ОК-100 и ОК-500. Первый из них включал два сосуда для раствора пенообразователя и порошка по 50 л каждый. Такой огнетушитель позволял потушить очаг пожара в виде разлива бензина на площади около 12 м2. Огнетушитель ОК-500 сконструирован из двух установок типа УВП-250 и УП-250, смонтированных на одноосном прицепе. Этот огнетушитель не был освоен отечественной промышленностью.
К первым аналогам хладоновых огнетушителей могут быть отнесены тетрахлорные огнетушители ОТ-2 и ОТ-3, выпускаемые в 40-х годах. В 60-е годы были освоены бромэтиловые огнетушители ОУБ-3 и ОУБ-7, которые выпускались практически до начала 80-х годов. Огнетушители применялись в основном для комплектации автотранспортных средств в районах с холодным климатом. Эффективность их относительно невысокая, поэтому они были заменены на хладоновые. Конструктивно при одной и той же вместимости они идентичны между собой.
Очень эффективный газ Хладон был запрещен к использованию в огнетушителях и стационарных установках пожаротушения почти во всем мире в 2003 году из-за его разрушительного воздействия на озоновый слой. В настоящее время реальной альтернативы ему пока не найдено, таким образом на рынке газовых огнетушителей преобладают огнетушители со сжиженным углекислым газом.
Нас сегодняшний день современные огнетушители прошли длинный путь развития с момента их изобретения в 1715 году. Большинство компактных огнетушителей, производимых в настоящее время – порошковые, находящиеся под давлением или с картриджами CO2.
Конструкция их остается неизменной с 1950-х годов, но естественно, все компоненты улучшены для достижения большей надежности. Кроме того, современные огнетушащие порошки сертифицированы и применяются для тушения различных классов пожаров (горючих жидкостей, твердых материалов, электроустановок под напряжением), что не может сравниться с ситуацией 50-х годов.
Все чаще используются огнетушители на основе воды, несмотря на их ограниченную эффективность (тушение только пожаров класса А – дерево и твердые горючие вещества, и бесполезность при тушении пожаров класса B и C – жидких и газообразных горючих веществ, — а также электроустановок под напряжением). В воду при этом добавляются дополнительные компоненты – смачиватели (например, AFFF), которые позволяют повысить, а иногда и удвоить эффективность огнетушителя при тушении огня.
Недавние разработки водяных огнетушителей под большим давлением позволяют получить водяной туман из мельчайших капель воды. Расход при этом минимален, что позволяет снизить ущерб собственности, который может быть приченен водой при тушении.
В настоящее время существует и несколько типов пенных огнетушителей, применяемых для борьбы с пожарами классов A и B. Принцип работы большинства из них основан на применении концентрированной пены и картриджей с газом-вытеснителем.
При подготовке статьи использовался материал ресурсов
- https://fireman.club/
- fire-truck.ru
- http://caam.ru/
- И другие источники.
Все права на материалы, включая фотографии и тексты, размещенные на сайте http://ucmchs.ru принадлежат владельцу и администратору сайта —если явно не указано иное.
Любое копирование текстовых материалов сайта запрещено вне зависимости от целей использования. Если вы желаете поделиться информацией, рекомендуется давать ссылку на соответствующую страницу либо пользоваться кнопками социальных сервисов.
Любое копирование фотографий и изображений, размещенных на сайте, в некоммерческих целях разрешено только с установкой активной гиперссылки на http://ucmchs.ru/ и указанием авторства, без модификации, без использования в составе сложных объектов, а также с ограничением по числу скопированных объектов (массовое копирование фотографий и изображений из галерей запрещено). Если вы желаете поделиться фотографией, рекомендуется давать ссылку на соответствующую страницу либо пользоваться кнопками социальных сервисов.
Любое копирование и использование фотографий и изображений в коммерческих целях возможно исключительно с письменного разрешения владельца и администратора сайта .
Официальный сайт: http://ucmchs.ru
Официальный источник: http://ucmchs.ru/diffs/blog/
Youtube канал:
Мы в социальных сетях: https://vk.com/ucmchs
Найти нас можно #ucmchs, #уцмчс, #КурсыПервойПомощи