Brevet FR2510893A1 — publié le 19830211

1.- "Procédé et installation pour la fabrication d'un gaz extincteur pour la lutte contre l'incendie " L'invention concerne un procédé pour la fa- brication d'un gaz extincteur, destiné à la lutte contre l'incendie, notamment contre les feux de mines. Dans la lutte contre l'incendie, spécialement dans les exploitations minières, des résultats extrême- ment bons ont été obtenus en mettant en oeuvre, comme gaz extincteur, de l'azote sous forme gazeuse L'azote est alors fournie sous forme liquide dans des bouteilles iso- lées, vaporisée par un évaporateur chauffé extérieurement Jusqu'à surchauffe et dirigée contre le foyer d'incendie. Le chauffage de l'évaporateur a lieu au moyen d'un mélange d'air et de carburant Les gaz de fumée restent, dans ce cas, inutilisés. Pour la lutte contre l'incendie de bateaux ci- ternes, il est connu d'utiliser un gaz extincteur qui est obtenu par la combustion d'un mélange d'air et d'un combus- tible On cherche ainsi à produire un gaz de fumée aussi pauvre en oxygène que possible Un inconvénient réside alors, abstraction faite de la chaleur de combustion non utilisée, dans la présence de restes d'oxygène dans le gaz de fum 6 e extincteur, cette présence étant un facteur de risque. L'invention a pour but de proposer un procédé pour la fabrication d'un gaz extincteur pour lutte contre l'incendie, qui soit plus économique que le procédé connu 2 - dont les inconvénients sont réduits ou totalement évités. Dans ce but, l'invention a pour objet un pro- cédé de préparation d'un gaz extincteur, dans lequel de l'azote liquide est vaporisé par apport de chaleur laquelle est produite par combustion d'un carburant avec de l'air, procédé caractérisé en ce que le gaz de fumée produit par cette combustion est mélangé avec l'azote lors de sa vapo- risation pour produire le gaz extincteur La teneur en mono- oxyde de carbone est ainsi diminuée. Grace au procédé conforme à l'invention, la fa- brication du gaz extincteur est rendue moins coûteuse, parce que les gaz de fumée sont utilisés en commun avec l'azote vaporisée En meme temps, l'inconvénient du gaz de fumée dét à sa teneur restante en oxygène est réduit du fait que le pourcentage en oxygène du gaz est abaissé par son mélange avec de l'azote La sécurité est ainsi augmentée. Le mélange du gaz de fumée avec l'azote peut s'effectuer de diverses-manières Il est avantageux de va- poriser tout d'abord l'azote liquide par échange de chaleur avec le gaz de fumée chaud et de mélanger ensuite les deux fluides Cependant, l'échange de chaleur, la vaporisation et le mélange peuvent également être réalisés simultanément, en injectant par buse l'azote liquide dans le gaz de fumée chaud. La description ci-après se rapport à trois exem- ples de réalisation du procédé de l'invention, avec référen- ce aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'une installation pour la fabrication de gaz extincteur, dans laquelle l'azote liquide est le courant primaire, la figure 2 est un schéma analogue d'une ins- tallation dans laquelle le gaz de fumée constitue le courant primaire, la figure 3 montre une variante du schéma de la figure 2. 3.- Dans le schéma du procédé représenté dans la figure 1, l'azote liquide intervient comme courant primai- re apporté dans l'installation par la conduite 1 Etant amené sous pression accrue au moyen de la pompe 2, elle pénètre par la conduite 3 dans la chambre de combustion 4 Dans cette chambre, se trouve le vaporisateur 5 dans laquelle l'azote liquide est mise sous forme gazeuse et est surchauffée L'azote gazeuse sort de l'installation de préparation par la conduite 6. La chaleur nécessaire pour la vaporisation et la surchauffe de l'azote est produite par la combustion d'un mélange d'air et de carburant dans la chambre de com- bustion 4 qui est introduit dans la chambre par la conduite 7 L'air est amené par la conduite 8 dans le compresseur 9 dans lequel sa pression est accrue avant son entrée, par la conduite 10, dans la chambre de combustion 4 Le vapori- sateur 5 extrait des gaz de fumée chauds la majeure par- tie de la chaleur contenue, de sorte qu'ils peuvent sortir de la chambre de combustion 4, par la conduite 11, à une température relativement basse Ils sont ensuite détendus dans une turbine 12, ce qui les refroidit encore davantage, et ils sont alors mélangés, par la conduite 13, conformé- ment à l'invention, à l'azote gazeuse dans la conduite 6. L'énergie produite par la turbine 12 sert à l'entra nement de la pompe 2 et du compresseur 9. Le schéma de procédé suivant la figure 2 repré- sente un procédé de fabrication de gaz extincteur dans le- quel les gaz de fumée de combustion constituent le courant primaire Les gaz de fumée sont produits par la combustion d'un mélange d'air et de carburant dans la chambre de com- bustion 4, dans laquelle le carburant est amené par la con- duite 15 L'air pénètre dans l'installation par la conduite 16 et il est mis sous pression accrue par le compresseur 17, pour être introduit par la conduite 18 dans la chambre de combustion 14. io 893 4 - Les gaz de fumée chaude sont extraits de la chambre 14 par la conduite 19 et ils sont détendus dans la turbine 20 avec production d'énergie, la turbine entrai- nant alors le compresseur 17 Par leur détente productrice d'énergie dans la turbine 20, les gaz chauds sont refroidis en partie et ils sont amenés, par la conduite 21 j au vapo- risateur 22, dans lequel ils abandonnent la plus grande partie de leur chaleur restante à l'azote liquide vaporisé pour sortir de l'installation par la conduite 23 L'azote liquide est amenée au vaporisateur 22 par la conduite 24 et elle le quitte sous forme gazeuse par la conduite 25, pour 8 tre mélangée, conformément à l'invention, avec les gaz de fumée dans la conduite 23. Le schéma de procédé de la figure 3 représente une variante de la figure 2 dans laquelle est réalisé un échange de chaleur direct entre l'azote liquide et les gaz de fumée chauds qui sont produits dans la chambre de com- bustion 26 par la combustion d'un mélange d'air et de carburant, ce dernier étant amené par la conduite 27 L'air est amené par la conduite 28 au compresseur 29 et par la conduite 30 dans la chambre de combustion 26 Les gaz de fumée sont extraits de la chambre 26 au moyen de la condui- te 31 et sont détendus avec fourniture d'énergie dans la turbine 22, qui entraîne elle-même le compresseur 29. Jusqu'à ce point, le procédé ne se distingue pas de celui de la figure 2. Après leur détente dans la turbine 32, les gaz de fumée chauds passent, par la conduite 33 dans la chambre de mélange 34 dans laquelle l'azote liquide est injectée par buse à partir de la conduite 37, cet azote liquide étant introduite dans l'installation par la conduite 35 dans l'installation étant mise sous pression élevée au mo- yen de la pompe 36 qui est elle-même entra née par la tur- bine 32 Dans la chambre de mélange 34, l'azote liquide se trouve vaporisée, les gaz de fumée chauds se trouvant 5.- refroidis et mélangés à l'azote gazeuse. Le gaz extincteur ainsi formé de gaz de fumée et d'azote quitte l'installation par la conduite 38. La différence essentielle entre le procédé par courant primaire avec l'azote et le procédé par cou- rant primaire avec gaz de fumée, réside en ce que les tem- pératures du gaz extincteur obtenu sont différentes Dans le premier cas, avec courant primaire constitué par l'azotes les gaz chauds n'échauffent l'azote que dans la mesure strictement nécessaire Si, par contre, comme dans le second cas, c'est le gaz de fumée qui constitue le courant primaire, c'est l'azote qui refroidit le gaz de fumée dans la mesure Juste nécessaire. Le procédé conforme à l'invention peut être modifié de différentes manières Par exemple, dans le cas du procédé suivant la figure 1, l'azote pourrait refroidir également la chambre de combustion 4 qui pourrait ainsi supporter une charge thermique plus élevée Dans le procé- dé suivant la figure 2, l'azote pourrait être aspirée, par effet d'injection, par le gaz de fumée dans la conduite 23. Dans le mode de procédé suivant la figure 3, la pression nécessaire pour l'injection par buse de l'azote liquide peut être produite, au lieu de la pompe 36, par un coussin de pression prévu au-dessus de la colonne de liquide dans la bouteille d'azote liquide La combinaison chambre de combustion et turbine pourrait être remplacée par un moteur à combustion interne La transmission de chaleur entre les gaz de fumée et l'azote pourrait également avoir lieu avec un porteur de chaleur intermédiaire, par exemple de l'eau. 6.- REVEND AT I ONS 1. Procédé pour la fabrication d'un gaz extinc- teur pour lutte contre l'incendie, dans lequel de l'azote liquide est vaporisée par apport de chaleur produite par combustion d'un carburant, caractérisé en ce que le gaz de fumée ( 13, 21, 33) est amené mélangé avec l'azote ( 6, , 37) au gaz extincteur. 2. Installation pour l'application du procé- dé conforme à la revendication 1.