Hogyan működik a kocsi típusú CO₂ tűzoltó készülék, és mi a CO₂ kibocsátási mechanizmus?

Az a kocsi típusú CO₂ tűzoltó készülék , a CO₂-t (szén-dioxid) nagynyomású hengerben tárolják folyékony formában. Ezt a túlnyomásos CO2-t körülbelül 50-60 bar (725-870 psi) nyomáson tárolják annak biztosítására, hogy elegendő mennyiségű CO 2 tudjon a hengerbe folyékony állapotban becsomagolni. A CO₂ folyékony formában történő tárolása növeli a kisebb, jobban kezelhető hengerben tárolható gáz mennyiségét. A palack tartós acélból vagy hasonló anyagokból készül, hogy ellenálljon a belső nyomásnak, és úgy van kialakítva, hogy a gáz folyékony formában maradjon egészen a kiürítésig. A CO₂ folyékony formában marad ezekben a nagynyomású körülmények között a gáz kritikus hőmérsékleti és nyomási jellemzői miatt.

A kocsi típusú CO₂ tűzoltó készülék működése a kioldó mechanizmus aktiválásával kezdődik. Ez tipikusan egy fogantyú meghúzását vagy egy ürítőkar megnyomását jelenti, ami viszont kinyitja a henger tetején található szelepet. A szelepet úgy tervezték, hogy szabályozza a CO₂ gáz áramlását a palackból. Amikor a kezelő megnyomja a fogantyút vagy a kart, a szelep kinyílik, és lehetővé teszi, hogy a nyomás alatt álló CO₂ távozzon a hengerből. Ezt egy biztosítócsap vagy reteszelő mechanizmus vezérli, amely megakadályozza a véletlen kisülést, és biztosítja, hogy a tűzoltó készüléket csak szándékosan aktiválják. A szelepet, tömlőt vagy fúvókát úgy tervezték, hogy szabályozott módon irányítsa a CO₂-t, lehetővé téve a felhasználó számára, hogy a gázt pontosan a tűzforráshoz irányítsa és ürítse ki.

Amint a CO₂ kiszabadul a hengerből, a folyékony CO₂ gyorsan fázisváltozáson megy keresztül folyadékból gázzá. Ez a változás a drasztikus nyomáscsökkenés miatt következik be, amikor a CO₂ a henger magas nyomású környezetéből a környező atmoszféra alacsonyabb nyomása felé távozik. Ez a fázisátalakulás hatására a folyékony CO₂ gyorsan gázzá tágul, ezt a folyamatot párologtatásnak nevezik. Amint a CO₂ gázzá alakul, a folyadék térfogatának körülbelül 450-szeresére tágul. Ez a tágulás az, ami lehetővé teszi, hogy a tűzoltó készülék nagy mennyiségű CO₂-t bocsásson ki, széles területet lefedve, és hatékonyan csökkenti az oxigénkoncentrációt a tűz közelében. A folyadékból gázba történő gyors átmenet a CO₂ drasztikus lehűlését is okozza, és a gáz rendkívül alacsony hőmérsékleten (-78,5 °C / -109,3 °F) hagyja el a fúvókát. Ez a hűtőhatás hozzájárul a tűz elfojtásához azáltal, hogy elfojtja a lángokat és csökkenti a környező hőmérsékletet.

Amint a CO₂ folyékony halmazállapotából gázzá tágul, a Joule-Thomson-effektusnak köszönhetően hőt vesz fel a környezetből, aminek következtében a gáz nagyon hideg lesz. Ez a hűtőhatás kulcsfontosságú a tűzoltás szempontjából, mivel csökkenti a tűz körüli hőmérsékletet, ami tovább segíti az égési folyamat gátlását. A szélsőséges hideg a tűz vagy a forró felületek lefagyását is elősegítheti, akadályozva a további égést. A környező anyagok és maga a tűz lehűlése tovább csökkenti az újragyulladás esélyét, különösen olyan helyzetekben, amikor a tüzet gyúlékony folyadékok vagy illékony vegyszerek táplálják. Amellett, hogy az oxigén kiszorításával elfojtja a tüzet, a hűtőhatás segít a környezet stabilizálásában és a tűz továbbterjedésének megakadályozásában.

A CO₂ elsődleges módszere a tüzet az oxigén kiszorítása a tűz környezetéből. A tüzek égésének folytatásához három kulcselemre van szükség – tüzelőanyagra, hőre és oxigénre – ezek együttes nevén „tűzháromszög”. A tűz körüli oxigénkoncentráció csökkentésével a CO₂ közvetlenül megzavarja a tüzet fenntartó kémiai reakciót. A CO₂ a levegőnél nehezebb gáz, ami azt jelenti, hogy hajlamos a tűz bázisához közel leülni, ahol hatékonyan megszakíthatja az oxigénellátást. Ez a fulladási folyamat gyors és hatékony, mivel a CO₂ úgy működik, hogy az oxigénszintet az égéshez szükséges szint alá, jellemzően 15% alá csökkenti. Amint az oxigénszint csökken, a tűz kialszik. A CO₂ különösen hatékony az elektromos berendezéseket vagy gyúlékony folyadékokat érintő tüzek eloltásában, mivel nem vezet be olyan vezetőképes elemeket (például vizet), amelyek rövidzárlatot okozhatnak vagy a tüzet továbbteríthetik.