專利名稱：向靶物施加固體二氧化碳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及消防以及危險(xiǎn)物質(zhì)(hazardous material)的消除(abatement),更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及向靶物(target material)如火、危險(xiǎn)物
質(zhì)、烴材料、或者能夠用干水("固體C02，，)有效處理的某種其它材料施加二氧化碳("C02，，)以樸滅或者控制所述靶物。
背景技術(shù)：
二氧化碳為無(wú)色氣體，其是由Van Helmont于1577年首先發(fā)現(xiàn)的，他在發(fā)酵和木炭燃燒的副產(chǎn)物中都檢測(cè)到了 C02。 C02以固體(干冰)、液體和氣體形式用于多種工業(yè)應(yīng)用，例如飲料碳酸化、焊接和化學(xué)品制造。它存在于所有含碳燃料的燃燒產(chǎn)物中并且能夠以多種方式從所述產(chǎn)物中回收。
目前，C02作為合成氨生產(chǎn)、發(fā)酵、石灰窯作業(yè)的副產(chǎn)物、和通過(guò)吸收方法得到的煙道氣的副產(chǎn)物得到廣泛使用。co2也是動(dòng)物新陳代謝的產(chǎn)物并且在動(dòng)物和植物的生命周期中都是至關(guān)重要的。C02少量(0.03體積％)存在于地球大氣中。
除了少數(shù)活潑金屬、金屬鹽和含氧物質(zhì)(即硝酸鹽、氯酸鹽)之外，二氧
化碳(C02)會(huì)使幾乎所有可燃物中的火熄滅。
二氧化碳?xì)怏w用于滅火用途的優(yōu)點(diǎn)是長(zhǎng)期以來(lái)就知曉的。早在1914年，賓西法尼亞的貝爾電話公司就安裝了許多7磅容量的便攜式C02滅火器供電氣布線和設(shè)備之用。在20世紀(jì)20年代之前，就有了利用二氧化碳的自動(dòng)系統(tǒng)。在1928年，開(kāi)始了關(guān)于二氧化碳滅火系統(tǒng)的NFPA標(biāo)準(zhǔn)的工作。
這些年來(lái)，已開(kāi)發(fā)了兩種施加二氧化碳的方法。第一種技術(shù)是全淹沒(méi)施加。全淹沒(méi)技術(shù)包括將封閉空間(enclosure)用二氧化碳蒸氣填充至規(guī)定濃度。該技術(shù)對(duì)于表面型火和潛在的深位火均適用。對(duì)于表面型火，例如可能發(fā)生在液體燃料上的火，要求二氧化碳的最小濃度為34體積％。已經(jīng)用二氧化碳對(duì)液體燃料進(jìn)行了大量測(cè)試工作，并且對(duì)于大量常見(jiàn)的液體火突
(fire hazard)來(lái)說(shuō)已經(jīng)得到了合適的最小設(shè)計(jì)濃度。該施加方法在所施加的C02的可有效供給的量和距離方面有限制，這導(dǎo)致這種施加的覆蓋面積小兒有效。
對(duì)于深位型火突，最小許可濃度為50體積％二氧化碳。50%的設(shè)計(jì)濃度用于涉及電子設(shè)備、接線絕緣體、發(fā)動(dòng)機(jī)等的火災(zāi)。對(duì)于涉及資料存放體(record stomge)例如大宗文件(bulk paper)的火突，需要65 %的二氧化碳濃度。對(duì)于例如毛皮和集塵室(bag-house)型吸塵器，要求75 %的C02濃度。應(yīng)注意，當(dāng)空氣中C02的濃度達(dá)到約20%或者更少時(shí)，大多數(shù)表面燃燒和明火燃燒將停止。因此，顯然的是，安全性的重要因素是達(dá)到在上述標(biāo)準(zhǔn)
所要求的這些最小C02濃度。制訂了 C02標(biāo)準(zhǔn)的那些人通常不認(rèn)為火焰熄
滅是足夠的消防。這與其它氣態(tài)滅火劑的標(biāo)準(zhǔn)中所給出的指導(dǎo)相反。這些標(biāo)準(zhǔn)中的某些會(huì)要求可足以樸滅明火但是不產(chǎn)生真正惰性氣氛的滅火劑濃度。
為二氧化碳開(kāi)發(fā)的其它施加方法稱為局部施加。局部施加系統(tǒng)僅適用于樸滅在可燃液體、氣體和其中有害物未被封閉或者其中有害物的封閉不足以允許全淹沒(méi)的非常淺的固體中的表面火。危險(xiǎn)品例如浸漬槽(dip tank)、淬火槽(quench tank)、噴漆櫥(spray booth)、印刷機(jī)、輥壓機(jī)等可通過(guò)局部施加型系統(tǒng)成功保護(hù)。在該系統(tǒng)中，C02排向局部火災(zāi)。然后整個(gè)火突區(qū)域用C02包圍，而實(shí)際上未將該封閉空間填充至預(yù)定濃度。
滅火器被認(rèn)為是消防的第 一道防線。它們實(shí)用的和有功效的用途往往使得它們成為防止和免受所有類型火災(zāi)的理想措施。然而，常用的滅火器通常僅具有3-6英尺的射程并且可能既有清除問(wèn)題又具有高成本。消防用大型商用C02泡沫溶液就不止一個(gè)方面來(lái)看往往是昂貴的。由于成本、有效
覆蓋面積、和安全距離要求，C02的局部施加在適當(dāng)?shù)幕馂?zāi)控制和滅火方面
會(huì)有限制。
圖1顯示燃燒四面體(firetetrahedron)。對(duì)于消防員來(lái)說(shuō)所顯示的圖稱為燃燒四面體，其可用于更好地理解火災(zāi)性質(zhì)和滅火技術(shù)。
其非常類似于未展現(xiàn)出化學(xué)鏈反應(yīng)的燃燒三要素(fire triangle)。燃燒四面體基于滅火的要素。各要素表示有焰的火的性質(zhì)燃料ll、氧氣12、熱量13和化學(xué)鏈反應(yīng)14。滅火基于除去或者阻止這些性質(zhì)中的任一個(gè)。最常見(jiàn)的被除去的性質(zhì)為熱量。熱量通常用水來(lái)消除。由于水極好地吸收熱量并且節(jié)約成本，因此使用水。在滅火作業(yè)期間，可看見(jiàn)物體被置于建筑物之外。雖然這通常被稱為搶救作業(yè)，但是其也起到將任何燃料從火移走的作用。沒(méi)有暴露于熱量的物體，則不會(huì)有可燃?xì)怏w的釋放燃燒。第三性質(zhì)，即氧通常最難除去。通常在將二氧化碳滅火器用在火上時(shí)實(shí)現(xiàn)氧的除去。在更極端的情況下，爆炸物可用于火。爆炸將耗盡緊鄰區(qū)域中的氧。最后，最后一個(gè)性質(zhì)是化學(xué)鏈反應(yīng)。這可被認(rèn)為是還原劑(燃料)與氧化劑(氧氣)的反應(yīng)。通過(guò)阻止化學(xué)鏈反應(yīng)的滅火方法的實(shí)例是Halon或者FM200滅火器。對(duì)于表面型火，即，尚未將燃料加熱至其自燃溫度，使得其超出該燃料的真實(shí)表面太多的火，滅火是迅速的。這樣的表面火通常為涉及液體燃料時(shí)的情況。不幸的是，并不能保證所有火災(zāi)均產(chǎn)生表面火。實(shí)際上，許多火災(zāi)更有可能產(chǎn)生滲透到燃料中某一深度的火。這樣的火通常稱為深位火。當(dāng)對(duì)付潛在的所謂深位火時(shí)，必須不僅除去氧而且使該區(qū)域中燃料的氣相減少，而且可能同等重要的是允許在燃料自身中積聚的熱量耗散。如果熱量未耗散并且惰性氣氛被除去，則火可非常容易地二次引燃。對(duì)于這樣的火災(zāi)，通常必須將氧和氣態(tài)燃料的濃度降低至這樣的點(diǎn)在該點(diǎn)處不僅使明火燃燒停止，而且消除了任何陰燃(smoldering)。為此，滅火劑濃度應(yīng)該保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間以允許所積聚的熱量充分耗散。長(zhǎng)期以來(lái)，在制定全面而保守的防火規(guī)定方面，關(guān)于二氧化碳體系的NFPA標(biāo)準(zhǔn)12長(zhǎng)期以來(lái)一直是先導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
以下呈現(xiàn)本公開(kāi)內(nèi)容的簡(jiǎn)要概述以便為讀者提供基本的理解。該概述不是本公開(kāi)內(nèi)容的外延性綜述并且其未確定本發(fā)明的關(guān)鍵/重要要素或者描繪本發(fā)明的范圍。其唯一 目的在于以簡(jiǎn)要形式呈現(xiàn)本文中所公開(kāi)的一些概念作為稍后呈現(xiàn)的更具體描述的前奏。
本實(shí)例提供的是將C02施加和供給到靶物。本實(shí)例提供將粒狀的干冰供給到把物的方法。所述實(shí)例趨于改進(jìn)將二氣化碳供給到靶物的方式以及二氧化碳在熄滅燃燒著的靶物和/或控制會(huì)否則將會(huì)污染其環(huán)境的靶物方面的效率。具體而言，本實(shí)例提供粒狀二氧化碳，并且能夠從一段距離處將所述粒狀二氧化碳供給到所述靶物上，從而在趨于使將粒狀二氧化碳供給到所述靶物的那些人的暴露最小化和安全最大化的同時(shí)趨于改進(jìn)粒狀二氧化碳的效率。此外，氮?dú)?N2)可在可選實(shí)例中用于輔助粒狀C02的供給，因?yàn)橛闷浔盟退鲱w?？哨呌谙趾洼o助泵送。
而且，根據(jù)實(shí)例，將粒狀二氧化碳供給到所述靶物的方式可由能移動(dòng)的設(shè)備提供，所述能移動(dòng)的設(shè)備可以相對(duì)于所述靶物選擇性地定位。因此，粒狀二氧化碳源可以相對(duì)于所述靶物選擇性地定位，并且可從一段距離處將所述粒狀二氧化碳供給到所述靶物上。
根據(jù)本實(shí)例，將二氧化碳通過(guò)如下方式施加至靶物提供粒狀二氧化
碳和供給所述粒狀二氧化碳，所述供給例如通過(guò)投射所述粒狀二氧化碳(例
如通過(guò)炮塔(turret)或者其等同物)、噴射、噴射所述粒狀二氧化碳(例如，通過(guò)軟管(hose))、手動(dòng)供給(例如，通過(guò)桶或者鏟)、通過(guò)利用重力空投所述粒狀二氧化碳、或者其它公知的供給方法。
本發(fā)明設(shè)計(jì)向其施加所述粒狀二氧化碳的靶物的類型可包括，例如，烴材料、危險(xiǎn)物質(zhì)、燃燒材料、和其它如果未得到控制否則就會(huì)污染其環(huán)境的物質(zhì)。
而且，可將二氧化碳造粒為約3mm 100mm顆粒直徑的尺寸范圍。該尺寸可改進(jìn)將二氧化碳供給到所述粑物的方式，而且可使粒狀二氧化碳在處理所述耙物方面的效率最大化由于參照以下結(jié)合附圖考慮的具體描述，許多附加特征變得更好理解，因此許多附加特征將更容易領(lǐng)會(huì)。


通過(guò)根據(jù)附圖理解的以下具體描述，本描述將更好理解，其中圖1顯示燃燒四面體。
圖2為用于將二氧化碳顆粒施加到靶物上的系統(tǒng)的圖示。圖3為圖2的系統(tǒng)的組件的圖示。
圖4為顯示使用圖2-3的系統(tǒng)向作為燃燒著的火的靶物施加二氧化碳顆粒的方法的流程圖。
圖5為顯示使用圖2-3的系統(tǒng)將二氧化碳顆粒施加到作為需要被控制的危險(xiǎn)物質(zhì)的輩巴物的方法的流程圖。
圖6為用于將二氧化碳顆粒施加到靶物上的可選系統(tǒng)的圖示。圖7為圖6的系統(tǒng)的組件的圖示。
圖8為顯示使用圖6-7的系統(tǒng)將二氧化碳顆粒施加至靶物的方法的流程圖。
圖9為顯示使用圖6-7的系統(tǒng)將二氧化碳顆粒施加到作為需要被控制的危險(xiǎn)物質(zhì)的靶物的方法的流程圖。
在附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的部分。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖提供的具體描述旨在作為本實(shí)例的描述并且不意圖代表可構(gòu)成或者利用本實(shí)例的僅有形式。本描述闡述實(shí)例的功能以及用于構(gòu)建和運(yùn)行所述實(shí)例的步驟的順序。然而，可由不同實(shí)例實(shí)現(xiàn)相同或者等效的功能和順序。
在火災(zāi)控制和滅火中，已知的是將液態(tài)或者氣態(tài)二氧化碳施加到燃燒物上。雖然使用液態(tài)或者氣態(tài)二氧化碳滅火或者控制危險(xiǎn)物質(zhì)通常是有效的，但是可能存在能夠改進(jìn)二氧化碳的供給和效率的方法。具體而言，申請(qǐng)人已經(jīng)通過(guò)對(duì)二氧化碳進(jìn)行造粒(造粒為"粒狀干冰"、或者"粒狀C(V')和提供能夠?qū)⑺隽罡伤畯囊欢尉嚯x處并且以足夠的量供給到靶物上的設(shè)備而開(kāi)發(fā)了可將二氧化碳供給至靶物的系統(tǒng)和方法，從而趨于在使將二氧化碳供給到靶物的那些人的暴露最小化和安全最大化的同時(shí)改進(jìn)二氧化碳效率。而且，將粒狀二氧化碳供給至靶物可以通過(guò)往往能移動(dòng)并且能夠相對(duì)于靶物選擇性定位的供給系統(tǒng)完成。
如上所述，本實(shí)例容許將固體二氧化 (C02)(即，干冰)供給至靶物。
可將該設(shè)備設(shè)計(jì)成用于改進(jìn)將二氧化碳供給到靶物的方式、以及二氧化碳在處理把物方面的效率。具體而言，本實(shí)例提供粒狀干冰并且能夠從有效距離將所述粒狀干冰供給到靶物上，從而使將干冰供給到靶物的那些人的暴露最小化并且使他們的安全最大化。
以下結(jié)合用于將粒狀二氧化碳供給到靶物的移動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)例來(lái)描述粒狀二氧化碳的施加原理。然而粒狀二氧化碳的施加也能夠用其它等同物實(shí)現(xiàn)。此外，以下具體描述涉及燃燒材料形式的靶物，或者涉及需要控制的危險(xiǎn)物質(zhì)，但是根據(jù)該描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員還將明晰可將本發(fā)明的原理用于其它類型革巴物的方式。
定義在本申請(qǐng)中，
a. "將粒狀二氧化碳供給到靶物上"的概念意圖涵蓋從任意距離將粒狀二氧化碳供給到靶物上的所有方式，其中包括，(i)從一段距離將粒狀二氧化碳投射到靶物上(例如使用炮塔等)，(ii)從一段距離將粒狀二氧化碳噴射到靶物上(例如，用軟管等)，(iii)將粒狀二氧化碳空投到靶物上(例如，從一段距離讓其通過(guò)重力下落到靶物上)。
b. "從未預(yù)先確定的距離噴射或者投射二氧化碳顆粒"的概念指從可基于如下而確定的射程噴射或者投射(i)噴射或者投射設(shè)備在該射程下噴射或者投射的能力，(ii)從該射程噴射或者投射的二氧化碳顆粒的有效性和覆蓋性，和/或(iii)對(duì)于從該射程噴射或者投射的操作人員的安全性。
c. "二氧化碳顆粒在限定的尺寸范圍內(nèi)，，的概念指所述顆粒可以如下目標(biāo)形成涉及大部分顆粒(即，至少50%的顆粒)的最大量在該尺寸范圍內(nèi)。例如，所述顆粒可以通過(guò)從尺寸設(shè)計(jì)成產(chǎn)生在限定尺寸范圍內(nèi)的大部分顆粒的模頭擠出而形成。
d. 術(shù)語(yǔ)"危險(xiǎn)物質(zhì)"指根據(jù)美國(guó)第49號(hào)法典(Title 49 of the United StatesCode),例如，第49號(hào)第5103a章已被指定為危險(xiǎn)物質(zhì)的物質(zhì)或者等同物。
圖2為產(chǎn)生并且施加C02顆粒的系統(tǒng)100的一種形式的圖示。系統(tǒng)100包括攜帶用于產(chǎn)生二氧化碳顆粒和將粒狀二氧化碳投射或者噴射到火上或者危險(xiǎn)物質(zhì)的火上或者溢出物上的設(shè)備的臺(tái)架(skid)或者平臺(tái)102。
所述設(shè)備示意性地示于圖2和3中。支撐結(jié)構(gòu)體104形成臺(tái)架/平臺(tái)的一部分(參見(jiàn)圖2)，并且支撐所提供的用于產(chǎn)生粒狀二氧化碳并將其供給到火或者危險(xiǎn)物質(zhì)的該設(shè)備(圖3)。該設(shè)備可包括發(fā)電機(jī)106、造粒機(jī)108、還可起到水泵作用的顆粒泵或者供給裝置110、和儲(chǔ)料器112。可選實(shí)例可包括從空氣中抽取二氧化碳和/或氮?dú)獾囊粋€(gè)或者多個(gè)空氣提取單元。發(fā)電機(jī)106提供動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)其它設(shè)備。在可選實(shí)例中，可使用外部發(fā)電機(jī)來(lái)為該設(shè)備提供動(dòng)力。造粒機(jī)108配置成連接至液體二氧化碳源(通過(guò)輸入端108a)，并且設(shè)計(jì)成將液體二氧化碳造粒，通常造粒成預(yù)定尺寸范圍的顆粒。儲(chǔ)料器112配置成接收來(lái)自造粒機(jī)108的粒狀二氧化碳和儲(chǔ)存該二氧化碳顆粒用于施加至靶物。顆粒泵110連接至該儲(chǔ)料器并且配置成從該儲(chǔ)料器
9取出粒狀二氧化碳和將所述粒狀二氧化碳供給至炮塔或者噴射軟管(圖2)以使所述粒狀二氧化碳能夠被投射或者噴射到靶物上，下文對(duì)此進(jìn)一步描述。所述顆粒泵可裝備有氮?dú)馊肟?。供應(yīng)至該泵的氮?dú)饪蔀橐后w或者氣體形式。氮?dú)饪梢詺怏w形式使用以輔助泵送顆粒。使用氮?dú)饪上諝夂涂諝庵型ǔ：械乃?，所述水分可趨于通過(guò)冷凝和凍結(jié)而導(dǎo)致泵送系統(tǒng)中的堵塞?；蛘撸墒褂眉兊?dú)饣蛘呖諝夂偷獨(dú)獾幕旌衔镆援a(chǎn)生令人滿意的顆粒泵送。
圖3為圖2的系統(tǒng)的組件的圖示?？商峁﹥煞N形式的二氧化碳顆粒輸出， 一種為至2"-4，，軟管，另一種為至另一類型的供給裝置。在可選實(shí)例中，可提供多種二氧化碳顆粒輸出。因此，與所述2"-4"軟管連接的出口可用于將二氧化碳顆粒供給到一段距離處的靶物，而其它二氧化碳顆粒出口可用于將二氧化碳顆粒供給至在另 一段距離(例如，比通過(guò)2"軟管供給所需要的距離近的距離)處的靶物。所述設(shè)備還可包括可以接收來(lái)自各個(gè)觸摸屏的操作輸入并且控制粒狀二氧化碳的造粒、存儲(chǔ)和供給的一個(gè)或者多個(gè)計(jì)算機(jī)控制面板114(通常包括兩個(gè)計(jì)算機(jī)控制面板114，以便在一個(gè)計(jì)算機(jī)面板失效的情況下為系統(tǒng)提供備份)。在圖3中進(jìn)一步圖示了前述組件的特征，并且在圖3中還顯示了設(shè)備的附加特征。示例性的造粒機(jī)108可為由455 WardsComer Road, Loveland，OH,45104的Cold Jet生產(chǎn)的P300型造粒機(jī)，或者為其等同物。示例性顆粒泵110可為由位于93 East Avenue, North Tonawanda，NY的Armstrong Pumps制造的4600系歹寸Horizontal Split Case Pump,或者為其等同物。示例性計(jì)算機(jī)控制面板114可為由15375 Barranca Parkway,Suite A-106, Irvine, CA, 92618的Advantech制造的PPC-V106型計(jì)算機(jī)，或者為其等同物。
圖4和5圖示將粒狀二氧化碳供給例如投射或者噴射到火或者需要控制的危險(xiǎn)物質(zhì)上的方式。這些圖還顯示所述設(shè)備的附加特征。在該方法的實(shí)施中，所述設(shè)備，例如攜帶所述設(shè)備的臺(tái)架/平臺(tái)102,可相對(duì)于靶物定位，使得能夠從由所述臺(tái)架/平臺(tái)102相對(duì)于靶物的位置和方向所預(yù)先確定的距離和方向?qū)⒘疃趸加行У赝渡浠蛘邍娚涞桨形锷稀＠?，可通過(guò)高架起重機(jī)相對(duì)于靶物調(diào)動(dòng)臺(tái)架/平臺(tái)102(為此在臺(tái)架/平臺(tái)上設(shè)置起重環(huán)116)。臺(tái)架/平臺(tái)可負(fù)載于使得臺(tái)架/平臺(tái)102能夠相對(duì)于靶物調(diào)動(dòng)或者以其它方式定位的交通工具上。液體二氧化碳源例如通過(guò)造粒才幾108上的液體二氧化碳輸入端108a連
接至所述設(shè)備。液體二氧化碳源可為例如可包括在臺(tái)架/平臺(tái)中或者可在臺(tái)
架/平臺(tái)之外的罐或者拖車供給裝置。所述設(shè)備可由發(fā)電機(jī)106提供動(dòng)力，所述發(fā)電機(jī)106例如為240V 3相60Hz額定功率的120馬力-550馬力柴油發(fā)電機(jī)或者等同的動(dòng)力源。計(jì)算機(jī)114啟動(dòng)造粒機(jī)108的馬達(dá)和顆粒泵110的馬達(dá)。造粒機(jī)108配置成生產(chǎn)在預(yù)定尺寸范圍內(nèi)(例如在3mm到100mm直徑范圍內(nèi))的固體二氧化碳(干冰)顆粒。然后將二氧化碳顆粒從造粒機(jī)噴射到儲(chǔ)料器112中，或者某種其它存儲(chǔ)和容納裝置中。通過(guò)葉輪或者等同方法(例如，在約100psi-250psi的排出壓力下)將二氧化碳顆粒抽取到泵110中(示例性的泵110.可使用125馬力-250馬力的電動(dòng)馬達(dá)并且具有產(chǎn)生600-2000gpm水流量(作為顆粒替換物)的能力)。從例如在100psi-lS0psi壓力范圍內(nèi)的泵110供給二氧化碳顆粒。
如圖4和5所進(jìn)一步圖示的，將二氧化碳顆粒供給至耙物的方法可為通過(guò)軟管的方法(噴射)或者通過(guò)炮塔的方法(投射)。使用軟管方法時(shí)，二氧化碳顆粒是從在例如100psi-180psi壓力范圍內(nèi)的泵110通過(guò)軟管供給的并且通過(guò)軟管供噴射到靶物。在火突的情況下，例如，軟管長(zhǎng)度可最高達(dá)375英尺并且具有將顆粒供給到最高達(dá)軟管頭并且再超過(guò)軟管頭600英尺的能力。使用炮塔方法時(shí)，二氧化碳顆?？蓮谋霉┙o并且從炮塔以通常100psi-250psi的壓力范圍噴出(投射)，并且從炮塔起的投射射程最高達(dá)約500英尺。使用任一種供給方法時(shí)，當(dāng)用于滅火時(shí)，所述顆粒通過(guò)使火焰熄滅、使燃料(即，給火加燃料的材料)有效地"凍結(jié)"、降低燃燒材料的溫度、和除去周圍的氧氣而滅火。然后二氧化碳顆粒將升華到大氣中。當(dāng)用于控制表面(例如，水體表面)上的危險(xiǎn)物質(zhì)的溢出物時(shí)，二氧化碳顆粒使溢出材料凝固/"凍結(jié)"，從而改變其揮發(fā)狀態(tài)。二氧化碳顆粒的低溫(例如，約-109°F)通常造成危險(xiǎn)物質(zhì)收縮和喪失粘附力。當(dāng)二氧化碳作為氣體升華到大氣中時(shí)，其往往將危險(xiǎn)物質(zhì)帶離表面。
圖6-9圖示可如何將本實(shí)例的原理應(yīng)用于負(fù)載于陸上行走的(land-going)車輛、水上行走的(water-going)船只、水陸兩用卡車車輛、或者等同物202上而不是臺(tái)架/平臺(tái)上的設(shè)備。在進(jìn)一步的可選實(shí)例中，飛行器可用于通過(guò)前述方法從空中泵送預(yù)制的顆粒。在該實(shí)例中，空氣提取單元也可作為可選實(shí)例提供。所述設(shè)備仍然包括基本上與圖2-5的實(shí)例的造粒機(jī)、儲(chǔ)料器和顆粒泵類似的二氧化碳造粒機(jī)208、儲(chǔ)料器210和顆粒泵212。動(dòng)力源可為卡車車輛或者船只的發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，175-650馬力柴油或者汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其使用240伏3相60Hz額定功率)、或者其它^f更利來(lái)源。
在所有其它方面中，圖6-9的設(shè)備以及運(yùn)行該設(shè)備以將二氧化碳顆粒投射到火或者危險(xiǎn)物質(zhì)的溢出物的方法可與圖2-5中所示和描述的基本上相同。
雖然前述描述涉及通過(guò)投射或者通過(guò)噴射供給粒狀二氧化碳，但是還涵蓋將粒狀二氧化碳供給到火、危險(xiǎn)物質(zhì)、烴、或者其它如果未得到控制則可污染其環(huán)境的材料的其它方法。例如，涵蓋了在可選實(shí)例中粒狀二氧化碳可通過(guò)空投302從一段距離供給到靶物，使得粒狀二氧化碳從飛行器下落并且通過(guò)重力落在靶物上。對(duì)二氧化碳進(jìn)行造粒，然后使用通常用于森林救火類型的技術(shù)將其存儲(chǔ)在飛行器上和從該飛行器上下落。
進(jìn)一步的可選實(shí)例提供配置成將顆粒供給到火或者危險(xiǎn)物質(zhì)的溢出物的內(nèi)建系統(tǒng)。通過(guò)在室溫下在高壓下將二氧化碳供給到噴嘴，所產(chǎn)生的溫度下降可導(dǎo)致二氧化碳凝固，從而產(chǎn)生前述的滅火或者控制危險(xiǎn)物質(zhì)的溢出物的效果。
在任何情況下，不管供給方式如何，注意二氧化碳是在3mm到100mm尺寸范圍內(nèi)。該尺寸范圍可設(shè)計(jì)用于優(yōu)化(i)供給到靶物的粒狀二氧化碳的量和密度，(ii)覆蓋面積，和(iii)供給到靶物的二氧化碳的有效性。當(dāng)將粒狀二氧化碳投射或者噴射到靶物上時(shí)該尺寸范圍可為特別有效的，因?yàn)榱疃趸嫉挠行院艽蟪潭壬想S顆粒尺寸、(投射或者噴射的)距離和由粒狀二氧化碳所提供的覆蓋性的變化而變化。而且，重復(fù)顆粒二氧化碳處理靶物例如火的方式相信是有用的。粒狀二氧化碳(i)使燃料"凍結(jié)"，降低了燃點(diǎn)溫度，(ii)用二氧化碳置換氧氣，從而使明火燃燒熄滅，(iii)由于二氧化碳-109°F的溫度而使熱量耗散，和(iv)通過(guò)使燃料"凍結(jié)"和置換氧氣，消除為火加燃料的化學(xué)反應(yīng)。
在使用上述實(shí)例中，與通用的常規(guī)且可接受的技術(shù)相比，所得環(huán)境清理時(shí)間和成本可降低。額外的益處可為與本領(lǐng)域所知的通用且可接受的方法和技術(shù)相比，由于靶物變成受控和/或得到控制的速度，所造成的環(huán)境破壞減小。另一益處可為暴露于靶物的風(fēng)險(xiǎn)降低和安全性提高，因?yàn)榕c通用的常規(guī)且可接受的技術(shù)相比，供給粒狀二氧化碳的那些人離靶物的距離更遠(yuǎn)。
在靶物火災(zāi)的情況下，會(huì)已知的是，根據(jù)燃燒四面體，所有的火災(zāi)具
有四種核心要素燃料、氧氣、熱量和所導(dǎo)致的化學(xué)反應(yīng)。所述實(shí)例可如下對(duì)燃燒四面體的要素進(jìn)行處理
1. 燃料 二氧化碳顆粒使燃料"凍結(jié)"，使物質(zhì)溫度降低到低于其燃點(diǎn)。二氧化碳顆粒為-109。F。
2. 氧氣二氧化碳顆粒用C02置換氧氣，從而使明火燃燒熄滅。
3. 熱量 二氧化碳顆粒由于其-109。F的溫度而使熱量耗散。
4. 化學(xué)反應(yīng) 二氧化碳顆粒使燃料"凍結(jié)"并且置換氣氣，從而消除
了化學(xué)反應(yīng)。C02比氧氣重。
在危險(xiǎn)物質(zhì)(依照美國(guó)第49號(hào)法案所定義的危險(xiǎn)物質(zhì))的情況下，兩個(gè)問(wèn)題通常為控制和清除。應(yīng)用所述實(shí)例的結(jié)果可為
'1.控制 二氧化碳顆粒使危險(xiǎn)物質(zhì)的溢出物"凍結(jié)"，導(dǎo)致靶物凝固并且停止蔓延。
2.清理 二氧化碳顆粒導(dǎo)致液體收縮并且喪失粘附力。顆粒在它們轉(zhuǎn)變回氣態(tài)時(shí)膨脹，導(dǎo)致靶物帶離表面以進(jìn)行容易得多且成本有效的清理。
因此，通過(guò)前述具體描述可見(jiàn)，提供顆粒形式的二氧化碳和可實(shí)現(xiàn)從未預(yù)先確定的距離處將二氧化碳顆粒投射或者噴射或者通過(guò)重力空投到靶物上。耙物可包括但是不限于，例如烴材料、危險(xiǎn)物質(zhì)、燃燒材料、和如果未得到控制否則就污染其環(huán)境的其它材料。投射、噴射或者下落到靶物上的粒狀二氧化碳可為約3mm到100mm的尺寸范圍。另外，所述設(shè)備可以如下方式得到支撐(例如通過(guò)可包括一個(gè)或者多個(gè)支撐部件的支撐結(jié)構(gòu)體)使得所述設(shè)備能夠相對(duì)于靶物調(diào)動(dòng)并且使得粒狀二氧化碳能夠從未預(yù)先確定的距離處投射、噴射或者利用重力下落到靶物上。
權(quán)利要求
1.將固態(tài)二氧化碳(CO2)施加到靶物上的方法，包括提供顆粒形式的二氧化碳；和將二氧化碳顆粒供給到所述靶物上。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中將所述二氧化碳顆粒供給到靶物上是通過(guò) 噴嘴進(jìn)行的。
3. 權(quán)利要求l的方法，進(jìn)一步包括將所述顆粒存儲(chǔ)在儲(chǔ)料器中。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中供給二氧化碳顆粒是用氮?dú)饬鬏o助進(jìn)行的。
5. 權(quán)利要求4的方法，其中所述氮?dú)饬饕宰阋允沟盟植桓蓴_所述二 氧化碳顆粒的供給的量施加。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中所述二氧化>5友顆粒是以約3mm到100mm 的尺寸范圍提供的。
7. 權(quán)利要求l的方法，其中顆粒二氧化碳的供給是從設(shè)置于離所述靶 物預(yù)定距離的支撐結(jié)構(gòu)體進(jìn)行的。
8. 權(quán)利要求7的方法，其中將所述二氧化碳顆粒供給到靶物上是通過(guò) 噴射進(jìn)行的。
9. 權(quán)利要求7的方法，其中所述支撐結(jié)構(gòu)體為交通工具。
10. 權(quán)利要求7的方法，其中所述二氧化碳的供給是通過(guò)利用重力使 所述二氧化碳顆粒下落到所述耙物上而實(shí)現(xiàn)的。
11. 權(quán)利要求1的方法，其中提供所述二氧化碳顆粒是通過(guò)將液體二 氧化碳擠出為顆粒形式而進(jìn)行的。
12. 用于將二氧化碳施加到靶物上的支撐結(jié)構(gòu)體，包括 設(shè)置在所述支撐結(jié)構(gòu)體上并且配置成連接至液體二氧化碳源的造粒機(jī)；設(shè)置在所述支撐結(jié)構(gòu)體上用于存儲(chǔ)二氧化碳顆粒的存儲(chǔ)裝置；和 設(shè)置在所述支撐結(jié)構(gòu)體上用于投射或者噴射二氧化碳顆粒的供給裝置。
13. 權(quán)利要求12的支撐結(jié)構(gòu)體，其中所述造粒機(jī)產(chǎn)生約3mm到100mm 尺寸范圍內(nèi)的二氧化碳顆粒。
14. 權(quán)利要求13的支撐結(jié)構(gòu)體，其中所述支撐結(jié)構(gòu)體是能夠移動(dòng)的使得所述供給裝置能夠?qū)⒍趸碱w粒投射或者噴射到靶物上。
15. 權(quán)利要求13的支撐結(jié)構(gòu)體，其中所述支撐結(jié)構(gòu)體設(shè)置在能夠移動(dòng) 的交通工具上。
16. 權(quán)利要求15的支撐結(jié)構(gòu)體，其中二氧化碳處理設(shè)備由所述能夠移 動(dòng)的交通工具所攜帶的發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。
17. 權(quán)利要求12的支撐結(jié)構(gòu)體，其中所述供給裝置利用氮?dú)庠赐渡浠?者噴射所述二氧化碳顆粒。
18. 權(quán)利要求12的支撐結(jié)構(gòu)體，其中所述液體二氧化碳源為空氣提取 裝置。
19. 權(quán)利要求12的支撐結(jié)構(gòu)體，其中所述氮?dú)庠礊榭諝馓崛⊙b置。
20. 施加二氧化石友以滅火的方法，包括 將二氧化碳造粒成顆粒；將所述顆粒存儲(chǔ)在儲(chǔ)料箱中；和通過(guò)將所述顆粒與氮?dú)饣旌隙鴮⑺鲱w粒從所述儲(chǔ)料箱泵送到火上。
全文摘要
從一段距離將粒狀二氧化碳(干冰)通過(guò)投射、噴射、或者利用重力而空投在靶物上而將粒狀二氧化碳供給到靶物上。供給可通過(guò)能移動(dòng)的設(shè)備進(jìn)行。本發(fā)明所設(shè)計(jì)應(yīng)用的靶物的類型可包括，例如烴材料、危險(xiǎn)物質(zhì)、燃燒材料等。二氧化碳可造粒成直徑在約3mm到100mm的尺寸范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)F17C5/00GK101605574SQ200780044648
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日
發(fā)明者克里斯托弗·諾埃爾, 杰拉爾德·蔡爾霍弗, 艾伯特·德曼奇 申請(qǐng)人:低溫反應(yīng)股份有限公司