История огнетушителя

Бочка Захарии Грейла

Бочка Захарии Грейла

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.

Амброуз Годфри - английский химик

Амброуз Годфри — английский химик

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.

Джордж Мэнби - английский изобретатель

Джордж Мэнби — английский изобретатель

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.

Тушение огня огнетушителем Мэнби

Тушение огня огнетушителем Мэнби

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.

Химический огнетушитель Кюна

Химический огнетушитель Кюна

«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.

Английский изобретатель Уильям Генри Филипс

Английский изобретатель Уильям Генри Филипс

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.

"Уничтожитель огня" (Fire Annihilator) Филипса. Иллюстрация из газеты "Scientific American" от 20.09.1851

"Уничтожитель огня" (Fire Annihilator) Филипса. Иллюстрация из газеты "Scientific American" от 20.09.1851

Устройство огнетушителя Fire Annihilator Филипса

Устройство огнетушителя Fire Annihilator Филипса

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».

Доктор Франсуа Карлье в 1866 году получил патент на огнетушитель «L’Extincteur», принцип действия которого базировался на  применении кислоты. Устройство огнетушителя впервые в истории позволяло получить необходимое давления 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. С1877 годы 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.

Огнетушащая граната Хардена. Иллюстрация из патента

Огнетушащая граната Хардена. Иллюстрация из патента

Гранаты Хардена, 1883 год, Англия

Гранаты Хардена, 1883 год, Англия

 

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).

Ручной порошковый огнетушитель Шварца, 1884 год

Ручной порошковый огнетушитель Шварца, 1884 год

Ручной порошковый огнетушитель "Kyl Fire", Англия

Ручной порошковый огнетушитель "KylFire", Англия

В конце 19 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, вслдествии чего, вода подавалась под давлением через насадок огнетушителя.

Огнетушитель «Excelsior» Огнетушитель «Excelsior»
Кислотный огнетушитель «Excelsior» системы Карре, Франция, 1900 год

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 они улучшили конструкцию огнетушителя и представили свою модель «Excelsior 1902». Эта модель впоследствии стала знаменитым огнетушителем компании Minimax.

Огнетушитель Minimax, 1902 год Огнетушитель Minimax Spitz
Кислотные огнетушители Minimax Spitz модели 1902

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. 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.

Огнетушители VeniVici с наружным расположением колбы со сжатым газом

Огнетушители VeniVici с наружным расположением колбы со сжатым газом

В первом десятилетии нового 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.

Испытания огнетушителей в начале 20 века Испытания огнетушителей в начале 20 века
Испытания огнетушителей в начале 20 века
Конструкция пенного огнетушителя Александра Лорана

Конструкция пенного огнетушителя Александра Лорана

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. 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.

Технология пенного пожаротушения была улучшена в 1934 году 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.

Стационарная установка пенного пожаротушения Minimax

Стационарная установка пенного пожаротушения Minimax

Плавучие огнетушители Perkeo

Плавучие огнетушители Perkeo

Устройство двухкомпонентного пенного огнетушителя оставалось неизменным в течение 40 лет и широко использовалось в Европе и США.

Исследования, проведенные в компании Minimax ы 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.

Пеногенератор Minimax

Пеногенератор Minimax

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.

Огнетушитель Pyrene на основе CTC

Огнетушитель Pyrene на основе CTC

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.

Сборочная линия завода Pyrene, 1948 год

Сборочная линия завода Pyrene, 1948 год

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).

Огнетушитель Pyrene умкостью 1 галлон

Огнетушитель Pyrene умкостью 1 галлон

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. В 1912 году компания Total в Берлине получила патент на порошковый огнетушитель с использования 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.

Ручной огнетушитель Total Ручной огнетушитель Total
Ручной огнетушитель Total Портупея для огнетушителей Total
Порошковые огнетушители Total с внешним сосудом для газа-вытеснителя CO2

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.

Компания AntifyreLtd из Миддлсекса, Англия,в 1930-х годах 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.

Реклама огнетушителя Anifyre Огнетушащий пистолет Antifyre
Огнетушитель Antifyre Pistole
Пистолет-огнетушитель Antifyre Pistole

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.

Углекислотный огнетушитель

Углекислотный огнетушитель

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.

Огнетушители Minimax большого объеме, перевозимы на прицепе

Огнетушители Minimax большого объеме, перевозимы на прицепе

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.

Стационарная установка газового пожаротушения на углекислоте Minimax Стационарная установка газового пожаротушения на углекислоте Minimax
Стационарная установка газового пожаротушения на углекислоте Minimax. Баллоны (модули) с углекислотой и система обнаружения пожара

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.

Современный порошковый огнетушитель ОП-4 с массой заряда огнетушащего порошка 4 кг

Современный порошковый огнетушитель ОП-4 с массой заряда огнетушащего порошка 4 кг

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.

Хладоновый огнетушитель для вертолета

Хладоновый огнетушитель для вертолета

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.

Водный огнетушитель на 9 литров

Водный огнетушитель на 9 литров

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.

Пенные огнетушители

Пенные огнетушители