Ako funguje vozíkový hasiaci prístroj CO₂ a aký je mechanizmus vypúšťania CO₂?

V a vozíkový hasiaci prístroj CO₂ CO₂ (oxid uhličitý) je uložený vo vysokotlakovej nádobe v kvapalnej forme. Tento stlačený CO2 sa skladuje pri tlaku približne 50 až 60 barov (725 až 870 psi), aby sa zabezpečilo, že dostatočné množstvo CO2 môže byť naplnené do valca v jeho kvapalnom stave. Skladovanie CO₂ v kvapalnej forme zvyšuje množstvo plynu, ktoré môže byť obsiahnuté v menšom, lepšie ovládateľnom valci. Fľaša je vyrobená z odolnej ocele alebo podobných materiálov, aby odolala vnútornému tlaku, a je navrhnutá tak, aby zabezpečila, že plyn zostane v kvapalnej forme, kým sa nevypustí. CO₂ zostáva v týchto podmienkach vysokého tlaku v kvapalnej forme kvôli kritickým teplotným a tlakovým charakteristikám plynu.

Prevádzka vozíkového hasiaceho prístroja CO₂ sa začína aktiváciou spúšťacieho mechanizmu. To zvyčajne zahŕňa potiahnutie rukoväte alebo stlačenie vypúšťacej páky, ktorá zase otvorí ventil umiestnený na vrchu valca. Ventil je určený na reguláciu prietoku plynu CO₂ z fľaše. Keď operátor zapojí rukoväť alebo páku, ventil sa otvorí a umožní CO₂ pod tlakom opustiť fľašu. Toto je ovládané bezpečnostným kolíkom alebo uzamykacím mechanizmom, ktorý zabraňuje náhodnému vybitiu a zaisťuje, že sa hasiaci prístroj nepoužíva, pokiaľ nie je úmyselne aktivovaný. Ventil, hadica alebo tryska sú skonštruované tak, aby nasmerovali CO₂ kontrolovaným spôsobom, čo umožňuje užívateľovi nasmerovať a vypustiť plyn presne na zdroj ohňa.

Akonáhle sa CO₂ uvoľní z valca, kvapalný CO2 rýchlo prechádza fázovou zmenou z kvapaliny na plyn. Táto zmena nastáva v dôsledku drastického poklesu tlaku, keď CO₂ opúšťa vysokotlakové prostredie valca do nižšieho tlaku okolitej atmosféry. Tento fázový prechod spôsobuje, že kvapalný CO₂ rýchlo expanduje na plyn, čo je proces známy ako odparovanie. Keď sa CO₂ premieňa na plyn, expanduje asi 450-násobkom svojho objemu kvapaliny. Táto expanzia umožňuje hasiacemu prístroju uvoľniť veľké množstvo CO₂, pokryť širokú oblasť a účinne znížiť koncentráciu kyslíka v blízkosti požiaru. Rýchly prechod z kvapaliny na plyn tiež spôsobuje prudké ochladenie CO₂, pričom plyn vychádza z trysky pri extrémne nízkej teplote (okolo -78,5 °C / -109,3 °F). Tento chladiaci efekt prispieva k potlačeniu požiaru udusením plameňov a znížením okolitých teplôt.

Keď CO₂ expanduje z kvapalného stavu na plyn, absorbuje teplo z prostredia v dôsledku Joule-Thomsonovho javu, čo má za následok, že plyn je veľmi studený. Tento chladiaci efekt je rozhodujúci pre potlačenie požiaru, pretože znižuje teplotu okolo ohňa, čo ďalej pomáha brzdiť proces horenia. Extrémny chlad môže tiež pomôcť zamrznúť oheň alebo horúce povrchy a vytvoriť tak prekážku pre ďalšie horenie. Ochladzovanie okolitých materiálov a samotný požiar ďalej znižuje možnosť opätovného vznietenia, najmä v situáciách, keď je požiar živený horľavými kvapalinami alebo prchavými chemikáliami. Chladiaci efekt okrem udusenia požiaru vytesnením kyslíka pomáha stabilizovať prostredie a zabrániť šíreniu požiaru.

Primárnou metódou, ktorou CO₂ hasí požiar, je vytesnenie kyslíka z prostredia požiaru. Požiare vyžadujú tri kľúčové prvky, aby mohli pokračovať v horení – palivo, teplo a kyslík – súhrnne známe ako „požiarny trojuholník“. Znížením koncentrácie kyslíka v okolí ohňa CO₂ priamo narúša chemickú reakciu, ktorá udržiava oheň. CO₂ je plyn ťažší ako vzduch, čo znamená, že má tendenciu sa usadzovať v blízkosti základne ohňa, kde môže účinne prerušiť prívod kyslíka. Tento proces zadusenia je rýchly a efektívny, pretože CO₂ funguje tak, že znižuje hladiny kyslíka pod úroveň potrebnú na spaľovanie, zvyčajne pod 15 %. Akonáhle hladina kyslíka klesne, oheň sa uhasí. CO₂ je obzvlášť účinný pri hasení požiarov elektrických zariadení alebo horľavých kvapalín, pretože nevnáša žiadne vodivé prvky (ako je voda), ktoré by mohli spôsobiť skrat alebo rozšíriť požiar.