Jak funguje vozíkový hasicí přístroj CO₂ a jaký je mechanismus pro vypouštění CO₂?

V a vozíkový hasicí přístroj CO₂ CO₂ (oxid uhličitý) je uložen ve vysokotlaké láhvi v kapalné formě. Tento stlačený CO2 je skladován při přibližně 50 až 60 barech (725 až 870 psi), aby bylo zajištěno, že dostatečné množství CO2 může být nacpáno do válce v jeho kapalném stavu. Skladování CO₂ v kapalné formě zvyšuje množství plynu, které může být obsaženo v menší, lépe ovladatelné láhvi. Láhev je vyrobena z odolné oceli nebo podobných materiálů, aby vydržela vnitřní tlak, a je navržena tak, aby zajistila, že plyn zůstane v kapalné formě, dokud nebude vypuštěn. CO₂ zůstává v kapalné formě za těchto podmínek vysokého tlaku v důsledku kritických teplotních a tlakových charakteristik plynu.

Provoz vozíkového hasicího přístroje CO₂ začíná při aktivaci spouštěcího mechanismu. To obvykle zahrnuje zatažení za rukojeť nebo stisknutí vypouštěcí páky, která zase otevře ventil umístěný na horní části válce. Ventil je navržen tak, aby reguloval průtok plynu CO₂ z láhve. Když operátor stiskne rukojeť nebo páku, ventil se otevře a umožní, aby stlačený CO₂ opustil válec. To je řízeno bezpečnostním kolíkem nebo uzamykacím mechanismem, který zabraňuje náhodnému vybití a zajišťuje, že hasicí přístroj není použit, pokud není úmyslně aktivován. Ventil, hadice nebo tryska jsou navrženy tak, aby nasměrovaly CO₂ kontrolovaným způsobem, což uživateli umožňuje přesně zaměřit a vypustit plyn na zdroj ohně.

Jakmile se CO₂ uvolní z válce, kapalný CO2 rychle podstoupí fázovou změnu z kapaliny na plyn. K této změně dochází v důsledku drastického poklesu tlaku, když CO₂ opouští vysokotlaké prostředí válce do nižšího tlaku okolní atmosféry. Tento fázový přechod způsobuje, že kapalný CO2 rychle expanduje do plynu, což je proces známý jako odpařování. Jak se CO₂ přeměňuje na plyn, expanduje asi 450násobkem svého objemu kapaliny. Tato expanze umožňuje hasicímu přístroji uvolnit velké množství CO₂, pokrýt širokou oblast a účinně snížit koncentraci kyslíku v blízkosti požáru. Rychlý přechod z kapaliny na plyn také způsobuje prudké ochlazení CO₂, přičemž plyn vystupuje z trysky při extrémně nízké teplotě (kolem -78,5 °C / -109,3 °F). Tento chladicí efekt přispívá k potlačení požáru jak udušením plamenů, tak snížením okolních teplot.

Jak CO₂ expanduje z kapalného stavu na plyn, absorbuje teplo z okolního prostředí díky Joule-Thomsonovu jevu, což má za následek, že plyn je velmi studený. Tento chladicí efekt je zásadní pro potlačení požáru, protože snižuje teplotu v okolí ohně, což dále pomáhá bránit procesu hoření. Extrémní chlad může také pomoci zmrazit oheň nebo horké povrchy a vytvořit tak překážku pro další spalování. Chlazení okolních materiálů a samotný požár dále snižuje možnost opětovného vznícení, zejména v situacích, kdy je oheň živen hořlavými kapalinami nebo těkavými chemikáliemi. Chladicí efekt kromě udušení ohně vytlačením kyslíku pomáhá stabilizovat prostředí a zabránit šíření požáru.

Primární metodou, kterou CO₂ hasí oheň, je vytěsnění kyslíku z prostředí ohně. Požáry vyžadují tři klíčové prvky, aby hořely – palivo, teplo a kyslík – souhrnně známé jako „požární trojúhelník“. Snížením koncentrace kyslíku v okolí ohně CO₂ přímo narušuje chemickou reakci, která udržuje oheň. CO₂ je plyn těžší než vzduch, což znamená, že má tendenci se usazovat v blízkosti základny ohně, kde může účinně přerušit přívod kyslíku. Tento proces dušení je rychlý a účinný, protože CO₂ funguje tak, že snižuje hladinu kyslíku pod úroveň potřebnou pro spalování, typicky pod 15 %. Jakmile hladina kyslíku klesne, oheň je uhašen. CO₂ je zvláště účinný při hašení požárů elektrických zařízení nebo hořlavých kapalin, protože nevnáší žádné vodivé prvky (jako je voda), které by mohly způsobit zkrat nebo rozšířit požár.