Первым изобретателем стационарной установки водяного пожаротушения был инженер-гидротехник К.Д. Фролов. В 1769-1770 годы им был разработан проект и действующий макет прототипа установки водяного пожаротушения. Система, представляла собой несколько труб с небольшими отверстиями, прикрепленных к потолку и разделенных на секции.
Двигателем установки водяного пожаротушения конструкции К.Д. Фролова служило водоналивное колесо, приводящее в движение кривошипно-шатунный механизм. Последний жестко соединялся с поршнями двух всасывающих насосов, подававших воду в распределительный трубопровод, оборудованный перекрывными кранами. В случае пожара на концы стояков надевались «кожаные рукава» и открывался кран для подачи воды в очаг пожара. Внутри помещений размещались горизонтальные трубы с отверстиями для разбрызгивания воды по всему помещению.
Однако это изобретение не было применено на практике, проект был положен в архив, а конструкция так и не запатентована.
Впервые в 1806 году, система водяного пожаротушения была установлена в здании Королевского театра Друри-Лейн в Лондоне. Система включала в себя цилиндрический герметичный резервуар около 95 м3, питающий трубопровод 250 мм., который разветвлялся во все части здания. От распределительных труб отводились более тонкие, в которых были устроены отверстия диаметром 12 мм. в три ряда. Система была спроектирована Уильямом Конгривом, которого можно считать первым проектировщиком систем водяного пожаротушения. Резервуар заполнялся с помощью парового пожарного насоса водопроводной службы Лондона, с которой был заключен контракт «на приведение насоса в полную готовность для заполнения резервуара в течение 20 минут после подачи соответствующей тревоги». Управление системой производилось с помощью нескольких клапанов, которые было необходимо открывать вручную в случае обнаружения возгорания. Все здание было поделено на секции, для того, чтобы подавать воду только в ту часть, где она необходима, обеспечивая необходимый напор и предотвращая лишние повреждения от воды.
В последующие годы было подано множество патентов, в которых предлагалось использовать напорные баки, размещаемые в верхней части здания и распределительные трубы.
При разработке конструкций систем пожаротушения зданий и кораблей впервые было применено основное свойство спринклерной системы – автоматическая активация во время пожара. Открытие управляющих клапанов или распылительных отверстий в трубах производилось в результате расплавления пробок, выполненных из гуттаперчи, лекгоплавкого металла или других составов, например, смеси воска, резины и стеарина, которые плавились при необходимой температуре. В некоторых патентах предлагались схемы с управлением клапанами с помощью веревок, которые сгорали в огне и автоматически открывали секционные клапаны.
В России установка спринклеров началась с 1891 года. Работа по созданию автоматических установок водяного пожаротушения велась одновременно в нескольких направлениях. В 1882 году Ф. Баром из Варшавы разрабатывается аппарат для «автоматического тушения и указания пожара». В нем открытие клапанов для выпуска воды в виде дождя осуществлялось с помощью электричества. Сигнал на клапаны поступал от датчика, выполненного в виде проводов, покрытых изолирующей массой. При повышении температуры эта масса расплавлялась, и концы проволок, соприкасаясь, замыкали электрическую цепь. Одновременно с этим замыкалась цепь электрического звонка и подавался сигнал тревоги. В августе 1882 г. В. Ванкербергер из Брюсселя предложил использовать для тушения пожаров в фабричных помещениях пожаротушитель, чувствительным элементом которой являлась пластинка из набора металлов, обладающих различными коэффициентами расширения. При повышении температуры пластинка приводила в движение механическую тягу, посредством которой открывался кран паропроводной системы и включался звонок. По мнению автора, при высокой температуре в помещении можно было использовать стальную пластинку, удерживаемую в определенном положении с помощью легкосгораемой тесьмы или шнура, соединенных, в свою очередь, со шнуром, протянутым по всему помещению.
Месяцем раньше в Российское патентное ведомство поступило предложение от казанского купца Ю. Кюна, которое отличалось тем, что на водопроводных трубах крепились конические трубки с герметичными клапанами, соединенные с легковоспламеняющимся шнуром. 23 мая 1884 года, т.е. почти на месяц раньше Ф. Гриннеля, русский инженер Н.П. Зимин заявляет в патентное ведомство автоматический пожаротушитель, в котором сетка для разбрызгивания воды наглухо закрывалась стеклянным или фарфоровым колпаком. Этот колпак разрушался грузом, приводимым в движение при перегорании легковоспламеняющейся тесьмы, или при расплавлении легкоплавкого металла. Применение стеклянного колпака в качестве запорного устройства водопроводной сети давало возможность использовать автоматические установки водяного пожаротушения в агрессивных средах. Это было важным достижением, так как спринклеры «Гриннель» вследствие коррозии металла не всегда срабатывали в атмосфере, где имелись кислоты. Однако предложения Зимина, как и Федорова в свое время, так и остались лежать в архиве.
В 1893 году Ф. Гриннель получает в России новую привилегию на свой спринклер, главным усовершенствованием которого стало «устранение порчи подобных клапанов под действием воздуха, разъедающих газов и воды, влиянию которых клапан подвергается долгое время и вследствие этого может не открыться в нужный момент, или открыться, когда не надо». Он предлагает их делать из стекла, фарфора и других кремнистых соединений. Этот спринклер стал известен под названием «бульб-спринклер».
Кроме спринклеров «Гриннель», в конце прошлого века применялись и другие образцы. Среди них был спринклер австрийца X. Линзера, отличавшийся от известных двумя особенностями. Мостик из легкоплавкого металла находился не под клапаном, а был вынесен в сторону, вследствие чего на него действовало растяжение, а не сжатие. Второе отличие заключалось в том, что клапан упирался не в упругую диафрагму, а на металлическое седло. Сам же принцип действия был таким же, как у Гриннеля. Недостатком спринклера «Линзера», по мнению специалистов, было наличие в нем подвижных частей, что требовало более тщательного ухода.
Для защиты фабрик и заводов использовались также спринклеры Ньютона и А. Пашковского. Спринклеры русского изобретателя Пашковского по своей конструкции занимали среднее положение между спринклерами Гриннеля и Ньютона, с одной стороны, и спринклерами Линзера — с другой. По сравнению с названными, конструкции Пашковского позволяли быстро приводить в рабочее состояние вскрывшиеся спринклеры без замены головок. Достаточно было только вставить в старую головку новый мостик. Это было выгодно и экономически, так как спринклерные головки стоили дорого. Существенно облегчался и контроль за наличием в подводящих трубопроводах воды, поскольку ее отсутствие или малый напор в сети приводили к выделению воды из спринклера. И все-таки 90% всех установок составляли спринклеры «Гриннель».
Применение автоматических установок водяного пожаротушения для защиты помещений внесло существенный вклад в дело борьбы с огнем. В 1904 году страховой деятель Бэтлей провел анализ всех пожаров на спринклерованных фабриках Англии. Из 810 пожаров 734 (91%) погашено спринклерами.
В этих устройствах видели надежную защиту от огня, и уже к 1895 году во всем мире насчитывалось свыше 3 млн. 250 тыс. спринклеров «Гриннель», под защитой которых находилось свыше 12 тысяч зданий с имуществом на сумму свыше 1 млрд. руб. по ценам того времени. Уже в начале XX века с помощью спринклерных установок в мире было предотвращено 15 тысяч пожаров.
К середине 20-х- началу 30-х годов XX века были созданы отечественные автоматические установки водяного и пенного пожаротушения. В их создании большая заслуга принадлежит Центральной научно-исследовательской пожарной лаборатории (ЦНИПЛ, 1930 г.), переименованной в Центральный научно-исследовательский институт противопожарной обороны (ЦНИИПО, 1937 г.), а с 1968 года во Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны (ВНИИПО). В настоящее время — Федеральное государственное учреждение (ФГУ) Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны (ВНИИПО) МЧС России.
Статью подготовил:
Е.В. Кочегаров.