專利名稱：用于滅火的惰化方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種用于在封閉空間(以下也稱為“目標空間”)中滅火的惰化方法，該方法使封閉空間內的氧氣含量在可給定的時間內降到特定的惰化水平，并且本發(fā)明涉及到一種用于實施該方法的裝置，其中，該裝置具有至少一個氧氣/惰性氣體傳感器，其用于連續(xù)測量目標空間中的氧氣含量和/或惰性氣體含量；至少一個火災探測器，其用于檢測目標空間中的至少一個火災特征參數(shù)；惰性氣體裝置，其用于利用替代氧氣的惰性氣體惰化目標空間；控制/調節(jié)裝置，其用于這樣地控制惰性氣體裝置，即在檢測火災特征參數(shù)之后，通過對目標空間惰化，使目標空間內的氧氣濃度降到特定的惰化水平。
通過將所涉及區(qū)域中的氧氣濃度的平均值降低到大約12％體積百分比而實現(xiàn)在封閉空間中的滅火的這種方法是眾所周知的。在該氧氣濃度時，大多數(shù)可燃材料不能夠再被點燃。該方法所實現(xiàn)的熄滅效應基于氧氣取代原理。普通周圍環(huán)境空氣已知是由21％體積百分比的氧氣、78％體積百分比的氮氣和1％體積百分比的其它氣體構成。為了滅火，通過注入例如作為惰性氣體的純氮氣，使所涉及空間中的氮氣濃度進一步提高，進而降低氧氣含量。當氧氣含量降低到大約15％體積百分比之下時，出現(xiàn)了滅滅效應。取決于在所涉及空間中存在的可燃材料，需要進一步將氧氣含量降低到例如所述12％體積百分比。
在這種“惰性氣體滅火技術”中，即所謂的向具有火災危險的空間或處于火災中的空間注入替代氧氣的氣體，例如二氧化碳、氮氣、惰性氣體和上述氣體的混合氣體的方法中，替代氧氣的氣體或惰性氣體或者壓縮放置在鋼瓶中，或者根據(jù)需要通過發(fā)生器產生。在發(fā)生火災的情況下，該氣體通過管道系統(tǒng)和相應的出口噴嘴注入到所涉及的目標空間中。
利用惰化方法而產生滅火作用的時間曲線基本分為兩個階段，即滅火階段和防止復燃階段。滅火階段是這樣的階段，即在該階段中在目標空間注入替代氧氣的氣體，從而使注入到目標空間中的惰性氣體達到可滅火的濃度?？蓽缁饾舛雀鶕?jù)德國保險商協(xié)會或者稱為德國預防損失協(xié)會(VdS＝Verein der Schadenversicherer)定義為這樣的濃度，在該濃度時火災肯定能排除。該可滅火濃度處于所謂的防止復燃水平之下，相當于例如在EDV(電子數(shù)據(jù)處理)區(qū)域、電開關室和配電室、封閉的設備以及有經濟物資的庫區(qū)的大約為11.2％的體積百分比的氧氣濃度。
對于滅火階段，根據(jù)Vds的標準，從注入開始的60秒內，氧氣濃度必須達到所謂的防止復燃水平。防止復燃水平是一個氧氣濃度，在該濃度時，剛好消除在目標空間中存在的材料的點燃(重新點燃)的可能性。防止復燃水平的氧氣濃度取決于目標空間的火災負荷，例如對于電子數(shù)據(jù)處理區(qū)域、電開關室和配電室、封閉的設備以及有經濟物資的庫區(qū)，氧氣濃度大約為13.8％體積百分比。
在滅火階段中，氧氣濃度必須在60秒內達到防止復燃水平的條件確定了引入曲線的坡度，該坡度描述了在滅火階段的開始，惰性氣體滅火設備或者惰化方法的注入曲線走向。該惰性氣體滅火設備和惰化方法應該與該注入曲線走向相對應進行設計。
在完全消除目標空間里的火災的滅火階段之后緊接著是防止復燃階段。防止復燃階段是一個時段，在該時段中氧氣含量不超過防止復燃水平，也就是說，例如不可以超過13.8％體積百分比。在此，根據(jù)德國保險商協(xié)會的標準提出，防止復燃階段必須持續(xù)10分鐘以上。也就是說，惰性氣體滅火設備和惰化方法必須如此設計，即在識別目標空間的火災之后，惰性氣體這樣地注入，即在60秒內，在目標空間里達到處于防止復燃水平的氧氣濃度，其中，更進一步是該濃度在滅火階段和防止復燃階段都不能被超出。
背景技術：
圖1示出了例如在安裝有EDV(電子數(shù)據(jù)處理裝置)的目標空間里以常規(guī)的惰化方法驅動的惰性氣體滅火設備的注入過程。根據(jù)德國保險商協(xié)會的標準，這里通過試驗得出的防止復燃水平的氧氣濃度為13.8％體積百分比；該濃度值有時也稱為“臨界濃度”。由火源材料、特定空間參數(shù)和安全性一起構成的可滅火的濃度，根據(jù)圖1為11.2％體積百分比，進而比對于人和動物構成危險的10％的體積百分比氧氣濃度還超出1.2％的體積百分比。在現(xiàn)有技術中公開的惰化方法中，可滅火的濃度相當于惰性氣體滅火設備的惰化水平。
在所示的實施例中，所使用的惰性氣體滅火設備或者惰化方法如此設計，即在火災識別或者惰化方法啟動之后在60秒內，通過向目標空間噴入或者注入惰性氣體來達到防止復燃水平(13.8％的體積百分比)。此外提出，在達到防止復燃水平之后，氧氣濃度進一步降低，直到達到11.2％體積百分比的可滅火濃度或者惰性氣體滅火設備的惰化水平。在該時間點上，目標空間的火災完全熄滅，并且因為在達到惰化水平或者可滅火的濃度之后，停止向目標空間注入惰性氣體，所以在接下來的防止復燃階段，目標空間里的氧氣濃度連續(xù)上升(因為目標空間的非密封性)。
現(xiàn)在可以考慮，通過惰性氣體滅火設備的惰化水平的“深度”來調節(jié)超出防止復燃水平的時間點。然而由于空間的密封性預先設定了在防止復燃階段期間目標空間中的氧氣濃度的坡度或者說上升過程曲線，所以超出防止復燃水平(13.8％的體積百分比)的時間點僅可以通過調節(jié)可滅火濃度或者通過確定惰性氣體滅火設備的惰化水平來實現(xiàn)。在該種情況下，在11.2％體積百分比的可滅火濃度時，在滅火階段結束600秒后超出防止復燃水平。
在現(xiàn)有技術中公開的和前面描述的用于在目標空間中熄滅火災的惰化方法的缺點在于，在滅火階段中，下降到惰化氣體滅火設備的惰化水平上的氧氣濃度必須基本上顯著低于防止復燃水平，從而可以實現(xiàn)，在滅火階段結束之后，防止復燃水平不被過早地超出，并確保具有足夠長的防止復燃階段。由此，在現(xiàn)有技術中公開的惰化方法中需要具有明顯更大量的可利用的滅火介質，似乎其對于最終滅火是必須的。其前提是，例如要提供大面積的減壓閥和用于氣體瓶的附加空間，在該氣體瓶中以壓縮形式存放惰性氣體。由于在現(xiàn)有技術中公開的設備所必須的過大尺寸，使得用于滅火的惰化方法相對價格昂貴。
另一缺點在于，現(xiàn)有技術中公開的惰化方法中不存在這種可能性，即在滅火階段結束之后，防止過早地超出目標空間里的氧氣濃度的復燃水平。然而例如當目標空間的密封度與設計值不相符合時，必須要防止過早地超出目標空間里的氧氣濃度的復燃水平。這樣的情況并不是不可能，因為例如由于在目標空間的周圍構件中的不可預見的泄漏，或者由于在目標空間里集成的通風和空調設備的故障可能造成新鮮空氣的進入，也就是說可能造成越過保護空間的邊界的流動過程。這種形式的不可預見的泄漏在考慮空間的密封性以用于設計相對應的惰化方法時未被考慮到，并導致在火災中，所使用的方法不能達到足夠的滅火效果。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明基于上述的技術問題，提出一種用于熄滅前面所述形式的火災的惰化方法，利用該方法，實現(xiàn)在惰化方法中使用的惰性氣體滅火裝置盡可能準確的設計，并且尤其能夠實現(xiàn)同時維持用于滅火所必須的滅火階段和防止復燃階段所要提供的惰性氣體的盡可能精確的體積計算。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于實施進一步改進的惰化方法相對應的裝置。
在方法方面的目的基于前面所述類型的惰化方法根據(jù)本發(fā)明這樣的實現(xiàn)，即具有一定的調節(jié)范圍的惰化水平保持在特定的水平，尤其保持在防止復燃水平。在此強調指出，本發(fā)明的方法并不局限于特殊情況，即惰化水平例如保持在由VdS所確定的防止復燃水平上。特定的水平更確切地是指預先確定的水平，該預先確定的水平以有利的方式與防止復燃水平一致或處于防止復燃水平附近。
根據(jù)本發(fā)明的技術問題進一步通過用于實施前面所述方法的裝置得到解決，該裝置具有至少一個氧氣/惰性氣體傳感器，其用于連續(xù)測量目標空間中的氧氣含量和/或惰性氣體含量；至少一個火災探測器，其用于檢測目標空間中的至少一個火災特征參數(shù)；惰性氣體裝置，其用于利用替代氧氣的惰性氣體惰化目標空間；控制/調節(jié)裝置，其用于這樣地控制惰性氣體裝置，即檢測到火災特征參數(shù)之后，通過惰化目標空間，使目標空間內的氧氣濃度降到特定的惰化水平，其中，控制/調節(jié)裝置根據(jù)本發(fā)明將具有特定的調節(jié)范圍的惰化水平調節(jié)到特定水平上，尤其是調節(jié)到用于特定的目標空間的防止復燃水平，更確切的說，基于由至少一個氧氣/惰性氣體傳感器連續(xù)測量的氧氣含量和/或惰性氣體含量而相應地控制惰性氣體裝置。
本發(fā)明的優(yōu)點尤其在于，可實現(xiàn)用于最優(yōu)化惰性氣體滅火裝置的注入曲線的簡單實現(xiàn)的和高效的方法。根據(jù)本發(fā)明用于滅火而設置的防止復燃階段通過調節(jié)惰化水平來調整，借此可以達到，在滅火階段所調節(jié)的惰化水平不再預先設定防止復燃階段的時段。也就是說，在滅火階段所調節(jié)的惰化水平可以相當于目標空間里的氧氣濃度，該濃度不必如常規(guī)的、由現(xiàn)有技術公開的惰化方法的情況，明顯地位于防止復燃水平之下。由此，在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法中，整個注入過程需要明顯更少的滅火介質，由此，惰化方法和相應的惰性氣體滅火裝置精確地設計并且與目標空間相匹配。尤其是這里無需將大量的惰性氣體存放在儲存容器里。通過根據(jù)本發(fā)明的方法，尤其是通過將惰化水平調節(jié)到防止復燃水平，使得在防止復燃階段中，在目標空間中的惰性氣體濃度有利地不出現(xiàn)過控制。根據(jù)本發(fā)明的方法因此明顯需要更少的滅火介質，并且在目標空間中不出現(xiàn)惰性氣體濃度的過控制，由此也許可以使得目標空間中設置的減壓閥的尺寸設計得更小。根據(jù)本發(fā)明，進一步設置有特定的調節(jié)范圍，在該范圍中，惰化水平被保持在防止復燃水平。該調節(jié)范圍例如取決于目標空間的密封性和/或惰性氣體滅火設備的設計或者在目標空間中使用的、用于確定氧氣濃度的傳感器的靈敏度。
根據(jù)本發(fā)明的裝置給出用于實施前述方法的可能性。在此，用于滅火而設置的防止復燃階段通過調節(jié)惰化水平來調整，使得控制/調節(jié)裝置將具有特定的調節(jié)范圍的惰化水平調節(jié)到用于目標空間的特定的防止復燃水平。根據(jù)由至少一個氧氣/惰性氣體傳感器連續(xù)測量的氧氣含量和/或惰性氣體含量，相應地控制惰性氣體裝置來實現(xiàn)上述調節(jié)?！岸栊詺怏w裝置”被理解為惰性氣體存貯器和/或用于產生替代氧氣的惰性氣體例如氮氣或CO2的設備。
在從屬權利要求中給出本發(fā)明的有利的改進方案。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的一個特別有利的實施例中，惰化水平與防止復燃水平相當。由此，惰性氣體滅火設備的尺寸或者設計以特別有利的方式非常準確地與目標空間(密閉性、體積、可能的火源材料)相適應是可能的。由此在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的有利的實施例中，在滅火階段期間已經實現(xiàn)了將在目標空間中的惰化水平調節(jié)到防止復燃水平上。因此，在整個注入過程期間，目標空間里的惰性氣體濃度任何時候都不超出防止復燃水平即調節(jié)范圍之外，并且特別是阻止目標空間中的惰性氣體濃度的明顯的大幅度擺動，由此能達到，即在開始注入的期間，基本上僅精確地將用于滅火所需的一些惰性氣體投入使用。由此能使用于存儲惰性氣體的儲存容器的尺寸明顯地更小，或者能使相應的設備，如用于產生惰性氣體的氮氣設備，相應地設計得更小。在此強調指出的是，防止復燃水平可以根據(jù)目標空間或其它需求而確定，尤其是不僅僅是例如由VdS所確定的防止復燃水平。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的一個特別有利的實施例中，為了達到在滅火階段和防止復燃階段期間任何時間都不超出防止復燃水平，在調節(jié)范圍內的氧氣含量的上閾值小于或最大等于防止復燃水平。該“閾值”概念在本文中表示剩余氧氣濃度，在該剩余氧氣濃度時，惰性氣體滅火裝置再一次啟動，或者說在該剩余氧氣濃度時，新的惰性氣體被注入到目標空間中，從而使得惰化水平保持在額定值或重新達到額定值。通過啟動惰性氣體滅火設備，然后使代替氧氣的氣體例如由惰性氣體存貯器或產生設備注入到目標空間中。在特別優(yōu)選的情況中，當在調節(jié)范圍內的氧氣含量的上閾值與防止復燃水平有一定的距離時，存在附加的一定的安全度。該安全度與防止復燃水平和上閾值的差值相對應。在本文中需要強調指出，在防止復燃水平中已經考慮到了一定的安全度。調節(jié)范圍的下限通過下閾值來限定。該下閾值對應于一個氧氣濃度，在該濃度時，惰性氣體滅火設備重新被關閉，以及中止向目標空間中重新注入代替氧氣的氣體。
在前面所述的實施例的特別有利的實施方案中，氧氣含量的調節(jié)范圍的幅度大約是0.2％體積百分比，優(yōu)選的是最大為0.2％體積百分比。據(jù)此，惰性氣體滅火設備的啟動閾值和關閉閾值之間的剩余氧氣濃度范圍的大小總計約為0.4％體積百分比，優(yōu)選的是最大為0.4％體積百分比。當然這里也可以考慮氧氣含量的調節(jié)范圍的其它幅度。
考慮到目標空間的空氣交換率，特別是考慮到目標空間的n50值，和/或考慮到目標空間與周圍環(huán)境間的壓力差，特別優(yōu)選地實現(xiàn)將氧氣含量調節(jié)到防止復燃水平。在相對于周圍環(huán)境產生50Pa的壓力差時，該空氣交換率為所產生的泄漏容積流與現(xiàn)存的空間容積的比率。也就是說，空氣交換率是目標空間的密封性的標準，并且是確定惰性氣體滅火設備尺寸的決定性參數(shù)。隨著n50值的增大，進入或從所測量的目標空間中出來的泄漏容積流也提高。由此加大了進入空間中的新鮮空氣進入量和從空間中出來的惰性氣體損失量。兩者導致惰性氣體滅火設備必須按更大的功率能力來設計。限制各個目標空間的包圍構件的密封性通過所謂的風孔門測量(BlowerDoor-Messung)來實施。此時，在目標空間中產生標準化的10到60Pa的超壓/負壓?？諝馔ㄟ^包圍構件的泄漏表面向外泄漏或注入。相應的測量設備測量用于維持測量所要求的、例如50Pa的壓力差而需要的容積流。在輸入伴隨值之后，評估程序計算出空間的n50值，該值依據(jù)標準與所產生的50Pa的壓力差相關。這種形式的風孔門測量在惰性氣體滅火設備以及惰化方法的具體設計之前實施，最晚要在投入使用前實施。通過根據(jù)本發(fā)明對目標空間的空氣交換率n50值的考慮，可以以有利的方式使惰性氣體滅火設備的尺寸以及惰化方法更好地與目標空間匹配。
為了達到惰性氣體存貯器和/或產生設備可以最優(yōu)地與目標空間匹配地設計，考慮到目標空間的空氣替換率、尤其是考慮到目標空間的n50值，和/或考慮到目標空間與周圍環(huán)境間的壓力差，以優(yōu)選的方式計算用于將氧氣含量降低到惰化水平的滅火介質數(shù)量和保持氧氣含量在防止復燃水平的滅火介質數(shù)量。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的一個特別優(yōu)選的實施方案中，氧氣含量的降低通過向目標空間里注入替代氧氣的氣體來實現(xiàn)，特別優(yōu)選的是考慮到目標空間里的空氣/氣體壓力來調節(jié)替代氧氣的氣體的注入。據(jù)此，在惰性氣體或者替代氧氣的氣體的注入過程中，對目標空間中的壓力進行測量，其中，要注意不要超出一定的空間壓力。通過引入曲線的坡度，也就是說在啟動惰性氣體滅火設備之后直接向目標空間中注入的惰性氣體的濃度曲線的坡度與目標空間的特定的參數(shù)(如密封性和容積)相適配，就可注意到這一點。為了在注入時，不使目標空間膨脹，目標空間的膨脹也許導致滅火介質的消耗上升，則可能要使引入曲線的形狀相應地保持更平坦，從而例如不是在60秒之后，而是在大約120秒或180秒的短時間之后，達到惰化水平。通過考慮到目標空間里的空氣/氣體壓力而調節(jié)滅火介質的注入，根據(jù)本發(fā)明的惰化方法特別可以在沒有固定的墻壁或在可能沒有安裝減壓閥或類似裝置的目標空間中使用。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的另一個優(yōu)選的實施方案中，氧氣含量的降低通過向目標空間注入替代氧氣的氣體實現(xiàn)，特別優(yōu)選的是替代氧氣的氣體的注入的調節(jié)取決于目標空間里的當前氧氣含量或者當前滅火介質濃度。在此例如也許可考慮，當?shù)獨庾鳛闇缁鸾橘|時，測量空間中的氧氣含量。當CO2作為滅火介質來使用時，則以優(yōu)選的方式測量目標空間中的CO2濃度，從而調節(jié)在目標空間中替代氧氣的氣體的注入。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法有利的實施方案中，氧氣含量的降低通過注入替代氧氣的氣體實現(xiàn)，根據(jù)在氧氣含量降低到特定的惰化水平降低開始之前的氧氣含量，調節(jié)替代氧氣的氣體的注入。例如可考慮，在降低開始之前的氧氣含量為21％體積百分比的情況下，替代氧氣的氣體的注入快于在降低開始之前的氧氣含量例如為17％體積百分比的另一種情況。當然，根據(jù)本發(fā)明的實施例并不局限于該種示例性的情況。
作為一個根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的特別優(yōu)選的實施例，氧氣含量的降低通過注入替代氧氣的氣體來實現(xiàn)，并且在該方法中，實現(xiàn)替代氧氣的氣體的注入的調節(jié)，替代氧氣的氣體的注入的調節(jié)是根據(jù)特定的、例如事先確定的注入曲線模型而進行。在此例如也許可以考慮，可以調節(jié)替代氧氣的氣體的注入的相應閥門被如此控制，即或者注入曲線，也就是說在目標空間里的氧氣濃度隨時間的變化，和/或在目標空間里的替代氧氣的氣體的濃度隨時間的變化與特定的模型相對應。該實施例的優(yōu)點特別可以從中看到，即目標空間的注入可以以理想的方式匹配于惰化設備和/或目標空間進行，而不必需要連續(xù)地在注入期間對目標空間中的氧氣濃度或者替代氧氣的氣體的濃度進行監(jiān)控。當然這里也可以考慮其它可能性，替代氧氣的氣體的注入的調節(jié)可以根據(jù)特定的注入曲線模型來實現(xiàn)。閥門的打開和關閉例如可以以計算的形式和方式，根據(jù)目標空間中的當前氧氣含量或者當前滅火介質的濃度，或者根據(jù)目標空間中的空氣/氣體壓力來控制。
特別優(yōu)選的是在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的實施例中，用于將氧氣的含量降低到惰化水平的時間(x)是預先設定的。該預先實施的時間設定例如可以通過匹配于目標空間的滅火設備尺寸和/或通過用于調節(jié)替代氧氣的氣體注入的對應匹配閥門設計來實現(xiàn)。由此能滿足用于滅火設備的特定標準，例如由VdS規(guī)定的用于CO2滅火設備的標準。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的另一個實施例中相反的是，用于將氧氣的含量降低到惰化水平的時間根據(jù)在注入開始時的基本惰化水平來選擇。當惰性氣體在目標空間中的注入進行調節(jié)，尤其根據(jù)目標空間中存在的壓力進行調節(jié)時，這是特別有利的。由此，根據(jù)本發(fā)明的惰化方法特別靈活地與個別情況下的狀況，尤其是滅火設備的設計以及火災負荷和/或目標空間的尺寸相匹配。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的一個可能的實現(xiàn)方案中，在目標空間中的氧氣含量通過從備用的存貯器中將替代氧氣的氣體導入來降低。通過供應存貯器中的惰性氣體，比如說在相應氣體容器中的惰性氣體的供應，可以達到在目標空間中的惰化水平的快速調節(jié)。作為替代氧氣的氣體這里例如可考慮二氧化碳、氮氣、稀有氣體和以上氣體的混合氣體，這些氣體在鋼瓶中壓縮地，或者在特殊的惰性氣體存貯器(例如隔板間Zwischendecken)中未壓縮地貯存。然后在需要的情況下氣體通過導管系統(tǒng)和相應的出口噴嘴導入到目標空間中。通過由供應存貯器中、將以壓縮形式存在的惰性氣體的導入來降低目標空間中的氧氣含量的優(yōu)點在于，通過壓縮的氣體的膨脹，除了替代氧氣效應，還能積極地實現(xiàn)產生滅火效果的制冷效應，因為壓縮放置的替代氧氣的氣體的膨脹焓直接從周圍環(huán)境和特別是目標空間中去除。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法一個可選實施例中，替代氧氣的氣體利用產生設備提供。這里也許可選擇地考慮，如使用一種機器，如燃料電池，其能從目標空間奪走氧氣。該實施例的優(yōu)點特別在這一點看出，即無需例如用于其中存儲替代氧氣的氣體的存貯器或者氣體瓶專用儲存空間。用于替代氧氣的氣體的發(fā)生設備的可能的實現(xiàn)方案例如可考慮氮氣發(fā)生器，在該氮氣發(fā)生器中包含在壓縮空氣中的組成部分被如此分離和導出，以便獲得氮氣流。該氮氣發(fā)生器具有特別低的壓力露點和確定的剩余氧氣含量，其可以被連續(xù)地監(jiān)控。通過氮氣發(fā)生器獲得的氮氣流通過導管導入目標空間，而富氧的空氣被分離導出到室外。這種形式的產生設備的優(yōu)點特別在于其相對不需維護地運行。當然也可以考慮其它產生替代氧氣的氣體的方法。
最后在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法一個特別有利的實施例中，替代氧氣的氣體由存貯器提供，以將氧氣含量降低到特定的惰化水平，并且替代氧氣的氣體由產生設備提供，以便惰化水平保持在防止復燃水平上。然而這里也許同樣可以考慮，用于將氧氣含量降低到特定的惰化水平所必需的替代氧氣的氣體和用于將惰化水平保持在防止復燃水平上所需的氣體由存貯器和/或產生設備提供。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的另一個實施例中，防止復燃水平根據(jù)用于表征目標空間的火災負荷，特別是根據(jù)目標空間中存在的材料確定，以有利的方式實現(xiàn)惰化方法與各個目標空間的最優(yōu)化匹配，由此可以盡可能準確地設計在惰化方法期間使用的惰性氣體滅火設備，并且尤其盡可能準確地確定所提供的同時維持用于滅火所需的滅火階段和防止復燃階段的惰性氣體的體積。例如設想船只機艙為目標空間，為此考慮柴油和重油作為特征火災負荷，將防止復燃水平確定在例如R＝17％體積百分比的O2的值上。另一方面，在EDV空間(作為可能的目標空間的另一個例子)中，電纜和塑料確定了適用該目標空間的防止復燃水平，例如這里采用一個更低的R＝13.8％體積百分比的O2的值。
當在目標空間有設備或者機器運行的情況下，考慮到保持運行可靠性的優(yōu)點是，防止復燃水平根據(jù)設備或者機器和它們的運行狀況確定，從而使在目標空間中注入惰性氣體時不會導致設備或者機器不可控制的、完全的失靈。當例如在目標空間中運行由燃料驅動的發(fā)電機時，它的空氣供給進入目標空間，然后必須避免防止復燃水平低于在發(fā)電機的燃燒室中的空氣/動力燃料混合物的點燃所必需的氧氣含量，否則會導致發(fā)電機失靈和電能的生產被中斷。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的另一個實施例中，在氧氣含量下降到特定的惰化水平之前，在一定情況下位于目標空間的設備和/或機器運行于預先限定的運行狀況。也如前述的實施例，其以有利的方式保持運行可靠性。例如當設定船只機艙為目標空間時，例如可以考慮，在發(fā)生火災的情況下，為了使機艙空間中的空氣交換最小化，首先讓船只發(fā)動機以小負荷(例如20％到40％的負荷)運行，然后實施根據(jù)本發(fā)明的惰化方法。由此可以實現(xiàn)，一方面保持船只的機動性，另一方面保持船只的能量產生。在另一種設定計算中心為目標空間的情況下，根據(jù)本發(fā)明的有利的實施例，在向目標空間注入惰性氣體之前，例如首先關閉EDV單元，并且啟動備份單元。結合本發(fā)明的前述有利實施例可以進一步考慮，即復燃水平另外根據(jù)預先限定的運行狀況確定，設備或機器在火災中以該工作狀態(tài)運行。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的一個特別有利的實現(xiàn)方案中，提供有火災早期識別，從而使目標空間中的氧氣含量的降低在火災早期識別的時刻就已經開始。由此可以實現(xiàn)，比常規(guī)的火災識別提前最高達90秒開始向目標空間進行最初的注入，在注入過程中，目標空間中的氧氣含量在預定的時間內降到特定的惰化水平。
作為根據(jù)本發(fā)明的裝置的有利的改進方案，控制/調節(jié)裝置具有帶有表格的存儲器，在該表格中存儲防止復燃水平，該防止復燃水平取決于位于目標空間中的設備和/或機器和它們的運行狀況。因此可以利用特定目標空間的過程曲線的控制來實現(xiàn)自動滅火，其中，由于使用惰化方法的惰性氣體滅火設備的精確設計以及由于所提供的惰性氣體的精確的體積確定而可以特別有效地滅火，其中考慮到維持運行可靠性。顯然這里也可考慮其它實施例，以向控制/調節(jié)裝置提供用于特定目標空間的防止復燃水平。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個有利的實施例中，至少一個用于檢測在目標空間中的至少一個火災特征參數(shù)的探測器是用于火災早期識別的探測器。這種類型的傳感器在現(xiàn)有技術中公開，例如煙霧報警器、熱報警器、火焰報警器或可燃氣體報警器，它們確保及早地和有效地探測火焰和煙霧。此外，可以對借助于該探測器所獲取的對煙、燃燒氣體、灰塵、霧、油霧和浮質檢測的信號預處理。以優(yōu)選的方式，除了具有用于火災早期識別的傳感器之外，還附加地使用用于測量溫度以及空氣相對濕度的傳感器，以便確保盡可能可靠的火災識別。對于火災早期識別，也可以考慮在目標空間中使用吸氣式火災識別系統(tǒng)，借助于該系統(tǒng)，不斷地從目標空間提取空氣樣本，并且該樣本被送到用于檢測火災特征參數(shù)的傳感器中。由此可以借助于合適的和已知的傳感器，在目標空間中進行特別是溫度測量、燃燒氣體和/或惰性氣體分析以及光學視距的測定，以便盡可能提早地檢測到目標空間中潛在的火災。因此，其結合于根據(jù)本發(fā)明的裝置是特別有利的，因為可以在火災早期識別的時刻已經開始降低在目標空間中的氧氣含量，從而可以盡可能早地開始目標空間的初期注入?；馂脑缙谧R別與根據(jù)本發(fā)明的方法的組合被證明是特別有利的，因為相對于常規(guī)火災識別，可以提早很多分鐘實施注入。當然在這里其它實施例也可以用于火災識別。


以下基于附圖，進一步詳細闡述用于在目標空間中滅火的根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的優(yōu)選實施例。
圖中示出了圖1基于現(xiàn)有技術的惰化方法在目標空間中的注入曲線；
圖2在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的第一優(yōu)選實施例中在目標空間中的注入曲線；圖3在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的第二優(yōu)選實施例中在目標空間中的注入曲線；圖4在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的第三優(yōu)選實施例中在目標空間中的注入曲線；圖5在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的第四實施例中的注入曲線；以及圖6在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的其他實施例中的注入曲線。
具體實施例方式
圖1示出了基于現(xiàn)有技術的惰化方法在目標空間中的注入曲線。這里滅火經過三個步驟。在第一個步驟里，目標空間里的火災被識別，并且惰性氣體滅火設備被啟動。目標空間里的能源，例如電力供給也被切斷。緊接著在第一階段之后，實現(xiàn)在滅火階段中的實際滅火，在此階段目標空間被注入惰性氣體。在圖1的圖表中，縱坐標示出了目標空間里的氧氣濃度，橫坐標示出時間。與此相應的，替代氧氣的氣體在240秒內被注入到目標空間中，直至惰性氣體滅火設備的惰化水平達到可滅火的濃度，在這種情況下該滅火濃度是11.2％體積百分比。此時注入曲線如此選擇，即在啟動惰化方法之后60秒，在目標空間中的防止復燃水平在此達到13.8％的氧氣體積百分比；防止復燃水平也稱為邊界濃度GK。該防止復燃水平是氧氣濃度，在該氧氣濃度時，能有效阻止處于目標空間中的可燃材料的復燃。因此，在這種情況下，防止復燃水平為13.8％體積百分比的氧氣濃度。
在達到可滅火的濃度(11.2％體積百分比)之后，開始所謂的防止復燃階段，在防止復燃階段中不再向目標空間中注入惰性氣體。在該情況中，防止復燃階段的時段為600秒，在該時段中目標空間中的氧氣濃度決不超出防止復燃水平。
如圖1的曲線變化清晰可知，在根據(jù)現(xiàn)有技術的惰化方法中這樣的保持防止復燃階段，即可滅火的濃度設置得相應的低。因為在防止復燃階段期間不再有惰性氣體導入目標空間，氧氣濃度不斷地上升，直至首先超出13.8％體積百分比的防止復燃水平，并且最后達到21％體積百分比的初始水平(不再明確地示出)。在圖1所示的注入曲線中尤其可得知，提高滅火介質的量是必要的，從而使目標空間里的氧氣濃度在防止復燃階段期間保持在防止復燃水平之下。在這種情況中，滅火介質的提高的量對應于13.8％體積百分比的防止復燃水平和注入曲線或目標空間中的氧氣濃度的曲線形狀之間的面積。
圖2示出在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的第一優(yōu)選實施例中在圖1的目標空間中的注入曲線。這里所示的目標空間中的注入曲線或者氧氣濃度的時間曲線與圖1所示的注入曲線的差別尤其在此看出，即在這里滅火階段與防止復燃階段在實質意義上不再被區(qū)分。在啟動惰化方法之后，目標空間中的氧氣濃度通過惰性氣體的注入，在60秒內降低到惰化水平。在達到13.8％體積百分比的惰化水平之后，惰性氣體的導入被節(jié)流，在氧氣濃度達到在惰化水平四周的調節(jié)范圍內的下閾值之后，惰性氣體的導入被完全停止。在接下來的曲線中，例如由于目標空間中的不密閉性，氧氣濃度不斷上升，直至達到調節(jié)范圍內的氧氣含量的上閾值。該上閾值對應于防止復燃水平或者目標空間的邊界濃度GK。并由此確保目標空間的氧氣濃度決不超出臨界的邊界濃度或者防止復燃水平。
在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的惰化方法中，當達到上閾值時，惰性氣體重新被注入目標空間，從而使氧氣濃度重新降低到調節(jié)范圍內的下閾值。在達到下閾值之后，惰性氣體在目標空間中的注入被再一次停止。由此，具有特定調節(jié)范圍的惰化水平交替地保持在防止復燃水平。保持時間可以任意長。即使在不切斷能源供應時，也可以可靠地阻止復燃。
在這種情況下，惰化水平的調節(jié)范圍的上邊界與13.8％體積百分比的防止復燃水平相同。氧氣含量的調節(jié)范圍的幅度在此對應為0.2％體積百分比。在圖2所示的注入曲線中，在60秒的預先給定的時間之后達到惰化水平。當然在這里也可以為其它的時間間隔。
在注入的開始，目標空間中的氧氣濃度k可以為21％體積百分比或者更少。例如在目標空間中具有17％體積百分比的基本惰化水平，以便減少發(fā)生火災的風險。
通過根據(jù)本發(fā)明對來自于防止復燃水平的惰化水平的保持可以實現(xiàn)，即與常規(guī)惰化方法相比，需要顯著的更少的滅火介質。
在根據(jù)本發(fā)明的惰化方法中進一步可以實現(xiàn)，考慮到目標空間的空氣替換率n50，將氧氣含量調節(jié)到防止復燃水平。如從圖2中可知，利用根據(jù)本發(fā)明的惰化方法在目標空間中調節(jié)的氧氣濃度基本上明顯處于對人類有危險的10％體積百分比的濃度之上。這是根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的另外一個重要的優(yōu)點。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的第二優(yōu)選實施例的注入曲線。該注入曲線與圖2中所示的注入曲線的區(qū)別僅在于，惰化水平低于防止復燃水平。由此，在調節(jié)范圍的上邊界或者上限區(qū)域和防止復燃水平之間提供了更進一步的安全度以及更進一步的安全緩沖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的另一個優(yōu)選實施例的注入曲線。根據(jù)圖4的注入曲線與圖2中示出的根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的第一優(yōu)選實施例的注入曲線的區(qū)別在此能看出，即惰性氣體的引入曲線，也就是說在惰化的開始產生的目標空間中的氧氣含量的降低，具有明顯更小的坡度，由此，更遲地達到惰化水平。在第三實施例中，根據(jù)本發(fā)明，考慮到目標空間的空氣/氣體壓力，通過調節(jié)替代氧氣的氣體的注入實現(xiàn)下降，從而借此來避免目標空間的膨脹。這可以尤其適合于沒有固定墻壁的或沒有安裝減壓閥的目標空間。
在圖5中示出了根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的第四實施例的注入曲線。根據(jù)圖5的注入曲線與圖4所示的注入曲線的區(qū)別是，在注入的開始，目標空間中的氧氣濃度已經減少到例如17％體積百分比的基本惰化水平。這是特別有利的，因為更少量的滅火介質足以達到防止復燃水平R。在第四實施例中，根據(jù)本發(fā)明，考慮到開始注入的基本惰化水平，通過調節(jié)替代氧氣的氣體的注入實現(xiàn)下降。例如在更低的基本惰化水平時，達到防止復燃水平的時間X可以比在更高的基本惰化水平時選擇得更短。圖6中示出了根據(jù)本發(fā)明的惰化方法的另一實施例的注入曲線。根據(jù)圖6的注入曲線與圖2所示的注入曲線的區(qū)別是在更早的時刻開始注入。借助于火災早期識別，例如借助于高靈敏的吸氣式火災識別裝置，相對于常規(guī)的火災識別，注入可以提早至幾分鐘開始。所獲得的時間Y可以附加地用于讓滅火介質緩慢地注入到目標空間中，這樣減壓閥就變得多余。
根據(jù)本發(fā)明的方法以持續(xù)地監(jiān)視目標空間中的氧氣含量為先決條件。為此通過相應的傳感器持續(xù)地探測目標空間中的氧氣濃度或者惰性氣體濃度，并且傳送至惰性氣體滅火設備的控制裝置，該控制裝置響應于此控制進入目標空間的滅火介質的供給。
當然，根據(jù)本發(fā)明的方法也可以在多級惰化方法中使用。此時也考慮，根據(jù)本發(fā)明的方法或者在一個單個級中或者在多級惰化方法的所有級中使用。
權利要求
1.一種用于在封閉空間(“目標空間”)中滅火的惰化方法，所述方法使封閉空間內的氧氣含量在給定時間(x)內下降到特定的惰化水平，其特征在于，具有特定調節(jié)范圍的所述惰化水平保持在特定的水平上，尤其保持在防止復燃水平(R)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的惰化方法，其特征在于，所述惰化水平相當于所述防止復燃水平(R)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的惰化方法，其特征在于，所述調節(jié)范圍內的氧氣含量的上閾值小于或最大等于所述防止復燃水平(R)。
4.根據(jù)權利要求3所述的惰化方法，其特征在于，所述氧氣含量的調節(jié)范圍的幅度大約是0.2％體積百分比。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其特征在于，考慮到所述目標空間的空氣交換率，特別是考慮到所述目標空間的n50值，和/或考慮到所述目標空間和周圍環(huán)境間的壓力差，對氧氣含量進行調節(jié)，用于將氧氣含量降低到惰化水平和/或用于將氧氣含量保持在防止復燃水平(R)。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其特征在于，考慮到所述目標空間的空氣交換率，特別是考慮到所述目標空間的n50值，和/或考慮到所述目標空間和周圍環(huán)境間的壓力差，對滅火介質數(shù)量進行計算，用于將所述氧氣含量降低到所述惰化水平和/或用于將所述氧氣含量保持在所述防止復燃水平(R)。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其中，所述氧氣含量的降低通過向所述目標空間注入替代氧氣的氣體來實現(xiàn)，其特征在于，考慮到所述目標空間中的空氣/氣體壓力來調節(jié)所述替代氧氣的氣體的注入。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其中，所述氧氣含量的降低通過向所述目標空間注入所述替代氧氣的氣體來實現(xiàn)，其特征在于，考慮到開始注入時的基本惰化水平，調節(jié)所述替代氧氣的氣體的注入，用于將所述氧氣含量降低到所述惰化水平和/或用于保持所述氧氣含量。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其中，所述氧氣含量的降低通過向所述目標空間中注入所述替代氧氣的氣體實現(xiàn)，其特征在于，根據(jù)在目標空間中當前的氧氣含量或者當前滅火介質濃度調節(jié)所述替代氧氣的氣體的注入。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其中，所述氧氣含量的降低通過向所述目標空間中注入所述替代氧氣的氣體實現(xiàn)，其特征在于，根據(jù)所述氧氣含量降低到特定的惰化水平之前的氧氣含量調節(jié)所述替代氧氣的氣體的注入。
11.根據(jù)權利要求7到10中任一項所述的惰化方法，其特征在于，所述替代氧氣的氣體的注入的調節(jié)根據(jù)特定的注入曲線模型來實現(xiàn)。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其特征在于，用于將所述氧氣含量降低到所述惰化水平的時間(x)被預先設定。
13.根據(jù)權利要求中1到11中任一項所述的惰化方法，其特征在于，根據(jù)開始注入時的基本惰化水平選擇用于將所述氧氣含量降低到所述惰化水平的時間(x)。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其特征在于，目標空間中的氧氣含量通過注入來自于準備好的存貯器的所述替代氧氣的氣體降低。
15.根據(jù)前述權利要求中1到13中任一項所述的惰化方法，其中，所述替代氧氣的氣體利用產生設備來提供。
16.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其特征在于，所述替代氧氣的氣體由所述存貯器提供，從而使所述氧氣含量降低到所述特定的惰化水平，并且所述替代氧氣的氣體由所述產生設備提供，以使所述惰化水平保持在防止復燃水平上。
17.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其特征在于，根據(jù)表征所述目標空間的火災負荷，特別是根據(jù)所述目標空間中存在的材料確定所述防止復燃水平(R)。
18.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其特征在于，所述防止復燃水平(R)根據(jù)在特定情況下處于所述目標空間中的設備和/或機器以及它們的運轉狀況來確定。
19.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其特征在于，在特定情況下處于所述目標空間的所述設備和/或所述機器在所述氧氣含量下降到所述特定的惰化水平之前處于預先限定的運轉狀況中。
20.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法，其中，在所述目標空間中的所述氧氣含量的降低在火災早期識別的時間點t0處開始。
21.用于實施根據(jù)前述權利要求中任一項所述的惰化方法的裝置，所述裝置具有至少一個氧氣/惰性氣體傳感器，其用于連續(xù)測量目標空間中的氧氣含量和/或惰性氣體含量；至少一個火災探測器，其用于檢測所述目標空間中的至少一個火災特征參數(shù)；惰性氣體裝置，其用于利用替代氧氣的惰性氣體來惰化所述目標空間；控制/調節(jié)裝置，其用于控制惰性氣體裝置，從而使得在檢測火災特征參數(shù)之后，通過對所述目標空間惰化，使所述目標空間里的氧氣濃度降到特定的惰化水平，其特征在于，所述控制/調節(jié)裝置將具有一定調節(jié)范圍的所述惰化水平調節(jié)到特定水平上，尤其是調節(jié)到用于所述特定目標空間的防止復燃水平(R)上，更確切地說，根據(jù)利用所述至少一個氧氣/惰性氣體傳感器連續(xù)測量的所述氧氣含量和/或所述惰性氣體的含量，相應地控制所述惰性氣體裝置。
22.根據(jù)權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述控制/調節(jié)裝置具有帶有表格的存儲器，在所述表格中存儲預定的所述防止復燃水平(R)，所述防止復燃水平根據(jù)處于所述目標空間中的所述設備和/或所述機器和它們的工作狀態(tài)確定。
23.據(jù)權利要求21或22所述的裝置，其特征在于，所述至少一個火災探測器是用于火災早期識別的探測器。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種用于在封閉空間滅火的惰化方法，該方法使封閉空間內的氧氣含量在可給定的時間(x)內降到特定的惰化水平，并且本發(fā)明涉及到一種用于實施該方法的裝置。為了使在惰化方法中使用的惰性氣體滅火裝置實現(xiàn)盡可能精確的設計，并且尤其為了使所提供的惰性氣體在同時維持用于滅火所必須的滅火階段和防止復燃階段時實現(xiàn)盡可能精確的體積計算，根據(jù)本發(fā)明提出，具有特定調節(jié)范圍的惰化水平保持在防止復燃水平。
文檔編號A62C99/00GK1890000SQ200480036645
公開日2007年1月3日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權日2003年12月29日
發(fā)明者恩斯特-維爾納·瓦格納 申請人:艾摩羅那股份公司