專利名稱:用于限制空間內(nèi)的火焰的影響的改進裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于限制火焰后果的無源器件(passive device)的領(lǐng)域，這些器件確保熱量或火焰不傳播并且過濾所排出的氣體，以及限制發(fā)生火焰時產(chǎn)生的超壓或負壓現(xiàn)象，火焰本身、或用于熄滅這場火焰的裝置、或其他設(shè)備發(fā)生故障時，可能造成這種超壓或負壓現(xiàn)象。
更具體而言，本發(fā)明涉及ー種裝置，其適用于這樣的設(shè)備這種設(shè)備必須維持罩殼(enclosure)或空間(room)對超壓或過多的負壓產(chǎn)生的影響的抵抗性，同時確保熱量或火焰不傳播。
背景技術(shù)：
在保持和封閉危險品的車間內(nèi)，環(huán)境保護要求需要將這些危險品放入一個合適的封閉空間內(nèi)，從而包封這些危險品。這種空間可為儲存隔間(storage cell)的形式。
環(huán)境保護要求使得需要考慮該隔間的非滲透性發(fā)生任何損害或故障的情況。
在某些領(lǐng)域，比如，在核材料儲存隔間中，通常結(jié)合地或獨立地使用ー種或兩種附加保護原理，以便隔離危險材料和環(huán)境。
第一種原理包括插入若干個靜態(tài)屏障，以便限制其中一個儲存隔間發(fā)生故障時造成的后果。然后可以將儲存隔間嵌入罩殼內(nèi)部，或者更具體而言，嵌入封閉罩殼內(nèi)，所述封閉罩殼本身與外部環(huán)境隔離。這種封閉罩殼起著第二保護屏障的作用。通過非滲透性的隔板(partition)以及非滲透性門來提供儲存隔間以及封閉罩殼的非滲透性。
第二種原理包括使用機械通風來產(chǎn)生動態(tài)封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)產(chǎn)生從所述設(shè)備的外部到儲存隔間的負壓級聯(lián)，以便克服靜態(tài)屏障的不滲透性的任何缺陷。封閉罩殼和儲存隔間均可以具有獨立的通風系統(tǒng)，所述通風系統(tǒng)包括吹動來自外部的新鮮空氣的系統(tǒng)以及將空氣從所述隔間抽到外部的系統(tǒng)。除了將空間保持在處于負壓風險下的封閉以外，所述通風系統(tǒng)也可以通過適合于危險材料類型的浄化過濾器來滿足輔助性功能，比如，更新和凈化空氣。這些功能有助于保持儲存隔間和封閉罩殼的周圍氛圍干凈，以便限制將危險材料轉(zhuǎn)移到周圍環(huán)境中的風險。
雖然認為組合或未組合的上述兩種保護原理足以進行正常運行，但是需要考慮比如火焰等的事故狀況。
在某些情況下，分析火焰風險使得要考慮與火焰隔離的空間內(nèi)蔓延的和未控制火焰的包圍情況，所述的空間就是指，當墻壁經(jīng)受火焰時這些墻壁保持完整的空間。
了解封閉的環(huán)境中的火焰，使得能夠確立火焰進程的三個連續(xù)階段，在圖1的曲線上顯示這些階段，該曲線為保持和封閉危險材料的儲存隔間內(nèi)蔓延的未受控火焰的理論壓カ曲線，并且在該曲線上，X軸與時間(T)對應(yīng)，y軸與壓力(P)對應(yīng)。
第一階段由圖1中的參考數(shù)字200表示，其為火焰的發(fā)展階段。第一階段200與氧化劑為未限制性的時間段對應(yīng)。在儲存隔間內(nèi)沒有滅火系統(tǒng)時，熱動力條件(即壓力和溫度)取決于火焰的發(fā)展。從開始燃燒的時刻202開始，壓カP從最初的負壓值204増大到處于火焰206強度的最大值處的超壓峰值。人們發(fā)現(xiàn)，儲存隔間內(nèi)的溫度和壓カ大幅快速升高(大約為幾百度和幾萬帕斯卡)，這種升高為這樣一種性質(zhì)，其帶來關(guān)于儲存隔間的靜態(tài)封閉的完整性、儲存隔間的對干與周圍環(huán)境隔離的規(guī)定(尤其是對于擋火遮板和過濾器的規(guī)定)、儲存隔間的防火隔離(fire-s印aration)布置(尤其是儲存隔間的非滲透性隔板和門)的問題。
以上極限條件引起危險材料散布到封閉罩殼以及散布到周圍環(huán)境的風險，并且引起火蔓延到車間的其他地方的風險。由于火焰僅僅消耗所存在的氧氣，所以只要檢測到火焰，則用于管理通風(尤其是儲存隔間吹風系統(tǒng)的自動關(guān)閉)的策略使得能夠限制火焰在儲存隔間內(nèi)的發(fā)展。然后，火焰受儲存隔間內(nèi)存在的氧化劑限制，而不再受燃料的限制。
第二階段由圖1中的參考數(shù)字208表示，其為火焰的悶熄(suffocation)階段。該第二階段208與火焰強度由于缺乏氧化劑而受限制的時間段對應(yīng)?；鹧娴膼炏ù偈箿囟冉档?，因此將大約幾千帕斯卡的壓カ大幅降低到負值216。儲存隔間內(nèi)具有這種高的負壓也會對由于火焰的極限條件已經(jīng)削弱的結(jié)構(gòu)完整性帶來問題。在悶熄階段208，一旦儲存隔間內(nèi)的壓カ變成負數(shù)，通過損壞部進ー步將空氣加入這些結(jié)構(gòu)會引起重燃以及火焰恢復(fù)。
第三階段由圖1中的參考數(shù)字212表示，其為火焰的恢復(fù)階段。由于第二階段208中所述的氧化劑的添加，所以在儲存隔間內(nèi)可以發(fā)生火焰恢復(fù)的現(xiàn)象。然后，該結(jié)果為在重新燃燒214上的超壓峰值與熄滅216上的負壓峰值之間進行進一歩的熄滅和重新燃燒循環(huán)，所述循環(huán)與壓カ和溫度升高相對應(yīng)并且因此與到環(huán)境中的可能釋放相對應(yīng)。然而，由于儲存隔間內(nèi)存在的氧氣的量(由于前兩個階段造成的損害而導致)大大少于第一階段200中的氧氣的量，所以新的火焰循環(huán)的熱動カ條件不如第一階段200中的熱動カ條件那樣極端。
在某些情況下，由于在儲存隔間內(nèi)膨脹，所以固定的滅火系統(tǒng)(比如，氣體型)容易產(chǎn)生能夠損害包含在靜態(tài)屏障內(nèi)的元件性能的超壓。
因此，在其他情況下，火焰會造成容器在壓カ下破裂，使得靜態(tài)屏障內(nèi)包含的元件與上面的情況中ー樣處于危險中。
因此，人們試圖通過安裝這樣的裝置，該裝置被動地限制從儲存隔間直接轉(zhuǎn)移到該儲存隔間的外部環(huán)境的風險，并且這種裝置防止火焰從儲存隔間蔓延到其外部環(huán)境中。
人們試圖安裝也限制壓カ值并且冷卻氣體的裝置。這種裝置在耐火性方面必須滿足與儲存隔間ー樣的約束條件。
文獻FR2879471公開了ー種裝置，這種裝置用于限制安裝在封閉罩殼內(nèi)的儲存隔間中蔓延的未受控火焰造成的最終影響。
這種裝置包括容納液體的封閉儲液器(reservoir)，所述儲液器具有與所述儲存隔間直接連通的內(nèi)部腔室以及通過所述儲液器的至少ー個頂部開ロ與所述封閉罩殼直接連通的鼓泡式腔室(bubbling chamber),這種裝置還包括耐火保護裝置以及用于調(diào)節(jié)液面的系統(tǒng)。
由于這種裝置包括幾個調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所以這種裝置保持有效的特性。此外，該裝置的這些特征表示限制可處理的氣體流速。
因此，問題就在于獲得一種用于限制火焰的影響、提高用于處理氣流的容量、具有比現(xiàn)有的限制裝置更加被動的操作模式、同時保持同等尺寸的新型裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先涉及ー種用于限制空間內(nèi)火焰的影響的裝置，比如，位于封閉罩殼內(nèi)的儲存隔間，所述裝置包括儲液器，所述儲液器具有容納液體的容器，所述儲液器包括稱為“內(nèi)部腔室”的與所述存儲隔間連通的ー個或多個腔室、以及與所述封閉罩殼連通的ー個或多個其他腔室，所述儲液器還包括一體地布置在儲液器的任ー側(cè)上的至少第一溢流槽和至少第二溢流槽，當所述液體超過所述容器內(nèi)的預(yù)定規(guī)定高度時，每個溢流槽均能夠容納所述液體。
這種裝置限制當空間內(nèi)發(fā)生火焰時所產(chǎn)生的超壓和負壓現(xiàn)象。
這種裝置也具有提高的觸發(fā)反應(yīng)性。
儲液器的布置設(shè)計成使得內(nèi)部腔室與所述其他腔室中的ー個或多個連通，并且使得氣流將通過容器中容納的液體，所述氣流特別是由于火焰后的壓カ現(xiàn)象而生成，并且在所述內(nèi)部腔室中一個或多個與所述其他腔室中一個或多個之間交換。
這是因為溢流槽使得能夠依賴于空間內(nèi)將達到的最大壓力，該最大壓カ與該系統(tǒng)的壓降增加時的觸發(fā)閾值對應(yīng)。換言之，溢流槽使得能夠獨立于要處理的氣流以及儲液槽內(nèi)的液面來固定觸發(fā)壓カ閾值。在液面的高度與壓カ變化直接相關(guān)的情況下，無論要處理的氣流是什么，使液體在限定的水平處溢流的事實都使得能夠固定觸發(fā)壓カ值。溢流系統(tǒng)使得能夠增大溢流速率以及該裝置的容量，以便吸收液面的突然變化，這種液面的突然變化與空間內(nèi)壓力的突然升高相對應(yīng)。
當液體供應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，比如，發(fā)生滲漏時，溢流槽也保證了該裝置的觸發(fā)閾值。這是因為過剩的液體在這些溢流槽內(nèi)被回收。
這種系統(tǒng)的優(yōu)點在于，并與表面液體在流動回路內(nèi)的流速不相關(guān)，這種流速受到管道直徑的限制。這種通過溢流槽內(nèi)的溢流而進行回收的功能的最終結(jié)果不會減慢空間內(nèi)壓カ限制的整個過程。
由于分配有至少ー個調(diào)節(jié)系統(tǒng)，溢流槽的存在使得能夠簡化液體供應(yīng)回路，并且能夠使液體供應(yīng)回路更加被動。
與簡化的水供應(yīng)回路相關(guān)的溢流槽提高了所述裝置運行的可靠性，并且使所述裝置更具反作用性。
所使用的液體可以為水。
與封閉罩殼連通的所述腔室可以包括一個或多個所謂的“鼓泡式”腔室。
與所謂的“阻滯(retardation)”腔室連通的鼓泡式腔室位于儲液器的頂部部分中并且通過ー個或多個開ロ與封閉罩殼連通。
所述鼓泡式腔室可以通過在儲液器的底部正交地設(shè)置的分離腔室與內(nèi)部腔室分離，所述分離元件裝備有消波器(wave-breaker)裝置，這些消波器裝置由固定在分離元件的底端上的板形成，并且所述板朝著所述至少一個鼓泡式腔室的內(nèi)部定向。
鼓泡式腔室可包括泡沫分裂裝置。
鼓泡式腔室也可包括防飛濺裝置。
與液滴捕集器、合適的鼓泡式腔室高度、以及鼓泡式腔室上方的防飛濺裝置相結(jié)合的阻滯腔室為限制所述裝置的頂部部分處的液體飛濺的結(jié)構(gòu)。[0039]根據(jù)ー種可能性，用于限制火焰影響的裝置也可以包括能夠當液體的液面沿著溢流槽達到指定高度時將所述液體倒入溢流槽內(nèi)的通道。
用于限制火焰影響以及限制空間內(nèi)的壓カ或負壓的裝置也可以包括分離壁，所述分離壁位于所有鼓泡式腔室和內(nèi)部腔室的任ー側(cè)上，所述分離壁中的姆ー個均浸入液體內(nèi)并且位于內(nèi)部腔室與第一溢流槽的入口之間。
根據(jù)ー種可能性，所述壁部的其中一個可以包括位于該壁頂部部分中的孔ロ。
根據(jù)另ー種可能性，所述壁部的其中一個可以包括位于該壁部的側(cè)部部分的頂部中的孔ロ。
用于限制火焰影響的裝置也可以包括用于調(diào)節(jié)儲液器內(nèi)的液面的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有用于為該儲液器提供液體的回路。
調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以具有浮閥，這個浮閥的開ロ將液體提供給所述容器。這種系統(tǒng)具有例如補償蒸發(fā)的優(yōu)點。
可以通過獨立于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的強制供應(yīng)來保護液體供應(yīng)。


參照附圖，通過閱讀本發(fā)明的實施方式的以下詳細描述能更好地理解本發(fā)明，這些實施方式為示例性的而非限制性的，附圖中
圖1已經(jīng)進行了描述，其顯示了包含危險材料的儲存隔間內(nèi)蔓延的未受控火焰的理論壓カ曲線；
圖2示出了用于限制火焰影響的裝置的安裝，該裝置與儲存隔間連接，該儲存隔間本身與封閉罩殼連接；
圖3A-圖3K示出了火限制裝置的多個視圖，包括透視圖和剖視圖；
圖4A-圖4J示出了該裝置運行的各種狀態(tài)。
各幅圖中相同的、相似的或等同的部分具有相同的參考標號，以便有助于從一幅圖中進入另一幅圖中。
無需按照統(tǒng)ー的比例顯示這些圖中所示的各個部件，以便使得這些圖更清晰。
具體實施方式
圖2中顯示了根據(jù)本發(fā)明的火限制裝置10的安裝的ー個實例，該裝置設(shè)置在空間內(nèi)，比如用于儲存危險材料(比如，核廢料)的隔間內(nèi)。
該圖在縱向剖面和正面顯示了儲存安裝，其包括封閉罩殼2，該封閉罩殼內(nèi)包括儲存隔間4。將危險材料儲存在儲存隔間4內(nèi)。
封閉罩殼2可以包括底部隔板22、頂部隔板23、以及側(cè)隔板24。儲存隔間4位于限制腔室2內(nèi)部，在封閉罩殼2的底部隔板22上。儲存隔間4包括與封閉腔室2的底部隔板22結(jié)合的底部隔板42。所述儲存隔間也包括頂部隔板43和側(cè)隔板44。在該實例實施例中，封閉罩殼2和儲存隔間4可以具有兩個共同的側(cè)隔板。儲存隔間4的隔板42、43、44可以由比如混泥土制成。在儲存隔間4內(nèi)部，這些隔板由防火隔離覆層覆蓋，所述防火隔離覆層比如由塑料和/或混泥土制成。
封閉罩殼2的底部隔板22可以由比如混泥土制成。封閉罩殼2的頂部隔板23和側(cè)隔板24可以由比如金屬制成。
隔板22、23、24、42、43、44是液體密封且氣密的?？梢蕴峁怄i(air lock) 6，以便允許操作人員從外部8進入封閉罩殼2內(nèi)以及儲存隔間4內(nèi)，而不破壞該封閉。
封閉罩殼2和儲存隔間4都具有通風系統(tǒng)。這些通風系統(tǒng)的姆一個均包括用于吹動來自外部8的空氣的系統(tǒng)12、用于將空氣抽到外部8的系統(tǒng)14、以及空氣凈化過濾器16。儲存隔間4的通風系統(tǒng)也包括擋火關(guān)閉器(fire-stop shutter) 18，所述擋火關(guān)閉器安裝在通風系統(tǒng)的吹氣和抽氣管上，以便確保防火隔離的連續(xù)性。
限制裝置10安裝在封閉罩殼2的內(nèi)部以及儲存隔間4的外部。這個限制裝置可固定到支撐隔板，所述支撐隔板為儲存隔間4的頂部隔板43。根據(jù)ー種可能的實施方式，若干個限制裝置可平行地相關(guān)聯(lián)，以便提高處理能力。
現(xiàn)在將參照圖3A-圖3K描述根據(jù)本發(fā)明實施的用于限制火焰影響的裝置10的一個實例(在圖3K中顯示了該裝置的分解圖)。
構(gòu)成限制裝置10的各種元件可以由比如不銹鋼制成。
限制裝置10包括用于容納液體26 (比如，7JO的儲液器28。
具有容器29的儲液器28包括側(cè)壁34、以及也稱為底壁32的底部32。
ー個或多個開ロ 36位于儲液器28的頂部部分上，與底壁32相対，開ロ 36與封閉罩殼2連通(圖3A、圖3B、圖3C)。
連接管(該連接管在圖3A-圖3K中未顯示)在儲存隔間4與限制裝置10的儲液器28之間實現(xiàn)氣體交換。
因此，連接管的一端位于儲存隔間4內(nèi)，同時連接管的另一端與儲液器28的包括多個入口孔ロ 481a、481b的入口管48連接。入口管48可包括具有指定剖面的中央入口孔ロ 481a以及其他入口孔ロ 481b，所述其他入口孔ロ位于中央入口孔ロ 481a的任一側(cè)上的端部處，并且相對于中央入口孔ロ 481a具有更小的截面，比如大約為1/2的比率。這可以平衡流動分布。
入口孔ロ 481a、481b可以具有矩形形狀，并且彼此可以通過偏轉(zhuǎn)板482分離，所述偏轉(zhuǎn)板設(shè)計成形成引導氣體或煙氣使其易于進入入口管48內(nèi)的裝置。在所述實例中，入口管48具有喇叭形形狀，以便限制壓降，并且一體形成在金屬覆層483內(nèi)(圖3A、圖3E、圖3F、圖 3H、圖 31、圖 3K)。
儲液器28包括一個或多個腔室54a、54b、54c、54d、54e，這些腔室稱為“內(nèi)部腔室”，這些腔室通過入口管48和連接管與儲存隔間4連通。
儲液器28也包括一個或多個腔室52a、52b、52c、52d，這些腔室稱為“鼓泡式腔室”，這些腔室與稱為“阻滯”腔室53的腔室連通，阻滯腔室本身通過儲液器28內(nèi)的開ロ 36與封閉罩殼2連通。
該裝置可以包括比如四個鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d，以及分布在所述鼓泡式腔室的任ー側(cè)上的五個內(nèi)部腔室54a、54b、54c、54d、54e (圖3C、圖3D、圖3F、圖3K)。
儲液器28包括內(nèi)部元件54a、54b、54c、54d、54e與鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d之間的橫向分離元件50，所述橫向分離元件為板的形式，這些板在與儲液器28的底壁32正交的方向上延伸。在正常運行時，分離元件50浸入液體26內(nèi)，而未到達儲液器28的底壁32。[0072]在所有內(nèi)部腔室之間，分別位于鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d之間的那些腔室54b、54c、54d在姆一側(cè)上通過分尚兀件50橫向地限定。
其他內(nèi)部腔室54a、54e位于所有鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的任ー側(cè)上，對于這些其他內(nèi)部腔室而言，每ー個均由分離元件50和形成隔板的板55a、55b界定，所述隔板在與儲液器28的底壁32正交的方向上延伸。形成隔板的板55a、55b具有的高度比分離元件50的高度大，并且還在正常運行時浸入液體26內(nèi)。形成隔板的板55a、55b可選地到達儲液器28的底壁32 (圖3C、圖3D)。形成靠近底壁32的隔板的板55a、55b的端部可以包括開ロ 550，所述開ロ為圓弧的形式，且設(shè)計成允許液體26穿過，同時能夠允許板55a、55b保持良好的剛性。
位于儲液器28的頂部部分處的其他板51a、51b、51c、51d、51e位于相同的平面內(nèi)并且與所述儲液器的底壁32平行，對于這些其他板而言，它們界定了內(nèi)部腔室54a、54b、54c、54d、54e的頂部部分或上部部分。
位于儲液器28的頂部部分處的阻滯腔室53在每ー側(cè)上通過儲液器28的側(cè)壁34以及板 51a、51b、51c、51d、51e 來界定。
與鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的截面相比，阻滯腔室53具有更大的截面(圖3C)。
如圖3C中所示，儲液器28的每個分離元件50的頂端可與板51a、51b、51c、51d、51e中的ー個附接，并且每個分離元件的底端可與稱為“消波器”的板56附接，所述稱為消波器的板在限制裝置10正常運行時浸入液體26內(nèi)。
消波器板56在可以與儲液器的底部32的方向平行的方向上朝著鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的內(nèi)部延伸。
入口管48設(shè)置成使得到達這些入口管48內(nèi)的氣流在消波器板56下面被引導。
在根據(jù)本發(fā)明的限制裝置內(nèi)，消波器56的展開長度與鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的所有長度L的總和對應(yīng)，S卩，為8L，比如大約12米。這種鼓泡長度使得能夠通過迫使空氣穿過水來處理比如大約20，OOOmVh的大氣流。
限制裝置10也包括用于分解氣泡的裝置58，g在將氣泡分解成更小的泡，以便增大為在火焰200的發(fā)展階段最大限度地擴展氣體與液體26之間的交換表面，如上面圖1中所述。
用于分解氣泡的裝置58 (圖3C，圖3D中未顯示分解氣泡的裝置58)促進氣體與液體26之間的熱交換，并且也在限制壓降與分解氣泡之間提供折中。
用于分解氣泡的每個裝置58均位于鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的底部部分中，并且安置在鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的消波器板56上。在正常運行時，用于分解氣泡的裝置58浸入限制裝置10的液體26中。比如，每個用于分解氣泡的裝置58均通過疊置幾層網(wǎng)狀金屬線形成，每個層置于保持格柵之間。
限制裝置10也可包括防飛濺裝置64，這些裝置g在當氣體從空間4逸出時限制液體26飛濺(圖3C，圖3D中未顯示防飛濺裝置64)。每個防飛濺裝置64均位于鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的頂部部分處，并且比如可以由ー層網(wǎng)狀金屬線形成，所述層置于兩個保持格柵之間。鼓泡式腔室和防飛濺裝置64組裝成籃筐(basket)的形式，并且由擱置在板51a、51b、51c、51d、51e上的橫向構(gòu)件66保持。[0085]根據(jù)ー種可能的實施方式，每個防飛濺裝置64均可以通過籃筐和保持桿61固定到位于同一鼓泡式腔室內(nèi)的用于分解泡沫的裝置58 (圖3C)。
這些保持桿61允許將防飛濺裝置64和用于分解泡沫的裝置58同時安裝到鼓泡式腔室 52a、52b、52c、52d 內(nèi)。
防飛濺裝置64位于阻滯腔室53的入口處，而液滴捕集器裝置63位于阻滯腔室的出口處，所述液滴捕集器裝置位于儲液器28的頂部部分上。液滴捕集器63設(shè)計成分離從所述儲液器中流出的氣流中懸浮的液體顆粒。這種液滴捕集器63限制液體飛濺到儲液器的外部(圖3A-圖3C，圖3D、圖3E、圖31、圖3K中顯示了沒有液滴捕集器的儲液器)。與封閉罩殼2連通的開ロ 36位于液滴捕集器63的出ロ處。
在靠近阻滯腔室53的入口以及鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的出口處具有孔ロ551，所述孔ロロ設(shè)置在板51a內(nèi)以用于回收液體26。
儲液器28也包括用于調(diào)節(jié)液面的腔室82，將在后文中描述該腔室的功能，并且該腔室通過壁340與鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d和內(nèi)部腔室54a、54b、54c、54d、54e分離(圖31中未顯示調(diào)節(jié)腔室82)。
壁340為穿孔的，并且包括開ロ 341，這些開ロ允許儲液器28中容納的液體26穿過。
在根據(jù)本發(fā)明的限制裝置內(nèi)，一體形成在儲液器28內(nèi)的溢流槽72a、72b設(shè)置在所述儲液器的任ー側(cè)上，并且通過壁34內(nèi)形成的開ロ 341與所述儲液器連通。
在液體26的液面超過儲液器28內(nèi)的某個預(yù)定閾值高度時，提供這些溢流槽72a、72b以用于回收液體。在該裝置操作時，溢流槽72a、72b特別地限制壓降，水的高度與壓カ
差直接相關(guān)。
這個閾值高度取決于希望在該裝置上具有的觸發(fā)閾值。使液體溢流26在所限定的閾值高度處溢流，以便固定容器29內(nèi)的液體26的閾值壓カ值。無論要處理的氣流是什么，以及無論儲液器內(nèi)的液面如何，溢流槽都通過固定觸發(fā)壓カ閾值來使得該裝置可靠。
因此，溢流槽72a、72b使得能夠捕集液體26，尤其是在液體供應(yīng)回路26發(fā)生故障時。由于液體供應(yīng)回路的泄漏造成的過多液體26實際上可通過溢流槽72a、72b回收，并且這些液體不會防止限制裝置10發(fā)揮作用，因為會因此保持與液體26的高度相關(guān)的觸發(fā)壓カ級。
溢流槽72a、72b也使得能夠?qū)嵤┯糜谡{(diào)節(jié)液面的系統(tǒng)，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的比如在文獻FR2879471中描述的限制裝置相比，該系統(tǒng)簡化了。
溢流槽72a、72b使得能夠在短時間內(nèi)排出大量的水，并且伴隨非常有限的壓降，比如，在不到5秒鐘的時間內(nèi)，在100與200升之間，壓降為IOOPa0
提供通道73以用于將所述液體26傾倒入溢流槽72a、72b內(nèi)。這些通道73使得能夠增大溢流長度并且提高該裝置吸收液面26的突然變化的能力，比如，所述突然變化由于儲存隔間內(nèi)的壓カ快速增大而導致。
可提供用于促進儲液器28的輸送的元件。特別地，可提供位于儲液器的頂部轉(zhuǎn)角處的環(huán)485，以便接受比如一個或多個吊索的裝置，以提升儲液器28。
特別地，可提供位于儲液器的底部轉(zhuǎn)角處的開ロ 487，以用于接收傳送裝置(比如，托盤車)的叉狀件，以便移動儲液器28 (圖3E、圖3K)。[0100]儲液器可具有多個法蘭，這些法蘭位于儲液器28的同一側(cè)上，特別地，這些法蘭包括水入口法蘭91、底部法蘭92和頂部法蘭93、底部液面測量法蘭95和頂部液面測量法蘭96、以及用于排空槽的法蘭97，在所述底部法蘭與頂部法蘭之間設(shè)置水柱位以便顯示液面(圖3J)。
限制裝置10也包括用于調(diào)節(jié)液面80的系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得能夠
-在正常運行時保持儲液器28內(nèi)的液面26，以及
-當氣體在火焰200的發(fā)展階段逸出時，用液體26填充儲液器28，以便補償由于蒸發(fā)或溢流到槽72a、72b中而造成的液體26的消耗，并且因此確保氣體與液體26之間的熱交換的連續(xù)性，以便將燃燒氣體冷卻到閾值復(fù)燃溫度以下的溫度。
用于調(diào)節(jié)液面80的系統(tǒng)為機械系統(tǒng)，在圖4B、4D、4F、4H、4J中示意性地顯示了該系統(tǒng)。
形成隔板55a、55b的板與溢流槽72a、72b的入口相隔一定距離設(shè)置，并且實現(xiàn)槽72a、72b的入口與內(nèi)部腔室54a、54e之間的分離?？抓?552在板55b的側(cè)向面上的頂部部分中形成，特別地用于重新引入液體26，并且從而使得能夠?qū)σ缌鞑奂訅?圖3D)。
用于調(diào)節(jié)液面的系統(tǒng)80包括封閉的調(diào)節(jié)隔室82。
在圖4A-圖41中所示的實例中，調(diào)節(jié)隔室82面對儲液器28，并且位于在限制裝置10的各種操作階段期間氣體未沸騰蒸發(fā)的區(qū)域內(nèi)，所述階段即排出階段(圖4G和圖4H)和進入(圖41和圖4J)階段。
調(diào)節(jié)隔室82通過壁與鼓泡式腔室和內(nèi)部腔室分開，這個壁具有連通孔ロ 86。
在圖4A-圖41中所示的實例中，通過與連接管46直接連接的通氣孔ロ 86，調(diào)節(jié)隔室82與儲存隔間4處于相同的壓カ下，并且所述調(diào)節(jié)隔室通過位于共同壁340的底部部分處的連通孔ロ 341與儲液器28連接。
用于調(diào)節(jié)液面82的隔室也構(gòu)成液體儲備26。該液體儲備相對于限制裝置10位于這樣的高度處，使得所述液體儲備能夠與該裝置同時排干。在限制裝置10內(nèi)的液面26下降的情況下，液體儲備為外殼提供液體26。根據(jù)火焰的強度來確定所述液體儲備的容量。
用于調(diào)節(jié)液面的系統(tǒng)80還包括供應(yīng)和排放回路，該回路供應(yīng)和排放包括用于供應(yīng)液體26的管道102、通過浮閥140來對調(diào)節(jié)隔室82進行供應(yīng)的填充管道118。
下面規(guī)定用于調(diào)節(jié)液面的系統(tǒng)80的各種元件的作用。
浮閥140在正常運行時關(guān)閉，該浮閥位于與內(nèi)部腔室54連接的調(diào)節(jié)隔室82內(nèi)；這種浮閥140在調(diào)節(jié)隔室82內(nèi)的定位限定了位于限制裝置10內(nèi)的液體26的量。
現(xiàn)在一方面將參照圖4C、4E、4G、4I來描述限制裝置10的功能，這些圖顯示了平衡狀態(tài)的相應(yīng)情況下(即，剛好在觸發(fā)之前的階段、排放階段、以及空氣進入階段)，具有溢流槽72a、72b的儲液器以及內(nèi)部和鼓泡式腔室的縱向豎直剖面。
同樣，圖4D、圖4F、圖4H、圖4J分別示出了在平衡狀態(tài)的相應(yīng)情況下(即，剛好在觸發(fā)之前的階段、觸發(fā)階段、以及進入階段)的調(diào)節(jié)隔室82。
在正常運行或“平衡狀態(tài)”中(圖4C和圖4D)，限制裝置10保證儲存隔間4的靜態(tài)封閉。這是因為液體26在界定鼓泡式腔室和內(nèi)部腔室的分離元件50的端部上方存在，從而在限制裝置10處密封儲存隔間4。
在發(fā)生火焰的情況下，如下所述，上述的限制裝置10自發(fā)地并且被動地起作用[0118]在與儲存隔間4內(nèi)蔓延的未受控火焰的發(fā)展對應(yīng)的火焰的第一階段200期間(圖4E和圖4F)，所述儲存隔間內(nèi)的壓カ和溫度非常大幅地升高。儲液器28的內(nèi)部腔室54b、54c、54d通過入口管48與起火的儲存隔間4連通。因此，壓カ的增大推動內(nèi)部腔室內(nèi)的液體26，并且促使該液體在鼓泡式腔室內(nèi)起泡并且溢流到溢流槽72a內(nèi)。
液體26在內(nèi)部腔室54a、54b、54c、54d、54e內(nèi)的液面下降到位于分離兀件50的端部處的消波器板56的水平。在內(nèi)部腔室54a、54b、54c、54d、54e內(nèi)的壓カ達到觸發(fā)壓カ閾值？_6也時(圖4G和圖4H)，來自火焰的熱氣在消波器板56下面經(jīng)過并且形成大的氣泡。
當大的氣泡上升到鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d的表面時，大的氣泡通過氣泡分解裝置58分解成非常小的氣泡300。這些小氣泡上升到水的自由表面。由氣泡帶給水的能量造成沸騰，這種沸騰引起水飛濺(氣泡轉(zhuǎn)化成水滴)，這種水的飛濺被阻滯腔室53、防飛濺裝置64以及液滴捕集器63停止。液體26在調(diào)節(jié)內(nèi)部腔室54的調(diào)節(jié)腔室82內(nèi)的液面下降，并且因此浮閥140打開(圖4H)。
因此，啟動用于調(diào)節(jié)液面的系統(tǒng)80，并且為限制裝置10供應(yīng)液體26。
由于閾值壓カp_ech，限制裝置10自發(fā)地且被動地觸發(fā)，所述閾值壓カ小于儲存隔間4的封閉構(gòu)件的“安全壓力”Ps。
來自火焰的熱氣通過在鼓泡式腔室52a、52b、52c、52d內(nèi)起泡而冷卻到低于閾值重燃溫度的溫度，從而防止火焰蔓延到封閉罩殼2中。
封閉罩殼2的通風高速率更新(與從限制裝置10中逸出的冷卻氣體的體積相關(guān))稀釋氣體。在排放到外部環(huán)境8中之前，由于特別地與最后ー個過濾屏障16相対，用于對封閉罩殼2通風的系統(tǒng)可保持動態(tài)封閉并且處理封閉罩殼2的周圍氛圍。
在與火焰熄滅階段相對應(yīng)的火焰的第二階段208 (圖41和4J)期間，溫度和壓カ非常大幅地下降，由此產(chǎn)生的負壓能夠達到幾千帕斯卡。只要儲存隔間4處于負壓下，那么ー個或多個內(nèi)部腔室54b、54c、54d以及調(diào)節(jié)這個或這些內(nèi)部腔室54b、54c、54d的與儲存隔間4連通的調(diào)節(jié)隔室82也處于負壓下。只要ー個或多個內(nèi)部腔室54b、54c、54d內(nèi)的負壓達到閾值P_adm，那么限制裝置10就完全可逆地運行。
來自封閉罩殼2的新鮮空氣在鼓泡式腔室52的消波器板56下面經(jīng)過，并且氣泡形成，這些氣泡升高到內(nèi)部腔室54內(nèi)的液體26的表面，以便被引入儲存隔間4內(nèi)，并且從而將儲存隔間4內(nèi)的負壓限制為小于安全負壓的負壓_PS。
液體26在內(nèi)部腔室54以及與這個內(nèi)部腔室54連通的調(diào)節(jié)隔室82中的液面升高，浮閥140關(guān)閉，并且因此，不觸發(fā)液體供應(yīng)系統(tǒng)80。將新鮮空氣加入火源內(nèi)然后可以引起重燃，對于這種情況，限制裝置10保持可用并且有效。
示例性實施方式
限制裝置10的各種部件的大小通?；趦Υ娓糸g4內(nèi)蔓延的未受控火焰的最大熱動カ條件的包絡(luò)評估來確定。這種現(xiàn)有研究使得能夠確定限制裝置10的觸發(fā)壓カ閾值p-ech和p_adm以及必須通過限制裝置10逸出的流速，以便將儲存隔間4的壓カ保持在小于封閉構(gòu)件(即，防火遮板、氣鎖門以及隔板)的“安全壓力”Ps的壓カ處。
考慮以非常低的動力學條件蔓延的火焰，下面提供設(shè)計尺寸的實例，這可以為封裝在金屬桶內(nèi)的廢料的情況。
-封閉構(gòu)件的安全壓カPs+/-2100Pa,[0132]-封閉腔室2的容積15000m3，
-儲存隔間的容積3000m3，
-通風的更新速率2個容積/小時，
-在火焰發(fā)展的第一階段200期間，限制裝置10、11的觸發(fā)壓カ+1200Pa，
-在進入階段期間，限制裝置10、11的觸發(fā)壓カ_1200Pa，
-從儲存隔間4中逸出的氣體的理論流速20，000m3/h。
權(quán)利要求
1.一種用于限制空間內(nèi)(4)火焰的影響的裝置(10、11)，所述裝置包括儲液器(28)，所述儲液器具有容納液體(26)的容器(29)，所述儲液器(28)包括稱為“一個或多個內(nèi)部腔室”(54a、54b、54c、54d、54e)的與所述空間(4)連通的一個或多個腔室以及所述儲液器的一個或多個其他腔室(52a、52b、52c、52d、53)，所述儲液器(28)還包括都一體地設(shè)置在所述儲液器(28)的任一側(cè)上的至少第一溢流槽(72a)和至少第二溢流槽(72b)，在所述液體(26)超過所述容器(29)內(nèi)的預(yù)定規(guī)定高度時，每個溢流槽均能夠接收所述液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，所述空間(4)為安裝在封閉罩殼(2)內(nèi)的儲存隔間，所述其他腔室(52a、52b、52c、52d、53)與所述封閉罩殼(2)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的裝置，與所述封閉罩殼連通的所述其他腔室包括一個或多個所謂的“鼓泡式”腔室(52a、52b、52c、52d)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的裝置，與所謂的“阻滯”腔室(53)連通的所述鼓泡式腔室(52a、52b、52c、52d)位于所述儲液器(28)的上部部分中并且通過一個或多個開口(36)與所述封閉罩殼連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的裝置，所述“阻滯”腔室(53)包括液滴捕集器(63)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
3至5中任一項所述的裝置(10、11)，所述鼓泡式腔室(52a、52b、52c、52d)通過在所述儲液器(32)的底部正交布置的分離元件(50)與所述內(nèi)部腔室(54a、54b、54c、54d、54e)分離開，所述分離元件(50)配備有消波器裝置(56)，所述消波器裝置由固定在所述分離元件(50)的底端上并且朝著至少一個鼓泡式腔室(52)的內(nèi)部定向的板形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3至6中任一項所述的裝置，所述鼓泡式腔室(52a、52b、52c、52d)包括泡沫分裂裝置(58)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
3至7中任一項所述的裝置，所述鼓泡式腔室(52a、52b、52c、52d)還包括防飛濺裝置(64)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
3至8中任一項所述的裝置，其中，所述防飛濺裝置(64)通過至少一個籃筐和保持桿(61)而保持固定至所述泡沫分裂裝置(58 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求
3至9中任一項所述的裝置，還包括通道(73)，當給定液體(26)的液面達到所述預(yù)定指定高度時，所述通道能夠?qū)⑺鼋o定液體傾倒入所述溢流槽(72a、72b)內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
3至10中任一項所述的裝置,還包括分離壁(55a、55b),所述分離壁位于所有所述鼓泡式腔室(52a、52b、52c、52d)和內(nèi)部腔室(54a、54b、54c、54d、54e)的任一側(cè)上，所述分離壁中的每一個均浸入所述液體(26)中并且位于內(nèi)部腔室(54a)與所述溢流槽中的一個溢流槽(72a)的入口之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求
3至11中任一項所述的裝置，所述壁中的一個包括在所述板(55b)的側(cè)面上位于所述上部部分中的孔口(552)。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1至12中任一項所述的裝置，還包括用于調(diào)節(jié)所述儲液器內(nèi)的液面的系統(tǒng)(80)，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有用于為所述儲液器供應(yīng)液體(26)的回路。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的裝置，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有浮閥，所述浮閥(140)的打開將液體供應(yīng)給所述儲液器(28)。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的裝置，液體的供應(yīng)通過獨立于所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)的強制供應(yīng)來實現(xiàn)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種用于限制空間內(nèi)(4)火焰的影響的裝置(10、11)，其包括儲液器(28)，所述儲液器具有容納液體(26)的容器(29)，所述儲液器(28)包括稱為內(nèi)部腔室(54a、54b、54c、54d、54e)的與所述存儲箱(4)連通的一個或多個腔室以及一個或多個其他腔室(52a、52b、52c、52d、53)，所述儲液器(28)還額外包括一體地設(shè)置在儲液器(28)的任一側(cè)上的至少一個第一溢流槽(72a)和至少一個第二溢流槽(72b)，當所述液體(26)超過所述容器(29)內(nèi)的規(guī)定預(yù)定高度時，每個溢流槽均適合于接收所述液體。
文檔編號G21C9/00GKCN103037953SQ201180038391
公開日2013年4月10日 申請日期2011年6月1日
發(fā)明者多米尼克·布瓦, 馬蒂厄·諾伊曼, 蒂埃里·德拉福爾熱 申請人:法國原子能及替代能源委員會導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan