用于灭火的惰化方法和装置的制作方法

专利名称：用于灭火的惰化方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种用于在封闭空间(以下也称为“目标空间”)中灭火的惰化方法，该方法使封闭空间内的氧气含量在可给定的时间内降到特定的惰化水平，并且本发明涉及到一种用于实施该方法的装置，其中，该装置具有至少一个氧气/惰性气体传感器，其用于连续测量目标空间中的氧气含量和/或惰性气体含量；至少一个火灾探测器，其用于检测目标空间中的至少一个火灾特征参数；惰性气体装置，其用于利用替代氧气的惰性气体惰化目标空间；控制/调节装置，其用于这样地控制惰性气体装置，即在检测火灾特征参数之后，通过对目标空间惰化，使目标空间内的氧气浓度降到特定的惰化水平。
通过将所涉及区域中的氧气浓度的平均值降低到大约12％体积百分比而实现在封闭空间中的灭火的这种方法是众所周知的。在该氧气浓度时，大多数可燃材料不能够再被点燃。该方法所实现的熄灭效应基于氧气取代原理。普通周围环境空气已知是由21％体积百分比的氧气、78％体积百分比的氮气和1％体积百分比的其它气体构成。为了灭火，通过注入例如作为惰性气体的纯氮气，使所涉及空间中的氮气浓度进一步提高，进而降低氧气含量。当氧气含量降低到大约15％体积百分比之下时，出现了灭灭效应。取决于在所涉及空间中存在的可燃材料，需要进一步将氧气含量降低到例如所述12％体积百分比。
在这种“惰性气体灭火技术”中，即所谓的向具有火灾危险的空间或处于火灾中的空间注入替代氧气的气体，例如二氧化碳、氮气、惰性气体和上述气体的混合气体的方法中，替代氧气的气体或惰性气体或者压缩放置在钢瓶中，或者根据需要通过发生器产生。在发生火灾的情况下，该气体通过管道系统和相应的出口喷嘴注入到所涉及的目标空间中。
利用惰化方法而产生灭火作用的时间曲线基本分为两个阶段，即灭火阶段和防止复燃阶段。灭火阶段是这样的阶段，即在该阶段中在目标空间注入替代氧气的气体，从而使注入到目标空间中的惰性气体达到可灭火的浓度。可灭火浓度根据德国保险商协会或者称为德国预防损失协会(VdS＝Verein der Schadenversicherer)定义为这样的浓度，在该浓度时火灾肯定能排除。该可灭火浓度处于所谓的防止复燃水平之下，相当于例如在EDV(电子数据处理)区域、电开关室和配电室、封闭的设备以及有经济物资的库区的大约为11.2％的体积百分比的氧气浓度。
对于灭火阶段，根据Vds的标准，从注入开始的60秒内，氧气浓度必须达到所谓的防止复燃水平。防止复燃水平是一个氧气浓度，在该浓度时，刚好消除在目标空间中存在的材料的点燃(重新点燃)的可能性。防止复燃水平的氧气浓度取决于目标空间的火灾负荷，例如对于电子数据处理区域、电开关室和配电室、封闭的设备以及有经济物资的库区，氧气浓度大约为13.8％体积百分比。
在灭火阶段中，氧气浓度必须在60秒内达到防止复燃水平的条件确定了引入曲线的坡度，该坡度描述了在灭火阶段的开始，惰性气体灭火设备或者惰化方法的注入曲线走向。该惰性气体灭火设备和惰化方法应该与该注入曲线走向相对应进行设计。
在完全消除目标空间里的火灾的灭火阶段之后紧接着是防止复燃阶段。防止复燃阶段是一个时段，在该时段中氧气含量不超过防止复燃水平，也就是说，例如不可以超过13.8％体积百分比。在此，根据德国保险商协会的标准提出，防止复燃阶段必须持续10分钟以上。也就是说，惰性气体灭火设备和惰化方法必须如此设计，即在识别目标空间的火灾之后，惰性气体这样地注入，即在60秒内，在目标空间里达到处于防止复燃水平的氧气浓度，其中，更进一步是该浓度在灭火阶段和防止复燃阶段都不能被超出。
背景技术：
图1示出了例如在安装有EDV(电子数据处理装置)的目标空间里以常规的惰化方法驱动的惰性气体灭火设备的注入过程。根据德国保险商协会的标准，这里通过试验得出的防止复燃水平的氧气浓度为13.8％体积百分比；该浓度值有时也称为“临界浓度”。由火源材料、特定空间参数和安全性一起构成的可灭火的浓度，根据图1为11.2％体积百分比，进而比对于人和动物构成危险的10％的体积百分比氧气浓度还超出1.2％的体积百分比。在现有技术中公开的惰化方法中，可灭火的浓度相当于惰性气体灭火设备的惰化水平。
在所示的实施例中，所使用的惰性气体灭火设备或者惰化方法如此设计，即在火灾识别或者惰化方法启动之后在60秒内，通过向目标空间喷入或者注入惰性气体来达到防止复燃水平(13.8％的体积百分比)。此外提出，在达到防止复燃水平之后，氧气浓度进一步降低，直到达到11.2％体积百分比的可灭火浓度或者惰性气体灭火设备的惰化水平。在该时间点上，目标空间的火灾完全熄灭，并且因为在达到惰化水平或者可灭火的浓度之后，停止向目标空间注入惰性气体，所以在接下来的防止复燃阶段，目标空间里的氧气浓度连续上升(因为目标空间的非密封性)。
现在可以考虑，通过惰性气体灭火设备的惰化水平的“深度”来调节超出防止复燃水平的时间点。然而由于空间的密封性预先设定了在防止复燃阶段期间目标空间中的氧气浓度的坡度或者说上升过程曲线，所以超出防止复燃水平(13.8％的体积百分比)的时间点仅可以通过调节可灭火浓度或者通过确定惰性气体灭火设备的惰化水平来实现。在该种情况下，在11.2％体积百分比的可灭火浓度时，在灭火阶段结束600秒后超出防止复燃水平。
在现有技术中公开的和前面描述的用于在目标空间中熄灭火灾的惰化方法的缺点在于，在灭火阶段中，下降到惰化气体灭火设备的惰化水平上的氧气浓度必须基本上显著低于防止复燃水平，从而可以实现，在灭火阶段结束之后，防止复燃水平不被过早地超出，并确保具有足够长的防止复燃阶段。由此，在现有技术中公开的惰化方法中需要具有明显更大量的可利用的灭火介质，似乎其对于最终灭火是必须的。其前提是，例如要提供大面积的减压阀和用于气体瓶的附加空间，在该气体瓶中以压缩形式存放惰性气体。由于在现有技术中公开的设备所必须的过大尺寸，使得用于灭火的惰化方法相对价格昂贵。
另一缺点在于，现有技术中公开的惰化方法中不存在这种可能性，即在灭火阶段结束之后，防止过早地超出目标空间里的氧气浓度的复燃水平。然而例如当目标空间的密封度与设计值不相符合时，必须要防止过早地超出目标空间里的氧气浓度的复燃水平。这样的情况并不是不可能，因为例如由于在目标空间的周围构件中的不可预见的泄漏，或者由于在目标空间里集成的通风和空调设备的故障可能造成新鲜空气的进入，也就是说可能造成越过保护空间的边界的流动过程。这种形式的不可预见的泄漏在考虑空间的密封性以用于设计相对应的惰化方法时未被考虑到，并导致在火灾中，所使用的方法不能达到足够的灭火效果。

发明内容
因此，本发明基于上述的技术问题，提出一种用于熄灭前面所述形式的火灾的惰化方法，利用该方法，实现在惰化方法中使用的惰性气体灭火装置尽可能准确的设计，并且尤其能够实现同时维持用于灭火所必须的灭火阶段和防止复燃阶段所要提供的惰性气体的尽可能精确的体积计算。本发明的另一目的在于，提供一种用于实施进一步改进的惰化方法相对应的装置。
在方法方面的目的基于前面所述类型的惰化方法根据本发明这样的实现，即具有一定的调节范围的惰化水平保持在特定的水平，尤其保持在防止复燃水平。在此强调指出，本发明的方法并不局限于特殊情况，即惰化水平例如保持在由VdS所确定的防止复燃水平上。特定的水平更确切地是指预先确定的水平，该预先确定的水平以有利的方式与防止复燃水平一致或处于防止复燃水平附近。
根据本发明的技术问题进一步通过用于实施前面所述方法的装置得到解决，该装置具有至少一个氧气/惰性气体传感器，其用于连续测量目标空间中的氧气含量和/或惰性气体含量；至少一个火灾探测器，其用于检测目标空间中的至少一个火灾特征参数；惰性气体装置，其用于利用替代氧气的惰性气体惰化目标空间；控制/调节装置，其用于这样地控制惰性气体装置，即检测到火灾特征参数之后，通过惰化目标空间，使目标空间内的氧气浓度降到特定的惰化水平，其中，控制/调节装置根据本发明将具有特定的调节范围的惰化水平调节到特定水平上，尤其是调节到用于特定的目标空间的防止复燃水平，更确切的说，基于由至少一个氧气/惰性气体传感器连续测量的氧气含量和/或惰性气体含量而相应地控制惰性气体装置。
本发明的优点尤其在于，可实现用于最优化惰性气体灭火装置的注入曲线的简单实现的和高效的方法。根据本发明用于灭火而设置的防止复燃阶段通过调节惰化水平来调整，借此可以达到，在灭火阶段所调节的惰化水平不再预先设定防止复燃阶段的时段。也就是说，在灭火阶段所调节的惰化水平可以相当于目标空间里的氧气浓度，该浓度不必如常规的、由现有技术公开的惰化方法的情况，明显地位于防止复燃水平之下。由此，在根据本发明的惰化方法中，整个注入过程需要明显更少的灭火介质，由此，惰化方法和相应的惰性气体灭火装置精确地设计并且与目标空间相匹配。尤其是这里无需将大量的惰性气体存放在储存容器里。通过根据本发明的方法，尤其是通过将惰化水平调节到防止复燃水平，使得在防止复燃阶段中，在目标空间中的惰性气体浓度有利地不出现过控制。根据本发明的方法因此明显需要更少的灭火介质，并且在目标空间中不出现惰性气体浓度的过控制，由此也许可以使得目标空间中设置的减压阀的尺寸设计得更小。根据本发明，进一步设置有特定的调节范围，在该范围中，惰化水平被保持在防止复燃水平。该调节范围例如取决于目标空间的密封性和/或惰性气体灭火设备的设计或者在目标空间中使用的、用于确定氧气浓度的传感器的灵敏度。
根据本发明的装置给出用于实施前述方法的可能性。在此，用于灭火而设置的防止复燃阶段通过调节惰化水平来调整，使得控制/调节装置将具有特定的调节范围的惰化水平调节到用于目标空间的特定的防止复燃水平。根据由至少一个氧气/惰性气体传感器连续测量的氧气含量和/或惰性气体含量，相应地控制惰性气体装置来实现上述调节。“惰性气体装置”被理解为惰性气体存贮器和/或用于产生替代氧气的惰性气体例如氮气或CO2的设备。
在从属权利要求中给出本发明的有利的改进方案。
在根据本发明的惰化方法的一个特别有利的实施例中，惰化水平与防止复燃水平相当。由此，惰性气体灭火设备的尺寸或者设计以特别有利的方式非常准确地与目标空间(密闭性、体积、可能的火源材料)相适应是可能的。由此在根据本发明的惰化方法的有利的实施例中，在灭火阶段期间已经实现了将在目标空间中的惰化水平调节到防止复燃水平上。因此，在整个注入过程期间，目标空间里的惰性气体浓度任何时候都不超出防止复燃水平即调节范围之外，并且特别是阻止目标空间中的惰性气体浓度的明显的大幅度摆动，由此能达到，即在开始注入的期间，基本上仅精确地将用于灭火所需的一些惰性气体投入使用。由此能使用于存储惰性气体的储存容器的尺寸明显地更小，或者能使相应的设备，如用于产生惰性气体的氮气设备，相应地设计得更小。在此强调指出的是，防止复燃水平可以根据目标空间或其它需求而确定，尤其是不仅仅是例如由VdS所确定的防止复燃水平。
在根据本发明的惰化方法的一个特别有利的实施例中，为了达到在灭火阶段和防止复燃阶段期间任何时间都不超出防止复燃水平，在调节范围内的氧气含量的上阈值小于或最大等于防止复燃水平。该“阈值”概念在本文中表示剩余氧气浓度，在该剩余氧气浓度时，惰性气体灭火装置再一次启动，或者说在该剩余氧气浓度时，新的惰性气体被注入到目标空间中，从而使得惰化水平保持在额定值或重新达到额定值。通过启动惰性气体灭火设备，然后使代替氧气的气体例如由惰性气体存贮器或产生设备注入到目标空间中。在特别优选的情况中，当在调节范围内的氧气含量的上阈值与防止复燃水平有一定的距离时，存在附加的一定的安全度。该安全度与防止复燃水平和上阈值的差值相对应。在本文中需要强调指出，在防止复燃水平中已经考虑到了一定的安全度。调节范围的下限通过下阈值来限定。该下阈值对应于一个氧气浓度，在该浓度时，惰性气体灭火设备重新被关闭，以及中止向目标空间中重新注入代替氧气的气体。
在前面所述的实施例的特别有利的实施方案中，氧气含量的调节范围的幅度大约是0.2％体积百分比，优选的是最大为0.2％体积百分比。据此，惰性气体灭火设备的启动阈值和关闭阈值之间的剩余氧气浓度范围的大小总计约为0.4％体积百分比，优选的是最大为0.4％体积百分比。当然这里也可以考虑氧气含量的调节范围的其它幅度。
考虑到目标空间的空气交换率，特别是考虑到目标空间的n50值，和/或考虑到目标空间与周围环境间的压力差，特别优选地实现将氧气含量调节到防止复燃水平。在相对于周围环境产生50Pa的压力差时，该空气交换率为所产生的泄漏容积流与现存的空间容积的比率。也就是说，空气交换率是目标空间的密封性的标准，并且是确定惰性气体灭火设备尺寸的决定性参数。随着n50值的增大，进入或从所测量的目标空间中出来的泄漏容积流也提高。由此加大了进入空间中的新鲜空气进入量和从空间中出来的惰性气体损失量。两者导致惰性气体灭火设备必须按更大的功率能力来设计。限制各个目标空间的包围构件的密封性通过所谓的风孔门测量(BlowerDoor-Messung)来实施。此时，在目标空间中产生标准化的10到60Pa的超压/负压。空气通过包围构件的泄漏表面向外泄漏或注入。相应的测量设备测量用于维持测量所要求的、例如50Pa的压力差而需要的容积流。在输入伴随值之后，评估程序计算出空间的n50值，该值依据标准与所产生的50Pa的压力差相关。这种形式的风孔门测量在惰性气体灭火设备以及惰化方法的具体设计之前实施，最晚要在投入使用前实施。通过根据本发明对目标空间的空气交换率n50值的考虑，可以以有利的方式使惰性气体灭火设备的尺寸以及惰化方法更好地与目标空间匹配。
为了达到惰性气体存贮器和/或产生设备可以最优地与目标空间匹配地设计，考虑到目标空间的空气替换率、尤其是考虑到目标空间的n50值，和/或考虑到目标空间与周围环境间的压力差，以优选的方式计算用于将氧气含量降低到惰化水平的灭火介质数量和保持氧气含量在防止复燃水平的灭火介质数量。
在根据本发明的惰化方法的一个特别优选的实施方案中，氧气含量的降低通过向目标空间里注入替代氧气的气体来实现，特别优选的是考虑到目标空间里的空气/气体压力来调节替代氧气的气体的注入。据此，在惰性气体或者替代氧气的气体的注入过程中，对目标空间中的压力进行测量，其中，要注意不要超出一定的空间压力。通过引入曲线的坡度，也就是说在启动惰性气体灭火设备之后直接向目标空间中注入的惰性气体的浓度曲线的坡度与目标空间的特定的参数(如密封性和容积)相适配，就可注意到这一点。为了在注入时，不使目标空间膨胀，目标空间的膨胀也许导致灭火介质的消耗上升，则可能要使引入曲线的形状相应地保持更平坦，从而例如不是在60秒之后，而是在大约120秒或180秒的短时间之后，达到惰化水平。通过考虑到目标空间里的空气/气体压力而调节灭火介质的注入，根据本发明的惰化方法特别可以在没有固定的墙壁或在可能没有安装减压阀或类似装置的目标空间中使用。
在根据本发明的惰化方法的另一个优选的实施方案中，氧气含量的降低通过向目标空间注入替代氧气的气体实现，特别优选的是替代氧气的气体的注入的调节取决于目标空间里的当前氧气含量或者当前灭火介质浓度。在此例如也许可考虑，当氮气作为灭火介质时，测量空间中的氧气含量。当CO2作为灭火介质来使用时，则以优选的方式测量目标空间中的CO2浓度，从而调节在目标空间中替代氧气的气体的注入。
在根据本发明的惰化方法有利的实施方案中，氧气含量的降低通过注入替代氧气的气体实现，根据在氧气含量降低到特定的惰化水平降低开始之前的氧气含量，调节替代氧气的气体的注入。例如可考虑，在降低开始之前的氧气含量为21％体积百分比的情况下，替代氧气的气体的注入快于在降低开始之前的氧气含量例如为17％体积百分比的另一种情况。当然，根据本发明的实施例并不局限于该种示例性的情况。
作为一个根据本发明的惰化方法的特别优选的实施例，氧气含量的降低通过注入替代氧气的气体来实现，并且在该方法中，实现替代氧气的气体的注入的调节，替代氧气的气体的注入的调节是根据特定的、例如事先确定的注入曲线模型而进行。在此例如也许可以考虑，可以调节替代氧气的气体的注入的相应阀门被如此控制，即或者注入曲线，也就是说在目标空间里的氧气浓度随时间的变化，和/或在目标空间里的替代氧气的气体的浓度随时间的变化与特定的模型相对应。该实施例的优点特别可以从中看到，即目标空间的注入可以以理想的方式匹配于惰化设备和/或目标空间进行，而不必需要连续地在注入期间对目标空间中的氧气浓度或者替代氧气的气体的浓度进行监控。当然这里也可以考虑其它可能性，替代氧气的气体的注入的调节可以根据特定的注入曲线模型来实现。阀门的打开和关闭例如可以以计算的形式和方式，根据目标空间中的当前氧气含量或者当前灭火介质的浓度，或者根据目标空间中的空气/气体压力来控制。
特别优选的是在根据本发明的惰化方法的实施例中，用于将氧气的含量降低到惰化水平的时间(x)是预先设定的。该预先实施的时间设定例如可以通过匹配于目标空间的灭火设备尺寸和/或通过用于调节替代氧气的气体注入的对应匹配阀门设计来实现。由此能满足用于灭火设备的特定标准，例如由VdS规定的用于CO2灭火设备的标准。
在根据本发明的惰化方法的另一个实施例中相反的是，用于将氧气的含量降低到惰化水平的时间根据在注入开始时的基本惰化水平来选择。当惰性气体在目标空间中的注入进行调节，尤其根据目标空间中存在的压力进行调节时，这是特别有利的。由此，根据本发明的惰化方法特别灵活地与个别情况下的状况，尤其是灭火设备的设计以及火灾负荷和/或目标空间的尺寸相匹配。
在根据本发明的惰化方法的一个可能的实现方案中，在目标空间中的氧气含量通过从备用的存贮器中将替代氧气的气体导入来降低。通过供应存贮器中的惰性气体，比如说在相应气体容器中的惰性气体的供应，可以达到在目标空间中的惰化水平的快速调节。作为替代氧气的气体这里例如可考虑二氧化碳、氮气、稀有气体和以上气体的混合气体，这些气体在钢瓶中压缩地，或者在特殊的惰性气体存贮器(例如隔板间Zwischendecken)中未压缩地贮存。然后在需要的情况下气体通过导管系统和相应的出口喷嘴导入到目标空间中。通过由供应存贮器中、将以压缩形式存在的惰性气体的导入来降低目标空间中的氧气含量的优点在于，通过压缩的气体的膨胀，除了替代氧气效应，还能积极地实现产生灭火效果的制冷效应，因为压缩放置的替代氧气的气体的膨胀焓直接从周围环境和特别是目标空间中去除。
在根据本发明的惰化方法一个可选实施例中，替代氧气的气体利用产生设备提供。这里也许可选择地考虑，如使用一种机器，如燃料电池，其能从目标空间夺走氧气。该实施例的优点特别在这一点看出，即无需例如用于其中存储替代氧气的气体的存贮器或者气体瓶专用储存空间。用于替代氧气的气体的发生设备的可能的实现方案例如可考虑氮气发生器，在该氮气发生器中包含在压缩空气中的组成部分被如此分离和导出，以便获得氮气流。该氮气发生器具有特别低的压力露点和确定的剩余氧气含量，其可以被连续地监控。通过氮气发生器获得的氮气流通过导管导入目标空间，而富氧的空气被分离导出到室外。这种形式的产生设备的优点特别在于其相对不需维护地运行。当然也可以考虑其它产生替代氧气的气体的方法。
最后在根据本发明的惰化方法一个特别有利的实施例中，替代氧气的气体由存贮器提供，以将氧气含量降低到特定的惰化水平，并且替代氧气的气体由产生设备提供，以便惰化水平保持在防止复燃水平上。然而这里也许同样可以考虑，用于将氧气含量降低到特定的惰化水平所必需的替代氧气的气体和用于将惰化水平保持在防止复燃水平上所需的气体由存贮器和/或产生设备提供。
在根据本发明的惰化方法的另一个实施例中，防止复燃水平根据用于表征目标空间的火灾负荷，特别是根据目标空间中存在的材料确定，以有利的方式实现惰化方法与各个目标空间的最优化匹配，由此可以尽可能准确地设计在惰化方法期间使用的惰性气体灭火设备，并且尤其尽可能准确地确定所提供的同时维持用于灭火所需的灭火阶段和防止复燃阶段的惰性气体的体积。例如设想船只机舱为目标空间，为此考虑柴油和重油作为特征火灾负荷，将防止复燃水平确定在例如R＝17％体积百分比的O2的值上。另一方面，在EDV空间(作为可能的目标空间的另一个例子)中，电缆和塑料确定了适用该目标空间的防止复燃水平，例如这里采用一个更低的R＝13.8％体积百分比的O2的值。
当在目标空间有设备或者机器运行的情况下，考虑到保持运行可靠性的优点是，防止复燃水平根据设备或者机器和它们的运行状况确定，从而使在目标空间中注入惰性气体时不会导致设备或者机器不可控制的、完全的失灵。当例如在目标空间中运行由燃料驱动的发电机时，它的空气供给进入目标空间，然后必须避免防止复燃水平低于在发电机的燃烧室中的空气/动力燃料混合物的点燃所必需的氧气含量，否则会导致发电机失灵和电能的生产被中断。
在根据本发明的惰化方法的另一个实施例中，在氧气含量下降到特定的惰化水平之前，在一定情况下位于目标空间的设备和/或机器运行于预先限定的运行状况。也如前述的实施例，其以有利的方式保持运行可靠性。例如当设定船只机舱为目标空间时，例如可以考虑，在发生火灾的情况下，为了使机舱空间中的空气交换最小化，首先让船只发动机以小负荷(例如20％到40％的负荷)运行，然后实施根据本发明的惰化方法。由此可以实现，一方面保持船只的机动性，另一方面保持船只的能量产生。在另一种设定计算中心为目标空间的情况下，根据本发明的有利的实施例，在向目标空间注入惰性气体之前，例如首先关闭EDV单元，并且启动备份单元。结合本发明的前述有利实施例可以进一步考虑，即复燃水平另外根据预先限定的运行状况确定，设备或机器在火灾中以该工作状态运行。
在根据本发明的惰化方法的一个特别有利的实现方案中，提供有火灾早期识别，从而使目标空间中的氧气含量的降低在火灾早期识别的时刻就已经开始。由此可以实现，比常规的火灾识别提前最高达90秒开始向目标空间进行最初的注入，在注入过程中，目标空间中的氧气含量在预定的时间内降到特定的惰化水平。
作为根据本发明的装置的有利的改进方案，控制/调节装置具有带有表格的存储器，在该表格中存储防止复燃水平，该防止复燃水平取决于位于目标空间中的设备和/或机器和它们的运行状况。因此可以利用特定目标空间的过程曲线的控制来实现自动灭火，其中，由于使用惰化方法的惰性气体灭火设备的精确设计以及由于所提供的惰性气体的精确的体积确定而可以特别有效地灭火，其中考虑到维持运行可靠性。显然这里也可考虑其它实施例，以向控制/调节装置提供用于特定目标空间的防止复燃水平。
在根据本发明的装置的另一个有利的实施例中，至少一个用于检测在目标空间中的至少一个火灾特征参数的探测器是用于火灾早期识别的探测器。这种类型的传感器在现有技术中公开，例如烟雾报警器、热报警器、火焰报警器或可燃气体报警器，它们确保及早地和有效地探测火焰和烟雾。此外，可以对借助于该探测器所获取的对烟、燃烧气体、灰尘、雾、油雾和浮质检测的信号预处理。以优选的方式，除了具有用于火灾早期识别的传感器之外，还附加地使用用于测量温度以及空气相对湿度的传感器，以便确保尽可能可靠的火灾识别。对于火灾早期识别，也可以考虑在目标空间中使用吸气式火灾识别系统，借助于该系统，不断地从目标空间提取空气样本，并且该样本被送到用于检测火灾特征参数的传感器中。由此可以借助于合适的和已知的传感器，在目标空间中进行特别是温度测量、燃烧气体和/或惰性气体分析以及光学视距的测定，以便尽可能提早地检测到目标空间中潜在的火灾。因此，其结合于根据本发明的装置是特别有利的，因为可以在火灾早期识别的时刻已经开始降低在目标空间中的氧气含量，从而可以尽可能早地开始目标空间的初期注入。火灾早期识别与根据本发明的方法的组合被证明是特别有利的，因为相对于常规火灾识别，可以提早很多分钟实施注入。当然在这里其它实施例也可以用于火灾识别。


以下基于附图，进一步详细阐述用于在目标空间中灭火的根据本发明的惰化方法的优选实施例。
图中示出了图1基于现有技术的惰化方法在目标空间中的注入曲线；
图2在根据本发明的惰化方法的第一优选实施例中在目标空间中的注入曲线；图3在根据本发明的惰化方法的第二优选实施例中在目标空间中的注入曲线；图4在根据本发明的惰化方法的第三优选实施例中在目标空间中的注入曲线；图5在根据本发明的惰化方法的第四实施例中的注入曲线；以及图6在根据本发明的惰化方法的其他实施例中的注入曲线。
具体实施例方式
图1示出了基于现有技术的惰化方法在目标空间中的注入曲线。这里灭火经过三个步骤。在第一个步骤里，目标空间里的火灾被识别，并且惰性气体灭火设备被启动。目标空间里的能源，例如电力供给也被切断。紧接着在第一阶段之后，实现在灭火阶段中的实际灭火，在此阶段目标空间被注入惰性气体。在图1的图表中，纵坐标示出了目标空间里的氧气浓度，横坐标示出时间。与此相应的，替代氧气的气体在240秒内被注入到目标空间中，直至惰性气体灭火设备的惰化水平达到可灭火的浓度，在这种情况下该灭火浓度是11.2％体积百分比。此时注入曲线如此选择，即在启动惰化方法之后60秒，在目标空间中的防止复燃水平在此达到13.8％的氧气体积百分比；防止复燃水平也称为边界浓度GK。该防止复燃水平是氧气浓度，在该氧气浓度时，能有效阻止处于目标空间中的可燃材料的复燃。因此，在这种情况下，防止复燃水平为13.8％体积百分比的氧气浓度。
在达到可灭火的浓度(11.2％体积百分比)之后，开始所谓的防止复燃阶段，在防止复燃阶段中不再向目标空间中注入惰性气体。在该情况中，防止复燃阶段的时段为600秒，在该时段中目标空间中的氧气浓度决不超出防止复燃水平。
如图1的曲线变化清晰可知，在根据现有技术的惰化方法中这样的保持防止复燃阶段，即可灭火的浓度设置得相应的低。因为在防止复燃阶段期间不再有惰性气体导入目标空间，氧气浓度不断地上升，直至首先超出13.8％体积百分比的防止复燃水平，并且最后达到21％体积百分比的初始水平(不再明确地示出)。在图1所示的注入曲线中尤其可得知，提高灭火介质的量是必要的，从而使目标空间里的氧气浓度在防止复燃阶段期间保持在防止复燃水平之下。在这种情况中，灭火介质的提高的量对应于13.8％体积百分比的防止复燃水平和注入曲线或目标空间中的氧气浓度的曲线形状之间的面积。
图2示出在根据本发明的惰化方法的第一优选实施例中在图1的目标空间中的注入曲线。这里所示的目标空间中的注入曲线或者氧气浓度的时间曲线与图1所示的注入曲线的差别尤其在此看出，即在这里灭火阶段与防止复燃阶段在实质意义上不再被区分。在启动惰化方法之后，目标空间中的氧气浓度通过惰性气体的注入，在60秒内降低到惰化水平。在达到13.8％体积百分比的惰化水平之后，惰性气体的导入被节流，在氧气浓度达到在惰化水平四周的调节范围内的下阈值之后，惰性气体的导入被完全停止。在接下来的曲线中，例如由于目标空间中的不密闭性，氧气浓度不断上升，直至达到调节范围内的氧气含量的上阈值。该上阈值对应于防止复燃水平或者目标空间的边界浓度GK。并由此确保目标空间的氧气浓度决不超出临界的边界浓度或者防止复燃水平。
在根据本发明的第一实施例的惰化方法中，当达到上阈值时，惰性气体重新被注入目标空间，从而使氧气浓度重新降低到调节范围内的下阈值。在达到下阈值之后，惰性气体在目标空间中的注入被再一次停止。由此，具有特定调节范围的惰化水平交替地保持在防止复燃水平。保持时间可以任意长。即使在不切断能源供应时，也可以可靠地阻止复燃。
在这种情况下，惰化水平的调节范围的上边界与13.8％体积百分比的防止复燃水平相同。氧气含量的调节范围的幅度在此对应为0.2％体积百分比。在图2所示的注入曲线中，在60秒的预先给定的时间之后达到惰化水平。当然在这里也可以为其它的时间间隔。
在注入的开始，目标空间中的氧气浓度k可以为21％体积百分比或者更少。例如在目标空间中具有17％体积百分比的基本惰化水平，以便减少发生火灾的风险。
通过根据本发明对来自于防止复燃水平的惰化水平的保持可以实现，即与常规惰化方法相比，需要显著的更少的灭火介质。
在根据本发明的惰化方法中进一步可以实现，考虑到目标空间的空气替换率n50，将氧气含量调节到防止复燃水平。如从图2中可知，利用根据本发明的惰化方法在目标空间中调节的氧气浓度基本上明显处于对人类有危险的10％体积百分比的浓度之上。这是根据本发明的惰化方法的另外一个重要的优点。
图3示出根据本发明的惰化方法的第二优选实施例的注入曲线。该注入曲线与图2中所示的注入曲线的区别仅在于，惰化水平低于防止复燃水平。由此，在调节范围的上边界或者上限区域和防止复燃水平之间提供了更进一步的安全度以及更进一步的安全缓冲。
图4示出根据本发明的惰化方法的另一个优选实施例的注入曲线。根据图4的注入曲线与图2中示出的根据本发明的惰化方法的第一优选实施例的注入曲线的区别在此能看出，即惰性气体的引入曲线，也就是说在惰化的开始产生的目标空间中的氧气含量的降低，具有明显更小的坡度，由此，更迟地达到惰化水平。在第三实施例中，根据本发明，考虑到目标空间的空气/气体压力，通过调节替代氧气的气体的注入实现下降，从而借此来避免目标空间的膨胀。这可以尤其适合于没有固定墙壁的或没有安装减压阀的目标空间。
在图5中示出了根据本发明的惰化方法的第四实施例的注入曲线。根据图5的注入曲线与图4所示的注入曲线的区别是，在注入的开始，目标空间中的氧气浓度已经减少到例如17％体积百分比的基本惰化水平。这是特别有利的，因为更少量的灭火介质足以达到防止复燃水平R。在第四实施例中，根据本发明，考虑到开始注入的基本惰化水平，通过调节替代氧气的气体的注入实现下降。例如在更低的基本惰化水平时，达到防止复燃水平的时间X可以比在更高的基本惰化水平时选择得更短。图6中示出了根据本发明的惰化方法的另一实施例的注入曲线。根据图6的注入曲线与图2所示的注入曲线的区别是在更早的时刻开始注入。借助于火灾早期识别，例如借助于高灵敏的吸气式火灾识别装置，相对于常规的火灾识别，注入可以提早至几分钟开始。所获得的时间Y可以附加地用于让灭火介质缓慢地注入到目标空间中，这样减压阀就变得多余。
根据本发明的方法以持续地监视目标空间中的氧气含量为先决条件。为此通过相应的传感器持续地探测目标空间中的氧气浓度或者惰性气体浓度，并且传送至惰性气体灭火设备的控制装置，该控制装置响应于此控制进入目标空间的灭火介质的供给。
当然，根据本发明的方法也可以在多级惰化方法中使用。此时也考虑，根据本发明的方法或者在一个单个级中或者在多级惰化方法的所有级中使用。
权利要求
1.一种用于在封闭空间(“目标空间”)中灭火的惰化方法，所述方法使封闭空间内的氧气含量在给定时间(x)内下降到特定的惰化水平，其特征在于，具有特定调节范围的所述惰化水平保持在特定的水平上，尤其保持在防止复燃水平(R)上。
2.根据权利要求1所述的惰化方法，其特征在于，所述惰化水平相当于所述防止复燃水平(R)。
3.根据权利要求1或2所述的惰化方法，其特征在于，所述调节范围内的氧气含量的上阈值小于或最大等于所述防止复燃水平(R)。
4.根据权利要求3所述的惰化方法，其特征在于，所述氧气含量的调节范围的幅度大约是0.2％体积百分比。
5.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其特征在于，考虑到所述目标空间的空气交换率，特别是考虑到所述目标空间的n50值，和/或考虑到所述目标空间和周围环境间的压力差，对氧气含量进行调节，用于将氧气含量降低到惰化水平和/或用于将氧气含量保持在防止复燃水平(R)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其特征在于，考虑到所述目标空间的空气交换率，特别是考虑到所述目标空间的n50值，和/或考虑到所述目标空间和周围环境间的压力差，对灭火介质数量进行计算，用于将所述氧气含量降低到所述惰化水平和/或用于将所述氧气含量保持在所述防止复燃水平(R)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其中，所述氧气含量的降低通过向所述目标空间注入替代氧气的气体来实现，其特征在于，考虑到所述目标空间中的空气/气体压力来调节所述替代氧气的气体的注入。
8.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其中，所述氧气含量的降低通过向所述目标空间注入所述替代氧气的气体来实现，其特征在于，考虑到开始注入时的基本惰化水平，调节所述替代氧气的气体的注入，用于将所述氧气含量降低到所述惰化水平和/或用于保持所述氧气含量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其中，所述氧气含量的降低通过向所述目标空间中注入所述替代氧气的气体实现，其特征在于，根据在目标空间中当前的氧气含量或者当前灭火介质浓度调节所述替代氧气的气体的注入。
10.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其中，所述氧气含量的降低通过向所述目标空间中注入所述替代氧气的气体实现，其特征在于，根据所述氧气含量降低到特定的惰化水平之前的氧气含量调节所述替代氧气的气体的注入。
11.根据权利要求7到10中任一项所述的惰化方法，其特征在于，所述替代氧气的气体的注入的调节根据特定的注入曲线模型来实现。
12.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其特征在于，用于将所述氧气含量降低到所述惰化水平的时间(x)被预先设定。
13.根据权利要求中1到11中任一项所述的惰化方法，其特征在于，根据开始注入时的基本惰化水平选择用于将所述氧气含量降低到所述惰化水平的时间(x)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其特征在于，目标空间中的氧气含量通过注入来自于准备好的存贮器的所述替代氧气的气体降低。
15.根据前述权利要求中1到13中任一项所述的惰化方法，其中，所述替代氧气的气体利用产生设备来提供。
16.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其特征在于，所述替代氧气的气体由所述存贮器提供，从而使所述氧气含量降低到所述特定的惰化水平，并且所述替代氧气的气体由所述产生设备提供，以使所述惰化水平保持在防止复燃水平上。
17.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其特征在于，根据表征所述目标空间的火灾负荷，特别是根据所述目标空间中存在的材料确定所述防止复燃水平(R)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其特征在于，所述防止复燃水平(R)根据在特定情况下处于所述目标空间中的设备和/或机器以及它们的运转状况来确定。
19.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其特征在于，在特定情况下处于所述目标空间的所述设备和/或所述机器在所述氧气含量下降到所述特定的惰化水平之前处于预先限定的运转状况中。
20.根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法，其中，在所述目标空间中的所述氧气含量的降低在火灾早期识别的时间点t0处开始。
21.用于实施根据前述权利要求中任一项所述的惰化方法的装置，所述装置具有至少一个氧气/惰性气体传感器，其用于连续测量目标空间中的氧气含量和/或惰性气体含量；至少一个火灾探测器，其用于检测所述目标空间中的至少一个火灾特征参数；惰性气体装置，其用于利用替代氧气的惰性气体来惰化所述目标空间；控制/调节装置，其用于控制惰性气体装置，从而使得在检测火灾特征参数之后，通过对所述目标空间惰化，使所述目标空间里的氧气浓度降到特定的惰化水平，其特征在于，所述控制/调节装置将具有一定调节范围的所述惰化水平调节到特定水平上，尤其是调节到用于所述特定目标空间的防止复燃水平(R)上，更确切地说，根据利用所述至少一个氧气/惰性气体传感器连续测量的所述氧气含量和/或所述惰性气体的含量，相应地控制所述惰性气体装置。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述控制/调节装置具有带有表格的存储器，在所述表格中存储预定的所述防止复燃水平(R)，所述防止复燃水平根据处于所述目标空间中的所述设备和/或所述机器和它们的工作状态确定。
23.据权利要求21或22所述的装置，其特征在于，所述至少一个火灾探测器是用于火灾早期识别的探测器。
全文摘要
本发明涉及到一种用于在封闭空间灭火的惰化方法，该方法使封闭空间内的氧气含量在可给定的时间(x)内降到特定的惰化水平，并且本发明涉及到一种用于实施该方法的装置。为了使在惰化方法中使用的惰性气体灭火装置实现尽可能精确的设计，并且尤其为了使所提供的惰性气体在同时维持用于灭火所必须的灭火阶段和防止复燃阶段时实现尽可能精确的体积计算，根据本发明提出，具有特定调节范围的惰化水平保持在防止复燃水平。
文档编号A62C99/00GK1890000SQ200480036645
公开日2007年1月3日 申请日期2004年12月29日 优先权日2003年12月29日
发明者恩斯特-维尔纳·瓦格纳 申请人:艾摩罗那股份公司