专利名称：用于防火的惰性化方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在有限的保护区域中防火或防爆的惰性化(inertization)方法，此方法的实现方式为相对于保护区域中的环境空气来 降低保护区域中的氧气含量。
背景技术：
用于在有限的保护区域中防火或灭火的惰性化方法是消防技术中已知 的方法。这些方法基于氧气取代原理来达到灭火效果。众所周知，正常的环 境空气由21%体积含量的氧气、78%体积含量的氮气和1%体积含量的其它 气体组成。要灭火或防火，引入惰性气体(例如纯氮气或90%的氮气)以进 一步增加各个保护区域中的氮气浓度，从而降低氧气浓度。众所周知，当氧 气的体积含量降低到约15%以下时可以达到灭火效果。根据各个区域中所含 的易燃物质的不同，可能还需要进一步降低氧气的体积含量，例如降低到 12%。在该氧气浓度下大部分易燃物质都不再会燃烧。通常将该"惰性气体灭火方法"中所使用的取代氧气的气体压縮储存在 特定邻近区域的钢制容器中，或者使用设备来产生取代氧气的气体。因此， 还可以使用惰性气体-空气混合物，例如90%、 95%或99%的氮气(或其它 惰性气体)。该钢制容器或用于产生取代氧气的气体的设备构成了所谓的惰 性气体灭火系统的主源。需要时，气体从该源通过管道系统和相应的出口喷 嘴引到各个保护区域中。此外，为了将发生火灾的风险降到最低，有时还会 使用次级惰性气体源，以防主源发生故障。已公布的专利DE 102 35 718 B3说明了一种方法，该方法通过将有限区 域中的氧气含量降低到相对于环境空气的标称氧气水平来将一个或多个有
限区域惰性化，以降低发生火灾或爆炸的风险。在该方法中，还记录有限区 域中的气体温度值，氧气含量的标称氧气值根据该温度值来确定，从而随着 温度值的降低，标称氧气值升高。然而，这种方法有以下缺点，即该标称值 可能会因为储存在保护区域中的材料的物理特性、几何形状、特定结构或者 被其它表面材料的遮盖而产生较大的波动。因此必须对储存在保护区域中的 物品的每一物理特性和结构的各个参数进行确定，这在实践中非常不可行。 因此，为了安全起见，通常选择更高的惰性气体浓度，从而即使在不理想的 物理状况下也可以确保最佳的防火保护。从而人们自动地接受了更高的惰性 气体消耗，这导致了额外的成本，并会进一步阻碍人们进入该区域。众所周知，-40°C至+6(TC范围内的温度不会对固体或液体物质的易燃极 限产生可觉察的影响。另一方面，现代材料(固体(特别是小物品的容器和 包装材料)和液体材料)中可能会泄漏出气体。虽然氧气含量降低了，但是 材料的这种气体挥发可能会增加火灾或爆炸的风险。碳氢化合物便是增加火 灾和/或爆炸风险的易燃物质的例子。考虑到安全工程中的惰性气体灭火系统和惰性化方法分别存在的上述 问题，本发明的任务在于进一步改进现有技术中已知且已在开头说明的惰性 化方法，从而无论存储在保护区域的材料和/或货物的类型如何，该方法都能 确实有效。发明内容本发明通过开头所述的惰性化方法来解决该任务，其中氧气浓度的标称 值修正为保护区域中易燃气体浓度的函数。即使保护区域中易燃物质的浓度由于气体的挥发而有所增加，本发明仍 然能够实现一种易于实现从而非常有效的方法，以降低有限区域中发生火灾 或爆炸的风险，这便是本发明的独特优势。在该方法中，易燃气体的浓度通
过常规测量来确定。这克服了以下缺点，即通过定时测量和对气体挥发导致 的易燃气体浓度的增加作出响应来对保护区域中的受参数控制的惰性气体 浓度和/或氧气浓度以及储存材料的变量的差异进行修正。
在附属权利要求中提出了本发明的进一步的实施方式。
通过使用一个或多个传感器来测量保护区域中的至少一个位置的易燃 气体的浓度，从而进一步解决上文提出的任务。例如，当物品或包装材料随 机地储存在有限的保护区域中时需要进行多个位置测量。在这种情况下，或 者在几何形状不利的情况下，从储存在保护区域中的货物挥发的易燃气体的 量非常可观。
同样也可以使用一个或多个传感器来测量保护区域中多个位置的氧气 浓度。在有限的保护区域中气体挥发不规则的情况下，进行多位置的测量可 以进一步提高安全性。
此外，可以分别使用一个或多个传感器来测量氧气浓度。使用至少两个 传感器进行测量可以提高技术可靠性。与保护区域中的氧气浓度一样，将所引用的保护区域中易燃气体的测量 值提供给至少一个控制单元。该控制单元可以根据可选的运算法则对提供给 它的多个测量值进行求值。可以配置一个或多个控制单元。配置多个控制单 元的优势在于提高了整个系统的可靠性。从而即使一个控制单元出现故障时 也能确保整个系统保持有效。如果控制单元通过传感器确定易燃气体的浓度 有所增加，则进一步降低标称氧气浓度值，以确保即使存在易燃气体(例如 碳氢化合物)也能可靠地防火或防爆。
此外，或者作为替代方案，可以有利地将氧气浓度的标称值配置为随着 易燃气体浓度的降低而增加。本发明的该实施例，例如，使得人们或其他生 物可以毫不耽搁地进入保护区域。
可以有利地通过存储在控制单元中的特性曲线(例如，Fn=f(Kx))对氧
气浓度进行修正。
此外，可以通过在保护区域中分别进行气体交换和提供新鲜空气来降低 在储藏室中储存的货物的气体挥发所产生的易燃气体浓度。这可以可靠地防 止易燃气体浓度因所挥发的气体而连续上升从而导致增加发生火灾或爆炸 的风险。
此外，需要时，保护区域中的传感器可以以无线的方式发射信号。通过 这种方式，储存的货物和/或货物的几何形状可以在保护区域内进行更改。 以下将参考附图更详细地说明本发明的方法。
图1是具有相关联的惰性气体源和阔门、测量装置及控制装置的保护区域的示意图2是由保护区域中易燃物质的浓度来控制氧气浓度变化的示例。
附图标记列表
1保护区域2惰性气体源3阀门4控制单元5氧气传感器6碳氢化合物传感器7惰性气体入口
具体实施例方式
图1说明了包括相关联的控制装置和测量装置的方法基本功能的示例。惰性气体源2中的惰性气体可以通过阀门3和一个或多个出口喷嘴7释放到 保护区域1中。从而，保护区域1中的惰性气体浓度可以由作用于阀门3的 控制单元4进行修正。将控制单元4设置为达到控制区域1中的基准惰性化 水平。该基准惰性化水平可靠地防止保护区域l在正常状况下发生火灾。正 常状况是指保护区域1中的易燃物质的浓度Kx没有增加。所述控制单元4 使用氧气传感器5测量控制区域1中的氧气浓度，并相应地控制惰性气体的 流入。使用至少一个另外的传感器6来确定是否存在因材料的气体挥发而产 生的气体，以及确定该产生的气体的浓度。如果保护区域l中环境空气中的 易燃气体或易爆气体的浓度有所增加(例如由于碳氢化合物的浓度有所增 加)，则传感器6会检测到该情况。将该测量值提供给控制单元4。从而根据 控制单元4和阀门3的特性曲线方程来增加保护区域1中的惰性气体浓度。 连续流入惰性气体，直到氧气传感器5测量到的保护区域中的氧气浓度降低 到所需的水平，并且在这些欠理想的情况下仍然能提供可靠的防火保护。图2说明了保护区域1中的氧气浓度可能的梯度的示例，该氧气浓度的 梯度是保护区域1中的易燃气体的浓度Kx的函数。从而为了将正常情况下 发生火灾或爆炸的风险降到最低，由基准惰性化水平的氧气浓度确定所需的 惰性气体水平。根据函数Kn-f(Kx)来控制惰性气体的浓度以及由此惰性气体 浓度决定的氧气浓度。该函数可以储存在控制单元中。在该式中KnHf性气体的浓度Kx-易燃气体的浓度。
权利要求
1.一种用于在有限的保护区域(1)中防火或防爆的惰性化方法，其中，相对于保护区域(1)中的环境空气来降低所述保护区域中的氧气含量，其特征在于，氧气浓度的标称值作为所述保护区域中易燃气体浓度的函数而变化。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用一个或多个传感器(6)分别测量所述保护区域中一个或多个位置 的易燃气体浓度。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 使用一个或多个传感器(5)分别测量所述保护区域中一个或多个位置的氧气浓度。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述易燃气体浓度和/或氧气浓度的测量值提供给至少一个控制单元 (4)。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于， 所述氧气浓度的标称值随着所述易燃气体浓度的升高而降低。
6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于， 所述氧气浓度的标称值随着所述易燃气体浓度的降低而升高。
7. 根据权利要求3至6中任意一项所述的方法，其特征在于， 所述控制单元(4)根据储存在所述控制单元(4)中的特性曲线来修正氧气浓度的标称值。
8.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，通过在保护区域(1)中进行气体交换和/或提供新鲜空气来降低易燃气 体的浓度。
全文摘要
一种用于在有限的保护区域中防火或防爆的惰性化方法，其中，相对于环境空气来降低所述保护区域中的氧气含量。本发明的目的在于，即使在保护区域内的固体或液体挥发气体的情况下也能够有效地进行防火保护。为了达到此目的，当有保护区域中存在易燃物质和/或气体(例如碳氢化合物)时，根据本发明提供的方法将有限的保护区域中的氧气含量修正为所述易燃气体浓度的函数。
文档编号A62C2/00GK101119772SQ200680002113
公开日2008年2月6日 申请日期2006年1月13日 优先权日2005年1月17日
发明者E·W·瓦格纳 申请人:艾摩罗那股份公司