防火惰化方法
专利名称：防火惰化方法
技术领域：
1本发明涉及通过降低相对于防护区域内周围空气的防护区域 内氧含量，来防止封闭的防护区域内失火或爆炸的惰化方法
(inertization method )。
背景技术：
2在封闭的空间内用来防火和灭火的惰化方法在消防技术中是 公知的。这些方法所产生的灭火效果是以氧气置换原理为依据的。如 通常公知的那样，正常的周围空气由按体积计21%的氧气、按体积计 78%的氮气以及按体积计1 %的其它气体组成。为了灭火或防火，例如， 引入纯氮气或90%氮气的惰性气体，以便进一步提高所讨论的防护区 域中的氮浓度，并因此降低氧百分比。已知的是，当氧百分比下降到 按体积计约15%以下时就会产生灭火效果。根据各个防护区域内所含 的易燃材料，进一步将氧百分比降低到，例如按体积计12%，可能另 外是必需的。在这种氧气浓度下，大部分易燃材料不再能燃烧。
3这种"惰性气体灭火方法"中所采用的氧气置换气体通常被 压縮储存在特定附近区域内的钢罐中，或使用某种装置来产生氧气置 换气体。因此，惰性气体混合物，例如卯％、 95%或99%的氮气(或 另一种惰性气体)也是可以使用的。钢罐或用来产生氧气置换气体的 装置构成所谓的惰性气体灭火系统的第一来源。如有需要，气体随后 经过管道系统和相应的出口喷嘴从此来源被引导至各个防护区域中。 如果这个来源发生故障，为了同样将失火风险保持在尽可能低的水平， 有时也利用惰性气体的第二来源。
4基于利用惰性气体来惰化防护区域这一原理、目前已知的增 强这些防火系统安全性的所有方法都集中于防止维持惰化浓度所必需 的气体的流动。结合于此，描述了许多机构，其为第一惰性气体来源，以及任何可能提供的并增强安全性的第二惰性气体来源指定了不同的 惰性气体来源。当第一惰性气体来源发生故障时，第二惰性气体来源 接着开始工作。然而，所有这些机构和方法的共同之处是如果惰性气 体不受控制地持续流入，它们都没有安全机构，即使在惰化水平后来 已经达到一个能够万无一失地防火的值时。然而，当由于惰化水平不 同的相邻区域之间的泄漏使得惰化气体浓度水平发生不经意的均衡化 时，可能出现惰性气体浓度过高的状态。可以想到的另外的缺点是管 理惰性气体供应的控制机构发生故障或用来产生惰性气体的发生器不 关闭或供应阀不再具有严实的密封并继续允许惰性气流进入防护区 域。
5高惰化水平仍具有同样相对高的氧含量的原因可能在于人在 防护区域内，或者在于即使当利用增加的惰化气体浓度来防火时，人 仍然有可能进入防护区域。因此，惰化气体继续流入防护区域，不仅 导致用于持续产生惰性气体或惰性气体从第一和/或第二来源释放的成 本升高，还会特别影响与防护区域内人员安全相关的关键问题。
发明内容
6基于上述有关在惰化浓度过高时安全地操纵惰性气体灭火系 统方面的问题，本发明致力于进一步开发本文开始时所述类型的惰化 方法的任务，以便使该方法能够可靠地降低过高的惰化浓度或对于具 体要求而言过高的惰化浓度，例如人员进入防护区域。
7利用一开始所描述的惰化方法，根据本发明解决这一任务，
其中不连续地测量防护区域内的氧含量，将其与阈值(最高惰化水平) 相比较，而且，如果氧含量不经意地降到阈值之下(最高惰化水平)， 则将新鲜空气引入防护区中。
8在本情况下，术语"新鲜空气"也指氧气减少的空气，但是 其氧含量高于防护区域内的氧含量。
9本发明的特别优点在于其实现了易于实现，并因此成为用于 在封闭区域内防火的非常有效的惰化方法，即使在由于惰性气体产生 或惰性气体供应系统的技术故障造成惰性气体的流动不受控制的情况 下。在任何情况下，防护区域周围都有足够量的新鲜空气。这无疑避
免了现有已知机构和方法的缺点，这些缺点可能包括危及防护区域内 的人。
10本发明进一步的实施方式在附加权利要求中阐明。
11在有利的方式中，新鲜空气被引入防护区域内时氧含量的 阈值低于基准惰化水平时的氧含量。氧含量之间这一区别是有利的， 因为所挑选的基准惰化水平的氧含量能够防火，但仍然允许人进入防 护区域。如果由于故障，惰性气体的过量供应造成氧含量进一步降低， 尽管将继续防火，然而人留在房间内将越来越危险。因此，将选择防 护区域内的氧含量阈值，使其低于基准惰化水平的氧含量，但是不会 下降到将对人造成危险的值之下。
12测量防护区域内的氧含量的可选方案是，也可以测量防护 区域内的惰性气体含量。在这种情况下，惰性气体含量随后可以与阈 值相比较，当其超过阈值时，将新鲜空气引入防护区域。这种方法采 用了自然大气中氮含量和惰性气体含量之间的直接关系。在典型的防 火情况下，这种依赖性是已知的。
13分别用一个或多个传感器在若干个位置有利地测量防护区 域内的氧含量。在多个位置测量氧含量的优点是即使在氧浓度不均匀 的情况下，在一个位置处降到阈值之下的值也会被立刻检测到。使用
多个传感器的另一优点是备用性(redundancy)。如果一个传感器有故 障或连接传感器的线路被中断，另一个传感器可以接替测量任务。
14如果难以将电缆连到各个传感器上，传感器也可以向控制 单元无线地发送信号。
15测量一个或多个位置处的氧含量的可选方案是，也可以在 一个或多个位置分别用一个或多个惰性气体传感器测量防护区域内的 惰性气体含量。在多个位置进行测量的优点与在多个位置测量氧浓度 的优点相对应。可以明确地指出，同时测量氧含量以及惰性气体含量 显著地增加了防护区域内人员的安全。
16在本发明一个进一步有利的实施方式中，来自氧和/或惰性 气体传感器的信号被传送给控制单元。以有利的方式，评价传感器信 号所需的电子元件都集中在该控制单元内。也可以在控制单元内提供 不同的运算法则，以便对不同的气体混合物浓度作出响应。17在另一个有利的实施方式中，控制单元还可以接通和切断
新鲜空气供应系统。将新鲜空气供应系统的控制逻辑合并在控制单元 内还反映了紧凑型设计标准，实现了将所有测量信号和控制信号合并 在一个电子单元内。
18有利地调节新鲜空气供应，以便不超过最高惰化水平。也 不使基准惰化水平受到消弱(undercut)。这意味着即使在供应新鲜空 气时，防护区域内的氧浓度也可以被调控的，从而在基准惰化水平下 可靠地防火。在此重要的是，新鲜空气供应最迟在达到最高基准惰化 水平时接通，最高基准惰化水平会对防护区域内的人造成危险。
19在本发明进一步有利的实施方式中，控制单元监控第二防 护区域。该第二防护区域也分配有新鲜空气供应系统、至少一个氧传 感器和/或至少一个惰性气体传感器以及控制惰性气体供应的区域阀门 (zone valve)。同样要确保在该第二防护区域中不超过最高惰化水平， 相反地也不使基准惰化水平被消弱。区分不同防护区域之间的不同惰 化水平的优势包括使人具有进入这些区域的不同可能性。
20虽然存在不同的防护区域，但是所有的测量线路和控制线 路都集中在一个控制单元内。此处的优势是用于不同防护区域的整个 信号电子器件和分析电子器件维护更加简单而且设计紧凑。
21可以进一步有利地为控制单元提供这样的功能为每个防 护区域设置不同的水平下的基准惰化水平和最高惰化水平。例如，防 护区域la中的基准惰化水平处的氧含量可以低于防护区域lb中的相 应值。此种分化的优势在于当一个防护区域内所选择的氧含量太低， 以致于人不可能留在该区域时，允许人留在另一个防护区域。当非常 易燃材料存放在一个防护区域，而易燃性一般的材料存放在人经常来 往的另一防护区域时，这一隔离是可能的。
22以下将参考附图对本发明的方法进行更加详细地描述。 示出了
图l:防护区域的示意图，防护区域具有相关的惰性气体来源以及
阀门、测量机构和控制机构、新鲜空气供应系统以及用于新鲜空气供 应系统的入口喷嘴，
图2:防护区域内氧浓度的示例性顺序，
图3: —种包含两个区域和区域专用惰化部件的惰化系统的示意图。
具体实施例方式
23图1的示意图示出了根据本发明方法的基本机能的例子， 其包括相关的控制系统和测量系统。由此，管道描绘为粗线，测量/控 制线路描绘为一般的细线。惰性气体可以从惰性气体来源2中释放出
来，经过阀门3a以及一个或多个出口喷嘴6a进入防护区域la。惰性 气体来源因此可以有不同的设计。典型的实现方法是从一个或多个容 器中提供惰性气体，例如钢瓶(steel cylinder)。可选地，可以用发生器 来产生惰性气体(例如，氮气)或惰性气体/空气混合物。对于第一气 体来源也可以考虑实施备用配置，以便增强安全性；即按照需要使用 第二惰性气体来源，其因此或者由钢瓶内的压縮惰性气体组成，或者 来自产生惰性气体的发生器。防护区域la内的惰性气体浓度由控制单 元4调节，控制单元4又作用于阔门3a。设置控制单元4，以便在防 护区域la内达到基准惰化水平。该基准惰化水平降低了防护区域la 内的失火或爆炸的风险，并且通过将来自惰性气体来源2的惰性气体 经过阀门3a和惰性气体入口喷嘴6a引入防护区域中，来维持该基准 惰化水平。如果该系统布置发生故障，从而，例如，如果阀门3a不关 闭，或者产生惰性气体或惰性气体/空气混合物的发生器不切断，从而 继续允许惰性气体经过惰性气体入口 6a进入防护区域，因此惰性气体 浓度在防护区域内继续升高，使得氧含量下降到远低于期望的基准惰 化水平，本发明的以下机构就开始运转。控制单元4通过氧传感器5a 测量到氧浓度太低时，其因此发出关闭阀门3a的信号，或者发出信号 关闭产生惰性气体或惰性气体/空气混合物的发生器。 一旦满足这两个 条件并且防护区域内la内的氧浓度甚至进一步下降时——这可以通过 惰性气体传感器12a发出信号给控制单元4，新鲜空气供应系统8a被 激活，其通过一个或多个新鲜空气供应入口 7a向防护区域la内释放 另外的新鲜空气。因此，可设定新鲜空气流入量，使得即使惰性气体
产生系统(配置为气瓶(gas cylinders)或发生器)最大限度运行时， 防护区域la中的惰性气体浓度也不能继续上升。因此，这确保了防护 区域la内期望的氧浓度，即使在如果控制惰性气体流入防护区域la 中的控制单元发生故障的情况下。
24因此，火可以被可靠地防止，而人仍然可以按照需要留在 防护区域la内，而不必担心任何不利影响。
25图2描绘了防护区域la内氧浓度的可行顺序的例子。氧浓 度调节到基准惰化水平(目标值)，实际上介于上限目标值和下限目标 值之间。在时间点t。激活惰性气体来源，并将惰性气体引入防护区域 la。作为惰性气体引入防护区域la中的结果，氧浓度在时间点t。和t, 之间发生下降。在时间点t,惰性气体来源再次被钝化。氧浓度继续再 次缓慢地上升，直到时间点t2，原因在于例如由于相对于周围空气的泄 漏造成一些新鲜空气进入防护区域。在时间点t2，惰性气体来源被再次 激活。然而，如果一些故障阻止惰性气体来源被钝化，则防护区域内 的氧浓度继续下降。防护区域1所允许的最高惰化浓度并且其对人来 说仍然是安全的在时间点t3达到。如果惰性气体系统发生故障，即惰 性气体不受阻碍地持续流入防护区域，则在时间点t3之后氧浓度会继 续下降，这会使防护区域对人停留而言是不安全的。利用本发明的受 控新鲜空气流入，从时间点t3开始，不会下降到最高惰化水平之下， 即防护区域内的氧浓度维持在最高惰化水平之上。还可以提供警报装 置(未在图中示出)，在时间点13触发。在时间点U，重新达到能够可 靠地防火的基准惰化水平。为了继续防火，在时间点t4再次切断新鲜 空气供应。
26图3示出了惰化系统的另一可选方案，其在这种情况下包 括两个防护区域la和lb，以及区域专用惰化部件和监控部件。在这种 情况下，根据如给出的与图1和图2的描述相关的细节对防护区域la 进行监控。也另外描绘了具有相关惰化部件和监控部件的进一步的防 护区域lb。所述部件包括阀门3b、惰化气体入口 6b、氧传感器5b、 新鲜空气供应入口 7b和新鲜空气供应系统8b。可选地，图3中所描绘 的控制单元4还可以由两个独立的控制单元组成。两个防护区域la、 lb通过壁9彼此分开。可选地，图3中所描绘的控制单元4还可以由
两个独立的控制单元组成。在这种情况下，人不进入的防护区域la具
有的惰化水平不同于(高于)防护区域lb，防护区域lb虽然受到惰化，
但是仍有人定期来往。例如，防护区域la可以具有氧浓度按体积计为 13%的惰化水平。与此相反，控制单元4确保防护区域lb具有不同的 惰化水平，例如具有按体积计为17%的氧。由于壁9的可穿透性，惰 性气体可以不受控制地从防护区域la流向防护区域lb。这在图3中用 方向箭头IO描绘出来。控制单元4的功能是确保防护区域la和lb内 的不同惰化水平，这是通过经过陶门3a和3b供应惰性气体，以及按 照需要经过新鲜空气系统8a和8b及新鲜空气供应入口 7a和7b供应 新鲜空气实施的，如图1相关描述中所详细描述的。在这种情况下， 阀门3a和3b也被称为区域阀门，因为不同的防护区域la和lb构成 不同的受监控区域。
附图标记列表 la第一防护区域 lb第二防护区域 2惰性气体来源 3a区域阀门 3b区域阔门 4控制单元 5a氧传感器 5b氧传感器 6a惰性气体入口 6b惰性气体入口
7a新鲜空气供应入口 7b新鲜空气供应入口 8b新鲜空气供应系统 9隔离壁
10惰性气流的方向箭头 11防护区域内的人 12a惰性气体传感器 12b惰性气体传感器
权利要求
1.一种用于防止第一封闭防护区域(1a)和/或第二封闭防护区域(1b)内失火或爆炸的惰化方法，其是通过将所述防护区域(1a、1b)内的氧含量降低到相对于周围空气的基准惰化水平来实施的，其特征在于测量所述防护区域内(1a、1b)的氧含量，将其与阈值(最高惰化水平)相比较，如果所述氧含量降低到所述阈值(最高惰化水平)之下，则将新鲜空气引入所述防护区域(1a、1b)中。
2. 如权利要求1所述的方法， 其特征在于氧浓度的阈值低于基准惰化水平下的所述氧含量值。
3. 如权利要求1的前序部分所述的方法，其中所述防护区域(la、 lb)内 的所述氧含量通过引入置换氧气的惰性气体或惰性气体/空气混合物被降低，其特征在于测量所述防护区域(la、 lb)内的惰性气体含量，将其与阈值相比较，并 且在超过所述阈值时，将新鲜空气引入所述防护区域(la、 lb)中。
4. 如权利要求1或2所述的方法， 其特征在于分别用一个或多个氧传感器(5a、 5b)，在一个或多个位置测量所述防护区 域(la、 lb)内的所述氧含量。
5. 如权利要求3所述的方法， 其特征在于分别用一个或多个惰性气体传感器(12a、 12b)在一个或多个位置测量所 述防护区域(la、 lb)内的所述惰性气体含量。
6. 如权利要求4或5所述的方法，其特征在于所测量的氧含量值和惰性气体含量值分别被馈送给控制单元(4)。
7. 如权利要求6所述的方法， 其特征在于所述控制单元(4)可以接通和切断新鲜空气供应系统(8a、 8b)。
8. 如以上权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于所述新鲜空气供应被调节，使得不低于预先可控的最高惰化水平，并且不 超过所述基准惰化水平。
9. 如权利要求6到8中的任一项所述的方法， 其特征在于所述控制单元(4)利用新鲜空气系统(8b)、至少一个氧传感器(5b)、至 少一个惰性气体传感器(12b)、区域阀门(3b)、惰性气体入口 (6b)和新鲜气 体入口 (7b)针对氧浓度监控第二防护区域(lb)，使得不低于最高惰化水平， 并且不超过基准惰化水平。
10. 如权利要求9所述的方法， 其特征在于所述控制单元(4)调节防护区域(la、 lb)内的所述氧浓度，使得在所述 最高惰化水平时，所述第二防护区域(lb)内的所述氧浓度高于所述第一防护 区域(la)内的所述氧浓度。
全文摘要
本发明涉及一种惰化方法，其目的是防止第一封闭防护区域(1a)内失火或爆炸，其中该防护区域内的氧含量被降低到相对于周围空气的基本惰化水平。本发明的目的是避免危及防护区域内的人或行动，根据本发明的方法，测量防护区域(1a)中的氧含量，将其与阈值(最高惰化)相比较，而且如果该水平降低到所述阈值之下，则将新鲜空气引入该防护区域(1a)内。
文档编号A62C99/00GK101102820SQ200580046725
公开日2008年1月9日 申请日期2005年11月3日 优先权日2005年1月21日
发明者E·W·瓦格纳 申请人:艾摩罗那股份公司
技术领域：
1本发明涉及通过降低相对于防护区域内周围空气的防护区域 内氧含量，来防止封闭的防护区域内失火或爆炸的惰化方法
(inertization method )。
背景技术：
2在封闭的空间内用来防火和灭火的惰化方法在消防技术中是 公知的。这些方法所产生的灭火效果是以氧气置换原理为依据的。如 通常公知的那样，正常的周围空气由按体积计21%的氧气、按体积计 78%的氮气以及按体积计1 %的其它气体组成。为了灭火或防火，例如， 引入纯氮气或90%氮气的惰性气体，以便进一步提高所讨论的防护区 域中的氮浓度，并因此降低氧百分比。已知的是，当氧百分比下降到 按体积计约15%以下时就会产生灭火效果。根据各个防护区域内所含 的易燃材料，进一步将氧百分比降低到，例如按体积计12%，可能另 外是必需的。在这种氧气浓度下，大部分易燃材料不再能燃烧。
3这种"惰性气体灭火方法"中所采用的氧气置换气体通常被 压縮储存在特定附近区域内的钢罐中，或使用某种装置来产生氧气置 换气体。因此，惰性气体混合物，例如卯％、 95%或99%的氮气(或 另一种惰性气体)也是可以使用的。钢罐或用来产生氧气置换气体的 装置构成所谓的惰性气体灭火系统的第一来源。如有需要，气体随后 经过管道系统和相应的出口喷嘴从此来源被引导至各个防护区域中。 如果这个来源发生故障，为了同样将失火风险保持在尽可能低的水平， 有时也利用惰性气体的第二来源。
4基于利用惰性气体来惰化防护区域这一原理、目前已知的增 强这些防火系统安全性的所有方法都集中于防止维持惰化浓度所必需 的气体的流动。结合于此，描述了许多机构，其为第一惰性气体来源，以及任何可能提供的并增强安全性的第二惰性气体来源指定了不同的 惰性气体来源。当第一惰性气体来源发生故障时，第二惰性气体来源 接着开始工作。然而，所有这些机构和方法的共同之处是如果惰性气 体不受控制地持续流入，它们都没有安全机构，即使在惰化水平后来 已经达到一个能够万无一失地防火的值时。然而，当由于惰化水平不 同的相邻区域之间的泄漏使得惰化气体浓度水平发生不经意的均衡化 时，可能出现惰性气体浓度过高的状态。可以想到的另外的缺点是管 理惰性气体供应的控制机构发生故障或用来产生惰性气体的发生器不 关闭或供应阀不再具有严实的密封并继续允许惰性气流进入防护区 域。
5高惰化水平仍具有同样相对高的氧含量的原因可能在于人在 防护区域内，或者在于即使当利用增加的惰化气体浓度来防火时，人 仍然有可能进入防护区域。因此，惰化气体继续流入防护区域，不仅 导致用于持续产生惰性气体或惰性气体从第一和/或第二来源释放的成 本升高，还会特别影响与防护区域内人员安全相关的关键问题。
发明内容
6基于上述有关在惰化浓度过高时安全地操纵惰性气体灭火系 统方面的问题，本发明致力于进一步开发本文开始时所述类型的惰化 方法的任务，以便使该方法能够可靠地降低过高的惰化浓度或对于具 体要求而言过高的惰化浓度，例如人员进入防护区域。
7利用一开始所描述的惰化方法，根据本发明解决这一任务，
其中不连续地测量防护区域内的氧含量，将其与阈值(最高惰化水平) 相比较，而且，如果氧含量不经意地降到阈值之下(最高惰化水平)， 则将新鲜空气引入防护区中。
8在本情况下，术语"新鲜空气"也指氧气减少的空气，但是 其氧含量高于防护区域内的氧含量。
9本发明的特别优点在于其实现了易于实现，并因此成为用于 在封闭区域内防火的非常有效的惰化方法，即使在由于惰性气体产生 或惰性气体供应系统的技术故障造成惰性气体的流动不受控制的情况 下。在任何情况下，防护区域周围都有足够量的新鲜空气。这无疑避
免了现有已知机构和方法的缺点，这些缺点可能包括危及防护区域内 的人。
10本发明进一步的实施方式在附加权利要求中阐明。
11在有利的方式中，新鲜空气被引入防护区域内时氧含量的 阈值低于基准惰化水平时的氧含量。氧含量之间这一区别是有利的， 因为所挑选的基准惰化水平的氧含量能够防火，但仍然允许人进入防 护区域。如果由于故障，惰性气体的过量供应造成氧含量进一步降低， 尽管将继续防火，然而人留在房间内将越来越危险。因此，将选择防 护区域内的氧含量阈值，使其低于基准惰化水平的氧含量，但是不会 下降到将对人造成危险的值之下。
12测量防护区域内的氧含量的可选方案是，也可以测量防护 区域内的惰性气体含量。在这种情况下，惰性气体含量随后可以与阈 值相比较，当其超过阈值时，将新鲜空气引入防护区域。这种方法采 用了自然大气中氮含量和惰性气体含量之间的直接关系。在典型的防 火情况下，这种依赖性是已知的。
13分别用一个或多个传感器在若干个位置有利地测量防护区 域内的氧含量。在多个位置测量氧含量的优点是即使在氧浓度不均匀 的情况下，在一个位置处降到阈值之下的值也会被立刻检测到。使用
多个传感器的另一优点是备用性(redundancy)。如果一个传感器有故 障或连接传感器的线路被中断，另一个传感器可以接替测量任务。
14如果难以将电缆连到各个传感器上，传感器也可以向控制 单元无线地发送信号。
15测量一个或多个位置处的氧含量的可选方案是，也可以在 一个或多个位置分别用一个或多个惰性气体传感器测量防护区域内的 惰性气体含量。在多个位置进行测量的优点与在多个位置测量氧浓度 的优点相对应。可以明确地指出，同时测量氧含量以及惰性气体含量 显著地增加了防护区域内人员的安全。
16在本发明一个进一步有利的实施方式中，来自氧和/或惰性 气体传感器的信号被传送给控制单元。以有利的方式，评价传感器信 号所需的电子元件都集中在该控制单元内。也可以在控制单元内提供 不同的运算法则，以便对不同的气体混合物浓度作出响应。17在另一个有利的实施方式中，控制单元还可以接通和切断
新鲜空气供应系统。将新鲜空气供应系统的控制逻辑合并在控制单元 内还反映了紧凑型设计标准，实现了将所有测量信号和控制信号合并 在一个电子单元内。
18有利地调节新鲜空气供应，以便不超过最高惰化水平。也 不使基准惰化水平受到消弱(undercut)。这意味着即使在供应新鲜空 气时，防护区域内的氧浓度也可以被调控的，从而在基准惰化水平下 可靠地防火。在此重要的是，新鲜空气供应最迟在达到最高基准惰化 水平时接通，最高基准惰化水平会对防护区域内的人造成危险。
19在本发明进一步有利的实施方式中，控制单元监控第二防 护区域。该第二防护区域也分配有新鲜空气供应系统、至少一个氧传 感器和/或至少一个惰性气体传感器以及控制惰性气体供应的区域阀门 (zone valve)。同样要确保在该第二防护区域中不超过最高惰化水平， 相反地也不使基准惰化水平被消弱。区分不同防护区域之间的不同惰 化水平的优势包括使人具有进入这些区域的不同可能性。
20虽然存在不同的防护区域，但是所有的测量线路和控制线 路都集中在一个控制单元内。此处的优势是用于不同防护区域的整个 信号电子器件和分析电子器件维护更加简单而且设计紧凑。
21可以进一步有利地为控制单元提供这样的功能为每个防 护区域设置不同的水平下的基准惰化水平和最高惰化水平。例如，防 护区域la中的基准惰化水平处的氧含量可以低于防护区域lb中的相 应值。此种分化的优势在于当一个防护区域内所选择的氧含量太低， 以致于人不可能留在该区域时，允许人留在另一个防护区域。当非常 易燃材料存放在一个防护区域，而易燃性一般的材料存放在人经常来 往的另一防护区域时，这一隔离是可能的。
22以下将参考附图对本发明的方法进行更加详细地描述。 示出了
图l:防护区域的示意图，防护区域具有相关的惰性气体来源以及
阀门、测量机构和控制机构、新鲜空气供应系统以及用于新鲜空气供 应系统的入口喷嘴，
图2:防护区域内氧浓度的示例性顺序，
图3: —种包含两个区域和区域专用惰化部件的惰化系统的示意图。
具体实施例方式
23图1的示意图示出了根据本发明方法的基本机能的例子， 其包括相关的控制系统和测量系统。由此，管道描绘为粗线，测量/控 制线路描绘为一般的细线。惰性气体可以从惰性气体来源2中释放出
来，经过阀门3a以及一个或多个出口喷嘴6a进入防护区域la。惰性 气体来源因此可以有不同的设计。典型的实现方法是从一个或多个容 器中提供惰性气体，例如钢瓶(steel cylinder)。可选地，可以用发生器 来产生惰性气体(例如，氮气)或惰性气体/空气混合物。对于第一气 体来源也可以考虑实施备用配置，以便增强安全性；即按照需要使用 第二惰性气体来源，其因此或者由钢瓶内的压縮惰性气体组成，或者 来自产生惰性气体的发生器。防护区域la内的惰性气体浓度由控制单 元4调节，控制单元4又作用于阔门3a。设置控制单元4，以便在防 护区域la内达到基准惰化水平。该基准惰化水平降低了防护区域la 内的失火或爆炸的风险，并且通过将来自惰性气体来源2的惰性气体 经过阀门3a和惰性气体入口喷嘴6a引入防护区域中，来维持该基准 惰化水平。如果该系统布置发生故障，从而，例如，如果阀门3a不关 闭，或者产生惰性气体或惰性气体/空气混合物的发生器不切断，从而 继续允许惰性气体经过惰性气体入口 6a进入防护区域，因此惰性气体 浓度在防护区域内继续升高，使得氧含量下降到远低于期望的基准惰 化水平，本发明的以下机构就开始运转。控制单元4通过氧传感器5a 测量到氧浓度太低时，其因此发出关闭阀门3a的信号，或者发出信号 关闭产生惰性气体或惰性气体/空气混合物的发生器。 一旦满足这两个 条件并且防护区域内la内的氧浓度甚至进一步下降时——这可以通过 惰性气体传感器12a发出信号给控制单元4，新鲜空气供应系统8a被 激活，其通过一个或多个新鲜空气供应入口 7a向防护区域la内释放 另外的新鲜空气。因此，可设定新鲜空气流入量，使得即使惰性气体
产生系统(配置为气瓶(gas cylinders)或发生器)最大限度运行时， 防护区域la中的惰性气体浓度也不能继续上升。因此，这确保了防护 区域la内期望的氧浓度，即使在如果控制惰性气体流入防护区域la 中的控制单元发生故障的情况下。
24因此，火可以被可靠地防止，而人仍然可以按照需要留在 防护区域la内，而不必担心任何不利影响。
25图2描绘了防护区域la内氧浓度的可行顺序的例子。氧浓 度调节到基准惰化水平(目标值)，实际上介于上限目标值和下限目标 值之间。在时间点t。激活惰性气体来源，并将惰性气体引入防护区域 la。作为惰性气体引入防护区域la中的结果，氧浓度在时间点t。和t, 之间发生下降。在时间点t,惰性气体来源再次被钝化。氧浓度继续再 次缓慢地上升，直到时间点t2，原因在于例如由于相对于周围空气的泄 漏造成一些新鲜空气进入防护区域。在时间点t2，惰性气体来源被再次 激活。然而，如果一些故障阻止惰性气体来源被钝化，则防护区域内 的氧浓度继续下降。防护区域1所允许的最高惰化浓度并且其对人来 说仍然是安全的在时间点t3达到。如果惰性气体系统发生故障，即惰 性气体不受阻碍地持续流入防护区域，则在时间点t3之后氧浓度会继 续下降，这会使防护区域对人停留而言是不安全的。利用本发明的受 控新鲜空气流入，从时间点t3开始，不会下降到最高惰化水平之下， 即防护区域内的氧浓度维持在最高惰化水平之上。还可以提供警报装 置(未在图中示出)，在时间点13触发。在时间点U，重新达到能够可 靠地防火的基准惰化水平。为了继续防火，在时间点t4再次切断新鲜 空气供应。
26图3示出了惰化系统的另一可选方案，其在这种情况下包 括两个防护区域la和lb，以及区域专用惰化部件和监控部件。在这种 情况下，根据如给出的与图1和图2的描述相关的细节对防护区域la 进行监控。也另外描绘了具有相关惰化部件和监控部件的进一步的防 护区域lb。所述部件包括阀门3b、惰化气体入口 6b、氧传感器5b、 新鲜空气供应入口 7b和新鲜空气供应系统8b。可选地，图3中所描绘 的控制单元4还可以由两个独立的控制单元组成。两个防护区域la、 lb通过壁9彼此分开。可选地，图3中所描绘的控制单元4还可以由
两个独立的控制单元组成。在这种情况下，人不进入的防护区域la具
有的惰化水平不同于(高于)防护区域lb，防护区域lb虽然受到惰化，
但是仍有人定期来往。例如，防护区域la可以具有氧浓度按体积计为 13%的惰化水平。与此相反，控制单元4确保防护区域lb具有不同的 惰化水平，例如具有按体积计为17%的氧。由于壁9的可穿透性，惰 性气体可以不受控制地从防护区域la流向防护区域lb。这在图3中用 方向箭头IO描绘出来。控制单元4的功能是确保防护区域la和lb内 的不同惰化水平，这是通过经过陶门3a和3b供应惰性气体，以及按 照需要经过新鲜空气系统8a和8b及新鲜空气供应入口 7a和7b供应 新鲜空气实施的，如图1相关描述中所详细描述的。在这种情况下， 阀门3a和3b也被称为区域阀门，因为不同的防护区域la和lb构成 不同的受监控区域。
附图标记列表 la第一防护区域 lb第二防护区域 2惰性气体来源 3a区域阀门 3b区域阔门 4控制单元 5a氧传感器 5b氧传感器 6a惰性气体入口 6b惰性气体入口
7a新鲜空气供应入口 7b新鲜空气供应入口 8b新鲜空气供应系统 9隔离壁
10惰性气流的方向箭头 11防护区域内的人 12a惰性气体传感器 12b惰性气体传感器
权利要求
1.一种用于防止第一封闭防护区域(1a)和/或第二封闭防护区域(1b)内失火或爆炸的惰化方法，其是通过将所述防护区域(1a、1b)内的氧含量降低到相对于周围空气的基准惰化水平来实施的，其特征在于测量所述防护区域内(1a、1b)的氧含量，将其与阈值(最高惰化水平)相比较，如果所述氧含量降低到所述阈值(最高惰化水平)之下，则将新鲜空气引入所述防护区域(1a、1b)中。
2. 如权利要求1所述的方法， 其特征在于氧浓度的阈值低于基准惰化水平下的所述氧含量值。
3. 如权利要求1的前序部分所述的方法，其中所述防护区域(la、 lb)内 的所述氧含量通过引入置换氧气的惰性气体或惰性气体/空气混合物被降低，其特征在于测量所述防护区域(la、 lb)内的惰性气体含量，将其与阈值相比较，并 且在超过所述阈值时，将新鲜空气引入所述防护区域(la、 lb)中。
4. 如权利要求1或2所述的方法， 其特征在于分别用一个或多个氧传感器(5a、 5b)，在一个或多个位置测量所述防护区 域(la、 lb)内的所述氧含量。
5. 如权利要求3所述的方法， 其特征在于分别用一个或多个惰性气体传感器(12a、 12b)在一个或多个位置测量所 述防护区域(la、 lb)内的所述惰性气体含量。
6. 如权利要求4或5所述的方法，其特征在于所测量的氧含量值和惰性气体含量值分别被馈送给控制单元(4)。
7. 如权利要求6所述的方法， 其特征在于所述控制单元(4)可以接通和切断新鲜空气供应系统(8a、 8b)。
8. 如以上权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于所述新鲜空气供应被调节，使得不低于预先可控的最高惰化水平，并且不 超过所述基准惰化水平。
9. 如权利要求6到8中的任一项所述的方法， 其特征在于所述控制单元(4)利用新鲜空气系统(8b)、至少一个氧传感器(5b)、至 少一个惰性气体传感器(12b)、区域阀门(3b)、惰性气体入口 (6b)和新鲜气 体入口 (7b)针对氧浓度监控第二防护区域(lb)，使得不低于最高惰化水平， 并且不超过基准惰化水平。
10. 如权利要求9所述的方法， 其特征在于所述控制单元(4)调节防护区域(la、 lb)内的所述氧浓度，使得在所述 最高惰化水平时，所述第二防护区域(lb)内的所述氧浓度高于所述第一防护 区域(la)内的所述氧浓度。
全文摘要
本发明涉及一种惰化方法，其目的是防止第一封闭防护区域(1a)内失火或爆炸，其中该防护区域内的氧含量被降低到相对于周围空气的基本惰化水平。本发明的目的是避免危及防护区域内的人或行动，根据本发明的方法，测量防护区域(1a)中的氧含量，将其与阈值(最高惰化)相比较，而且如果该水平降低到所述阈值之下，则将新鲜空气引入该防护区域(1a)内。
文档编号A62C99/00GK101102820SQ200580046725
公开日2008年1月9日 申请日期2005年11月3日 优先权日2005年1月21日
发明者E·W·瓦格纳 申请人:艾摩罗那股份公司
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