DE102005053692B3 - Brandschutz mit Brennstoffzellenabluft - Google Patents
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Abstract
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Brandschutzsystem zur Verminderung einer Brandgefahr im Flugzeug angegeben, welches eine Brennstoffzelle zur Erzeugung einer stickstoffangereicherten Kathodenabluft aufweist. Der Brennstoffzelle wird Luft und ein Brennstoff zugeführt. Innerhalb der Brennstoffzelle wird diese Luft dann um einen bestimmten Sauerstoffanteil vermindert. Die Abluft wird dem zu schützenden Raum zugeführt.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft den Brandschutz. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Brandschutzsystem zur Verminderung einer Brandgefahr in einem Raum in einem Flugzeug, die Verwendung eines derartigen Brandschutzsystems in einem Flugzeug, die Verwendung eines derartigen Brandschutzsystems in einem Gebäude, die Verwendung eines derartigen Brandschutzsystems in einem Schiff, ein Flugzeug, umfassend ein solches Brandschutzsystem, und ein Verfahren zum Brandschutz in einem mobilen oder stationären Raum.
- Seit etwa 40 Jahren werden Halone zur Feuerlöschung an Bord von Flugzeugen eingesetzt. Halone sind teil- oder ganzhalogenierte Kohlenwasserstoffe, die chemisch in die Kettenreaktion des Feuers eingreifen und so zu einem Abbruch der Reaktionen führen.
- Allerdings tragen die im Flugzeug eingesetzten Halone 1211 (Chlorbromdifluormethan für Handfeuerlöscher) und 1301 (Bromtrifluormethan für installierte Löschanlagen) zum Abbau des stratosphärischen Ozons bei und gehören damit zu den Stoffen, die im Montreal-Protokoll der Vereinten Nationen verboten wurden.
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EP 1 550 482 offenbart ein Brandbekämpfungssystem zum Löschen eines Brandherdes in einem Raum, welches den Sauerstoffgehalt im Raum innerhalb einer vorgegebenen Zeit auf ein bestimmtes Innertisierungsniveau absenkt. - US 2005/0173929 offenbart eine Windkraftanlage mit einer Vorrichtung zum Herstellen einer inerten Atmosphäre zur Brandbekämpfung.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Brandschutz in einem Raum in einem Flugzeug bereitzustellen.
- Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Brandschutzsystem zur Verminderung einer Brandgefahr in einem Raum in einem Flugzeug angegeben, das Brandschutzsystem umfassend eine Brennstoffzelle zur Erzeugung einer stickstoffangereicherten Kathodenabluft und eine Leitungsanordnung zum Einleiten der stickstoffangereicherten Kathodenabluft in den Raum, so dass sich ein Sauerstoffgehalt in dem Raum derart verringert, dass die Brandgefahr in dem Raum sinkt.
- Es wird also ein System zur Verminderung der Brandgefahr in Räumen oder Objekten bereitgestellt, welches sauerstoffarme und stickstoffreiche Abluft eines Brennstoffzellensystems nutzt. Auf diese Weise kann die Abluft eines bordinternen Brennstoffzellensystems zur Verminderung der Brandgefahr eingesetzt werden. Zusätzliche Löschvorrichttungen können entsprechend geringer dimensioniert werden oder sogar gänzlich entfallen. Hierfür können sämtliche Arten von Brennstoffzellen eingesetzt werden, wie beispielsweise Alkaline Fuel Cell (AFC), Proton Exchange Membran Fuel Cell (PEMFC), Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC), Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), Solid Oxid Fuel Cell (SOFC), oder Direct Alcohol/Methanol Fuel Cell (DAFC/DMFC).
- Entscheidend ist hierbei nicht die Betriebstemperatur oder der Elektrolyt, sondern ausschließlich die Zusammensetzung der Kathodenabluft. Diese soll ein Inertgas, wie Stickstoff oder dergleichen, enthalten. Die Abluft ist hierbei entweder trocken oder wasserhaltig, je nach Brennstoffzellentyp und gegebenenfalls den Systemeinstellungen.
- Aufgrund der inerten Eigenschaften des Stickstoffs eignet sich dieser besonders gut zum Brandschutz von Räumen.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Brandschutzsystem weiterhin eine Regelungs- und Steuereinheit zum Einstellen des Sauerstoffgehaltes innerhalb des Raumes auf.
- Somit kann der Sauerstoffgehalt je nach Anforderungen entsprechend eingestellt oder nachgeregelt werden. Die Steuerung/Regelung kann vollautomatisch erfolgen. Beispielsweise kann der Sauerstoffgehalt, wenn der Raum von einem Menschen betreten werden soll, derart eingestellt werden, dass er bei etwa 15 Vol.-% liegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Raum noch von Menschen betreten werden kann, andererseits aber die Entzündungsgefahr oder Brandgefahr gegenüber Normalluft wesentlich minimiert ist.
- Andererseits kann beispielsweise durch die Regelungs- und Steuereinheit auch dafür gesorgt werden, dass der Sauerstoffanteil immer unter einem bestimmten voreinstellbaren Höchstwert bleibt, beispielsweise unterhalb 12 Vol.-% oder unterhalb einem noch geringeren Wert.
- Natürlich kann die Regelungs- und Steuereinheit auch als reine Steuereinheit ausgeführt sein. Die Regelung kann dann manuell durchgeführt werden.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Regelungs- und Steuereinheit zum Steuern oder Regeln einer Luftzufuhr der Kathode der Brennstoffzelle, einer Brennstoffzufuhr der Anode der Brennstoffzelle und der Einleitung der stickstoffangereicherten Kathodenabluft in den Raum ausgeführt.
- Somit kann die Leistung der Brennstoffzelle je nach Anforderungen eingestellt werden, indem mehr oder weniger Brennstoff oder mehr oder weniger Luft zugeführt wird. Weiterhin kann die Einleitung der stickstoffangereicherten Kathodenabluft in den Raum hinein gesteuert oder geregelt werden, indem beispielsweise ein entsprechendes Ventil von der Regelungs- und Steuereinheit bedient wird.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Brandschutzsystem weiterhin eine Messeinheit zum Messen zumindest einer physikalischen Größe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Sauerstoffgehalt innerhalb des Raumes, einer Temperatur innerhalb des Raumes, einem Druck innerhalb des Raumes und einer Rauchentwicklung innerhalb des Raumes. Weiterhin umfasst das Brandschutzsystem eine Datenleitung zum Übertragen der gemessenen physikalischen Größe von der Messeinheit an die Regelungs- und Steuereinheit.
- Somit kann der Zustand in dem Raum überwacht werden. Steigt beispielsweise die Temperatur im Raum an oder entwickelt sich dort Rauch, kann der Sauerstoffgehalt weiter heruntergefahren werden, um ein aufkommendes Feuer zu ersticken. Ebenso kann der Druck überwacht werden. Wenn der Druck einen bestimmten Wert unterschreitet, kann beispielsweise verstärkt stickstoffangereicherte Kathodenabluft zugeführt werden.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Brandschutzsystem weiterhin ein Überdruckventil zum Regeln eines Druckausgleichs in dem Raum.
- Wenn beispielsweise der Druck im Raum einen bestimmten Grenzwert übersteigt oder wenn die Differenz zwischen dem Innendruck im Raum und der Umgebung des Raumes eine bestimmte Größe übersteigt, kann entsprechend Luft abgelassen werden.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Brandschutzsystem weiterhin einen Kompressor zum Verdichten der stickstoffangereicherten Kathodenabluft und/oder einen Wärmetauscher zum Kühlen der stickstoffangereicherten Kathodenabluft.
- Auf diese Weise kann die stickstoffangereicherte Kathodenabluft verdichtet oder gekühlt werden, bevor sie dem Raum zugeführt wird.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Brandschutzsystem weiterhin einen Kondensator zum Auskondensieren von Wasser aus der stickstoffangereicherten Kathodenabluft und einen Wassertank zum Speichern des auskondensierten Wassers.
- Auf diese Weise kann der Kathodenabluft Wasser entzogen werden, welches dann gespeichert wird. Aus diesem Speicher kann es dann beispielsweise der Wasserversorgung des Luftfahrzeugs zugeführt werden oder es kann im Brandfall zu Löschzwecken verwendet werden.
- Es kann auch eine Direktleitung vom Kondensator zum Wassersystem des Flugzeugs vorgesehen sein (ohne dass das auskondensierte Wasser im Wassertank gespeichert wird).
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Brandschutzsystem weiterhin eine Zuleitung zum Bereitstellen einer Luftzufuhr der Kathode der Brennstoffzelle aus dem Raum, wodurch der Sauerstoffgehalt in dem Raum weiter absenkbar ist.
- Diese Zuleitung ist beispielsweise über die Steuerungs- und Regelungseinrichtung zuschaltbar, wenn der Sauerstoffanteil im Raum weiter abgesenkt werden soll, um den Brandschutz noch weiter zu erhöhen. Andernfalls (oder gleichzeitig) kann die Brennstoffzelle mit Außen- oder auch Kabinenluft versorgt werden.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Regelungs- und Steuereinheit weiterhin zum Steuern oder Regeln des Wärmetauschers, eines Kompressors und des Überdruckventils ausgeführt.
- Je nach Anforderungen kann somit die Temperatur des in den Raum eingeleiteten stickstoffangereicherten Kathodenabluftgases entsprechend abgekühlt werden. Weiterhin kann der Kompressionsgrad der Anodenzuluft, der Kathodenzuluft oder der in den Raum eingeleiteten stickstoffangereicherten Kathodenabluft eingestellt werden.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die im Brandschutzsystem benötigte elektrische und thermische Energie direkt aus der Brennstoffzelle bereitgestellt.
- Somit ist keine externe Energieversorgung notwendig. Das System kann autark arbeiten und es erzeugt seine Energie selber.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Brandschutzsystems, wie oben beschrieben, zum Brandschutz eines Raumes in einem Flugzeug angegeben.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines solchen Brandschutzsystems zum Brandschutz eines Raumes in einem Gebäude angegeben.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines solchen Brandschutzsystems zum Brandschutz eines Raumes in einem Schiff angegeben.
- Weiterhin ist ein Flugzeug angegeben, umfassend ein Brandschutzsystem, wie oben beschrieben, zum Brandschutz eines Raumes in dem Flugzeug.
- Weiterhin, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ist ein Verfahren zum Brandschutz in einem Raum angegeben, bei dem eine stickstoffangereicherte Kathodenabluft durch eine Brennstoffzelle erzeugt wird und die stickstoffangereicherte Kathodenabluft in den Raum eingeleitet wird, so dass sich ein Sauerstoffgehalt in dem Raum derart verringert, dass die Brandgefahr in dem Raum sinkt.
- Hierdurch wird ein Verfahren bereitgestellt, durch das ein verbesserter Brandschutz in einem Raum in einem Flugzeug bereitgestellt werden kann. Weitere Feuerlöschsysteme, wie beispielsweise Halonsysteme, sind nicht notwendig.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden physikalische Größen innerhalb des Raumes gemessen, wie beispielsweise die Temperatur innerhalb des Raumes, der Druck innerhalb des Raumes, der Sauerstoffgehalt innerhalb des Raumes oder eine Rauchentwicklung innerhalb des Raumes. Diese gemessenen Größen werden dann von der Messeinheit an die Regelungs- und Steuereinheit zum Einstellen eines Sauerstoffgehaltes innerhalb des Raumes übertragen.
- Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Sauerstoffgehalt im Raum jeweils so eingestellt wird, wie es die im Raum vorliegenden Bedingungen erfordern.
- Weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
1 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Brandschutzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt ein schematisches Fließdiagramm eines Brandschutzsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt ein schematisches Prinzipschaltbild eines Brandschutzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. - Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
- In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
-
1 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Brandschutzsystems zur Verminderung einer Brandgefahr in einem Raum, beispielsweise in einem Flugzeug, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in1 zu erkennen, weist das Brandschutzsystem100 eine Brennstoffzelle oder Brennstoffzellenanordnung1 auf, welche eingangsseitig mit entsprechenden Rohstoffen5 ,9 versorgt wird und elektrische Energie101 , thermische Energie102 und Luft mit vermindertem Sauerstoffanteil2 abgibt. - Der Luft und der Brennstoffzufuhr kann hierbei, je nach Ausführung der Brennstoffzelle
1 , Wasserdampf beigemischt sein. Die sauerstoffverminderte Luft2 wird dann zu Brandschutzzwecken über eine entsprechende Leitung16 dem zu schützenden Raum zugeführt. -
2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Brandschutzsystems100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem in2 dargestellten System100 wird die Abluft2 durch einen Kondensator19 in Wasser20 und trockene stickstoffreiche (sauerstoffarme) Luft202 getrennt. Als inertes Schutzgas dient hier nur die trockene stickstoffreiche Luft202 , welche über Leitung16 dem zu schützenden Raum25 zugeführt wird. - Sämtliche Räume und Objekte können durch die Abluft der Brennstoffzelle „inertisiert" werden. Bei Verminderung des Sauerstoffgehaltes unter ca. 15 Vol.-% gilt die Einschränkung, dass diese Räume und Objekte nicht zum ständigen Aufenthalt von Mensch und Tier gehören sollten. Bei ca. 17 Vol.-% ist die Brandwahrscheinlichkeit deutlich geringer, längerer Aufenthalt von Menschen aber durchaus noch möglich. Der verminderte Sauerstoffanteil vermindert die Brand- oder Explosionsgefahr.
- Die Nutzung der Brennstoffzellenabluft ist umweltfreundlich und nicht toxisch.
- Bei der Verwendung eines Brennstoffzellensystems zur Strom-, Wärme- und/oder Wassergewinnung fällt die sauerstoffarme Luft permanent als Nebenprodukt an.
- Das Brandschutzsystem
100 kann hierbei sowohl in mobilen Fahrzeugen oder Flugzeugen als auch im stationären Einsatz, wie beispielsweise innerhalb von Gebäuden, angewendet werden. -
3 zeigt ein schematisches Prinzipschaltbild eines Brandschutzsystems100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Brennstoffzelle1 kann es sich um sämtliche Arten von Brennstoffzellen handeln. Weiterhin können mehrere Brennstoffzellen1 vorgesehen sein, welche beispielsweise als Brennstoffzellenbatterie zusammengeschaltet sind, oder (redundant) an getrennten Orten untergebracht sind. Hierdurch wird die Sicherheit des erfindungsgemäßen Brandschutzsystems100 weiter erhöht. - Bei den zu verwendenden Brennstoffzellen
1 kann es sich beispielsweise um sog. Alkaline Fuel Cell (AFC), Proton Exchange Membran Fuel Cell (PEMFC), Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC), Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), Solid Oxid Fuel Cell (SOFC) oder eine Direct Alcohol/Methanol Fuel Cell (DAFC/DMFC) handeln. Es sind aber auch andere Brennstoffzellentypen möglich und gewünscht. - Wie in
3 zu erkennen, wird der Brennstoffzelle1 anodenseitig ein Brennstoff3 und kathodenseitig Luft4 zugeführt. - Der Brennstoff
3 , der der Anode31 zugeführt wird, kann je nach Brennstoffzellentyp variieren. Es ist nicht entscheidend, um welche Art von Brennstoff es sich handelt. Beispielsweise kann als Brennstoff3 Wasserstoff verwendet werden, der beispielsweise aus Kohlenwasserstoffen (wie sie im Flugzeugtreibstoff vorliegen) reformiert wird oder gespeichert vorliegt. - Die Brennstoffzufuhr
5 wird durch eine Mess-, Steuer- und Regeleinheit6 überwacht und geregelt. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Sensorik handeln, welche Volumen, Temperatur, Druck oder auch Masse des zugeführten Brennstoffs misst, und die entsprechenden gemessenen physikalischen Größen dann weiterverarbeitet, um darauf basierend dann eine entsprechende Steuerung oder Regelung durchzuführen. - Die Messdaten können auch über die Leitung
27 auf eine zentrale Steuerungs-/Regelungseinheit23 übertragen werden, welche dann zentral die entsprechenden Einstellungen an der Brennstoffzufuhr5 vornimmt, beispielsweise indem entsprechende Ventile entsprechend eingestellt werden. - Um den Brennstoff
3 auf das Temperatur- und Druckniveau der Brennstoffzelle1 zu bringen, ist ggf. ein Wärmetauscher7 und/oder ein Kompressor8 der Brennstoffzelle1 vorgeschaltet. - Die kathodenseitige Luftzufuhr
9 der Brennstoffzellenkathode32 kann ähnlich wie die Brennstoffzufuhr5 durch eine Mess-, Steuer- und Regeleinheit10 überwacht und gesteuert/geregelt werden. Mögliche Messgrößen sind auch hier Volumen, Temperatur, Druck, Masse bzw. Massenfluss und auch der Lambda-Wert oder die Reinheit der zugeführten Luft. - Auch hier können die Messdaten über Leitung
26 an eine zentrale Steuerungs-/Regelungseinheit23 übertragen werden, welche dann entsprechende Ventileinstellungen oder dergleichen an der Luftzufuhr9 vornimmt. - Weiterhin können eine Filtereinheit
11 , ein Gebläse12 , ein Wärmetauscher13 oder ein Kompressor14 einzeln oder in jeder Kombination der Brennstoffzelle1 vorgeschaltet sein. - Bei der Luftzufuhr
9 ist entscheidend, dass Stickstoff in der Luft enthalten ist. Im Flugzeug kann hierfür beispielsweise Außen- oder auch Kabinenluft verwendet werden. - Es besteht auch die Möglichkeit, die Luft über eine Leitung
15 aus dem Raum25 oder dem Objekt25 , dem die stickstoffangereicherte Kathodenabluft2 zugeführt wird, wieder in die Brennstoffzelle1 zu leiten. Dadurch kann der Sauerstoffanteil im Raum25 weiter abgesenkt werden, wodurch der Brandschutz noch effektiver werden kann. - Auch die Leitung
15 und die anderweitige Luftzufuhr4 können über die zentrale Steuerung/Regelung23 gesteuert oder geregelt werden. - Entscheidend ist, dass die Abluft der Kathode
2 einen geringeren Sauerstoffanteil und einen höheren Stickstoffanteil besitzt, als die kathodenseitige Luftzufuhr9 . Je nach Brennstoffzellentyp enthält die Kathodenabluft das entstandene Produktwasser, sofern die Wasserstoff/Sauerstoffreaktion an der Kathodenseite stattfindet. - Diese Abluft
2 besitzt durch ihren erhöhten Stickstoffanteil inerte Eigenschaften, welche dazu führen, dass ein Feuer erst gar nicht entstehen kann oder sich zumindest deutlich schwächer ausbreitet als unter Normalbedingungen. - Beispielsweise besitzt die Kathodenabluft
2 bei einem Sauerstoffumsatz (Lambda) von2 (was bedeutet, dass 50 % des zugeführten Sauerstoffs in der Brennstoffzelle1 mit Wasserstoff zu Wasser reagieren) nur noch einen Sauerstoffanteil von ca. 10,5 Vol.-% Normale Luft weist einen Sauerstoffanteil von ca. 21 Vol.-% auf. - Über ein Rohrsystem
16 kann diese Abluft2 dem Raum oder dem Objekt25 direkt zugeführt werden und somit für eine Verringerung des Sauerstoffanteils in dem Raum oder dem Objekt25 beitragen. - Über einen Kompressor
17 und/oder einen Wärmetauscher18 kann die stickstoffangereicherte Kathodenabluft2 verdichtet und/oder gekühlt werden, bevor sie dem Raum/Objekt25 zugeführt wird. - Wie bereits zuvor erwähnt, ist, je nach Brennstoffzellentyp, die stickstoffangereicherte Kathodenabluft
2 ggf. wasserhaltig. In diesem Fall kann ein Kondensator19 (zusätzlich oder alternativ zu dem Kompressor17 und dem Wärmetauscher18 ) zugeschaltet werden. Der Kondensator19 kondensiert das Wasser aus und speichert es in einem Wassertank20 oder führt es direkt einem externen Wassersystem201 zu. Bei dem Wassersystem201 kann es sich um bordinterne Verbraucher oder aber auch um ein Löschsystem zur Löschung von Bränden handeln. - Die verbleibende, je nach Kondensationsgrad, leicht feuchte oder ganz trockene Luft kann nun ebenfalls, wie zuvor beschrieben, dem Raum/Objekt
25 direkt oder über einen Kompressor21 zugeführt werden. - Die Luft im Raum
25 soll um einen bestimmten Sauerstoffgehalt reduziert werden. Je nach Anwendung kann der Sauerstoffgehalt dabei variieren. - Bei einem Sauerstoffgehalt von 15 Vol.-% brennen viele Materialien bereits nicht mehr. Ein Betreten des Raumes ist allerdings immer noch möglich.
- Beispielsweise kann die Steuerung/Regelung
23 so programmiert sein, dass der Sauerstoffgehalt in dem Raum25 konstant bei 15 Vol.-% gehalten wird. Es sind aber auch andere Programmierungen möglich. Beispielsweise kann die Steuerung/Regelung23 so programmiert sein, dass der Sauerstoffgehalt im Raum25 stets unter einem einstellbaren Schwellwert liegt. Nähert er sich von unten dem Schwellwert, können ggf. weitere Brennstoffzellen zugeschaltet werden oder die Leistung der Brennstoffzelle kann erhöht werden. - Der Raum
25 besitzt hierfür eine Messeinrichtung22 , welche an die Steuerung/Regelung23 angeschlossen ist (über Leitung28 ). Die Messeinrichtung22 dient der ständigen Messung und Überwachung des Sauerstoffgehalts und ggf. weiterer Parameter, wie beispielsweise Druck, Temperatur, Rauchentwicklung innerhalb des Raumes25 . - Weiterhin ist ein Überdruckventil
24 vorgesehen, welches einen Druckausgleich regeln kann. - Die Messeinrichtung
22 misst ständig den Sauerstoffgehalt, die Temperatur und den Druck. Die entsprechenden Informationen werden an die Regelungs- und Steuereinheit23 weitergegeben. - Eine Rauchentwicklung kann beispielsweise auch visuell erfasst werden (mit Hilfe einer Videokamera). Die aufgenommenen Bilder werden dann elektronisch ausgewertet und können ggf. auch an das Cockpit abgegeben werden, so dass sich der Pilot ein Bild von der Situation im Raum
25 machen kann. - Die Regelungs- und Steuereinheit
23 regelt und/oder steuert insbesondere die Luftzufuhr9 , die Brennstoffzufuhr5 , die Zufuhr2 der stickstoffangereicherten Kathodenabluft und sämtliche im Brandschutzsystem100 installierten Ventile, Wärmetauscher, Kompressoren und Gebläse. - Diese genannten Steuer- oder Regelungssysteme können über Leitung
29 angesteuert werden. Die Zuleitung16 zum Raum25 kann über ein Ventil30 geregelt werden. - Weiterhin kann die im System benötigte elektrische und thermische Energie, wie beispielsweise für die Kompressoren oder den Wärmetauscher, entweder aus der Brennstoffzelle
1 , aus externen Quellen (nicht dargestellt in3 ) oder aus einer Kombination von beiden bereitgestellt werden. - Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen, vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung und dem erfindungsgemäßen Prinzip auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungsformen Gebrauch macht.
Claims (17)
- Brandschutzsystem zur Verminderung einer Brandgefahr in einem Raum in einem Flugzeug, das Brandschutzsystem (
100 ) umfassend: eine Brennstoffzelle (1 ) zur Erzeugung einer stickstoffangereicherten Kathodenabluft; und eine Leitungsanordnung (16 ) zum Einleiten der stickstoffangereicherten Kathodenabluft in den Raum (25 ), so dass sich ein Sauerstoffgehalt in dem Raum (25 ) derart verringert, dass die Brandgefahr in dem Raum (25 ) sinkt. - Brandschutzsystem (
100 ) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Regelungs- und Steuereinheit (23 ) zum Einstellen des Sauerstoffgehaltes innerhalb des Raumes (25 ). - Brandschutzsystem (
100 ) nach Anspruch 2, wobei die Regelungs- und Steuereinheit (23 ) zum Steuern oder Regeln einer Luftzufuhr (9 ) der Kathode der Brennstoffzelle (1 ), einer Brennstoffzufuhr (5 ) der Anode der Brennstoffzelle (1 ) und der Einleitung der stickstoffangereicherten Kathodenabluft in den Raum (25 ) ausgeführt ist. - Brandschutzsystem (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend: eine Messeinheit (6 ,10 ,22 ) zum Messen zumindest einer physikalischen Größe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Sauerstoffgehalt innerhalb des Raumes (25 ), einer Temperatur innerhalb des Raumes (25 ), einem Druck innerhalb des Raumes (25 ) und einer Rauchentwicklung innerhalb des Raumes (25 ); und eine Datenleitung (26 ,27 ,28 ) zum Übertragen der gemessenen physikalischen Größe von der Messeinheit (22 ) an die Regelungs- und Steuereinheit (23 ). - Brandschutzsystem (
100 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: ein Überdruckventil (23 ) zum Regeln eines Druckausgleichs in dem Raum (25 ). - Brandschutzsystem (
100 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: einen Kompressor (17 ) zum Verdichten der stickstoffangereicherten Kathodenabluft und/oder einen Wärmetauscher (18 ) zum Kühlen der stickstoffangereicherten Kathodenabluft. - Brandschutzsystem (
100 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: einen Kondensator (19 ) zum Auskondensieren von Wasser aus der stickstoffangereicherten Kathodenabluft; und einen Wassertank (20 ) zum Speichern des auskondensierten Wassers. - Brandschutzsystem (
100 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: eine Zuleitung (15 ) zum Bereitstellen einer Luftzufuhr (9 ) der Kathode der Brennstoffzelle (1 ) aus dem Raum (25 ), wodurch der Sauerstoffgehalt in dem Raum (25 ) weiter absenkbar ist. - Brandschutzsystem (
100 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regelungs- und Steuereinheit (23 ) weiterhin zum Steuern oder Regeln des Wärmetauschers (18 ), eines Kompressors (8 ,14 ,17 ,21 ), und des Überdruckventils (24 ) ausgeführt ist. - Brandschutzsystem (
100 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die im Brandschutzsystem (100 ) benötigte elektrische und thermische Energie direkt aus der Brennstoffzelle (1 ) bereitgestellt wird. - Verwendung eines Brandschutzsystems (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Brandschutz eines Raums (25 ) in einem Flugzeug. - Verwendung eines Brandschutzsystems (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Brandschutz eines Raums (25 ) in einem Gebäude. - Verwendung eines Brandschutzsystems (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Brandschutz eines Raums (25 ) in einem Schiff. - Flugzeug, umfassend ein Brandschutzsystem (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Brandschutz eines Raums (25 ) in dem Flugzeug. - Verfahren zum Brandschutz in einem Raum (
25 ), das Verfahren umfassend die Schritte: Zuführen von Luft von außerhalb des Raumes (25 ) zu einer Brennstoffzelle (1 ); Erzeugen einer stickstoffangereicherten Kathodenabluft durch die Brennstoffzelle (1 ); Einleiten der stickstoffangereicherten Kathodenabluft in den Raum (25 ), so dass sich ein Sauerstoffgehalt in dem Raum (25 ) derart verringert, dass die Brandgefahr in dem Raum (25 ) sinkt. - Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend den Schritt: Einstellen eines Sauerstoffgehaltes innerhalb des Raumes (
25 ). - Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, Messen zumindest einer physikalischen Größe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Sauerstoffgehalt innerhalb des Raumes (
25 ), einer Temperatur innerhalb des Raumes (25 ), einem Druck innerhalb des Raumes (25 ) und einer Rauchentwicklung innerhalb des Raumes (25 ); und Übertragen der gemessenen physikalischen Größe von der Messeinheit (22 ) an eine Regelungs- und Steuereinheit (23 ) zum Einstellen eines Sauerstoffgehaltes innerhalb des Raumes (25 ).
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