DD263652A3

DD263652A3 - Stationaere feuerloeschanlagen zum loeschen von braenden mittels aerosol

Info

Publication number: DD263652A3
Application number: DD29428986A
Authority: DD
Inventors: Lothar Dorrn; Gerhard Kottek; Klaus Kuritz; Rudolf Schlosser
Original assignee: Feuerloeschgeraetewerk Apolda
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1989-01-11

Abstract

Die Erfindung betrifft stationaere Feuerloeschanlagen zum Loeschen von Braenden mittels Aerosol, bestehend aus Halon 2402 und Kohlendioxid, angewendet zum Schutz von Raeumen, Objekten, Aggregaten und Anlagen. Die fuer das Entstehen der erforderlichen homogenen Loeschkonzentration im Raum notwendige Aerosolqualitaet wird aufgrund des zielgerichteten gleichzeitigen und zusammenwirkenden Nutzens der drei physikalischen Eigenschaften der Stoffkombination Halon 2402 und Kohlendioxid durch gemeinsame Speicherung in einem Druckbehaelter, durch die Realisierung einer instationaeren Zweiphasenstroemung mit grossem Beschleunigungsdruck im Rohrnetz und durch einen freien Aerosolstrahl erreicht. Im Vergleich zu Halonloeschanlagen nur mit Halon 2402 werden ein geringerer Loeschmitteleinsatz und ein geringerer technischer Aufwand an Rohrsystem ohne kompliziertes Verteilernetz mit relativ niedrigen Nennweiten erzielt.

Description

— die Speicherung des Kohlendioxids als Treibmittel und Aerosolbildner in flüssiger Phase unter hohem Druck, die für den ι '. Löschprozeß die notwendig große potentielle Energie bietet, die beim Prozeßablauf solange konstant aufrecht erhalten wird, L ί wie die flüssige Phase besteht,

v"

— das große Volumenverhältiiis —— -. 461 von Kohlendioxid mit einem enormen Expansionsvermögen, das zielgerichtet dazu

genutzt wird, eine instationäre Zweiphasenströmung mit sehr großem Beschleunigungsdruck zu erzeugen, ' _:

— die teilweise bestehende Lösung des Kohlendioxids im Halon 2402 bei einer gemeinsamen Speicherung beider Stoffe in einom Druckbehälter, die bei Entspannung eine weitere Aufspaltung der Tröpfchen im Aerosol bewirkt.

Zur Realisierung des gleichzeitigen Zusammenwirkens der physikalischen Eigenschaften in stationären Feueriöschanlagen zum Löschen von Bränden mittels Aerosols sind folgende Verfahrensschritte notwendig:

— Die Stoffkombination Halon 2402 und Kohlendioxid ist gemeinsam in einem Druckbehälter zu speichern. Unter Beachtung des ir. Lösung gegangenen Anteils von Kohlendioxid ist gemäß dem p-v-T-Verhalten des Kohlendioxids die flüssige Phase zu sichern.

— Bei Bedarf ist der Druckbehälter über ein Schnellöffnungsventil zu öffnen. Die Auslegung des Rohrsystems muß eine instationäre Zweiphasenströmung mit sehr großem Beschleunigungsdruck sichern.

— Bei Austritt der Zweiphasenströmung aus dem Rohrnetz mit oder ohne Düsen ist ein freier Aerosolstrahl mit solchen ^v Parametern zu erreichen, der eine homogene löschfähige K jnzentration mit geringem Löschmitteleinsdtz Halon 2402 im Raum sichert.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen: · Fig. 1: die prinzipielle gemeinsame Bevorratung der Stoffkombination Halon 2402 und Kohlen lioxid für stationäre

Feuerlöschanlagen zum Löschen von Bränden mittels Aerosols Fig. 2: die prinzipielle Anordnung der gemeinsamen Bevorratung der Stoffkombination Halon 2402 und Kohlendioxid, der

Zuführung der instationären Zweiph?senströmuiig über ein Rohrnetz und der Löschmittelverteilung durch einen freien Aerusolstrahl zur Sicherung der Veriahrensschritte zum Löschen von Bränden mittels Aerosols in einer stationären Feuerlöschanlage zum Raumschutz. · Die gemeinsame Bevorratung der Komponenten Halon 2402 und Kohlendioxid erfolgt in einzelnen bzw. in mehreren Hochdruckstahlflaschen 1 als Druckbehälter, die in einem Kompaktsystem 2 als Baureihe, wie sie die Fig. 1 als Beispiel darstellt,

ausgeführt sind. Die Strömungserzeugung der Zweiphasenströmung erfolgt über ein Steigrohr und Schi.ellöffr.ungsventil 3. Die

Strömungseizeugung kann weiterhin durch eine im Steigrohr angeordnete Mischeinrichtung, deren Möglichkeiten in der Literatur beschrieben sind, unterstützt werden. Über einen Sammler 4 erfolgt der Rohranschluß 5. Die prinzipielle Anordnung einer stationären Feuerlöschanlage zum Löschen von Bränden mittels Aerosols der Stoffkom'rination Halon 2402 und Kohlendioxid, bezogen auf ein Beispiel V_R = 10m χ 20m x 5m = 1000m³ mit Einbauten (Lager, technologische Einrichtungen), ist mit der Löschmittelbevorratung 2, -zuführung 6 und -verteilung über Düsen, freiem Aerosolstrahl 7 und der Anordnung der Feuerquellen 8 bis 8^IV der Fig. 2 zu entnehmen. Mit dieser dargestellten Anordnung und den Auslegungsparametern zur Sicherung der Verfahrensschritte

— Massenverhältnis der Stoffkombination Halon 2402 und Kohlendioxid

r = -^¹- = 2,5 im Druckbehälter Mco,

— Volumenverhältnis der Stoffkomhination Halon 2402 und Kohlendioxid der instntionären Zweiphasenströmung

— spezifische Löschmittelmenge m_H = 0,2kgirT³ Halon 2402

— Austrittsquerschnitt pi ο Schnellöffnungsventil NW12

— Summe der Austrittsquerschnitte aller Schnollöffnungsventile gleich der Summe der Querschnitte im Rohrnetz

— Umgebungstemperatur der Druckbehälter zum Zeitpunkt der Prozeßauslösung Tu - 0°C werden sämtliche in der Fig. 2 eingezeichneten Feuerquellen in der Zeit tu = 15s gelöscht.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Löschen von Bränden mittels stationärer Feuerlöschanlagen unter Verwendung von Halon 2402 und Kohlendioxid (CO₂), dadurch gekennzeichnet, daß durch Speicherung in einen an sich bekannten Druckbehälter (1) ein Halon 2402-CO₂-Stoffgemisch im Masseverhältnis r = 1 bis 3 unter einem temperaturabhängigen und gemischspezifischen Druck bei einer Umgebungstemperatur Tu des Druckbehälters (1) von 0 bis 6O⁰C vorhanden ist, wobei eine hochgradige Lösung des CO₂ im Halon 2402 gegeben ist, daß nach dem Öffnen eines Schnellöffnungsventils (3) eine beginnende Expansion des CO₂ erfolgt, wobei das CO₂ als Treibmedium wirkt und mittels seiner Expansionsarbeit eine instationäre, nichtadiabate Zweiphasenströmung mit hohem Beschleunigungsdruck im Rohrsystem (6) erzeugt wird, daß anschließend am Löschmittelaustritt der Stoffgemischstrom in einen quasi gasförmigen Zustand überführt wird, das CO₂ vollständig expandiert, sich ein Halon-Aerosol-Preistrahl bildet und eine aerosolförmige Vernebelung und homogene Verteilung im gesamten zu schützenden Raum bzw. Objekt erfolgen.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsverhäitnis a des Rohrsystems (6) vom Austritt aus der Löschmittelbevorratung A_v bis zum Löschmittelaustritt Αχ 0,8 bis 1,2 beträgt.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft stationäre Feuerlöschanlagen zum Löschen von Bränden unter Verwendung von flüssigem Tetrafluordibromäthan, nachfolgend als Halon 2402 bezeichnet, und Kohlendioxid zum Schutz von Räumen, Objekten, Aggregaten und Anlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der Einsatz von gasförmigen und flüssigen Halonen in stationären Feuerlöschanlagen ist allgemein bekannt. Der Wirkungsmechanismus von! !alonen als Löschmittel beruht auf dem Inhibitionseffekt. Halone erfahren bei hohen Temperaturen eine Pyrolyso, bei der Radikale frei werden, welche die Kettenreaktion der Verbiennung inhibieren (hemmen). Zum Erreichen des Inhibitionseffektes ist eine löschfähige Konzentration in einer Zeit tu § 20s erforderlich. Um diese Löschzoit tu zu erreiche, isi es erforderlich, das Löschmediurn mit hoher Energie aus den Vorratsbehältern aufzutreiben. Dies wird bei gasförmigen Halonen teilweise durch Verdichten und teilweise mittels Treibgas und bei flüssigen Halcnen nur mittels Treibgr ^e erreicht. Allgemein bekannte Treibgase sind z. B. Stickstoff, Druckluft, Kohlendioxid usw. Die Anwendung der gemeinsamen Bevorratung \ on flüssigen Halonen und Treibgasen in Hcndfeuerlöschern ist hinreichend bekannt, siehe WP A 62C/2.^OTI777. Obwohl sich flüssige Halone auch für den Einsatz in stationären Feuerlöschanlagen eignen, haben alle bisher bekannten Lösungen, z. B. nach TGL 121 -253, den Nachteil in einem relativ hohen Löschmitteleinsatz von m_H δ 0,3 kgirT³ und in einem sehr hohen technischen Aufwand, wie Rohrnetz und Düsensystem zur Löschmittelvei teilung, zumal zur Einhaltung der vorgegebenen Zeitbegrenzung ein hoher Durchsatz erforderlich ist, der nur über große Nennweiten realisiert werden kann, da die Strömungsgeschwindigkeit durch die Reibungsverluste begrenzt ist Der Aufwand an Rohrnetz und Düsensystem ist notwendig, weil für einen Raumschutz mit nicht fixierbarem Ort der Brandentstehung eine homogene Verteilung des Löschmittels im Raum nach dem Prinzip der Sprühkegelabdeckung erreicht werden muS.

Wenn es gelingt, den vorgenannten Nacnteil zu beseitigen, dann hat insbesondere das flüssige Halon 2402 im Vergleich zu gasförmigen Halonen eine höhere Löschwirksamkeit, bedingt durch einen bei geringeren Temperaturen beginnenden und intensiver verlaufenden Pyrolyseprozeß.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine stationäre Feuerlöschanlage zum Löschen von Bränden mittels Aerosols, bestehend aus flüssigem Halon 2402 und Kohlendioxid, mit geringerem Löschmitteleinsatz Halon 2402 und geringem technischen Aufwand zu schaffen.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine stationäre Feuerlöschanlage zu schaffen, die, durch das gleichzeitige und zusammenwirkende Nutzer, von drei physikalischen Eigenschaften der Stoffkombination Halon 2402 und Kohlendioxid, ein Aerosol in einer solchen Qualität, Tröpfchengröße und -verteilung erzeugt, daß

— ein Transport durch Rohrleitungen mit relativ geringen Nennweiten bei notwendigem Durchsatz

— eine homogene löschfähige Konzentr jtion des Halons 2402 durch einen freien Strahl im Raum

mit geringem Löschmitteleinsatz Halon 2402 erreicht werden, um den in den Charakteristiken der bekannten technischen Lösungen genannten Nachteil des flüssigen Halons 2402 zu kompensieren.

Die drei für das Verfahren zum Löschen von Bränden mittels Aerosol zielgerichtet genutzten Eigenschaften, die gleichzeitig und zusammenwirkend das Wesen der Erfindung bestimmen, sind: