DE2123084A1

DE2123084A1 - System zum Verhindern und/oder Unterdrücken eines Brandes

Info

Publication number: DE2123084A1
Application number: DE19712123084
Authority: DE
Inventors: Kenneth Rankin Redondo Beach; Nichols Richard Allen Santa Ana; Calif. Bragg (V.StA.)
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1970-05-11
Filing date: 1971-05-10
Publication date: 1971-11-25
Also published as: GB1343457A; JPS5413718B1; FR2091472A5; NL7106305A; IT984555B

Description

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Parker-Hannifin Corporation Cleveland" (OMo, USA)

cistern sum Verhindern und/oder Unterdrücken eines Brandes

Sie Erfindung betrifft ein System zum Verhindern und/oder Unterdrücken eiiiea Brandes.

In flugzeugen und an anderen Stellen, wo infolge des Vorhandenseins oder möglichen Vorhandenseins von brennbaren Stoffen eine Gefahr eines- Brandes oder einer Explosion besteht, ist es sehr erwünscht, eine Einrichtung zum Verhindern und/oder Löschen eines Brandes und zum Verhindern einer Wiederentzündung eines gelöschten Brandes vorzusehen.

Die Erfindung schafft zum Verhindern und/oder Löschen eines Brandes in einem gasgefüllten Raum ein System mit einer Quelle einer unter Druck stehenden, kälteerzeugenden Flüssigkeit, einer die genannte Quelle mit dem genannten Raum verbindenden Leitung, und einem in der Leitung angeordneten Absperrorgan zur Steuerung der Strömung der kälteerzeugenden Flüssigkeit durch die Leitung.

Die Erfindung schafft ferner zum Verhindern und/oder Unterdrücken eines Brandes in einem Flugzeug ein System mit einem Vorrat eines inerten Strömungsmittels, das sich auf einer niedrigen Temperatur und unter Druck und im' flüssigen Zustand befindet, einer in dem Flugzeug befindlichen Stelle, die vor einem Brand geschützt werden soll, einer an dieser Stelle angeordneten Düse, einer den Vorrat mit der Düse verbindenden Leitung, einer Einrichtung zur Steuerung der Strömung des Strömungsmittels von dem Vorrat durch die Leitung zu eier Düse zv/ecks Abgabe, des Strömungsmittels durch die Düse und einer Einrichtung,

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die dazu dient, die lemperattir des Vorrats des inerten Strömungsmittels niedriger zu halten als die Temperatur der Leitung, εο daß diese als ein T;ärmetauscher wirkt, der ""arme sn das durch die Leitung tretende Strömungsmittel abgibt, das daher vor seine.;· Abgabe durch die Düse mindestens teilweise verdampft.

Die Erfindung schafft ferner zum Verhindern, und/oder Unterdrücken eines Brandes ein System, mit einem Vorrat eines inerten Strömungsmittels, das sich auf einer niedrigen Temperatur und unter Dt⁷UCk und im flüssigen Zustand befindet, einem Raum, der brennbares Gas enthalten kann, einer den Vorrat mit dem Raum vc-rbindenden Leitung und einer Einrichtung zur Steuerung der otrömung der flüssigkeit durch die Leitung zu dem Raum derart, dsS die Leitung die Flüssigkeit in feinverteilter Eorni direkt in das G-as abgibt.

Erfindungsgemäß wird Stickstoff oder ein anderes kälteerzeugendes Strömungsmittel in flüssiger Form, vorzugsweise in Form von feinen Flüssigkeitströpfchen, in den zu schützenden Raum abgegeben. Die Tröfpchen verdampfen in dem Raum und vermischen sich mit dem in dem Raum befindlichen, gasförmigen Sauerstoff, der dadurch so stark verdünnt, abgekühlt und/oder verdrängt wird, daß in dem Raum nicht genügend Sauerstoff für eine Verbrennung vorhanden ist.

Da der flüssige Stickstoff sehr kalt ist, z.B. eine Temperatur im Bereich von etwa -205 G hat, bewirkt' er eine sehr schnelle und beträchtliche Abkühlung des Sauerstoffs und anderer in dem Raum enthaltener G-ase und von nichtgasförmigen Stoffen, die sich in dem Raum befinden oder ihm benachbart sind. Dadurch wird eine Erwärmung der vorhandenen brennbaren Substanzen auf die jeweilige Zündtemperatür verhindert oder verzögert.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Systems anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben, die schematisch einen Behälter zeigt, der eine inerte, kälteerzeugende Flüssigkeit enthält und durch eine Leitung mit einem Raum

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verbunden ist, der vor einen Brand oder einer Explosion geschützt v.'erden soll.

Des System kann beispielsweise in einem Flugzeug eingebaut sein und ein Dewar-Gefäß 10 besitzen, das flüssigen Stickstoff 11 enthält. Dieser ist teilweise verdampft und steht daher unter Druck. Der verdampfte Stickstoff befindet sich im oberen Teil des Dev-cr-Gefäßes 10. Der Druck kann beispielsweise etwa 2-5 kg/cm betragen. Eine Überschreitung dieses Druckes wird durch ein Sicherheitsventil 12 verhindert. Die Temperatur des flüssigen Stickstoffs beträgt etwa -205° bis -195° 0.

Das Dewar-Gcfäi? 10 ist durch eine Leitung 15 mit dem Sclr.vundraum 1b eines Kraftstoffbehälters 17 verbunden, der flüssigen ilraft stoff 13 enthält. Dieser Schwund raum 16 enthält Kraft stoffdampf und et-.vas Sauerstoff, der in den Tank 17 entweder von aussen oder als in dem Kraftstoff 18 gelöstes Gas eingetreten ist, als de.:; Tank mit dem Krcftstoff 18 gefüllt wurde. Der Schwund raum 16 kann auch gasförmigen Stickstoff enthalten, der vorher SU. dem iv-eck eingeleitet wurde, eine Entzündung des in dem ο c hv? und raum 16 enthaltenen Sauerstoffs und Kraftstoff dampf es dadurch zu verhindern, daß der Sauerstoffgehalt auf oder unter etva 11 fs des Gesamtgasinhalts des Schwundraums 16 gehalten wird.

In- de._' Leitung 15 ist ein normal erw ei se geschlossenes Absperrorgan 21 angeordnet, dem eine Betätigungseinrichtung 22, z.B. ein Elektromagnet, zugeordnet ist, der zum Öffnen des Absperrorgans 21 automatisch mit Hilfe eines Feuermelders eines Feuermeldesystems betätigt werden kann, das aus Feuermeldern 23 und 24 und einer Steuereinrichtung 25 besteht. Dem Absperrorgan 21 ist eine weitere Betätigungseinrichtung 28 zugeordnet, die durch manuelle Betätigung eines Druckknopfschalters 29 der Steuereinrichtung 25 betätigt werden kann. Die Steuereinrichtung besitzt vorzugsweise einen Zeitschalter, der bewirkt, daß das Absperrorgan 21 in einem bestimmten Zeitabstand nach seinem öffnen -'leder geschlossen v/irä. Die Leitung 15, die ferner ein llück::cül3£Ventil 33 enthält, endet in eine· üblichen Sprühdüse

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35 zum Versprühen von flüssigem Stickstoff aus der Leitung 15 in Form von kleinen, feinverteilten Flüssigkeitströpfchen in den Schwundraum 16. Ein aus einem Rückschlagventil bestehendes Druckentlastungsventil 38 ermöglicht einen Austritt von überschüssigem Gas aus dem Tank 17 und verhindert damit einen zu hohen Druck.

7/ie vorstehend erläutert wurde, enthält der Schwundraum 16 Kraftstoff dampf und etwas Sauerstoff. Bei einem Sauerstoffgehalt über etwa 11 fo wird das Kraftstoffdampf-Sauerstoff-Gemisch brennbar. Eine Entzündung wird von den beispielsweise aus Infrarot-Feuermeldern bestehenden Feuermeldern 23 und 24 durch ein Signal angezeigt, das über die Steuereinrichtung 25 die Betätigungseinrichtung 22 zum Öffnen des Absperrorgans 21 betätigt. Jetzt strömt flüssiger Stickstoff aus dem Dewar-Gefäß zu der Düse 35 und wird von dieser in Form von feinen Flüssigkeitströpfchen in den Schwundraum 16 gesprüht, in dem der Stickstoff verdampft und den in dem Schwundraum 16 vorhandenen Sauerstoff schnell so weit verdampft, daß die Verbrennung Aufhört. Das Ausblasen des Brandes wird dadurch unterstützt, daß der Stickstoff die brennbarem Gase auch kühlt. Ferner bewirkt der Stickstoff eine Abkühlung des Inhalt des Schwundraums und der ihm benachbarten Stoffe, so daß nach dem Schließen des Absperrorgans eine erneute Zündung verhindert oder wenigstens verzögert wird. Die beschriebene \^rer-

> Wendung von flüssigem Stickstoff führt zu einer sehr schnellen Abkühlung.

Wenn das.Absperrorgan 21 im Bedarfsfall nicht funktioniert oder durch den Zeitschalter der Steuereinrichtung 25 automatisch geschlossen wird, ehe der Brand gelöscht wird, oder wenn als Vorsichtsmaßnahme Stickstoff in den geschützten Raum eingeleitet werden soll, kann das Absperrorgan 21 durch manuelles Drücken des Druckknopfes 29 geöffnet werden. Diese manuelle Betätigimg ist besonders dann wichtig, wenn der vor einem Brand zu schützende Raum sich in einer Motorgondel befindet oder eine Radbremse umgibt oder an einer anderen Stelle angeordnet ist, an der ein gefährlicher Zustand auftreten kann.

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Um zu gewährleisten, daß der Stickstoff die Düae 35 in flüssiger ]?orm erreicht, kann die Leitung 15 eine solche Durchflußmengenkapazität bzw. einen solchen Durchmesser haben und so kurz sein, daß die Flüssigkeit hindurchströmt und aus der Düse 35 austritt, ehe die Umgebungstemperatur zu einer vollständigen Verdampfung führt. Ein Teil des flüssigen Stickstoffs kann vor dem Erreichen der Düse 35 in der leitung 15 verdampfen, weil diese, bevor sie von der Flüssigkeit durchströmt wird, sich gewöhnlich auf einer höheren Temperatur befindet als der flüssige Stickstoff. Bei Verwendung einer Leitung 15 mit angemessen großem Durchmesser erhält man jedoch einen ziemlich stabilen Strömungszustand, in dem der Stickstoff in der Nähe der Wandungen der Leitung 15 gasförmig und näher zur Mitte der Leitung 15 flüssig und durch den gasförmigen Stickstoff in hohem Grade von den Wandungen der Leitung 15 isoliert ist.

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Claims

Patentansprüche:

ystem zum Verhindern und/oder Löschen eines Brandes in einem gasgefüllten Raum, gekennzeichnet durch eine Quelle (K)"¹ einer unter Druck stehenden, kälteerzeugenden Flüssigkeit (11, eine die genannte Quelle mit dem genannten Raum (16) verbindenae Leitung (15) und ein in der Leitung angeordnetes Absperrorgan (21) zur Steuerung der Strömung der kälteerzeugenden Flüssigkeit durch die Leitung.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (15) eine Düse (35) besitzt, die mit dem genannten Raum (16) in Verbindung steht und geeignet ist, die Flüssigkeit (11) in feinverteilter Form in den Raum zu sprühen.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (15) stromaufwärts von der Düse (35) ein Rückschlagventil (33) angeordnet ist, das eine Strömung der Flüssigkeit (11) in der Leitung nur zu der Düse hin gestattet.
4· System nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (23, 24) zum Anzeigen eines Brandes in dem genannten Raum (16) und zum Öffnen des Absperrorgans (21) aufgrund der Anzeige.
5. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine manuell betätigbare Einrichtung (29) zum öffnen des Absperrorgans (21 ).
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (25) zum automatischen Schließen des Absperrorgans, wenn dieses während eines vorherbestimmten Zeitraums offen war.
7. System zum Verhindern und/oder Unterdrücken eines Brandes in einem Flugzeug, gekennzeichnet durch einen Vorrat (1O) eines inerten Strömungsmittels (11), das sich auf einer niedrigen

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Temperatur und unter Druck und in flüssiger Form befindet, eine in dem Flugzeug befindliche Stelle (16), die vor einem Brand geschützt werden soll, eine an dieser Stelle angeordnete Düse (35), eine den Vorrat mit der Düse verbindende Leitung (15), eine Einrichtung (21) zur Steuerung der Strömung des Strömungsmittels von dem Vorrat durch die Leitung au der Düse zwecks Abgabe des Strömungsmittels durch die Düse und eine Einrichtung, die dazu dient, die Temperatur des Vorrats des inerten Strömungsmittels niedriger zu halten als die Temperatur der Leitung, so daß diese als ein '.Tärmetausclier wirkt, der Wärme an das durch die Leitung tre-' tende Strömungsmittel abgibt, das daher vor seiner Abgabe durch die Lösung wenigstens teilweise verdampft.
8. System zum Verhindern und/oder Unterdrücken eines Brandes, gekennzeichnet durch einen Vorrat (10) eines inerten Strömungs mittels (11), das sich auf einer niedrigen Temperatur und unter Druck und im flüssigen Zustand befindet, einen Raum (16), der brennbares Gas enthalten kann, eine den Vorrat mit dem Raum verbindende Leitung (15) und eine Einrichtung (21) zur Steuerung der Stx-ömung der Flüssigkeit durch die Leitung in den Raum derart, daß die Leitung die Flüssigkeit in feinverteilter Form direkt in das Gas abgibt.
9. System nach .Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die inerte Flüssigkeit (11) Stickstoff ist und der flüssige Stickstoff von den anderen Strömungsmitteln zwischen dem Vorrat (1O) und dem brennbaren Gas isoliert ist.
10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (15) mit einer Düse (35) versehen ist, die in den genannten Raum mündet.

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