DE2614611B2 - Anlage zur Erzeugung inerter Gase zur Bekämpfung von Bränden in Bergwerken - Google Patents
Anlage zur Erzeugung inerter Gase zur Bekämpfung von Bränden in BergwerkenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Erzeugung inerter Gase auf der Basis eines Luftstrahltriebwerks
zur Bekämpfung von Bränden in Bergwerken, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bekannt ist ein Generator inerter Gase, der ein Luftstrahltriebwerk, einen Saugstrahlkanal, eine Nachbrennkammer
sowie ein Brennstoff- und Wasserzufuhrsystem enthält.
Das Feuerlöschen mit einem derartigen Generator erfolgt durch einen befeuchteten Gasstrom bei vermindertem
(bis zu 7%) Sauerstoffgehalt. Die Verminderung des Sauerstoffgehalts wird durch Verbrennung einer
zusätzlichen Brennstoffmenge mit nachfolgender Befeuchtung des Gasstromes erreicht. Bei der Zufuhr des
befeuchteten Gasstroms an den Abbauort werden jedoch die Wasserdämpfe kondensiert, und der
Sauerstoffgehalt im Gasstrom steigt bis auf 12% an. Ein
Gasstrom mit einem derartig hohen Sauerstoffgehalt kann zum Feuerlöschen und zur Verhütung von
Explosionen des Methan-Luft-Gemisches in Gruben nicht verwendet werden.
Aus der GB-PS 10 62 771 ist ferner eine Vorrichtung zur Er?eugung eines flammenlöschenden Schaumes
beschrieben, die ebenfalls auf der Verwendung eines Luftstrahltriebwerks beruht. Damit an einem Gitter,
durch das die aus dem Luftstrahltriebwerk austretenden Gase hindurchtreten, eine effektive Schaumbiloung
erfolgt, sollen diese Auspuffgase eine möglichst geringe Geschwindigkeit autweisen. Bei einer speziellen Atisführungsform
wird die Schaumbildung dadurch erreicht, daß die Auspuffgase durch einen Ringspalt zusätzliche
Luft ansaugen, die dabei an einem Gitter den Löschschaum bildet. Auch in diesem Falle darf die
Strömungsgeschwindigkeit der Gase nicht allzuhoch sein, damit eine effektive Schaumbildung gewährleistet
ist. Als Nachteil der letzten Ausführungsform ist neben der langsamen Geschwindigkeit der austretenden Gase,
die beim Arbeiten unter Tage nicht ausreicht, um den Streckengegendruck in effektiver Weise zu überwinden,
die Anreicherung von Sauerstoff in den austretenden Gasen anzusehen.
Auch in der DE-OS 17 59 749 wird in sehr allgemeiner
Weise ein Verfahren zur Brandlöschung beschrieben, bei dem als »Schnelldampferzeuger« ein Strahltriebwerk
sowie technische Mittel für die Zufuhr löschender Zusätze, wie z. B. Stickstoff, Kohlendioxid, Schaum oder
Pulver, in einen Diffusor vorgesehen sind. Der DE-OS 17 59 749 können aber keine Hinweise entnommen
werden, wie die in beengten Verhältnissen unter Tage auftretenden Probleme hinsichtlich der Überwindung
des Streckengegendrucks und dessen die Arbeit eines Luftstrahltriebwerks beeinträchtigenden Schwankungen
gelöst werden können.
Aus der SU-PS 3 15 761 ist ferner eine Anlage bzw. ein Generator zur Erzeugung inerter Gase zur
Bekämpfung von Bränden in Bergwerken bekannt, welche ein Luftstrahltriebwerk, einen Saugstrahlkanal,
eine Nachbrennkammer und Brennstoff und Wasserzufuhrsysteme enthält, bei der zur Verbesserung der
Effektivität der Verbrennung in der Nachbrennkammer diese mit einem kegelförmigen Gitterrost versehen ist,
so daß die austretenden Gase nur minimale Anteile an Sauerstoff enthalten. Allerdings ist das Di uckgefälle
dieses Generators relativ gering, so daß der beim Druckfördern des erzeugten Dampf-Gas-Gemisches in
die Strecke eines Bergwerks entstehende hydraulische und Wärmewiderstand der Druckkraft des Generators
entgegenwirkt und seine Leistung herabsetzt.
Außerdem ermöglicht es das geringe Druckgefälle bei diesem Generator nicht, den Strom des Dampf-Gas-Gemisches
dazu zu verwenden, inerte Gase von hoher Dichte, wie halogenierte Kohlenwasserstoffe, über eine
relativ große Entfernung an den Brandherd zu fördern. Ferner dringt bei diesem Generator auch wie bei allen
bisher üblichen derartigen Löschvorrichtungen der Streckengegendruck in die Löschvorrichtung ein und
stört dort die Erzeugung der Gas-Dampf-Mischung, was wiederum dazu führt, daß das eingestellte Verbrennungsverhäitnis
im Brenner gestört wird und die Verbrennungsgase entweder zu große Anteile an
Sauerstoff oder an toxischen Produkten einer unvollständigen Verbrennung enthalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Erzeugung einer inerten Gas-Dampf-Mischung
zur Bekämpfung von Bränden in Bergwerken zu schaffen, bei der besonders die Probleme gelöst werden,
die mit dem bei Löschvorgängen unter Tage zu überwindenden thermischen und hydraulischen Gegendruck
seitens der Abbaustrecke bzw. den Schwankungen dieses Gegendrucks verbunden sind, so daß der
Vorgang der Erzeugung der gewünschten Gasmischung in der Anlage Mabil und von dem Außenmedium
unabhängig abläuft und der von der Anlage erzeugte Gasstrom so stark ist, daß er durch die Strecke hindurch
bis an den Brandherd vordringt.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Durch Anordnung eines eine Unterdruckkammer bildenden Gehäuses um den Bereich zwischen dem
Diffusor und der in einem Abstand von dicsjin
angeordneten Naclibrennkammer wird dort infolge der
Siröiming der aus der Düse austretenden Gase ein
starker Unterdruck erzeugt, der bewirkt, daß der
Gasstrom derart beschleunigt wird, daß er kritische Verhältnisse erreicht.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn in der Unterdruckkammer
ein Kollektor mit einem Ringspalt zur Zufuhr von inertem Gas unter hohem Druck in den S;rom der
Verbrennungsprodukte angeordnet ist. Dadurch wird der Anteil inerter Gase im Gasstrom sowie der Druck
und die Dichte des Gasstroms weiter in vorteilhafter Weise erhöht und die Löschleistung der Anlage wird
zusätzlich gesteigert :■:,
Es ist für eine weitere Steigerung der Löschleistung
außerdem auch noch vorteilhaft, wenn im Diffusor ein Rohransatz für die Zufuhr von halogenierten Kohlenwasserstoffen
in den Strom der Verbrennungsprodukte angeordnet ist. ;
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf eine die Gesamtansicht
einer erfindungsgemäßen Anlage im Längsschnitt zeigenden Zeichnung näher erläutert.
Die Anlage besteht aus einem LuftstrahltrieDwerk 1, einem Saugstrahlkanal 2, einer Nachbrennkammer 3, an
deren Eingang ein Gitterrost und an deren Ausgang eine Unterdruckkammer 4 mit einem Diffusor 5
angeordnet ist, ferner aus einem Brennstoffzufuhrsystem 6 und einem Wasserzuleitungssystem 7.
In der Unterdruckkammer 4 ist ein Kollektor 8 mit einem Ringspalt und im Diffusor 5 ein Rohransatz 9 für
die Zufuhr von halogenierten Kohlenwassersu ffen angeordnet.
Die Anlage arbeitet wie folgt. Die Auspuffgase des «■
Luftstrahltriebwerks 1 werden in den Saugstrahlkanal 2 hineingeschleudert, wobei sie Außenluft ansaugen und
sich mit ihr vermischen. Dabei entsteht ein Gas-Luft-Gemisch, in welches mit Hilfe des Brennstoffzufuhrsystems
6 flüssiger Brennstoff, z. B. Petroleum, zugeführt ■■
wird.
Der Brennstoff wird im Gas-Luft-Gemisch verdampft, vermischt sich mit ihm und gelangt in die
Nachbrennkammer 3. In der Nachbrennkammer 3 verbrennt das Brennstoff-Luft-Gemisch und es entsteht m
ein inertes Gas mit einerr geringen Sauerstoffgehalt.
Die Verbrennungsprodukt gelangen durch die sich verjüngende Überdruckdüse der Nachbrennkammer 3
in den Diffusor 5, in welchen durch den Kollektor 8 mit dem Ringspalt ein Strahl eines komprimierten inerten
Gases, z. B. Stickstoff, zugeführt wird.
Dank der Saugwirkung des Strahls der Verbrennungsprodukte und des Strahls des inerten Gases bildet
sich in der Unterdruckkammer 4, die den Zutritt von Außenluft in den Strom der Verbrennungsprodukte
behindert, ein Bereich sehr niedrigen Drucks. Infolge des Druckabfalls des Gases, in das das Ausströmen aus
der Nachbrennkammer 3 erfolgt, steigt die Geschwindigkeit des Gasstroms sowie der Luftverbrauch durch
die Anlage. Dabei stellt sich im Austrittsquerschnitt der Düse der Nachbrennkammer 3 ein stabiler kritischer
Strömungsverlauf des Gases ein.
Bei den am Eingang der Nachbrennkammer 3 herrschenden Gasdrücken (1,15 bis 1,2 des atmosphärischen
Drucks) kann nur die Verwendung der Unterdruckkammer 4 einen kritischen StrömungsverlaL'f in
der Düse der Nüchbrennkammer 3 gewährleisten. Bei diesem Strömungsverlauf übt der äußere Gegendruck
des auszufüllenden Raumes am Abbauort, in welchen das Einpressen des Dampf-Gas-Gemisches erfolgt,
keinen Einfluß auf die Arbeit des Gebläses und die Verbrennungsprozesse des Kraftstoffs aus und kann
folglich die Verbrauch:;- und Druckwerte des Generators nicht herabsetzen.
Eine derartige Arbeitsweise des Generators kann man in einem weiten Gegendruckbereich (0 bis
700 kp/m2) durch entsprechende Verbrauchsregelung (von 0,5 bis l.OmVsek) des Saugstrahls des inerten
Gases, welches aus dem Kollektor 8 in den Diffusor 5 gelangt, aufrechterhalten. Gleichzeitig wird aus dem
Rohransatz 9 in den Diffusor 5 ein Gas aus halogenierten Kohlenwasserstoffen zugeführt, welches
durch die kinetische Energie des Strahls der inerten Gase zum Brandherd transporter! wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Anlage zur Erzeugung inerter Gase auf der
Basis eines Luftstrahltriebwerks zur Bekämpfung von Bränden in Bergwerken, die am Ausgang des
Luftstrahltriebwerks hintereinander angeordnet einen Saugstrahlkanal, eine Nachbrennkammer.
Systeme zur Brennstoffzufuhr in das Luftstrahltriebwerk und in die Nachbrennkammer sowie ein
Wasserzuleitungssystem zum Kühlen der Nachbrennkammer und zur Zufuhr von Wasser in den
Strom der Verbrennungsprodukte enthält, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Nachbrennkammer (3) in einem Abstand von ihr
ein Diffusor (S) angeordnet und der Raum um den Bereich zwischen dem Diffusor (5) und der
Nachbrennkammer (3) in einem eine Unterdruckkammer (4) bildenden Gehäuse eingeschlossen ist
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterdruckkammer (4) ein Kollektor
(8) mit einem Ringspalt zur Zufuhr von inertem Gas unter hohem Druck in den Strom der Verbrennungsprodukte angeordnet ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Diffusor (5) ein Rohransatz
(9) für die Zufuhr von halogenierten Kohlenwasserstoffen in den Strom der Verbrennungsprodukte
angeordnet ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |