EP1066857A1 - Nitrogen extinguishing installation with storage tank - Google Patents
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- EP1066857A1 EP1066857A1 EP99113003A EP99113003A EP1066857A1 EP 1066857 A1 EP1066857 A1 EP 1066857A1 EP 99113003 A EP99113003 A EP 99113003A EP 99113003 A EP99113003 A EP 99113003A EP 1066857 A1 EP1066857 A1 EP 1066857A1
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- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
- A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
Definitions
- the present invention relates to a nitrogen extinguishing system with a storage container for nitrogen with a tank valve and a piping system connected to the latter for supplying the nitrogen to the corresponding extinguishing nozzles.
- the invention is now to provide a nitrogen extinguishing system, the storage container From a useful volume of 1,000 l upwards, there are major advantages in price compared to gas cylinders offers.
- This object is achieved in that the storage container for Liquid gas storage of nitrogen is formed in a saturated state, and that storage occurs near the critical point of nitrogen.
- a first preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention is characterized in that that storage at a temperature a few degrees below the critical Point.
- the critical temperature is -147 ° C and the critical pressure is 34 bar.
- the tank pressure must be so high that the supply pressure is sufficient Presses the extinguishing gas out of the nozzles quickly enough. The rule is observed that the Nozzle pressure is not less than 10 bar.
- a reservoir pressure of 20 to 30 bar is desired. If you have the supply pressure with 30 bar, then the saturation temperature is -150 ° C, which is a sufficiently high one Distance from the critical temperature of -147 ° C can be maintained.
- a third preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention is thereby characterized in that the storage container by a metal tank with a cold insulation is formed, and that this is a refrigeration unit to compensate for the loss of cold to the environment having.
- a fourth preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention is characterized in that that the cold insulation is formed by vacuum insulation.
- a further preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention is thereby characterized that the refrigeration unit on the principle of direct evaporation of a liquid gas based, which is stored at normal pressure and a temperature below -150 ° C. is.
- the liquid gas intended for evaporation is preferably nitrogen or Air formed.
- the evaporator output is preferably controlled by means of a pressure measurement in the tank.
- the storage container 1 shown consists of a tank 2 and one of these outside surrounding cold insulation 3, which is preferably formed by vacuum insulation is.
- the tank 2 contains a nozzle 4 with a main valve arranged outside the tank 2 5, which is connected to a piping system 6 and with one in the tank 2 protruding dip tube 7.
- a filler neck 8 is provided on the tank 2.
- the tank 2 exists made of a suitable material, for example steel.
- the storage container 1 is used for storing liquid gas in a saturated state.
- This variant of gas storage is used because the standard gas bottles used today can only be used for relatively small extinguishing systems due to the high price and space requirement and the high installation costs, so that larger objects, such as warehouses with more than 5000 m 3, can be used , flooding with nitrogen is practically out of the question.
- Liquid gas storage in the saturated state is known in low-pressure CO 2 extinguishing systems in which CO 2 is stored in the saturated state at 20 bar and -20 ° C. This technology has proven itself for years and has great price advantages compared to gas cylinders from around 1,000 kg.
- the critical pressure of nitrogen is 34 bar and the critical temperature is -147 ° C.
- the Nitrogen must be stored in the storage container 1 under such a high pressure that the Supply pressure the extinguishing gas quickly enough from the nozzles to flood the concerned Room. The rule applies that the nozzle pressure should not be less than 10 bar. Around To be able to install the smallest possible line diameter, a supply pressure between 20 and 30 bar aimed.
- a supply pressure is preferred of 30 bar, which corresponds to a saturation temperature of -150 ° C, which is sufficient large distance from the critical temperature of -147 ° C can be maintained.
- the tank 2 is a steel structure with a design temperature of -200 ° C, the thickness the insulation layer 3 is about 10 to 20 cm.
- the valve 5, for example a ball valve corresponds to the type used for high pressure tanks.
- the tank 2 is through the insulation layer 3 only incompletely protected against loss of cold to the environment, so that a Refrigeration unit 9 with an evaporator 10 arranged in the tank 10 to compensate for this loss of cold must be used.
- a suitable refrigeration unit is that of the U.S. company Ferrofluidics offered system PFC 550, which is used in the production of anhydrous gases (Cold trap) is used.
- a preferred method for compensating for the loss of cold is that the tank 2 with liquid nitrogen with an additional, separately stored liquid gas via direct evaporation is stored. Nitrogen or is also available as an additional liquid gas Air.
- the additional liquid gas provided for cooling is at normal pressure and one Temperature from -190 ° to -210 ° C stored and in a cooling coil in tank 2 with the liquid Nitrogen evaporates. Since the liquid gas intended for evaporation at normal pressure The pressure-free container required for storage can be stored cheaply on the market be bought.
- the regulation of the evaporator power can be done via the pressure measurement provided in the Tank 2 take place, the outflow of the liquid gas intended for cooling from the pressure-free container via a temperature-resistant control valve according to the desired evaporator or cooling capacity is controlled.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stickstoff-Löschanlage mit einem Bevorratungsbehälter für Stickstoff mit einem Behälterventil und einem an das letztere angeschlossenen Rohrleitungssystem für die Zuführung des Stickstoffs zu entsprechenden Löschdüsen.The present invention relates to a nitrogen extinguishing system with a storage container for nitrogen with a tank valve and a piping system connected to the latter for supplying the nitrogen to the corresponding extinguishing nozzles.
Bei Stickstoff-Löschanlagen werden so wie bei Inertgas-Löschanlagen allgemein zur Bevorratung des Löschmittels Norm-Gasflaschen eingesetzt, was bei grösseren Anlagen kostenmässig stark zu Buche schlägt. Bei Untersuchungen, ab welcher Anlagengrösse bei Stickstofflöschanlagen Hochdruckbehälter bei 200 bar und mit rund 1'000 l Inhalt den Norm-Gasflaschen preislich überlegen sind, hat sich gezeigt, dass solche Spezialbehälter nur bei sehr grossen Anlagen aufgrund des kleineren Platzbedarfs für die Bevorratung kostenmässig überlegen wären.With nitrogen extinguishing systems, as with inert gas extinguishing systems, they are generally used for storage of the extinguishing agent standard gas cylinders used, which is costly in larger systems has a strong impact. In examinations, from what size of system in nitrogen extinguishing systems High-pressure containers at 200 bar and with a volume of around 1,000 l, the price of standard gas cylinders are superior, it has been shown that such special containers can only be used in very large systems would be superior in terms of costs due to the smaller space required for storage.
Durch die Erfindung soll nun eine Stickstoff-Löschanlage angegeben werden, deren Bevorratungsbehälter ab einem Nutzvolumen von 1'000 l gegenüber Gasflaschen preislich grosse Vorteile bietet.The invention is now to provide a nitrogen extinguishing system, the storage container From a useful volume of 1,000 l upwards, there are major advantages in price compared to gas cylinders offers.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Bevorratungsbehälter zur Flüssiggaslagerung des Stickstoffs in gesättigtem Zustand ausgebildet ist, und dass die Lagerung in der Nähe des kritischen Punkts des Stickstoffs erfolgt.This object is achieved in that the storage container for Liquid gas storage of nitrogen is formed in a saturated state, and that storage occurs near the critical point of nitrogen.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Löschanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung bei einer Temperatur einige Grad unterhalb des kritischen Punkts erfolgt.A first preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention is characterized in that that storage at a temperature a few degrees below the critical Point.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Löschanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Stickstoffs bei einem Druck im Bereich zwischen 25 und 33 bar, vorzugsweise bei 30 bar, und der entsprechenden Sättigungstemperatur erfolgt.This is a second preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention characterized in that the storage of nitrogen at a pressure in the range between 25 and 33 bar, preferably at 30 bar, and the corresponding saturation temperature.
Bei Stickstoff beträgt die kritische Temperatur -147°C und der kritische Druck liegt bei 34 bar. Bei einer Gaslöschanlage muss der Behälterdruck so hoch sein, dass der Vorratsdruck das Löschgas genügend schnell aus den Düsen presst. Dabei wird die Regel eingehalten, dass der Düsendruck nicht kleiner als 10 bar ist. Um möglichst kleine Leitungsdurchmesser installieren zu können, wird ein Vorratsdruck von 20 bis 30 bar gewünscht. Wenn man den Vorratsdruck mit 30 bar festlegt, dann beträgt die Sättigungstemperatur -150° C, womit ein genügend grosser Abstand von der kritischen Temperatur von -147° C eingehalten werden kann. With nitrogen, the critical temperature is -147 ° C and the critical pressure is 34 bar. With a gas extinguishing system, the tank pressure must be so high that the supply pressure is sufficient Presses the extinguishing gas out of the nozzles quickly enough. The rule is observed that the Nozzle pressure is not less than 10 bar. To install the smallest possible cable diameter To be able to, a reservoir pressure of 20 to 30 bar is desired. If you have the supply pressure with 30 bar, then the saturation temperature is -150 ° C, which is a sufficiently high one Distance from the critical temperature of -147 ° C can be maintained.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Löschanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bevorratungsbehälter durch einen Metalltank mit einer Kälteisolation gebildet ist, und dass dieser ein Kälteaggregat zum Ausgleich des Kälteverlusts an die Umgebung aufweist.A third preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention is thereby characterized in that the storage container by a metal tank with a cold insulation is formed, and that this is a refrigeration unit to compensate for the loss of cold to the environment having.
Eine vierte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Löschanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteisolation durch eine Vakuumisolation gebildet ist.A fourth preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention is characterized in that that the cold insulation is formed by vacuum insulation.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Löschanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kälteaggregat auf dem Prinzip der Direktverdampfung eines Flüssiggases beruht, welches bei Normaldruck und einer Temperatur unterhalb von -150°C gelagert ist. Das zur Verdampfung vorgesehene Flüssiggas ist vorzugsweise durch Stickstoff oder durch Luft gebildet.A further preferred embodiment of the extinguishing system according to the invention is thereby characterized that the refrigeration unit on the principle of direct evaporation of a liquid gas based, which is stored at normal pressure and a temperature below -150 ° C. is. The liquid gas intended for evaporation is preferably nitrogen or Air formed.
Die Regelung der Verdampferleistung erfolgt vorzugsweise über eine Druckmessung im Tank.The evaporator output is preferably controlled by means of a pressure measurement in the tank.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbespiels näher erläutert; die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des Bevorratungsbehälters einer erfindungsgemässen Löschanlage.In the following the invention is based on an exemplary embodiment shown in the single drawing explained in more detail; the drawing shows a schematic representation of the storage container an extinguishing system according to the invention.
Der dargestellte Bevorratungsbehälter 1 besteht aus einem Tank 2 und aus einer diesen aussen
umgebenden Kälteisolation 3, welche vorzugsweise durch eine Vakuumisolation gebildet
ist. Der Tank 2 enthält einen Stutzen 4 mit einem ausserhalb des Tanks 2 angeordneten Hauptventil
5, welches mit einem Rohrleitungssystem 6 verbunden ist, und mit einem in den Tank 2
ragenden Tauchrohr 7. Ausserdem ist am Tank 2 ein Füllstutzen 8 vorgesehen. Der Tank 2 besteht
aus einem geeigneten Material, beispielsweise Stahl.The storage container 1 shown consists of a
Der Bevorratungsbehälter 1 dient zur Flüssiggaslagerung von Stickstoff in gesättigtem Zustand. Diese Variante der Gasbevorratung wird deswegen angewendet, weil die heute verwendeten Norm-Gasflaschen wegen des hohen Preises und Platzbedarfs und der hohen Installationskosten nur für relativ kleiner Löschanlagen verwendet werden können, so dass bei grösseren Objekten, wie beispielsweise Lagerhallen von mehr als 5000 m3 Rauminhalt, eine Flutung mit Stickstoff praktisch nicht in Frage kommt. Flüssiggas-Lagerung im gesättigten Zustand ist bei Niederdruck-CO2-Löschanlagen bekannt, bei denen CO2 im gesättigten Zustand bei 20 bar und -20°C gelagert wird. Diese Technologie hat sich seit Jahren bewährt und hat ab rund 1'000 kg Einsatzmenge gegenüber den Gasflaschen preislich grosse Vorteile.The storage container 1 is used for storing liquid gas in a saturated state. This variant of gas storage is used because the standard gas bottles used today can only be used for relatively small extinguishing systems due to the high price and space requirement and the high installation costs, so that larger objects, such as warehouses with more than 5000 m 3, can be used , flooding with nitrogen is practically out of the question. Liquid gas storage in the saturated state is known in low-pressure CO 2 extinguishing systems in which CO 2 is stored in the saturated state at 20 bar and -20 ° C. This technology has proven itself for years and has great price advantages compared to gas cylinders from around 1,000 kg.
Der kritische Druck von Stickstoff beträgt 34 bar und die kritische Temperatur -147°C. Der Stickstoff muss im Bevorratungsbehälter 1 unter einem so hohen Druck gelagert sein, dass der Vorratsdruck das Löschgas genügend schnell aus den Düsen zur Flutung des betreffenden Raumes presst. Dabei gilt die Regel, dass der Düsendruck nicht kleiner als 10 bar sein soll. Um möglichst kleiner Leitungsdurchmesser installieren zu können, wird ein Vorratsdruck zwischen 20 und 30 bar angestrebt.The critical pressure of nitrogen is 34 bar and the critical temperature is -147 ° C. The Nitrogen must be stored in the storage container 1 under such a high pressure that the Supply pressure the extinguishing gas quickly enough from the nozzles to flood the concerned Room. The rule applies that the nozzle pressure should not be less than 10 bar. Around To be able to install the smallest possible line diameter, a supply pressure between 20 and 30 bar aimed.
Bei der Flüssiggaslagerung von Stickstoff im gesättigten Zustand ist zu beachten, dass Stickstoff zweiphasig aus dem Bevorratungsbehälter 1 austritt. Vorzugsweise wird ein Vorratsdruck von 30 bar gewählt, dem eine Sättigungstemperatur von -150°C entspricht, womit ein genügend grosser Abstand von der kritischen Temperatur von -147°C eingehalten werden kann.When storing nitrogen in a saturated state, note that nitrogen emerges from the storage container 1 in two phases. A supply pressure is preferred of 30 bar, which corresponds to a saturation temperature of -150 ° C, which is sufficient large distance from the critical temperature of -147 ° C can be maintained.
Bei einer Flüssiggas-Stickstoff-Anlage ist wesentlich, dass sich im Rohrleitungssystem 6 eine Zweiphasenströmung ausbildet, und dass das Gas-Flüssigkeitsgemisch, das aus den Löschdüsen strömt, im Schutzbereich genügend schnell verdampft. Denn die unmittelbare Vermischung des Löschgases mit der Raumluft ist eine zwingende Voraussetzung für die Gaslöschung. Und diese schnelle Homogenisierung kann nur erfolgen, wenn der Flüssigkeitsstrahl aus den Düsen vollständig verdampft.In the case of a liquid gas / nitrogen system, it is essential that a Forms two-phase flow, and that the gas-liquid mixture emerging from the quenching nozzles flows, evaporates quickly enough in the protected area. Because the direct mixing of the extinguishing gas with the room air is a mandatory prerequisite for gas extinguishing. And this rapid homogenization can only take place when the liquid jet comes out of the nozzles completely evaporated.
Praktische Versuche haben gezeigt, dass die beiden genannten Ziele, Zweiphasenströmung im Rohrleitungssystem 6 und schnelle Verdampfung des Flüssigkeitsstrahls aus den Löschdüsen, bei Löschung mit flüssigem Stickstoff bei 30 bar und -150°C erreicht werden.Practical tests have shown that the two goals mentioned, two-phase flow in the Piping system 6 and rapid evaporation of the liquid jet from the extinguishing nozzles, when extinguished with liquid nitrogen at 30 bar and -150 ° C.
Der Tank 2 ist eine Stahlkonstruktion mit einer Auslegungstemperatur von -200°C, die Dicke
der Isolationsschicht 3 beträgt etwa 10 bis 20 cm. Das Ventil 5, das beispielsweise ein Kugelventil
ist, entspricht dem bei Hochdrucktanks verwendeten Typ. Der Tank 2 ist durch die Isolationsschicht
3 nur unvollständig gegen Kälteverlust an die Umgebung geschützt, so dass ein
Kälteaggregat 9 mit einem im Tank 10 angeordneten Verdampfer 10 zum Ausgleich dieses Kälteverlusts
eingesetzt werden muss. Ein geeignetes Kälteaggregat ist das von der U.S. Firma
Ferrofluidics angebotene System PFC 550, das bei der Erzeugung von wasserfreien Gasen
(Kältefalle) eingesetzt wird.The
Eine bevorzugte Methode für den Ausgleich des Kälteverlusts besteht darin, dass der Tank 2
mit flüssigem Stickstoff mit einem zusätzlichen, separat gelagerten Flüssiggas über Direktverdampfung
gelagert wird. Als zusätzliches Flüssiggas bietet sich ebenfalls Stickstoff oder auch
Luft an. Das zur Kühlung vorgesehene zusätzliche Flüssiggas wird bei Normaldruck und einer
Temperatur von -190° bis -210°C gelagert und in einer Kühlschlange im Tank 2 mit dem flüssigen
Stickstoff verdampft. Da das zur Verdampfung vorgesehene Flüssiggas bei Normaldruck
gelagert wird, kann der für die Lagerung erforderliche druckfreie Behälter billig auf dem Markt
eingekauft werden.A preferred method for compensating for the loss of cold is that the
Die Regelung der Verdampferleistung kann über die ohnehin vorgesehene Druckmessung im
Tank 2 erfolgen, wobei der Ausfluss des zur Kühlung vorgesehenen Flüssiggases aus dem
druckfreien Behälter über ein temperaturfestes Regelventil entsprechend der gewünschten Verdampfer-
oder Kühlleistung gesteuert wird. The regulation of the evaporator power can be done via the pressure measurement provided in the
Praktische Versuche und Abschätzungen haben ergeben, dass mit einer Stickstoff-Löschanlage der beschriebenen Art grosse bis sehr grosse Räume, wie beispielsweise Lagerhallenkomplexe, Tunnels und dergleichen mit Stickstoff geflutet werden können, wobei die Kosteneinsparung gegenüber einer Anlage mit Norm-Gasflaschen etwa 30% beträgt. Bei grossen Objekten kann mit der beschriebenen Stickstoff-Löschanlage in heute unbekannten Dimensionen gelöscht werden, wobei aber keine Sprinkler verwendet, sondern die Räume geflutet werden.Practical tests and estimates have shown that with a nitrogen extinguishing system large to very large rooms of the type described, such as warehouse complexes, Tunnels and the like can be flooded with nitrogen, saving costs compared to a system with standard gas cylinders is about 30%. For large objects can be extinguished in dimensions unknown today with the nitrogen extinguishing system described are used, but no sprinklers are used, but the rooms are flooded.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99113003A EP1066857A1 (en) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Nitrogen extinguishing installation with storage tank |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99113003A EP1066857A1 (en) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Nitrogen extinguishing installation with storage tank |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1066857A1 true EP1066857A1 (en) | 2001-01-10 |
Family
ID=8238522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP99113003A Withdrawn EP1066857A1 (en) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Nitrogen extinguishing installation with storage tank |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1066857A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107726039A (en) * | 2017-10-20 | 2018-02-23 | 广东锐捷安全技术股份有限公司 | A kind of container group for liquid gas low-temperature storage |
Citations (4)
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| US3486562A (en) * | 1968-03-08 | 1969-12-30 | David K Goodloe | Fire prevention,detection and extinguishing system |
| US3830307A (en) * | 1970-05-11 | 1974-08-20 | Parker Hannifin Corp | Fire prevention and/or suppression system |
| US5327732A (en) * | 1991-10-08 | 1994-07-12 | Fernando Martins da Silva | Apparatus for supplying cryogenic fluid, namely nitrogen, to extinguish fires |
| FR2725776A1 (en) * | 1994-10-14 | 1996-04-19 | Abc Protection Environnement S | Compressed gas generator and fire extinguishing system for large buildings |
-
1999
- 1999-07-06 EP EP99113003A patent/EP1066857A1/en not_active Withdrawn
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| FR2725776A1 (en) * | 1994-10-14 | 1996-04-19 | Abc Protection Environnement S | Compressed gas generator and fire extinguishing system for large buildings |
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| CN107726039A (en) * | 2017-10-20 | 2018-02-23 | 广东锐捷安全技术股份有限公司 | A kind of container group for liquid gas low-temperature storage |
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