EP3393606A1 - Sauerstoffreduzierungsanlage und verfahren zum betreiben einer sauerstoffreduzierungsanlage - Google Patents

Sauerstoffreduzierungsanlage und verfahren zum betreiben einer sauerstoffreduzierungsanlage

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EP3393606A1
EP3393606A1 EP16825425.8A EP16825425A EP3393606A1 EP 3393606 A1 EP3393606 A1 EP 3393606A1 EP 16825425 A EP16825425 A EP 16825425A EP 3393606 A1 EP3393606 A1 EP 3393606A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
oxygen
compressed gas
oxygen reduction
outlet
Prior art date
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Pending
Application number
EP16825425.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ernst-Werner Wagner
Julian Eichhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amrona AG
Original Assignee
Amrona AG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/977,755 external-priority patent/US10933262B2/en
Priority claimed from EP15201906.3A external-priority patent/EP3184152B1/de
Application filed by Amrona AG filed Critical Amrona AG
Publication of EP3393606A1 publication Critical patent/EP3393606A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to an oxygen reduction plant and a method for operating such a plant.
  • An oxygen reduction system of the type according to the invention is used in particular for the controlled reduction of the oxygen content in the atmosphere of an enclosed area.
  • the oxygen reduction system to a gas separation system for providing an oxygen-reduced gas mixture or an inert gas and a conduit system which is fluidly connected or connectable to the gas separation system and with the enclosed area, if necessary, at least a portion of the gas mixture or gas provided by the gas separation system enclosed area.
  • the method according to the invention or the installation according to the invention serves, for example, to reduce the risk and extinguish fires in a protected area to be monitored, whereby the enclosed space is also permanently inertised at different levels of reduction for fire prevention or fire fighting.
  • the basic principle of the inertization technique for fire prevention is based on the recognition that in enclosed spaces, which are only occasionally entered by humans or animals and whose equipment is sensitive to water reacts the action, the risk of fire can be countered by the fact that the oxygen concentration is lowered in the affected area to a value of, for example, about 15 vol .-%. With such a (reduced) oxygen concentration, most flammable materials can no longer ignite.
  • the main area of application of this inertization technique for fire prevention is also computerized areas, electrical control and distribution rooms, enclosed facilities and storage areas with particularly high-value assets.
  • the resulting in this method fire prevention effect is based on the principle of oxygen displacement.
  • Normal ambient air is known to consist of 21% by volume of oxygen, 78% by volume of nitrogen and 1% by volume of other gases.
  • an oxygen-displacing gas such as nitrogen
  • the oxygen content in the roughness atmosphere of the enclosed space is reduced. It is known that a fire prevention effect already starts when the oxygen content falls below the oxygen content in the normal ambient air.
  • further lowering of the oxygen content to, for example, 12% by volume may be required.
  • Another application example for the oxygen reduction system according to the invention or the method according to the invention is the provision of training conditions for hypoxia training in an enclosed space, in which the oxygen content is reduced.
  • training conditions for hypoxia training in an enclosed space in which the oxygen content is reduced.
  • such a room training under artificially created height conditions is possible, which is also called “normobaric Hypoxietraining”.
  • CA Controlled Atmosphere
  • An oxygen reduction system of the type mentioned above is known in principle from the prior art.
  • an inerting system is described, which is designed to reduce the oxygen content in an enclosed space to a certain basic mineralization level and, in the event of a fire, to further reduce the oxygen content rapidly to a certain level of full inertisation.
  • the term "basic inertization level" as used herein means a reduced oxygen level in comparison to the oxygen level of the normal ambient air, although this reduced oxygen level does not pose any risk to persons or animals, so that they - at least for a short time - still make the permanently inertized zone problem-free
  • the basic inertization level may correspond to an oxygen content in the enclosed range of 15 to 17% by volume.
  • full inertization level is to be understood as meaning a further reduced oxygen content in comparison to the oxygen content of the basic inertization level, at which the flammability of most materials has already been reduced to such an extent that they can no longer ignite, depending on the fire load present in the affected area the Vollinertmaschinesmen is usually at about 12 to 14 vol .-% oxygen concentration.
  • a corresponding inert gas source In order to equip an enclosed area with an oxygen reduction system, on the one hand, a corresponding inert gas source must be provided in order to be able to provide the oxygen-reduced gas mixture or inert gas to be introduced into the enclosed space.
  • the discharge capacity of the inert gas source, d. H. the amount of inert gas which can be provided by the inert gas source per unit time should be adapted to properties of the enclosed area, in particular to the volume of space and / or the air-tightness of the enclosed area.
  • the oxygen reduction system is used as a (preventive) fire protection measure, it must be ensured in particular that, in the event of fire, a sufficient amount of inert gas can be introduced into the room atmosphere of the enclosed area within the shortest possible time, so that the extinguishing effect is as rapid as possible.
  • the oxygen-reduced gas mixture or inert gas to be introduced in the enclosed area could be stored in a high-pressure bottle battery or similar compressed gas storage, in practice, at least part of the oxygen-reduced gas mixture "to be provided by the inert gas source has prevailed on site in particular, because the storage of inert gas in gas cylinder batteries or the like compressed gas storage requires special structural measures.
  • the inert gas source In order to be able to "produce" at least part of the oxygen-reduced gas mixture or inert gas to be provided by the inert gas source, the inert gas source usually has a gas separation system in which at least one part, in addition to a high-pressure bottle battery or similar compressed gas reservoir an oxygen contained in an initial gas mixture supplied to the gas separation system is separated, so that an oxygen-reduced gas mixture is provided at an outlet of the gas separation system.
  • starting gas mixture generally refers to a gas mixture which, in addition to the constituent oxygen, in particular also contains nitrogen and possibly further gases (for example noble gases) However, it is also conceivable that a part of the room air contained in the enclosed area is used as initial gas mixture, this being Part of room air preferably still fresh air is added.
  • the gas separation system serves, in particular, to keep an oxygen content reduced in the room atmosphere of an enclosed space at the corresponding level. Accordingly, the discharge capacity of the gas separation system, ie the amount of the oxygen-reduced gas mixture which can be provided per unit time at the outlet of the gas separation system, is adapted in particular to the tightness of the space envelope of the enclosed area, so that a corresponding retaining flooding can be realized via the gas separation system.
  • the usual oxygen reduction systems are usually lent addition to the gas separation system provided with a compressed gas storage in which an oxygen-reduced gas mixture or inert gas is stored in compressed form.
  • the gas mixture or inert gas stored in this compressed gas storage serves, in particular, to quickly reduce the oxygen content in the corresponding enclosed area in order to rapidly reduce the oxygen concentration in the event of a fire.
  • the present invention is based on the problem that after triggering a conventional oxygen reduction system, d. H. when the oxygen-reduced gas mixture or inert gas stored in the compressed gas storage in compressed form has been introduced into the enclosed space for quick or initial lowering, an exchange of the then emptied or partially emptied compressed gas reservoir with a full compressed gas reservoir is necessary to ensure that with the oxygen reduction system again at a later time a quick setback according to a predetermined event sequence is feasible.
  • the replacement or replacement of at least one compressed gas container of the compressed gas storage can be realized only with increased effort, since the compressed gas storage of an oxygen reduction system is often not freely accessible.
  • this circumstance leads to the fact that the running operating costs of an oxygen-reducing plant are often relatively high.
  • the present invention has the object to further develop an oxygen reduction system of the type mentioned in that the running operating costs in operating the oxygen reduction system can be further reduced without the effectiveness or efficiency of the oxygen reduction system is impaired.
  • an oxygen reduction system which has at least one gas separation system for providing an oxygen-reduced gas mixture as needed at an outlet of the gas separation system and a compressed gas reservoir for storing an oxygen-reduced gas mixture or inert gas in compressed form.
  • the compressed gas storage device is fluidly connected or connectable via a line system with at least one enclosed area in order to supply at least a portion of the gas mixture or inert gas stored in the compressed gas store to the at least one enclosed area as required.
  • the outlet of the gas separation system is selectively fluidly connected or connectable to an inlet of the compressed gas reservoir or to the at least one enclosed space to supply the gas mixture provided at the outlet of the gas separation system to the compressed gas reservoir and / or the at least one enclosed region as required.
  • the gas separation system serves for refilling at least one pressurized gas container of the compressed gas storage. This is necessary, for example, when at least part of the oxygen-reduced gas mixture or inert gas stored in the compressed gas reservoir has previously been introduced into the room atmosphere of the enclosed area in order to rapidly lower the oxygen concentration to a specific inerting level there, for example.
  • the compressed gas storage or at least one compressed gas tank of the compressed gas storage can be filled again with an oxygen-reduced gas mixture, it is no longer necessary to replace the compressed gas storage or the at least one compressed gas tank of the compressed gas storage or even with the help of an external system to refill.
  • the solution according to the invention is also suitable for enclosed areas that are difficult to access, such as in remote areas.
  • the compressed gas reservoir or the compressed gas container (s) of the compressed gas reservoir can now be transported and set up even when empty, which considerably simplifies transport and installation.
  • the compressed gas reservoir or the compressed gas container (s) of the compressed gas reservoir is / are first filled with an oxygen-reduced gas mixture before being put into operation on site with the aid of the gas separation system.
  • the gas separation system is preceded by a compressor system via which an initial gas mixture to be supplied to the gas separation system is compressed.
  • the degree of compression of the starting gas mixture is 1 to 2 bar or 8 to 10 bar.
  • the gas separation system is designed to separate off at least part of the oxygen contained in this gas mixture from the starting gas mixture fed in.
  • the gas separation system is configured to operate in either a VPSA mode or a PSA mode.
  • the term "initial gas mixture” as used herein generally refers to a gas mixture which, in addition to the constituent oxygen, also contains, in particular, nitrogen and possibly also further gases, such as, for example, noble gases. which consists of 21% by volume of oxygen, 78% by volume of nitrogen and 1% by volume of other gases, but it is also conceivable that a portion of the room air contained in the enclosed area is used as the initial gas mixture Preferably this fresh air is added to this proportion of room air.
  • a gas separation system operating in a VPSA mode is generally understood to mean a system utilizing a vacuum pressure swing absorption (VPSA) to provide nitrogen-enriched air. According to the invention comes in the
  • Oxygen reduction system as a gas separation system preferably such a VPSA system is used, which, however, if necessary, operated in a PSA mode.
  • PSA pressure swing absorption
  • pressure swing absorption technique which is commonly referred to as pressure swing absorption technique.
  • the degree of compression of the starting gas mixture effected by the compressor system upstream of the gas separation system is correspondingly increased.
  • the degree of compression is increased, in particular to a value which depends on the amount of oxygen-reduced gas mixture to be provided per unit time.
  • the increase in the compression of the starting gas mixture carried out by the compressor system is carried out in particular in a fire, ie when, for example, in the room atmosphere of the enclosed area a fire characteristic is detected, or if for another reason in the short term, the oxygen content in the room atmosphere of the enclosed area compared is to be further reduced to a previously set or held oxygen content.
  • the increase in the compression performed by the compressor system for example, also takes place when the compressed gas storage or the or the compressed gas tank of the compressed gas storage must be refilled with an oxygen-reduced gas mixture / must.
  • the gas separation system has at least one nitrogen generator or a plurality of nitrogen generators connected in parallel with one another.
  • the at least one nitrogen generator is, for example, a nitrogen generator operated according to the PSA or VPSA technology.
  • a PSA / VPSA based nitrogen generator has at least one adsorber vessel with adsorbent material designed to adsorb oxygen molecules when an oxygen-containing gas is passed through the adsorber vessel.
  • the gas separation system can also have at least one nitrogen generator based on membrane technology. In such a nitrogen generator usually a membrane system is used in which it is exploited that different gases diffuse at different speeds through certain materials.
  • the gas separation system is designed as a mobile system, which can be removed from the oxygen reduction system as needed.
  • this further comprises a compressor system upstream of the gas separation system for compressing a starting gas mixture to be supplied to the gas separation system.
  • the compressor system upstream of the gas separation system it is conceivable to design the compressor system upstream of the gas separation system as a mobile system which can be removed from the oxygen reduction system and / or the gas separation system as required.
  • a compressor system is provided between the outlet of the gas separation system and the inlet of the compressed gas reservoir for compressing the oxygen-reduced gas mixture supplied at the outlet of the gas separation system and supplied to the compressed gas tank or the compressed gas tank or compressed gas tank of the compressed gas tank as required.
  • the compressor system provided between the outlet of the gas separation system and the inlet of the compressed gas storage system as a mobile system, which can be removed as required from the oxygen reduction system and / or the gas separation system.
  • a line system via which the outlet of the gas separation system can optionally be fluidly connected or connectable to an inlet of the compressed gas store and / or to the at least one enclosed area.
  • the line system can at least partially coincide with the line system, via which the compressed gas storage is fluidly connected or connectable to the at least one enclosed area.
  • the line system, via which the outlet of the gas separation system optionally with an inlet of the compressed gas storage and / or with the at least one enclosed area fluidly connected or connectable be at least partially formed as a mobile system, which is, if necessary, removable from the oxygen reduction system and / or the gas separation system.
  • this further comprises a valve system having a first valve arrangement, wherein the first valve arrangement is designed to form and / or disconnect a fluid connection between the outlet of the gas separation system and the inlet of the compressed gas storage.
  • this further comprises a valve system having a second valve arrangement, wherein the second valve arrangement is designed to form and / or disconnect a fluid connection between an outlet of the compressed gas reservoir and the at least one enclosed area.
  • this further comprises a valve system having a third valve arrangement, wherein the third valve arrangement is designed to form and / or disconnect a fluid connection between the outlet of the gas separation system and the at least one enclosed area.
  • valve system of the aforementioned various embodiments of the oxygen reduction system according to the invention may be at least partially designed as a mobile system, which is, if necessary, removable from the oxygen reduction system and / or the gas separation system.
  • the compressed gas reservoir has at least one inlet and at least one outlet, wherein the inlet of the compressed gas reservoir and the outlet of the compressed gas reservoir are connected via a connector piece to the interior of the compressed gas reservoir.
  • the connector piece can be embodied as a connector piece that is common with regard to the at least one inlet and the at least one outlet.
  • the connector piece can be designed as a T or Y piece.
  • the connector piece may be formed in a container valve of the compressed gas reservoir.
  • pilot ports are typically used to serially trigger the next one with a pressurized gas container. When triggered in parallel, their function is eliminated.
  • this further comprises a control device for preferably coordinated activation of controllable components of the oxygen reduction system.
  • the controller may be configured to control a valve system of the oxygen reduction system such that the outlet of the gas separation system is preferably only fluidly connected to the inlet of the compressed gas reservoir if there is no fluid connection between the outlet of the compressed gas reservoir and the at least one enclosed region and / or none fluid connection between the outlet of the gas separation system and the at least one enclosed area exists.
  • this further comprises a sensor unit for coordinating the provision of the oxygen-reduced gas mixture at the outlet of the gas separation system, for coordinating the supply of the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system to the compressed gas storage, for coordinating the supply of the at the outlet of Gas-reduced gas mixture provided to the gas separation system to the at least one enclosed area and / or for coordinating the supply of the in the
  • the oxygen reduction system has at least one pressure sensor assigned to the pressure sensor for on-demand or continuous detection of a preferably static and / or dynamic gas pressure of the stored in the compressed gas storage oxygen-reduced gas mixture or inert gas.
  • the latter has at least one pressure sensor assigned to the at least one enclosed area for the demand-based or continuous detection of a preferably static gas pressure in the room atmosphere of the enclosed area.
  • this has at least one pressure sensor for detecting a preferably dynamic and / or static gas pressure at the inlet of the compressed gas reservoir, in particular when supplying the gas mixture provided at the outlet of the gas separation system to the compressed gas reservoir.
  • the latter has at least one temperature sensor assigned to the compressed gas storage for the demand-based or continuous detection of a temperature of the oxygen-reduced gas mixture or inert gas stored in the compressed gas storage.
  • the latter has at least one sensor associated with the gas separation system for detecting an oxygen residual concentration as required or continuously in the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system.
  • the at least one gas separation system has a first operating mode in which, if required, an oxygen-reduced gas mixture is supplied to the compressed gas reservoir or to at least one pressurized gas container of the compressed gas reservoir, and a second operating mode in which, if necessary, an oxygen-reduced gas mixture to at least one enclosed area is supplied, wherein the first and second operating mode preferably by a control device and more preferably automatically, in particular optionally automatically, are adjustable by a control device.
  • the at least one gas separation system is preceded by a compressor Assigned to the system, wherein the upstream compressor system, a first operating mode in which, if necessary, an oxygen-reduced gas mixture to the compressed gas storage or to at least one compressed gas tank of the compressed gas storage is supplied, and a second operating mode in which, if necessary, an oxygen-reduced gas mixture supplied to at least one enclosed area is, wherein the first and second operating mode preferably by a control device and more preferably automatically, in particular optionally automatically, are adjustable by a control device.
  • the outlet of the gas separation system is connected or connectable via a valve to a first manifold.
  • the first manifold and / or the valve are designed as a mobile system / which is, if necessary, removable from the oxygen reduction system and / or the gas separation system.
  • the compressed gas reservoir has a plurality of spatially separated, parallel to each other compressed gas containers with at least one, preferably in each case a container valve.
  • a first line section is provided, via which the respective container valve of the compressed gas container is fluidly connected to a first manifold.
  • the container valve of a preferably each of the plurality of compressed gas containers is preferably in each case connected in fluid communication with a second manifold via a second line section.
  • the second manifold and / or the valve is / are designed as a mobile system, which is removable as needed from the oxygen reduction system and / or the gas separation system.
  • a control device which is designed, preferably automatically and more preferably optionally automatically corresponding to
  • the output of the at least one gas separation system can be fluidly connected to the inlet of at least one compressed gas container if there is a fluid connection between the outlet of at least one further compressed gas container and the at least one enclosed region.
  • a control device is provided which is designed, preferably automatically and more preferably optionally automatically corresponding to
  • Coordinated control of the oxygen-reducing system associated valve assemblies such that upon detection of a predetermined or definable minimum pressure and / or falls below a predetermined or definable minimum pressure in at least one of the compressed gas tank selectively a mungsmit connection between the inlet of the at least one compressed gas tank and the outlet of the gas separation system is trained.
  • At least one pressurized gas container is provided with a non-return valve, in particular in the form of a check valve, for blocking a gas flow from a line system extending between the pressurized gas container and the enclosed region to the pressurized gas container.
  • a non-return valve in particular in the form of a check valve
  • At least one pressurized gas container is provided with a non-return valve, in particular in the form of a check valve, for blocking a gas flow from the pressurized gas container to a line system extending between the outlet of the at least one gas separation system and the pressurized gas container.
  • at least one of the plurality of pressurized gas containers has a container valve with a preferably pneumatically actuated quick release valve arrangement for forming a fluid connection between the corresponding compressed gas container and a line system extending between the pressurized gas container and the enclosed region as required. Conceivable in this
  • the gas separation system has a first gas separator, for example in the form of a nitrogen generator, and at least one further, second gas separator, for example likewise in the form of a nitrogen generator.
  • first gas separator is designed as a stationary gas allevator
  • the at least one second gas separator being designed as a mobile gas separator.
  • the first and the at least one second gas separator are each designed as stationary provided gas separators.
  • the first and the at least one second gas separator are each designed as mobile gas separators.
  • a sensor device for monitoring the residual oxygen content of the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system. It is conceivable in this case if a control device is provided which is designed to supply the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system only to the compressed gas reservoir or at least to a compressed gas container of the compressed gas reservoir, if the residual oxygen content of the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system has a does not exceed a predetermined or definable threshold.
  • the nitrogen concentration of the oxygen-reduced gas mixture which can be provided at the outlet of the gas separation system can be switched between at least two predefined or definable values. It is conceivable here, if the gas separation system is designed to provide an oxygen-reduced gas mixture with a first nitrogen concentration at the outlet of the gas separation system, if the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system is to be supplied to the at least one enclosed region, and at the outlet of the gas separation system an oxygen red - provided with a second nitrogen concentration when the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system is to be supplied to the compressed gas storage or at least to a pressurized gas container of the compressed gas storage.
  • the first nitrogen concentration is lower than the second nitrogen concentration.
  • the second nitrogen concentration is at least 99 vol. -%.
  • a compressor system is provided between the outlet of the gas separation system and the inlet of the compressed gas reservoir to, if necessary, to compress the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system and supplied to the compressed gas reservoir or at least one compressed gas container of the compressed gas reservoir.
  • Such a compression is required, for example, when the pressure of the gas mixture provided at the outlet of the gas separation system is insufficient to achieve the desired compression for the storage of the gas mixture in the compressed gas reservoir.
  • the compressor system which is provided as needed, in order to further compress the oxygen-reduced gas mixture supplied to the outlet of the gas separation system and / or to at least one compressed gas container of the compressed gas storage, is preferably designed as a mobile system which, if necessary, and in particular if a filling of the compressed gas storage or at least one compressed gas tank of the compressed gas storage is not required or is not carried out, can also be completely removed from the oxygen reduction system.
  • the oxygen-reduced gas mixture is provided in particular by a gas separation system, wherein the compressed gas reservoir is in particular a compressed gas cylinder or a pressurized gas cylinder.
  • the compressed gas storage has any external shape taking into account the spatial conditions on site and thus ensures optimum utilization of the available space volume.
  • the gas separation system or only the gas separation system is designed as a mobile system, which can be removed from the oxygen reduction system (locally) as needed.
  • the term “mobile system” is understood to mean in particular a component which is integrated in the oxygen reduction system such that this component can be removed from the system without much effort
  • the valve has a valve system with first, second and third valve arrangements
  • the second valve arrangement of the valve system is designed to be connected between the outlet of the compressed gas storage device and the at least one enclosed gas outlet
  • the third valve assembly is configured to form or separate, as required, a fluid connection between the outlet of the gas separation system and the at least one enclosed region.
  • the inlet of the compressed gas storage and the outlet of the compressed gas storage connected via a preferably common connector piece, in particular in the form of a T or Y-piece, with the interior of the compressed gas storage are.
  • the oxygen reduction system preferably has a control device.
  • This control device is designed, in particular, to control the individual valve arrangements of the valve system in such a way that the outlet of the gas separation system is only fluidically connected to the inlet of the compressed gas reservoir or to the inlet of at least one compressed gas container of the compressed gas reservoir, if there is no fluid connection between the outlet of the compressed gas reservoir Preserved compressed gas reservoir and the at least one enclosed area and / or if there is no fluid connection between the outlet of the gas separation system and the at least one enclosed area.
  • two or even three separate control devices may be provided: one for establishing the connection between the outlet of the gas separation system and the compressed gas storage or at least one compressed gas container of the compressed gas storage (refilling control) and one or two further Establishing or disconnecting the connections between the outlet of the compressed gas storage tank and the enclosed space (control of the initial and rapid lowering and full inertisation) and between the outlet of the gas separation system and the enclosed space (control of the basic inerting or keeping of an oxygen concentration in the enclosed space ).
  • the control device is assigned a sensor unit.
  • the sensor unit is formed with at least one pressure sensor and / or at least one temperature sensor.
  • the pressure sensor and / or the temperature sensor stood, in particular the filling state or degree of filling, the compressed gas storage or at least one compressed gas container of the compressed gas storage is measurable.
  • an increase in temperature in the compressed gas reservoir or in at least one compressed gas container of the compressed gas reservoir may occur, resulting in incomplete filling of the compressed gas reservoir with an oxygen-reduced gas mixture as a result of a subsequent temperature decrease after refilling and a concomitant decrease in pressure.
  • the control device controls the draining of oxygen-reduced gas mixture from the compressed gas reservoir, so that damage to the compressed gas reservoir is prevented.
  • the at least one gas separation system and / or the upstream compressor system has a first operating mode and a second operating mode to supply oxygen-reduced gas mixture to the compressed gas reservoir or at least to a pressurized gas container of the compressed gas reservoir and / or the at least one enclosed region as required.
  • a first operating mode and a second operating mode to supply oxygen-reduced gas mixture to the compressed gas reservoir or at least to a pressurized gas container of the compressed gas reservoir and / or the at least one enclosed region as required.
  • the first and second operating modes are each individually or both operating modes simultaneously executable by means of a separate gas separation system.
  • the gas separation system or the operating mode of the at least one gas separation system and / or the upstream compressor system is preferably controllable by the control device, in particular automatically.
  • the filling of the compressed gas reservoir or at least one pressurized gas container of the compressed gas reservoir with an oxygen-reduced gas mixture usually has a higher nitrogen content. Concentration of the oxygen-reduced gas mixture takes place when it is necessary for the oxygen-reduced gas mixture which is supplied to the enclosed area. In this way, the oxygen-reduced gas mixture produced in the first operating mode of the gas separation system with a high nitrogen concentration, preferably with a nitrogen concentration of 99.5% by volume, can be used for the refilling of the compressed gas storage.
  • this produced in the first mode of operation of the gas separation system oxygen-reduced gas mixture at the same time for supplying the enclosed area with oxygen-reduced gas mixture, which for this purpose to a sufficient nitrogen concentration, in particular a nitrogen concentration of 95 vol .-%, can be diluted become.
  • the control device offers the possibility of operating the gas separation system in a second mode of operation, whereby oxygen-reduced gas mixture having a sufficient nitrogen concentration, preferably a nitrogen concentration of 95% by volume, is made available for the supply to the enclosed area.
  • a portion of the generated oxygen-reduced gas mixture is supplied via a bypass to the enclosed area.
  • the fluid connection between the outlet of the gas separation system and the enclosed area in connection with the third valve arrangement can be used as a bypass.
  • the bypass preferably comprises a suitable diaphragm in order to reduce the nitrogen concentration of the oxygen-reduced gas mixture to be introduced into the enclosed region to a sufficient level, for example by mixing with starting gas mixture. Due to the advantageous control of the gas separation system, preferably automatically by the control device, the gas separation system can be operated efficiently and the oxygen-reduced gas mixture can be used optimally depending on the concentration provided.
  • a gas separation system in a first operating mode for refilling the Use compressed gas storage and in particular in parallel by means of the other gas separation system in a second mode of operation, oxygen-reduced gas mixture, which has an appropriate, sufficient nitrogen concentration, to supply an enclosed area.
  • a common or in each case an upstream compressor system can if necessary be provided for several gas separation systems.
  • the compressed gas reservoir has a plurality of compressed gas containers spatially separated from one another and connected in parallel with at least one, preferably in each case one container valve.
  • a first and a second manifold are provided.
  • the outlet of the gas separation system is connected or connectable via a valve to the first manifold, while for preferably each of the plurality of compressed gas containers, a first line section is provided, via which the respective container valve of the one or more compressed gas containers is fluidly connected to the first manifold ,
  • the container valve of a preferably each of the plurality of compressed gas containers is further fluidly connected in each case via a second line section with the already mentioned second manifold.
  • the second manifold itself is connected via a valve, in particular area valve, with the at least one enclosed area fluidly connected or connectable.
  • the valve via which the outlet of the gas separation system is connected or connectable to the first manifold, forms the aforementioned first valve arrangement.
  • the valve via which the second manifold is fluidly connected or connectable to the at least one enclosed area is part of the second valve arrangement when the oxygen reduction system is associated with a plurality of enclosed areas.
  • the valve, via which the second manifold is fluidly connected or connectable to the at least one enclosed area forms the second valve arrangement.
  • several compressed gas containers in the form of compressed gas cylinders or with any geometric outer shape, for example via flexible hose connections or rigid connections, such.
  • pipe connections are connected to each other in terms of flow, wherein a common container valve is provided per union of compressed gas tank to a unit.
  • a common container valve is provided per union of compressed gas tank to a unit.
  • the inventive oxygen reduction system is particularly suitable for reducing the oxygen content in the room atmosphere or keeping it at a reduced value in the case of a plurality of spatially separated regions. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the oxygen reduction system is associated with a plurality of spatially separated areas, wherein the aforementioned second valve arrangement for each of the plurality of areas has an associated valve (in particular area valve) via which the second manifold is connected to the corresponding is connected fluidly connected or connectable, if necessary, an oxygen-reduced gas mixture or inert gas zuzu sleep this area listen.
  • the control device controls the individual valve arrangements in such a coordinated manner that the outlet of the at least one gas separation system can be fluidly connected to the inlet of at least one compressed gas container if the outlet of at least one further, other compressed gas container the at least one enclosed area is connected in terms of flow. Consequently, the control device, in particular in connection with the sensor unit, is designed to selectively fill compressed gas containers with an oxygen-reduced gas mixture while at least one enclosed region can supply oxygen-reduced gas mixture from further compressed gas containers.
  • this can ensure a resource-friendly and time-optimized refilling of the compressed gas containers with oxygen-reduced gas mixture, while at the same time a concentration or a concentration control range of oxygen-reduced gas mixture in the enclosed area can be maintained. Furthermore, the selective filling and control of the pressurized gas containers by the control device also provides improved reliability of the oxygen reduction system.
  • the control device is designed such that upon detection of a previously determinable minimum pressure and / or below a previously determinable minimum pressure in at least one of the plurality of compressed gas tanks or the compressed gas storage selectively a flow connection between the outlet of the gas separation system and the affected Druckgasbe- container or the compressed gas storage is present or can be produced.
  • the minimum pressure is freely selectable and serves to mark the at least partial or complete emptying of a compressed gas tank.
  • the control device can determine a user-defined status or threshold value for refilling a compressed gas container or the compressed gas reservoir on the basis of the minimum pressure and, if appropriate, initiate a corresponding refilling.
  • the compressed gas storage when the control device detects a minimum pressure or falling below in at least one of the compressed gas container based on the sensor unit and a refilling of the compressed gas container with oxygen-reduced gas mixture by the control device preferably automatically starts.
  • the invention is not limited to an oxygen reduction system, but also relates to a method for operating an oxygen reduction system, in particular an oxygen reduction system of the type according to the invention described above.
  • a compressed gas storage an oxygen-reduced gas mixture or inert gas is stored in compressed form .
  • at least a portion of the pressure gas reservoir or in at least one pressurized gas reservoir is then at least container of the compressed gas storage in compressed form stored gas mixture or inert gas supplied to the enclosed area and that by the compressed gas storage or at least one compressed gas tank of the compressed gas storage is fluidly connected to the enclosed area.
  • an oxygen-reduced gas mixture provided at an outlet of a gas separation system is supplied to the enclosed area in a controlled manner while the outlet of the gas separation system is fluidly connected to the enclosed area.
  • At least part of the gas mixture or inert gas stored in compressed gas in the compressed gas reservoir or in the at least one pressurized gas container of the compressed gas reservoir is enclosed in the enclosed region during the initial lowering or rapid lowering of the oxygen content in the enclosed region the oxygen concentration in the enclosed area does not fall below a first value predefined or determinable in particular as a function of the fire load of the enclosed area and does not exceed a likewise predetermined or definable second value, the second value being less than the value of the oxygen concentration in the normal atmosphere and larger than the first value.
  • the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system can be supplied in a regulated manner to the enclosed area in a regulated manner. it is guided that the oxygen concentration in the enclosed area does not fall below the first value predefined or definable, in particular depending on the fire load of the enclosed area, and does not exceed the predetermined or determinable second value.
  • the first and second predetermined or determinable oxygen concentration values herein correspond to lower and upper limits of a baseline inerting level of the enclosed region.
  • the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system is supplied to the enclosed area in a regulated manner only if during or after the first lowering or rapid lowering preferably automatically, in particular by means of at least one fire detector, and / or manually, in particular by actuation of a corresponding switch, it is verified that there is no fire in the enclosed area.
  • Compressed gas tank of the compressed gas storage in compressed form stored gas mixture or inert gas supplied to the enclosed area namely by the compressed gas storage or the at least one compressed gas tank of the compressed gas storage is fluidly connected to the enclosed area.
  • the oxygen content in the room atmosphere of the enclosed area is further reduced until the oxygen concentration in the enclosure is reduced
  • Range reaches a predetermined or definable target concentration, which corresponds to a nitrogen concentration which is at least equal to an extinguishing gas concentration dependent on the fire load of the enclosed space.
  • the predetermined or definable target oxygen concentration in the enclosed area preferably corresponds to a full inertization level.
  • the predetermined or definable target oxygen concentration in the enclosed area is maintained (hold flooding) by one at the outlet of the gas separation system supplied oxygen-reduced gas mixture is supplied in a controlled manner to the enclosed area, by the outlet of the gas separation system is fluidly connected to the enclosed area.
  • hold flooding at least partially a refilling of the compressed gas reservoir or at least one compressed gas tank of the compressed gas reservoir takes place during this retaining flooding, namely by the outlet of the gas separation system with the compressed gas storage or with the at least one compressed gas tank of the compressed gas storage is fluidly connected.
  • the enclosed area is preferably monitored continuously or at predetermined times or events with regard to the occurrence of at least one fire parameter.
  • at least the first or rapid lowering is preferably initiated automatically as soon as at least one fire parameter is detected.
  • a control device which is in particular designed to coordinate or regulate the filling of the compressed gas reservoir or at least one compressed gas container of the compressed gas reservoir.
  • the at least partial refilling The pressure gas reservoir or the at least one pressurized gas container of the compressed gas reservoir can in particular also be carried out while in parallel the reduced oxygen content is maintained in the enclosed region and / or the oxygen content in the enclosed region is further reduced.
  • this invention aspect is based on the knowledge that when filling the compressed gas storage, especially if this is designed in the form of a compressed gas cylinder battery, different conditions must be met in order to properly and safely fill the individual gas cylinders of the bottle battery with the gas provided by the gas separation system.
  • FIG. 1 shows schematically a first exemplary embodiment of the oxygen reduction system according to the invention
  • FIG. 2 schematically shows a second exemplary embodiment of the oxygen reduction system according to the invention
  • FIG. 3 schematically a container valve arrangement, via which in the exemplary embodiments the respective compressed gas containers are connected or connectable to the first and second manifolds of the oxygen reduction system;
  • FIG. 4 shows schematically a third exemplary embodiment of the oxygen reduction system according to the invention
  • FIG. 5a shows schematically a block diagram for illustrating various exemplary connections of a control device of an exemplary embodiment of the oxygen reduction system according to the invention with components of the oxygen reduction system;
  • FIG. 5b also schematically shows a block diagram illustrating various exemplary connections of a control device of an exemplary embodiment of the inventive oxygen reduction system with grouped components of the oxygen reduction system;
  • FIG. 6 schematically illustrates a flowchart of an exemplary control sequence for controlling an oxygen reduction system according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the present invention is based on the problem that after the initiation of a conventional oxygen reduction system, i. H. if the oxygen-reduced gas mixture or inert gas, which is stored in compressed form in a compressed gas storage, was passed into a confined space for rapid or initial lowering, then usually the compressed gas storage then emptied must be exchanged. In many cases, however, an exchange of the compressed gas storage can be realized only with increased effort, since the compressed gas storage of an oxygen reduction system are often not freely accessible. Among other things, this circumstance leads to the fact that the running operating costs of an oxygen-reducing plant are often relatively high. In addition, during an exchange of the compressed gas storage, the fire protection can not be guaranteed or only partially, if no reserve compressed gas storage is kept.
  • an oxygen reduction system which comprises at least one gas separation system for providing a clean gas as needed. erstoff reduced gas mixture at an outlet of the gas separation system, and a compressed gas storage, in particular in the form of one or more compressed gas containers, for storing an oxygen-reduced gas mixture or inert gas in compressed form.
  • the compressed gas storage device is fluidly connected via a line system to at least one enclosed area or can be connected to supply at least a portion of the gas mixture or inert gas stored in the compressed gas store to the at least one enclosed area as required.
  • outlet of the gas separation system selectively and / or optionally with an inlet of the compressed gas storage and / or with the at least one enclosed area is fluidly connected or connectable for supplying the supplied to the outlet of the gas separation system gas mixture to the compressed gas storage and / or the at least one enclosed area.
  • At least one control device is provided in order to at least partially automatically and in particular automatically establish the fluid connection between the outlet of the gas separation system and the inlet of the compressed gas reservoir and / or the at least one enclosed area.
  • the at least one control device is preferably a combined hardware / software device.
  • Input signals such as sensor measurements or user configuration inputs, may be processed by the at least one controller and calculated with control software, e.g. Eg WAGNER OxyControl®.
  • the controller may include a programmable logic controller (PLC), such as available as S7 from Siemens AG, Kunststoff, or as Type 750 from WAGO Kunststofftechnik GmbH, Minden.
  • PLC programmable logic controller
  • the at least one controller is configured to receive sensor data to provide information, e.g. By displaying or dispensing status or alarm data, to actuate a compressor or compressor system and the gas separation system, and to operate the valve assemblies associated with the oxygen reduction system.
  • the valve assemblies include both electromagnetic control valves and pneumatic range valves.
  • the control device is designed to generate and output electrical actuation signals for actuating the electromagnetic control valves.
  • the control valves are connected to a control gas source, for. B. a pilot cylinder or control bottle, fluidly connected or connectable. Once the control valves are actuated, control gas flows out of the pilot gas cylinder or control bottle and operates the pneumatic range valves as needed.
  • an additional fire alarm panel is provided as a secondary control device.
  • the fire panel is configured to receive fire alarm data from appropriate fire detectors, process fire alarm data, and signal a fire alarm.
  • An exemplary fire alarm control panel can be obtained from the Laboratory Strauss Sich réellesanlagenbau GmbH, Vienna, Austria.
  • Both the controller and the fire panel may be configured to operate in the event of potentially hazardous conditions, such as a fire hazard. As smoke, fire or critical oxygen concentrations respond.
  • the control device is assigned a sensor unit.
  • the sensor unit preferably has at least one pressure sensor and / or at least one temperature sensor.
  • the pressure sensor and / or the temperature sensor measure the state, in particular the fill level or the degree of filling of the compressed gas reservoir.
  • temperature-dependent pressure conditions in the compressed gas reservoir can be detected and reported to the control device, so that the refilling of the compressed gas reservoir with oxygen-reduced gas mixture takes into account the temperature-dependent pressure conditions takes place.
  • the control device in response to a temperature-dependent pressure increase controls the release of oxygen-reduced gas mixture from the compressed gas storage or regulates and thus prevents damage to the compressed gas storage.
  • the at least one gas separation system and / or a compressor system upstream of the gas separation system has a first operating mode and a second operating mode for supplying the oxygen-reduced gas mixture to the compressed gas reservoir and / or the at least one enclosed region.
  • each operating mode is assigned an independent gas separation system.
  • the first and second modes of operation may be operated individually or simultaneously by means of independent gas separation systems.
  • the gas separation system or the operating mode of the at least one gas separation system and / or a compressor system upstream of the gas separation system are preferably controlled in particular automatically by the control device.
  • refilling the compressed gas storage with an oxygen reduced gas mixture is typically effected with a higher concentration of nitrogen than required for delivery to the enclosed area.
  • the oxygen-reduced gas mixture produced in a first operating mode of the gas separation system with a high nitrogen concentration, preferably with a nitrogen concentration of 99.5% by volume can be used for recharging the compressed gas reservoir as required.
  • this gas mixture produced in a first operating mode of the gas separation system can be used to simultaneously provide an oxygen-reduced gas mixture to the enclosed region, the oxygen-reduced gas mixture then being diluted to a nitrogen concentration of, for example, 95% by volume.
  • control device offers the possibility of operating the gas separation system in a second operating mode, in which an oxygen-reduced gas mixture with an effective nitrogen concentration, preferably a nitrogen concentration of 95% by volume, is provided, which can be supplied to the enclosed area.
  • an oxygen-reduced gas mixture with an effective nitrogen concentration preferably a nitrogen concentration of 95% by volume
  • the control device offers the possibility of operating the gas separation system in a second operating mode, in which an oxygen-reduced gas mixture with an effective nitrogen concentration, preferably a nitrogen concentration of 95% by volume, is provided, which can be supplied to the enclosed area.
  • an oxygen-reduced gas mixture with an effective nitrogen concentration preferably a nitrogen concentration of 95% by volume
  • the gas separation system can be operated efficiently and the oxygen-reduced gas mixture can be used optimally according to the intended concentration.
  • a first gas separation system for refilling the compressed gas reservoir in a first operating mode and preferably to operate the other gas separation system in parallel in a second operating mode in order to control the enclosed region with an oxygen-reduced gas mixture in an effective mode Supply nitrogen concentration. It is conceivable to provide either a common or a single upstream compressor system for each of the gas separation systems.
  • a system is provided, in which the compressed gas reservoir has a plurality of spatially separate compressed gas containers, which are connected parallel to one another and preferably in each case with at least one container valve.
  • a first and a second manifold are provided.
  • the outlet of the gas separation system is connected via a valve to the first manifold or connectable thereto, while for preferably each of the plurality of compressed gas container, a first line section is provided, via which the respective container valve is fluidly connected to the first manifold.
  • the container valve of preferably one of the plurality of compressed gas containers is in each case further connected via a second line connected to the already mentioned second manifold.
  • the second manifold itself is connected via a valve, in particular a range valve, fluidly connected to the at least one enclosed area or connectable.
  • the valve to which the outlet of the gas separation system is connected or connectable to the first manifold forms the aforementioned first valve assembly.
  • the valve by which the second manifold can be connected or fluidly connected to the at least one enclosed area is part of the second valve arrangement when the oxygen reduction system is associated with a plurality of closed areas. If, on the other hand, the oxygen reduction system is assigned to only one enclosed area, then the valve, via which the second manifold is fluidically connected or connectable to the at least one enclosed area, forms the second valve arrangement.
  • FIG. 1 schematically illustrated first exemplary embodiment of the invention oxygen reduction system 100 is characterized in particular by the fact that it has a gas separation system 102 and in addition to a compressed gas storage 105.
  • the gas separation system 102 and the compressed gas storage 105 together form the "inert gas source" of the oxygen reduction system 100.
  • the gas separation system 102 is preceded by a compressor system 101 for correspondingly compressing the initial gas mixture to be supplied to the gas separation system 102.
  • a compressor system 101 for correspondingly compressing the initial gas mixture to be supplied to the gas separation system 102.
  • the gas separation system 102 can be adjusted to a required nitrogen concentration and required amount of oxygen-reduced gas.
  • the outlet of the gas separation system 102 ie the exit of the gas separation system 102 to which the oxygen reduced gas mixture or nitrogen enriched gas mixture is provided, is fluidly connected via a first conduit system to an enclosed space 107 and via an additional, second one Conduit connected to the aforementioned compressed gas storage 105 or connectable.
  • a first valve arrangement 104 is provided in the second line system, ie in the line system, which connects the outlet of the gas separation system 102 with the compressed gas storage 105.
  • Another valve assembly 109 is provided in the conduit system which fluidly connects the outlet of the gas separation system 102 to the enclosed space 107.
  • Another valve arrangement 106 is arranged in a line system which connects the compressed gas storage 105 with the enclosed area 107. In this way, if necessary, the compressed gas storage 105 can be fluidly connected to the enclosed area 107.
  • the oxygen-reducing plant 100 is preferably associated with a control device 10 in order to be able to control the individual valve arrangements 104, 106 and 109 in a coordinated manner.
  • the control device 10 is preferably further associated with a sensor unit having at least one pressure sensor and / or at least one temperature sensor, which are provided in particular in and / or on the compressed gas storage.
  • a sensor unit having at least one pressure sensor and / or at least one temperature sensor, which are provided in particular in and / or on the compressed gas storage.
  • control device 10 is designed to control the individual valve arrangements 104, 106 and 109 such that the outlet of the gas separation system 102 is preferably only fluidically connected or connectable to the inlet of the compressed gas storage 105 if there is no fluid connection between the outlet of the compressed gas reservoir 105 and the at least one enclosed area 107, ie if the third valve arrangement 106 is closed.
  • control device 10 is designed such that preferably only the outlet of the gas separation system 102 via the first valve assembly 104 with the compressed gas storage 105 is fluidly connected or connectable, if no fluidic Ver ⁇ Bond exists between the outlet of the gas separation system 102 and the enclosed area 107, that is, when the second valve assembly 109 is closed.
  • the oxygen reduction system 100 in particular the control device 10, such that the outlet of the gas separation system 102 with the inlet of the compressed gas reservoir 105 via the first valve arrangement 104 and the enclosed region 107 via the second valve arrangement 109 may flow as required. tig is connectable.
  • a further compressor system 103 is provided, which is arranged in the line system, which connects the outlet of the gas separation system 102 with the pressurized gas container 105.
  • the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system 102 can, if required, be further compressed, so that it can then be stored in the compressed gas container 105 in the desired compressed form.
  • a compressed gas cylinder or bottle battery is used as the compressed gas container, it is advantageous if the further compressor system 103 compresses the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system 102 to up to 300 bar.
  • FIG. 2 schematically illustrated oxygen reduction system 100 differs from that shown in FIG. 1 schematically illustrated embodiment, in particular, that the oxygen reduction system 100 according to the in FIG. 2, not only to a single enclosed area 107, but to a plurality of enclosed areas 107a, 107b.
  • the oxygen reduction system 100 is thus designed as a so-called multi-range system.
  • FIG. 2 schematically illustrated oxygen reduction system 100 of the compressed gas storage 105 a plurality of spatially separated, parallel to each other compressed gas containers 105a, 105b, 105c, 105d.
  • These compressed gas containers are, for example, commercial high-pressure bottles (300 bar bottles).
  • the individual compressed gas containers 105a to 105d are connected in parallel with one another in order to be able to supply the gas mixture stored in these compressed gas containers 105a to 105d in compressed form as quickly as possible to the enclosed regions 107a, 107b.
  • a first manifold 110 and a second manifold 111 for use.
  • the first manifold 110 is fluidly connectable to the outlet of the gas separation system 102 via the first valve assembly 104.
  • another valve arrangement is used to connect the outlet of the gas separation system 102 to the first enclosed area 107a and / or the second enclosed area 107b as needed.
  • FIG. 2 schematically illustrated embodiment
  • this embodiment of the invention has a total of two valves 109a and 109b, each of which is designed as a range valve and assigned to one of the corresponding enclosed regions 107a, 107b.
  • the aforementioned second manifold 111 is also fluidly connectable via respective area valves 106a, 106b to the respective enclosed areas 107a, 107b.
  • These valves 106a, 106b are preferably also designed as area valves.
  • the parallel connection of the individual compressed gas containers 105a to 105d will also be described with reference to the schematic illustration in FIG. 3 described in more detail.
  • each pressurized gas container 105a to 105d is provided with a corresponding container valve 108 (see FIG.
  • Each container valve 108 of the compressed gas tank 105a to 105d is connected via a first line section on the one hand with the first manifold 110 and a second line section on the other hand with the second manifold 111 fluidly connected.
  • each container valve 108 of the compressed gas tank 105a to 105d is associated with a connector piece 113, in particular in the form of a T or Y piece, via which the corresponding first line section on the one hand and the corresponding second line section on the other hand with the corresponding container valve 108 and are fluidly connected to the interior of the compressed gas container 105a to 105d.
  • the container valves 108 of the compressed gas containers 105a to 105d are each designed as a quick release valve arrangement, in particular as a pneumatically actuated quick release valve arrangement to form, if necessary, a fluid connection between the corresponding compressed gas container 105a to 105d and the second manifold. It is advantageous if the valve function of the quick release valve arrangement can also be switched off if necessary, in particular if the outlet of the gas separation system 102 is connected to the inlet of the corresponding compressed gas container 105a to 105d for the purpose of refilling.
  • At least one backflow preventer 112 is provided to a Gas flow from the second manifold 111 back to the pressurized gas containers 105a to 105d and / or from the pressurized gas containers 105a to 105d to the first manifold 110 to block.
  • the two backflow preventers 112 can be provided directly on a connector piece 113, in particular a T-piece, and can be fluidly connected to the container valve 108 of the respective compressed gas container 105a to 105d.
  • the inlet of the compressed gas storage and the outlet of the compressed gas storage are connected via a preferably common connector piece 113 with the interior of the compressed gas storage.
  • FIG. 4 schematically illustrated embodiment differs from the embodiment in FIG. 2, in particular by further pressurized gas containers 105e to 105f, which can be connected via a further valve of the first valve arrangement 104 in terms of flow to the outlet of the gas separation system.
  • the control device in the sense of the present invention is designed to control a plurality of valves of the first valve arrangement 104 accordingly.
  • each of the further pressurized gas containers 105e to 105f is associated with a container valve 108 with a connector piece 113, in particular in the form of a T or Y piece, via which the corresponding first line section on the one hand and the corresponding second line section on the other hand with the respective container valve 108th or the interior of the further pressurized gas container 105e to 105f is fluidly connectable.
  • the further second manifold 111 is also fluidly connectable via respective area valves 106c, 106d to the respective enclosed areas 107a, 107b. These valves 106c, 106d are preferably also designed as area valves.
  • the further Druckgasbenzol- ter 105 e to 105 g and the pressurized gas containers 105 a to 105 d are preferably independently, controlled or regulated by the control device 10, are used.
  • the refilling z. B. the other compressed gas storage 105e to 105g after a rapid reduction and / or Warabsenkung feasible while at the same time the compressed gas storage 105a to 105d with the enclosed areas 107a, 107b are fluidly connected to a to keep or reduce reduced oxygen content in the enclosed regions 107a, 107b.
  • pressurized gas containers 105a to 105d can also be refilled with oxygen-reduced gas mixture from the gas separation system 102, with the other pressurized gas containers 105e to 105g being connected in parallel to the enclosed regions 107a, 107b in terms of flow.
  • further pressurized gas containers 105e to 105g not on the in FIG. 4 illustrated number of compressed gas tanks limited, but may, if necessary, be supplemented by further compressed gas tank or more, independently controllable mergers of several compressed gas tanks.
  • the oxygen concentration is first lowered to a basic inerting level and this level is maintained in the enclosed area 107, for example, by the introduction of an oxygen-reduced gas mixture produced by the gas separation system 102. After expiry of a previously determinable or fixed time span, it is again checked, for example by means of fire detectors or visual inspection, whether there is still a fire. If there is no more fire, the basic inerting level is kept for a further definable or fixed period of time to prevent flashback. However, if a fire continues to exist, the oxygen concentration is lowered to a full inerting level by means of the further pressurized gas containers 105e to 105g and held at this level by means of the gas separation system 102.
  • the oxygen concentration in the enclosed area 107a, 107b does not fall below a first value predefined or determinable in particular as a function of the fire load of the enclosed area 107a, 107b and also a second predetermined or determinable one Value does not exceed, wherein the second value is smaller than the value of the oxygen concentration in the normal atmosphere and greater than the first value.
  • the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system 102 is supplied in a controlled manner to the enclosed region 107a, 107b in such a way that the oxygen concentration in the enclosed area 107a, 107b does not fall below the first value predefined or determinable, in particular as a function of the fire load of the enclosed area 107a, 107b, and does not exceed the second value, which is also predetermined or definable.
  • the first and second predetermined or determinable oxygen concentration values herein correspond to lower and upper limits of a baseline inerting level of the enclosed region.
  • the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system 102 is only supplied to the enclosed area 107a, 107b in a regulated manner if during or after the initial lowering or Quick lowering preferably automatically, in particular by means of at least one fire detector 118, and / or manu- In particular, by actuating a corresponding switch, it is verified that there is no fire in the enclosed area 107a, 107b.
  • the oxygen content in the room atmosphere of the enclosed area 107a, 107b is further reduced, by at least a part of the in the compressed gas storage 105 or at least a portion of the gas mixture or inert gas stored in at least one compressed gas tank 105a-g of the compressed gas storage 105 in compressed form supplied to the enclosed area 107a, 107b, by the compressed gas storage 105 or the at least one compressed gas tank 105a -g of the compressed gas reservoir 105 is fluidly connected to the enclosed area 107a, 107b.
  • the oxygen content in the room atmosphere of the enclosed area 107a, 107b is further reduced until the Oxygen concentration in the enclosed area reaches a predetermined or definable target concentration, which corresponds to a nitrogen concentration which is at least equal to an extinguishing gas concentration dependent on the fire load of the enclosed space 107a, 107b.
  • the predetermined or definable target oxygen concentration in the enclosed area 107a, 107b preferably corresponds to a full initiation level.
  • the predetermined or definable target oxygen concentration is maintained in the enclosed area 107a, 107b (retaining flooding), and while one at the outlet of the gas separation System 102, the oxygen-reduced gas mixture is supplied in a controlled manner to the enclosed area 107a, 107b by fluidly connecting the outlet of the gas separation system 102 with the enclosed area.
  • a refilling of the compressed gas reservoir 105 or a refilling of at least one compressed gas container 105a-g of the compressed gas reservoir 105 takes place during this holding flooding, namely by the outlet of the gas separation system 102 with the compressed gas reservoir 105 or with at least one pressurized gas container 105a.
  • g of the compressed gas storage 105 is fluidly connected.
  • the enclosed area 107a, 107b is preferably monitored continuously or at predetermined times or events with regard to the occurrence of at least one fire parameter.
  • at least the first or rapid lowering is preferably initiated automatically as soon as at least one fire parameter is detected.
  • FIG. 5a shows a block diagram for illustrating various exemplary connections of the control device 10 with components of the oxygen reduction system 100 according to an embodiment.
  • the controller 10 receives inputs via various sensors.
  • the sensor unit labeled "114" provides the controller 10 with data from a temperature sensor 115 and a pressure sensor 116 located in, on, or on a pressurized gas container 105.
  • the controller 10 may provide a more accurate refill in response to a temperature dependent pressure rise in the pressurized gas container 105.
  • the pressure sensor 116 allows the controller 10 to detect a pressure drop in the pressurized gas container 105, which may be a trigger condition for the start of refilling.
  • the oxygen sensor 117 provides values of oxygen concentration measurement in the enclosed region 107a, 107b to the controller 10, thereby enabling control of the activation or deactivation of the gas separation system 102 and / or the upstream compressor system 101 in response to the current oxygen concentration.
  • an optional fire panel 121 may be connected to the controller 10 to initiate a fire alarm mode of the controller 10, the fire alarm mode including, for example, triggering the extinguishing mode of the oxygen reduction system.
  • the erase mode includes lowering the oxygen concentration in the enclosed region 107a, 107b to a baseline or full inertization level.
  • a fire detector 118 which in this case is a aspirating smoke detector to allow for the earliest detection of smoke in the enclosed area 107a, 107b, is configured to provide alarm information to the fire panel 121 when smoke or a fire in an enclosed area 107a, 107b is detected.
  • the controller 10 and the fire panel 121 are configured to trigger the alarm 119.
  • a user interface 120 it is possible to display information available in the controller 10, such as status or alarm information, and to perform user input intended for the controller 10, such as configuration inputs.
  • the controller 10 is also connected to an upstream compressor system 101 to activate or deactivate this compressor system 101 or to increase or decrease the degree of compression of the upstream compressor system 101.
  • controller 10 is connected to a downstream compressor system 103 to activate this compressor system 103 for refilling the pressurized gas container 105 and to deactivate it when the refilling is completed.
  • controller 10 is connected to valves 104, 106, and 109, and can control the open or close state of the controller. Change the position of the valves 104, 106 and 109.
  • FIG. 5b shows in a grouped overview the components of FIG. 5a and the communication directions between the control device 10 and the other connected components.
  • the control device 10 exchanges signals with the sensor unit 114, which in this exemplary embodiment has at least one temperature sensor 115 for measuring and / or monitoring the temperature of the compressed gas reservoir 105, at least one pressure sensor 116 for measuring and / or monitoring the pressure of the compressed gas reservoir 105, at least one oxygen sensor 117 for measuring and / or monitoring the oxygen concentration in the atmosphere of the closed area 107a, 107b and at least one oxygen sensor 122 for measuring and / or monitoring the residual oxygen concentration at the outlet of the gas separation system 102.
  • the sensor unit 114 which in this exemplary embodiment has at least one temperature sensor 115 for measuring and / or monitoring the temperature of the compressed gas reservoir 105, at least one pressure sensor 116 for measuring and / or monitoring the pressure of the compressed gas reservoir 105, at least one oxygen sensor 117 for measuring and / or monitoring the oxygen concentration in the atmosphere of the closed area 107a
  • the controller 10 also exchanges signals with the fire alarm panel 121, which in turn communicates with at least one fire detector 118 to detect a fire detected by a fire detector 118 z. B. to a control center or the controller 10 to report the oxygen reduction system.
  • the fire alarm panel 121 also controls alerting means 119a to alert people to the fire.
  • the alerting means 19a may, for. B. flashing lights, light fields and / or H upen be.
  • the control device 10 can also control its own or additional alarm means 119b if, for example, the oxygen concentration measured in the enclosed region 107a, 107b with the at least one oxygen sensor 117 exceeds or falls below an inadmissibly high or unduly low concentration.
  • the control device 10 also exchanges signals with the user interface 120, shown by way of example in this figure as a touch panel attached to the control device 10.
  • the user interface 120 displays configuration, status, and alarm data to a user, and allows, for example, the adjustment or adjustment of the control functions of the controller 10 via user input.
  • threshold values for the sensors of the sensor device 114 can be set or changed via the user interface 120; wherein an undershooting or exceeding of the threshold values can lead to a message or to the activation of alarming means 119b.
  • the control device 10 also exchanges signals with the gas separation system 102, switches this on or off, for example, or asks the state of the Gas separation system 102 from.
  • the control of the gas separation system 102 upstream and downstream compressor systems 101, 103 such as switching on and off or a stepped or continuous increase or decrease in the degree of compression, using the control device 10th
  • controller 10 controls the valves of the first, second, and third valve assemblies 104, 106, and 109, for example, opens or closes the valves to selectively make fluid connections between the gas separation system 102, the compressed gas reservoir 105, and the enclosed region 107a. 107b to produce or separate.
  • FIG. FIG. 6 shows a flow chart of an exemplary control sequence for controlling an oxygen reduction system such as shown in FIG. 1 is shown.
  • the left branch of FIG. FIG. 6 shows a sequence for first lowering and / or maintaining an oxygen-reduced concentration in the enclosed regions 107a, 107b ("basic inertization" mode).
  • the right branch of FIG. FIG. 6 shows a sequence for fire detection, fire extinction (full inertization mode) and refilling of compressed gas tanks 105a to 105d.
  • the control device 10 opens the valve 109a and starts the upstream compressor system 101, that is to say the gas separation system 102, and the gas separation system 102, in order to supply the oxygen-reduced gas to the enclosed region 107a. to mix.
  • the controller 10 stops the upstream compressor system 101 and the gas separation system 102 and closes the valve 109a.
  • the minimum and maximum concentrations can be set individually and stored in the controller 10.
  • An exemplary minimum concentration could be 17.0 vol%, and an exemplary maximum concentration could be 17.4 vol%, which would correspond to a typical basic inertization range.
  • Another example includes lower and upper limits at 14.0 vol.% And 14.4 vol.%, Which would correspond to a typical full inertization range.
  • the minimum and maximum concentrations may also be variably defined for a daytime and a nighttime mode, wherein the daytime mode represents a time of high human traffic in the enclosed area, which requires a higher concentration of oxygen, and wherein the nighttime mode represents a time in which few or no people enter the enclosed area, which would allow lower oxygen concentration to increase the efficiency of fire protection.
  • FIG. 6 shows the interaction between fire detection, fire extinguishing (full inertization mode) and refilling:
  • the fire detection could be realized with aspirating smoke detectors, whereby a very meaningful, reliable and visually appealing fire alarm system can be realized.
  • the detection signal from the fire panel 121 is transmitted to the controller 10.
  • the control device 10 opens the valve 106a and triggers the pressurized gas containers 105a to 105d to pass over a collecting line. tion 111 and the valve 106a to be discharged, so that the stored in the compressed gas containers 105a to 105d, oxygen-reduced gas mixture quickly enters the enclosed area 107a, thereby extinguishing the fire.
  • the erasure mode is terminated by closing the valve 106a. Automatic or manual refilling begins with the opening of the valve 104 and the starting of the downstream compressor system 103.
  • the container pressure is measured continuously and the measurement data is supplied to the control device 10.
  • the compressed gas containers 105a to 105d are refilled until the pressure reaches a predetermined maximum.
  • the pressure measurements are subject to a temperature compensation. This is done by both measuring pressure and measuring temperature in the pressurized gas containers 105a-105d and calculating a normalized pressure in accordance with thermodynamic formulas.
  • the minimum and maximum pressures can be set individually and stored in the controller 10.
  • the refilling is completed by stopping the downstream compressor system 103 and closing the valve 104 by the controller 10.
  • the system then returns to a mode in which the system is sensitive to fire alarms issued to the enclosed areas 107a, 107b, thus returning to readiness for further rapid descent in the event of a re-fire or re-fire.
  • the invention is not limited to the embodiments of the oxygen reduction system 100 shown schematically in the drawings, but results from a synopsis of all the features disclosed herein.
  • an intermediate store is provided directly at the outlet of the gas separation system in order to temporarily store the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system.
  • an intermediate store is provided directly at the outlet of the gas separation system in order to temporarily store the oxygen-reduced gas mixture provided at the outlet of the gas separation system.
  • it is provided to use an already present stationary gas separation system (nitrogen generator) and also to provide the required additional downstream high-pressure compressor (compressor system 103) in a stationary manner or to provide it mobile.
  • a stationary gas separation system could be supported by a mobile gas separation system because otherwise the stationary gas separation system would need to be sized larger only for possible refill to produce the necessary delivery performance.
  • the possibility of providing two stationary gas separation systems (one for retaining flooding, one for refilling) is likewise conceivable in principle. If (only) a particular stationary gas separation system is present, it is advantageous if the nitrogen concentration of the oxygen-reduced gas mixture which can be provided at the outlet of the gas separation system can be switched over. With regard to optimal delivery conditions, an introduction into the room at a nitrogen concentration of about 95% by volume has been found, but at least 98% by volume, preferably at least 99% by volume, are desirable for the filling in order to increase the number of gas pressure vessels optimize.
  • the temperature of the compressed gas reservoir (bottle temperature). This not only serves the temperature-compensated pressure measurement or filling, but when a maximum temperature is exceeded, the filling is interrupted to protect the cylinder valves.
  • the temperature measurement can be carried out via, for example, magnetic thermocouples on the outer wall of the bottles.
  • the temperature is measured at at least two points of the compressed gas storage, namely at the coldest and at the warmest point.
  • the coldest and warmest spots can be determined by experiments or based on the environmental conditions, eg. B. on the basis of cool wall surfaces or radiators, estimated.
  • the temperature at the coldest point then serves for the temperature-compensated pressure measurement or filling, while the measurement at the warmest point is intended to prevent the exceeding of a maximum temperature possibly damaging for the container valves.
  • the residual oxygen content is monitored at the outlet of the gas separation system in order to derive the nitrogen reduced air not in the compressed gas storage in the case of an impermissibly low nitrogen concentration but outside or in the enclosed area, so that the required purity is ensured.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sauerstoffreduzierungsanlage (100), welche wenigstens ein Gasseparationssystem (102) sowie einen Druckgasspeicher (105; 105a bis 105f) aufweist. Der Druckgasspeicher (105; 105a-f) ist über ein Leitungssystem mit mindestens einem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar, um einem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) bedarfsweise das in dem Druckgasspeicher (105; 105a-f) gespeicherte Gasgemisch bzw. Inertgas zuzuführen. Der Auslass des Gasseparationssystems (102) ist wahlweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-f) oder mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar zum bedarfsweisen Zuführen des am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten Gasgemisches entweder zu dem Druckgasspeicher (105; 105a-f) oder zu dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b).

Description

SAUERSTOFFREDUZIERUNGSAN LAGE UN D VERFAH REN ZUM BETREIBEN EIN ER
SAUERSTOFFREDUZIERUNGSAN LAGE
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sauerstoffreduzierungsanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Anlage.
Eine Sauerstoffreduzierungsanlage der erfindungsgemäßen Art dient insbesondere zum geregelten Reduzieren des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre eines umschlossenen Bereiches. Hierzu weist die Sauerstoffreduzierungsanlage ein Gasseparationssystem zum Bereitstellen eines sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. eines Inertgases und ein Leitungssystem auf, welches mit dem Gasseparationssystem und mit dem umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist, um bedarfsweise mindestens einen Teil des von dem Gasseparationssystem bereitgestellten Gasgemisches bzw. Gases dem umschlossenen Bereich zuzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Anlage dient bei- spielsweise zur Minderung des Risikos und zum Löschen von Bränden in einem zu überwachenden Schutzraum, wobei zur Brandverhütung bzw. zur Brandbekämpfung der umschlossene Raum auch auf unterschiedlichen Absenkungsniveaus dauerinertisiert wird bzw. dauerinertisierbar ist. Dem Grundprinzip der Inertisierungstechnik zur Brandverhütung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in umschlossenen Räumen, die nur gelegentlich von Mensch oder Tier betreten werden und deren Einrichtung sensibel auf Was- sereinwirkung reagiert, der Brandgefahr dadurch begegnet werden kann, dass die Sauerstoffkonzentration in dem betroffenen Bereich auf einen Wert von beispielsweise etwa 15 Vol .-% abgesenkt wird . Bei einer solchen (reduzierten) Sauerstoffkonzentration können sich die meisten brennbaren Materialien nicht mehr entzünden. Haupteinsatzgebiet dieser Inertisierungstechnik zur Brandverhütung sind dementsprechend auch EDV-Bereiche, elektrische Schalt- und Verteilerräume, umschlossene Einrichtungen sowie Lagerbereiche mit besonders hochwertigen Wirtschaftsgütern. Die bei diesem Verfahren resultierende Brandverhütungswirkung beruht auf dem Prinzip der Sauerstoffverdrängung . Normale Umgebungsluft besteht bekanntlich zu 21 Vol .-% aus Sauerstoff, zu 78 Vol .-% aus Stickstoff und zu 1 Vol. -% aus sonstigen Gasen. Zur Brandverhütung wird durch Einleiten eines sauerstoffverdrängenden Gases, wie beispielsweise Stickstoff, der Sauerstoffanteil in der Rau- matmosphäre des umschlossenen Raumes verringert. Es ist bekannt, dass eine Brandverhütungswirkung bereits dann einsetzt, wenn der Sauerstoffanteil unter den Sauerstoffanteil in der normalen Umgebungsluft sinkt. Abhängig von den in dem Schutzraum vorhandenen brennbaren Materialien kann ein weiteres Absenken des Sauerstoffgehalts auf beispielsweise 12 Vol. -% erforderlich sein.
Als weiteres Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Sauerstoffreduzierungsanlage bzw. das erfindungsgemäße Verfahren sei das Bereitstellen von Trainingsbedingungen zum Hypoxietraining in einem umschlossenen Raum genannt, bei dem der Sauerstoffgehalt reduziert ist. In solch einem Raum ist ein Training unter künstlich hergestellten Höhenbedingungen möglich, welches auch als „normobares Hypoxietraining" bezeichnet wird.
Weiter sei als Anwendungsbeispiel die Lagerung von Gegenständen, insbesondere Lebensmitteln vorzugsweise Kernobst, unter einer sogenannten„Controlled Atmo- sphere (CA)" genannt, in der unter anderem der prozentuale anteilige Luftsauerstoff geregelt wird, um den Alterungsprozess leicht verderblicher Waren zu verlangsamen.
Eine Sauerstoffreduzierungsanlage der eingangs genannten Art ist dem Prinzip nach aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise wird in der Druckschrift DE 198 11 851 AI eine Inertisierungsanlage beschrieben, welche ausgelegt ist, den Sauerstoffgehalt in einem umschlossenen Raum auf ein bestimmtes Grundi- nertisierungsniveau abzusenken, und im Falle eines Brandes den Sauerstoffgehalt rasch auf ein bestimmtes Vollinertisierungsniveau weiter abzusenken. Unter dem hierin verwendeten Begriff „Grundinertisierungsniveau" ist ein im Vergleich zum Sauerstoffgehalt der normalen Umgebungsluft reduzierter Sauerstoffgehalt zu verstehen, wobei allerdings dieser reduzierte Sauerstoffgehalt noch keinerlei Gefährdung von Personen oder Tieren bedeutet, so dass diese - zumindest kurzzeitig - den dauerinertisierten Bereich noch problemlos, d. h. ohne besondere Schutzmaßnahmen, wie beispielsweise Sauerstoffmasken, betreten könnten. Das Grundinertisierungsniveau entspricht beispielsweise einem Sauerstoffgehalt in dem umschlossenen Bereich von 15 bis 17 Vol .-%.
Hingegen ist unter dem Begriff „Vollinertisierungsniveau" ein im Vergleich zum Sauerstoffgehalt des Grundinertisierungsniveaus weiter reduzierter Sauerstoffgehalt zu verstehen, bei welchem die Entflammbarkeit der meisten Materialien bereits soweit herabgesetzt ist, dass sich diese nicht mehr entzünden können. Abhängig von der in dem betroffenen Bereich vorhandenen Brandlast liegt das Vollinertisierungsniveau in der Regel bei etwa 12 bis 14 Vol.-% Sauerstoffkon- zentration.
Um einen umschlossenen Bereich mit einer Sauerstoffreduzierungsanlage auszurüsten, ist zum einen eine entsprechende Inertgasquelle vorzusehen, um das in den umschlossenen Raum einzuleitende, sauerstoffreduzierte Gasgemisch bzw. Inertgas bereitstellen zu können. Die Abgabekapazität der Inertgasquelle, d. h. die pro Zeiteinheit von der Inertgasquelle bereitstellbare Menge an Inertgas, sollte dabei an Eigenschaften des umschlossenen Bereiches, insbesondere an das Raumvolumen und/oder die Luftdichtigkeit des umschlossenen Bereiches, ange- passt sein.
Kommt die Sauerstoffreduzierungsanlage als (präventive) Brandschutzmaßnahme zum Einsatz, ist insbesondere sicherzustellen, dass im Brandfall innerhalb kürzester Zeit eine hinreichende Menge an Inertgas in die Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches eingeleitet werden kann, damit möglichst zügig eine Löschwirkung eintritt. Zwar könnte das im Bedarfsfall in den umschlossenen Bereich einzuleitende, sauerstoffreduzierte Gasgemisch bzw. Inertgas in einer Hochdruckflaschenbatterie oder dergleichen Druckgasspeicher gelagert werden, allerdings hat es sich in der Praxis durchgesetzt, zumindest einen Teil des von der Inertgasquelle bereitzustel- lenden, sauerstoffreduzierten Gasgemisches„vor Ort zu produzieren", insbesondere deshalb, weil die Lagerung von Inertgas in Gasflaschenbatterien oder dergleichen Druckgasspeichern besondere bauliche Maßnahmen erfordert.
Um zumindest einen Teil des von der Inertgasquelle bereitzustellenden, sauer- stoff reduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases vor Ort„produzieren" zu können, weist die Inertgasquelle in der Regel - zusätzlich zu einer Hochdruckflaschenbatterie oder dergleichen Druckgasspeicher - ein Gasseparationssystem auf, in welchem zumindest ein Teil eines in einem dem Gasseparationssystem zugeführten Anfangsgasgemisch enthaltenen Sauerstoffs abgetrennt wird, so dass an einem Auslass des Gasseparationssystems ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch bereitgestellt wird.
Unter dem hierin verwendeten Begriff „Anfangsgasgemisch" ist allgemein ein Gasgemisch zu verstehen, welches neben dem Bestandteil Sauerstoff insbesonde- re noch Stickstoff und gegebenenfalls noch weitere Gase (beispielsweise Edelgase) aufweist. Als Anfangsgasgemisch kommt beispielsweise normale Umgebungsluft infrage, d. h. ein Gasgemisch, welches zu 21 Vol .-% aus Sauerstoff und zu 78 Vol .-% aus Stickstoff und zu 1 Vol .-% aus sonstigen Gasen besteht. Denkbar ist allerdings auch, dass ein Teil der in dem umschlossenen Bereich enthaltenen Raumluft als Anfangsgasgemisch verwendet wird, wobei diesem Raumluftanteil vorzugsweise noch Frischluft beigemischt ist.
Das Gasseparationssystem dient insbesondere dazu, einen in der Raumatmosphäre eines umschlossenen Raumes reduzierten Sauerstoffgehalt auf dem entspre- chenden Niveau zu halten. Demnach ist die Abgabekapazität des Gasseparationssystems, d. h. die pro Zeiteinheit am Auslass des Gasseparationssystems bereitstellbare Menge des sauerstoffreduzierten Gasgemisches, insbesondere an die Dichtigkeit der Raumhülle des umschlossenen Bereiches angepasst, so dass über das Gasseparationssystem ein entsprechendes Haltefluten realisiert werden kann. Hingegen ist es anlagentechnisch von Vorteil, zur Erstabsenkung des Sauerstoffgehaltes in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches nicht oder nicht nur das Gasseparationssystem heranzuziehen, da für eine Erstabsenkung pro Zeiteinheit eine relativ große Menge an Inertgas bzw. sauerstoffreduziertem Gas von Nöten ist. Um dies allein mit einem Gasseparationssystem realisieren zu können, müsste das Gasseparationssystem entsprechend groß ausgelegt sein, was im Hinblick auf Investitionskosten in der Regel nicht umsetzbar ist.
Von daher sind die üblichen Sauerstoffreduzierungsanlagen in der Regel zusätz- lieh zu dem Gasseparationssystem mit einem Druckgasspeicher versehen, in welchem ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch oder Inertgas in komprimierter Form gespeichert ist. Das in diesem Druckgasspeicher gespeicherte Gasgemisch bzw. Inertgas dient insbesondere der Schnellabsenkung des Sauerstoffgehaltes in dem entsprechenden umschlossenen Bereich, um im Falle eines Brandes die Sauer- Stoffkonzentration rasch zu senken. Denkbar ist allerdings auch, das in dem
Druckgasspeicher gespeicherte Gasgemisch bzw. Inertgas für eine Erstabsenkung des Sauerstoffgehaltes in dem entsprechenden umschlossenen Bereich einzusetzen, d. h. zum anfänglichen Reduzieren des Sauerstoffgehaltes auf ein bestimmtes Inertisierungsniveau .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, dass nach dem Auslösen einer herkömmlichen Sauerstoffreduzierungsanlage, d. h. dann, wenn das in dem Druckgasspeicher in komprimierter Form gespeicherte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch bzw. Inertgas zur Schnell- oder Erstabsenkung in den um- schlossenen Raum eingeleitet wurde, ein Austausch des dann entleerten bzw. teilentleerten Druckgasspeichers mit einem vollen Druckgasspeicher unumgänglich ist, um sicherzustellen, dass mit der Sauerstoffreduzierungsanlage auch wieder zu einem späteren Zeitpunkt erneut eine Schnellabsenkung gemäß einem vorgegebenen Ereignisablauf realisierbar ist.
In vielen Fällen ist der Austausch bzw. Wechsel mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers jedoch nur unter erhöhtem Aufwand realisierbar, da der Druckgasspeicher einer Sauerstoffreduzierungsanlage häufig nicht frei zugänglich angeordnet ist. Dieser Umstand führt unter anderem auch dazu, dass die laufenden Betriebskosten einer Sauerstoffreduzierungsanlage oft verhältnismäßig hoch sind. Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sauerstoffreduzierungsanlage der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die laufenden Betriebskosten beim Betreiben der Sauerstoffreduzierungsanlage weiter reduziert werden können, ohne dass die Wirksamkeit oder Effizienz der Sauerstoffreduzierungsanlage beeinträchtigt wird .
Diese Aufgabe wird durch eine Sauerstoffreduzierungsanlage gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Sauer- Stoffreduzierungsanlage gemäß dem Patentanspruch 51 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens in den entsprechenden abhängigen Patentansprüchen angegeben sind. Demgemäß wird insbesondere eine Sauerstoffreduzierungsanlage vorgeschlagen, welche wenigstens ein Gasseparationssystem zum bedarfsweisen Bereitstellen eines sauerstoffreduzierten Gasgemisches an einem Auslass des Gasseparationssystems und einen Druckgasspeicher zum Speichern eines sauerstoffreduzierten Gasgemisches oder Inertgases in komprimierter Form aufweist. Der Druckgas- Speicher ist über ein Leitungssystem mit mindestens einem umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar, um bedarfsweise mindestens einen Teil des in dem Druckgasspeicher gespeicherten Gasgemisches bzw. Inertgases dem mindestens einen umschlossenen Bereich zuzuführen. Andererseits ist der Auslass des Gasseparationssystems wahlweise mit einem Einlass des Druck- gasspeichers oder mit dem mindestens einen umschlossenen Raum strömungsmäßig verbunden oder verbindbar, um bedarfsweise das am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte Gasgemisch dem Druckgasspeicher und/oder dem mindestens einen umschlossenen Bereich zuzuführen. Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand : dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage der Auslass des Gasseparationssystems wahlweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers und/oder mit dem mindestens einen umschlossenen Raum strömungsmäßig verbindbar ist, kommt dem Gasseparationssystem eine Doppelfunktion zu . Zum einen dient das Gasseparationssystem dazu, ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches zuzuführen, um in der Raum- atmosphäre des umschlossenen Bereiches die Sauerstoffkonzentration abzusenken (= Schnell- oder Erstabsenkung) oder die Sauerstoffkonzentration auf einem bereits abgesenkten Niveau zu halten. Zum anderen dient das Gasseparationssystem bei Bedarf zum Wiederbefüllen mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher in komprimierter Form gespeicherten sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases zuvor in die Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches eingeleitet wurde, um beispielsweise dort die Sauerstoffkonzentration rasch auf ein bestimmtes Inertisierungsniveau abzusenken. Ein solches rasches Absenken durch„Einschließen" eines sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases in die Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes ist insbesondere dann notwendig, wenn im Falle eines Brandes oder zum Zwecke einer Erstabsenkung die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Raum möglichst rasch gesenkt werden muss.
Dadurch, dass mit Hilfe des Gasseparationssystems anschließend der Druckgasspeicher bzw. mindestens ein Druckgasbehälter des Druckgasspeichers wieder mit einem sauerstoffreduzierten Gasgemisch befüllt werden kann, ist es nicht mehr erforderlich, den Druckgasspeicher bzw. den mindestens einen Druckgasbehälter des Druckgasspeichers auszutauschen oder gar mit Hilfe einer externen Anlage wieder zu befüllen. Insbesondere eignet sich somit die erfindungsgemäße Lösung auch für umschlossene Bereiche, die nur schwer zugänglich sind, wie beispielsweise in abseits gelegenen Gebieten. Grundsätzlich kann/können der Druckgasspeicher bzw. der oder die Druckgasbehälter des Druckgasspeichers nun sogar in leerem Zustand transportiert und aufgestellt werden, was den Transport und die Installation erheblich vereinfacht. Der Druckgasspeicher bzw. der oder die Druckgasbehälter des Druckgasspeichers wird/werden dann vor Inbetriebnahme vor Ort mit Hilfe des Gasseparationssys- tems erstmalig mit einem sauerstoffreduzierten Gasgemisch befüllt.
Um die Kapazität des Gasseparationssystems, d. h. die pro Zeiteinheit bereitstellbare Menge eines sauerstoffreduzierten Gasgemisches, optimieren und an die entsprechende Anwendung anpassen zu können, ist es von Vorteil, wenn dem Gasseparationssystem ein Kompressorsystem vorgeschaltet ist, über welches ein dem Gasseparationssystem zuzuführendes Anfangsgasgemisch entsprechend komprimiert wird . Je nach Betriebsart (VPSA oder PSA) liegt dabei der Grad der Komprimierung des Anfangsgasgemisches bei 1 bis 2 bar bzw. 8 bis 10 bar.
Selbstverständlich sind aber auch andere Komprimierungen denkbar. Insbesondere ist das Gasseparationssystem ausgelegt, von dem zugeführten Anfangsgasgemisch mindestens einen Teil des in diesem Gasgemisch enthaltenen Sauerstoffs abzutrennen.
In bevorzugter Weise ist das Gasseparationssystem ausgelegt, wahlweise in einer VPSA-Betriebsart oder in einer PSA-Betriebsart betrieben zu werden.
Wie bereits angedeutet, ist unter dem hierin verwendeten Begriff „Anfangsgasgemisch" allgemein ein Gasgemisch zu verstehen, welches neben dem Bestandteil Sauerstoff insbesondere noch Stickstoff und gegebenenfalls noch weitere Gase, wie beispielsweise Edelgase aufweist. Als Anfangsgasgemisch kommt beispielsweise normale Umgebungsluft infrage, d. h. ein Gasgemisch, welches zu 21 Vol .- % aus Sauerstoff, 78 Vol .-% aus Stickstoff und zu 1 Vol .-% aus sonstigen Gasen besteht. Denkbar ist allerdings auch, dass als Anfangsgasgemisch ein Teil der in dem umschlossenen Bereich enthaltenen Raumluft verwendet wird, wobei diesem Raumluftanteil vorzugsweise noch Frischluft beigemischt ist.
Unter einem in einer VPSA-Betriebsart betriebenen Gasseparationssystem ist allgemein eine nach dem Vakuum-Druckwechselabsorptions-Prinzip (engl. : vacuum pressure swing absorption - VPSA) arbeitende Anlage zur Bereitstellung von mit Stickstoff angereicherter Luft zu verstehen. Erfindungsgemäß kommt in der
Sauerstoffreduzierungsanlage als Gasseparationssystem vorzugsweise eine derartige VPSA-Anlage zum Einsatz, die allerdings im Bedarfsfall in einer PSA- Betriebsart betrieben wird . Die Abkürzung„PSA" steht für„pressure swing absorption", was üblicherweise als Druckwechselabsorptionstechnik bezeichnet wird.
Um die Betriebsart des Gasseparationssystems von VPSA auf PSA umschalten zu können, ist es in einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der Grad der von dem dem Gasseparationssystem vorgeschalteten Kompressorsystem bewirkten Komprimierung des Anfangsgasgemisches entsprechend er- höht wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass dann, wenn die pro Zeiteinheit am Auslass des Gasseparationssystem bereitzustellende Menge eines sauerstoffred u- zierten Gasgemisches erhöht werden muss, der Grad der Komprimierung erhöht wird, insbesondere auf einen Wert, der von der pro Zeiteinheit bereitzustellenden Menge des sauerstoffreduzierten Gasgemisches abhängt. Die Erhöhung der durch das Kompressorsystem durchgeführten Komprimierung des Anfangsgasgemisches erfolgt insbesondere in einem Brandfall, d. h. dann, wenn beispielsweise in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches eine Brandkenngröße detektiert wird, oder wenn aus einem anderen Grund kurzfristig der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches im Vergleich zu einem zuvor eingestellten bzw. gehaltenen Sauerstoffgehalt weiter zu reduzieren ist. Andererseits erfolgt die Erhöhung der durch das Kompressorsystem durchgeführten Komprimierung beispielsweise auch dann, wenn der Druckgasspeicher bzw. der oder die Druckgasbehälter des Druckgasspeichers mit einem sauerstoffreduzierten Gasgemisch wiederbefüllt werden muss/müssen.
Grundsätzlich ist vorgesehen, dass das Gasseparationssystem mindestens einen Stickstoffgenerator oder mehrere parallel zueinander geschaltete Stickstoffgeneratoren aufweist. Bei dem mindestens einen Stickstoffgenerator handelt es sich beispielsweise um einen nach der PSA- oder VPSA-Technik betriebenen Stickstoff- generator. Im Einzelnen weist ein auf der PSA/VPSA-Technik basierender Stickstoffgenerator mindestens ein Adsorberbehälter mit Adsorbermaterial auf, welches ausgelegt ist, Sauerstoffmoleküle zu adsorbieren, wenn ein sauerstoffenthaltenes Gas durch den Adsorberbehälter geleitet wird . Alternativ oder zusätzlich zu einem nach der PSA- oder VPSA-Technik betriebenen Stickstoffgenerator kann das Gasseparationssystem auch mindestens einen auf der Membran-Technik basierenden Stickstoffgenerator aufweisen. Bei einem solchen Stickstoffgenerator kommt üblicherweise ein Membransystem zum Einsatz, bei dem ausgenutzt wird, dass verschiedene Gase unterschiedlich schnell durch bestimmte Materialien diffundieren. Denkbar hierbei ist es, eine Hohlfasermembran mit einem auf die Außenfläche der Hohlfasermembran aufgebrachten Separationsmaterial zu verwenden, durch welches Sauerstoff sehr gut diffundieren kann, wohingegen Stickstoff für dieses Separationsmaterial nur eine geringe Diffusionsgeschwindigkeit aufweist. Wird eine derart präparierte Hohlfasermembran innen von Luft durchströmt, diffundiert der in der Luft enthaltene Sauerstoff schnell durch die Hohlfaserwandung nach außen, während der Stickstoff weitgehend im Faserinneren gehalten wird, so dass während des Durchgangs durch die Hohlfaser eine Aufkonzentration des Stickstoffs stattfindet.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist das Gasseparationssystem als ein mobiles System ausgebildet, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage entfernbar ist.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese ferner ein dem Gasseparationssystem vorgeschaltetes Kompressorsys- tem auf zum Komprimieren eines dem Gasseparationssystem zuzuführenden Anfangsgasgemisches. Hierbei ist es denkbar, das dem Gasseparationssystem vorgeschaltete Kompressorsystem als ein mobiles System auszubilden, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage und/oder dem Gasseparationssystem entfernbar ist.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist ein Kompressorsystem zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem Einlass des Druckgasspeichers vorgesehen zum bedarfsweisen Komprimieren des am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellten und dem Druckgas- Speicher bzw. dem Druckgasbehälter oder den Druckgasbehältern des Druckgasspeichers zuzuführenden sauerstoffreduzierten Gasgemisches. Auch in diesem Zusammenhang ist es denkbar das zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem Einlass des Druckgasspeichers vorgesehene Kompressorsystem als ein mobiles System auszubilden, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzie- rungsanlage und/oder dem Gasseparationssystem entfernbar ist.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist ein Leitungssystem vorgesehen, über welches der Auslass des Gasseparationssystems wahlweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers und/oder mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist. Das Leitungssystem kann dabei zumindest bereichsweise mit dem Leitungssystem übereinstimmen, über welches der Druckgasspeicher mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Leitungssystem, über wel- ches der Auslass des Gasseparationssystems wahlweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers und/oder mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist, zumindest bereichsweise als mobiles System ausgebildet sein, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage und/oder dem Gasseparationssystem entfernbar ist. Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese ferner ein Ventilsystem mit einer ersten Ventilanordnung auf, wobei die erste Ventilanordnung ausgebildet ist zum Ausbilden und/oder Trennen einer strömungsmäßigen Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem Einlass des Druckgasspeichers.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese ferner ein Ventilsystem mit einer zweiten Ventilanordnung auf, wobei die zweite Ventilanordnung ausgebildet ist zum Ausbilden und/oder Trennen einer strömungsmäßigen Verbindung zwischen einem Auslass des Druckgasspeichers und dem mindestens einen umschlossenen Bereich.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese ferner ein Ventilsystem mit einer dritten Ventilanordnung auf, wobei die dritte Ventilanordnung ausgebildet ist zum Ausbilden und/oder Trennen einer strömungsmäßigen Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem mindestens einen umschlossenen Bereich.
Das Ventilsystem der zuvor genannten verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage kann zumindest teilweise als ein mobiles System ausgebildet sein, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage und/oder dem Gasseparationssystem entfernbar ist.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist der Druckgasspeicher mindestens einen Einlass und mindestens einen Aus- lass auf, wobei der Einlass des Druckgasspeichers und der Auslass des Druckgasspeichers über ein Verbinderstück mit dem Inneren des Druckgasspeichers verbunden sind . Das Verbinderstück kann dabei als ein im Hinblick auf den mindestens einen Einlass und den mindestens einen Auslass gemeinsames Verbinderstück ausgeführt sein. Beispielsweise kann das Verbinderstück als T- oder Y-Stück ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Verbinderstück in einem Behälterventil des Druckgasspeichers ausgebildet sein. Beispielsweise könnte in diesem Fall ein Pilotanschluss des Behälterventils als Einlass des Druckgasspeichers dienen. Pilotanschlüsse werden normalerweise genutzt, um seriell mit einem Druckgasbehälter wiederum den nächsten auszulösen. Bei paralleler Auslösung entfällt ihre Funktion.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese ferner eine Steuereinrichtung auf zum vorzugsweise koordinierten Ansteuern von ansteuerbaren Komponenten der Sauerstoffreduzierungsanlage. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, ein Ventilsystem der Sauerstoffreduzierungsanlage derart anzusteuern, dass der Auslass des Gasseparationssystems vorzugsweise nur dann mit dem Einlass des Druckgasspeichers strömungsmäßig verbunden ist, wenn keine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Druckgasspeichers und dem mindestens einen umschlossenen Bereich und/oder keine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Aus- lass des Gasseparationssystems und dem mindestens einen umschlossenen Bereich vorliegt.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese ferner eine Sensoreinheit auf zur Koordination der Bereitstellung des sauerstoffreduzierten Gasgemisches an dem Auslass des Gasseparationssystems, zur Koordination der Zuführung des an dem Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellten sauerstoffreduzierten Gasgemisches zu dem Druckgasspeicher, zur Koordination der Zuführung des an dem Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellten sauerstoffreduzierten Gasgemisches zu dem mindestens einen umschlossenen Bereich und/oder zur Koordination der Zuführung des in dem
Druckgasspeicher gespeicherten sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases zu dem mindestens einen umschlossenen Bereich.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist die Sauerstoffreduzierungsanlage mindestens einen dem Druckgasspeicher zugeordneten Drucksensor auf zum bedarfsweisen oder kontinuierlichen Erfassen eines vorzugsweise statischen und/oder dynamischen Gasdruckes des in dem Druckgasspeicher gespeicherten sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases. Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese mindestens einen dem mindestens einen umschlossenen Bereich zugeordneten Drucksensor auf zum bedarfsweisen oder kontinuierlichen Erfassen eines vorzugsweise statischen Gasdruckes in der Raumatmosphäre des umschlos- senen Bereiches.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese mindestens einen Drucksensor auf zum Erfassen eines vorzugsweise dynamischen und/oder statischen Gasdruckes am Einlass des Druckgasspeichers, insbesondere beim Zuführen des am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellten Gasgemisches zu dem Druckgasspeicher.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese mindestens einen dem Druckgasspeicher zugeordneten Temperatur- sensor auf zum bedarfsweisen oder kontinuierlichen Erfassen einer Temperatur des in dem Druckgasspeicher gespeicherten sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese mindestens einen dem Gasseparationssystem zugeordneten Sensor auf zum bedarfsweisen oder kontinuierlichen Erfassen einer Sauerstoffrestkonzentration in dem am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellten sauerstoffreduzierten Gasgemisches. Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist das wenigstens eine Gasseparationssystem einen ersten Betriebsmodus, in welchem bedarfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch zu dem Druckgasspeicher bzw. zu mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers zugeführt wird, und einen zweiten Betriebsmodus, in welchem bedarfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch zu mindestens einem umschlossenen Bereich zugeführt wird, auf, wobei der erste und zweite Betriebsmodus vorzugsweise durch eine Steuereinrichtung und noch bevorzugter automatisch, insbesondere wahlweise automatisch, durch eine Steuereinrichtung einstellbar sind. Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist dem wenigstens einen Gasseparationssystem ein vorgeschaltetes Kompressor- System zugeordnet, wobei das vorgeschaltete Kompressorsystem einen ersten Betriebsmodus, in welchem bedarfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch zu dem Druckgasspeicher bzw. zu mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers zugeführt wird, und einen zweiten Betriebsmodus, in welchem be- darfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch zu mindestens einem umschlossenen Bereich zugeführt wird, aufweist, wobei der erste und zweite Betriebsmodus vorzugsweise durch eine Steuereinrichtung und noch bevorzugter automatisch, insbesondere wahlweise automatisch, durch eine Steuereinrichtung einstellbar sind.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist der Auslass des Gasseparationssystems über ein Ventil mit einer ersten Sammelleitung verbunden oder verbindbar. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die erste Sammelleitung und/oder das Ventil als mobiles System ausgebildet sind/ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage und/oder dem Gasseparationssystem entfernbar ist.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist der Druckgasspeicher eine Mehrzahl von räumlich voneinander getrennten, parallel zueinander geschalteten Druckgasbehältern mit mindestens einem, vorzugsweise jeweils einem Behälterventil auf. Denkbar hierbei ist es, dass für vorzugsweise jeden der Mehrzahl von Druckgasbehältern ein erster Leitungsabschnitt vorgesehen ist, über den das jeweilige Behälterventil des Druckgasbehälters mit einer ersten Sammelleitung strömungsmäßig verbunden ist. Das Behälterventil eines vorzugsweise jeden der Mehrzahl von Druckgasbehältern ist vorzugsweise jeweils über einen zweiten Leitungsabschnitt mit einer zweiten Sammelleitung strömungsmäßig verbunden. Denkbar in diesem Zusammenhang ist es insbesondere, wenn die zweite Sammelleitung über ein Ventil, insbesondere Bereichsventil, mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist. Vorzugsweise sind/ist die zweite Sammelleitung und/oder das Ventil als mobiles System ausgebildet, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage und/oder dem Gasseparationssystem entfernbar ist.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche ausgebildet ist, vorzugsweise automatisch und noch bevorzugter wahlweise automatisch entsprechende der Sauerstoffreduzierungsanlage zugeordnete Ventilanordnungen derart koordiniert anzusteuern, dass der Ausgang des wenigstens einen Gasseparationssystems mit dem Einlass wenigstens eines Druckgasbehälters strömungsmäßig verbindbar ist, wenn eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass wenigstens eines weiteren Druckgasbehälters und dem mindestens einen umschlossenen Bereich vorliegt.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche ausgebildet ist, vorzugsweise au- tomatisch und noch bevorzugter wahlweise automatisch entsprechende der
Sauerstoffreduzierungsanlage zugeordnete Ventilanordnungen derart koordiniert anzusteuern, dass bei Detektion eines zuvor festgelegten oder festlegbaren Minimaldrucks und/oder bei Unterschreiten eines zuvor festgelegten oder festlegbaren Minimaldrucks in wenigstens einem der Druckgasbehälter selektiv eine strö- mungsmäßige Verbindung zwischen dem Einlass des wenigstens einen Druckgasbehälters und dem Auslass des Gasseparationssystems ausgebildet wird .
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist mindestens einem Druckgasbehälter ein Rückflussverhinderer, insbesondere in Gestalt eines Rückschlagventils, zugeordnet zum Blockieren eines Gasflusses von einem zwischen dem Druckgasbehälter und dem umschlossenen Bereich verlaufenden Leitungssystem zu dem Druckgasbehälter.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist mindestens einem Druckgasbehälter ein Rückflussverhinderer, insbesondere in Gestalt eines Rückschlagventils, zugeordnet zum Blockieren eines Gasflusses von dem Druckgasbehälter zu einem zwischen dem Ausgang des wenigstens einen Gasseparationssystems und dem Druckgasbehälter verlaufenden Leitungssystem. Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist mindestens einer der Mehrzahl von Druckgasbehältern ein Behälterventil mit einer vorzugsweise pneumatisch betätigbaren Schnellauslöseventilanordnung auf zum bedarfsweisen Ausbilden einer strömungsmäßigen Verbindung zwischen dem entsprechenden Druckgasbehälter und einem zwischen dem Druckgasbehälter und dem umschlossenen Bereich verlaufenden Leitungssystem. Denkbar in diesem
Zusammenhang ist es, wenn die Ventilfunktion der Schnellauslöseventilanordnung bedarfsweise ausschaltbar ist, insbesondere dann, wenn der Auslass des Gasseparationssystems mit dem Einlass des Druckgasbehälters verbunden ist oder zu verbinden ist. Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist das Gasseparationssystem einen ersten Gasseparator, beispielsweise in Gestalt eines Stickstoffgenerators, und mindestens einen weiteren, zweiten Gasseparator, beispielsweise ebenfalls in Gestalt eines Stickstoffgenerators, auf. Denkbar hierbei ist es, wenn der erste Gasseparator als stationär vorgesehener Gasse- parator ausgeführt ist, wobei der mindestens eine zweite Gasseparator als mobiler Gasseparator ausgeführt ist. Alternativ hierzu ist es denkbar, wenn der erste und der mindestens eine zweite Gasseparator jeweils als stationär vorgesehene Gasseparatoren ausgeführt sind. Weiterhin ist es denkbar, wenn der erste und der mindestens eine zweite Gasseparator jeweils als mobile Gasseparatoren aus- geführt sind.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen zum Überwachen des Restsauerstoffgehalts des am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellten, sauerstoffreduzierten Gasgemisches. Denkbar hierbei ist es, wenn eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, das am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch nur dann dem Druckgasspeicher bzw. mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers zuzuführen, wenn der Restsauerstoffgehalt des am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellten, sauerstoffreduzierte Gasgemisches einen vorab festgelegten oder festlegbaren Schwellwert nicht überschreitet.
Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist die Stickstoffkonzentration des am Auslass des Gasseparationssystems bereit- stellbaren, sauerstoffreduzierten Gasgemisches zwischen mindestens zwei vorab festgelegten oder festlegbaren Werten umschaltbar. Denkbar hierbei ist es, wenn das Gasseparationssystem ausgebildet ist, am Auslass des Gasseparationssystems ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch mit einer ersten Stickstoffkonzentration bereitzustellen, wenn das am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte sauerstoffreduzierte Gasgemisch dem mindestens einen umschlossenen Bereich zuzuführen ist, und am Auslass des Gasseparationssystems ein Sauerstoff red u- ziertes Gasgemisch mit einer zweiten Stickstoffkonzentration bereitzustellen, wenn das am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte sauerstoffreduzierte Gasgemisch dem Druckgasspeicher bzw. mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers zuzuführen ist. Insbesondere ist dabei die erste Stick- Stoffkonzentration niedriger als die zweite Stickstoff konzentration. Beispielsweise beträgt die zweite Stickstoffkonzentration mindestens 99 Vol . -%.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kompressorsystem zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem Einlass des Druckgasspeichers vorgesehen, um bedarfsweise das am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte und dem Druckgasspeicher bzw. mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers zuzuführende sauerstoffreduzierte Gasgemisch zu komprimieren. Eine derartige Komprimierung ist beispielsweise dann erforderlich, wenn der Druck des am Auslass des Gasseparationssystems bereit- gestellten Gasgemisches nicht ausreicht, um die für die Lagerung des Gasgemisches in dem Druckgasspeicher gewünschte Komprimierung zu erreichen.
Das Kompressorsystem, welches bedarfsweise vorgesehen ist, um das am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte und dem Druckgasspeicher bzw. min- destens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers zuzuführende sauerstoffreduzierte Gasgemisch entsprechend weiter zu komprimieren, ist vorzugsweise als ein mobiles System ausgeführt, welches bedarfsweise und insbesondere dann, wenn eine Befüllung des Druckgasspeichers bzw. mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers nicht erforderlich ist bzw. nicht durchgeführt wird, auch gänzlich von der Sauerstoffreduzierungsanlage entfernt werden kann.
In diesem Zusammenhang wäre beispielsweise denkbar, dass das als mobiles System ausgeführte Kompressorsystem auf einer Transportpalette oder dergleichen mit einem Flurfördergerät, z. B. Hubwagen oder Gabelstaplern, beweg- und/oder verladebaren Konstruktion montiert oder montierbar ist, um ein möglichst einfaches Entfernen des Kompressors von der Sauerstoffreduzierungsanlage zu ermöglichen. Da in der Praxis häufig eine Befüllung des Druckgasspeichers nur gelegentlich erforderlich ist, erlaubt es die Ausführung des Kompressorsystems als mobiles System, dass dieses Kompressorsystem bei unterschiedlichen, ggf. auch entfernt voneinander angeordneten Sauerstoffreduzierungsanlagen eingesetzt wird, um dort bedarfsweise das einem zu befüllenden Druckgasspeicher zuzufü hrende sauerstoffreduzierte Gasgemisch entsprechend zu komprimieren.
Hierbei ist zu betonen, dass gemäß einem Erfindungsgedanken zum Wiederbefül- len des Druckgasspeichers das sauerstoffreduzierte Gasgemisch insbesondere von einem Gasseparationssystem bereitgestellt wird, wobei es sich bei dem Druckgasspeicher insbesondere um eine Druckgasflasche oder eine Druckgasflaschenbatterie handelt. Des Weiteren ist es gleichfalls möglich, dass der Druckgasspeicher eine beliebige Außenform unter Berücksichtigung der räumlichen Bedingungen vor Ort aufweist und somit eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumvolumens gewährleistet ist.
Selbstverständlich ist es in diesem Zusammenhang auch denkbar und von Vorteil, wenn auch das Gasseparationssystem oder nur das Gasseparationssystem als mobiles System ausgeführt ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage (örtlich) entfernt werden kann.
Wie bereits im Zusammenhang mit dem Kompressorsystem ausgeführt, wird hierin unter dem Begriff „mobiles System" insbesondere eine Komponente verstan- den, welche derart in der Sauerstoffreduzierungsanlage integriert ist, dass diese Komponente ohne größeren Aufwand von der Anlage entfernt werden kann. Insbesondere bietet es sich hierbei an, die Komponente derart auszuführen, dass sie mit einem Flurfördergerät oder dergleichen bewegt werden kann. In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist diese ein Ventilsystem mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Ventilanordnung auf. Die erste Ventilanordnung ist dabei ausgebildet, zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem Einlass des Druckgasspeichers bedarfsweise eine strömungsmäßige Verbindung auszubilden bzw. zu trennen. Die zweite Ventilanordnung des Ventilsystems ist ausgebildet, um zwischen dem Auslass des Druckgasspeichers und dem mindestens einen umschlossenen Bereich bedarfsweise eine strömungsmäßige Verbindung auszubilden bzw. zu trennen, während die dritte Ventilanordnung ausgebildet ist, um bedarfsweise eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Gasse- parationssystems und dem mindestens einen umschlossenen Bereich auszubilden bzw. zu trennen. In einer besonders leicht zu realisierenden aber dennoch effektiven Weise ist dabei vorzugsweise vorgesehen, dass der Einlass des Druckgasspeichers und der Auslass des Druckgasspeichers über ein vorzugsweise gemeinsames Verbinder- stück, insbesondere in Gestalt eines T- oder Y-Stückes, mit dem Inneren des Druckgasspeichers verbunden sind.
Zum koordinierten Ansteuern der einzelnen Ventilanordnungen des Ventilsystems weist die erfindungsgemäße Sauerstoffreduzierungsanlage vorzugsweise eine Steuereinrichtung auf. Diese Steuereinrichtung ist insbesondere ausgebildet, die einzelnen Ventilanordnungen des Ventilsystems derart anzusteuern, dass der Auslass des Gasseparationssystems nur dann mit dem Einlass des Druckgasspeichers bzw. mit dem Einlass mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers strömungsmäßig verbunden ist, wenn keine strömungsmäßige Verbindung zwi- sehen dem Auslass des Druckgasspeichers und dem mindestens einen umschlossenen Bereich vorliegt und/oder wenn keine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem mindestens einen umschlossenen Bereich vorliegt. Selbstverständlich ist es in diesem Zusammenhang aber auch denkbar, eine andere Priorität zu setzen.
In einigen Ausführungsformen können auch zwei oder sogar drei getrennte Steuereinrichtungen vorgesehen sein : eine zum Herstellen bzw. Trennen der Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem Druckgasspeicher bzw. mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers (Wiederbe- füll-Steuerung) sowie eine oder zwei weitere zum Herstellen bzw. Trennen der Verbindungen zwischen dem Auslass des Druckgasspeichers und dem umschlossenen Raum (Steuerung der Erst- bzw. Schnellabsenkung und Vollinertisierung) und zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem umschlossenen Raum (Steuerung der Grundinertisierung bzw. Halten einer Sauerstoffkonzentrati- on im umschlossenen Raum).
Gemäß einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist vorgesehen, dass der Steuereinrichtung eine Sensoreinheit zugeordnet ist. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit mit mindestens einem Drucksensor und/oder mindestens einem Temperatursensor ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass mit dem Drucksensor und/oder dem Temperatursensor der Zu- stand, insbesondere der Füllzustand bzw. Füllgrad, des Druckgasspeichers bzw. mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers messbar ist. Bei der Wiederbefüllung mit sauerstoffreduziertem Gasgemisch kann eine Temperaturerhöhung im Druckgasspeicher bzw. in mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers auftreten, woraus infolge einer anschließenden Temperaturabnahme nach der Wiederbefüllung und einer damit einhergehender Druckabnahme eine unvollständige Befüllung des Druckgasspeichers mit sauerstoffreduziertem Gasgemisch resultiert. Vorteilhafterweise ist es anhand des mindestens einen Drucksensors und/oder des mindestens einen Temperatursensors, insbesondere vorgesehen in und/oder an dem Druckgasspeicher, möglich, temperaturabhängige Druckbedingungen z. B. bei der vorzugsweise automatischen Wiederbefüllung des Druckgasspeichers bzw. mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers mit sauerstoffredu- ziertem Gasgemisch durch die Steuereinrichtung zu berücksichtigen. Diesbezüglich ist es ebenfalls vorstellbar, dass bei einer temperaturabhängigen Druckerhöhung in dem Druckgasspeicher bzw. in mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers die Steuereinrichtung das Ablassen von sauerstoffreduziertem Gasgemisch aus dem Druckgasspeicher steuert, so dass einer Beschädigung des Druckgasspeichers vorgebeugt wird.
In einer bevorzugten Form der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage weist das wenigstens eine Gasseparationssystem und/oder das vorgeschaltete Kompressorsystem einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf, um bedarfsweise sauerstoffreduziertes Gasgemisch dem Druckgasspeicher bzw. mindestens einem Druckgasbehälter des Druckgasspeichers und/oder dem wenigstens einen umschlossenen Bereich zuzuführen. Vorzugsweise ist es weiterhin vorstellbar, pro Betriebsmodus jeweils ein eigenständiges Gasseparationssystem vorzusehen. Somit sind der erste und zweite Betriebsmodus jeweils einzeln oder beide Betriebsmodi gleichzeitig mittels eines eigenen Gasseparationssystems ausführbar. Das Gasseparationssystem bzw. der Betriebsmodus des wenigstens einen Gasseparationssystems und/oder des vorgeschalteten Kompressorsystems ist hierbei vorzugsweise durch die Steuereinrichtung, insbesondere automatisch, steuerbar. Diesbezüglich ist zu beachten, dass die Befüllung des Druckgasspei- chers bzw. mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers mit sauerstoffreduziertem Gasgemisch üblicherweise mit einer höheren Stickstoff- Konzentration des sauerstoffreduzierten Gasgemisches erfolgt, als es für das sauerstoffreduzierte Gasgemisch, welches dem umschlossenen Bereich zugeführt wird, notwendig ist. Auf diese Weise kann das im ersten Betriebsmodus des Gasseparationssystems erzeugte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch mit hoher Stickstoff-Konzentration, vorzugsweise mit einer Stickstoff-Konzentration von 99,5 Vol. -% für die Wiederbefüllung des Druckgasspeichers eingesetzt werden. Optional kann dieses im ersten Betriebsmodus des Gasseparationssystems erzeugte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch gleichzeitig zur bedarfsweisen Versorgung des umschlossenen Bereiches mit sauerstoffreduziertem Gasgemisch, welches zu diesem Zweck auf eine hinreichende Stickstoff-Konzentration, insbesondere eine Stickstoff-Konzentration von 95 Vol.-%, verdünnbar ist, eingesetzt werden. Weiterhin bietet die Steuereinrichtung die Möglichkeit das Gasseparationssystem in einem zweiten Betriebsmo- dus zu betreiben, wobei sauerstoffreduziertes Gasgemisch mit einer hinreichenden Stickstoff-Konzentration, vorzugsweise einer Stickstoff-Konzentration von 95 Vol-%, für die Zuleitung in den umschlossenen Bereich zur Verfügung gestellt wird. So ist es vorstellbar, dass bei der Wiederbefüllung des Druckgasspeichers mit einer hohen Stickstoff-Konzentration ein Teil des generierten sauerstoffreduzierten Gasgemisches über einen Bypass dem umschlossenen Bereich zugeführt wird. Demnach kann beispielsweise die strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Ausgang des Gasseparationssystems und dem umschlossenen Bereich in Verbin- dung mit der dritten Ventilanordnung als Bypass eingesetzt werden. Hierbei um- fasst der Bypass vorzugsweise eine zweckmäßige Blende, um die Stickstoff- Konzentration des in den umschlossenen Bereich einzuleitenden sauerstoffreduzierten Gasgemisches auf ein hinreichendes Niveau, beispielsweise durch die Vermischung mit Anfangsgasgemisch, zu reduzieren. Durch die vorteilhafte Steue- rung des Gasseparationssystems, vorzugsweise automatisch durch die Steuereinrichtung, kann das Gasseparationssystem effizient betrieben und das sauerstoffreduzierte Gasgemisch in Abhängigkeit von der zur Verfügung gestellten Konzentration optimal eingesetzt werden. Im Weiteren ist es bei Einsatz von zwei Gasseparationssystemen möglich, ein Gasseparationssystem in einem ersten Betriebsmodus zur Wiederbefüllung der Druckgasspeicher einzusetzen und insbesondere parallel mittels des anderen Gasseparationssystems in einem zweiten Betriebsmodus, sauerstoffreduziertes Gasgemisch, welches eine zweckmäßige, hinreichende Stickstoffkonzentration aufweist, einem umschlossenen Bereich zuzuführen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hierbei bedarfsweise für mehrere Gasseparationssysteme ein gemeinsames oder jeweils ein vorgeschaltetes Kompressorsystem vorgesehen sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist vorgesehen, dass der Druckgasspeicher eine Mehrzahl von räumlich von- einander getrennten, parallel zueinander geschalteten Druckgasbehältern mit mindestens einem, vorzugsweise jeweils einem Behälterventil aufweist. Zusätzlich sind eine erste sowie eine zweite Sammelleitung vorgesehen. Dabei ist der Aus- lass des Gasseparationssystems über ein Ventil mit der ersten Sammelleitung verbunden oder verbindbar, während für vorzugsweise jeden der Mehrzahl von Druckgasbehältern ein erster Leitungsabschnitt vorgesehen ist, über den das jeweilige Behälterventil des einen oder mehrerer Druckgasbehälter mit der ersten Sammelleitung strömungsmäßig verbunden ist. Das Behälterventil eines vorzugsweise jeden der Mehrzahl von Druckgasbehältern ist ferner jeweils über einen zweiten Leitungsabschnitt mit der bereits genannten zweiten Sammelleitung strömungsmäßig verbunden. Die zweite Sammelleitung selber ist über ein Ventil, insbesondere Bereichsventil, mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar.
Bei dieser Ausführungsform bildet das Ventil, über welches der Auslass des Gasseparationssystems mit der ersten Sammelleitung verbunden oder verbindbar ist, die zuvor genannte erste Ventilanordnung aus. Andererseits ist das Ventil, über welches die zweite Sammelleitung mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist, ein Teil der zweiten Ventilanordnung, wenn die Sauerstoffreduzierungsanlage mehreren umschlossenen Bereichen zugeordnet ist. Wenn hingegen die Sauerstoffreduzierungsanlage nur einem einzigen umschlossenen Bereich zugeordnet ist, bildet das Ventil, über welches die zweite Sammelleitung mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist, die zweite Ventilanordnung aus. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass mehrere Druckgasbehälter in Form von Druckgasflaschen oder mit beliebiger geometrischer Außenform beispielsweise über flexible Schlauchverbindungen oder starre Verbindungen, wie z. B. Rohrverbindungen, strömungsmäßig miteinander verbunden sind, wobei pro Zusammen- schluss mehrerer Druckgasbehälter zu einer Einheit ein gemeinsames Behälterventil vorgesehen ist. Insbesondere bei Druckgasbehältern mit beliebiger und an die jeweiligen räumlichen Bedingungen angepassten Außenform, ergibt sich auf diese Weise die Möglichkeit zur optimalen Ausnutzung des individuell verfügbaren Raumvolumens, wobei die Anzahl zu steuernder Behälterventile bedarfsweise re- duzierbar ist.
Die erfindungsgemäße Sauerstoffreduzierungsanlage eignet sich insbesondere, um bei mehreren räumlich voneinander getrennten Bereichen den Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre zu reduzieren bzw. auf einem reduzierten Wert zu halten. Von daher ist gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung die Sauerstoffreduzierungsanlage einer Mehrzahl von räumlich voneinander getrennten Bereichen zugeordnet, wobei die bereits genannte zweite Ventilanordnung für jeden der Mehrzahl von Bereichen ein zugeordnetes Ventil (insbesondere Bereichsventil) aufweist, über welches die zweite Sammelleitung mit dem entspre- chenden Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist, um bedarfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch bzw. Inertgas diesem Bereich zuzufü hren.
Für eine weitere bevorzugte Form der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzie- rungsanlage ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung die einzelnen Ventilanordnungen derart koordiniert steuert, dass der Ausgang des wenigstens einen Gasseparationssystems mit dem Einlass wenigstens eines Druckgasbehälters strömungsmäßig verbindbar ist, wenn der Auslass wenigstens eines weiteren, anderen Druckgasbehälters mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strö- mungsmäßig verbunden ist. Folglich ist die Steuereinrichtung, insbesondere in Verbindung mit der Sensoreinheit, dazu ausgelegt, selektiv Druckgasbehälter mit sauerstoffreduziertem Gasgemisch zu befüllen während dem wenigstens einen umschlossenen Bereich sauerstoffreduziertes Gasgemisch aus weiteren Druckgasbehältern zuführbar ist. Vorteilhafterweise kann hierdurch eine ressourcenfreundliche und zeitoptimierte Wiederbefüllung der Druckgasbehälter mit sauerstoffreduziertem Gasgemisch sichergestellt werden, während gleichzeitig eine Konzentration bzw. ein Konzentrationsregelbereich von sauerstoffreduziertem Gasgemisch in dem umschlossenen Bereich gehalten werden kann. Des Weiteren ist durch die selektive Befüllung und Steuerung der Druckgasbehälter durch die Steuereinrichtung gleichfalls eine verbesserte Ausfallsicherheit der Sauerstoffreduzierungsanlage gegeben.
In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzie- rungsanlage ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass bei Detektion eines zuvor bestimmbaren Minimaldrucks und/oder Unterschreiten eines zuvor bestimmbaren Minimaldrucks in wenigstens einem der Mehrzahl von Druckgasbehältern bzw. dem Druckgasspeicher selektiv eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem betroffenen Druckgasbe- hälter bzw. dem Druckgasspeicher vorliegt bzw. herstellbar ist. Der Minimaldruck ist frei wählbar und dient dazu, die wenigstens teilweise oder vollständige Entleerung eines Druckgasbehälters zu kennzeichnen. So kann die Steuereinrichtung einen benutzerdefinierten Status bzw. Schwellwert zur Wiederbefüllung eines Druckgasbehälters bzw. des Druckgasspeichers anhand des Minimaldrucks ermit- teln und gegebenenfalls eine entsprechende Wiederbefüllung einleiten. In der Folge ist eine ressourcenschonende Wiederbefüllung der Druckgasbehälter bzw. des Druckgasspeichers sichergestellt. Des Weiteren ist es auf diese Weise möglich, Leckagen z. B. des Druckgasspeichers festzustellen, wenn die Steuereinrichtung einen Minimaldruck bzw. dessen Unterschreitung in wenigstens einem der Druckgasbehälter anhand der Sensoreinheit erfasst und eine Wiederbefüllung des Druckgasbehälters mit sauerstoffreduziertem Gasgemisch durch die Steuereinrichtung vorzugsweise automatisch startet.
Die Erfindung ist nicht nur auf eine Sauerstoffreduzierungsanlage beschränkt, sondern betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Sauerstoffreduzierungsanlage, insbesondere einer Sauerstoffreduzierungsanlage der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass zunächst in einen Druckgasspeicher ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch oder Inertgas in komprimierter Form gespeichert wird . Zum raschen Reduzieren des Sauerstoffge- halts in der Raumatmosphäre eines umschlossenen Bereiches wird dann zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher bzw. in mindestens einem Druckgasbe- hälter des Druckgasspeichers in komprimierter Form gespeicherten Gasgemisches bzw. Inertgas dem umschlossenen Bereich zugeführt und zwar indem der Druckgasspeicher bzw. mindestens ein Druckgasbehälter des Druckgasspeichers mit dem umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden wird . Um einen reduzier- ten Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches zu halten und/oder um den Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches weiter zu reduzieren, wird ein an einem Auslass eines Gasseparationssystems bereitgestelltes, sauerstoffreduziertes Gasgemisch in geregelter Weise dem umschlossenen Bereich zugeführt, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems mit dem umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbu nden wird .
Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren ist insbesondere vorgesehen, dass nach der Erstabsenkung oder einer Schnellabsenkung des Sauerstoffgehaltes in dem umschlossenen Bereich durch das Zuführen des in dem Druckgasspeicher komprimierten Gasgemisches bzw. Inertgases zumindest teilweise eine Wiederbefüllung des Druckgasspeichers bzw. mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers stattfindet, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems mit dem Druckgasspeicher bzw. mit dem mindestens einen Druckgasbe- hälter des Druckgasspeichers strömungsmäßig verbunden wird.
In einer bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass bei der Erstabsenkung oder der Schnellabsenkung des Sauerstoffgehaltes in dem umschlossenen Bereich derart zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher bzw. in dem mindestens einen Druckgasbehälter des Druckgasspeichers in komprimierter Form gespeicherten Gasgemisches oder Inertgases dem umschlossenen Bereich zugeführt wird, dass die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich einen insbesondere in Abhängigkeit von der Brandlast des umschlossenen Bereiches vorab festgelegten oder festlegbaren ersten Wert nicht unterschreitet und einen ebenfalls vorab festgelegten oder festlegbaren zweiten Wert nicht überschreitet, wobei der zweite Wert kleiner als der Wert der Sauerstoffkonzentration in der normalen Atmosphäre und größer als der erste Wert ist. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass bei dem im Anschluss an die Erstabsenkung bzw. Schnellabsenkung stattfindenden Halteflu- ten das an dem Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch in geregelter Weise derart dem umschlossenen Bereich zu- geführt wird, dass die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich den insbesondere in Abhängigkeit von der Brandlast des umschlossenen Bereiches vorab festgelegten oder festlegbaren ersten Wert nicht unterschreitet und den vorab festgelegten oder festlegbaren zweiten Wert nicht überschreitet.
Vorzugsweise entsprechen hier die ersten und zweiten vorab festgelegten oder festlegbaren Werte der Sauerstoffkonzentration unteren und oberen Grenzwerten eines Grundinertisierungsniveaus des umschlossenen Bereiches. Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass bei dem Haltefluten nach der Erstabsenkung bzw. Schnellabsenkung das an dem Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch in geregelter Weise nur dann dem umschlossenen Bereich zugeführt wird, wenn während oder nach der Erstabsenkung bzw. Schnellabsenkung vorzugsweise automatisch, insbesondere mit Hilfe von mindestens einem Brandmelder, und/oder manuell, insbesondere durch Betätigung eines entsprechenden Schalters, verifiziert wird, dass in dem umschlossenen Bereich kein Brand vorliegt. In einer bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass automatisch, insbesondere mit Hilfe von mindestens einem Brandmelder, und/oder manuell, insbesondere durch Betätigung eines entsprechenden Schalters, verifiziert wird, dass nach der Erstabsenkung bzw. Schnellabsenkung ein in dem umschlossenen Bereich ausgebrochenes Feuer nicht oder nicht hinrei- chend unterdrückt wurde. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass nach einer Verifikation, dass ein in dem umschlossenen Bereich ausgebrochenes Feuer nicht oder nicht hinreichend unterdrückt wurde, der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches weiter reduziert wird, und zwar indem zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher bzw. in mindestens einem
Druckgasbehälter des Druckgasspeichers in komprimierter Form gespeicherten Gasgemisches oder Inertgases dem umschlossenen Bereich zugeführt, und zwar indem der Druckgasspeicher bzw. der mindestens eine Druckgasbehälter des Druckgasspeichers mit dem umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden wird. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass nach einer Verifikation, dass ein in dem umschlossenen Bereich ausgebrochenes Feuer nicht oder nicht hinreichend unterdrückt wurde, der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches so lange weiter reduziert wird, bis die Sauer- Stoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich eine vorab festgelegte oder festlegbare Zielkonzentration erreicht, welche einer Stickstoffkonzentration entspricht, die mindestens gleich groß wie eine von der Brandlast des umschlossenen Raumes abhängige Löschgaskonzentration ist. Die vorab festgelegte oder festlegbare Sauerstoff-Zielkonzentration in dem umschlossenen Bereich entspricht dabei in bevorzugter Weise einem Vollinertisierungsniveau.
Alternativ oder zusätzlich ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass nach dem weiteren Reduzieren des Sauerstoffgehalts in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches die vorab festgelegte oder festlegbare Sauerstoff- Zielkonzentration in dem umschlossenen Bereich aufrechterhalten wird (Halteflutung), und zwar indem ein an dem Auslass des Gasseparationssystems bereitgestelltes, sauerstoffreduziertes Gasgemisch in geregelter Weise dem umschlossenen Bereich zugeführt wird, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems mit dem umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden wird . Hierbei findet in bevorzugter Weise während dieser Halteflutung zumindest teilweise eine Wiederbefüllung des Druckgasspeichers bzw. mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers statt, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems mit dem Druckgasspeicher bzw. mit dem mindestens einen Druckgasbehälter des Druckgasspeichers strömungsmäßig verbunden wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten oder Ereignissen der umschlossene Bereich im Hinblick auf das Auftreten mindestens einer Brandkenngröße überwacht wird. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass zumindest die Erst- bzw. Schnellabsenkung vorzugsweise automatisch initiiert wird, sobald mindestens eine Brandkenngröße erfasst wird .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche insbesondere ausgebildet ist, das Füllen des Druck- gasspeichers bzw. mindestens eines Druckgasbehälters des Druckgasspeichers zu koordinieren bzw. regelnd zu überwachen. Die wenigstens teilweise Wiederbefül- lung des Druckgasspeichers bzw. des mindestens einen Druckgasbehälters des Druckgasspeichers kann insbesondere auch erfolgen, während parallel der reduzierte Sauerstoffgehalt in dem umschlossenen Bereich gehalten und/oder der Sauerstoffgehalt in dem umschlossenen Bereich weiter reduziert wird . Dabei liegt diesem Erfindungsaspekt die Erkenntnis zugrunde, dass beim Füllen des Druckgasspeichers, insbesondere wenn dieser in Gestalt einer Druckgasflaschenbatterie ausgeführt ist, verschiedene Bedingungen erfüllt werden müssen, um die einzelnen Druckgasflaschen der Flaschenbatterie richtig und sicher mit dem von dem Gasseparationssystem bereitgestellten Gas zu füllen.
Nur als Beispiel sei in diesem Zusammenhang genannt, dass es verschiedene Fla- schenfülldrücke für Druckgasflaschen gibt. Wenn eine Druckgasflasche mit dem falschen Druck gefüllt wird, wird die Flasche nicht ganz gefüllt, oder es entsteht ein Überdruck, der die Druckgasflasche beschädigen kann (beispielsweise kann dann eine Überdruckscheibe der Flasche zerbrechen).
Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen :
FIG. 1 schematisch eine erste exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage;
FIG. 2 schematisch eine zweite exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage;
FIG. 3 schematisch eine Behälterventilanordnung, über welche bei den exemp- larischen Ausführungsformen die jeweiligen Druckgasbehälter mit der ersten und zweiten Sammelleitung der Sauerstoffreduzierungsanlage verbunden bzw. verbindbar sind;
FIG. 4 schematisch eine dritte exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage; FIG. 5a schematisch ein Blockschaltbild zum Veranschaulichen verschiedener beispielhafter Verbindungen einer Steuereinrichtung einer exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage mit Komponenten der Sauerstoffreduzierungsanlage;
FIG. 5b ebenfalls schematisch ein Blockschaltbild zum Veranschaulichen verschiedener beispielhafter Verbindungen einer Steuereinrichtung einer exemplarischen Ausführungsform der erfinderungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage mit gruppierten Komponenten der Sauerstoffreduzie- rungsanlage; und
FIG. 6 schematisch ein Ablaufdiagramm einer exemplarischen Steuersequenz zum Steuern bzw. Betreiben einer Sauerstoffreduzierungsanlage gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Problem, dass nach dem Auslösen einer herkömmlichen Sauerstoffreduzierungsanlage, d . h. wenn das sauerstoffreduzierte Gasgemisch oder Inertgas, das in komprimierter Form in einem Druckgasspeicher gespeichert wird, für eine Schnell- oder Erstabsenkung in einen um- schlossenen Raum geleitet wurde, üblicherweise die dann geleerten Druckgasspeicher auszutauschen sind . In vielen Fällen kann jedoch ein Austausch der Druckgasspeicher nur mit erhöhtem Aufwand realisiert werden, da die Druckgasspeicher einer Sauerstoffreduzierungsanlage oft nicht frei zugänglich sind. Dieser Umstand führt unter anderem auch dazu, dass die laufenden Betriebskosten einer Sauerstoffreduzierungsanlage oftmals relativ hoch sind. Zudem kann während eines Austauschs des Druckgasspeichers der Brandschutz nicht oder nur unvollständig gewährleistet werden, wenn kein Reserve-Druckgasspeicher vorgehalten wird. Angesichts dieser Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sauerstoffreduzierungsanlage anzugeben, deren laufende Betriebskosten reduziert werden können, ohne dass die Wirksamkeit der Sauerstoffreduzierungsanlage beeinträchtigt wird . Dementsprechend wird eine Sauerstoffreduzierungsanlage vorgeschlagen, welche wenigstens ein Gasseparationssystem zum bedarfsweisen Bereitstellen eines sau- erstoff reduzierten Gasgemisches an einem Auslass des Gasseparationssystems, und einen Druckgasspeicher, insbesondere in Gestalt einer oder mehrerer Druckgasbehälter, aufweist zum Speichern eines sauerstoffreduzierten Gasgemisches oder Inertgases in komprimierter Form. Der Druckgasspeicher ist über ein Lei- tungssystem mit mindestens einem umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar zum bedarfsweisen Zuführen von mindestens einem Teil des in dem Druckgasspeicher gespeicherten Gasgemisches bzw. Inertgases zu dem mindestens einen umschlossenen Bereich. Dabei ist vorgesehen, dass der Auslass des Gasseparationssystems wahlweise und/oder bedarfsweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers und/oder mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist zum bedarfsweisen Zuführen des am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellten Gasgemisches zu dem Druckgasspeicher und/oder zu dem mindestens einen umschlossenen Bereich.
Gemäß Realisierungen der Sauerstoffreduzierungsanlage ist mindestens eine Steuereinrichtung vorgesehen, um zumindest teilweise automatisch und insbesondere wahlweise automatisch die strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem Einlass des Druckgasspeichers und/oder dem mindestens einen umschlossenen Bereich herzustellen.
Die mindestens eine Steuereinrichtung ist vorzugsweise eine kombinierte Hardware / Software-Vorrichtung. Eingangssignale, wie Sensormessungen oder Benutzerkonfigurationseingaben, können von der mindestens einen Steuereinrichtung verarbeitet und mit einer Steuerungssoftware berechnet werden, z. B. WAGNER OxyControl®. Die Steuereinrichtung kann eine programmierbare Logiksteuerung (SPS) umfassen, wie sie als S7 von der Siemens AG, München, oder als Typ 750 von WAGO Kontakttechnik GmbH, Minden, erhältlich ist. Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist die mindestens eine Steuereinrichtung konfiguriert, um Sensordaten zu empfangen, um Informationen bereitzustellen, z. B. durch Anzeige oder Abgabe von Status- oder Alarmdaten, zur Betätigung eines Verdichter- bzw. Kompressorsystems und des Gasseparationssystems und zur Betätigung der zur Sauerstoffredu- zierungsanlage gehörenden Ventilanordnungen. In einer Ausführungsform umfassen die Ventilanordnungen sowohl elektromagnetische Steuerventile als auch pneumatische Bereichsventile. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, elektrische Betätigungssignale zur Betätigung der elektromagnetischen Steuerventile zu erzeugen und abzugeben. Die Steuerventile sind mit einer Steuergasquelle, z. B. einer Pilotgasflasche oder Steuerflasche, strömungsmäßig verbunden oder verbindbar. Sobald die Steuerventile betätigt werden, strömt Steuergas aus der Pilotgasflasche oder Steuerflasche aus und betätigt die pneumatischen Bereichsventile nach Bedarf. In einer weiteren Ausführungsform ist als sekundäre Steuereinrichtung eine zusätzliche Brandmelderzentrale vorgesehen. Die Brandmelderzentrale ist so konfiguriert, dass sie Brandmeldedaten von entsprechenden Brandmeldern empfängt, Feueralarmdaten verarbeitet und einen Brandalarm signalisiert. Eine beispielhafte Brandmelderzentrale kann von der Labor Strauss Sicherungsanlagenbau GmbH, Wien, Österreich bezogen werden. Sowohl die Steuereinrichtung als auch die Brandmelderzentrale können so konfiguriert sein, dass sie im Falle von möglicherweise gefährlichen Zuständen, z. B. Rauch, Feuer oder kritischen Sauerstoffkonzentrationen, ansprechen. Gemäß einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage ist der Steuereinrichtung eine Sensoreinheit zugeordnet. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit mindestens einen Drucksensor und/oder mindestens einen Temperatursensor auf. Insbesondere messen der Drucksensor und/oder der Temperatursensor den Zustand, insbesondere den Füllstand bzw. den Füllgrad des Druckgasspeichers. Beim Wiederbefüllen des Druckgasspeichers mit einem sauerstoffreduzierten Gasgemisch kann sich die Temperatur im Druckgasspeicher erhöhen, was zu einer unvollständigen Wiederbefüllung des Druckgasspeichers führt und damit auch zu einer späteren Druckabsenkung. In bevorzugter Weise können mit Hilfe des mindestens einen Drucksensors und/oder des mindestens einen Temperatursensors, insbesondere in und/oder an dem Druckgasspeicher, temperaturabhängige Druckverhältnisse in dem Druckgasspeicher erfasst und der Steuereinrichtung mitgeteilt werden, so dass die Wiederbefüllung des Druckgasspeichers mit sauerstoffreduziertem Gasgemisch unter Berücksichtigung der temperaturabhängigen Druckverhältnisse erfolgt. In dieser Hinsicht ist es auch denkbar, dass die Steuereinrichtung als Reaktion auf eine temperaturabhängige Druckerhöhung die Abgabe von sauerstoffreduziertem Gasgemisch aus dem Druckgasspeicher steuert bzw. regelt und so eine Beschädigung des Druckgasspeichers verhindert. In einer Ausführungsform der Sauerstoffreduzierungsanlage weist das mindestens eine Gasseparationssystem und/oder ein dem Gasseparationssystem vorgeschaltetes Kompressorsystem einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf zum Zuführen des sauerstoffreduzierten Gasgemisches zu dem Druckgasspeicher und/oder dem mindestens einen umschlossenen Bereich. Vor- zugsweise ist jedem Betriebsmodus ein unabhängiges Gasseparationssystem zugeordnet. Auf diese Weise können der erste und der zweite Betriebsmodus einzeln oder gleichzeitig mittels unabhängiger Gasseparationssysteme betrieben werden. Hierzu werden das Gasseparationssystem oder die Betriebsart des mindestens einen Gasseparationssystems und/oder eines dem Gasseparationssystem vorgeschalteten Kompressorsystems vorzugsweise insbesondere automatisch von der Steuereinrichtung gesteuert. In dieser Hinsicht ist anzumerken, dass das Wiederbefüllen des Druckgasspeichers mit einem sauerstoffreduzierten Gasgemisch typischerweise mit einer höheren Stickstoffkonzentration bewirkt wird, als für die Zuführung zu dem umschlossenen Bereich erforderlich ist.
Auf diese Weise kann das bei einem ersten Betriebsmodus des Gasseparationssystems mit hoher Stickstoffkonzentration, vorzugsweise mit einer Stickstoffkonzentration von 99,5 Vol .-%, hergestellte sauerstoffreduzierte Gasgemisch zum bedarfsweisen Wiederbefüllen des Druckgasspeichers verwendet werden. Optional kann dieses bei einem ersten Betriebsmodus des Gasseparationssystems hergestellte Gasgemisch dazu genutzt werden, um dem umschlossenen Bereich gleichzeitig ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch bereitzustellen, wobei das sauerstoffreduzierte Gasgemisch dann auf eine Stickstoffkonzentration von beispielsweise 95 Vol.-% verdünnt wird .
Ferner bietet die Steuervorrichtung die Möglichkeit, das Gasseparationssystem in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben, bei dem ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch mit einer wirksamen Stickstoffkonzentration, vorzugsweise einer Stickstoffkonzentration von 95 Vol .-%, bereitgestellt wird, welches dem um- schlossenen Bereich zugeführt werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, dass beim Wiederbefüllen des Druckgasspeichers mit hoher Stickstoffkonzentration ein Teil des erzeugten sauerstoffreduzierten Gasgemisches über einen Bypass dem umschlossenen Bereich zugeführt wird. Beispielsweise kann die strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems und dem umschlossenen Bereich als Bypass in Verbindung mit einer Ventilanordnung verwendet werden. Zu diesem Zweck umfasst der Bypass vorzugsweise eine geeignete Blende zum Reduzieren der Stickstoffkonzentration des dem umschlossenen Bereich zuzuführenden sauerstoffreduzierten Gasgemischs auf ein wirksames Niveau, oder z. B. eine Mischkammer, in der das sau- erstoffreduzierte Gasgemisch mit einem Anfangsgasgemisch vermischt wird.
Durch die vorteilhafte Steuerung des Gasseparationssystems, vorzugsweise automatisch durch die Steuereinrichtung, kann das Gasseparationssystem effizient betrieben werden und das sauerstoffreduzierte Gasgemisch kann entsprechend der vorgesehenen Konzentration optimal genutzt werden.
Weiterhin ist es durch die Anwendung von zwei Gasseparationssystemen möglich, in einer ersten Betriebsart ein erstes Gasseparationssystem zum Wiederbefüllen des Druckgasspeichers zu betreiben und vorzugsweise das andere Gasseparationssystem in einer zweiten Betriebsart parallel zu betreiben, um den umschlosse- nen Bereich mit einem sauerstoffreduzierten Gasgemisch in einer wirksamen Stickstoffkonzentration zu versorgen. Es ist denkbar, für jedes der Gasseparationssysteme entweder ein gemeinsames oder ein einzelnes vorgeschaltetes Kompressorsystem vorzusehen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Sauerstoffreduzierungsanlage ist eine Anlage vorgesehen, in der der Druckgasspeicher mehrere räumlich voneinander getrennte Druckgasbehälter aufweist, die parallel zueinander und vorzugsweise jeweils mit mindestens einem Behälterventil verbunden sind. Zusätzlich sind eine erste und eine zweite Sammelleitung vorgesehen.
Dabei ist der Auslass des Gasseparationssystems über ein Ventil mit der ersten Sammelleitung verbunden oder mit dieser verbindbar, während für vorzugsweise jeden der mehreren Druckgasbehälter ein erster Leitungsabschnitt vorgesehen ist, über den das jeweilige Behälterventil strömungsmäßig mit der ersten Sammellei- tung verbunden ist. Das Behälterventil von vorzugsweise jeweils einem der Mehrzahl von Druckgasbehältern ist jeweils ferner über einen zweiten Leitungsab- schnitt mit der bereits erwähnten zweiten Sammelleitung verbunden. Die zweite Sammelleitung selbst ist über ein Ventil, insbesondere ein Bereichsventil, strömungsmäßig mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich verbunden oder verbindbar.
Bei dieser Ausführungsform bildet das Ventil, mit dem der Auslass des Gasseparationssystems verbunden ist oder mit der ersten Sammelleitung verbindbar ist, die zuvor erwähnte erste Ventilanordnung . Andererseits ist das Ventil, durch das die zweite Sammelleitung mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich verbun- den oder strömungsverbunden werden kann, ein Teil der zweiten Ventilanordnung, wenn die Sauerstoffreduzierungsanlage mehreren geschlossenen Bereichen zugeordnet ist. Ist hingegen die Sauerstoffreduzierungsanlage nur einem einzigen umschlossenen Bereich zugeordnet, so bildet das Ventil, über das die zweite Sammelleitung mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich strömungsmä- ßig verbunden oder verbindbar ist, die zweite Ventilanordnung .
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen exemplarische Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Die in FIG. 1 schematisch dargestellte erste exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage 100 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass diese ein Gasseparationssystem 102 und zusätzlich hierzu einen Druckgasspeicher 105 aufweist. Das Gasseparationssystem 102 und der Druckgasspeicher 105 bilden zusammen die„Inertgasquelle" der Sauerstoffredu- zierungsanlage 100.
Dem Gasseparationssystem 102 ist ein Kompressorsystem 101 vorgeschaltet, um das dem Gasseparationssystem 102 zuzuführende Anfangsgasgemisch entsprechend zu komprimieren. Durch eine entsprechende Variation von Druck und Vo- lumenstrom des dem Gasseparationssystem 102 zugeführten Anfangsgasgemisches lässt sich das Gasseparationssystem 102 auf eine geforderte Stickstoffkonzentration und nötige Menge an sauerstoffreduziertem Gas einstellen.
An dieser Stelle ist jedoch zu betonen, dass es nicht zwangsläufig erforderlich ist, dem Gasseparationssystem 102 ein entsprechendes Kompressorsystem 101 vorzuschalten. Der Auslass des Gasseparationssystems 102, d. h. der Ausgang des Gasseparationssystems 102, an welchem das sauerstoffreduzierte Gasgemisch bzw. mit Stickstoff angereicherte Gasgemisch bereitgestellt wird, ist über ein erstes Leitungs- System mit einem umschlossenen Raum 107 strömungsmäßig verbunden bzw. verbindbar und über ein zusätzliches, zweites Leitungssystem mit dem bereits genannten Druckgasspeicher 105 verbunden bzw. verbindbar. Hierzu ist eine erste Ventilanordnung 104 in dem zweiten Leitungssystem vorgesehen, d. h. in dem Leitungssystem, welches den Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem Druckgasspeicher 105 verbindet. Eine weitere Ventilanordnung 109 ist in dem Leitungssystem vorgesehen, welches den Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem umschlossenen Raum 107 strömungsmäßig verbindet. Noch eine Ventilanordnung 106 ist in einem Leitungssystem angeordnet, welches den Druckgasspeicher 105 mit dem umschlossenen Bereich 107 verbindet. Auf diese Weise kann bei Bedarf der Druckgasspeicher 105 strömungsmäßig mit dem umschlossenen Bereich 107 verbunden werden.
Der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage 100 ist vorzugsweise eine Steuereinrichtung 10 zugeordnet, um die einzelnen Ventilanordnungen 104, 106 und 109 koordiniert ansteuern zu können. Dabei ist der Steuereinrichtung 10 vorzugsweise ferner eine Sensoreinheit mit mindestens einem Drucksensor und/oder mindestens einem Temperatursensor zugeordnet, die insbesondere in und/oder an dem Druckgasspeicher vorgesehen sind. Der Übersichtlichkeit halber wird auf die Darstellung der Sensoreinheit in den FIG. 1 bis 4 verzichtet.
Im Einzelnen ist bei der dargestellten exemplarischen Ausführungsform vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 10 ausgebildet ist, die einzelnen Ventilanordnu ngen 104, 106 und 109 derart anzusteuern, dass der Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem Einlass des Druckgasspeichers 105 vorzugsweise nur dann strömungsmäßig verbunden bzw. verbindbar ist, wenn keine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Druckgasspeichers 105 und dem mindestens einen umschlossenen Bereich 107 vorliegt, d. h. wenn die dritte Ventilanordnung 106 geschlossen ist. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 10 derart ausgebildet, dass vorzugsweise nur dann der Auslass des Gasseparationssystems 102 über die erste Ventilanordnung 104 mit dem Druckgasspeicher 105 strömungsmäßig verbunden bzw. verbindbar ist, wenn keine strömungsmäßige Ver- bindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems 102 und dem umschlossenen Bereich 107 vorliegt, also dann, wenn die zweite Ventilanordnung 109 geschlossen ist. Alternativ ist es gleichfalls möglich, die erfindungsgemäße Sauerstoffreduzierungsanlage 100, insbesondere die Steuereinrichtung 10, derart vorzusehen, dass der Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem Einlass des Druckgasspeichers 105 über die erste Ventilanordnung 104 und dem umschlossenen Bereich 107 über die zweite Ventilanordnung 109 strömungsmäßig bedarfsweise gleichzei- tig verbindbar ist.
Bei der in FIG. 1 schematisch dargestellten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sauerstoffreduzierungsanlage 100 ist ein weiteres Kompressorsystem 103 vorgesehen, welches in dem Leitungssystem angeordnet ist, das den Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem Druckgasbehälter 105 verbindet. Mit Hilfe dieses weiteren Kompressorsystems 103 kann bedarfsweise das am Auslass des Gasseparationssystems 102 bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch weiter komprimiert werden, damit dieses dann in der gewünschten komprimierten Form in dem Druckgasbehälter 105 gespeichert werden kann. Kommt als Druckgasbehälter eine Druckgasflasche oder Flaschenbatterie zum Einsatz, ist es von Vorteil, wenn das weitere Kompressorsystem 103 das am Auslass des Gasseparationssystems 102 bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch auf bis zu 300 bar komprimiert. Die in FIG. 2 schematisch dargestellte Sauerstoffreduzierungsanlage 100 unterscheidet sich von der in FIG. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform insbesondere darin, dass die Sauerstoffreduzierungsanlage 100 gemäß der in FIG. 2 dargestellten Ausführungsform nicht nur einem einzigen umschlossenen Bereich 107, sondern einer Mehrzahl von umschlossenen Bereichen 107a, 107b zugeord- net ist. Die Sauerstoffreduzierungsanlage 100 ist somit als sogenannte Mehrbereichsanlage ausgeführt.
Ein weiterer Unterschied zu der in FIG. 1 dargestellten Ausführungsform liegt darin, dass bei der in FIG. 2 schematisch dargestellten Sauerstoffreduzierungsanla- ge 100 der Druckgasspeicher 105 eine Mehrzahl von räumlich voneinander getrennten, parallel zueinander geschalteten Druckgasbehältern 105a, 105b, 105c, 105d aufweist. Diese Druckgasbehälter sind beispielsweise handelsübliche Hochdruckflaschen (300 bar-Flaschen).
Die einzelnen Druckgasbehälter 105a bis 105d sind parallel zueinander geschal- tet, um bedarfsweise das in diesen Druckgasbehältern 105a bis 105d in komprimierter Form gespeicherte Gasgemisch möglichst rasch dem bzw. den umschlossenen Bereichen 107a, 107b zuführen zu können.
Für die Parallelschaltung der Druckgasbehälter 105a bis 105d kommt bei der in FIG. 2 schematisch dargestellten Ausführungsform eine erste Sammelleitung 110 sowie eine zweite Sammelleitung 111 zum Einsatz. Die erste Sammelleitung 110 ist strömungsmäßig über die erste Ventilanordnung 104 mit dem Auslass des Gasseparationssystems 102 verbindbar. Wie auch bei der in FIG. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform kommt bei der in FIG. 2 gezeigten Sauerstoffreduzierungsanlage 100 eine weitere Ventilanordnung zum Einsatz, um bedarfsweise den Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem ersten umschlossenen Bereich 107a und/oder dem zweiten umschlossenen Bereich 107b zu verbinden. Im Unterschied zu der in FIG. 1 schema- tisch dargestellten Ausführungsform hingegen weist diese Ventilanordnung insgesamt zwei Ventile 109a und 109b auf, die jeweils als Bereichsventil ausgebildet und einem der entsprechenden umschlossenen Bereiche 107a, 107b zugeordnet sind . Die bereits genannte zweite Sammelleitung 111 ist ebenfalls über entsprechende Bereichsventile 106a, 106b mit den entsprechenden umschlossenen Bereichen 107a, 107b strömungsmäßig verbindbar. Diese Ventile 106a, 106b sind vorzugsweise ebenfalls als Bereichsventile ausgebildet. Nachfolgend wird die Parallelschaltung der einzelnen Druckgasbehälter 105a bis 105d auch unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung in FIG. 3 näher beschrieben.
Im Einzelnen ist bei der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausfüh- rungsform vorgesehen, dass jeder Druckgasbehälter 105a bis 105d mit einem entsprechenden Behälterventil 108 (vgl . FIG. 3) versehen ist. Jedes Behälterventil 108 der Druckgasbehälter 105a bis 105d ist über einen ersten Leitungsabschnitt einerseits mit der ersten Sammelleitung 110 und über einen zweiten Leitungsabschnitt andererseits mit der zweiten Sammelleitung 111 strömungsmäßig verbunden.
Zu diesem Zweck ist jedem Behälterventil 108 der Druckgasbehälter 105a bis 105d ein Verbinderstück 113, insbesondere in Gestalt eines T- oder Y-Stückes, zugeordnet, über welches der entsprechende erste Leitungsabschnitt einerseits und der entsprechende zweite Leitungsabschnitt andererseits mit dem entspre- chenden Behälterventil 108 bzw. dem Inneren des Druckgasbehälters 105a bis 105d strömungsmäßig verbunden sind .
In bevorzugter Weise sind die Behälterventile 108 der Druckgasbehälter 105a bis 105d jeweils als Schnellauslöseventilanordnung, insbesondere als pneumatisch betätigbare Schnellauslöseventilanordnung ausgeführt, um bedarfsweise eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem entsprechenden Druckgasbehälter 105a bis 105d und der zweiten Sammelleitung auszubilden. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Ventilfunktion der Schnellauslöseventilanordnung bedarfsweise auch ausgeschaltet werden kann, und zwar insbesondere dann, wenn der Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem Einlass des entsprechenden Druckgasbehälters 105a bis 105d zum Zwecke einer Wiederbefüllung verbunden bzw. zu verbinden ist.
Wie in FIG. 3 schematisch angedeutet, ist es ferner denkbar, wenn zwischen dem Behälterventil 108 der entsprechenden Druckgasbehälter 105a bis 105d und der ersten und/oder der zweiten Sammelleitung 111, und insbesondere dem ersten und/oder zweiten Leitungsabschnitt, wenigstens ein Rückflussverhinderer 112 vorgesehen ist, um einen Gasfluss von der zweiten Sammelleitung 111 zurück zu den Druckgasbehältern 105a bis 105d und/oder von den Druckgasbehältern 105a bis 105d zu der ersten Sammelleitung 110 zu blockieren. Gemäß FIG. 3 können die zwei Rückflussverhinderer 112 unmittelbar an einem Verbinderstück 113, insbesondere einem T-Stück, vorgesehen und strömungsmäßig mit dem Behälterventil 108 des jeweiligen Druckgasbehälters 105a bis 105d verbunden sein. In der Folge sind der Einlass des Druckgasspeichers und der Auslass des Druckgasspei- chers über ein vorzugsweise gemeinsames Verbinderstück 113 mit dem Inneren des Druckgasspeichers verbunden. Auf diese Weise ist grundsätzlich sicherge- stellt, dass beim Auslösen der Schnellauslöseventilanordnungen kein Rückfluss von der zweiten Sammelleitung 111 in einen der Druckgasbehälter 105a bis 105d erfolgen kann, wenn beispielsweise in einem der Druckgasbehälter 105a bis 105d ein Vergleich zu den anderen Druckgasbehältern niedrigerer Druck vorliegt.
Die in FIG. 4 schematisch dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform in FIG. 2 insbesondere durch weitere Druckgasbehälter 105e bis 105f, die über ein weiteres Ventil der ersten Ventilanordnung 104 strömungsmäßig mit dem Ausgang des Gasseparationssystems verbindbar sind . Hier- bei ist die Steuereinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung dazu ausgelegt, mehrere Ventile der ersten Ventilanordnung 104 entsprechend zu steuern.
Ebenso wie für die Druckgasbehälter 105a bis 105d in FIG. 2, sind für die in FIG. 4 gezeigten, weiteren Druckgasbehälter 105e bis 105f eine weitere erste Sammel- leitung 110 und eine weitere zweite Sammelleitung 111 vorgesehen. Auch ist jedem der weiteren Druckgasbehälter 105e bis 105f ein Behälterventil 108 mit einem Verbinderstück 113, insbesondere in Gestalt eines T- oder Y-Stückes, zugeordnet, über welches der entsprechende erste Leitungsabschnitt einerseits und der entsprechende zweite Leitungsabschnitt andererseits mit dem jeweiligen Be- hälterventil 108 bzw. dem Inneren der weiteren Druckgasbehälter 105e bis 105f strömungsmäßig verbindbar ist.
Die weitere zweite Sammelleitung 111 ist ebenfalls über entsprechende Bereichsventile 106c, 106d mit den entsprechenden umschlossenen Bereichen 107a, 107b strömungsmäßig verbindbar. Diese Ventile 106c, 106d sind vorzugsweise ebenfalls als Bereichsventile ausgebildet.
Anhand der in FIG. 4 schematisch dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhafterweise möglich, dass die weiteren Druckgasbehäl- ter 105e bis 105g und die Druckgasbehälter 105a bis 105d vorzugsweise unabhängig voneinander, gesteuert bzw. geregelt durch die Steuereinrichtung 10, einsetzbar sind . Insbesondere ist die Wiederbefüllung z. B. der weiteren Druckgasspeicher 105e bis 105g nach einer Schnellabsenkung und/oder Erstabsenkung durchführbar, während gleichzeitig die Druckgasspeicher 105a bis 105d mit den umschlossenen Bereichen 107a, 107b strömungsmäßig verbunden sind, um einen reduzierten Sauerstoffgehalt in den umschlossenen Bereichen 107a, 107b zu halten oder weiter zu reduzieren.
Selbstverständlich können auch die Druckgasbehälter 105a bis 105d mit sauer- stoff reduziertem Gasgemisch aus dem Gasseparationssystem 102 wiederbefüllt werden, wobei parallel die weiteren Druckgasbehälter 105e bis 105g mit den umschlossenen Bereichen 107a, 107b strömungsmäßig verbunden sind. Weiterhin ist der Einsatz weiterer Druckgasbehälter 105e bis 105g nicht auf die in FIG. 4 dargestellte Anzahl von Druckgasbehältern beschränkt, sondern kann bedarfsweise durch weitere Druckgasbehälter bzw. weitere, unabhängig voneinander steuerbare Zusammenschlüsse von mehreren Druckgasbehältern ergänzt werden.
Mit der in FIG. 4 gezeigten Ausführungsform ist vorteilhafterweise auch eine mehrstufige Inertisierung möglich. Bei einer mehrstufigen Inertisierung wird im Falle eines Brandes mithilfe der Druckgasbehälter 105a bis 105d die Sauerstoffkonzentration zunächst auf ein Grundinertisierungsniveau abgesenkt und dieses Niveau wird beispielsweise durch die Einleitung eines von dem Gasseparationssystem 102 produzierten, sauerstoffreduzierten Gasgemischs in den umschlossenen Bereich 107 gehalten. Nach Ablauf einer zuvor festlegbaren oder festgelegten Zeitspanne wird beispielsweise mittels Brandmeldern oder Sichtprüfung erneut geprüft, ob noch ein Brand vorliegt. Liegt kein Brand mehr vor, wird das Grundinertisierungsniveau zur Vermeidung einer Rückzündung für eine weitere festlegbare oder festgelegte Zeitspanne gehalten. Liegt jedoch weiterhin ein Brand vor, wird mithilfe der weiteren Druckgasbehälter 105e bis 105g die Sauerstoffkonzent- ration auf ein Vollinertisierungsniveau abgesenkt und auf diesem Niveau mithilfe des Gasseparationssystems 102 gehalten.
Insbesondere ist vorgesehen, dass nach der Erstabsenkung oder einer Schnellabsenkung des Sauerstoffgehaltes in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b durch das Zuführen des in dem Druckgasspeicher 105 bzw. des in mindestens einem Druckgasbehälter 105a-g des Druckgasspeichers 105 komprimierten Gasgemisches bzw. Inertgases zumindest teilweise eine Wiederbefüllung des Druckgasspeichers 105 bzw. des mindestens einen Druckgasbehälters 105a-g des Druckgasspeichers 105 stattfindet, und zwar indem der Auslass des Gasseparati- onssystems 102 mit dem Druckgasspeicher 105 bzw. mit dem mindestens einen Druckgasbehälter 105a-g des Druckgasspeichers 105 strömungsmäßig verbunden wird.
In einer bevorzugten Realisierung ist vorgesehen, dass bei der Erstabsenkung oder der Schnellabsenkung des Sauerstoffgehaltes in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b derart zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher 105 bzw. des in mindestens einem Druckgasbehälter 105a-g des Druckgasspeichers 105 in komprimierter Form gespeicherten Gasgemisches oder Inertgases dem umschlossenen Bereich 107a, 107b zugeführt wird, dass die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b einen insbesondere in Abhängigkeit von der Brandlast des umschlossenen Bereiches 107a, 107b vorab festgelegten oder festlegbaren ersten Wert nicht unterschreitet und einen ebenfalls vorab festgelegten oder festlegbaren zweiten Wert nicht überschreitet, wobei der zweite Wert kleiner als der Wert der Sauerstoffkonzentration in der normalen Atmosphäre und größer als der erste Wert ist. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass bei dem im Anschluss an die Erstabsenkung bzw. Schnellabsenkung stattfindenden Haltefluten das an dem Auslass des Gasseparationssystems 102 bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch in geregelter Weise derart dem umschlossenen Bereich 107a, 107b zugeführt wird, dass die Sauerstoffkonzentra- tion in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b den insbesondere in Abhängigkeit von der Brandlast des umschlossenen Bereiches 107a, 107b vorab festgelegten oder festlegbaren ersten Wert nicht unterschreitet und den ebenfalls vorab festgelegten oder festlegbaren zweiten Wert nicht überschreitet. Vorzugsweise entsprechen hier die ersten und zweiten vorab festgelegten oder festlegbaren Werte der Sauerstoffkonzentration unteren und oberen Grenzwerten eines Grundinertisierungsniveaus des umschlossenen Bereiches.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist vorgesehen, dass bei dem Haltefluten nach der Erstabsenkung bzw. Schnellabsenkung das an dem Auslass des Gasseparationssystems 102 bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch in geregelter Weise nur dann dem umschlossenen Bereich 107a, 107b zugeführt wird, wenn während oder nach der Erstabsenkung bzw. Schnellabsenkung vorzugsweise automatisch, insbesondere mit Hilfe von mindestens einem Brandmelder 118, und/oder manu- eil, insbesondere durch Betätigung eines entsprechenden Schalters, verifiziert wird, dass in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b kein Brand vorliegt.
In einer bevorzugten Realisierung ist vorgesehen, dass automatisch, insbesondere mit Hilfe von mindestens einem Brandmelder 118, und/oder manuell, insbesondere durch Betätigung eines entsprechenden Schalters, verifiziert wird, dass nach der Erstabsenkung bzw. Schnellabsenkung ein in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b ausgebrochenes Feuer nicht oder nicht hinreichend unterdrückt wurde. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass nach einer Verifikation, dass ein in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b ausgebrochenes Feuer nicht oder nicht hinreichend unterdrückt wurde, der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches 107a, 107b weiter reduziert wird, und zwar indem zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher 105 bzw. zumindest ein Teil des in mindestens einem Druckgasbehälter 105a-g des Druckgasspeichers 105 in kom- primierter Form gespeicherten Gasgemisches oder Inertgases dem umschlossenen Bereich 107a, 107b zugeführt, und zwar indem der Druckgasspeicher 105 bzw. der mindestens eine Druckgasbehälter 105a-g des Druckgasspeichers 105 mit dem umschlossenen Bereich 107a, 107b strömungsmäßig verbunden wird. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass nach einer Verifikation, dass ein in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b ausgebrochenes Feuer nicht oder nicht hinreichend unterdrückt wurde, der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches 107a, 107b so lange weiter reduziert wird, bis die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich eine vorab festgelegte oder festlegbare Zielkonzentration erreicht, welche einer Stickstoffkonzentration entspricht, die mindestens gleich groß wie eine von der Brandlast des umschlossenen Raumes 107a, 107b abhängige Löschgaskonzentration ist. Die vorab festgelegte oder festlegbare Sauerstoff-Zielkonzentration in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b entspricht dabei in bevorzugter Weise einem Vollinerti- sierungsniveau.
Alternativ oder zusätzlich ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass nach dem weiteren Reduzieren des Sauerstoffgehalts in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches 107a, 107b die vorab festgelegte oder festlegbare Sauer- stoff-Zielkonzentration in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b aufrechterhalten wird (Halteflutung), und zwar indem ein an dem Auslass des Gasseparations- Systems 102 bereitgestelltes, sauerstoffreduziertes Gasgemisch in geregelter Weise dem umschlossenen Bereich 107a, 107b zugeführt wird, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem umschlossenen Bereich strömungsmäßig verbunden wird. Hierbei findet in bevorzugter Weise während dieser Halteflutung zumindest teilweise eine Wiederbefüllung des Druckgasspeichers 105 bzw. eine Wiederbefüllung mindestens eines Druckgasbehälters 105a-g des Druckgasspeichers 105 statt, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems 102 mit dem Druckgasspeicher 105 bzw. mit mindestens einem Druckgasbehälter 105a-g des Druckgasspeichers 105 strömungsmäßig verbunden wird .
Gemäß einem weiteren Aspekt ist vorgesehen, dass vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten oder Ereignissen der umschlossene Bereich 107a, 107b im Hinblick auf das Auftreten mindestens einer Brandkenngröße überwacht wird. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass zumindest die Erst- bzw. Schnellabsenkung vorzugsweise automatisch initiiert wird, sobald mindestens eine Brandkenngröße erfasst wird .
FIG. 5a zeigt ein Blockschaltbild zum Veranschaulichen verschiedener beispielhafter Verbindungen der Steuereinrichtung 10 mit Komponenten der Sauerstoffredu- zierungsanlage 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Steuereinrichtung 10 empfängt Eingaben über verschiedene Sensoren. Die mit dem Bezugszeichen„114" bezeichnete Sensoreinheit liefert der Steuereinrichtung 10 Daten von einem Temperatursensor 115 und einem Drucksensor 116, welche sich in, an oder auf einem Druckgasbehälter 105 befinden. Durch die Berechnung der Temperatur- und Druckdaten kann die Steuereinrichtung 10 eine präzisere Wiederbefüllung in Reaktion auf einen temperaturabhängigen Druckanstieg in dem Druckgasbehälter 105 bewirken. Darüber hinaus ermöglicht es der Drucksensor 116 der Steuereinrichtung 10, eine Druckabsenkung in dem Druckgasbehälter 105 zu erfassen, was eine Auslösebedingung für den Beginn der Wiederbefüllung sein kann.
Der Sauerstoffsensor 117 liefert Werte einer Sauerstoffkonzentrationsmessung in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b an die Steuereinrichtung 10, wodurch eine Steuerung der Aktivierung oder Deaktivierung des Gasseparationssystems 102 und/oder des vorgeschalteten Kompressorsystems 101 in Abhängigkeit von der aktuellen Sauerstoffkonzentration ermöglicht wird . Auch kann eine optionale Brandmelderzentrale 121 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden sein, um einen Feueralarmmodus der Steuereinrichtung 10 auszulösen, wobei der Feueralarmmodus beispielsweise das Auslösen des Löschmodus der Sauerstoffreduzierungsanlage umfasst. Der Löschmodus umfasst das Absenken der Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b auf ein Grund- oder Vollinertisierungsniveau . Ein Brandmelder 118, der in diesem Fall ein Ansaugrauchmelder ist, um eine früheste Detektion von Rauch in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b zu ermöglichen, ist konfiguriert, um Alarminformationen an die Brandmelderzentrale 121 abzugeben, wenn Rauch oder ein Feuer in einem umschlossenen Bereich 107a, 107b erfasst wird. Im Falle von möglicherweise gefährlichen Zuständen, z. B. Rauch, Feuer oder kritische Sauerstoffkonzentrationen, sind die Steuereinrichtung 10 und die Brandmelderzentrale 121 zur Auslösung der Alarmierungsmittel 119 konfiguriert. Über eine Benutzerschnittstelle 120 ist es möglich, in der Steuereinrichtung 10 verfügbare Informationen anzuzeigen, beispielsweise Status- oder Alarminformationen, und für die Steuereinrichtung 10 beabsichtigte Benutzereingaben auszuführen, beispielsweise Konfigurationseingaben. Die Steuereinrichtung 10 ist darüber hinaus mit einem stromaufwärtsliegenden Kompressorsystem 101 verbun- den, um dieses Kompressorsystem 101 zu aktivieren oder deaktivieren, oder um den Kompressionsgrad des stromaufwärts liegenden Kompressorsystems 101 zu erhöhen oder herabzusetzen.
Ferner ist die Steuereinrichtung 10 mit einem stromabwärts liegenden Kompres- sorsystem 103 verbunden, um dieses Kompressorsystem 103 zum Wiederbefüllen des Druckgasbehälters 105 zu aktivieren und um es zu deaktivieren, wenn die Wiederbefüllung abgeschlossen ist. Um die Steuereinrichtung 10 in die Lage zu versetzen, die Modi der Grundinertisierung, der raschen Absenkung der Sauerstoffkonzentration (zur Vollinertisierung) und der Wiederbefüllung zu steuern, ist die Steuereinrichtung 10 mit Ventilen 104, 106 und 109 verbunden und kann die Auf- oder Zu-Position der Ventile 104, 106 und 109 ändern.
Fig. 5b zeigt in einer gruppierten Übersicht die Komponenten der Fig . 5a sowie die Kommunikationsrichtungen zwischen der Steuereinrichtung 10 und den ange- schlossenen übrigen Komponenten. Die Steuereinrichtung 10 tauscht Signale aus mit der Sensoreinheit 114, die in diesem Ausführungsbeispiel mindestens einen Temperatursensor 115 zur Messung und/oder Überwachung der Temperatur des Druckgasspeichers 105, mindestens einen Drucksensor 116 zur Messung und/oder Überwachung des Druckes des Druckgasspeichers 105, mindestens einen Sauerstoffsensor 117 zur Messung und/oder Überwachung der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre des u mschlossenen Bereiches 107a, 107b sowie mindestens einen Sauerstoffsensor 122 zur Messung und/oder Überwachung der Restsauerstoffkonzentration am Ausgang des Gasseparationssystems 102 umfasst.
Die Steuereinrichtung 10 tauscht zudem Signale aus mit der Brandmelderzentrale 121, die wiederum mit mindestens einem Brandmelder 118 kommuniziert, um einen von einem Brandmelder 118 detektierten Brand z. B. an eine Leitzentrale oder die Steuereinrichtung 10 der Sauerstoffreduzierungsanlage zu melden. Die Brandmelderzentrale 121 steuert zudem Alarmierungsmittel 119a an, um Personen auf den Brandfall aufmerksam zu machen. Die Alarmierungsmittel 19a können z. B. Blitzleuchten, Leuchtfelder und/oder H upen sein.
Die Steuereinrichtung 10 kann ebenfalls eigene bzw. zusätzliche Alarmierungsmit- tel 119b ansteuern, wenn beispielsweise die mit dem zumindest einen Sauerstoffsensor 117 gemessene Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b eine unzulässig hohe oder unzulässig niedrige Konzentration über- bzw. unterschreitet. Die Steuereinrichtung 10 tauscht zudem Signale aus mit der Benutzerschnittstelle 120, in dieser Figur beispielhaft als an der Steuereinrichtung 10 angebrachtes Touchpanel gezeigt. Die Benutzerschnittstelle 120 zeigt zum Beispiel einem Benutzer Konfigurations-, Status- und Alarmdaten an und ermöglicht über Benutzereingaben zum Beispiel die Einrichtung oder Anpassung der Steuerfunktionen der Steuereinrichtung 10. Beispielsweise können über die Benutzerschnittstelle 120 Schwellwerte für die Sensoren der Sensoreinrichtung 114 festgelegt oder geändert werden, wobei ein Unter- oder Überschreiten der Schwellwerte zu einer Meldung oder zur Ansteuerung von Alarmierungsmitteln 119b führen können. Die Steuereinrichtung 10 tauscht zudem Signale aus mit dem Gasseparationssystem 102, schaltet dieses beispielsweise ein oder aus oder fragt den Zustand des Gasseparationssystems 102 ab. Auch die Ansteuerung der dem Gasseparationssystem 102 vor- und nachgeschalteten Kompressorsysteme 101, 103, beispielsweise das Ein- und Ausschalten oder eine gestufte oder stufenlose Erhöhung oder Reduzierung des Kompressionsgrades, erfolgt mithilfe der Steuereinrichtung 10.
Des Weiteren steuert die Steuereinrichtung 10 die Ventile der ersten, zweiten und dritten Ventilanordnungen 104, 106 und 109 an, beispielsweise öffnet oder schließt sie die Ventile, um wahlweise strömungsmäßige Verbindungen zwischen dem Gasseparationssystem 102, dem Druckgasspeicher 105 und dem umschlos- senen Bereich 107a, 107b herzustellen oder zu trennen.
FIG. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer exemplarischen Steuersequenz zum Steuern einer Sauerstoffreduzierungsanlage, wie sie beispielsweise in FIG. 1 gezeigt ist.
Der linke Zweig von FIG. 6 zeigt eine Sequenz zum Erstabsenken und/oder zum Aufrechterhalten einer sauerstoffreduzierten Konzentration in den umschlossenen Bereichen 107a, 107b (Modus "Grundinertisierung"). Der rechte Zweig von FIG. 6 zeigt eine Sequenz zur Branddetektion, Brandlöschung (Modus "Vollinertisierung") und Wiederbefüllung der Druckgasbehälter 105a bis 105d.
Beide Sequenzen sind beispielshaft für den umschlossenen Bereich 107a gezeigt. Für den umschlossenen Bereich 107b sind selbstverständlich auch solche Sequenzen denkbar. Beide Sequenzen, die im linken und rechten Zweig der FIG. 6 ge- zeigt sind, können einzeln oder parallel stattfinden.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den linken Zweig der FIG. 6 (Modus "Grundinertisierung") : Während des Betriebs der Sauerstoffreduzierungsanlage wird die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich 107a, 107b kontinuierlich gemessen und die Messdaten an die Steuereinrichtung 10 abgegeben. Wenn eine vorgegebene maximale Sauerstoffkonzentration erreicht wird, öffnet die Steuereinrichtung 10 das Ventil 109a und startet das stromaufwärtige, also dem Gasseparati- onssystem 102 vorgeschaltete Kompressorsystem 101 sowie das Gasseparationssystem 102, um dem umschlossenen Bereich 107a ein sauerstoffreduziertes Gas- gemisch zuzuführen. Sobald eine vorgegebene Mindestkonzentration an Sauerstoff erreicht ist, stoppt die Steuereinrichtung 10 das stromaufwärts liegende bzw. vorgeschaltete Kompressorsystem 101 und das Gasseparationssystem 102 und schließt das Ventil 109a.
Da die Sauerstoffkonzentration aufgrund von Leckagen in den umschlossenen Bereichen 107a, 107b in natürlicher Weise ansteigt, wird sie früher oder später eine maximale Konzentration erreichen, so dass ein Neustart des vorgeschalteten Kompressorsystems 101 und des Gasseparationssystems 102 ausgelöst wird.
Die Mindest- und Höchstkonzentration können individuell festgelegt und in der Steuereinrichtung 10 gespeichert werden. Eine beispielhafte Mindestkonzentration könnte 17,0 Vol.-% betragen, und eine beispielhafte maximale Konzentration könnte 17,4 Vol.-% betragen, was einem typischen Grundinertisierungsbereich entsprechen würde.
Ein weiteres Beispiel umfasst untere und obere Grenzwerte bei 14,0 Vol. -% und 14,4 Vol.-%, was einem typischen Vollinertisierungsbereich entsprechen würde. Die Mindest- und Höchstkonzentrationen können auch variabel für einen Tag- und einen Nachtmodus definiert werden, wobei der Tagmodus eine Zeit mit hohen menschlichen Verkehr in dem umschlossenen Bereich darstellt, wofür eine höhere Sauerstoffkonzentration erforderlich ist, und wobei der Nachtmodus eine Zeit repräsentiert, in der nur wenige oder keine Menschen in den umschlossenen Bereich gelangen, was eine geringere Sauerstoffkonzentration ermöglichen würde, um die Effizienz des Brandschutzes zu erhöhen.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den rechten Zweig der FIG. 6, welcher die Wechselwirkung zwischen der Branddetektion, der Feuerlöschung (Modus "Vollinertisierung") und dem Wiederbefüllen zeigt:
Die Branddetektion könnte mit Ansaugrauchmeldern realisiert werden, wodurch eine sehr sinnvolle, zuverlässige und optisch ansprechende Brandmeldeanlage realisierbar ist. Wenn ein Brand in dem umschlossenen Bereich 107a erfasst wird, wird das Erfassungssignal von der Brandmelderzentrale 121 an die Steuereinrich- tung 10 übertragen. Infolgedessen öffnet die Steuereinrichtung 10 das Ventil 106a und löst die Druckgasbehälter 105a bis 105d aus, um über eine Sammellei- tung 111 und das Ventil 106a entladen zu werden, so dass das in den Druckgasbehältern 105a bis 105d gespeicherte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch schnell in den umschlossenen Bereich 107a eintritt und dadurch das Feuer auslöscht. Sobald die Sauerstoffkonzentration im umschlossenen Bereich 107a ein Minimum erreicht, wird der Lösch- bzw. Vollinertisierungsmodus durch Schließen des Ventils 106a beendet. Automatisch oder manuell beginnt die Wiederbefüllung mit dem Öffnen des Ventils 104 und dem Starten des nachgeschalteten bzw. stromabwärtsliegenden Kompressorsystems 103.
Der Behälterdruck wird kontinuierlich gemessen und die Messdaten werden der Steuereinrichtung 10 zugeführt. Die Druckgasbehälter 105a bis 105d werden nachgefüllt, bis der Druck ein vorgegebenes Maximum erreicht. In einer bevorzugten Ausführungsform unterliegen die Druckmessungen einer Temperaturkom- pensation. Dies geschieht sowohl durch Messen von Druck als auch durch Messen von Temperatur in den Druckgasbehältern 105a bis 105d und durch Berechnen eines normierten Drucks in Übereinstimmung mit thermodynamischen Formeln. Der Mindest- und Maximaldruck können individuell festgelegt und in der Steuereinrichtung 10 gespeichert werden.
Die Wiederbefüllung wird durch Stoppen des nachgeschalteten bzw. stromabwärts liegenden Kompressorsystems 103 und durch Schließen des Ventils 104 durch die Steuervorrichtung 10 vervollständigt. Das System kehrt dann in einen Modus zurück, in welchem das System sensitiv auf für die umschlossenen Bereiche 107a, 107b abgegebene Feueralarmsignale ist, also in eine Bereitschaft für eine weitere Schnellabsenkung bzw. Vollinertisierung im Falle einer Rückzündung oder eines erneuten Brandes zurückkehrt.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen schematisch dargestellten Aus- führungsformen der Sauerstoffreduzierungsanlage 100 beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang auch denkbar, wenn unmittelbar am Auslass des Gasseparationssystems noch ein Zwischenspeicher vorgesehen ist, um das am Auslass des Gasseparationssystems bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch zwischenzuspeichern. Gemäß bevorzugten Realisierungen der Sauerstoffreduzierungsanlage 100 ist vorgesehen, ein ohnehin stationär vorhandenes Gasseparationssystem (Stickstofferzeuger) zu nutzen und den benötigten zusätzlichen nachgeschalteten Hochdruck- kompressor (Kompressorsystem 103) ebenfalls stationär vorzuhalten oder mobil bereitzustellen.
Sollte sich hingegen die Investition in die zusätzliche Struktur (Hochdruckleitu ngen für die Befüllung, Ventile etc.) bei bestimmten Anwendungen nicht lohnen, ist eine gänzlich mobile Variante (Gasseparationssystem 102, beide Kompressorsysteme 101, 103) von Vorteil .
In einer Alternative könnte ein stationäres Gasseparationssystem von einem mobilen Gasseparationssystem unterstützt werden, weil sonst das stationäre Gasse- parationssystem nur für eine mögliche Wiederbefüllung größer ausgelegt werden müsste, um die nötige Lieferleistung zu erzeugen. Die Möglichkeit, zwei stationäre Gasseparationssysteme vorzusehen (eines zum Haltenfluten, eines zum Wiederbefüllen), ist ebenfalls grundsätzlich denkbar. Ist (nur) ein insbesondere stationäres Gasseparationssystem vorhanden, ist es von Vorteil, wenn die Stickstoffkonzentration des am Auslass des Gasseparationssystems bereitstellbaren, sauerstoffreduzierten Gasgemisches umschaltbar ist. Hinsichtlich optimaler Lieferbedingungen hat sich eine Einleitung in den Raum bei einer Stickstoffkonzentration von ca. 95 Vol .-% herausgestellt, für die Befüllung sind aber mindestens 98 Vol .-%, bevorzugt mindestens 99 Vol .-% wünschenswert, um die Anzahl der Gasdruckbehälter zu optimieren.
Neben dem Druck des in dem Druckgasspeicher gespeicherten Gases (Flaschendruck) ist es von Vorteil, die Temperatur des Druckgasspeichers (Flaschentempe- ratur) zu überwachen. Dies dient nicht nur der temperaturkompensierten Druckmessung bzw. Befüllung, sondern bei Überschreiten einer Maximaltemperatur wird die Befüllung unterbrochen, um die Flaschenventile zu schützen. Die Temperaturmessung kann über beispielsweise magnetische Thermoelemente an der Außenwand der Flaschen durchgeführt werden. Bevorzugt wird die Temperatur an mindestens zwei Stellen des Druckgasspeichers gemessen, nämlich an der kältesten und an der wärmsten Stelle. Die kälteste und die wärmste Stelle können zu- vor durch Versuche ermittelt oder anhand der Umgebungsbedingungen, z. B. anhand kühler Wandflächen oder Heizungskörpern, abgeschätzt werden. Die Temperatur an der kältesten Stelle dient dann der temperaturkompensierten Druckmessung bzw. Befüllung, während die Messung an der wärmsten Stelle das Über- schreiten einer für die Behälterventile möglicherweise schädlichen Maximaltemperatur verhindern soll.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Restsauerstoffgehalt am Auslass des Gasseparationssystems überwacht wird, um im Falle einer unzulässig niedrigen Stickstoffkonzentration die Stickstoff reduzierte Luft nicht in den Druckgasspeicher, sondern nach außen oder in den umschlossenen Bereich abzuleiten, damit die geforderte Reinheit gewährleistet wird .
Bezugszeichenliste
10 Steuereinrichtung
100 Sauerstoffreduzierungsanlage
101 vorgeschaltetes Kompressorsystem
102 Gasseparationssystem
103 nachgeschaltetes Kompressorsystem
104 erste Ventilanordnung
105 Druckgasspeicher
105a-g Druckgasbehälter
106, 106a-d dritte Ventilanordnung bzw. Ventile der dritten Ventilanordnung
107, 107a, b umschlossener Bereich
108 Behälterventil
109, 109a, b zweite Ventilanordnung bzw. Ventile der zweiten Ventilanordnung 110 erste Sammelleitung
111 zweite Sammelleitung
112 Rückflussverhinderer
113 Verbinderstück
114 Sensoreinheit
115 Temperatursensor
116 Drucksensor
117 Sauerstoffsensor (Bereich)
118 Brandmelder
119a, 119b Alarmierungsmittel
120 Benutzerschnittstelle
121 Brandmelderzentrale
122 Sauerstoffsensor (Gasseparationssystem)

Claims

Patentansprüche
1. Sauerstoffreduzierungsanlage (100), welche folgendes aufweist:
wenigstens ein Gasseparationssystem (102) zum bedarfsweisen Bereitstellen eines sauerstoffreduzierten Gasgemisches an einem Auslass des Gasseparationssystems (102); und
einen Druckgasspeicher (105; 105a-g), insbesondere in Gestalt eines oder mehrerer Druckgasbehälter, zum Speichern eines sauerstoffreduzierten Gasgemisches oder Inertgases in komprimierter Form, wobei der Druckgasspeicher (105; 105a-g) über ein Leitungssystem mit mindestens einem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist zum bedarfsweisen Zuführen von mindestens einem Teil des in dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) gespeicherten Gasgemisches bzw. Inertgases zu dem mindestens einen u mschlossenen Bereich (107; 107a, 107b); und
wobei der Auslass des Gasseparationssystems (102) wahlweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) und/oder mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist zum bedarfsweisen Zuführen des am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten Gasgemisches zu dem
Druckgasspeicher (105; 105a-g) und/oder zu dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b).
2. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 1,
wobei das Gasseparationssystem (102) als ein mobiles System ausgebildet ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) entfernbar ist.
3. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 1 oder 2,
welche ferner ein dem Gasseparationssystem (102) vorgeschaltetes Kompressorsystem (101) aufweist zum Komprimieren eines dem Gasseparationssystem (102) zuzuführenden Anfangsgasgemisches.
4. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 3,
wobei das dem Gasseparationssystem (102) vorgeschaltete Kompressorsystem (101) als ein mobiles System ausgebildet ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) und/oder dem Gasseparationssystem (102) entfernbar ist.
5. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Kompressorsystem (103) zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems (102) und dem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) vorgesehen ist zum bedarfsweisen Komprimieren des am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten und dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) zuzuführenden sauerstoffreduzierten Gasgemisches.
6. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 5,
wobei das zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems (102) und dem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) vorgesehene Kompressorsystem (103) als ein mobiles System ausgebildet ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) u nd/oder dem Gasseparationssystem (102) entfernbar ist.
7. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Leitungssystem vorgesehen ist, über welches der Auslass des Gasseparationssystems (102) wahlweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) und/oder mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist.
8. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 7,
wobei das Leitungssystem, über welches der Auslass des Gasseparationssystems (102) wahlweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) und/oder mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist, zumindest bereichsweise mit dem Leitungssystem übereinstimmt, über welches der Druckgasspeicher (105; 105a-g) mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist.
9. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 7 oder 8,
wobei das Leitungssystem, über welches der Auslass des Gasseparationssystems (102) wahlweise mit einem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) und/oder mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist, zumindest bereichsweise als mobiles System ausgebildet ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) und/oder dem Gasseparationssystem (102) entfernbar ist.
Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche ferner ein Ventilsystem mit einer ersten Ventilanordnung (104) aufweist, wobei die erste Ventilanordnung (104) ausgebildet ist zum Ausbilden und/oder Trennen einer strömungsmäßigen Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems (102) und dem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g).
Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche ferner ein Ventilsystem mit einer zweiten Ventilanordnung (106; 106a-d) aufweist, wobei die zweite Ventilanordnung (106; 106a-d) ausgebildet ist zum Ausbilden und/oder Trennen einer strömungsmäßigen Verbindung zwischen einem Auslass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) und dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b).
Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche ferner ein Ventilsystem mit einer dritten Ventilanordnung (109; 109a, 109b) aufweist, wobei die dritte Ventilanordnung (109; 109a, 109b) ausgebildet ist zum Ausbilden und/oder Trennen einer strömungsmäßigen Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems (102) und dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b).
13. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Ventilsystem zumindest teilweise als ein mobiles System ausgebildet ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) und/oder dem Gasseparationssystem (102) entfernbar ist.
14. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Druckgasspeicher (105; 105a-g) mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass aufweist, wobei der Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) und der Auslass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) über ein Verbinderstück (113) mit dem Inneren des Druckgasspeichers (105; 105a-g) verbunden sind.
15. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 14,
wobei das Verbinderstück (113) als ein im Hinblick auf den mindestens einen Einlass und den mindestens einen Auslass gemeinsames Verbinderstück ausgeführt ist.
16. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 14 oder 15,
wobei das Verbinderstück (113) als T- oder Y-Stück ausgeführt ist.
17. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Verbinderstück (113) in einem Behälterventil (108) des Druckgasspeichers (105; 105a-g) ausgebildet ist.
18. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, welche ferner eine Steuereinrichtung (10) aufweist zum vorzugsweise koordinierten Ansteuern von ansteuerbaren Komponenten der Sauerstoffreduzierungsanlage (100).
19. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 18,
wobei die Steuereinrichtung (10) ausgebildet ist, ein Ventilsystem der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) derart anzusteuern, dass der Auslass des Gasseparationssystems (102) vorzugsweise nur dann mit dem Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) strömungsmäßig verbunden ist, wenn keine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Druckgasspeichers (105; 105a-g) und dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) und/oder keine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass des Gasseparationssystems (102) und dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) vorliegt.
20. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, welche ferner eine Sensoreinheit (114) aufweist zur Koordination der Bereitstellung des sauerstoffreduzierten Gasgemisches an dem Auslass des Gasseparationssystems (102), zur Koordination der Zuführung des an dem Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten sauerstoffred uzierten Gasgemisches zu dem Druckgasspeicher (105; 105a-g), zur Koordination der Zuführung des an dem Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten sauerstoffreduzierten Gasgemisches zu dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b), und/oder zur Koordination der Zuführung des in dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) gespeicherten sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases zu dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b).
21. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, insbesondere nach Anspruch 20, wobei die Sauerstoffreduzierungsanlage (100) mindestens einen dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) zugeordneten Drucksensor (116) aufweist zum bedarfsweisen oder kontinuierlichen Erfassen eines vorzugsweise statischen und/oder dynamischen Gasdruckes des in dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) gespeicherten sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases.
22. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, insbesondere nach Anspruch 20, wobei die Sauerstoffreduzierungsanlage (100) mindestens einen dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeordneten Drucksensor aufweist zum bedarfsweisen oder kontinuierlichen Erfassen eines vorzugsweise statischen Gasdruckes in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches (107; 107a, 107b).
23. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, insbesondere nach Anspruch 20, wobei die Sauerstoffreduzierungsanlage (100) mindestens einen Drucksensor aufweist zum Erfassen eines vorzugsweise dynamischen und/statischen Gasdruckes am Einlass des Druckgasspeichers (105; 105a-g), insbesondere beim Zuführen des am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten Gasgemisches zu dem Druckgasspeicher (105; 105a-g).
24. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, insbesondere nach Anspruch 20, wobei die Sauerstoffreduzierungsanlage (100) mindestens einen dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) zugeordneten Temperatursensor (115) aufweist zum bedarfsweisen oder kontinuierlichen Erfassen einer Temperatur des in dem Druckgasspeicher (105; 105a- g) gespeicherten sauerstoffreduzierten Gasgemisches bzw. Inertgases.
25. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Sauerstoffreduzierungsanlage (100) mindestens einen dem Gasseparationssystem (102) zugeordneten Sensor (122) aufweist zum bedarfsweisen oder kontinuierlichen Erfassen einer Sauerstoffrestkonzentration in dem am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten Sauerstoff reduzierten Gasgemisch.
26. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei das wenigstens eine Gasseparationssystem (102) einen ersten Betriebsmodus, in welchem bedarfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch zu dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) zugeführt wird, und einen zweiten Betriebsmodus, in welchem bedarfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch zu mindestens einem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeführt wird, aufweist, wobei der erste und zweite Betriebsmodus vorzugsweise durch eine Steuereinrichtung (10) und noch bevorzugter automatisch, insbesondere wahlweise automatisch, durch eine Steuereinrichtung (10) einstellbar sind.
27. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei dem wenigstens einen Gasseparationssystem (102) ein vorgeschaltetes Kompressorsystem (101) zugeordnet ist, wobei das vorgeschaltete Kompressorsystem (101) einen ersten Betriebsmodus, in welchem bedarfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch zu dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) zugeführt wird, und einen zweiten Betriebsmodus, in welchem bedarfsweise ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch zu mindestens einem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeführt wird, aufweist, wobei der erste und zweite Betriebsmodus vorzugsweise durch eine Steuereinrichtung (10) und noch bevorzugter automatisch, insbesondere wahlweise automatisch, durch eine Steuereinrichtung (10) einstellbar ist.
28. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei der Auslass des Gasseparationssystems (102) über ein Ventil (104) mit einer ersten Sammelleitung (110) verbunden oder verbindbar ist.
29. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 28,
wobei die erste Sammelleitung (110) und/oder das Ventil (104) als mobiles System ausgebildet sind/ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) und/oder dem Gasseparationssystem (102) entfernbar ist.
30. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei der Druckgasspeicher (105) eine Mehrzahl von räumlich voneinander getrennten, parallel zueinander geschalteten Druckgasbehältern (105a-g) mit mindestens einem, vorzugsweise jeweils einem Behälterventil (108) aufweist.
31. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 30,
wobei für vorzugsweise jeden der Mehrzahl von Druckgasbehältern (105a- g) ein erster Leitungsabschnitt vorgesehen ist, über den das jeweilige Behälterventil (108) des Druckgasbehälters (105a-g) mit einer ersten Sammelleitung (110) strömungsmäßig verbunden ist.
32. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 30 oder 31,
wobei das Behälterventil (108) eines vorzugsweise jeden der Mehrzahl von Druckgasbehältern (105a-g) jeweils über einen zweiten Leitungsabschnitt mit einer zweiten Sammelleitung (111) strömungsmäßig verbunden ist.
33. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 32,
wobei die zweite Sammelleitung (111) über ein Ventil (106, 106a-d), insbesondere Bereichsventil, mit dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist.
Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 33,
wobei die zweite Sammelleitung (111) und/oder das Ventil (106, 106a-d) als mobiles System ausgebildet sind/ist, welches bedarfsweise von der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) und/oder dem Gasseparationssystem (102) entfernbar ist.
35. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 34, wobei eine Steuereinrichtung (10) vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, vorzugsweise automatisch und noch bevorzugter wahlweise automatisch entsprechende der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) zugeordnete Ventilanordnungen (104, 106, 109) derart koordiniert anzusteuern, dass der Ausgang des wenigstens einen Gasseparationssystems (102) mit dem Ein- lass wenigstens eines Druckgasbehälters (105a-g) strömungsmäßig verbindbar ist, wenn eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Auslass wenigstens eines weiteren Druckgasbehälters (105a-g) und dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) vorliegt.
36. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 35, wobei eine Steuereinrichtung (10) vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, vorzugsweise automatisch und noch bevorzugter wahlweise automatisch entsprechende der Sauerstoffreduzierungsanlage (100) zugeordnete Ventilanordnungen (104, 106, 109) derart koordiniert anzusteuern, dass bei Detektion eines zuvor festgelegten oder festlegbaren Minimaldrucks und/oder bei Unterschreiten eines zuvor festgelegten oder festlegbaren Minimaldrucks in wenigstens einem der Druckgasbehälter (105a-g) selektiv eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Einlass des wenigstens einen Druckgasbehälters (105a-g) und dem Auslass des Gasseparationssystems (102) ausgebildet wird .
37. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, wobei mindestens einem Druckgasbehälter (105a-g) ein Rückflussverhinderer (112), insbesondere in Gestalt eines Rückschlagventils, zugeordnet ist zum Blockieren eines Gasflusses von einem zwischen dem Druckgasbehälter (105a-g) und dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) verlaufenden Leitungssystem zu dem Druckgasbehälter (105a-g).
38. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 37, wobei mindestens einem Druckgasbehälter (105a-g) ein Rückflussverhinderer (112), insbesondere in Gestalt eines Rückschlagventils, zugeordnet ist zum Blockieren eines Gasflusses von dem Druckgasbehälter (105a-g) zu einem zwischen dem Ausgang des wenigstens einen Gasseparationssystems (102) und dem Druckgasbehälter (105a-g) verlaufenden Leitungssystem.
39. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 38, wobei mindestens einer der Mehrzahl von Druckgasbehälter (105a-g) ein Behälterventil (108) mit einer vorzugsweise pneumatisch betätigbaren Schnellauslöseventilanordnung aufweist zum bedarfsweisen Ausbilden einer strömungsmäßigen Verbindung zwischen dem entsprechenden Druckgasbehälter (105a-g) und einem zwischen dem Druckgasbehälter (105a-g) und dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) verlaufenden Leitungssystem.
40. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 39,
wobei die Ventilfunktion der Schnellauslöseventilanordnung bedarfsweise ausschaltbar ist, insbesondere dann, wenn der Auslass des Gasseparationssystems (102) mit dem Einlass des Druckgasbehälters (105a-g) verbunden ist oder zu verbinden ist.
41. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 40, wobei das Gasseparationssystem (102) einen ersten Gasseparator, vorzugsweise in Gestalt eines Stickstoffgenerators, und mindestens einen weiteren, zweiten Gasseparator, vorzugsweise in Gestalt eines Stickstoffgenerators, aufweist.
42. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 41,
wobei der erste Gasseparator als stationär vorgesehener Gasseparator ausgeführt ist, und wobei der mindestens eine zweite Gasseparator als mobiler Gasseparator ausgeführt ist.
43. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 41,
wobei der erste und der mindestens eine zweite Gasseparator jeweils als stationär vorgesehene Gasseparatoren ausgeführt sind .
44. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 41,
wobei der erste und der mindestens eine zweite Gasseparator jeweils als mobile Gasseparatoren ausgeführt sind.
45. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 44, wobei eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist zum Überwachen des Restsauerstoffgehalts des am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten, sauerstoffreduzierte Gasgemisches.
46. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 45,
wobei eine Steuereinrichtung (10) vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, das am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch nur dann dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) zuzuführen, wenn der Restsauerstoffgehalt des am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellten, sauerstoffreduzierte Gasgemisches einen vorab festgelegten oder festlegbaren Schwellwert nicht überschreitet.
47. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 46, wobei die Stickstoffkonzentration des am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitstellbaren, sauerstoffreduzierten Gasgemisches zwischen mindestens zwei vorab festgelegten oder festlegbaren Werten umschaltbar ist.
48. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 47,
wobei das Gasseparationssystem (102) ausgebildet ist, am Auslass des Gasseparationssystems (102) ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch mit einer ersten Stickstoffkonzentration bereitzustellen, wenn das am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellte sauerstoffreduzierte Gasgemisch dem mindestens einen umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zuzuführen ist, und am Auslass des Gasseparationssystems (102) ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch mit einer zweiten Stickstoffkonzentration bereitzustellen, wenn das am Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellte sauerstoffreduzierte Gasgemisch dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) zuzuführen ist.
49. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 48,
wobei die erste Stickstoffkonzentration niedriger als die zweite Stickstoffkonzentration ist.
50. Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach Anspruch 48 oder 49,
wobei die zweite Stickstoffkonzentration mindestens 99 Vol.-% beträgt.
51. Verfahren zum Betreiben einer Sauerstoffreduzierungsanlage (100), insbesondere einer Sauerstoffreduzierungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 50, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
i) in einem Druckgasspeicher (105; 105a-g) wird ein sauerstoffreduziertes Gasgemisch oder Inertgas in komprimierter Form gespeichert;
ii) zum raschen Reduzieren des Sauerstoffgehaltes in der Raumatmosphäre eines umschlossenen Bereiches (107; 107a; 107b) wird zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) in komprimierter Form gespeicherten Gasgemisches oder Inertgases dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeführt, und zwar indem der Druckgasspeicher (105; 105a-g) mit dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden wird; iii) zum Halten eines reduzierten Sauerstoffgehalts und/oder zum Reduzieren des Sauerstoffgehaltes in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches wird ein an einem Auslass eines Gasseparationssystems (102) bereitgestelltes, sauerstoffreduziertes Gasgemisch in geregelter Weise dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeführt, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems (102) mit dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden wird;
wobei nach dem Verfahrensschritt ii) und vorzugweise parallel zum Verfahrensschritt iii) zumindest teilweise eine Wiederbefüllung des Druckgasspeichers (105; 105a-g) oder eine Wiederbefüllung mindestens eines Druckgasbehälters (105a-g) des Druckgasspeichers (105) stattfindet, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems (102) bzw. des mindestens einen Druckgasbehälters (105a-g) des Druckgasspeichers (105) mit dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) strömungsmäßig verbunden wird.
52. Verfahren nach Anspruch 51,
wobei im Verfahrensschritt ii) zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) in komprimierter Form gespeicherten Gasgemisches o- der Inertgases dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) derart zugeführt wird, dass die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) einen insbesondere in Abhängigkeit von der Brandlast des umschlossenen Bereiches (107; 107a, 107b) vorab festgelegten oder festlegbaren ersten Wert nicht unterschreitet und einen ebenfalls vorab festgelegten oder festlegbaren zweiten Wert nicht überschreitet, wobei der zweite Wert vorzugsweise kleiner als der Wert der Sauerstoffkonzentration in der normalen Atmosphäre und vorzugsweise größer als der erste Wert ist.
53. Verfahren nach Anspruch 52,
wobei im Verfahrensschritt iii) das an dem Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch in geregelter Weise derart dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeführt wird, dass die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) den vorab festgelegten oder festlegbaren ersten Wert nicht unterschreitet und den vorab festgelegten oder festlegbaren zweiten Wert nicht überschreitet.
54. Verfahren nach Anspruch 52 oder 53,
wobei die ersten und zweiten vorab festgelegten oder festlegbaren Werten unteren und oberen Grenzwerten eines Grundinertisierungsniveau des umschlossenen Bereiches (107; 107a, 107b) entsprechen.
55. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 54,
wobei im Verfahrensschritt iii) das an dem Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestellte, sauerstoffreduzierte Gasgemisch in geregelter Weise nur dann dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeführt wird, wenn während oder nach dem raschen Reduzieren des Sauerstoffgehaltes in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches (107;
107a; 107b) im Verfahrensschritt ii) vorzugsweise automatisch, insbesondere mit Hilfe von mindestens einem Brandmelder, und/oder manuell, insbesondere durch Betätigung eines entsprechenden Schalters, verifiziert wird, dass in dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) kein Brand vorliegt.
56. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 55,
wobei automatisch, insbesondere mit Hilfe von mindestens einem Brandmelder, und/oder manuell, insbesondere durch Betätigung eines entsprechenden Schalters, verifiziert wird, dass nach dem raschen Reduzieren des Sauerstoffgehaltes in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches (107; 107a; 107b) ein in dem umschlossenen Bereich (107; 107a; 107b) ausgebrochenes Feuer nicht oder nicht hinreichend unterdrückt wurde, und wobei das Verfahren ferner folgenden Verfahrensschritt nach dem Verfahrensschritt iii) aufweist:
iv) der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches (107; 107a; 107b) wird weiter reduziert, und zwar indem zumindest ein Teil des in dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) in komprimierter Form gespeicherten Gasgemisches oder Inertgases dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeführt, und zwar indem der Druckgasspeicher (105; 105a-g) oder mindestens ein Druckgasbehälter (105a-g) des Druckgasspeichers (105) mit dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden wird.
57. Verfahren nach Anspruch 56,
wobei im Verfahrensschritt iv) der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre des umschlossenen Bereiches (107; 107a; 107b) so lange weiter reduziert wird, bis die Sauerstoffkonzentration in dem umschlossenen Bereich (107; 107a; 107b) eine vorab festgelegte oder festlegbare Zielkonzentration erreicht, welche einer Stickstoffkonzentration entspricht, die mindestens gleich groß wie eine von der Brandlast des umschlossenen Raumes abhängige Löschgaskonzentration ist.
58. Verfahren nach Anspruch 57,
wobei die vorab festgelegte oder festlegbare Sauerstoff-Zielkonzentration in dem umschlossenen Bereich (107; 107a; 107b) einem Vollinertisierungs- niveau entspricht.
Verfahren nach Anspruch 57 oder 58,
wobei ferner der folgende Verfahrensschritt nach dem Verfahrensschritt iv) vorgesehen ist:
v) Aufrechterhalten der vorab festgelegten oder festlegbaren Sauerstoff- Zielkonzentration in dem umschlossenen Bereich (107; 107a; 107b), und zwar indem ein an dem Auslass des Gasseparationssystems (102) bereitgestelltes, sauerstoffreduziertes Gasgemisch in geregelter Weise dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) zugeführt wird, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems (102) mit dem umschlossenen Bereich (107; 107a, 107b) strömungsmäßig verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 59,
wobei nach dem Verfahrensschritt iv) und vorzugweise parallel zum Verfahrensschritt v) zumindest teilweise eine Wiederbefüllung des Druckgasspeichers (105; 105a-g) oder eine Wiederbefüllung von mindestens einem Druckgasbehälter (105a-g) des Druckgasspeichers (105) stattfindet, und zwar indem der Auslass des Gasseparationssystems (102) mit dem Druckgasspeicher (105; 105a-g) bzw. mit dem mindestens einen Druckgasbehäl- ter (105a-g) des Druckgasspeichers (105) strömungsmäßig verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 60,
wobei vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten oder Ereignissen der umschlossene Bereich (107; 107a; 107b) im Hinblick auf das Auftreten mindestens einer Brandkenngröße überwacht wird, und wobei zumindest der Verfahrensschritt ii) vorzugsweise automatisch initiiert werden, sobald mindestens eine Brandkenngröße erfasst wird.
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