EP3578232A1 - Verfahren zum löschen einer flammenfront und löschvorrichtung - Google Patents

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EP3578232A1
EP3578232A1 EP19173939.0A EP19173939A EP3578232A1 EP 3578232 A1 EP3578232 A1 EP 3578232A1 EP 19173939 A EP19173939 A EP 19173939A EP 3578232 A1 EP3578232 A1 EP 3578232A1
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EP
European Patent Office
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extinguishing
gas line
extinguishing agent
barrier liquid
gas
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EP19173939.0A
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English (en)
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EP3578232B1 (de
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Ralf Kosmehl
Tom GUTTE
Frank Helmsen
Michael Davies
Thomas Heidermann
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Leinemann GmbH and Co KG
Original Assignee
Leinemann GmbH and Co KG
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    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places

Definitions

  • the invention relates to a method for extinguishing a flame front in a gas line and, according to a second aspect, to an extinguishing device for a gas line.
  • Gas lines are transport facilities for gases, in particular for combustible gases. These are, for example, pipelines in which gases, such as natural gas, are transported over long distances. But it may also be shorter gas lines, such as transport lines between a refinery and a gas storage tank or from a transport vehicle to a gas storage tank.
  • a particular danger is based on the assumption that such a flame front reaches a storage tank or a gas transport vehicle connected to the gas line, for example a gas tanker, and causes the quantity of gas stored therein to explode. Such a disaster can lead to enormous damage to property and the environment.
  • gas lines therefore have facilities to prevent such a disaster event.
  • These may be, for example, extinguishing devices or flame arresters.
  • Flame arresters are permanently installed in the gas line assemblies having a plurality of flow openings through which the flowing gas can pass, but the flame is stopped. As a result, they necessarily increase the flow resistance in a gas line due to their design. As a result, for example, the gas lines and the gas pumping pumps must be sized larger. In particular, when using gases with impurities flame arresting is disadvantageous because it is polluted by the impurities and as a result, the flow rate decreases. In such systems, the flame arresters must be regularly cleaned consuming or replaced.
  • Extinguishing devices are known, for example, in the form of extinguishing nozzles, by means of which extinguishing agent is sprayed into the line at high pressure in the event of a detected spark or a detected flame within the gas line.
  • extinguishing agent is sprayed into the line at high pressure in the event of a detected spark or a detected flame within the gas line.
  • print cartridges are present, which spray a predetermined amount of extinguishing agent.
  • the object of the present invention is to propose a method for extinguishing a flame front of a gas line and an extinguishing device for carrying out this method, with which the abovementioned disadvantages can be reduced.
  • the extinguishing agent is intended to extinguish the flame front.
  • the extinguishing agent is introduced with an overpressure into an extinguishing region of the gas line.
  • This extinguishing area is in the simplest case an area within the gas line in which the extinguishing agent unfolds a extinguishing effect.
  • an overpressure is to be understood in particular a pressure which is above an atmospheric atmospheric pressure.
  • the extinguishing agent is preferably introduced under an overpressure with respect to a pressure prevailing in the gas line during normal operation, which is also referred to as operating pressure.
  • the overpressure relative to the operating pressure is preferably at least 2 bar, more preferably at least 5 bar.
  • the overpressure is preferably at least 10 bar, more preferably at least 20 bar.
  • the overpressure is selected such that at least half of the extinguishing agent, in particular the entire extinguishing agent is introduced into the gas line within 30 milliseconds.
  • a barrier liquid is introduced into a restricted area of the gas line.
  • the blocking region is the region within the gas line in which the barrier liquid develops a blocking effect. This means that it remains in the blocking region in such a way that a gas flowing through the gas line has to flow through the blocking liquid.
  • the liquid thus forms a barrier to other flame fronts.
  • the barrier liquid used is preferably a non-combustible liquid, in particular water. It is possible and advantageous in some embodiments of the invention, if at least a part, in particular the entire barrier liquid is introduced under an overpressure in the gas line. As a result, a barrier effect of the barrier fluid can be made faster. However, by the possibly necessary for applying the pressure device, there is often a higher risk of failure. More preferably, the barrier liquid is introduced into the gas line only under the influence of gravity.
  • the barrier liquid remains in the blocking region of the gas line in such a way that gas flowing through the gas line has to flow through the barrier liquid in the blocking region.
  • such a barrier offers the advantage that a second or further flame front reaching the blocking region can not pass through the barrier liquid and / or is extinguished by it.
  • a gas it is also possible for a gas to flow through the gas line and through the barrier liquid.
  • the functionality of the gas line is basically still guaranteed. In doing so, the limit values of the flow rate and the quantity specified for the respective configuration of the extinguishing device must be taken into account.
  • the barrier liquid introduced into the blocking region preferably prevents a movement of a flame front from one side of the blocking region to the other side of the blocking region.
  • the barrier liquid is introduced in time after the extinguishing agent in the line.
  • the extinguishing agent is first introduced to extinguish the flame front in the gas line and then introduced the barrier liquid in the restricted area. Including that this is done successively in time is also understood in particular when the introduction of the extinguishing agent and the barrier liquid overlap in time partially, but the majority of the barrier liquid is introduced after the extinguishing agent in the gas line.
  • the extinguishing agent is simultaneously the barrier liquid.
  • the extinguishing area and the blocking area preferably at least partially coincide spatially, in particular one of the areas is completely part of the other area.
  • the deletion and the introduction of the barrier liquid in the same area within the gas line. This makes it possible, for example, to design the necessary for the introduction of the extinguishing agent and for introducing the barrier liquid device as a single assembly, since these need not be arranged in particular at spaced locations.
  • the blocking area and / or the extinguishing area are located in a specially designed space within the gas line.
  • the room is part of a separate extinguishing device, for example, which is inserted or integrated into the gas line. Since the barrier liquid increases the flow resistance after the first flame front has been extinguished, the gas line should be restored to its original state. This is particularly easy if the separate extinguishing device can be replaced.
  • the space of the gas line which serves as a blocking area and / or as an extinguishing area, has a discharge device, by means of which the blocking liquid can be discharged from the blocking area.
  • the gas line should be closed and the gas flow should be prevented.
  • a closure is opened, in particular a valve switched and / or destroyed a membrane.
  • the membrane is destroyed by the overpressure, which separates the extinguishing agent fluidly from the extinguishing area to initiate the extinguishing agent in the extinguishing area.
  • a pressure surge is preferably exerted on the extinguishing agent. This can be applied in addition to an already existing overpressure under which the extinguishing agent can stand.
  • the extinguishing agent is introduced by exerting an overpressure on the extinguishing agent by a thereby destroyed membrane in the extinguishing area, a high reliability is given.
  • it does not necessarily require a valve to initiate the extinguishing agent. Rather, preferably only a pressure surge is exerted on the extinguishing agent, which is designed so strong that it destroys the membrane.
  • the membrane may for example consist of a plastic, in particular PTFE.
  • the membrane is made of a metal or an alloy.
  • higher pressures in an extinguishing agent container are possible without the membrane is destroyed by it.
  • the membrane is destroyed only by an additional pressure surge.
  • normal pressure prevails in the extinguishing agent before the device is triggered.
  • the extinguishing agent is preferably subjected to a single pressure surge, which destroys the membrane.
  • the membrane preferably has at least one, preferably a plurality of material weakenings.
  • the invention solves the problem by an extinguishing device, which has at least one container for receiving extinguishing agent and barrier liquid and is adapted to carry out a method described here.
  • the extinguishing device can be mounted on an existing gas line.
  • the extinguishing device is arranged on a gas line and the gas line is provided with at least one opening through which the extinguishing agent and the barrier liquid can be introduced into the gas line.
  • This embodiment is particularly advantageous for easy retrofitting existing gas lines with the extinguishing device according to the invention.
  • the extinguishing device has at least one space which is integrated into the gas line and thus becomes part of the gas line. If the flame front in a room of the extinguishing device, which has become part of the gas line in the installed state, is deleted, this is regarded as extinguishing the flame front in the gas line.
  • the extinguishing device is therefore not arranged on the outside of the gas line in this embodiment, but integrated into it, so that the gas flows through the space of the extinguishing device.
  • the at least one space of the extinguishing device has at least two openings through which the gas flows from a supply section of the gas line through the extinguishing device in a discharge section of the gas line.
  • this preferably has a supply flange and a discharge flange, via which the extinguishing device is connected to the supply line section and the discharge section of the gas line.
  • the gas thus flows in the operation of the gas line from the supply line section of the gas line through the at least one space of the extinguishing device in the discharge section.
  • the extinguishing device is therefore part of the gas line.
  • the at least one space is specially designed and dimensioned for the functions of the extinguishing device, namely extinguishing and locking. Consequently, less consideration must be given to the local conditions of a gas pipeline.
  • the extinguishing device is interchangeable in particular as a whole, for example, after a deletion process has been performed.
  • the extinguishing device a discharge device for the barrier liquid, with which the barrier liquid can be discharged from the restricted area. In this way, it is possible, for example, to continue operating an extinguishing device even after an erasing operation without completely replacing it. If a membrane has been destroyed to introduce the extinguishing agent, this can be replaced, for example.
  • a membrane containing extinguishing agent container is replaced as a whole, so that work within the extinguishing device itself are not necessary.
  • the erasing area and / or the blocking area is located in the at least one space of the erasing device. Particularly preferably, both areas are located in the same space of the extinguishing device.
  • the opening of the space through which the gas flows and / or the opening of the space through which the gas flows below a liquid level of the barrier liquid, which forms this after it has been introduced into the blocking area.
  • only one of the two openings is below the liquid level. This ensures that a gas flowing through the gas line must flow through the barrier fluid in the restricted area. including; that the barrier liquid forms a liquid level is in particular also understood that extinguishing agent still present together with the barrier liquid, in particular mixed, is present.
  • the extinguishing device has at least one container for receiving extinguishing agent and at least one container for receiving barrier liquid. Due to the spatial separation of the two media, it is particularly possible to choose different media as extinguishing agent and barrier liquid. In addition, it is particularly easy to provide different volumes.
  • the extinguishing agent and the barrier liquid are identical liquids, in particular water, wherein the extinguishing agent and / or the barrier liquid preferably at least one additive is added, which may be identical but also different in both liquids.
  • additives are, for example, viscosity or density-influencing substances.
  • the barrier liquid and the extinguishing agent are different liquids or mixtures of different liquids.
  • the container is for receiving the extinguishing agent, which is also referred to as extinguishing agent container, under a pressure when the extinguishing agent is filled and the extinguishing device is ready for operation.
  • the extinguishing agent container for example, is not completely filled with extinguishing agent, wherein the pressure is exerted by an amount of gas in the extinguishing agent container. This pressure causes the overpressure when introducing the extinguishing agent in the extinguishing area at least partially, in particular completely.
  • the extinguishing device has a pressure generating device, by means of which the extinguishing agent can be subjected to a pressure surge.
  • a pressure generating device by means of which the extinguishing agent can be subjected to a pressure surge.
  • This is, for example, a gas container with a compressed gas, which can be passed through a valve, in particular a quick-acting valve, into the extinguishing agent container.
  • the pressure generating device is advantageously a gas generator, as it is known for example from airbags or the like.
  • a pyrotechnic propellant charge with sodium azide or guanidine nitrate is used.
  • the extinguishing agent container is separated only by a membrane from the gas line or the space of the extinguishing device, which is part of the gas line.
  • This membrane is preferably formed as described above.
  • the at least one container is designed for receiving the extinguishing agent and the barrier liquid, wherein the container preferably has at least one extinguishing agent space and at least one barrier liquid space.
  • the at least one extinguishing agent space and the at least one barrier liquid space are fluidically connected to each other or at least be brought into connection.
  • the extinguishing agent space and the barrier liquid space can also exist without physical separation.
  • the extinguishing agent is preferably introduced through an opening which is optionally closed by the membrane in the extinguishing region of the gas line.
  • an opening which is optionally closed by the membrane in the extinguishing region of the gas line.
  • the extinguishing agent space and the barrier liquid space are preferably separated by a partition wall.
  • this partition preferably one or more valves are present, which are opened when the barrier liquid is to be introduced into the Spree Bachelor.
  • the partition wall is perforated and has at least one opening which establishes the fluidic connection between the extinguishing agent space and the barrier liquid space.
  • the extinguishing agent space and the barrier liquid space may be arranged in two separate components, which then together form the container.
  • the spatial and structural separation between the extinguishing agent space and the barrier liquid space allows only one of the rooms to be replaced, to be removed or to be maintained or cleaned.
  • the extinguishing agent space is at least partially, but preferably completely surrounded by the barrier liquid space.
  • a plurality of barrier liquid spaces are arranged radially outside the central extinguishing agent space.
  • the individual barrier fluid spaces are preferably in fluid communication.
  • the extinguishing agent and the barrier liquid can be triggered separately from one another, ie, introduced into the extinguishing area or the blocking area.
  • the extinguishing device preferably has at least one detector for arranging in or on the gas line, wherein the detector is designed to detect a flame front and wherein the extinguishing device has an electronic control, in particular an electronic data processing device, which is set up to perform a method described here in dependence of detector data of the at least one detector.
  • At least one detector for detecting such a flame front is arranged in the gas line.
  • a detector is, for example, a spark detector or an infrared flame detector.
  • the at least one detector is preferably arranged spatially, with respect to a flow direction of the gas in the gas line, in front of the extinguishing device.
  • the extinguishing device has at least two, more preferably at least five detectors, which can be arranged in particular at different distances to the extinguishing device in the gas line.
  • the extinguishing device is controlled by the electronic control, in particular an extinguishing process is initiated.
  • the extinguishing process is particularly preferably selected as a function of a distance of the respective detector which has detected a spark or flame front from the extinguishing device.
  • the propagation velocity of the flame front is preferably based on a time interval between detector signals of different detectors, taking into account the spatial distance of the respective detectors , determined and the deletion process triggered depending on the thus determined propagation speed.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the extinguishing device 10 according to the invention, which can be integrated into a gas line 2 via a feed flange 22 and a discharge flange 20.
  • a gas flows through the supply pipe 22 in an inner space 4 of the extinguishing device 10 and from there into an outer space 6 a.
  • the inner space 4 is open at the bottom, so that the gas flows into the outer space 6.
  • the gas then leaves the extinguishing device 10 via the discharge flange 20.
  • a flame front usually moves in the opposite direction, thus entering the extinguishing device 10 through the discharge flange 20 and exiting through the supply flange 22 unless it progresses through the extinguishing device 10 is prevented.
  • a container 12 Above the inner space 4 and the outer space 6, a container 12 is arranged.
  • This container 12 has a central cylindrical extinguishing agent space 16. This is laterally completely surrounded by a hollow cylindrical barrier fluid space 18.
  • the extinguishing agent space 16 and the barrier liquid space 18 are separated by a circumferential perforated partition 17. Through the perforation of the perforated partition wall 17 are the extinguishing agent space 16 and the barrier fluid space 18 in permanent fluidic connection.
  • the extinguishing agent space 16 and the barrier liquid space 18 are filled with a liquid, in particular water.
  • the liquid present in the extinguishing agent space 16 is the extinguishing agent and the liquid in the blocking liquid space 18 is the barrier liquid.
  • the extinguishing agent space 16 is fluidly separated from the inner space 4 by a membrane 8.
  • This membrane 8 forms approximately completely a bottom surface of the cylindrical extinguishing agent space 16.
  • a Container arranged with compressed gas 14.
  • the compressed gas present in the compressed gas container 14 has a pressure of at least 5 bar relative to a normal atmospheric pressure.
  • the container 14 with the container 12 can be brought into fluid communication.
  • a quick-change valve 15 located within the compressed gas line, a quick-change valve 15. By opening this quick-change valve 15, it is possible to initiate the gas under pressure from the container 14 in the extinguishing agent space 16 of the container 12.
  • the barrier liquid from the barrier liquid space 18 flows through the perforations of the perforated partition 17 into the extinguishing agent space and accordingly also through the destroyed membrane in the inner space 4.
  • the barrier liquid flows into the outer space 6. All remaining in the extinguishing device liquid, so the barrier liquid and possibly remaining extinguishing agent form a liquid level.
  • the volume of the barrier liquid is dimensioned such that the barrier liquid taken by itself already forms a liquid level which lies above the bottom-side opening of the inner space 4.
  • An identically high liquid level is formed in the inner space 4 and the outer space 6. This exceeds the bottom-side opening of the inner space 4, with the result that gas flowing into the extinguishing device 10 must imperatively flow through the liquid. This results in the blocking effect of the barrier liquid with respect to another flame front.
  • the container 12 contains, apart from any residual amounts of residual liquid, now no more liquid. Accordingly, the container 14 no longer contains compressed gas. In other words, another deletion by means of the Extinguishing device no longer possible. However, this is not necessary due to the blocking effect of the sealing liquid.
  • the barrier liquid can be discharged via a discharge device 23. Subsequently, only the destroyed membrane 8 must be replaced and the container 12 are filled again with liquid and the container 14 are filled again with pressurized gas. Alternatively, the empty container 12 and the empty container 14 can be exchanged for filled.
  • FIG. 2 shows the extinguishing device 10 FIG. 1 in a perspective view. It can be seen the supply line flange 22 and the Ab effetsflansch 20 for connection to the gas line 2.
  • the cylindrical container 12 in which the extinguishing agent space 16 and the barrier liquid space 18 are arranged.
  • the extinguishing agent space is fluidically connected to the container 14 in combination.
  • the container 14 contains a compressed gas.
  • the extinguishing device 10 has a cover 25 and a bottom 27, wherein these each have a cover flange 24 and a bottom flange 26 with a cylindrical housing in which the inner space 4 and the outer space 6 are connected ,
  • the container 12 and the container with the compressed gas 14 are fixedly connected to the lid 25.
  • the membrane 8 is preferably arranged centrally in the lid 25.
  • the cover flange 24 preferably has a recess 8 corresponding to the membrane 8. In this way, it is particularly possible to replace the destroyed membrane 8 by replacing the lid 25. Working within the extinguishing device 10 can then be omitted in particular.
  • FIG. 3 shows the extinguishing device 10 from the FIGS. 1 and 2 in integrated in a gas line 2 state. Unlike in FIG. 1 is at the in FIG. 3 shown Extinguishing device 10 of the supply line flange 22 on the left and the discharge flange 20 shown on the right side. Gas passes through the extinguishing device 10 in FIG. 3 hence from left to right, a flame front in the opposite direction, that is from right to left.
  • FIG. 3 It can be seen that the extinguishing device 10 is connected via a corresponding to the supply flange 22 flange on a supply section 19 of the gas line 2.
  • the discharge flange 20 is connected via a corresponding flange to a discharge section 21 of the gas line 2.
  • detectors 28 are arranged in the supply line section 19 of the gas line 2 detectors 28 arranged. These detectors are associated with the extinguishing device 10 and configured to detect a flame front. These are, for example, spark detectors.
  • the detectors 28 send detector signals, which code, for example, for a detected spark or a detected flame front, to an electronic control device 30. Based on these detector signals, the electronic control device 30 controls the high-speed valve 15.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen einer Flammenfront in einer Gasleitung 2, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:(a) Einleiten eines Löschmittels unter einem Überdruck in einen Löschbereich L der Gasleitung 2, und zudem(b) Einleiten einer Sperrflüssigkeit in einen Sperrbereich S der Gasleitung 2, sodass die Sperrflüssigkeit derart in dem Sperrbereich S verbleibt, dass ein durch die Gasleitung 2 strömendes Gas in dem Sperrbereich S durch die Sperrflüssigkeit strömen muss.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen einer Flammenfront in einer Gasleitung und gemäß einem zweiten Aspekt eine Löschvorrichtung für eine Gasleitung.
  • Gasleitungen sind Transporteinrichtungen für Gase, insbesondere für brennbare Gase. Es handelt sich beispielsweise um Pipelines, in denen Gase, wie beispielsweise Erdgas, über lange Strecken transportiert werden. Es kann sich aber auch um kürzere Gasleitungen handeln, wie beispielsweise Transportleitungen zwischen einer Raffinerie und einem Gas-Speichertank oder von einem Transportvehikel zu einem Gas-Speichertank.
  • In solchen Gasleitungen, durch die brennbare Gase fließen, besteht stets das Risiko, dass sich das brennbare Gas beispielsweise in Folge einer Funkenbildung entzündet. Ein solcher Funke kann durch fehlerhafte elektrische Einrichtungen, wie beispielsweise Sensoren, oder durch elektrostatische Entladungen auftreten. Infolge einer Entzündung des Gases in der Gasleitung bildet sich eine Flammenfront, die sich in der Gasleitung ausbreitet. Dies kann zu starken Beschädigungen der Gasleitung, aber auch der Umgebung der Gasleitung führen.
  • Eine besondere Gefahr geht davon aus, dass eine solche Flammenfront einen Speichertank oder ein an die Gasleitung angeschlossenes Gastransportvehikel, beispielsweise einen Gastanker, erreicht und die in diesem gespeicherte Gasmenge zur Explosion bringt. Ein solches Havarieereignis kann zu enormen Sach- und Umweltschäden führen.
  • Vorteilhafterweise weisen Gasleitungen daher Einrichtungen auf, um ein solches Havarieereignis zu verhindern. Dabei kann es sich beispielsweise um Löscheinrichtungen oder Flammendurchschlagsicherungen handeln.
  • Flammendurchschlagsicherungen sind fest in die Gasleitung installierte Baugruppen, die eine Vielzahl von Durchströmöffnungen aufweisen, durch die das strömende Gas hindurchtreten kann, die Flamme jedoch aufgehalten wird. Dadurch erhöhen sie aufgrund ihrer Bauart notwendigerweise den Strömungswiderstand in einer Gasleitung. Dies führt dazu, dass beispielsweise die Gasleitungen und das Gas fördernde Pumpen größer dimensioniert werden müssen. Insbesondere bei der Verwendung von Gasen mit Verunreinigungen ist eine Flammendurchschlagssicherung nachteilig, da sie durch die Verunreinigungen verschmutzt und in der Folge die Durchströmleistung sinkt. In solchen Anlagen müssen die Flammendurchschlagsicherungen regelmäßig aufwendig gereinigt oder aber ausgetauscht werden.
  • Löscheinrichtungen sind beispielsweise in Form von Löschdüsen bekannt, durch die bei einem detektierten Funken, oder einer detektierten Flamme innerhalb der Gasleitung Löschmittel unter hohem Druck in die Leitung eingesprüht wird. Dazu sind beispielsweise Druckkartuschen vorhanden, die eine vorbestimmte Menge Löschmittel einsprühen.
  • Nach dem Entstehen einer Flammenfront in einer Gasleitung besteht grundsätzlich das Risiko der erneuten Entstehung einer solchen Flammenfront. Insbesondere fehlerhafte elektrische Bauteile bergen ein hohes Risiko für eine weitere Entzündung des Gases. Dies ist insbesondere bei Löscheinrichtungen mit Druckkartuschen problematisch, da für jeden Löschvorgang wenigstens eine Kartusche verbraucht wird. Es können also nur so viele Löschvorgänge durchgeführt werden, wie Kartuschen vorhanden sind. Eine Möglichkeit dem entgegenzuwirken ist die Abschaltung der jeweiligen Gasleitung, beispielsweise durch Stoppen der weiteren Gaszufuhr. Dies führt jedoch dazu, dass kein weiteres Gas mehr durch die Gasleitung fließt und die Gasleitung so zumindest temporär nicht mehr funktionsfähig ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Löschen einer Flammenfront einer Gasleitung und eine Löschvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorzuschlagen, mit dem die oben genannten Nachteile vermindert werden können.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren zum Löschen einer Flammenfront in einer Gasleitung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
    1. a) Einleiten eines Löschmittels unter einem Überdruck in einen Löschbereich der Gasleitung, und zudem
    2. b) Einleiten einer Sperrflüssigkeit in einen Sperrbereich der Gasleitung, sodass die Sperrflüssigkeit derart in dem Sperrbereich verbleibt, dass ein durch die Gasleitung strömendes Gas in dem Sperrbereich durch die Sperrflüssigkeit strömen muss.
  • Durch das Löschmittel soll die Flammenfront gelöscht werden. Hierzu wird das Löschmittel mit einem Überdruck in einen Löschbereich der Gasleitung eingebracht. Dieser Löschbereich ist im einfachsten Falle ein Bereich innerhalb der Gasleitung, in dem das Löschmittel eine Löschwirkung entfaltet.
  • Unter einem Überdruck ist insbesondere ein Druck zu verstehen, der oberhalb eines atmosphärischen Normaldrucks liegt. Bevorzugt wird das Löschmittel unter einem Überdruck gegenüber einem in der Gasleitung beim normalen Betrieb herrschenden Druck, der auch als Betriebsdruck bezeichnet wird, eingeleitet. Vorzugsweise beträgt der Überdruck gegenüber dem Betriebsdruck zumindest 2 bar, besonders bevorzugt zumindest 5 bar. Gegenüber einem atmosphärischen Normaldruck beträgt der Überdruck vorzugsweise zumindest 10 bar, besonders bevorzugt zumindest 20 bar.
  • Durch den Überdruck ist es insbesondere möglich, eine geringere Löschmittelmenge einzusetzen als dies ohne einen solchen Überdruck möglich wäre, da durch den Überdruck eine bessere und feinere Zerstäubung des Löschmittels, beispielsweise Wasser, erfolgen kann, wobei eine Gesamtoberfläche des Löschmittels im Verhältnis zu seinem Volumen vergrößert wird. Zudem kann eine größere Löschmittelmenge pro Zeiteinheit in die Gasleitung eingeleitet werden. Dies ist vorteilhaft, um die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegende Flammenfront gezielt und präzise mit einer hinreichend großen Löschmittelmenge zu löschen. Vorzugsweise ist der Überdruck derart gewählt, dass zumindest die Hälfte des Löschmittels, insbesondere das gesamte Löschmittel innerhalb von 30 Millisekunden in die Gasleitung eingeleitet wird.
  • Zudem wird eine Sperrflüssigkeit in einen Sperrbereich der Gasleitung eingeleitet. Im einfachsten Fall ist der Sperrbereich der Bereich innerhalb der Gasleitung, in dem die Sperrflüssigkeit eine Sperrwirkung entfaltet. Dies bedeutet, dass sie in dem Sperrbereich derart verbleibt, dass ein durch die Gasleitung strömendes Gas durch die Sperrflüssigkeit strömen muss. Die Flüssigkeit bildet folglich eine Sperre gegenüber weiteren Flammenfronten. Als Sperrflüssigkeit wird bevorzugt eine nicht brennbare Flüssigkeit, insbesondere Wasser, verwendet. Es ist möglich und in manchen Ausführungsformen der Erfindung vorteilhaft, wenn zumindest ein Teil, insbesondere die gesamte Sperrflüssigkeit unter einem Überdruck in die Gasleitung eingeleitet wird. Dadurch kann eine Sperrwirkung der Sperrflüssigkeit schneller hergestellt werden. Durch die zum Aufbringen des Drucks gegebenenfalls notwendige Vorrichtung besteht jedoch oftmals ein höheres Ausfallrisiko. Besonderes bevorzugt wird die Sperrflüssigkeit lediglich unter Einfluss der Schwerkraft in die Gasleitung eingeleitet.
  • Erfindungsgemäß verbleibt die Sperrflüssigkeit derart in dem Sperrbereich der Gasleitung, dass durch die Gasleitung strömendes Gas in dem Sperrbereich durch die Sperrflüssigkeit strömen muss. Es ist Insbesondere auch erfindungsgemäß wenn eine Mischung oder Schichtung von Sperrflüssigkeit und Löschmittel vorliegt, durch die das Gas strömen muss. Dies bedeutet, dass an zumindest einer Stelle der durchströmbare Querschnitt der Gasleitung vollständig mit Sperrflüssigkeit oder mit einer Mischung oder Schichtung aus Sperrflüssigkeit und Löschmittel gefüllt ist. Das durch die Gasleitung strömende Gas kann folglich nicht an der Flüssigkeit vorbei strömen, sondern muss durch die so gebildete Sperre hindurch.
  • Eine solche Sperre bietet zum einen den Vorteil, dass eine den Sperrbereich erreichende zweite oder weitere Flammenfront nicht durch die Sperrflüssigkeit hindurchtreten kann und/oder durch sie gelöscht wird. Zum anderen ist es weiterhin möglich, dass ein Gas durch die Gasleitung und durch die Sperrflüssigkeit hindurch strömt.
  • Trotz eines durch die Sperrflüssigkeit erhöhten Strömungswiderstandes ist folglich die Funktionsfähigkeit der Gasleitung grundsätzlich weiterhin gewährleitet. Dabei sind die für die jeweilige Ausgestaltung der Löschvorrichtung spezifierten Grenzwerte der Durchströmgeschwindigkeit und Menge zu beachten.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es folglich möglich, eine Gasleitung zu betreiben, ohne dass den Strömungswiderstand erhöhende Flammen- oder Durchschlagschutzvorrichtungen vorhanden sein müssen. Im Falle des Auftretens einer ersten Flammenfront wird diese mit dem Löschmittel gelöscht. Durch die in den Sperrbereich eingeleitete Sperrflüssigkeit wird dann ein Durchschlagen etwaig auftretender weiterer Flammenfronten wirksam verhindert.
  • Vorzugsweise verhindert die in den Sperrbereich eingeleitete Sperrflüssigkeit eine Bewegung einer Flammenfront von einer Seite des Sperrbereiches zu der anderen Seite des Sperrbereiches.
  • Vorzugsweise wird die Sperrflüssigkeit zeitlich nach dem Löschmittel in die Leitung eingeleitet.
  • Folglich wird zunächst das Löschmittel zum Löschen der Flammenfront in die Gasleitung eingeleitet und anschließend die Sperrflüssigkeit in den Sperrbereich eingeleitet. Darunter, dass dies zeitlich nacheinander erfolgt wird insbesondere auch verstanden, wenn sich das Einleiten des Löschmittels und der Sperrflüssigkeit zeitlich teilweise überschneiden, jedoch der überwiegende Teil der Sperrflüssigkeit nach dem Löschmittel in die Gasleitung eingeleitet wird.
  • Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, zunächst die Flammenfront mit dem dafür bemessenen Löschmittel und der zum Löschen notwendigen zeitlichen Präzision zu löschen und anschließend die Sperrflüssigkeit einzuleiten, was weitaus weniger zeitliche Präzision erfordert. Zudem können verschiedene Medien, insbesondere Flüssigkeiten, als Löschmittel und als Sperrflüssigkeit verwendet werden um so den unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden.
  • Vorzugsweise ist das Löschmittel gleichzeitig die Sperrflüssigkeit.
  • Bevorzugt stimmen der Löschbereich und der Sperrbereich räumlich zumindest teilweise überein, insbesondere ist einer der Bereiche vollständig Teil des anderen Bereichs.
  • Vorzugsweise erfolgt das Löschen und das Einleiten der Sperrflüssigkeit in demselben Bereich innerhalb der Gasleitung. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die zum Einleiten des Löschmittels und zum Einleiten der Sperrflüssigkeit notwendige Vorrichtung als eine einzelne Baugruppe auszugestalten, da diese insbesondere nicht an voneinander beabstandeten Orten angeordnet werden müssen.
  • Vorzugsweise liegen der Sperrbereich und/oder der Löschbereich in einem speziell dafür ausgebildeten Raum innerhalb der Gasleitung. Der Raum ist beispielsweise Teil einer separaten Löschvorrichtung, die in die Gasleitung eingesetzt oder integriert wird. Da nach dem Löschen der ersten Flammenfront die Sperrflüssigkeit den Strömungswiderstand erhöht, sollte die Gasleitung wieder in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden. Dies ist besonders einfach möglich, wenn die separate Löschvorrichtung ausgetauscht werden kann. Alternativ oder zusätzlich dazu weist der Raum der Gasleitung, der als Sperrbereich und/oder als Löschbereich dient, eine Ablasseinrichtung auf, durch die die Sperrflüssigkeit aus dem Sperrbereich abgelassen werde kann. Dazu sollte die Gasleitung geschlossen und der Gasfluss unterbunden werden.
    Vorteilhafterweise wird zum Einleiten des Löschmittels in den Löschbereich ein Verschluss geöffnet, insbesondere ein Ventil geschaltet und/oder eine Membran zerstört.
  • Vorzugsweise wird durch den Überdruck eine Membran zerstört, die das Löschmittel strömungstechnisch von dem Löschbereich trennt, um das Löschmittel in den Löschbereich einzuleiten. Bevorzugt wird hierzu ein Druckstoß auf das Löschmittel ausgeübt. Dieser kann zusätzlich zu einem ohnehin vorhandenen Überdruck aufgebracht werden, unter dem das Löschmittel stehen kann.
  • Für ein Verfahren zum Löschen einer Flammenfront in einer Gasleitung ist eine hohe Ausfallsicherheit und eine geringe Fehleranfälligkeit äußerst vorteilhaft, da ein Versagen des Verfahrens zu einer schweren Katastrophe führen kann. Dadurch, dass das Löschmittel durch Ausüben eines Überdrucks auf das Löschmittel durch eine dadurch zerstörte Membran in den Löschbereich eingeleitet wird, ist eine hohe Ausfallsicherheit gegeben. Insbesondere bedarf es nicht zwangsläufig eines Ventils, um das Löschmittel einzuleiten. Vielmehr wird vorzugsweise lediglich ein Druckstoß auf das Löschmittel ausgeübt, der derart stark ausgebildet ist, dass er die Membran zerstört.
  • Die Membran kann beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere PTFE bestehen. Es ist jedoch ebenfalls möglich und in manchen Ausführungsformen vorteilhaft, dass die Membran aus einem Metall oder einer Legierung besteht. Hierdurch sind beispielsweise höhere Drücke in einem Löschmittelbehältnis möglich, ohne dass die Membran dadurch zerstört wird. Vorzugsweise wird die Membran erst durch einen zusätzlichen Druckstoß zerstört. In der Regel herrscht im Löschmittel vor der Auslösung der Vorrichtung Normaldruck. Das Löschmittel wird bevorzugt mit einem einzigen Druckstoß beaufschlagt, der die Membran zerstört. Bevorzugt weist die Membran wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Materialschwächungen auf. Diese sind beispielsweise durch Mikroperforationen der Membran, die die Dichtigkeit der Membran für das Löschmittel nicht beeinträchtigen, in die Membran eingebrachte Kerben oder Bereiche mit geringerer Materialstärke gebildet. Selbstverständlich sind auch Kombinationen unterschiedlicher Materialschwächungen möglich. Durch die Wahl der Art der Materialschwächung und deren Position in der Membran wird vorzugsweise vorgegeben, insbesondere über mehrere Membranen reproduzierbar, wie und wo die Membran durch den Druckstoß zerstört wird. Dies führt insbesondere zu einer erhöhten Ausfall- und Betriebssicherheit.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt löst die Erfindung die Aufgabe durch eine Löschvorrichtung, die zumindest ein Behältnis zum Aufnehmen von Löschmittel und Sperrflüssigkeit aufweist und eingerichtet ist zum Durchführen eines hier beschriebenen Verfahrens.
  • Es ist möglich und in bestimmten Ausführungsformen vorteilhaft, wenn die Löschvorrichtung an eine bestehende Gasleitung angebaut werden kann. Hierzu wird beispielsweise die Löschvorrichtung an einer Gasleitung angeordnet und die Gasleitung mit zumindest einer Öffnung versehen, durch die das Löschmittel und die Sperrflüssigkeit in die Gasleitung eingeleitet werden können. Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft zum einfachen Nachrüsten bestehender Gasleitungen mit der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung.
  • Es ist jedoch ebenfalls möglich und in bestimmten Ausführungsformen vorteilhaft, wenn die Löschvorrichtung zumindest einen Raum aufweist, der in die Gasleitung integriert und damit Bestandteil der Gasleitung wird. Sofern die Flammenfront in einem Raum der Löschvorrichtung, der im eingebauten Zustand Bestandteil der Gasleitung geworden ist, gelöscht wird, so wird dies als Löschen der Flammenfront in der Gasleitung angesehen. Die Löschvorrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel also nicht außen an der Gasleitung angeordnet, sondern in diese integriert, so dass das Gas durch den Raum der Löschvorrichtung strömt.
  • Der zumindest eine Raum der Löschvorrichtung weist zumindest zwei Öffnungen auf durch die das Gas von einem Zuleitungsabschnitt der Gasleitung durch die Löschvorrichtung in einem Ableitungsabschnitt der Gasleitung fließt. Zum Integrieren der Löschvorrichtung weist diese vorzugsweise einen Zuleitungsflansch und einen Ableitungsflansch auf, über welche die Löschvorrichtung mit dem Zuleitungsabschnitt und dem Ableitungsabschnitt der Gasleitung verbunden wird. Das Gas strömt also im Betrieb der Gasleitung von dem Zuleitungsabschnitt der Gasleitung durch den zumindest einen Raum der Löschvorrichtung in den Ableitungsabschnitt. Im eingebauten Zustand ist die Löschvorrichtung folglich Teil der Gasleitung.
  • Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist insbesondere, dass der zumindest eine Raum speziell für die Funktionen der Löschvorrichtung, nämlich das Löschen und Sperren, ausgebildet und dimensioniert ist. Es muss folglich weniger Rücksicht auf die lokalen Gegebenheiten einer Gasleitung genommen werden. Die Löschvorrichtung ist insbesondere im Ganzen auswechselbar, beispielsweise nachdem ein Löschvorgang durchgeführt wurde. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Löschvorrichtung eine Ablasseinrichtung für die Sperrflüssigkeit aufweist, mit der die Sperrflüssigkeit aus dem Sperrbereich abgelassen werden kann. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, eine Löschvorrichtung auch nach einem Löschvorgang weiter zu betreiben, ohne diese vollständig auszutauschen. Sofern zum Einleiten des Löschmittels eine Membran zerstört wurde, kann diese beispielsweise ausgetauscht werden. Vorzugsweise wird jedoch ein die Membran aufweisendes Löschmittelbehältnis im Ganzen ausgetauscht, sodass Arbeiten innerhalb der Löschvorrichtung selbst nicht notwendig werden.
  • Vorzugsweise befindet sich der Löschbereich und/oder der Sperrbereich in dem zumindest einen Raum der Löschvorrichtung. Besonders bevorzugt befinden sich beide Bereiche in demselben Raum der Löschvorrichtung. Bevorzugt liegt die Öffnung des Raums, durch die das Gas einströmt und/oder die Öffnung des Raums durch die das Gas ausströmt, unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels der Sperrflüssigkeit, den diese ausbildet, nachdem sie in den Sperrbereich eingeleitet wurde. Bevorzugt liegt nur eine der beiden Öffnungen unterhalb des Flüssigkeitsspiegels. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein durch die Gasleitung strömendes Gas durch die Sperrflüssigkeit in dem Sperrbereich fließen muss. Darunter; dass die Sperrflüssigkeit einen Flüssigkeitsspiegel ausbildet wird insbesondere auch verstanden, dass noch vorhandenes Löschmittel mit der Sperrflüssigkeit zusammen, insbesondere gemischt, vorliegt.
  • Vorzugsweise weist die Löschvorrichtung zumindest ein Behältnis zum Aufnehmen von Löschmittel und zumindest ein Behältnis zum Aufnehmen von Sperrflüssigkeit auf. Durch die räumliche Trennung der beiden Medien ist es insbesondere möglich, unterschiedliche Medien als Löschmittel und Sperrflüssigkeit zu wählen. Darüber hinaus ist es insbesondere leicht möglich, unterschiedliche Volumina vorzusehen.
  • Bevorzugt sind das Löschmittel und die Sperrflüssigkeit identische Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, wobei dem Löschmittel und/oder der Sperrflüssigkeit vorzugsweise wenigstens ein Zusatzstoff, beigemengt ist, die in beiden Flüssigkeiten identisch aber auch unterschiedlich gewählt sein können. Solche Zusätze sind beispielsweise viskositäts- oder dichtebeeinflussende Substanzen. In manchen Ausführungsformen ist jedoch auch vorteilhaft, wenn die Sperrflüssigkeit und das Löschmittel unterschiedliche Flüssigkeiten oder Mischungen unterschiedlicher Flüssigkeiten sind.
  • Hierdurch ist beispielsweise eine Abstimmung auf den unterschiedlichen Einsatzzweck der Flüssigkeiten möglich.
  • Bevorzugt steht das Behältnis zum Aufnehmen des Löschmittels, welches auch als Löschmittelbehältnis bezeichnet wird, unter einem Druck, wenn das Löschmittel eingefüllt ist und die Löschvorrichtung betriebsbereit ist. Hierzu ist das Löschmittelbehältnis beispielsweise nicht vollständig mit Löschmittel gefüllt, wobei der Druck durch eine in dem Löschmittelbehältnis befindliche Gasmenge ausgeübt wird. Dieser Druck bedingt den Überdruck beim Einleiten des Löschmittels in den Löschbereich zumindest teilweise, insbesondere vollständig.
  • Besonders bevorzugt weist die Löschvorrichtung eine Druckerzeugungsvorrichtung auf, mittels derer das Löschmittel mit einem Druckstoß beaufschlagt werden kann. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Gasbehälter mit einem komprimierten Gas, welches über ein Ventil, insbesondere ein Schnellschaltventil, in das Löschmittelbehältnis geleitet werden kann. Bei der Druckerzeugungsvorrichtung handelt es sich vorteilhafterweise um einen Gasgenerator, wie er beispielsweise aus Airbags oder ähnlichem bekannt ist. Dabei wird beispielsweise eine pyrotechnische Treibladung mit Natriumazid oder Guanidinnitrat eingesetzt.
  • Bevorzugt ist das Löschmittelbehältnis lediglich durch eine Membran von der Gasleitung oder dem Raum der Löschvorrichtung, der Teil der Gasleitung ist, getrennt. Diese Membran ist vorzugsweise wie vorstehend beschrieben ausgebildet.
  • Bevorzugt ist das zumindest eine Behältnis ausgebildet zum Aufnehmen des Löschmittels und der Sperrflüssigkeit, wobei das Behältnis bevorzugt zumindest einen Löschmittelraum und zumindest einen Sperrflüssigkeitsraum aufweist. Vorzugsweise stehen der zumindest eine Löschmittelraum und der zumindest eine Sperrflüssigkeitsraum strömungstechnisch miteinander in Verbindung oder sind zumindest in Verbindung bringbar. Der Löschmittelraum und der Sperrflüssigkeitsraum können auch ohne bauliche Trennung vorliegen.
  • Das Löschmittel wird vorzugsweise durch eine Öffnung, die gegebenenfalls durch die Membran verschlossen ist, in den Löschbereich der Gasleitung eingeleitet. Durch die strömungstechnische Verbindung zwischen Löschmittelraum und Sperrflüssigkeitsraum kann auch die Sperrflüssigkeit durch die gleiche Öffnung in die Gasleitung eingeleitet werden. Gegebenenfalls muss dazu die strömungstechnische Verbindung hergestellt werden.
  • Der Löschmittelraum und der Sperrflüssigkeitsraum sind vorzugsweise durch eine Trennwand getrennt. In dieser Trennwand sind vorzugsweise ein oder mehrere Ventile vorhanden, die geöffnet werden, wenn die Sperrflüssigkeit in den Spreebereich eingeleitet werden soll. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Trennwand durchbrochen und weist wenigstens eine Öffnung auf, die die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Löschmittelraum und dem Sperrflüssigkeitsraum herstellt.
  • Der Löschmittelraum und der Sperrflüssigkeitsraum können alternativ auch in zwei separaten Bauteilen angeordnet sein, die dann gemeinsam das Behältnis bilden.
  • Die räumliche und bauliche Trennung zwischen Löschmittelraum und Sperrflüssigkeitsraum erlaubt es, nur einen der Räume auszutauschen, zu entnehmen oder zu warten oder zu reinigen.
  • Besonders bevorzugt ist der Löschmittelraum zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig von dem Sperrflüssigkeitsraum umgeben. Vorzugsweise sind mehrere Sperrflüssigkeitsräume radial außen um den zentralen Löschmittelraum angeordnet. Die einzelnen Sperrflüssigkeitsräume stehen vorzugsweise in strömungstechnischer Verbindung. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, durch eine auf das Löschmittel in dem Löschmittelraum ausgeübten Druckstoß das Löschmittel in den Löschbereich einzuleiten, wobei anschließend die Sperrflüssigkeit aus dem Sperrflüssigkeitsraum nachläuft und so in den Sperrbereich eingeleitet wird. So lässt sich konstruktiv einfach erreichen, dass der Druckstoß lediglich auf den Löschmittelraum ausgeübt wird und dieses mit dem nötigen Druck beaufschlagt wird. Zudem ist es auf diese Weise besonders einfach realisierbar, dass die Sperrflüssigkeit zeitlich nach dem Löschmittel eingeleitet wird.
  • Vorzugsweise sind das Löschmittel und die Sperrflüssigkeit separat voneinander auslösbar, also in den Löschbereich oder den Sperrbereich einleitbar.
  • Bevorzugt weist die Löschvorrichtung zumindest einen Detektor zum Anordnen in oder an der Gasleitung auf, wobei der Detektor eingerichtet ist zum Detektieren einer Flammenfront und wobei die Löschvorrichtung eine elektronische Steuerung, insbesondere eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, die eingerichtet ist zum Durchführen eines hier beschriebenen Verfahrens in Abhängigkeit von Detektordaten des zumindest einen Detektors.
  • Zum Detektieren einer Flammenfront ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Detektor zum Detektieren einer solchen Flammenfront in der Gasleitung angeordnet ist. Bei einem solchen Detektor handelt es sich beispielsweise um einen Funkendetektor oder ein Infrarotflammenmelder. Der zumindest eine Detektor ist vorzugsweise räumlich, in Bezug auf eine Fließrichtung des Gases in der Gasleitung, vor der Löschvorrichtung angeordnet. Besonders bevorzugt weist die Löschvorrichtung zumindest zwei, weiter bevorzugt zumindest fünf Detektoren auf, die insbesondere in unterschiedlichen Abständen zu der Löschvorrichtung in der Gasleitung angeordnet werden können.
  • In Abhängigkeit eines Detektorsignals, welches beispielsweise für einen detektierten Funken oder eine detektierte Flammenfront kodiert, wird die Löschvorrichtung durch die elektronische Steuerung gesteuert, insbesondere ein Löschvorgang eingeleitet. Besonders bevorzugt wird der Löschvorgang in Abhängigkeit einer Entfernung des jeweiligen Detektors, der ein Funken oder eine Flammenfront detektiert hat, von der Löschvorrichtung Besonderes bevorzugt wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flammenfront anhand eines zeitlichen Abstands zwischen Detektorsignalen unterschiedlicher Detektoren, unter Berücksichtigung des räumlichen Abstands der jeweiligen Detektoren voneinander, bestimmt und der Löschvorgang in Abhängigkeit der so bestimmten Ausbreitungsgeschwindigkeit ausgelöst.
  • Die Erfindung wird in Folge anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
    • Figur 1
    - eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung,
    Figur 2
    - eine perspektivische Ansicht der Löschvorrichtung aus Figur 1, und
    Figur 3
    - die Löschvorrichtung aus den Figuren 1 und 2, im in eine Gasleitung integrierten Zustand.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung 10, welche über einen Zuleitungsflansch 22 und einen Ableitungsflansch 20in eine Gasleitung 2 integriert werden kann. Im Betrieb strömt ein Gas durch den Zuleitungsstutzen 22 in einen inneren Raum 4 der Löschvorrichtung 10 ein und tritt von dort in einen äußeren Raum 6 ein. Der innere Raum 4 ist nach unten offen ausgebildet, so dass das Gas in den äußeren Raum 6 strömt. Über den Ableitungsflansch 20 verlässt das Gas dann die Löschvorrichtung 10. Eine Flammenfront bewegt sich in der Regel in der entgegengesetzten Richtung, tritt also durch den Ableitungsflansch 20 in die Löschvorrichtung 10 ein und verlässt sie durch den Zuleitungsflansch 22, sofern ihr Fortschreiten nicht durch die Löschvorrichtung 10 verhindert wird.
  • Oberhalb des inneren Raums 4 und des äußeren Raumes 6 ist ein Behältnis 12 angeordnet. Dieses Behältnis 12 weist einen zentralen zylinderförmigen Löschmittelraum 16 auf. Dieser ist von einem hohlzylinderförmigen Sperrflüssigkeitsraum 18 seitlich vollständig umgeben. Der Löschmittelraum 16 und der Sperrflüssigkeitsraum 18 sind über eine umlaufende perforierte Trennwand 17 voneinander getrennt. Durch die Perforation der perforierten Trennwand 17 stehen der Löschmittelraum 16 und der Sperrflüssigkeitsraum 18 in dauerhafter strömungstechnischer Verbindung.
  • Im betriebsbereiten Zustand der Löschvorrichtung 10 sind der Löschmittelraum 16 und der Sperrflüssigkeitsraum 18 mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllt. Die sich in dem Löschmittelraum 16 befindliche Flüssigkeit ist dabei das Löschmittel und die sich in dem Sperrflüssigkeitsraum 18 befindliche Flüssigkeit ist dabei die Sperrflüssigkeit.
  • Der Löschmittelraum 16 ist strömungstechnisch von dem inneren Raum 4 durch eine Membran 8 getrennt. Diese Membran 8 bildet annähernd vollständig eine Bodenfläche des zylinderförmigen Löschmittelraums 16. Oberhalb des Behältnisses 12 ist ein Behälter mit komprimiertem Gas 14 angeordnet. Das in dem Behälter mit komprimiertem Gas 14 vorliegende komprimierte Gas weist insbesondere einen Druck von zumindest 5 bar gegenüber einem atmosphärischen Normaldruck auf. Über eine Druckgasleitung ist der Behälter 14 mit dem Behältnis 12 strömungstechnisch in Verbindung bringbar. Hierzu befindet sich innerhalb der Druckgasleitung ein Schnellschaltventil 15. Durch Öffnen dieses Schnellschaltventils 15 ist es möglich, dass unter Druck stehende Gas aus dem Behälter 14 in den Löschmittelraum 16 des Behältnisses 12 einzuleiten.
  • Durch den dabei auf das Löschmittel in dem Löschmittelraum 16 ausgeübten Druckstoß wird die Membran 8 zerstört und das Löschmittel tritt unter einem Überdruck in den inneren Raum 4 ein. In dem inneren Raum 4 befindet sich entsprechend der Löschbereich L.
  • Nachdem das Löschmittel durch die zerstörte Membran 8 in den inneren Raum 4 eingetreten ist, fließt die Sperrflüssigkeit aus dem Sperrflüssigkeitsraum 18 durch die Perforationen der perforierten Trennwand 17 in den Löschmittelraum nach und entsprechend ebenfalls durch die zerstörte Membran in den inneren Raum 4. Durch die bodenseitige Öffnung, über die der innere Raum 4 mit dem äußeren Raum 6 strömungstechnisch in Verbindung steht, fließt die Sperrflüssigkeit auch in den äußeren Raum 6. Sämtliche in der Löschvorrichtung verbliebende Flüssigkeit, also die Sperrflüssigkeit und gegebenenfalls verbliebendes Löschmittel, bilden einen Flüssigkeitsspiegel aus. Das Volumen der Sperrflüssigkeit ist derart bemessen, dass die Sperrflüssigkeit für sich genommen bereits einen Flüssigkeitsspiegel ausbildet, der oberhalb der bodenseitigen Öffnung des inneren Raumes 4 liegt. Es bildet sich ein identisch hoher Flüssigkeitsspiegel in dem inneren Raum 4 und dem äußeren Raum 6. Dieser übersteigt die bodenseitige Öffnung des inneren Raums 4, was zur Folge hat, dass in die Löschvorrichtung 10 einströmendes Gas zwingend durch die Flüssigkeit hindurchströmen muss. Hierdurch ergibt sich die Sperrwirkung der Sperrflüssigkeit gegenüber einer weiteren Flammenfront.
  • Das Behältnis 12 beinhaltet, abgesehen von etwaig verbliebenen Restflüssigkeitsmengen, nun keine Flüssigkeit mehr. Entsprechend enthält auch der Behälter 14 kein komprimiertes Gas mehr. Mit anderen Worten ist ein weiteres Löschen mittels der Löschvorrichtung nicht mehr möglich. Dies ist aufgrund der Sperrwirkung der Sperrflüssigkeit jedoch auch nicht notwendig.
  • Sollen nun die Löschvorrichtung wieder in einen funktionsbereiten Zustand versetzt werden, so kann beispielsweise die Sperrflüssigkeit über eine Ablasseinrichtung 23 abgelassen werden. Anschließend müssen lediglich die zerstörte Membran 8 ersetzt werden und das Behältnis 12 wieder mit Flüssigkeit gefüllt werden und der Behälter 14 erneut mit unter einem Druck stehenden Gas gefüllt werden. Alternativ können auch das leere Behältnis 12 und der leere Behälter 14 gegen Gefüllte ausgetauscht werden.
  • Figur 2 zeigt die Löschvorrichtung 10 aus Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht. Man erkennt den Zuleitungsflansch 22 und den Ableitungsflansch 20 zum Anschluss an die Gasleitung 2. Zudem erkennt man das zylinderförmige Behältnis 12, in dem der Löschmittelraum 16 und der Sperrflüssigkeitsraum 18 angeordnet sind. Über eine Druckgasleitung, die ein Schnellschaltventil 15 aufweist, ist der Löschmittelraum strömungstechnisch mit dem Behälter 14 in Verbindung bringbar. Der Behälter 14 enthält ein komprimiertes Gas. Zudem ist zu erkennen, dass die Löschvorrichtung 10 einen Deckel 25 und einen Boden 27 aufweist, wobei diese jeweils über einen Deckelflansch 24 und einen Bodenflansch 26 mit einem zylinderförmigen Gehäuse, in dem sich der innere Raum 4 und der äußere Raum 6 befinden, verbunden sind.
  • Vorzugsweise sind das Behältnis 12 und der Behälter mit dem komprimierten Gas 14 fest mit dem Deckel 25 verbunden. Dadurch ist es insbesondere möglich, zur Wiederherstellung der Betriebsfähigkeit der Löschvorrichtung 10, den Deckel 25 mit samt Behältnis 12 und Behälter 14 auszutauschen. Hierzu ist in dem Deckel 25 vorzugsweise mittig die Membran 8 angeordnet. Der Deckelflansch 24 weist vorzugsweise eine zur Membran 8 korrespondierende Ausnehmung auf. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, auch die zerstörte Membran 8 durch Austausch des Deckels 25 zu ersetzen. Arbeiten innerhalb der Löschvorrichtung 10 können dann insbesondere entfallen.
  • Figur 3 zeigt die Löschvorrichtung 10 aus den Figuren 1 und 2 im in eine Gasleitung 2 integrierten Zustand. Anders als in Figur 1 ist bei der in Figur 3 dargestellten Löschvorrichtung 10 der Zuleitungsflansch 22 auf der linken und der Ableitungsflansch 20 auf der rechten Seite dargestellt. Gas durchläuft die Löschvorrichtung 10 in Figur 3 folglich von links nach rechts, eine Flammenfront in die entgegengesetzte Richtung, also von rechts nach links.
  • Figur 3 ist zu entnehmen, dass die Löschvorrichtung 10 über einen zu dem Zuleitungsflansch 22 korrespondierenden Flansch an einem Zuleitungsabschnitt 19 der Gasleitung 2 verbunden ist. Der Ableitungsflansch 20 ist über einen korrespondierenden Flansch mit einem Ableitungsabschnitt 21 der Gasleitung 2 verbunden. In dem Zuleitungsabschnitt 19 der Gasleitung 2 sind Detektoren 28 angeordnet. Diese Detektoren sind der Löschvorrichtung 10 zugeordnet und eingerichtet zum Detektieren einer Flammenfront. Dabei handelt es sich beispielsweise um Funkendetektoren. Die Detektoren 28 senden Detektorsignale, die beispielsweise für einen detektieren Funken oder eine detektierte Flammenfront kodieren, an eine elektronisch Steuereinrichtung 30. Anhand dieser Detektorsignale steuert die elektronische Steuereinrichtung 30 das Schnellschaltventil 15. Detektiert beispielsweise einer der Detektoren 28 eine Flammenfront in der Gasleitung 2, so sendet er entsprechende Detektorsignale an die elektronische Steuereinrichtung 30. Diese steuert dann das Schnellschaltventil 15 an und öffnet dieses. Der Zeitpunkt dieser Öffnung wird beispielsweise auch anhand einer Entfernung des jeweiligen Detektors 28 von der Löschvorrichtung 10 ermittelt. Durch Öffnen des Schnellschaltventils 15 wird der bereits zuvor beschriebene Löschvorgang eingeleitet.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Gasleitung
    4
    Innerer Raum
    6
    Äußerer Raum
    8
    Membran
    10
    Löschvorrichtung
    12
    Behältnis
    14
    Behälter mit komprimiertem Gas
    15
    Schnellschaltventil
    16
    Löschmittelraum
    17
    Perforierte Trennwand
    18
    Sperrflüssigkeitsraum
    19
    Zuleitungsabschnitt
    22
    Zuleitungsflansch
    21
    Ableitungsabschnitt
    20
    Ableitungsflansch
    23
    Ablasseinrichtung
    24
    Deckelflansch
    25
    Deckel
    26
    Bodenflansch
    27
    Boden
    28
    Detektor
    30
    Elektronische Steuerung
    L
    Löschbereich
    S
    Sperrbereich

Claims (12)

  1. Verfahren zum Löschen einer Flammenfront in einer Gasleitung (2), wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
    (a) Einleiten eines Löschmittels unter einem Überdruck in einen Löschbereich (L) der Gasleitung (2), und zudem
    (b) Einleiten einer Sperrflüssigkeit in einen Sperrbereich (S) der Gasleitung (2), sodass die Sperrflüssigkeit derart in dem Sperrbereich (S) verbleibt, dass ein durch die Gasleitung (2) strömendes Gas in dem Sperrbereich (S) durch die Sperrflüssigkeit strömen muss.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Sperrbereich (S) eingeleitete Sperrflüssigkeit eine Bewegung einer Flammenfront von einer Seite des Sperrbereiches (S) zu der anderen Seite des Sperrbereiches (S) verhindert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrflüssigkeit zeitlich nach dem Löschmittel in die Gasleitung (2) eingeleitet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel gleichzeitig die Sperrflüssigkeit ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Löschbereich (L) und der Sperrbereich (S) räumlich zumindest teilweise übereinstimmen, insbesondere einer der Bereiche (L, S) vollständig Teil des anderen Bereichs (S, L) ist.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einleiten des Löschmittels in den Löschbereich (L) ein Verschluss geöffnet, insbesondere ein Ventil geschaltet oder eine Membran (8) zerstört wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Überdruck eine Membran (8) zerstört wird, die das Löschmittel strömungstechnisch von dem Löschbereich (L) trennt, um das Löschmittel in den Löschbereich (L) einzuleiten.
  8. Löschvorrichtung (10) für eine Gasleitung (2), wobei die Löschvorrichtung (10) zumindest ein Behältnis (12) zum Aufnehmen von Löschmittel und Sperrflüssigkeit aufweist und eingerichtet ist zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.
  9. Löschvorrichtung Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschvorrichtung (10) einen Behälter (14) mit komprimiertem Gas oder einen Gasgenerator zum Erzeugen des Überdrucks aufweist.
  10. Löschvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Behältnis (12) eingerichtet ist zum Aufnehmen des Löschmittels und der Sperrflüssigkeit ist, wobei das Behältnis (12) bevorzugt zumindest einen Löschmittelraum (16) und zumindest ein Sperrflüssigkeitsraum (18) aufweist, die vorzugsweise strömungstechnisch miteinander in Verbindung stehen oder in Verbindung bringbar sind.
  11. Löschvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel und die Sperrflüssigkeit separat voneinander auslösbar, also in den Löschbereich oder den Sperrbereich einleitbar sind.
  12. Löschvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschvorrichtung zumindest einen Detektor (28) zum Anordnen in der Gasleitung (2) aufweist, wobei der Detektor (28) eingerichtet ist zum Detektieren einer Flammenfront und wobei die Löschvorrichtung (10) eine elektronische Steuerung (30), insbesondere eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung, aufweist, die eingerichtet ist zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in Abhängigkeit von Detektordaten des zumindest einen Detektors (28).
EP19173939.0A 2018-06-08 2019-05-10 Verfahren zum löschen einer flammenfront und löschvorrichtung Active EP3578232B1 (de)

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