EP3578232B1 - Verfahren zum löschen einer flammenfront und löschvorrichtung - Google Patents

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EP3578232B1
EP3578232B1 EP19173939.0A EP19173939A EP3578232B1 EP 3578232 B1 EP3578232 B1 EP 3578232B1 EP 19173939 A EP19173939 A EP 19173939A EP 3578232 B1 EP3578232 B1 EP 3578232B1
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EP
European Patent Office
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extinguishing
gas
zone
extinguishing agent
sealing
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EP19173939.0A
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English (en)
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EP3578232A1 (de
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Ralf Kosmehl
Tom GUTTE
Frank Helmsen
Michael Davies
Thomas Heidermann
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.)
Leinemann GmbH and Co KG
Original Assignee
Leinemann GmbH and Co KG
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Publication date
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    • A62C4/02—Flame traps allowing passage of gas but not of flame or explosion wave in gas-pipes
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    • A62C—FIRE-FIGHTING
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    • A62C35/02—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance
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    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places

Definitions

  • the invention relates to an extinguishing device for a gas line, the extinguishing device having at least one container for holding the extinguishing agent and sealing liquid, and a container with compressed gas or a gas generator for generating an overpressure, the extinguishing device being arranged in such a way that the extinguishing agent can escape from the container under an overpressure generated by the container with compressed gas or the gas generator into an extinguishing area of the gas line and the sealing liquid can be introduced into a blocking area of the gas line.
  • Gas lines are transport devices for gases, especially for combustible gases. These are, for example, pipelines in which gases such as natural gas are transported over long distances. However, it can 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 that such a flame front could damage a storage tank or a gas transport vehicle connected to the gas line, e.g a gas tanker, and causes the amount of gas stored in this to explode. Such an accident can lead to enormous damage to property and the environment.
  • gas lines therefore have devices to prevent such an accident.
  • This can be, for example, extinguishing devices or flame arresters.
  • Flame arresters are assemblies that are permanently installed in the gas line and have a large number of flow openings through which the flowing gas can pass but the flame is stopped. As a result, due to their design, they necessarily increase the flow resistance in a gas line. This means that, for example, the gas lines and the gas-promoting pumps have to be dimensioned larger.
  • a flame arrester is disadvantageous, in particular when gases containing impurities are used, since it becomes contaminated by the impurities and the flow rate drops as a result. In such systems, the flame arresters have to be regularly cleaned or replaced, which is laborious.
  • Extinguishing devices are known, for example, in the form of extinguishing nozzles, through which extinguishing agent is sprayed under high pressure into the line when a spark or flame is detected within the gas line.
  • pressure cartridges are available that spray a predetermined amount of extinguishing agent.
  • the U.S. 6,318,475 relates to a ventilation system for rooms in which the propagation of a flame front is prevented by flooding a siphon area of a gas pipe.
  • air or any other gas cannot pass through the siphon in the flooded state, since the application of a pressure difference which is necessary to convey a gas would result in the transport of the quantity of water fed in.
  • the CN 105 498 117 relates to a device for extinguishing a flame front and suppressing explosions in a pipeline.
  • the flooding of the extinguishing area of a line is triggered, which in particular is connected to a collection container.
  • the extinguishing agent for example water, floods part of the line and part of the collection container arranged above it. Unburned gas or oil can collect in the collection container above the level of the extinguishing agent due to the lower density. In this case, too, the further transport of the gas is not possible.
  • the WO 2017/070737 A1 describes a system in which a flow valve is closed when an explosion or fire is detected. In this case, an extinguishing agent is introduced on both sides of the closed valve.
  • the object of the present invention is to propose a method for extinguishing a flame front in a gas line and an extinguishing device for carrying out this method, with which the disadvantages mentioned above can be reduced.
  • U.S. 2015/238787 A1 shows an extinguishing device for extinguishing a flame front, but without a siphon.
  • the flame front is to be extinguished by the extinguishing agent.
  • the extinguishing agent is introduced into an extinguishing area of the gas line with an overpressure.
  • this extinguishing area is an area within the gas line in which the extinguishing agent develops an extinguishing effect.
  • An overpressure is to be understood in particular as a pressure which is above normal atmospheric pressure.
  • the extinguishing agent is preferably introduced at an overpressure compared to the pressure prevailing in the gas line during normal operation, which is also referred to as the operating pressure.
  • the overpressure is preferably at least 10 bar, particularly preferably at least 20 bar.
  • the overpressure makes it possible, in particular, to use a smaller amount of extinguishing agent than would be possible without such an overpressure, since the overpressure can result in better and finer atomization of the extinguishing agent, for example water, with the total surface area of the extinguishing agent increasing in relation to its volume becomes.
  • a larger quantity of extinguishing agent can be fed into the gas line per unit of time. This is advantageous in order to extinguish the flame front, which is moving at high speed, in a targeted and precise manner with a sufficiently large amount of extinguishing agent.
  • the overpressure is preferably selected in such a way that at least half of the extinguishing agent, in particular all of the extinguishing agent, is introduced into the gas line within 30 milliseconds.
  • a barrier liquid is introduced into a barrier area of the gas line.
  • the blocking area is the area within the gas line in which the blocking liquid develops a blocking effect. This means that it remains in the blocking area in such a way that a gas flowing through the gas line flows through the blocking liquid. The liquid consequently forms a barrier against further flame fronts.
  • a non-flammable liquid, in particular water, is preferably used as the sealing liquid. It is possible and advantageous in some embodiments of the invention if at least part, in particular the entire barrier liquid, is introduced into the gas line under an overpressure. As a result, a blocking effect of the blocking liquid can be established more quickly. However, due to the device that may be necessary to apply the pressure, there is often a higher risk of failure.
  • the sealing liquid is particularly preferably introduced into the gas line only under the influence of gravity.
  • the barrier liquid remains in the barrier area of the gas line in such a way that gas flowing through the gas line flows through the barrier liquid in the barrier area.
  • it is also according to the invention if there is a mixture or layering of sealing liquid and extinguishing agent through which the gas flows. This means that at least one point of the cross-section of the gas line through which the gas can flow is completely filled with sealing liquid or with a mixture or layering of sealing liquid and extinguishing agent. Consequently, the gas flowing through the gas line cannot flow past the liquid, but must pass through the barrier formed in this way.
  • such a barrier offers the advantage that a second or further flame front reaching the barrier area cannot penetrate through the barrier liquid and/or is extinguished by it.
  • the limit values of the throughflow speed and volume specified for the respective design of the extinguishing device must be observed.
  • the barrier liquid introduced into the barrier area prevents movement of a flame front from one side of the barrier area to the other side of the barrier area.
  • the sealing liquid is preferably introduced into the line after the extinguishing agent.
  • the extinguishing agent for extinguishing the flame front is first introduced into the gas line and then the barrier liquid is introduced into the barrier area.
  • the fact that this takes place one after the other is also understood in particular when the extinguishing agent and the sealing liquid are introduced at the same time partially overlap, but the majority of the barrier liquid is introduced into the gas line after the extinguishing agent.
  • the extinguishing agent is preferably the sealing liquid at the same time.
  • the erasing area and the blocking area preferably correspond spatially at least partially, in particular one of the areas is completely part of the other area.
  • the extinguishing and the introduction of the sealing liquid preferably take place in the same area within the gas line. This makes it possible, for example, to configure the device required for introducing the extinguishing agent and for introducing the sealing liquid as a single assembly, since these do not have to be arranged at locations that are spaced apart from one another.
  • the blocking area and/or the extinguishing area are preferably located in a space specially designed for this purpose within the gas line.
  • the room is, for example, part of a separate extinguishing device that is used 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 condition. This is particularly easy if the separate extinguishing device can be replaced.
  • the space in the gas line that serves as a blocking area and/or as an extinguishing area has a drain device through which the blocking liquid can be drained from the blocking area. To do this, the gas line should be closed and the gas flow stopped.
  • a closure is advantageously opened, in particular a valve is switched and/or a membrane is destroyed.
  • the excess pressure destroys a membrane that separates the extinguishing agent from the extinguishing area in terms of flow in order to introduce the extinguishing agent into 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 be.
  • a high level of reliability and a low susceptibility to errors is extremely advantageous, since failure of the method can lead to a serious catastrophe.
  • the extinguishing agent is introduced into the extinguishing area by exerting excess pressure on the extinguishing agent through a membrane that is destroyed as a result, there is a high level of fail-safety.
  • a valve is not necessarily required to introduce the extinguishing agent. Rather, preferably only a pressure surge is exerted on the extinguishing agent, which is so strong that it destroys the membrane.
  • the membrane can, for example, consist of a plastic, in particular PTFE. However, it is also possible and advantageous in some embodiments for the membrane to consist of a metal or an alloy. As a result, for example, higher pressures in an extinguishing agent container are possible without the membrane being destroyed as a result.
  • the membrane is preferably only destroyed by an additional pressure surge. As a rule, 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 several material weakenings.
  • the invention therefore achieves the object by means of an extinguishing device which has at least one container for holding extinguishing agent and sealing liquid, as well as an overpressure device for generating an overpressure and is set up to carry out a method according to one of the preceding claims, the extinguishing device being arranged in such a way that the extinguishing agent can be introduced from the container under an overpressure generated by the overpressure device into an extinguishing area of the gas line and the sealing liquid can be introduced into a blocking area of the gas line.
  • the extinguishing device has at least one detector to be arranged in the gas line, the detector being set up to detect a flame front and the extinguishing device having an electronic controller, in particular an electronic data processing device, which is set up to carry out the Method according to one of the exemplary embodiments described here as a function of detector data from the at least one detector.
  • the extinguishing device has at least one space that is integrated into the gas line and thus becomes part of the gas line. If the flame front is extinguished in a space of the extinguishing device that has become part of the gas line when installed, 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, but is 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 an inlet section of the gas line through the extinguishing device in a discharge section of the gas line.
  • the extinguishing device preferably has a supply flange and a discharge flange, via which the extinguishing device is connected to the supply section and the discharge section of the gas line. When the gas line is in operation, the gas therefore flows from the feed line section of the gas line through the at least one space of the extinguishing device into the discharge line section. When installed, the extinguishing device is therefore part of the gas line.
  • the at least one space is designed and dimensioned specifically for the functions of the erasing device, namely erasing and blocking.
  • the erasing device can be replaced as a whole, for example after an erasing process has been carried out.
  • the extinguishing device it is also possible for the extinguishing device to have a draining device for the barrier liquid, with which the barrier liquid can be drained from the barrier area. In this way it is possible, for example, to continue to operate an erasing device even after an erasing process, without replacing it completely. If a membrane was destroyed to introduce the extinguishing agent, it can be replaced, for example.
  • an extinguishing agent container that has the membrane is replaced as a whole, so that work within the extinguishing device itself is not necessary.
  • the extinguishing area and/or the blocking area is preferably located in the at least one space of the extinguishing device. Both areas are particularly preferably located in the same space of the extinguishing device.
  • the opening of the space through which the gas flows in and/or the opening of the space through which the gas flows out is below a liquid level of the barrier liquid which this forms after it has been introduced into the barrier area. Only one of the two openings is preferably below the liquid level. This ensures that a gas flowing through the gas line flows through the sealing liquid in the sealing area. Underneath; the fact that the barrier liquid forms a liquid level is also understood in particular to mean that any extinguishing agent that is still present is present together with the barrier liquid, in particular mixed.
  • the extinguishing device preferably has at least one container for accommodating extinguishing agent and at least one container for accommodating sealing liquid.
  • the spatial separation of the two media makes it possible, in particular, to select different media as the extinguishing agent and sealing liquid. In addition, it is particularly easy to provide different volumes.
  • the extinguishing agent and the barrier liquid are preferably identical liquids, in particular water, with the extinguishing agent and/or the barrier liquid preferably being admixed with at least one additive, which in both liquids can be identical but can also be selected differently.
  • additives are, for example, substances that influence viscosity or density.
  • the barrier liquid and the extinguishing agent are different liquids or mixtures of different liquids. This makes it possible, for example, to match the different intended uses of the liquids.
  • the container for receiving the extinguishing agent which is also referred to as the extinguishing agent container, is preferably under pressure when the extinguishing agent has been filled in and the extinguishing device is ready for operation.
  • the extinguishing agent container is, for example, not completely filled with extinguishing agent, with the pressure being exerted by an amount of gas in the extinguishing agent container. This pressure causes the excess pressure when the extinguishing agent is introduced into the extinguishing area at least partially, in particular completely.
  • the extinguishing device particularly preferably 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 fed into the extinguishing agent container via a valve, in particular a quick-acting valve.
  • the pressure generating device is advantageously a gas generator, as 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 only separated 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 designed as described above.
  • the at least one container is preferably designed to hold the extinguishing agent and the sealing liquid, with the container preferably having at least one extinguishing agent space and at least one sealing liquid space.
  • the at least one extinguishing agent chamber and the at least one sealing liquid chamber are preferably in fluid communication with one another or can at least be brought into connection.
  • the extinguishing agent space and the sealing liquid space can also exist without structural separation.
  • the extinguishing agent is preferably introduced into the extinguishing area of the gas line through an opening which may be closed by the membrane. Due to the fluidic connection between the extinguishing agent space and the sealing liquid space, the sealing liquid can also be introduced into the gas line through the same opening. If necessary, the fluidic connection must be established.
  • the extinguishing agent space and the sealing liquid space are preferably separated by a partition.
  • this partition there are preferably one or more valves which are opened when the sealing liquid is to be introduced into the Spree area.
  • the dividing wall is perforated and has at least one opening which establishes the fluidic connection between the extinguishing agent space and the sealing liquid space.
  • the extinguishing agent space and the sealing liquid space can also be arranged in two separate components, which then together form the container.
  • the spatial and structural separation between the extinguishing agent room and the sealing liquid room makes it possible to replace, remove, service or clean only one of the rooms.
  • the extinguishing agent space is particularly preferably surrounded at least partially, but preferably completely, by the sealing liquid space.
  • a plurality of sealing liquid chambers are preferably arranged radially on the outside around the central extinguishing agent chamber.
  • the individual sealing liquid chambers are preferably fluidically connected. In this way it is possible, for example, to introduce the extinguishing agent into the extinguishing area by means of a pressure surge exerted on the extinguishing agent in the extinguishing agent chamber, with the sealing liquid subsequently running out of the sealing liquid area and thus being introduced into the blocking area.
  • the extinguishing agent and the blocking liquid can preferably be triggered separately from one another, ie can be introduced into the extinguishing area or the blocking area.
  • the extinguishing device has at least one detector to be arranged in or on the gas line, the detector being set up to detect a flame front and the extinguishing device having an electronic controller, in particular an electronic data processing device, which is set up to carry out a method described here as a function of detector data from 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 in front of the extinguishing device in relation to a flow direction of the gas in the gas line.
  • the extinguishing device particularly preferably has at least two, more preferably at least five, detectors, which can be arranged in the gas line at different distances from the extinguishing device.
  • the extinguishing device is controlled by the electronic controller, and in particular an extinguishing process is initiated.
  • the extinguishing process is particularly preferred as a function of a distance from the respective detector that has detected a spark or a flame front from the extinguishing device.
  • the propagation speed of the flame front is particularly preferred based on a time interval between detector signals from different detectors, taking into account the spatial distance between the respective detectors , is determined and the erasing process is triggered as a function of the propagation speed determined in this way.
  • FIG 1 shows an exemplary embodiment of the extinguishing device 10 according to the invention, which can be integrated into a gas line 2 via a supply flange 22 and a discharge flange 20 .
  • a gas flows through the inlet connection piece 22 into an inner space 4 of the extinguishing device 10 and from there enters an outer space 6 .
  • the inner space 4 is designed to be open at the bottom, so that the gas flows into the outer space 6 .
  • the gas then leaves the quenching device 10 via the discharge flange 20.
  • a flame front generally moves in the opposite direction, i.e. it enters the quenching device 10 through the discharge flange 20 and leaves it through the inlet flange 22, provided that its progression does not pass through the quenching device 10 is prevented.
  • a container 12 is arranged above the inner space 4 and the outer space 6 .
  • This container 12 has a central cylindrical space 16 for extinguishing agent. This is completely surrounded laterally by a hollow-cylindrical sealing liquid space 18 .
  • the extinguishing agent space 16 and the sealing liquid space 18 are separated from one another by a peripheral perforated partition 17 . Due to the perforation of the perforated partition 17, the extinguishing agent space 16 and the sealing liquid space 18 are in permanent fluidic connection.
  • the extinguishing agent chamber 16 and the sealing liquid chamber 18 are filled with a liquid, in particular water.
  • the liquid in the extinguishing agent space 16 is the extinguishing agent and the liquid in the sealing liquid space 18 is the sealing liquid.
  • the extinguishing agent space 16 is fluidically separated from the inner space 4 by a membrane 8 .
  • This membrane 8 almost completely forms a bottom surface of the cylindrical extinguishing agent space 16.
  • a container with compressed gas 14 is arranged above the container 12.
  • the compressed gas present in the container with compressed gas 14 has in particular a pressure of at least 5 bar compared to normal atmospheric pressure.
  • the container 14 can be fluidically connected to the container 12 via a compressed gas line.
  • a quick-acting valve 15 is located within the compressed gas line. By opening this quick-acting valve 15, it is possible to introduce the pressurized gas from the container 14 into the extinguishing agent chamber 16 of the container 12.
  • the pressure surge exerted on the extinguishing agent in the extinguishing agent chamber 16 destroys the membrane 8 and the extinguishing agent enters the inner chamber 4 under overpressure.
  • the extinguishing area L is located in the inner space 4.
  • the barrier liquid flows out of the barrier liquid space 18 through the Perforations of the perforated dividing wall 17 into the extinguishing agent chamber and accordingly also through the destroyed membrane into the inner chamber 4.
  • the sealing liquid also flows into the outer chamber through the bottom opening, via which the inner chamber 4 is fluidically connected to the outer chamber 6 Room 6. All liquid remaining in the extinguishing device, i.e. the sealing liquid and possibly remaining extinguishing agent, form a liquid level.
  • the volume of the barrier liquid is dimensioned in such a way that the barrier liquid itself already forms a liquid level that lies above the bottom opening of the inner space 4 .
  • An identically high liquid level forms in the inner space 4 and the outer space 6. This level exceeds the bottom opening of the inner space 4, with the result that gas flowing into the extinguishing device 10 necessarily flows through the liquid. This results in the sealing effect of the sealing liquid against another flame front.
  • the container 12 now no longer contains any liquid, apart from any remaining amounts of liquid. Accordingly, the container 14 no longer contains any compressed gas. In other words, further erasing by means of the erasing device is no longer possible. However, due to the barrier effect of the barrier liquid, this is also not necessary.
  • the sealing liquid can be drained off via a drain device 23, for example. Then only the destroyed membrane 8 has to be replaced and the container 12 has to be filled again with liquid and the container 14 has to be filled again with pressurized gas. Alternatively, the empty container 12 and the empty container 14 can be exchanged for filled ones.
  • figure 2 shows the erasing device 10 from figure 1 in a perspective view.
  • the supply flange 22 and the discharge flange 20 for connection to the gas line 2 can be seen.
  • the cylindrical container 12 in which the extinguishing agent space 16 and the sealing liquid space 18 are arranged can also be seen.
  • Over a Compressed gas line, which has a quick-acting valve 15, the extinguishing agent chamber can be fluidly connected to the container 14.
  • the container 14 contains a compressed gas.
  • the extinguishing device 10 has a cover 25 and a base 27, these being connected via a cover flange 24 and a base flange 26 to a cylindrical housing in which the inner space 4 and the outer space 6 are located .
  • the container 12 and the container with the compressed gas 14 are preferably firmly connected to the lid 25 .
  • the membrane 8 is preferably arranged centrally in the cover 25 .
  • the cover flange 24 preferably has a recess corresponding to the membrane 8 . In this way it is possible, in particular, to also replace the destroyed membrane 8 by replacing the cover 25 . Work within the extinguishing device 10 can then in particular be omitted.
  • figure 3 shows the erasing device 10 from FIGS figures 1 and 2 in a gas line 2 integrated state. Unlike in figure 1 is at the in figure 3 illustrated quenching device 10 of the supply flange 22 shown on the left and the derivative flange 20 on the right side. Gas passes through the extinguishing device 10 in figure 3 consequently from left to right, a flame front in the opposite direction, i.e. from right to left.
  • the extinguishing device 10 is connected to a feed line section 19 of the gas line 2 via a flange corresponding to the feed line flange 22 .
  • the discharge flange 20 is connected to a discharge section 21 of the gas line 2 via a corresponding flange.
  • Detectors 28 are arranged in the supply line section 19 of the gas line 2 . These detectors are associated with the extinguishing device 10 and set up to detect a flame front. These are, for example, spark detectors.
  • the detectors 28 send detector signals, which encode, for example, a detected spark or a detected flame front, to an electronic control device 30.
  • the electronic control device controls based on these detector signals 30 the high-speed switching valve 15.
  • one of the detectors 28 detects a flame front in the gas line 2, it sends corresponding detector signals to the electronic control device 30. This then controls the high-speed switching valve 15 and opens it. The point in time of this opening is also determined, for example, based on a distance of the respective detector 28 from the extinguishing device 10 . By opening the quick-acting valve 15, the extinguishing process already described above is initiated.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Löschvorrichtung für eine Gasleitung, wobei die Löschvorrichtung zumindest ein Behältnis zum Aufnehmen von Löschmittel und Sperrflüssigkeit, sowie einen Behälter mit komprimiertem Gas oder einen Gasgenerator zum Erzeugen eines Überdrucks aufweist, wobei die Löschvorrichtung derart angeordnet ist, dass das Löschmittel aus dem Behältnis unter einem von dem Behälter mit komprimiertem Gas oder dem Gasgenerator erzeugten Überdruck in einen Löschbereich der Gasleitung und die Sperrflüssigkeit in einen Sperrbereich der Gasleitung einleitbar ist.
  • 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.
  • Aus der CN 202 876 161 ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem in eine zuvor detektierte Flammenfront in einer Gasleitung flüssiges CO2 eingesprüht wird. Die Löschwirkung beruht hierbei zum einen auf Wärmeentzug durch Übergang des CO2 in die Gasphase, zum anderen auf Verdrängung von Sauerstoff.
  • 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.
  • Die US 6 318 475 betrifft ein Belüftungssystem für Räume, bei dem ein Ausbreiten einer Flammenfront durch Fluten eines Siphonbereichs einer Gasleitung unterbunden wird. Luft oder ein etwaiges anderes Gas kann den Siphon im gefluteten Zustand jedoch nicht passieren, da das Anlegen einer Druckdifferenz, die zur Förderung eines Gases erforderlich ist, den Transport der eingespeisten Wassermenge zur Folge hätte.
  • Die CN 105 498 117 betrifft eine Vorrichtung zum Löschen einer Flammenfront und zur Unterdrückung von Explosionen in einer Pipeline. Hierbei wird im Brandfall das Fluten des Löschbereichs einer Leitung ausgelöst, welcher insbesondere an einen Sammelbehälter angeschlossen ist. Das Löschmittel, beispielsweise Wasser, flutet einen Teil der Leitung und einen Teil des darüber angeordneten Sammelbehälters, nicht verbranntes Gas oder Öl kann sich aufgrund der geringeren Dichte oberhalb des Löschmittelspiegels im Sammelbehälter sammeln. Auch in diesem Fall ist die weitere Beförderung des Gases nicht möglich.
  • Aus der DE 41 26 932 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der in Strömungsrichtung hinter einer Tauchsicherung ein teilweise mit einer Flüssigkeit gefülltes horizontales Rohrstück verläuft. Durch dieses Rohrstück soll die Menge an brennbaren Gasen, die durch die Vorrichtung gepumpt werden kann, ohne dass es zu einer Rückzündung kommt, erhöht werden. Nachteilig ist jedoch, dass immer eine Tauchsicherung vorhanden ist, die den Strömungswiderstand der Vorrichtung deutlich erhöht.
  • Die WO 2017/070737 A1 beschreibt ein System, bei dem ein Durchflussventil geschlossen wird, wenn eine Explosion oder ein Feuer detektiert wird. In diesem Fall wird auf beiden Seiten des geschlossenen Ventils ein Löschmittel eingeleitet.
  • 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.
  • Auch US 2015/238787 A1 zeigt eine Löschvorrichtung zum Löschen einer Flammenfront, jedoch ohne Siphon.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Löschvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die sich dadurch auszeichnet, dass die Löschvorrichtung zumindest einen Detektor zum Anordnen in der Gasleitung aufweist, 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 Verfahrens mit folgenden Schritten::
    1. a) Detektieren der Flammenfront mittels des Detektors,
    2. b) Einleiten eines Löschmittels unter einem Überdruck in einen Löschbereich der Gasleitung zum Löschen der Flammenfront, und zudem
    3. c) 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 strömt
    wobei sich der Sperrbereich in einem Raum der Löschvorrichtung befindet, der einen Teil der Gasleitung bildet und eine Öffnung aufwiest, durch die Gas in den Raum einströmt und die unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels der Sperrflüssigkeit liegt, den diese ausbildet, nachdem sie in den Sperrbereich eingeleitet wurde.
  • 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 strömt. 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. Besonders 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 strömt. Es ist insbesondere auch erfindungsgemäß, wenn eine Mischung oder Schichtung von Sperrflüssigkeit und Löschmittel vorliegt, durch die das Gas strömt. 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 gewährleistet. Dabei sind die für die jeweilige Ausgestaltung der Löschvorrichtung spezifierten Grenzwerte der Durchströmgeschwindigkeit und Menge zu beachten.
  • Mit dem Verfahren, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbar ist, 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.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe also durch eine Löschvorrichtung, die zumindest ein Behältnis zum Aufnehmen von Löschmittel und Sperrflüssigkeit, sowie eine Überdruckvorrichtung zum Erzeugen eines Überdrucks aufweist und eingerichtet ist zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Löschvorrichtung derart angeordnet ist, dass das Löschmittel aus dem Behältnis unter einem von der Überdruckvorrichtung erzeugten Überdruck in einen Löschbereich der Gasleitung und die Sperrflüssigkeit in einen Sperrbereich der Gasleitung einleitbar ist. Sie zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Löschvorrichtung zumindest einen Detektor zum Anordnen in der Gasleitung aufweist, 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 des Verfahrens nach einem der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele in Abhängigkeit von Detektordaten des zumindest einen Detektors .
  • Erfindungsgemäß weist die Löschvorrichtung zumindest einen Raum auf, 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 strömt. 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.
  • Erfindungsgemäß 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 erfindungs-gemäßen 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 20 in 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 hindurchströmt. 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 (11)

  1. Löschvorrichtung (10) für eine Gasleitung (2) und Gasleitung (2), wobei die Löschvorrichtung (10) zumindest ein Behältnis (12) zum Aufnehmen von Löschmittel und Sperrflüssigkeit, sowie einen Behälter mit komprimiertem Gas oder einen Gasgenerator zum Erzeugen eines Überdrucks aufweist, wobei die Löschvorrichtung derart angeordnet ist, dass das Löschmittel aus dem Behältnis unter einem von dem Behälter mit komprimiertem Gas oder dem Gasgenerator erzeugten Überdruck in einen Löschbereich der Gasleitung und die Sperrflüssigkeit in einen Sperrbereich der Gasleitung einleitbar ist, wobei 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 eines Verfahrens mit folgenden Schritten:
    (a) Detektieren der Flammenfront mittels des Detektors (28),
    (b) Einleiten eines Löschmittels unter einem Überdruck in den Löschbereich (L) der Gasleitung (2) zum Löschen der Flammenfront, und zudem
    (c) Einleiten einer Sperrflüssigkeit in den 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 strömt,
    wobei sich der Sperrbereich in einem Raum der Löschvorrichtung (10) befindet, der einen Teil der Gasleitung bildet und eine Öffnung aufwiest, durch die Gas in den Raum einströmt und die unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels der Sperrflüssigkeit liegt, den diese ausbildet, nachdem sie in den Sperrbereich eingeleitet wurde.
  2. Löschvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei dem durchführbaren Verfahren 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. Löschvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem durchführbaren Verfahren die Sperrflüssigkeit zeitlich nach dem Löschmittel in die Gasleitung (2) eingeleitet wird.
  4. Löschvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel gleichzeitig die Sperrflüssigkeit ist.
  5. Löschvorrichtung 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. Löschvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem durchführbaren Verfahren zum Einleiten des Löschmittels in den Löschbereich (L) ein Verschluss geöffnet, insbesondere ein Ventil geschaltet oder eine Membran (8) zerstört wird.
  7. Löschvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem durchführbaren Verfahren 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 einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschvorrichtung (10) einen Behälter (14) mit komprimiertem Gas oder einen Gasgenerator zum Erzeugen des Überdrucks aufweist.
  9. Löschvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 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.
  10. Löschvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel und die Sperrflüssigkeit separat voneinander auslösbar, also in den Löschbereich oder den Sperrbereich einleitbar sind.
  11. Verwendung einer Löschvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Löschen einer Flammenfront in einer Gasleitung (2).
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