JP2007516759A - 消火のための不活性化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、密閉空間における消火のための不活性化方法に関し、その密閉空間の酸素濃度は、所定時間（ｘ）内に特定の不活性レベルに低減される。また、本方法を実施するための装置に関する。消火の際に必要な要求される消火段階と再着火防止段階とに同時に従う一方で、その不活性化方法に使用される不活性ガス消火システムに適用可能な最も正確な設計、特に提供される不活性ガスに適用可能な最も正確な設計を達成するために、本発明は、不活性レベルを所定の調整範囲内の再着火防止レベルに維持することを提供する。

Description

本発明は、密閉空間（以下、“目的領域”とも称する）における消火のための不活性化方法に関し、ここで、密閉空間における酸素濃度は、所定時間内に特定の不活性レベルまで低減され、同様にその方法を実施するための装置が提供され、その装置は、その目的領域の酸素濃度及び／又は不活性ガス濃度を連続測定するための少なくとも１つの酸素／不活性ガスセンサと、その目的領域の少なくとも１つの火災パラメータを検知する少なくとも１つの火災検知器と、酸素置換不活性ガスを用いてその目的領域を不活性化する不活性ガス機構と、その不活性ガス機構を制御する制御／調整手段と、を含む。

当該領域の酸素濃度を平均値で約１２体積％に低減させることは、密閉空間の消火に関して知られている。この酸素濃度において、ほとんどの可燃材料は、もはや発火しない。この方法がもたらす消火効果は、酸素置換の原理に基づいている。よく知られているように、通常の周囲空気は、２１体積％の酸素と７８体積％の窒素と１体積％の他の気体とからなる。消火処理は、当該領域に不活性ガスとして例えば純粋な窒素を放出し、窒素濃度をさらに増加させ、それによって酸素の割合を低減させる。酸素濃度が約１５体積％以下に低下すると消火効果が生じる。当該領域の可燃材料に依存して、酸素濃度をさらに低下すること、例えば、前述の１２体積％に低下することが必要である。

この“不活性ガス消火方法”を用いて、ぼや又はすでに火事の状態である空間に、二酸化炭素、窒素、不活性ガスまたはその混合物のような酸素置換ガスを放出することが言及され、その酸素置換ガスまたは不活性ガスは、ボンベ内で加圧されて収納されるか、発生器によって必要とされる時に生産される。火事の際に、そのガスは、相当するパイプや付随する排出ノズルを通じて当該目的領域に供給される。

不活性化方法を用いた消火の時系列は、基本的に消火段階と再着火防止段階との２つの段階に分割される。消火段階は、目的領域において消火することができる供給される不活性ガスの濃度に達するために、目的領域が酸素置換ガスで放出される段階である。ＶｄＳによれば、消火できる濃度は、炎が確実に除去される濃度と定義される。消火濃度は、いわゆる再着火防止レベルの濃度より低く、例えば、ＥＤＰ領域、電気スイッチ及び配電盤領域、経済財を収容する棚卸領域に加えて閉鎖区域において、約１１．２体積％の酸素濃度に相当する。

ＶｄＳ（Verband der Schadenversicherer − 保険協会）は、酸素濃度が消火段階においてその領域の放水開始から６０秒以内にいわゆる再着火防止レベルまで達しなければならないということを指摘する。再着火防止レベルは、目的領域内に収容されている材料の発火（再発火）が辛うじて除去される濃度である。再着火防止レベルにおける酸素濃度は、目的領域の火災荷重の関数であり、例えば、ＥＤＰ領域、電気スイッチ及び配電盤領域、経済財を収容する棚卸領域に加えて閉鎖区域において、約１３．８体積％の酸素濃度である。

消火段階の６０秒以内に酸素濃度が再着火防止レベルに達しなければならないという規定は、不活性ガス消火システムにおける放水プロファイルを特定するプロファイルにおける傾斜（スロープ）と消火段階の開始点における消火方法とを決定する。不活性ガス消火システムと不活性化方法は、それに応じて設定される。

消火段階に続いて、目的領域の火災が完全に消火される、いわゆる再着火防止段階が出現する。再着火防止段階は、酸素濃度が再着火防止レベル、すなわち、例えば前述の１３．８体積％を超えないようにする期間である。ＶｄＳ指針（ガイドライン）は、再着火防止段階が１０分間以上続くことを指示している。言い換えると、火災が検知された後、目的領域の酸素濃度が６０秒以内に再着火防止レベルに達するために目的領域が不活性ガスで放出され、さらに消火段階と再着火防止段階において、この濃度は超過されないように、不活性ガス消火システムと不活性化方法は設計される必要があることをこれは意味する。

図１は、ＥＤＰ装置が備えられた目的領域の例を用いた従来の不活性化方法に基づく不活性ガス消火システムにおける放水プロファイルを示す。ＶｄＳ指針によると、ここで試験から決定される再着火防止レベルは、１３．８体積％の酸素濃度であり、この濃度は、場合によっては“限界濃度”とも称される。消火濃度、すなわち火災の原料物質、領域特定パラメータ、安全係数の組合せは、１１．２体積％であり、従って人間や動物に害を与える１０体積％より１．２体積％の余裕がある。従来技術で知られている不活性化方法では、消火濃度は不活性ガス消火システムの不活性レベルに一致する。

記載された例では、採用された不活性ガス消火システムと不活性化方法は、それぞれ火災が検知された後の６０秒以内に不活性化方法が開始され、目的領域に不活性ガスを放出または放水することによって再着火防止レベル（１３．８体積％）が達成されるように設計される。それによって、再着火防止レベルに達した後、消火濃度であり、不活性ガス消火システムの不活性レベルである１１．２体積％に達するまで酸素濃度の低減を継続することが提供される。ここで時間内に、目的領域の火炎は完全に消火され、不活性レベルと消火濃度がそれぞれ達成した後に目的領域を不活性ガスで放出することは停止されるので、目的領域における酸素濃度は、（目的領域の多孔性のために）後に続く再着火防止段階で連続的に増加する。

不活性ガス消火システムにおける不活性レベルに対する“深さ”によって再着火防止レベルを超さないように時間枠（タイムフレーム）を設定することがここで考えられる。さらに、その領域の気密性は、再着火防止段階における目的領域の酸素濃度に対する傾斜曲線プロファイルを増加させることをもたらすので、再着火防止レベル（１３．８体積％）を超える時点は、不活性ガス消火システムにおいて消火濃度を設定すること、または不活性レベルに固定することによって調整されることができる。この場合、１１．２体積％の消火濃度を有する再着火防止レベルは、消火段階の終点から６００秒経過後までに越えられることがない。

従来技術と上記の記載とから知られている目的領域における消火の不活性化手順に対する不利点は、消火段階中に不活性ガス消火システムの不活性レベルまでの酸素濃度の低下が、消火段階の終端の後に再着火防止レベルが時期尚早に超過されることがなく、再着火防止段階が十分に長くなることを保証するために、基本的に明らかに再着火防止レベル以下であるということである。従って、従来技術で知られている不活性化手順は、最終的に消火に必要な量を超える明らかに多量の消火剤の提供を要求する。これは、例えば、不活性ガスが圧縮形態で収容されるガスボンベのための大型の圧力逃しバルブ（ＰＲＶ）と追加の空間の提供を前提とする。従来技術に記載のシステムにおける大型化の必要性のため、消火のための不活性化方法は比較的コストがかかる。

従来技術で知られている不活性化方法に対する更なる不利点は、消火段階の終点の後に目的領域の酸素濃度が時期尚早に再着火防止レベルを超えることがないようにする可能性がないということに見られる。しかしながら、もし目的領域の気密性が設計値に一致しない場合には、これは必要である。その保護された空間の限界を超える新鮮な空気の進入すなわちフローは、目的領域の外部構造構成物の予期せぬ漏出、または目的領域に取り付けられた換気／空調システムの不良のために生じるので、そのようなケースは有り得ないとは言えない。対応する不活性方法の設計で空間の機密性を見積もる際に、そのような予期せぬ漏出は考慮されることができず、この方法が採用されている場合には、火災時に不十分な消火効果をもたらす。

従って、本発明は、消火に含まれる要求された消火段階と再着火防止段階の要求に同時に応じる一方で、可能な限り正確、特に不活性ガスが提供されることができるように最も正確な寸法に設計されることができる不活性化方法を用いて使用される不活性ガス消火システムによって、上記で検討されたタイプの消火のための不活性化方法が与えられる技術上の問題を解決しようとするものである。本発明のさらなる課題は、開発された不活性化方法を実現するために適切な装置を提供することを含む。

本方法に関して、この課題は、不活性レベルが所定の調整範囲内の特定のレベル、特に再着火防止レベルに維持されるということの発生で特定されるタイプの不活性化方法によって解決される。この結果、本発明は、例えばＶｄＳ（保険協会）によって規定されるような再着火防止レベルに保持される不活性レベルの特別な場合に限定されないということが明確に指摘される。その所定のレベルは、有利には再着火防止レベルと一致または近似する規定のレベルに非常に関係がある。

本発明に内在する技術的な問題は、上記記載の方法を実行する装置によってさらに解決され、その装置は、その目的領域の酸素濃度及び／又は不活性ガス濃度を連続測定するための少なくとも１つの酸素／不活性ガスセンサと、その目的領域の少なくとも１つの火災パラメータを検知する少なくとも１つの火災検知器と、酸素置換不活性ガスを用いてその目的領域を不活性化する不活性ガス機構と、その不活性ガス機構を制御する制御／調整手段と、を含み、ここで、本発明によれば、制御／調整手段は不活性レベルを所定の調整範囲内の特定のレベル、特に目的領域に特有の再着火防止レベルに調整し、すなわち、同様に、少なくとも１つの酸素／不活性ガスセンサによって連続して測定される酸素濃度及び／又は不活性ガス濃度に依存する不活性ガス手段を制御することによって調整される。

本発明の特有の利点は、容易に実現することができることと、それによって不活性ガス消火システムの放水プロファイルを最適化する非常に効率的な方法であることである。消火を達成する再着火防止段階は、不活性レベルを調整する手段によって本発明に従って調整されることができるので、消火段階で設定される不活性レベルは、再着火防止段階の時間をもはや制限しない。言い換えると、これは、消火段階で設定される不活性レベルは、従来技術で知られている通常の不活性化処理の場合の再着火防止レベルより明らかに低いことがもはや必要とされない、目的領域の酸素濃度に相当することを意味する。従って、本発明による不活性化方法の際に全面的な放水処理において、明らかに消化剤がより少なく必要とされ、そのため、不活性化方法と関連する不活性ガス消火システムは、目的領域に合わせて設計され、正確に適用される。特に、貯蔵容器に多量の不活性ガスを収容しておく必要性がない。本発明による方法を用いて、特に不活性レベルを再着火防止レベルに調整することによって、再着火防止段階において目的領域の不活性ガス濃度の過変調（オーバーモジュレーション）は、有利には存在しない。明らかに本発明の方法では、より少ない消化剤が必要とされ、目的領域における不活性ガス濃度の過変調が存在しないので、目的領域に提供される如何なる圧力逃しバルブ（ＰＲＶ）もより小さな寸法にされることができる。さらに、本発明は、不活性レベルが再着火防止レベルに維持される特定の調整範囲（規定範囲）を提供する。この調整範囲は、例えば、目的領域の気密性及び／又は不活性ガス消火システムの設計、酸素濃度を確認するための目的領域に使用されるセンサの感度にそれぞれ依存する。

本発明による装置によって、上記の方法を実行することができる。ここで、消火のために提供される再着火防止段階は、その目的領域に特化した再着火防止レベルに、特定の調整範囲内の不活性レベルを調整する制御／調整手段を用いて不活性レベルを調整する手段によって設定される。これは、少なくとも１つの酸素／不活性ガスセンサによって連続的に測定される酸素濃度及び／又は不活性ガス濃度に依存する不活性ガス機構を制御することによって同様に行われる。“不活性ガス機構”という用語は、例えば窒素や二酸化炭素のような酸素置換不活性ガスを製造するための不活性ガス容器及び／又はシステムと理解されるものである。

本発明のさらなる実施形態は、従属請求項に記載される。

従って、本発明による不活性化方法の特に好ましい実施形態は、再着火防止レベルに相当する不活性レベルを提供する。その結果、不活性ガス消火システムの寸法及び／又は設計は、目的領域（気密性、容積、予定される火源材料）に非常に厳格に適用することが有利に可能になる。従って、本発明の不活性化方法のこの好ましい実施形態では、再着火防止レベルへの目的領域の不活性レベルの調整は、消火段階において生じる。全面的な放水段階において目的領域の不活性ガス濃度は、調整範囲より大きい再着火防止レベルを如何なる時点でも超えることはなく、特に、目的領域の不活性ガス濃度の明らかなオーバーシューティングは防止されるので、これは、原則として、消火のために実際に必要とされる初期放水の間に正確な量の不活性ガスを使用することのみを必要とすることが理解される。従って、不活性ガスを保管するための貯蔵容器は、明らかにより小さな寸法にすることができ、各々の不活性ガスを提供するための適切なシステム、例えば窒素システムは、同様に、より小さく設計されることできる。再着火防止レベルは、目的領域または他の不測の事態に依存して決定されることができ、特に、例えばＶＤＳ（保険協会）によって確立された再着火防止レベルに限定されないということがここで強調される。

消火段階と再着火防止段階において再着火防止レベルを超過することがないということを保証するために、本発明の不活性化方法の特に有利な実施形態は、再着火防止レベルより低いか、最大で再着火防止レベルと同じである、調整範囲内の酸素濃度の上限閾値を提供する。これに関連して“閾値”という用語は、不活性レベルを目標値に維持するため、または元に戻すために、不活性ガス消火システムは切り替えられ、及び／又は、目的領域に不活性ガスが再導入される残留酸素濃度を示す。それから、不活性ガス消火システムを始動することは、例えば、不活性ガス容器または製造装置から酸素置換ガスを目的領域に導入する。特定の好ましい場合では、調整範囲の酸素濃度の上限閾値は、再着火防止レベルから離れており、追加的な特定の安全性の要素がある。この安全性は、再着火防止レベルと上限閾値との差に影響される。安全性の特定の要素が、通常、再着火防止レベルを既に考慮に入れていることは指摘される。調整範囲の下限は、下限閾値によって制限される。この下限閾値は、不活性ガス消火システムが切り替えられ、または、目的領域の酸素置換ガスの導入が停止される酸素濃度に一致する。

後の実施形態の特定の有利な具現化は、約０．２体積％の高さ、好ましくは０．２体積％の最大高さを有する調整範囲の酸素濃度の振幅（幅）を提供する。従って、不活性ガス消火システムにおける接続と遮断閾値との間の残留酸素濃度の範囲に対する振幅（幅）は、約０．４体積％であり、好ましくは最大で０．４体積％である。勿論、調整範囲の酸素濃度における他の振幅も考えられる。

目的領域の換気回数の考慮、特に目的領域のｎ_５０値（n₅₀ value）の考慮及び／又は目的領域と周囲との圧力差を考慮して行われる再着火防止レベルに酸素濃度を調整することは特に好ましい。換気回数は、生成された周囲との５０Ｐａの圧力差を有して与えられた空間体積と漏れ体積流量との関係を示す。言い換えると、換気回数は目的領域の気密性であり、従って、不活性ガス消火システムの寸法の正確な測定であることを意味する。ｎ_５０値に対して寸法が増加すると、測定された目的領域に流入、または流出する気孔容積は増加する。新鮮な空気が室内に取り入れられ、不活性ガスが室外に排出されて失われ、それによって増加する。何れもが、不活性ガス消火システムがより効率的に設計されることを必要とするという結果になる。目的領域を限定している各々の構成要素に対する気密性は、いわゆるブロワドア（Blower Door）測定で達成される。従って、その目的は、１０〜６０Ｐａの標準化された正／負圧力を作り出すことである。空気は、外部構造構成物の多孔性の領域から外側に抜け、または、これらの点から内部に侵入する。適切な測定装置は、要求される圧力差、例えば５０Ｐａに維持するために必要とされる体積流量を測定する。キャリア値が入力された後、解析プログラムは、生成された５０Ｐａの圧力差に標準化される部屋におけるｎ_５０値を計算する。そのようなブロワドア測定は、それぞれ不活性ガス消火システムの実際の寸法測定、不活性化方法の前で、しかしながら遅くともそのシステムが作動する前に行われる。目的領域のｎ_５０換気回数の独創的な考慮によって、目的領域に対する不活性ガス消火システムの寸法と不活性化方法との更なる改善された適用が有利に達成される。

目的領域に対して最適化された寸法の不活性ガス容器及び／又は製造システムにするために、不活性レベルに酸素濃度を低下させ、好ましくは再着火防止レベルに酸素濃度を維持するための消火剤の量の計算は、目的領域の換気回数の十分な考慮、特に目的領域のｎ_５０値及び／又は目的領域と周囲との圧力差を考慮して行われる。

特に、本発明による不活性化方法の好ましい実現において、酸素濃度を低減することは、目的領域に酸素置換ガスを供給することを介して行われ、特に酸素置換ガスの供給を制御する際に目的領域の空気／ガス圧力を考慮することが好ましい。従って、特定の室内圧力を超えないように配慮がなされるように、目的領域の圧力は、不活性ガスまたは酸素置換ガスの放出中に測定される。それから、気密性や容積のような目的領域の特定のパラメータに適合する不活性ガス消火システムの開始の後に、これは、傾斜（スロープ）に対する上昇、すなわち目的領域に導入された不活性ガスにおける濃度プロファイルの上昇で明らかになる。結果として消火剤の増加された消費を有する放水中に目的領域が増加されないように、プロファイル形状は、周囲が規定するので、それに対応して平らに維持され、その結果、６０秒後に不活性レベルには達せず、例えば、少し遅れて１２０秒または１８０秒後に達する。目的領域で空気／ガス圧力を考慮して消火剤供給を制御することによって、本発明の不活性化方法は、固定された壁を有しない目的領域や、圧力逃しバルブ（ＰＲＶ）や同様の機構が取り付けられていない目的領域で特に使用されることができる。

本発明による不活性化方法のさらなる好ましい実現では、酸素濃度を低減させることは、目的領域に酸素置換ガスを供給することを介して行われ、目的領域の現在の酸素濃度と消化剤濃度とのそれぞれに依存して特に酸素置換ガスの供給を制御することが好ましい。ここで考えられることは、消化剤として窒素が用いられた時、その領域の酸素濃度を測定することである。しかしながら、ＣＯ_２が消化剤として使用されるとき、好ましくはＣＯ_２濃度が酸素置換ガスの供給を制御するために目的領域で測定される。

酸素置換ガスを供給することを介して酸素濃度を低減させることによる本発明の不活性化方法を実現する際に、特定の不活性レベルに酸素濃度を低減することを開始する前に酸素濃度に依存して続けられる酸素置換ガスの供給を制御することは有利である。従って、例えば、低下の前の酸素濃度が２１体積％の場合、酸素置換ガスを供給することは、例えば低下の前の酸素濃度が１７体積％の場合よりも速く起こることが考えられる。しかしながら、本発明の実施形態は、この特定の場合に限定されず、ここでは例として言及されているに過ぎない。

酸素濃度を低減することが酸素置換ガスの供給を介して行われ、酸素置換ガスの供給の制御がある、本発明による不活性化方法の特に好ましい実施形態は、後に続く特定の、例えば既定の放水曲線によって影響を受ける酸素置換ガスの制御を提供する。ここで考えられることは、例えば、特定のパターンに一致する、目的領域の酸素濃度の一時的な上昇及び／又は目的領域の酸素置換ガス濃度の一時的な上昇のような、酸素置換ガスの供給を制御する適切なバルブを制御することである。この実施形態の利点は、特に、目的領域の理想的な放水が目的領域の酸素濃度と酸素置換ガス濃度とのそれぞれを放水中に連続して監視することの必要性のない不活性化システム及び／又は目的領域に適用することができるという点に見られる。勿論、ここで特定の放水曲線に従う酸素置換ガス供給を制御する他の可能性も考えられる。例えば、バルブの開口及び／又は閉口は、目的領域における現在の酸素濃度または現在の消化剤濃度に基づいた計算に基づいて、あるいは目的領域における空気／ガス圧力に依存して制御されることができる。

特に本発明による不活性化方法の実施形態では、酸素濃度を不活性レベルに低減させる時間（ｘ）を事前設定（プリセット）することが好ましい。予め設定されたこの時間は、例えば、目的領域に適合した消化システムの寸法及び／又は酸素置換ガスの供給を制御するバルブに同様に適合した寸法によって決定される。それから、これは、消火システムの特定の指針（ガイドライン）、例えば、ＶｄＳによって定められたＣＯ_２消火システムにおける指針を履行することを可能にする。

対照的に、本発明による不活性化方法の他の実施形態は、放水開始時の基準（ベース）不活性化レベルに依存する不活性レベルに酸素濃度を低減させる時間を設定することを提供する。不活性ガスを用いた目的領域の放水が調整され、特に目的領域の既存の圧力に依存する場合に、これは特に有利である。従って、本発明の不活性化方法は、それぞれの個別的な事情、特に火災荷重と同様の消化システムの寸法及び／又は目的領域の寸法において特有の柔軟性がある。

本発明による不活性化方法の１つの可能な実現は、その目的のために準備されている容器から酸素置換ガスの導入によって低減される目的領域の酸素濃度を提供することである。不活性ガスを容器に、例えば適当なガスタンクに供給することは、目的領域の不活性レベルの迅速な調整を可能にする。不活性ガスとして、例えば一酸化炭素、窒素、希ガス及びその混合物が考えられ、それらは、分離された不活性ガス容器内（吊天井）のボンベ（スチールシリンダー）に圧縮または非圧縮されて収容されることができる。必要に応じ、それからそのガスは、相当するパイプや付随する排出ノズルを通じて目的領域に供給される。圧縮形態で収容された酸素置換ガスの膨張エンタルピーは、周囲、特に目的領域から直接引き出されるので、不活性ガスが圧縮形態で収容されて用意された容器から不活性ガスを導入することによって目的領域の酸素濃度を低減させることに対する利点は、特に、酸素置換効果に加えて見られ、さらに圧縮されたガスの膨張は、消化効果に正の冷却効果を加える。

本発明による不活性化方法の他の実施形態では、酸素置換ガスは生産システムによって提供される。代案として、目的領域から酸素を抜き出すために、例えば燃料電池のような装置を使用することもここで考えられる。この実施形態の利点は、特に、例えば酸素置換ガスを収容する容器やガスボンベのような別個の保管領域を提供する必要がないという点に見られる。酸素置換ガスの生産システムの１つの可能な実現は、例えば、窒素流を生じさせるために加圧部材が分離され、放出される窒素発生器である。同様なものが、非常に低圧の露点と、連続して監視される固定された残留酸素濃度とを有する。酸素富化空気が単独で開口から放出され、窒素発生器から得られた窒素流はパイプ機構を通して目的領域に供給される。特に、そのような生産システムに対する利点は、比較的保守不要の操作に見られる。勿論、酸素置換ガスを生産する他の方法が考えられる。

最後に、本発明による不活性化方法の特に有利な実施形態は、酸素濃度を特定の不活性レベルに低減させるために容器から提供される酸素置換ガスと、再着火防止レベルに不活性レベルを維持するために生産システムから提供される酸素置換ガスを提供する。しかしながら、酸素濃度を特定の不活性レベルに低減させるために必要な酸素置換ガスと、容器及び／又は生産システムから供給される、不活性レベルを再着火防止レベルに保持するために必要な酸素置換ガスが考えられる。

消火に必要な消火段階と再着火防止段階とに同時に従う一方で、再着火防止レベルは、目的領域における特徴的な火災荷重の関数であり、特に、目的領域内に収容された材料に依存して決定される本発明の不活性化方法のさらなる実施形態は、可能な限り正確で、特に、提供された不活性ガスに対して可能な限り最も正確な寸法で、本発明によって採用された不活性ガス消化システムに対する設計を可能にするために、それぞれの目的領域に対する方法に最適な適合を提供する。目的領域として例えば船のエンジンルームを仮定すると、特徴的な火災荷重とされるディーゼルや燃料オイルを考慮して、再着火防止レベルは、例えば、Ｒ＝１７体積％の酸素の値に決定される。一方、ＥＤＰ領域では（考えられる目的領域のさらなる例として）、電線やプラスチックは、目的領域における適用可能な再着火防止レベルを決定し、例えば、Ｒ＝１３．８体積％の酸素という低い値を与える。

稼動中の装置や機械を収容できる目的領域においては、不活性ガスが目的領域に放出された際に装置及び／又は機械の抑制されていない完全な故障を引き起こさないようにするために、装置及び／又は機械とそれらの動作状態の関数として決定されるその再着火防止レベルは動作信頼度を維持する点で有利である。例えば、燃料駆動発電機が目的領域内で駆動すると、発電機への供給酸素が目的領域に流入し、その後、発電機の燃焼室内の空気／燃料混合物の着火のために必要な酸素濃度レベル以下に再着火防止レベルがなることを避けることは絶対に必要である。

本発明による不活性化方法のさらなる実施形態は、特定の不活性レベルまで酸素濃度を低減する前に、目的領域内に収容されるあらゆる装置及び／機械を特定的な所定の動作状態にすることを提供する。言及される後の実施形態のように、これは有利に動作信頼性を維持することを提供する。例えば、目的領域として船のエンジンルームを仮定すると、本発明の不活性化方法を実施する前に、火災時にエンジンルームの換気を最小化することに関して第１にマリンエンジン（船舶用エンジン）を低負荷（例えば、２０〜４０％）になるように出力を下げることが考えられる。従って、これは、電力を発生させるとともに船の操縦性を維持することを可能にする。他の場合として、コンピューター室を目的領域と仮定すると、本発明の好ましい実施形態は、例えば、目的領域を不活性ガスで放水する前に、第１にＥＤＰユニットとバックアップ開始ユニットを運転停止する。本発明の後の有利な実施形態と組み合わせて再着火防止レベル（他のものも含めて）は、装置及び／又は機械が火災現場に設定されているという所定の動作状態の関数となるとことが考えられる。

本発明による不活性化方法の特に有利な実現では、早期の火災検知が提供されるので、目的領域の酸素濃度の低減は早期の火災検知の瞬間に直ぐに開始される。それによって通常の火災検知方法を用いたものより９０秒まで早い目的領域の初期放水を開始することが可能であり、その過程において、目的領域の酸素濃度は、一定時間内に特定の不活性レベルまで低減される。

本発明による装置の有利な実施形態は、目的領域の装置及び／又は機械とそれらの動作状態に依存する所定の再着火防止レベルが収納された表（テーブル）を有する記憶装置を含む制御／調整機構を提供する。従って、これは、目的領域に特有に制御された処理を用いた自動消火を可能にし、それによって、不活性化方法を用いた不活性ガス消火システムに対する正確な設計の結果として、また、提供される不活性ガスの正確な容量測定の結果として、特に効率的な消火処理が可能になり、配慮の１つが、動作信頼度を維持すために用いられる。勿論、ここで、目的領域の特定の再着火防止レベルにおける制御／調整機構を提供するために他の実施形態も考えられる。

本発明の装置のさらなる有利な実施形態は、早期火災検知のための検知器がある目的領域内の少なくとも１つの火災パラメータを検知する少なくとも１つの火災検知器を提供する。そのようなセンサは、例えば、煙、熱、火炎、煙霧検知器のようなものが従来技術として知られており、火炎や煙などの早期検知及び効率的な検知を可能にする。煙、煙霧、粉塵（ダスト）、蒸気（ミスト）、オイルミスト及びエーロゾルを検知するためのこれらのセンサによって記録される信号は、さらに前処理される。早期火災検知を提供するこれらのセンサは別として、相対湿度に加えて温度を測定するための追加のセンサは、最も信頼性のある火災検知の実現を保証するために好ましくは用いられる。早期火災認知のために、目的領域から酸素サンプルを継続的に抽出し、火災パラメータを検知するためにそれらをセンサに供給する吸引火災検知システムを目的領域内で利用することも考えられる。従って、適切で知られている本質的なセンサを活用して、視感度測定に加えて、温度測定、煙霧及び／又は不活性ガス解析は、可能な限り早く目的領域の潜在的な火災を検知するために特に目的領域からなることができる。本発明の装置と組み合わせて、可能な限り早く目的領域の初期放水を開始することができるようになるように目的領域の酸素濃度を低減することが早期火災検知の直ぐ後に開始されることができるという理由で、これは特に有利である。通常の火災検知器を用いた場合に比べて放水が数分間早く開始されるので、早期火災検知器を本発明の方法に結合することは、特定の利点があることが分かる。勿論、ここで、早期火災検知器における他の実施形態も考えられる。

以下に、目的領域において消火するための本発明の不活性化方法の好ましい実施形態を記述する図を説明する。

図１は、従来技術の不活性化方法から得られた目的領域の放水プロファイルを示し、図２は、本発明の不活性化方法の好ましい第１実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルを示し、図３は、本発明の不活性化方法の好ましい第２実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルを示し、図４は、本発明の不活性化方法の好ましい第３実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルを示し、図５は、本発明の不活性化方法の好ましい第４実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルを示し、図６は、本発明の不活性化方法の好ましい更なる実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルを示す。

図１は、従来技術から知られる不活性化方法を用いた目的領域における放水プロファイルを示す。この消火方法は、ここでは三段階方法である。第１段階では、目的領域において火災が検知され、不活性ガス消火システムが作動する。また、目的領域への電力、例えば電力供給は、切断される。実際に、消火は第１段階に続いて消火段階で行われ、その間、目的領域は不活性ガスで放水される。図１において、ｙ軸は目的領域における酸素濃度を表し、ｘ軸は時間を表す。従って、不活性ガス消火システムの不活性レベルが、この場合の１１．２体積％の消火濃度に達するまで、目的領域への酸素置換ガスの導入は、最初の２４０秒内で行われる。その放水プロファイルは、不活性化方法が始動した後の６０秒が経過すると直ぐに目的領域の酸素濃度が１３．８体積％の再着火防止レベルに達するようにここでは特徴付けられ、その再着火防止レベルは、限界濃度（ＬＣ）としても知られている。この再着火防止レベルは、目的領域に収容されている可燃性の材料の再着火が効果的に防止される酸素濃度である。従って、この場合では、再着火防止レベルは、１３．８体積％の酸素である。

消火濃度が１１．２体積％に達した後、いわゆる再着火防止段階が始まり、その段階では、さらなる不活性ガスは目的領域に導入されない。この場合にはその再着火防止段階は６００秒間続き、その間に目的領域の酸素濃度が再着火防止レベルを超えることはない。

図１の曲線プロファイルから明らかなように、従来技術による不活性化方法は、結果的に消火濃度が低く設定されるという事実によって再着火防止段階との整合性を達成する。再着火防止段階では、さらなる不活性ガスが目的領域に導入されないので、酸素濃度は、最初に１３．８体積％の再着火防止レベルを超え、最終的に２１体積％の初期レベルに達する（明確に記載されていないが）まで連続的に増加する。特に図１に記載された放水プロファイルから推測されるように、再着火防止段階において再着火防止レベル以下に目的領域の酸素濃度を維持するために消化剤の量の増加が要求される。この場合には、消火剤のこの過量は、１３．８体積％の再着火防止レベルと放水プロファイル、すなわち目的領域における酸素濃度に対する曲線プロファイルとの間の差に相当する。

図２は、本発明の不活性化方法の好ましい第１実施形態において図１の目的領域での放水プロファイルを示す。ここに示される放水プロファイル、すなわち目的領域の酸素濃度の時間的進行と図１に示される放水プロファイルとの相違点は、特に、消火段階と再着火防止段階との間に、もはや事実上の区別が無いという点で見られる。その不活性化方法が始動された後、目的領域の酸素濃度は、不活性ガスで放水されることによって６０秒以内に不活性レベルまで減少される。不活性レベル、すなわち、ここでは１３．８体積％に達した後、不活性ガスの供給は抑制され、その後、酸素濃度が不活性レベル付近の調整範囲（規定範囲）内の下限閾値に達した後、完全に停止される。この過程が進行すると、調整範囲内の酸素濃度の上限閾値に達するまで、酸素濃度は、例えば目的領域の多孔性のために連続して増加する。この上限閾値は、再着火防止レベル、すなわち目的領域の限界濃度（ＬＣ）に相当する。従って、目的領域の酸素濃度が臨界的な限界濃度、すなわち再着火防止レベルを超えることはないということが保証される。

それから、本発明の第１実施形態による独創的な方法は、上限閾値に達した時点で酸素濃度を下げて調整範囲の下限閾値に再び戻すために、その目的領域に不活性ガスを再導入する。下限閾値に達すると、目的領域への不活性ガスの供給は再び停止される。従って、不活性レベルは、特定の調整範囲内の再着火防止レベルに繰り返して維持される。保持時間は完全に任意である。たとえ電力供給が切断されなくても、再着火は確実に防止することができる。

この場合、不活性レベルにおける調整範囲の上限は、１３．８体積％の再着火防止レベルに等しい。ここで、調整範囲の酸素濃度の振幅（幅）は、０．２体積％の高さに相当する。図２に記載された放水プロファイルでは、不活性レベルは、設定可能な６０秒後に達成される。勿論、ここで、異なる時間間隔も考えられる。

放水の開始段階で、目的領域の酸素濃度“ｋ”は、２１体積％又はそれ以下に達することができる。例えば、火災の危険性を減少させるために、目的領域は１７体積％の基準（ベース）不活性化レベルにしなければならない。

再着火防止レベルにおける不活性レベルの独創的な維持は、通常の不活性化処理の場合よりも要求される消化剤の量を実質的に少なくすることができる。

さらに、目的領域のｎ_５０換気回数を考慮して、酸素濃度を再着火防止レベルに制御するために本発明の不活性化方法を用いることも可能である。図２から分かるように、本発明の不活性化方法によって目的領域内で設定された酸素濃度は、人間に有害な１０体積％の濃度よりも原則として明らかに高い。これは、本発明による不活性化方法のさらなる重要な利点である。

図３は、本発明の不活性化方法の好ましい第２実施形態の放水プロファイルを示す。この放水プロファイルと図２に記載されている放水プロファイルとの相違点は、ここでは不活性レベルが再着火防止レベルより低いということである。従って、上限、すなわち調整範囲の上限閾値と再着火防止レベルとの間に、さらなる安全性及び／又は安全バッファ（セーフティバッファ）が提供される。

図４は、本発明の不活性化方法の好ましい更なる実施形態の放水プロファイルを示す。図４による放水プロファイルと本発明の不活性化方法の好ましい第１実施形態である図２に記載されている放水プロファイルとの相違点は、不活性化ガスプロファイル曲線、すなわち、不活性化が開始されたときの目的領域の酸素濃度の低下が明らかに緩やかな傾斜を示すことであり、ここでは不活性レベルには遅れて到達する。第３実施形態では、目的領域の膨張を防止するために、目的領域の空気／ガス圧力に影響を与え易い酸素置換ガス供給を調整することによって本発明に従って行われる。これは、固定された壁を有しない目的領域、または圧力逃しバルブ（ＰＲＶ）が設置されていない目的領域において特に相応しい。

図５は、本発明の不活性化方法の好ましい第４実施形態の放水プロファイルを示す。図５による放水プロファイルと図４に記載されている放水プロファイルとの相違点は、放水の開始点であり、目的領域の酸素濃度は、すでに１７体積％の基準（ベース）不活性化レベルまで低下されている。これは、再着火防止レベルＲに達するために少量の消化剤で十分であるので、特に有利である。第４実施形態では、放水開始点における基準（ベース）不活性化レベルに影響を与える酸素置換ガス供給を調整することによって本発明に従ってその低下は行われる。例えば、再着火防止レベルに達するまでの時間は、より高い基準（ベース）不活性化レベルに比べてより低い基準（ベース）不活性化レベルの方が短く設定することができる。図６は、本発明の不活性化方法の好ましい更なる実施形態の放水プロファイルを示す。図６による放水プロファイルと図２に記載されている放水プロファイルとの相違点は、放水の早期の開始である。早期の火災検知、例えば、高感度吸引火災検出機構を用いることで、通常の火災検知器を用いた場合に比べて数分間早い放水を導入することができる。そして、この得られた時間ｙは、圧力逃しバルブ（ＰＲＶ）が不適切な領域に十分にゆっくりと消化剤を導入するために用いることができる。

本発明による方法は、目的領域の酸素濃度の永久的な監視を前提とする。そうすることで適切なセンサは、目的領域の酸素濃度、不活性ガス濃度をそれぞれ継続して検知し、不活性ガス消火システムに制御を指示し、それに加えて目的領域への消化剤の供給を制御する。

勿論、本発明による方法は多段式の不活性化方法に適用可能であることも明らかである。その結果、一段式の不活性化方法または多段式の不活性化方法の全ての段階に本発明による方法を用いることが考えられる。

従来技術の不活性化方法から得られた目的領域の放水プロファイルである。 本発明の不活性化方法の好ましい第１実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルである。 本発明の不活性化方法の好ましい第２実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルである。 本発明の不活性化方法の好ましい第３実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルである。 本発明の不活性化方法の好ましい第４実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルである。 本発明の不活性化方法の好ましい更なる実施形態から得られた目的領域の放水プロファイルである。

Claims (23)

1. 密閉空間（目的領域）の酸素濃度を所定時間（ｘ）内に特定の不活性レベルまで低減させる、前記密閉空間における消火のための不活性化方法であり、
   前記不活性レベルは、所定の調整範囲内の特定のレベル、特に再着火防止レベル（Ｒ）に維持されることを特徴とする不活性化方法。
2. 前記不活性レベルは、前記再着火防止レベル（Ｒ）に一致することを特徴とする請求項１に記載の不活性化方法。
3. 前記調整範囲の酸素濃度の上限閾値は、前記再着火防止レベル（Ｒ）より小さいか、最大でも同じであることを特徴とする請求項１または２に記載の不活性化方法。
4. 前記調整範囲の酸素濃度の振幅は、約０．２体積％の高さを有することを特徴とする請求項３に記載の不活性化方法。
5. 前記酸素濃度を前記不活性レベルに低減し、及び／又は、前記酸素濃度を前記再着火防止レベル（Ｒ）に維持するための酸素濃度の調整は、前記目的領域の換気回数、特に前記目的領域のｎ_５０値、及び／又は、前記目的領域と周囲との間の圧力差を考慮して行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の不活性化方法。
6. 前記酸素濃度を前記不活性レベルに低減し、及び／又は、前記酸素濃度を前記再着火防止レベル（Ｒ）に維持するための消化剤の量の計算は、前記目的領域の換気回数、特に前記目的領域のｎ_５０値、及び／又は、前記目的領域と周囲との間の圧力差を考慮して行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の不活性化方法。
7. 前記目的領域に酸素置換ガスを供給することによって行われる、前記酸素濃度を低減する不活性化方法であり、
   前記酸素置換ガスの供給の調整は、前記目的領域の空気／ガス圧力を考慮することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の不活性化方法。
8. 前記目的領域に酸素置換ガスを供給することによって行われる、前記酸素濃度を低減する不活性化方法であり、
   前記不活性レベルに前記酸素濃度を低減し、及び／又は、前記酸素濃度を維持するための前記酸素置換ガスの供給の調整は、前記放水が開始される時の基準不活性化レベルを考慮することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の不活性化方法。
9. 前記目的領域に酸素置換ガスを供給することによって行われる、前記酸素濃度を低減する不活性化方法であり、
   前記酸素置換ガスの供給の調整は、前記目的領域における現在の酸素濃度及び現在の消化剤濃度のそれぞれに依存することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の不活性化方法。
10. 前記目的領域に酸素置換ガスを供給することによって行われる、前記酸素濃度を低減する不活性化方法であり、
    前記酸素置換ガスの供給の調整は、前記特定の不活性レベルへの酸素濃度の低減を開始する前の酸素濃度に依存することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の不活性化方法。
11. 前記酸素置換ガスの供給の調整は、特定の放水曲線に従って行われることを特徴とする請求項７〜１０の何れか一項に記載の不活性化方法。
12. 前記酸素濃度を前記不活性レベルに低減する時間（ｘ）は、予め調整されることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の不活性化方法。
13. 前記酸素濃度を前記不活性レベルに低減する時間（ｘ）は、前記放水が開始される時の基準不活性化レベルを条件として選択されることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の不活性化方法。
14. 前記目的領域の酸素濃度は、その目的のために用意された容器から酸素置換ガスを導入することによって低減されることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の不活性化方法。
15. 前記酸素置換ガスは、生産システムによって入手されることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の不活性化方法。
16. 前記酸素濃度を前記特定の不活性レベルに低減するための前記酸素置換ガスは、容器から提供され、前記不活性レベルを前記再着火防止レベルに維持するための前記酸素置換ガスは、生産システムから供給されることを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の不活性化方法。
17. 前記再着火防止レベル（Ｒ）は、前記目的領域の特有の火災荷重、特に前記目的領域内に存在する材料に依存して決定されることを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の不活性化方法。
18. 前記再着火防止レベル（Ｒ）は、前記目的領域内に収容される所定の装置及び／又は機械とそれらの動作状態に依存して決定されることを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の不活性化方法。
19. 前記目的領域内に収容された所定の装置及び／機械は、前記酸素濃度を前記特定の不活性レベルに低減させる前に所定の動作状態にされることを特徴とする請求項１〜１８の何れか一項に記載の不活性化方法。
20. 前記目的領域の酸素濃度を低減させることは、早期火災検知の時刻ｔ_０に開始することを特徴とする請求項１〜１９の何れか一項に記載の不活性化方法。
21. 火災パラメータを検知した後、目的領域を不活性化することによって前記目的領域の酸素濃度を特定の不活性レベルに低減させるように、前記目的領域の酸素濃度及び／又は不活性ガス濃度を連続測定するための少なくとも１つの酸素／不活性ガスセンサと、前記目的領域の少なくとも１つの前記火災パラメータを検知する少なくとも１つの火災検知器と、酸素置換不活性ガスを用いて前記目的領域を不活性化する不活性ガス機構と、前記不活性ガス機構を制御する制御／調整手段と、を含み、
    少なくとも１つの前記酸素／不活性ガスセンサによって連続測定される前記酸素ガス濃度及び／又は不活性ガス濃度に依存して前記不活性ガス手段を制御することによって、前記制御／調整手段は、前記不活性レベルを所定の調整範囲内の特定のレベル、特に前記目的領域に特有の再着火防止レベル（Ｒ）に調整することを特徴とする請求項１〜２０の何れか一項に記載の不活性化方法を実行するための装置。
22. 前記制御／調整機構は、前記目的領域内に収容される前記装置及び／又は機械とそれらの動作状態とに依存する所定の再着火防止レベル（Ｒ）を収容する表を有する記憶装置を含むことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 少なくとも１つの前記火災検知器は、早期火災検知のための検知器であることを特徴とする請求項２１または２２に記載の装置。

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