KR101255387B1

KR101255387B1 - 화재를 방지하는 불활성화 방법

Info

Publication number: KR101255387B1
Application number: KR1020077015898A
Authority: KR
Inventors: 언스트-베르너 바그너
Original assignee: 암로나 아게
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2013-04-17
Also published as: CN101119772A; DK1838396T3; CA2594796C; RU2007131271A; WO2006074942A1; US20100012334A1; ES2333813T3; AU2006205895A1; NO339355B1; EP1838396A1; NO20074209L; DE102005002172A1; EP1838396B1; JP2008526409A; PT1838396E; HK1108399A1; TW200702015A; DE502006004914D1; CN101119772B; AU2006205895B2

Abstract

본 발명은 폐쇄 보호 구역 내 화재 또는 폭발을 방지하는 불활성화 방법에 관한 것으로서, 보호 구역 내 산소 함량은 주변 대기에 비교하여 감소된다. 본 발명의 목적은 심지어 폐쇄 보호 구역 내 고체 또는 액체로부터 가스가 새어나오는 때에도 화재를 효과적으로 방지하는 것이다. 이 목적을 위해, 폐쇄 보호 구역 내 산소 함량은, 만약 폐쇄 보호 구역 내 어떤 가연성 물질 및/또는 가스(예를 들어 탄화수소)가 존재한다면, 가연성 가스의 농도에 따라 조절된다.

Description

화재를 방지하는 불활성화 방법{INERTING METHOD FOR PREVENTING FIRES}

본 발명은 보호 구역 내의 주변 공기에 비해 보호 구역 내의 산소 함량(content)을 낮춤으로써 폐쇄된(enclosed) 보호 구역 내에서 화재 또는 폭발을 방지하는 불활성화(inertization) 방법에 관한 것이다.

폐쇄 공간(closed spaces) 내의 화재 방지 및 진화를 위한 불활성화 방법들은 소방 기술에서 잘 알려져 있다. 이러한 방법들의 종국적인 진화 효과는 산소 대체(displacement) 원리에 기초한다. 일반적으로 알려진 바와 같이, 정상적인 주변 공기는 부피당 21% 산소, 부피당 78% 질소 및, 부피당 1%의 기타 가스로 이루어진다. 화재를 진화하거나 방지하기 위해, 예를 들어 순수 또는 90%의 질소 불활성 가스가 유입되어 문제가 되는 개별 공간 내의 질소 농도(concentration)를 더 증가시킴으로써 산소 퍼센티지를 낮춘다. 산소 퍼센티지가 대략 부피당 15% 이하로 낮아질 때 진화 효과가 일어난다고 알려져 있다. 개별 보호 공간 내에 포함된 가연성 물질에 따라, 예를 들어 부피당 12%까지 산소 퍼센티지를 더 낮추는 것이 추가적으로 필요할 수 있다. 대부분의 가연성 물질은 이 산소 농도에서 더 이상 연소하지 않을 수 있다.

이러한 "불활성 가스 진화 방법"에 사용된 산소-대체 가스는 특정 접근 구역 내 강철통(steel canister) 또는 산소-대체 가스를 생성하도록 사용되는 장치에 일반적으로 압축 저장된다. 따라서, 불활성 가스 혼합물, 예를 들어 90%, 95% 또는 99%의 질소(또는 다른 불활성 가스)도 사용될 수 있다. 상기 강철통 또는 상기 산소-대체 가스를 생성하는 장치는 소위 불활성 가스 화재-진화 시스템의 일차 소스를 이룬다. 필요한 경우, 상기 가스는 상기 소스로부터 파이프라인 시스템 및 해당하는 출구 노즐을 통과하여 문제가 되는 개별 보호 공간으로 전해진다. 또한 화재 위험을 가능한 한 낮추기 위해 상기 소스가 작동하지 않는 경우, 불활성 가스의 이차 소스가 가끔 함께 채용되기도 한다.

발행된(printed) 특허 DE 102 35 718 B3 은 주변 공기와 비교하여 상기 폐쇄 공간 내 상기 산소 함량을 명목(nominal) 산소 레벨로 낮춤으로써 화재 또는 폭발의 위험을 감소시키는 하나 또는 그 이상의 폐쇄 공간 불활성화 방법을 기술한다. 상기 프로세스에서 상기 폐쇄 공간 내 가스 온도값이 또한 기록되고 상기 산소 함량의 상기 명목 산소값은 상기 온도값을 조건으로 결정됨으로써, 상기 명목 산소값은 상기 온도값이 떨어질 때 올라간다. 이 방법은 그러나 물리적 특성(physical characteristics), 기하학적 구조(geometry), 공간적인 배치(specific configuration) 또는 다른 표면 물질에 의해 상기 폐쇄 공간 내 저장된 상기 물질이 도포(covering)되는 등으로 인해 상기 명목값이 크게 변동할 수 있다는 단점을 가진다. 따라서 각 물리적 특성과 상기 보호 공간 내 저장되는 물건들의 배치에 대한 개별적인 변수를 결정해야 하지만, 이는 실제로는 사실상 불가능할 것이다. 이런 이유로 심지어 불리한 물리적 조건이 주어지더라도 화재에 대한 최적의 보호 를 보장할 수 있도록 안전이라는 이유로 더 높은 불활성 가스 농도가 항상 선택된다. 그로 인해 자동적으로 더 높은 불활성 가스 소모를 받아들이게 되고 이는 추가 비용을 발생시키며 사람들이 상기 공간으로 들어가는 것을 더 어렵게 할 수 있다.

그러나 -40℃ 내지 +60℃의 범위 내 온도는 고체 또는 액체 물질의 가연성 한계에 감지할 정도의 영향이 없다. 다른 한 편으로, 가스는 현대의 물질- 액체 뿐 아니라 고체, 특히 작은 물건 콘테이너(container)와 패키징 물질로부터 새어나올 수 있다. 감소된 산소 함량에도 불구하고, 그런 물질의 가스 배출은 화재 또는 폭발의 증가된 위험성을 나타낼 수 있다. 탄화수소(hydrocarbon)는 화재 및/또는 폭발의 위험성을 증가시키는 그러한 가연성 물질의 한 예이다.

불활성 가스 화재 진화 시스템, 불활성 방법 각각을 안전하게 설계하는 데 있어서 상술한 문제에 근거하여, 본 발명은 상기 보호 구역 내 저장된 물질 및/또는 물건의 종류에 관계없이 신뢰성있게 작동할 수 있도록 선행기술 및 초기에 설명된 불활성화 방법을 더 개발하는 과제를 제시한다.

상기 산소 농도의 명목값이 상기 보호 공간 내 가연성 가스의 농도의 작용으로 조절되어진다는 점에서 본 과제는 초기에 기술된 불활성화 방법에 의해 본 발명에 따라 해결된다.

본 발명의 특별한 장점은 심지어 가스 방출로 인해 상기 보호 구역 내 가연성 물질의 농도가 증가하더라도, 폐쇄 보호 구역 내 화재 또는 폭발의 위험성을 낮추기 위해 실현하기에 간단하고 그럼으로써 매우 효과적인 불활성화 방법을 달성할 수 있다는 것이다. 상기 프로세스에서, 가연성 가스의 농도는 일반적인 측정을 함으로써 결정된다. 이는 상기 보호 구역 내 변수-조절된 불활성화 가스 및/또는 산소 농도의 단점을 극복하였고, 저장된 물질의 변수(variables)의 분산(variance)은 적시에 측정됨으로써 조절되고, 가스 방출로부터 인해 가연성 가스의 증가된 농도에 응답한다.

본 발명의 더 상세한 실시예는 종속항에서 설명된다.

상술한 과제는 적어도 하나의 장소에서 보호 공간/구역 내 가연성 가스의 농도를 측정하는 하나 또는 복수의 센서를 사용함으로써 더 해결된다. 다중(multi) -장소 측정은 예를 들어, 물체 또는 패키징 물질이 폐쇄 보호 공간 내 무작위로 저장되었을 때 필요해진다. 그런 경우 또는 좋지 않은 기하적 조건의 경우, 상기 보호 공간 내 저장된 물건들로부터의 가연성 가스의 방출은 상당히 변화할 수 있다.

상기 보호 공간 내 상기 산소 농도는 유사하게 여러 장소에서 그리고 하나 또는 복수의 센서로 측정될 수 있다. 여러 장소에서의 측정은 폐쇄 보호 공간 내 가스의 불규칙한 분산이라는 점에서 부가적인 안전성의 측면을 제공한다.

더욱이, 상기 산소 농도는 하나 또는 복수의 센서로 각각 측정될 수 있다. 기술적 신뢰성은 적어도 두 개의 센서로 측정함으로써 증가될 수 있다.

상기 보호 공간 내 가연성 가스의 상기 농도에 대한 상기 언급된 측정된 값들은 상기 보호 공간 내 상기 산소 농도처럼 적어도 하나의 통제 유닛에 더 공급될 수 있다. 상기 통제 유닛은 선택적 알고리즘(algorithm)에 기초하여 그것에 공급되는 복수의 측정된 값들을 평가할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 통제 유닛이 제공될 수 있다. 다수 통제 유닛 구성의 장점은 전체로서 상기 시스템의 향상된 신뢰성이다. 따라서 심지어 한 통제 유닛이 실패하는 경우에도 전체로서 상기 시스템이 작동하는 것을 보장한다. 만약 가연성 가스의 증가하는 농도가 센서로부터 통제 유닛 내에서 결정되면, 가연성 가스(예를 들어, 탄화수소)가 존재하는 경우에도 화재 또는 폭발을 신뢰성있게 방지하는 것을 보장하도록 상기 명목 산소 농도값이 더 낮아진다.

대체하거나 또는 부가하여, 가연성 가스의 상기 농도가 감소할 때 상기 산소 농도의 상기 명목값은 증가하도록 유리하게 제공될 수 있다. 상기 발명의 이 실시예는 예를 들어 사람 또는 다른 살아있는 생물이 지체없이 상기 보호 구역으로 들어갈 수 있게 할 수 있다.

상기 산소 농도는 상기 통제 유닛 내 저장된 특성 곡선, 예를 들어: Fn=f(Kx)로 유리하게 조절될 수 있다.

더욱이, 상기 저장방(storeroom) 내 저장된 상기 물건으로부터 가스의 상기 방출로부터 일어나는 가연성 가스의 상기 농도의 낮춤은 상기 보호 공간 내 각각 가스 교환, 신선한 공기 공급을 제공함으로써 감소될 수 있다. 이에 의해, 방출되는 가스로부터 가연성 가스의 상기 농도의 계속적인 증가와 이에 따라 증가하는 화재 또는 폭발의 위험을 신뢰성있게 방지할 수 있다.

더욱이 상기 보호 공간 내 상기 센서는 필요한 대로 무선으로 그 신호를 전송할 수 있다. 이런 방식으로 상기 보호 공간 내 상기 저장된 물건 및/또는 물건의 기하적 배열의 변화를 가능하게 할 수 있다.

도 1은 상기 밸브, 측정 및 통제 메커니즘 뿐만 아니라 관련된 불활성 가스 소스가 있는 상기 보호 구역의 개략적인 도시.

도 2는 상기 보호 공간 내 가연성 물질의 농도에 의해 지배되는 산소 농도 내 변화의 예.

1 보호 구역

2 불활성 가스 소스

3 밸브

4 통제 유닛

5 산소 센서

6 탄화수소 센서

7 불활성 가스 입구

아래에서는 본 발명의 방법의 실시예를 도면을 참조하여 더 자세히 설명한다.

도 1의 도시는 상기 관련된 통제 및 측정 장치를 포함하는 방법의 상기 기본적 기능(function)의 예를 보인다. 상기 불활성 가스는 상기 불활성 가스 소스(2)로부터 밸브(3) 및 하나 또는 그 이상의 출구 노즐(7)을 통해 보호 구역(1)으로 방출될 수 있다. 보호 구역(1) 내 상기 불활성 가스의 상기 농도는 그에 대해 통제 유닛(4)에 의해 조절되며, 통제 유닛(4)은 차례로 밸브(3)에 작동한다. 통제 유닛(4)은 베이스 불활성 레벨이 보호 구역(1) 내 얻어지도록 설정된다. 이 베이스 불활성화 레벨은 정상 조건에서 보호 구역(1) 내 화재를 신뢰성있게 방지할 수 있다. 정상 조건은 여기서 보호 구역(1) 내 가연성 물질(Kx)의 증가된 농도가 아님을 말한다. 통제 유닛(4)은 여기서 산소 센서(5)로 보호 구역(1)의 상기 산소 농도를 측정하고 따라서 불활성 가스의 유입을 조절한다. 물질 가스 방출에 기인하는 가스의 상기 존재와 농도는 적어도 하나의 다른 센서(6)로 결정된다. 보호 구역(1)의 상기 주변 공기 내 가연성 또는 폭발성 가스의 농도가 증가되는 경우(예를 들어 탄화수소의 증가된 농도 때문에), 이는 센서(6)에 의해 측정될 것이다. 이 측정된 값은 통제 유닛(4)에 의해 공급된다. 통제 유닛(4)과 밸브(3)의 특성 지도(map) 기능(function)에 따라, 보호 구역(1) 내 상기 불활성 가스 농도는 그에 따라 증가한다. 산소 센서(5)에 의해 측정되는 상기 기대되는 더 낮은 산소 농도가 상기 보호 구역 내 도달되고 이러한 더 좋지 않은 조건하에서도 신뢰성있는 화재 보호가 될 때까지 불활성 가스의 상기 유입은 계속된다.

도 2의 도시는 보호 구역(1) 내 상기 산소 농도에 대한 가능한 그레디언트(gradient)의 예를 보호 구역(1) 내 가연성 가스(Kx)의 상기 농도에 대한 방정식으로 보인다. 정상 조건 하에서 화재 또는 폭발의 위험을 감소시키기 위해, 상기 베이스 불활성화 레벨에 대한 상기 산소 농도는 그에 의해 필요한 불활성화 가스 레벨을 생성한다. 상기 불활성화 가스의 농도와 상기 산소 농도는 그래서 상기 통제 유닛에 저장되는 방정식 Kn=f(Kx)에 따라 조절된다. 여기서,

Kn=불활성 가스의 농도,

Kx=가연성 가스의 농도.

본 발명의 특별한 장점은 실현하기에 간단함을 달성함으로써, 심지어 가스 방출로 인해 상기 보호 구역 내 가연성 물질의 농도가 증가하더라도, 폐쇄 보호 구역 내 화재 또는 폭발의 위험성을 낮추는 매우 효과적인 불활성화 방법을 달성할 수 있다는 것이다. 상기 프로세스에서, 가연성 가스의 농도는 일반적인 측정을 함으로써 결정된다. 이는 상기 보호 구역 내 변수-조절된 불활성화 가스 및/또는 산소 농도의 단점을 극복하였고, 저장된 물질의 변수(variables)의 분산(variance)은 적시에 측정됨으로써 조절되고, 가스 방출로부터 인해 가연성 가스의 증가된 농도에 응답한다.

Claims

폐쇄 보호 구역(1) 내 화재 또는 폭발을 방지하는 불활성화 방법으로서,

상기 보호 구역(1) 내 산소 함량을 주변 공기에 비해 감소된 산소 함량에 해당하는 베이스 불활성화 레벨로 낮추는 단계

를 포함하고,

상기 베이스 불활성화 레벨에 해당하는 상기 보호 구역(1) 내 상기 감소된 산소 함량은 상기 보호 구역(1) 내 가연성 가스의 농도에 따라 설정되는 것을 특징으로 불활성화 방법.
제1항에 있어서,

하나 또는 복수의 장소에서 각각 하나 또는 복수의 센서(6)로 상기 보호 구역 내 상기 가연성 가스의 농도를 측정하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제1항에 있어서,

하나 또는 복수의 장소에서 각각 하나 또는 복수의 센서(5)로 상기 보호 구역 내 산소 농도를 측정하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제2항에 있어서,

하나 또는 복수의 장소에서 각각 하나 또는 복수의 센서(5)로 상기 보호 구역 내 산소 농도를 측정하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제2항에 있어서,

상기 가연성 가스의 농도에 대한 측정값을 적어도 하나의 통제 유닛(4)에 제공하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제3항에 있어서,

상기 산소 농도에 대한 측정값을 적어도 하나의 통제 유닛(4)에 제공하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제4항에 있어서,

상기 가연성 가스의 농도에 대한 측정값과 상기 산소 농도에 대한 측정값을 적어도 하나의 통제 유닛(4)에 제공하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제5항 내지 제7항에 있어서,

상기 가연성 가스의 농도가 증가함에 따라 상기 산도 농도의 설정 값을 감소시키는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제5항 내지 제7항에 있어서,

상기 가연성 가스의 농도가 감소함에 따라 상기 산소 농도의 설정 값을 증가시키는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제5항 내지 제7항에 있어서,

상기 통제 유닛(4)을 이용하여 상기 통제 유닛(4)에 저장된 특성 곡선에 따라 상기 산소 농도의 설정 값을 조절하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제8항에 있어서,

상기 통제 유닛(4)을 이용하여 상기 통제 유닛(4)에 저장된 특성 곡선에 따라 상기 산소 농도의 설정 값을 조절하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제9항에 있어서,

상기 통제 유닛(4)을 이용하여 상기 통제 유닛(4)에 저장된 특성 곡선에 따라 상기 산소 농도의 설정 값을 조절하는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.
제1항에 있어서,

상기 보호 구역(1)으로의 가스 교환 및 상기 보호 구역(1)으로의 공기 공급 중 적어도 하나를 통해 상기 가연성 가스의 농도를 감소시키는 단계

를 더 포함하는 불활성화 방법.