NO301105B1

NO301105B1 - Fire extinguishing system with high pressure gas as extinguishing agent

Info

Publication number: NO301105B1
Application number: NO932095A
Authority: NO
Inventors: Norbert Dipl-Ing Buell; Ulrich Harsdorff; Rudolf Dipl-Phys Buessem; Herbert Dipl-Ing Schaefers
Original assignee: Total Feuerschutz Gmbh
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1993-06-09
Publication date: 1997-09-15
Also published as: ES2097385T3; EP0574663A1; IE930461A1; SA93140276B1; ATE147280T1; DE59305022D1; EP0574663B1; GR3022916T3; NO932095D0; DK0574663T3; FI932765A0; DE4220062C2; NO932095L; FI100459B; DE4220062A1; FI932765A

Abstract

The invention relates to an extinguishing process for operating a gas fire extinguishing installation for extinguishing areas with equipment which is sensitive to the consequential effects of extinguishing agents and to the effects of condensate. <IMAGE>

Description

Oppfinnelsen vedrører et brannslukningsanlegg med en høytrykksgass, såsom Ar, N2 eller, fortrinnsvis, INERGEN, som slukkemiddel omfattende et brannmeldings- og slukningsstyringspanel. The invention relates to a fire extinguishing system with a high-pressure gas, such as Ar, N2 or, preferably, INERGEN, as extinguishing agent comprising a fire notification and extinguishing control panel.

Slike brannslukningsanlegg anvendes særlig for be-skyttelse av omgivelser og materiell i EDB-installasjoner, koplings- og kontrollsentra og lignende risikofylte om-råder. Disse brannslukningssystemer består i det vesent-lige av et brannpåvisningssystem, et slukningsstyresystem og et slukkemiddelreservoar i form av én eller flere høy-trykks syl indre, et rørverk med dyser for utmating av slukkemidlet, signalutstyr, en oppsamlende hovedledning som forbinder de enkelte høytrykkssylindre for tilkopling til slukningsledningen, og en hurtig aksjonsventil på hver av høytrykkssylindrene for å frigjøre slukkemidlet. Such fire extinguishing systems are used in particular for the protection of surroundings and material in EDB installations, switching and control centers and similar risky areas. These fire extinguishing systems essentially consist of a fire detection system, an extinguishing control system and an extinguishing agent reservoir in the form of one or more high-pressure cylinders, a piping system with nozzles for dispensing the extinguishing agent, signaling equipment, a collecting main line that connects the individual high-pressure cylinders for connection to the extinguishing line, and a quick action valve on each of the high pressure cylinders to release the extinguishing agent.

For gassbaserte slukningssystemer hvori det gass-formede slukkemiddel lagres som en væske under trykk, som når det gjelder høytrykks C02 eller Halon, foreligger det fare for at det under faseovergangen fra flytende til gassformet tilstand ved dysene vil bli tatt så meget varme fra omgivelsene at en temperaturreduksjon vil følge umiddelbart deretter. Vanndampen i luften vil kondensere til dannelse av mikrofine dråper. For gas-based extinguishing systems in which the gaseous extinguishing agent is stored as a liquid under pressure, as in the case of high-pressure C02 or Halon, there is a danger that during the phase transition from liquid to gaseous state at the nozzles, so much heat will be taken from the surroundings that a temperature reduction will follow immediately thereafter. The water vapor in the air will condense to form microfine droplets.

Utfelling av disse dråper på kretskortene og elek-troniske komponenter kan føre til skade som et resultat av absorpsjon av bruddstykker av loddemiddel, syre og alkaliske gasser, som lang tid etter utstrømningen, gir opphav til alvorlige feil og etterfølgende skade, hvis årsak er vanskelig å fastslå. Precipitation of these droplets on the circuit boards and electronic components can cause damage as a result of the absorption of fragments of solder, acid and alkaline gases, which long after the outflow, give rise to serious errors and subsequent damage, the cause of which is difficult to determine determine.

Særlig når hurtigåpningsventilen aktiveres av et brannpåvisnings- og slukningsstyrepanel med tidligvarsels-teknologi, kan feilaktig eller ukorrekt utløsning av slike slukningssystemer ikke unngås fullstendig. Den intensive reduksjon i siktbarhet knyttet til forstøvning i omgivelsene i forbindelse med den høye utmatingslyd kan føre til panikkreaksjoner hos personer som er tilstede i det beskyttede rom. Dette gjelder spesielt Halonbrannslukningsanlegg hvor utstrømning kan opptre uten varsel, ettersom slukkemidlet i konsentrasjoner som er i stand til å slukke en brann, ikke er farlig giftig i korte eksponer-ingsperioder . Especially when the quick-opening valve is activated by a fire detection and extinguishing control panel with early warning technology, erroneous or incorrect triggering of such extinguishing systems cannot be completely avoided. The intensive reduction in visibility associated with atomization in the surroundings in connection with the loud output sound can lead to panic reactions in people present in the protected space. This particularly applies to Halon fire extinguishing systems where outflows can occur without warning, as the extinguishing agent in concentrations capable of extinguishing a fire is not dangerously toxic for short periods of exposure.

Ettersom slukkemidlet Halon er blitt fastslått å være skadelig for ozonlaget, er feilaktig aktivering av Halonbrannslukningsanlegg ikke akseptabelt fra et miljø-synspunkt . As the extinguishing agent Halon has been determined to be harmful to the ozone layer, incorrect activation of Halon fire extinguishing systems is not acceptable from an environmental point of view.

Formålet med oppfinnelsen er å skaffe tilveie et slukningssystem som fungerer i henhold til oksygenfor-trengningsprinsippet og som ikke bevirker en senkning av duggpunktet i det oversvømte rom ved aktivering, og ikke fører til noen skade på personer fra selve slukkemidlet eller fra virkninger som følger utstrømningen. The purpose of the invention is to provide an extinguishing system which works according to the oxygen displacement principle and which does not cause a lowering of the dew point in the flooded room upon activation, and does not lead to any damage to persons from the extinguishing agent itself or from effects that follow the outflow.

Dette formål oppnås med brannslukningsanlegget som er definert i krav 1. This purpose is achieved with the fire extinguishing system defined in requirement 1.

Slukkemidlet mates en første strekning til samle-røret og forårsaker derved en første trykkreduksjon. Slukkemidlet mates deretter fra samlerøret til angjeldende slukningssone langs enkle eller doble baner via én eller to kombinerte trykkreduserende og strømningsbegrensende anordninger til slukningssonen eller for installasjoner med flere soner via én eller to kombinerte trykk-redu-serende og strømningsbegrensende anordninger koplet i rekke foran soneventilen. The extinguishing agent is fed a first section to the collection pipe and thereby causes a first pressure reduction. The extinguishing agent is then fed from the collecting pipe to the relevant extinguishing zone along single or double paths via one or two combined pressure-reducing and flow-limiting devices to the extinguishing zone or for installations with several zones via one or two combined pressure-reducing and flow-limiting devices connected in series in front of the zone valve.

I forbindelse med idéen om den kombinerte trykkreduserende, strømningsbegrensende anordning fører an-ordningen ifølge oppfinnelsen til en trykk- og innvendig balansekontroll/-styring i overensstemmelse med en be-regnelig fremgangsmåte hvori det bevirkes styring/kontroll av slukkemiddelmengden ved anvendelse av den variable andre trykkreduserende, strømningsbegrensende anordning og dyseutmatingsfaktoren. Dyseutmatingsfaktoren er en kompli-sert variabel størrelse som kan påvirkes for både å styre utmatingen og utmatingslyden. In connection with the idea of the combined pressure-reducing, flow-limiting device, the device according to the invention leads to a pressure and internal balance control/control in accordance with a calculable method in which control/control of the amount of extinguishing agent is effected by using the variable second pressure-reducing , flow limiting device and the nozzle output factor. The nozzle output factor is a complicated variable quantity that can be influenced to control both the output and the output sound.

Som et resultat av oppfinnelsens datamaskinstyrte slukningssystem foreligger det uunngåelig i forhold mellom påkrevde slukkemiddelmengder, nødvendig oversvømmingstid og tillatt utmatingslyd. Det utgjør en vesentlig del av oppfinnelsen at de beregnede strømningshastigheter i rør-verket, avhengig av reservoartrykket i slukkemidlet i høy-trykksbeholderne ligger under en terskelverdi ved hvilken en spaltning av de enkelte gasskomponenter av slukkemidlet kan opptre. Enn videre er de beregnete slukkemiddelkonsen-tras joner slike at de fysiologisk tillatelige nedre grenser for 02 ikke kan overskrides med 10% og de tillatelige øvre grenser for C02 ikke kan overskrides med 5%. As a result of the invention's computer-controlled extinguishing system, there is inevitably a relationship between required amounts of extinguishing agent, necessary flooding time and permissible output noise. It constitutes an essential part of the invention that the calculated flow rates in the pipework, depending on the reservoir pressure in the extinguishing agent in the high-pressure containers, lie below a threshold value at which a splitting of the individual gas components of the extinguishing agent can occur. Furthermore, the calculated extinguishing agent concentrations are such that the physiologically permissible lower limits for O2 cannot be exceeded by 10% and the permissible upper limits for C02 cannot be exceeded by 5%.

En utførelsesform av oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til den medfølgende tegning. An embodiment of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing.

Brannslukningsanlegg som arbeider med et gassformet slukkemiddel, aktiveres av en brannpåvisnings- og slukningskontrollenhet 1, hvorved slukkemidlet i gass-sylindre 2 og 3 frigjøres. I utførelseseksemplet er det anordnet en dobbeltbane-slukkemiddelledning 5 og 6, som mater slukkemiddel inn i forbindelsesledninger 7-12 med trykkreduksjonsorganer 13-18. Forbindelsesledningene går sammen i slukkemiddelledninger 19-21 med sikkerhets-ventiler 22-24 og mater inn i soneventiler 25-27 hvorfra slukkemiddelledninger 2 8-30 fører til slukkedyser som ikke er vist. Soneventilene 25-27 er tilordnet elektromekaniske utløsere 31-33 som aktiveres via styreledninger 34-36 fra brannpåvisningspanelet 1. Fire extinguishing systems that work with a gaseous extinguishing agent are activated by a fire detection and extinguishing control unit 1, whereby the extinguishing agent in gas cylinders 2 and 3 is released. In the design example, a double-path extinguishing agent line 5 and 6 is arranged, which feeds extinguishing agent into connecting lines 7-12 with pressure reduction devices 13-18. The connection lines merge into extinguishing agent lines 19-21 with safety valves 22-24 and feed into zone valves 25-27 from which extinguishing agent lines 2 8-30 lead to extinguishing nozzles that are not shown. The zone valves 25-27 are assigned to electromechanical triggers 31-33 which are activated via control lines 34-36 from the fire detection panel 1.

I den viste utførelsesform er de elektromekaniske utløsere 31-33 tilordnet styresylindre 38-40 via styreventiler 41-43. Styreledninger 44-46 som munner ut i dobbeltledninger 47-52, fører ut fra styreventilene 41-43 hvor hver av de to dobbeltledninger 47, 49 og 51 er til-knyttet mekanisk-pneumatiske åpningsanordninger 53-55 for soneventilene 25,26,27. Dessuten vil styreledninger 59-61, som er utstyrt med tilbakeslagsventiler 62-64 og munner ut i en styreledning 65 som fører til en pneumatisk utløser 66 for aktiveringssylinderen 3, i drift bli frigjort av de mekanisk-pneumatiske åpningsanordninger 53-55. En mekanisk-pneumatisk utløsning vil også bringe styrepulser til å passere fra brannpåvisningspanelet 1 til de elektromekaniske utløsere 31-33 i tilfelle av en brann. Dette bringer styreventilene 41-43 og derved sylindrene 38-40 til å åpne, slik at soneventilene 25-27 vil bli åpne via disse trykkreservoarer via de mekanisk-pneumatiske åpningsanordninger 53-55. Derved vil løftestemplene i de mekanisk-pneumatiske åpningsanordninger 53-55 i begynnelsen bli aktivert ved anvendelse av styreledningene 47,49 og 51, og dermed vil soneventilene 25-27 bli åpnet ved anvendelse av mekaniske låsopphevelsesanordninger 56-58. Først etter at de mekaniske låsopphevelsesanordninger er blitt påvirket ved anvendelse av løftestemplene i de mekanisk-pneumatiske åpningsanordninger, vil styre-trykket via styreledningene 59-65 bli utøvet på aktiver-ingssylinderens 3 pneumatiske utløser 66, hvorved sylinderen vil bli åpnet. In the embodiment shown, the electromechanical triggers 31-33 are assigned to control cylinders 38-40 via control valves 41-43. Control lines 44-46 which open into double lines 47-52, lead out from the control valves 41-43 where each of the two double lines 47, 49 and 51 is connected to mechanical-pneumatic opening devices 53-55 for the zone valves 25,26,27. In addition, control lines 59-61, which are equipped with non-return valves 62-64 and open into a control line 65 leading to a pneumatic release 66 for the activation cylinder 3, will be released in operation by the mechanical-pneumatic opening devices 53-55. A mechanical-pneumatic release will also cause control pulses to pass from the fire detection panel 1 to the electromechanical releases 31-33 in the event of a fire. This causes the control valves 41-43 and thereby the cylinders 38-40 to open, so that the zone valves 25-27 will be opened via these pressure reservoirs via the mechanical-pneumatic opening devices 53-55. Thereby, the lifting pistons in the mechanical-pneumatic opening devices 53-55 will initially be activated by using the control lines 47,49 and 51, and thus the zone valves 25-27 will be opened by using the mechanical lock lifting devices 56-58. Only after the mechanical lock release devices have been affected by the use of the lifting pistons in the mechanical-pneumatic opening devices, the control pressure via the control lines 59-65 will be exerted on the activation cylinder 3's pneumatic trigger 66, whereby the cylinder will be opened.

Det utgjør en vesentlig del av oppfinnelsen at brannpåvisningspanelet i begynnelsen bare sender ett styresignal til de elektromekaniske utløsere 31-33 gjennom én av styreledningene 34-36, slik at bare én av soneventilene 25-27, aktiveres og åpnes aktiveringssylinderen 3. Sikkerhetsventilene 22-24 er anordnet i slukkemiddelledningene 19-21 for å hindre et altfor stort overtrykk i soneventilene 25-27. For å unngå større trykkstøt, er det anordnet trykkreduksjonsorganer 13-18, i tillegg til å garantere en trykkreduksjon også garanterer strømnings-begrensning. De mekanisk-pneumatiske styreventiler 41-43, som er i og for seg kjent er via de mekanisk-pneumatiske åpningsanordninger 53-55 forsynt med en tvangskopling for pneumatisk aktivering av den pneumatiske utløser 66. Denne foranstaltning sikre at én av soneventilene 25-27 alltid åpnes først og deretter den pneumatiske utløser 66. Til-bake sl agsvent i lene 62-64 i styreledningene 59-61 danner tilbakestrømningsbarrierer for å hindre feilaktig pneumatisk utløsning av én av soneventilene 25-27. It is an essential part of the invention that the fire detection panel initially only sends one control signal to the electromechanical triggers 31-33 through one of the control lines 34-36, so that only one of the zone valves 25-27 is activated and the activation cylinder 3 is opened. The safety valves 22-24 is arranged in the extinguishing medium lines 19-21 to prevent an excessively large overpressure in the zone valves 25-27. In order to avoid major pressure surges, pressure reduction means 13-18 are arranged, which in addition to guaranteeing a pressure reduction also guarantee flow restriction. The mechanical-pneumatic control valves 41-43, which are known in and of themselves, are provided via the mechanical-pneumatic opening devices 53-55 with a forced coupling for pneumatic activation of the pneumatic trigger 66. This measure ensures that one of the zone valves 25-27 always is opened first and then the pneumatic trigger 66. Backward stroke valves in the leeches 62-64 in the control lines 59-61 form backflow barriers to prevent erroneous pneumatic triggering of one of the zone valves 25-27.

Claims

1. Fire extinguishing system with a high-pressure gas, such as Ar, N2 or, preferably, INERGEN, as extinguishing agent, comprising a fire alarm and extinguishing control panel (1), characterized in that the panel (1) for each extinguishing zone is connected via a first control line (34,35,36) with a control cylinder's (38,39,40) valve (41,42,43) whereby the quick-opening valves of the extinguishing agent containers (2), which function as first pressure reduction device, and extinguishing zone valves (25,26,27) are activatable, that the valves (41,42,43) of the control cylinders (38,39,40) are equipped with electromechanical triggers (31,32,33) to which the first control lines (34,35,36) are connected, that the control cylinders (38,39,40) are connected to the zone valves (25,26,27) through other control lines (44-52) and mechanical-pneumatic opening devices (53,54,55), that third control lines (59,60,61, 65) emanate from the mechanical-pneumatic opening devices (53,54,55) which are connected to a pneumatic trigger (66) for an activation cylinder (3) which is connected to a cylinder battery (2), that the activation cylinder (3) and the cylinder battery (2) are connected to the extinguishing agent lines leading to the zone valves (25,26,27) through single or double-path extinguishing agent lines (5,6) and connection lines (7,12), as well as that the connection lines (7,12) are equipped with pressure reduction devices (13-18).

2. Fire extinguishing system in accordance with claim 1, characterized in that the amount of extinguishing agent required for the relevant extinguishing zones by computer calculation can be supplied to the pipeline network and the nozzles in the required outflow time through the pressure reduction devices (13-18) which function as a second pressure reducing and quantity limiting device.

3. Fire extinguishing system in accordance with claim 1, characterized in that the pressure reducing and quantity limiting devices (13,14,15,16,17,18) are designed as throat zones or throat membranes.

4. Fire extinguishing system in accordance with one of the requirements

1-3, characterized in that it is adaptable to an existing Halon or C02 pipe network by means of the calculation method and the design of the pressure-reducing, flow-limiting devices (13,14,15, 16,17,18) and of the extinguishing nozzles which is placed on the ends of the wires (2 8,2 9,30).