NO314572B1 - Fremgangsmåte for brannslukning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for brannslukning, hvor slukkevæske utmates til i det minste ett sprederhode, fortrinnsvis en flerhet av sprederhoder, ved hjelp av en drivenhet omfattende i det minste én hydraulakkumulator inneholdende drivgass som kan fylles til et høyt utgangstrykk så vel som en lavtrykks vannpumpe.

En fordel ved å benytte hydraulakkumulatorer i brann-slukningsutstyr er redusert avhengighet av at elektrisk strøm er tilgjengelig for pumpefunksjoner som krever energi. Problemet er alvorlig, spesielt på skip og en-heter som kan sammenlignes med skip, hvor det elektris-ke hovedsystem inklusive hovedgeneratoren ofte settes ut av funksjon i branntilfeller, og nødgeneratoraggre-gatet, hvis det eksisterer, har utilstrekkelig effekt for alle praktiske pumpefunksjoner.

I tilfelle det anvendes hydraulakkumulatorer, forutset-ter effektiv brannslukning vanligvis et høyt ladetrykk, fortrinnsvis opp til 200 - 300 bar, i hydraulakkumulatorene. For å sikre at brannslukningsutstyret fungerer på den forutsatte måte, bør imidlertid fortrinnsvis også forutbestemte trinn med forholdsvis lavt driv-trykk, f.eks. 10 - 3 0 bar, være inkludert i prosedyren. Et eksempel på et slikt trinn er en innledende kjøling av rørsystemet, og spesielt sprinklerne eller sprederhodene, som før utløsning er blitt oppvarmet ved bran-nen som er brutt ut.

WO 92/22353 viser et brannslukningssystem som omfatter en hydraulakkumulator og en høytrykks vannpumpe. Vannpumpen drives med drivgass som er til overs etter at hydraulakkumulatoren er blitt tømt for væske.

WO 93/10859 viser et brannslukningssystem som omfatter hydraulakkumulatorer og en lavtrykks vannpumpe. Pumpen benyttes til å fylle ledningene og etterfylle hydraulakkumulatorene. Pumpen krever energitilførsel fra ut-siden av brannslukningssysternet for å kunne fungere. Systemet omfattende pumpen er således avhengig av eks-tern energitilførsel og er ikke selvforsynt.

Formålet med oppfinnelsen er også å ivareta nødvendige lavtrykksfunksjoner på en ny måte ved hjelp av en høytrykks drivenhet med én eller flere hydraulakkumulatorer for å være minst mulig avhengig av at elektrisk kraft er tilgjengelig.

Formålet med oppfinnelsen oppnås ved en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art, hvor det karakteris-tiske er at pumpen er en lavtrykks vannpumpe, og at drivgassen som er til overs etter at hydraulakkumulatoren er tømt for væske leveres til sprederhoder.

En foretrukken fremgangsmåte består i at hydraulakkumulatoren omfatter en gassbeholder og en væskebeholder som er atskilt fra gassbeholderen, at drivgass som er til overs etter at hydraulakkumulatoren er tømt for væske anvendes for å drive lavtrykkspumpen for igjen å fylle hydraulakkumulatoren med væske og samtidig sprøyte fortrinnsvis brannens arnested og dettes omgivelsejr med væske og/eller drivgass, slik at prosedyren vil kunne gjentas etter at hydraulakkumulatoren er fylt.

Ifølge en videre utviklet utførelse av oppfinnelsen, blir leveringen av høytrykksvæske innledningsvis forsinket når drivenheten startes, under hvilket forsinkelsestrinn gass fortrinnsvis føres via en trykkreduksjonsventil for å drive lavtrykkspumpen for utmatning av kjø-levæske til rørsystemet og de aktuelle sprinklere og/eller sprederhoder, og i det minste en del av drivgassen som blir til overs etter at hydraulakkumulatorene er tømt for væske anvendes for igjen å drive lavtrykkspumpen .

Utmatningen av høytrykksvæske blir fortrinnsvis forsinket ved å føre drivgassen fra den i det minste ene hydraulakkumulator for å tømme en væskesylinder, slik at væsken som drives ut av sylinderen, før den passerer en struper, påvirker en spindel av en ventil som er anordnet i en utløpsledning av den i det minste ene hydraulakkumulator i en retning som lukker ventilen. Herved er spindelflaten som påvirkes av trykket av sylindervæsken større enn den spindelflate som påvirkes av utgangstrykket av væsken i den i det minste ene hydraulakkumulator, hvilket trykk søker å åpne ventilen slik at ventilen ikke åpnes før all væske er drevet ut av sylinderen og trykket over struperen har sunket til et nivå som er lavere enn utgangstrykket av væsken i den i det minste ene hydraulakkumulator, i et forhold lik forholdet mellom ventilens to spindelflater.

Ventilens åpningstid vil kunne justeres ved hjelp av struperen.

Etter åpning av ventilen tillates væsketrykket som påvirker ventilspindelen via struperen fortrinnsvis å synke til en verdi som kan forutbestemmes, fortrinnsvis via en overløpsventil, for å justere det trykk ved hvilket ventilen igjen er lukket.

Drivgassen som er til overs etter at hydraulakkumulatorene er tømt, anvendes fortrinnsvis for igjen å drive lavtrykkspumpen for igjen å fylle hydraulakkumulatorene med væske og samtidig fortrinnsvis å sprøyte brannens arnested og dettes omgivelser med væske og/eller drivgass, slik at prosedyren vil kunne gjentas etter at hydraulakkumulatorene er fylt.

I maskinrommene på skip er det ønskelig, i det minste i det innledende trinn med forsinket utmatning av høytrykksvæske og under trinnet etter at hydraulakkumulatorene er tømt for væske, at gass, fortrinnsvis drivgass, føres fra den i det minste ene hydraulakkumulator inn i en lensebrønn i maskinrommet. Gass fra en separat kilde vil alternativt kunne benyttes.

Alle de ovenfor beskrevne funksjoner vil, om nødvendig, kunne realiseres uten tilgjengelig elektrisk kraft. Ved egnet dimensjonering er det mulig å gjennomføre en tøm-me- og fyllesyklus i løpet, av omtrent 2 x 15 minutter.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet mer detaljert under henvisning til de foretrukne utførelser som er vist på de vedføyede tegninger, hvor

fig. 1 viser en basisutførelse av en brannslukningsut-rustning ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 viser en videreutviklet utførelse med høyere kapasitet enn utførelsen på fig. 1.

På fig. l er et maskinrom betegnet med henvisningstallet 1, dørken i maskinrommet er betegnet med 2, en len-sebrønn under dørken er betegnet med 3 og den aktuelle motor, f.eks. en dieselmotor, er betegnet med 4. Opp til maskinrommets tak er det anbragt et antall sprinklere eller sprederhoder 5 og på dørknivået er det anbragt et antall sprederhoder og/eller sprinklere 6 som er rettet oppad, og et antall dysehoder 7 som er rettet nedad, inn i 1ensebrønnen 3.

En drivenhet for utmatning av av slukkevæske og/eller slukkegass er betegnet med 8. En utløpsledning 9 for væske fra drivenheten 8 vil valgfritt kunne forbindes med separate brannsoner. Maskinrommet 1 utgjør en brann-sone omfattende en mateledning 10 til sprederhodet 5 ved maskinrommets tak og en grenledning 11 til sprederhodene 6, 7 ved maskinrommets dørk 2.

Drivenheten 8 omfatter to trykkgassbeholdere 12 og 13 med et utgangs-ladetrykk på f.eks. 200 bar og automa-tisk eller manuelt styrbare utløpsventiler for å føre trykkgass inn i og drive slukkevæske ut av to væskebeholdere 14 via ledningen 9. Trykkgassbeholderne 12, 13 vil kunne utgjøres av såkalte standard gassflasker. Slukkevæsken fra beholderne 14 er innrettet til å strømme inn i ledningen 9 via en ventil 15, hvis åpning bevirket av væsketrykket imidlertid motvirkes av en væskesylinder 16 som er anordnet i forbindelse med drivgasstrykket, i kombinasjon med en struper 17, som vil bli beskrevet mer detaljert nedenfor.

En felles utløpsledning 18 fra drivgassbeholderne 12 og 13 er, foruten med væskebeholderne 14, via en trykkreduksjonsventil 21 som vil kunne innstilles for 10 bar, også forbundet med en lavtrykks vannpumpe 19, 20, hvor 19 betegner en pneumatisk drivmotor for den aktuelle vannpumpe 20 som har et arbeidstrykk på f.eks. 16 bar. Alternativt er det mulig å anvende en lavtrykkspumpe av en annen type, f.eks. en dobbeltvir-kende stempelpumpe. Pumpen 20 suger vann fra en ferskvannsbeholder via en ledning 22, eller alternativt f.eks. sjø- eller innsjøvann. Vannet filtreres ved hjelp av filtre 23 og 2 til et partikkelnivå på f .eks. 10 p. Opptredende trykkvarias joner vil kunne utjevnes ved hjelp av en akkumulator, ikke vist på fig. l.

Fig. l viser utstyret klart for bruk. Trykkflaskene 12 og 13 er fylt med drivgass med et trykk på f.eks. 200 bar, og væskeflaskene 14 er fylt med vann slik som væskesylinderen 16, hvis væskefylte rom er betegnet med 25. En fjær 27, som vil kunne være forholdsvis svak, holder ventilens 15 spindel 26 i den viste posisjon hvor ventilen er lukket.

Når en brann oppdages, blir en av drivgassbeholderne, f.eks. beholderen 12, først koblet inn hvorved gassen søker å drive væsken ut av beholderne 14 via ventilen 15 til utløpsledningen 9 ved å trykke ventilspindelen 26 opp fra posisjonen på fig. 1 ved virkningen av væsketrykket .

Imidlertid virker det samme gasstrykk også på en membran 28 av væskesylinderen 16, hvilken membran også vil kunne være et stempel, og derfor trykker væsken 25 ut, delvis via en struper 17 og en etterfølgende enveisventil 29 inn i ledningen 9, men delvis også mot ventilens 15 spindel 26 mot virkningen av væsketrykket fra beholderne 14. Som skjematisk vist på tegningen, vil ventilen 15, ved at den flate av spindelen 2 6 som påvirkes av trykket av sylindervæsken 25 gjøres større enn den flate av spindelen 26 som påvirkes av det like høye trykk av slukkevæsken i beholderne 14, f.eks. i forholder 2,5:1, forbli lukket inntil væsken 25 er trykket fullstendig ut av sylinderen 16 og dens trykk deretter via struperen 17 har sunket til ca. 4 0 bar i det foreliggende eksempel, hvorved slukkevæsken vil være i stand til å trykke bort ventilens 15 spindel 26 .

Under det nettopp beskrevne innledende trinn, hvis leng-de vil kunne justeres som ønskelig ved hjelp av struperen 17, vil imidlertid trykkgassen via ledningen 18 og trykkreduksjonsventilen 21 drive pumpen 20 som mater væske via sin utløpsledning 30, hvor filteret 24 og en enveisventil 31 er anordnet etter avgreningen til beholderene 14, til ledningen 9 av drivenheten 8 via enveisventilene 29 og 31 for innledende kjøling av i det minste sprederhodene 5 og deler av ledningen 10 som strekker seg inn i maskinrommet 1. Etter struperen 17 er sylindervæskens 2 5 trykk lavere enn pumpens 2 0 utgangstrykk. I tillegg kan den pneumatiske motor 10 mate ut gass via en utløpsledning 32 til dysene 7 i maskinrommets 1 lensebrønn 3.

Etter åpning av ventilen 15 vil utdrivningen av slukkevæsken fra beholderne 14 begynne, og pumpen 20 stanser når enveisventilene 29 og 31 er lukket. Overskuddsvæske som ved hjelp av ventilen 15 er trykket inn i lednings-rommet rundt struperen 17 vil kunne strømme ut via en overløpsventil 33, som vil kunne være innstilt for f.eks. 16 bar. Gassbeholderen 12 og væskebeholderne 14 kan f.eks. være dimensjonert på en slik måte at, når beholderene 14 er tømt for væske, vil et gasstrykk på ca. 80 bar herske i disse og i beholderen 12. Gass vil da fortsette å strømme ut etter væsken gjennom ledningen 9 inntil trykket har sunket så meget at trykket i rommet rundt struperen 17 er i stand til å lukke ventilen 15. Hvis sistnevnte trykk er ca. 16 bar, vil ventilen 15 lukkes ved et trykk på ca. 4 0 bar i beholderne 14, og deretter vil den gjenværende gass i beholderene 12 og 14 fortsette å drive pumpen 20.

Nå fyller pumpen 20 igjen beholderne 14 med vann. Hvis overløpsventilen 33 er innstilt på en verdi som er noe høyere enn pumpens 20 utløpstrykk, blir væske også le-vert til utløpsledningen 9 på nøyaktig samme måte som under det tidligere beskrevne innledende trinn, og samtidig blir sylinderen 16 igjen fylt med vann. Når beholderne 14 er fylt, vil prosedyren kunne gjentas ved å koble inn den andre trykkgassbeholder 13.

Både under det innledende trinn og under væskefyllings-trinnet, kan den pneumatiske motor 19 også mate drivgass, f.eks. nitrogen- eller argongass, via en gassled-ning 32 som strekker seg fra motoren 19 og dysene 7 til maskinrommets lensebrønn 3.

Fig. 2 viser en utførelse av oppfinnelsen for et brann-slukningsutstyr med høyere kapasitet, f.eks. for en bilferge. Fig. 2 viser to høytrykksenheter 38 og 38a, som hver består av fire trykkgassbeholdere 42, som kan utgjøres av såkalte standard gassflasker, som på fig.

1, og fire væskebeholdere 44. En felles utløpsledning 39 kan være forbundet med for eksempel et antall på fire soner av et sprinklersystem, med et antall på fire soner på bildekket og med et antall på fire soner i ma-skin- og lasterommet. Den felles utløps-gassledning av drivenhetenes 38 og 38a lavtrykkspumper 50 er i prin-sippet forbundet med tilsvarende brannsoner i maskin-og lasterom på samme måte som vist på fig. 1.

Utførelsen på fig. 2 arbeider hovedsakelig på samme måte som utførelsen på fig. 1. Det innledende trinn med forsinket væskeutmatning skjer på samme måte som på fig. 1, med samme kombinasjon av ventil 45, væskesylinder 46, struper 47 og overløpsventil 63, og følgelig tømmes en-hetene hhv. 38 og 38a for væske alternerende, den ene etter den andre eller samtidig, om nødvendig, og drivgassen som er til overs etter tømmingen fortsetter & drive de tilsvarende pumper 50. Antallet av gassbeholde-re 42 og vannbeholdere 44 som er innkoblet i hvert tilfelle vil kunne varieres etter ønske. F.eks. vil en gassflaske sammen med fire vannflasker kunne benyttes for sprinklersystemer og to gassflasker sammen med fire vannflasker for maskinrom etc.

Drivenheten 38, som antas å være den første som aktiveres, omfatter en separat trykkgassbeholder 64, som kan være forbundet med pumpen 50 via en trykkreduksjonsventil som er innstilt for f.eks. 6 bar, for fortrinnsvis å vedlikeholde et lavt væsketrykk i sprinklersystemet under utstyrets aktiveringstrinn. Når det foregår strøm-ning i noen del av sprinklersystemet, tilveiebringer en strømningsindikator 65 et signal i en tilsvarende sek-sjonsventil 66, hvoretter drivenhetene aktiveres.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for brannslukking, hvor slukkevæske utmates til i det minste ett sprederhode, fortrinnsvis en flerhet av sprederhoder (5,6), ved hjelp av en drivenhet (8) omfattende i det minste én hydraulakkumulator (12,13,14) som inneholder drivgass som kan fylles opp til et høyt begynnelsestrykk, så vel som en vannpumpe (19,20), hvor i det minste en del av drivgassen som er til overs etter at hydraulakkumulatoren er tømt for væske, anvendes for å drive vannpumpen, karakterisert ved at pumpen er en lavtrykks vannpumpe (19,20), og at drivgassen som er til overs etter at hydraulakkumulatoren er tømt for væske leveres til sprederhoder (5,7).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hydraulakkumulatoren omfatter en gassbeholder (12,13) og en væskebeholder (14) som er atskilt fra gassbeholderen, at drivgass som er til overs etter at hydraulakkumulatoren (12,13,14) er tømt for væske, anvendes for å drive lavtrykkspumpen (19,20) for igjen å fylle hydraulakkumulatoren (12,13,14) med væske og samtidig sprøyte fortrinnsvis brannens arnested og dettes omgivelser med væske og/eller drivgass, slik at prosedyren vil kunne gjentas etter at hydraulakkumulatoren er fylt.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at utmatingen av hyd-raulikktrykkvæske innledningsvis forsinkes når drivenheten (8) kobles inn, under hvilket forsinkelsestrinn gass fortrinnsvis føres via en trykkreduksjonsventil (21) for å drive lavtrykkspumpen (19,20) for å mate ut kjølevæske til et rørsystem (10) og de aktuelle sprinklere og/eller sprederhoder (5), og at i det minste en del av drivgassen som er til overs etter at hydraulakkumulatoren (12,13,14) er tømt for væske, benyttes for igjen å drive lavtrykkspumpen (19,20).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at utmatingen av høy-trykksvæske innledningsvis forsinkes når drivenheten (8) kobles inn ved å føre drivgassen fra nevnte i det minste ene hydraulikkakkumulator for å tømme en væskesylinder (16) , slik at væsken (25) som drives ut av sylinderen, før den passerer en struper (17), påvirker en spindel (26) av en ventil (15) som er anordnet i utløpsledningen fra den i det minste ene hydraulakkumulator (13,14,15) virker i ret-ningen for å lukke ventilen, hvorved den flate av spindelen (26) som påvirkes av sylindervæsken (25) er større enn den flate av spindelen (26) som påvirkes av utgangsvæske-trykket av den i det minste ene hydraulakkumulator (12,13,14), hvilket trykk søker å åpne ventilen (15), slik at ventilen ikke åpnes før all væske (25) er drevet ut av sylinderen (16) og dens trykk har sunket over struperen (17) til et nivå som er lavere enn utløpsvæsketrykket fra den i det minste ene hydraulakkumulator (12,13,14) i et forhold lik forholdet mellom de to spindelflater av ventilen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at etter åpning av ventilen (15), tillates væsketrykket som virker på ventilens (15) spindel (26) via struperen (17) å synke, fortrinnsvis via en overløpsventil (33), til en forutbestemt verdi for å innstille det trykk ved hvilket ventilen (15) igjen er lukket.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at i det innledende trinnet med forsinket utmating av høytrykksvæske, føres gass fra en atskilt kilde (12,13,-64) for å drive en lavtrykkspumpe (19,20;50) for utmating av kjølevæske til rørsystemet (10) og de aktuelle sprinklere og/eller sprederhoder (5) .

7. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav 3-6, spesielt for brannslukning i maskinrom på skip, karakterisert ved at i det minste under det innledende trinn med forsinket utmating av høytrykks-væske og under trinnet etter at hydraulakkumulatoren (12,13,14) er tømt for væske, føres gass, fortrinnsvis drivgass, fra den i det minste ene hydraulakkumulator inn i sprederhoder (7) i en lensebrønn (3) i maskinrommet.