NO316357B1 - Brannslukningsapparat - Google Patents

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Oppfinnelsen vedrører et brannslukningsapparat omfattende en flerhet sprederhoder, et rørsystem for å føre slukkemedium fra en slukkemediumkilde som har et volum for slukkemedium til sprederhodene, i det minste én drivgasskilde for å drive slukkemedium ved høyt trykk via rørsystemet til sprederhodene og utløsningsinnretningene for å aktivere i det minste ett av sprederhodene Slike brannslukningsapparater er kjent fra den internasjonale patentsøknad med publiseringsnummer WO 92/22353

Tidligere kjente brannslukningsapparater omfatter én beholder eller et antall beholdere for slukkemedium, idet beholderne er anbragt nær hverandre og innrettet til å levere slukkemedium via et rørsystem til sprederhoder eller sprinklere Rørsystemets lengde og form avhenger av anvendelsen og funksjonspnnsippet Brannslukningsapparater for større rom, såsom hoteller, skip og industribygning-er har ofte lange rørsystemer

Brannslukningsapparatenes slukkemediumkilde i nevnte anvendelser kan f eks være hovedvannledninger, eller en vannbeholder, fra hvilken vann pumpes til sprederhodene Alternativt kan slukkemediumkilden være en vannflaske, til hvilken det er koblet en trykkgassflaske som kan drive vannet (eller et annet slukkemedium) ut av flasken til sprederhodene En slik kombinasjon utgjør en hydraulisk akkumulator

Lange tunneler er teknisk spesielt vanskelige rom å slukke en brann i Tunnelene kan ha en lengde på flere kilometer

- til og med noen titalls kilometre - og en diameter på f eks 3 m Tunnelene inneholder ofte kabler En kabel-brann kan forårsake stor skade Slukking av en brann i slike lange tunneler antas å være så vanskelig å arrangere rent teknisk at tunnelene i de fleste tilfeller ikke har noe brannslukningssystem i det hele tatt I tilfelle

tunnelens lengde er noen kilometre og hensikten er å føre slukkevæske, såsom vann, mn i tunnelen via et rør fra dennes ene ende til en avstand på noen kilometre fra nevnte tunnelende, kreves et så stort drivtrykk på grunn av trykktap i røret at det i praksis ikke kan genereres

KORT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Oppfinnelsens formål er å forenkle konstruksjonen av slike brannslukningsapparater som benyttes for å slukke branner i forskjellige ganske store rom og bygninger og som er spesielt godt egnet for bruk i lange tunneler og lignende For dette formål er oppfinnelsen kjennetegnet ved at nevnte i det minste ene drivgasskilde er koblet til et langt rør som utgjør en del av rørsystemet på en slik måte at røret sammen med nevnte i det minste ene drivgasskilde utgjør en hydraulisk akkumulator og slukkemediumkiIdens volum utgjør-es av rørets volum i det minste i vesentlig grad Et langt rør betyr i denne forbindelse primært et rør som har en lengde på omkring 1 km og mer

En spesielt foretrukket utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en flerhet drivgasskilder er anordnet på en forutbestemt avstand fra hverandre langs røret Denne utførelse egner seg spesielt godt for slukking av branner i tunneler, idet røret i slike anvendelser er et hovedsakelig rett rør Her er rørsystemet blitt innebygget i tunnelen i dennes lengderetning, og røret er fortrinnsvis delt inn i et antall hovedpartier som hvert har en drivgasskilde Hovedpartiene er fortrinnsvis delt inn i et antall soner som hver har en gruppe sprederhoder eller sprinklere Én eller flere grupper av sprederhoder eller sprinklere utløses ved brann når dette er nødvendig

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen er angitt i vedføyede krav 2 til 12

Et vesentlig trekk ved oppfinnelsen er å benytte røret som en slukkemediumkilde for en hydraulisk akkumulator Et annet viktig trekk er å plassere et antall drivgasskilder langs røret, hvorved trykktapene kan holdes på et akseptab-elt nivå, og å benytte røret som slukkemediumkilden Dette er mulig fordi røret er langt og kan inneholde en forholds-vis stor mengde av slukkemedium Det behøves ingen separate væskebeholdere for slukkevæske når røret benyttes som slukkemediumkilden Forbruket av slukkemedium vil være lite når de benyttede sprederhoder er av en type som produserer tåkelignende spray Et slikt sprederhode er angitt f eks i den internasjonale patentsøknad med publisenngs-nummer WO 92/22 3 53

Takket være oppfinnelsen er det tilveiebragt et brannslukningsapparat som har en enkel konstruksjon og installasjon og som ikke er avhengig av ytre drivkilder, såsom elektri-sitet og pumper, og som i tillegg egner seg spesielt godt for slukking av branner i lange tunneler Det er ikke noe behov for separate slukkemediumskilder såsom væskeflasker, og disse kan sløyfes Brannslukningsapparatet er miljø-vennlig når slukkemediet er vannbasert væske

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet ved hjelp av to utførelser under henvisning til vedføyede tegninger, hvor

fig l viser en tunnel inneholdende et brannslukningsapparat ifølge oppfinnelsen,

fig 2 illustrerer en drivkilde for brannslukningsapparatet,

fig 3 viser et tverrsnitt gjennom tunnelen på fig l,

fig 4 viser en tunnel inneholdende en annen utførelse av brannslukningsapparatet ifølge oppfinnelsen,

fig 5 viser drivkilden for brannslukningsapparatet på fig 4, og

fig 6 viser et tverrsnitt av tunnelen på fig 4

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Fig 1 viser en tunnel 1 for kabler, i hvilken tunnel det er montert et brannslukningsapparat ifølge oppfinnelsen Tunnelen er f eks 10 km lang Et rørsystem er anordnet i tunnelen l som strekker seg fra dennes ene ende til den andre ende, idet systemet omfatter et langt rør 2, fra hvilket det strekker seg kortere rør hhv 3a til 3e og 4a til 4e som fører til sprederhoder eller sprinklere 5a til 5e og 6a til 6e Sprederhodene kan være av den type som er angitt i den internasjonale patentsøknad WO 92/22353 og ha en k-faktor på 1,9 Sprederhodene har minst to, men typisk en flerhet dyser som er anordnet geometrisk i forhold til hverandre på en slik måte og har en slik åpning og en slik spredningsvinkel at de produserer en gjennomtrengende tåkelignende spray ved høyt drivtrykk Forbruket av slukkevæske er lite til tross for at det oppnås en stor rekkevidde Drivtrykket er f eks 70 bar

Lengden av røret 2 er delt i et antall soner A, hver med en lengde på 22,5 m På fig l har en sone A åtte sprederhoder, dvs sprederhodene Sb til 5e og 6b til 6e, idet avstan-den mellom nærliggende sprederhoder er 7,5 m De åtte sprederhoder danner en sprederhodegruppe som er innrettet til å utløses samtidig i tilfelle brann i sone A De øvre sprederhoder 5b til 5e i gruppen er innrettet til å sprøyte mot høyre langs tunnelen 1, mens de nedre sprederhoder 6b til 6e er innrettet til å sprøyte i den motsatte retning Fordi sprederhodene 5b til 5e er anordnet det ene etter det andre på fig 1, forsterker sprutene hverandre Dette gjelder også sprederhodene 6b til 6e I nærheten av hvert sprederhode bygges det opp en sugekraft av selve sprederhodet når det sprøyter, idet nevnte sugekraft tar inn slukkemediet som sprøytes ut av sprederhodet anordnet bak, f eks tar sugekraften ved sprederhodet 5c inn slukkemediet som kommer fra sprederhodet 5b Sugekraften ved sprederhodet 6e kan ta inn en del av slukkemediet som kommer fra sprederhodet 5d, og sugekraften ved sprederhodet 5b kan ta inn en del av slukkemediet som kommer fra sprederhodet 6c, selv om disse sprederhoder er rettet i motsatt retning På denne måte tilveiebringes en sirkulasjon av tåkelignende slukkemedium ved sprederhodenes aktivering, hvilket medium slukker brannen effektivt Henvisningstall 7a til 7e angir magnetventiler, eller en annen ventiltype, som får sprederhodene i den ønskede gruppe til å utløses Følgelig styrer magnetventilen 7a sprederhodene 5a og 6a, magnetventilene 7b til 7e styrer sprederhodene 5b til 5e og 6b til 6e Fig 1 viser en situasjon hvor sprederhodene 5b til 5e og 6b til 6e er blitt utløst, mens sprederhodene 5a og 6a i nærliggende sone ikke er blitt utløst Det maksimale antall sprederhoder som utløses ved en brann kan f eks være 8+4+4, idet sprederhodene foreligger i tre nærbe-liggende soner A Ved brannslukking kan et forbruk ved en 10 mm slukking ved hjelp av fire sprederhoder være 47 1 gass ved et trykk på 150 bar sammen med 150 1 vann eller vannbasert væske I tilfelle det maksimale antall sprederhoder, f eks 16, utløses i løpet av en 30 minutters tid, kreves 3 x 4 x 150 1 = 1800 1 vann I begynnelsen av sprøytingen holdes det maksimale trykk i sprederhodene på omkring 100 bar

Henvisningstallene 8a og 8b angir fire detektoranordninger Disse kan være røkdetektorer, varmefølsomme detektorer, eller i prinsippet enhver detektor som gir et signal til magnetventilene 7a til 7e Branndetektoren 8a gir et signal til magnetventilen 7a og åpner denne, mens branndetektoren 8b gir et signal til magnetventilene 7b til 7e og åpner disse

Fig 2 viser at røret 2 omfatter nitrogenflasker 9 til 12 og stenge-/åpneventiler 13 til 15 anordnet på en slik måte at det alltid er én nitrogenflaske og én stengeventil innenfor en kilometers avstand Nitrogenflaskene 9 til 12, som sammen med røret 2 danner hydrauliske akkumulatorer, tilveiebringer slukkemediet i røret med høyt trykk Nitrogenflaskenes 9 til 12 volum er på 50 1 og trykket er på 250 bar Trykktapet i røret 2 vil være 133 bar på det maksimale for de angitte parametre Ladningstrykket kan fortrinnsvis være innenfor trykkområdet fra 30 til 400 bar, fortrinnsvis fra 100 til 300 bar, avhengig av tunnelens lengde

Når røret 2 er 10 km langt og har en ytre diameter på 25 mm og en veggtykkelse på 2,5 mm, vil rørets innhold være omtrent 3000 1 Følgelig inneholder røret 2 3000 1 vann eller vannbasert væske når installasjonen er i beredskaps-tilstand og apparatet er klar til å utløses

Til å begynne med fås vannet i røret 1 fra en hovedvannled-ning 16 ved et trykk høyere enn 3 bar Henvisningstallet 17 angir et filter og henvisningstallet 19 en ventil for fylling av røret 2 Ventilen 19 er åpen når fyllingen av røret 2 med vann starter Etter at røret er blitt fylt, stenges ventilen 19

Fig 4 til 6 viser en annen utførelse av oppfinnelsen Henvisningstall benyttet på fig 4 til 6 svarer til dem som er benyttet på fig 1 til 3 for de respektive deler, idet en apostrof er kommet i tillegg Utførelsen på fig 4 til 6 skiller seg fra utførelsen på fig 1 til 3 ved at sprederhodene 5b' til 5e' i en gruppe av sprederhoder eller sprinklere som skal utløses samtidig rettes (orienteres) forskjellig I utførelsen på fig 4 tilveiebringes det ikke sirkulasjon av en slukkemediumtåke, men alle sprederhoder 5a', 5b' til 5e' sprøyter nedad Det er tenkelig at sprederhoder (ikke vist) anordnes nedentil i tunnelen 1' for å sprøyte i retning mot sprederhodene 5e', 5b' til 5e' for å tilveiebringe sirkulasjon av slukkemedium, som beskrevet ovenfor En annen forskjell er at røret 2' er anordnet i en separat kanal utenfor tunnelen 1' En ytterligere forskjell er at kun én magnetventil 7' styrer hele gruppen av sprederhoder 5b' til 5e' eller sprinklere

Av fig 6 fremgår at tunnelens 1' tverrsnitt er rektangu-lært og av fig 5 fremgår at tunnelens lengde er 3,6 km Ingen branndetektor er tegnet på fig 4, selv om den kan forekomme, som beskrevet i forbindelse med fig 1 I tilfelle 5b' til 5e' angir sprinklere, dvs sprederhoder med en ampulle som utløses ved hete, kan utløsningen av gruppen av sprinklere innrettes til å skje med enhver sprinkler i gruppen, hvorved dette utløser de andre sprinklere tilhørende gruppen, fortrinnsvis som beskrevet i den internasjonale patentsøknad med publiseringsnummer WO 93/10860

Oppfinnelsen er beskrevet ovenfor ved hjelp av kun én utførelse, og det skal derfor påpekes at oppfinnelsens detaljer kan benyttes på mange måter innenfor rammen av de vedføyede krav Følgelig kan rørets 2 lengde variere fra den beskrevne lengde Ved anvendelse av oppfinnelsen for slukking av en brann i en tunnel, er den nevnte rørlengde av en størrelse på minst omkring 1 km og typisk flere kilometre, selv om en rørlengde på bare noen hundre meter kan være aktuell i visse anvendelser. Det vil forstås at sprinklere, dvs sprederhoder med separate utløsningsinn-retninger, såsom ampuller som brister ved øket temperatur, er mulig istedenfor sprederhoder som mottar et signal fra en detektor Herved er det en sprinkler av sprinklergrup-pen i sone A som gjør at de andre sprinklere tilhørende sonen blir utløst Brannslukningsapparatet kan omfatte både sprinklere og sprederhoder, f eks på en slik måte at en sprinkler er anordnet i hver sone A for å utløse sprederhodene som foreligger i sonen Sonenes lengde kan variere i likhet med antallet av sprederhoder/sprinklere i sonene Istedenfor nitrogen kan gassflaskenes innhold være karbondioksid, argon eller en annen gass egnet for formålet eller en gassblanding ved høyt trykk Brannslukningsapparatet kan bli installert i ganske store rom forskjellig fra en tunnel, som tidligere nevnt

Claims (12)

1Brannslukningsapparat omfattende en flerhet sprederhoder (5a til 5e, 6a til 6e, Sa',5b' til 5e'), et rørsystem (2, 3a til 3e, 4a til 4e, 2', 3a', 3e') for å føre slukkemedium fra en slukkemediumkilde som har et volum for slukkemedium til sprederhodene, i det minste én drivgasskilde (9 til 12, 9' til 12') for å drive slukkemedium ved høyt trykk via rørsystemet til sprederhodene og utløsnmgs-innretningene (8a, 8b) for å aktivere i det minste ett av sprederhodene, karakterisert ved at nevnte i det minste ene drivgasskilde (9 til 12, 9' til 12') er koblet til et langt rør (2, 2') som utgjør en del av rørsystemet på en slik måte at røret sammen med nevnte i det minste ene drivgasskilde utgjør en hydraulisk akkumulator og slukkeme-diumkildens volum utgjøres av rørets volum i det minste i vesentlig grad

2 Brannslukningsapparat ifølge krav 1, karakterisert ved at en flerhet drivgasskilder (9 til 12, 9' til 12') er anordnet på en forutbestemt avstand (I) fra hverandre langs røret (2, 2')

3 Brannslukningsapparat ifølge krav 2, karakterisert ved at en stenge-/åpneventil (13 til 15, 13' til 15') for å stenge og åpne slukkemedium-strømningen i røret (2, 2') er anordnet mellom individuelle drivgasskilder (9 til 12, 9' til 12')

4 Brannslukningsapparat ifølge krav 2, karakterisert ved at røret (2, 2') er delt i et antall hovedpartier som hver har en drivgasskilde (9, 9') med høyt trykk

5 Brannslukningsapparat ifølge krav 4, karakterisert ved at drivgasskildene utgjøres av nitrogenflasker (9, 9') med et trykk på 30 til 4 00 bar

6 Brannslukningsapparat ifølge krav 4, karakterisert ved at hovedpart lene (I) omfatter et antall soner (A) som hver har en sprederhodegruppe (5b til 5e, 6b, 6e, 5b' til 5e') eller sprinklere

7 Brannslukningsapparat ifølge krav 6, karakterisert ved at utløsnings innretninger (8af 8b) er anordnet langs røret (2, 2') i sone (A) for å utløse en sprederhodegruppe (5b til 5e, 6b til 6e, 5b' til 5e') tilhørende respektive sone

8 Brannslukningsapparat ifølge krav 7, karakterisert ved at hver sprederhodegruppe (5b til 5e, 6b til 6e, 5b' til 5e') har en magnetventil (7b til 7e, 7') for å styre i det minste ett sprederhode tilhørende gruppen (5b til 5e, 6b til 6e, 5b' til 5e')

9 Brannslukningsapparat ifølge ethvert av de foregående krav for bruk i en tunnel (l, 1'), karakterisert ved at rørsystemet (2, 3a til 3e, 4a til 4e, 2', 3a', 3e') følger tunnelens (1, 1') lengderetning

10 Brannslukningsapparat ifølge krav 9, karakterisert ved at sprederhodene omfatter første sprederhoder (5b til 5e) anordnet i en øvre del av tunnelen (1) og andre sprederhoder (5b til 6e) anordnet i en nedre del av tunnelen, idet de første sprederhoder er innrettet til å sprøyte hovedsakelig i den motsatte retning i forhold til de andre sprederhoder

11 Brannslukningsapparat ifølge krav l, karakterisert ved at sprederhodene (5a til 5e, 6b til 6e, 5a' til 5e') er av en type som kan produsere en tåkelignende spray

12 Brannslukningsapparat ifølge krav 1, karakterisert ved at slukkemediet er vannbasert væske