WO2011082923A1 - Brandschutzsystem, luft- oder raumfahrzeug sowie verfahren zum eindämmen und unterdrücken eines brandes - Google Patents

Brandschutzsystem, luft- oder raumfahrzeug sowie verfahren zum eindämmen und unterdrücken eines brandes Download PDF

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WO2011082923A1
WO2011082923A1 PCT/EP2010/069118 EP2010069118W WO2011082923A1 WO 2011082923 A1 WO2011082923 A1 WO 2011082923A1 EP 2010069118 W EP2010069118 W EP 2010069118W WO 2011082923 A1 WO2011082923 A1 WO 2011082923A1
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WO
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fire
space
air
protection system
inert gas
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PCT/EP2010/069118
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English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Rohrbach
Rainer Beuermann
Robert Hübner
Original Assignee
Airbus Operations Gmbh
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Publication date
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    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C2/00—Fire prevention or containment
    • A62C2/06—Physical fire-barriers
    • A62C2/065—Physical fire-barriers having as the main closure device materials, whose characteristics undergo an irreversible change under high temperatures, e.g. intumescent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/07—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles
    • A62C3/08—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles in aircraft

Definitions

  • Fire protection system aircraft or spacecraft and method for containing and suppressing a fire
  • the present invention relates to a fire protection system, an aerospace vehicle, and a method for containing and suppressing a fire.
  • the document DE 101 52 964 Cl describes a fire protection system for a cargo hold of an aircraft.
  • the fire protection system has a pressurized container filled with pressurized halon. If a fire is detected in the cargo hold, the halon is directed from the pressure vessel into the cargo hold where it extinguishes or at least suppresses the fire, ie the fire is preserved in the hold until a landing of the aircraft has been completed.
  • Halon is very harmful to the environment and will therefore no longer be suitable for use in the aviation sector in the foreseeable future.
  • Object of the present invention is therefore to provide a fire protection system, an aircraft or spacecraft and / or a method for at least suppressing a fire, which avoids the disadvantage described above.
  • a fire protection system particularly in the aerospace sector, comprising: a space at least partially lined with a fire-retardant material; a detection device by means of which a fire in the room is detectable; and a fire suppression device configured to introduce an inert gas into the space when the detection device detects a fire in the space so as to reduce the oxygen content in the space and thereby suppress the fire.
  • a fire protection system particularly in the aerospace sector, comprising: a space at least partially lined with a fire-retardant material; a detection device by means of which a fire in the room is detectable; and a fire suppression device configured to introduce an inert gas into the space when the detection device detects a fire in the space so as to reduce the oxygen content in the space and thereby suppress the fire.
  • an aircraft or spacecraft is provided with the fire protection system according to the invention.
  • a method for suppressing and suppressing a fire in a room wherein an inert gas is introduced into the room when a fire is detected in the room so as to reduce the oxygen content in the room and thereby suppress the fire , wherein the volume of inert gas introduced per unit time and a fire-retardant material lining the space are matched to one another such that burn through by the fire-retardant material is avoided.
  • the idea underlying the present invention is to combat a fire in a room in two ways. Namely on the one hand in a passive way by providing a fire-retardant material. On the other hand, actively by introducing an inert gas into the room, thereby reducing the oxygen content in the room and thereby suppressing the fire.
  • An advantage of such a fire protection system is that inert gases are environmentally friendly compared to halon gas.
  • Another advantage of such a fire protection system is that for the introduction of the inert gas in a sufficient amount in the room a relatively large period is available, namely, until the fire-retardant material is almost burned. This time gain makes it possible to use inert gas for effective fire suppression. Because in comparison to halon gas, which intervenes in a chemical way in the fire and thereby extinguishes it, inert gases reduce and displace only the oxygen content contained in the air, which is why for a
  • an "inert gas” is to be understood as meaning a gas which is very inert and therefore does not take much part in chemical reactions.
  • Inert gases include in particular nitrogen, nitrogen-enriched air, oxygen-depleted air, carbon dioxide and all noble gases (helium, neon, argon, krypton, xenon) and mixtures of these gases.
  • the nitrogen content of the nitrogen-enriched air is preferably between 85 and 100%, more preferably between 95 and 100%.
  • the inert gas serves to reduce or completely replace the oxygen content in the air and to reduce the reactivity of the inert gas. heat of the fire, so that at least a fire can not spread further.
  • the suppression of the fire should include also the case in which the fire is extinguished.
  • the fire suppression device comprises a fuel cell, which depletes air from outside the room for introducing the air into the room with respect to the oxygen contained therein, by the fuel cell at least partially for the oxygen contained in the air uses a combustion.
  • the fuel cell consumes oxygen, creating oxygen-depleted air at the same time.
  • the fuel cell is preferably a proton exchange membrane fuel cell (PEM fuel cell).
  • PEM fuel cell proton exchange membrane fuel cell
  • the fire suppression device to an air separator, which depleted air from outside the room for introducing the air into the room with respect to the oxygen contained in it by the air separator at least partially filters out the oxygen contained in the air.
  • the air outside the room is thus separated into a nitrogen-rich air stream and an oxygen-rich air stream.
  • the nitrogen-rich air stream is introduced into the room.
  • Such an air separator may be, for example, a PRISM
  • Nitrogen membrane as described by "Airproducts and Chemicals, Inc.” is sold.
  • the fuel cell or the air separator are arranged outside the room and connected thereto by means of a line for introducing the oxygen-depleted air. This results in a favorable structure.
  • the fire-retardant material is designed as an intumescent material.
  • an "intumescent material” is to be understood as meaning a material which, under the action of heat from a fire, forms a protective layer that is not combustible or only very difficult to flammable, thereby significantly delaying burnout of the space boundary lined by the fire-retardant material.
  • This layer formed by the action of heat also constitutes a thermal insulation layer which shields the environment as well as system and structural components that are outside the room from fire and its effects such as smoke and heat radiation.
  • a valve is provided between the space and its surroundings, which is designed to discharge in a controlled manner pressure building up in the room due to the fire and / or the introduction of the inert gas.
  • the introduced inert gas is to displace the comparatively oxygen-rich air which is present, for example, in the cargo space of the aircraft, for which purpose the air-fueled air
  • Cargo space is advantageously equipped according to this development with a corresponding valve, which allows such displacement.
  • the space is designed as a cargo space.
  • the inert gas can be produced on board the aircraft or spacecraft. This has the advantage that, for example, no comparatively heavy compressed gas containers, which are filled with the inert gas, must be carried in the aircraft or spacecraft.
  • the figure shows schematically a section through an aircraft 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the aircraft 1 has a hull 2 with a central floor 3. Below the floor 3, a cargo space 4 is arranged. The cargo space 4 is bounded by wall elements 5.
  • the wall elements 5 preferably each have an intumescent material on the inside of the cargo compartment.
  • the aircraft 1 further comprises a fire suppression device 7, which is connected by means of a line 11 to the cargo space 4 in connection.
  • the fire suppression device 7, which is designed as a fuel cell according to the present exemplary embodiment, furthermore has a connection 12.
  • the fire suppression device 7 takes by means of the terminal 12 air from the environment 14 of the
  • Cargo compartment 4 for example, air from the cabin 15, and burns the oxygen contained in the air at least partially with hydrogen to release electrical energy.
  • an inert gas 13 is formed.
  • the inert gas 13 has, for example, a nitrogen content of in about 87%. The nitrogen content is therefore increased over the "normal" air in the environment 14, which has a
  • the fire suppression device 7 is adapted to initiate the inert gas 13 in the event of fire by means of the line 11 in the cargo compartment 4.
  • an air filter (not shown) could be used instead of the fuel cell 7, an air filter (not shown) could be used. This would then filter out from the air supplied via the port 12, the oxygen contained and provide the thus formed inert gas 13 on the line 11.
  • the fire suppression device 7 is connected to a detection device 16 by signal technology, which is set up to detect a fire 17 in the cargo space 4.
  • the cargo space 4 can be connected by means of a valve 18 to the atmosphere 19 surrounding the aircraft 1.
  • the components 4, 6, 7, 11, 12, 16 and 18 form a fire protection system 20, the mode of operation of which will be briefly explained below:
  • the fuel cell 7 is used to generate electric power, for example for operating a cabin lighting (not shown).
  • the resulting inert gas 13 fuel cell exhaust gas
  • the resulting inert gas 13 is discharged, for example, to the atmosphere 19 in a manner not shown, as this could be harmful to the passengers in the cabin 15.
  • the resulting heat causes the intumescent material 6 to form a substantially nonflammable, thermally insulating protective layer. This creates a passive ver fire protection, which prevents a penetration of the fire 17 through the wall elements 5 through into the cabin 15 and thus to the passengers for a certain time, for example for 25 minutes. Without further action, the fire 17 would have completely destroyed the intumescent material 6 in about 25 minutes and thereafter spread to the cabin 15.
  • the fire protection system 20 has the fire suppression device 7 to actively take action against the fire 17.
  • the detection device 16 notifies the fire suppression device 7 that the fire 17 has broken out in the hold 4. Then, the fire suppression device 7 is switched such that the inert gas 13 is conducted by means of the line 11 in the cargo compartment 4. This reduces the oxygen content of the cargo compartment 4
  • the intumescent material 6 is dimensioned in this case, for example in terms of its thickness, that it withstands the fire 17 according to the present exemplary embodiment for 25 minutes, ie at least until the oxygen content in the cargo space 4 has dropped to such a level that the fire 17 can no longer spread.
  • the valve 18 is opened to deliver a corresponding overpressure to the atmosphere 19.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Brandschutzsystem (20), insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit einem Raum (4), welcher mit einem brandhemmenden Material (6) wenigstens teilweise ausgekleidet ist, einer Detektionseinrichtung (16), mittels welcher ein Brand (17) in dem Raum detektierbar ist, und einer Brandunterdrückungseinrichtung (7), welche dazu eingerichtet ist, ein Inertgas (13) in den Raum (4) einzuleiten, wenn die Detektionseinrichtung (16) einen Brand (17) in dem Raum (4) detektiert, um somit den Sauerstoffgehalt in dem Raum (4) zu reduzieren und dadurch den Brand (17) zu unterdrücken.

Description

Brandschutzsystem, Luft- oder Raumfahrzeug sowie Verfahren zum Eindämmen und Unterdrücken eines Brandes
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brandschutzsystem, ein Luft- oder Raumfahrzeug sowie auf ein Verfahren zum Eindämmen und Unterdrücken eines Brandes.
Obwohl auf beliebige Räume anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf einen Frachtraum eines Flugzeuges näher erläutert .
Die Druckschrift DE 101 52 964 Cl beschreibt ein Brandschutzsystem für einen Frachtraum eines Flugzeugs. Das Brandschutzsystem weist einen mit unter Druck verflüssigtem Halon befüllten Druckbehälter auf. Wird in dem Frachtraum ein Brand detektiert, so wird das Halon aus dem Druckbehälter in den Frachtraum geleitet und löscht dort den Brand oder unterdrückt diesen zumindest, das heißt der Brand wird in dem Frachtraum solange konserviert, bis eine Landung des Flugzeugs vollzogen ist.
Problematisch an der Verwendung von Halon ist, dass dieses sehr umweitschädlich ist und daher in absehbarer Zeit für den Einsatz im Bereich der Luftfahrt nicht mehr in Frage kommen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Brandschutzsystem, ein Luft- oder Raumfahrzeug und/oder ein Verfahren zum zumindest Unterdrücken eines Brandes bereitzustellen, welches den vorstehend beschriebenen Nachteil vermeidet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Brandschutzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Luft- oder Raum- fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
Demgemäß wird ein Brandschutzsystem, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, bereitgestellt, welches Folgendes aufweist: einen Raum, welcher mit einem brandhemmenden Material wenigstens teilweise ausgekleidet ist; eine Detektionsein- richtung, mittels welcher ein Brand in dem Raum detektierbar ist; und eine Brandunterdrückungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein Inertgas in den Raum einzuleiten, wenn die Detektionseinrichtung einen Brand in dem Raum detektiert, um somit den Sauerstoffgehalt in dem Raum zu reduzieren und dadurch den Brand zu unterdrücken. Ferner wird ein Luft- oder Raumfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Brandschutzsystem bereitgestellt.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Eindämmen und Unterdrücken eines Brandes in einem Raum bereitgestellt, wobei ein Inert- gas in den Raum eingeleitet wird, wenn ein Brand in dem Raum detektiert wird, um somit den Sauerstoffgehalt in dem Raum zu reduzieren und dadurch den Brand zu unterdrücken, wobei das pro Zeiteinheit eingeleitete Volumen an Inertgas und ein den Raum auskleidendes, brandhemmendes Material derart aufeinan- der abgestimmt sind, dass ein Durchbrand durch das brandhemmende Material vermieden wird.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, einen Brand in einem Raum auf zwei Arten zu bekämpfen. Nämlich einerseits auf passive Weise dadurch, dass ein brand- hemmendes Material vorgesehen wird. Andererseits auf aktiv Weise dadurch, dass ein Inertgas in den Raum eingeleitet wird, wodurch der Sauerstoffgehalt in dem Raum reduziert und dadurch der Brand unterdrückt wird. Ein Vorteil eines derartigen Brandschutzsystems besteht darin, dass Inertgase im Vergleich zu Halongas umweltfreundlich sind. Ein weiterer Vorteil eines derartigen Brandschutzsystems besteht darin, dass für das Einleiten des Inertgases in ausreichender Menge in den Raum ein verhältnismäßig großer Zeitraum zur Verfügung steht, nämlich solange, bis das brandhemmende Material nahezu durchgebrannt ist. Dieser Zeitgewinn macht überhaupt erst den Einsatz von Inertgas zur effektiven Brandunterdrückung möglich. Denn im Vergleich zu Halongas, welches auf chemische Weise in den Brand eingreift und ihn dadurch löscht, reduzieren und verdrängen Inertgase lediglich den in der Luft enthaltenen Sauerstoffgehalt , weshalb für eine
Brandbekämpfung mit Inertgas wesentlich größere Mengen an
Inertgas bereitgestellt werden müssen, als dies bei der Verwendung von Halongas der Fall ist, was entsprechend mehr Zeit kostet . In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Unter einem "Inertgas" ist vorliegend ein Gas zu verstehen, welches sehr reaktionsträge ist und sich daher nur wenig an chemischen Reaktionen beteiligt. Mit Inertgasen sind vorliegend insbesondere Stickstoff, mit Stickstoff angereicherte Luft, Sauerstoffverarmte Luft, Kohlenstoffdioxid und sämtliche Edelgase (Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon) sowie Mischungen aus diesen Gasen gemeint. Der Stickstoffanteil der mit Stickstoff angereicherten Luft liegt vorzugsweise zwischen 85 und 100%, weiter bevorzugt zwischen 95 und 100%
(Prozentuale Angaben beziehen sich vorliegend immer auf Volumenprozent . ) . Das Inertgas dient vorliegend dazu, den Sauerstoffanteil in der Luft zu reduzieren oder ganz zu ersetzen und die Reakti- onswärme des Brandes aufzunehmen, so dass sich ein Brand zumindest nicht weiter ausbreiten kann.
Das Unterdrücken des Brandes soll vorliegende auch den Fall umfassen, in dem der Brand gelöscht wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brandschutzsystems weist die Brandunterdrückungseinrichtung eine Brennstoffzelle auf, welche Luft von außerhalb des Rau- mes für ein Einleiten der Luft in den Raum hinsichtlich des in ihr enthaltenen Sauerstoffs verarmt, indem die Brennstoffzelle den in der Luft enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise für eine Verbrennung nutzt. Die Brennstoffzelle verbraucht Sauerstoff, wodurch gleichzeitig mit Sauerstoffver- armte Luft entsteht. Dieses "Abfallprodukt" nun für eine
Langzeitbrandunterdrückung zu verwenden, ist insofern günstig, als damit das Inertgas nunmehr nicht in Druckbehältern gespeicherter Form zum Beispiel an Bord eines Flugzeuges mitgeführt werden muss, sondern vielmehr an Bord des Flugzeuges selbst produziert werden kann. Bei der Brennstoffzelle handelt es sich vorzugsweise um eine Proton Exchange Membrane Brennstoffzelle (PEM Brennstoffzelle). Die Verwendung anderer Brennstoffzellentypen ist möglich. Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brandschutzsystems weist die Brandunterdrückungseinrichtung einen Luftseparator auf, welcher Luft von außerhalb des Raumes für ein Einleiten der Luft in den Raum hinsichtlich des in ihr enthaltenen Sauerstoffs verarmt, indem der Luftseparator den in der Luft enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise herausfiltert . Die Luft außerhalb des Raumes wird also in einen Stickstoffreichen Luftstrom und einen sauerstoffreichen Luftstrom separiert. Der Stickstoffreiche Luftstrom wird in den Raum eingeleitet. Bei einem derartigen Luftseparator kann es sich beispielsweise um eine PRISM
Stickstoffmembran handeln, wie sie von "Airproducts and Chemicals, Inc." vertrieben wird. Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungs- gemäßen Brandschutzsystems sind die Brennstoffzelle oder der Luftseparator außerhalb des Raumes angeordnet und mittels ei- ner Leitung für ein Einleiten der sauerstoffverarmten Luft mit diesem verbunden. Dadurch ergibt sich ein günstiger Aufbau.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungs- gemäßen Brandschutzsystems ist das brandhemmende Material als ein intumeszierendes Material ausgebildet. Unter einem "intu- meszierenden Material" ist vorliegend ein Material zu verstehen, welches unter Einwirkung von Wärme eines Brandes eine nicht oder nur sehr schwer brennbare Schutzschicht ausbildet und dadurch ein Durchbrennen der von dem brandhemmenden Material ausgekleideten Raumbegrenzung wesentlich verzögert. Diese durch die Einwirkung von Wärme gebildete Schicht stellt außerdem eine thermische Isolationsschicht dar, welche die Umgebung sowie System und Strukturkomponenten, die außerhalb des Raumes liegen, vor dem Brand und dessen Auswirkungen, wie Rauch und Wärmestrahlung, abschirmt.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brandschutzsystems ist ein Ventil zwischen dem Raum und dessen Umgebung vorgesehen, welches dazu eingerichtet ist, einen sich in dem Raum auf Grund des Brandes und/oder der Einleitung des Inertgases aufbauenden Druck kontrolliert abzulassen. Das eingeleitete Inertgas soll die beispielsweise in dem Frachtraum des Flugzeugs vorhandene vergleichsweise Sauerstoffreiche Luft aus diesem verdrängen, wofür der
Frachtraum gemäß dieser Weiterbildung mit einem entsprechenden Ventil vorteilhaft ausgestattet ist, welches eine derartige Verdrängung zulässt. Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist der Raum als ein Frachtraum ausgebildet. Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist das Inertgas an Bord des Luft- oder Raumfahrzeugs herstellbar. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise keine vergleichsweise schweren Druckgasbehälter, welche mit dem Inertgas befüllt sind, in dem Luftoder Raumfahrzeug mitgeführt werden müssen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Flugzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der Figur bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Das Flugzeug 1 weist einen Rumpf 2 mit einem mittigen Fußboden 3 auf. Unterhalb des Fußbodens 3 ist ein Frachtraum 4 angeordnet. Der Frachtraum 4 wird von Wandelementen 5 begrenzt. Die Wandelemente 5 weisen vorzugsweise jeweils frachtraumin- nenseitig ein intumeszierendes Material auf.
Das Flugzeug 1 weist ferner eine Brandunterdrückungseinrichtung 7 auf, welche mittels einer Leitung 11 mit dem Frachtraum 4 in Verbindung steht . Die Brandunterdrückungseinrichtung 7, welche gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Brennstoffzelle ausgebildet ist, weist ferner einen An- schluss 12 auf . Die Brandunterdrückungseinrichtung 7 nimmt mittels des Anschlusses 12 Luft aus der Umgebung 14 des
Frachtraums 4 auf, beispielsweise Luft aus der Kabine 15, und verbrennt den in der Luft enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise mit Wasserstoff unter Freisetzung von elektrischer Energie. Bei der Verbrennung entsteht ein Inertgas 13. Das Inertgas 13 weist beispielsweise einen Stickstoffanteil von in etwa 87% auf. Der Stickstoffanteil ist daher gegenüber der "normalen" Luft in der Umgebung 14 erhöht, welche einen
Stickstoffanteil von etwa 78% aufweist. Die Brandunterdrückungseinrichtung 7 ist dazu eingerichtet, das Inertgas 13 im Brandfall mittels der Leitung 11 in den Frachtraum 4 einzuleiten.
Anstelle der Brennstoffzelle 7 könnte auch ein Luftfilter (nicht dargestellt) eingesetzt werden. Dieser würde dann aus der über den Anschluss 12 zugeführten Luft den enthaltenen Sauerstoff herausfiltern und das somit gebildete Inertgas 13 an der Leitung 11 bereitstellen.
Die Brandunterdrückungseinrichtung 7 ist mit einer Detektion- seinrichtung 16 signaltechnisch verbunden, welche dazu eingerichtet ist, einen Brand 17 in dem Frachtraum 4 zu detektie- ren.
Weiterhin ist der Frachtraum 4 mittels eines Ventils 18 mit der das Flugzeug 1 umgebenden Atmosphäre 19 verbindbar.
Die Komponenten 4, 6, 7, 11, 12, 16 und 18 bilden dabei ein Brandschutzsystem 20 aus, dessen Funktionsweise nachfolgend kurz erläutert wird:
Im Normalfall wird die Brennstoffzelle 7 zur Erzeugung von elektrischem Strom, beispielsweise zum Betreiben einer Kabinenbeleuchtung (nicht dargestellt) eingesetzt. Das dabei entstehende Inertgas 13 (Brennstoffzellenabgas ) wird beispiels- weise an die Atmosphäre 19 auf nicht näher dargestellte Weise abgegeben, da dieses für die Passagiere in der Kabine 15 gesundheitsschädlich sein könnte.
Bricht nun ein Brand 17 in dem Frachtraum 4 aus , so führt die dabei entstehende Hitze dazu, dass das intumeszierenden Materials 6 eine im Wesentlichen nicht brennbare thermisch isolierende Schutzschicht ausbildet. Dadurch entsteht ein passi- ver Brandschutz, welcher ein Vordringen des Brandes 17 durch die Wandelemente 5 hindurch in die Kabine 15 und damit hin zu den Passagieren für eine gewisse Zeit, beispielsweise für 25 Minuten verhindert. Ohne weitere Maßnahmen, würde der Brand 17 nach in etwa 25 Minuten das intumeszierende Material 6 vollständig zerstört haben und hiernach auf die Kabine 15 übergreifen.
Daher weist das Brandschutzsystem 20 die Brandunterdrückungs- einrichtung 7 auf, um aktiv gegen den Brand 17 vorzugehen.
Die Detektionseinrichtung 16 meldet der Brandunterdrückungs¬ einrichtung 7, dass der Brand 17 in dem Frachtraum 4 ausgebrochen ist. Daraufhin wird die Brandunterdrückungseinrichtung 7 derart geschaltet, dass das Inertgas 13 mittels der Leitung 11 in den Frachtraum 4 geleitet wird. Dadurch reduziert sich der Sauerstoffgehalt der in dem Frachtraum 4
verbleibenden Luft kontinuierlich, bis nach beispielsweise 20 Minuten der Sauerstoffgehalt in der Luft in dem Frachtraum 4 von anfänglich etwa 21% auf in etwa 12 - 10% abgesunken ist. Dieser niedrige Sauerstoffgehalt führt dazu, dass sich der
Brand 17 nicht weiter ausbreiten kann oder dieser sich sogar selbst erstickt. Das intumeszierende Material 6 ist dabei derart dimensioniert, beispielsweise hinsichtlich seiner Dicke, dass es dem Brand 17 gemäß dem vorliegenden Ausführungs- beispiel 25 Minuten standhält, also wenigstens solange bis der Sauerstoffgehalt in dem Frachtraum 4 auf ein derartiges Niveau gesunken ist, dass sich der Brand 17 nicht mehr weiter ausbreiten kann. Um einen Überdruck in dem Frachtraum 4 zu vermeiden, welcher sich einerseits aufgrund des eingeleiteten Inertgases 13 und/oder andererseits wegen der entstehenden Brandgase einstellen kann, wird das Ventil 18 geöffnet, um einen entsprechenden Überdruck an die Atmosphäre 19 abzugeben.
Obwohl die Erfindung vorliegend anhand bevorzugter Ausfüh¬ rungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere schließt "ein" vorliegend keine Mehrzahl aus. Außerdem sind die vorliegend für das Brandschutzsystem beschriebenen Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele auf das Luft- oder Raumfahrzeug oder auf das Verfahren zum Unterdrücken eines Brandes entsprechend anwendbar, und umgekehrt .
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
1 Flugzeug
2 Rumpf
3 Fußboden
4 Frachtraum
5 Wandelement
6 Intumeszierendes Material
7 Brandunterdrückungseinric tung
11 Leitung
12 Anschluss
13 Inertgas
14 Umgebung
15 Kabine
16 Detektionseinrichtung
17 Brand
18 Ventil
19 Atmosphäre
20 Brandschutzsystem

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Brandschutzsystem (20) , insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit: einem Raum (4) , welcher mit einem brandhemmenden Materi al (6) wenigstens teilweise ausgekleidet ist; einer Detektionseinrichtung (16) , mittels welcher ein Brand (17) in dem Raum (4) detektierbar ist; und einer Brandunterdrückungseinrichtung (7), welche dazu eingerichtet ist, ein Inertgas (13) in den Raum (4) ein zuleiten, wenn die Detektionseinrichtung (16) einen Brand (17) in dem Raum (4) detektiert, um somit den Sau erstoffgehalt in dem Raum (4) zu reduzieren und dadurch den Brand (17) zu unterdrücken, wobei das pro Zeiteinheit eingeleitete Volumen an Inertgas (13) und das den Raum auskleidende, brandhemmende Material (6) derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein Durchbrand durch das brandhemmende Material (6) vermieden wird.
Brandschutzsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekenn z ei chnet ,
dass das Inertgas (13) ausgewählt ist aus der Gruppe be stehend aus Stickstoff, mit Stickstoff angereicherter Luft, Sauerstoffverarmte Luft, Kohlenstoffdioxid, Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon, oder deren Mischungen.
Brandschutzsystem nach Anspruch 2 ,
dadurch gekenn z ei chnet ,
dass die Brandunterdrückungseinrichtung (14) eine Brenn Stoffzelle (7) aufweist, welche Luft von außerhalb des Raumes (4) für ein Einleiten der Luft in den Raum (4) hinsichtlich des in ihr enthaltenen Sauerstoffs verarmt, indem die Brennstoffzelle (7) den in der Luft enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise für eine Verbrennung nutzt .
Brandschutzsystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Brandunterdrückungseinrichtung (7) einen Luftseparator aufweist, welcher Luft von außerhalb des Raumes (4) für ein Einleiten der Luft in den Raum (4) hinsichtlich des in ihr enthaltenen Sauerstoffs verarmt, indem der Luftseparator den in der Luft enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise herausfiltert.
Brandschutzsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Brennstoffzelle (7) oder der Luftseparator außerhalb des Raums (4) angeordnet sind und mittels einer Leitung (11) für ein Einleiten der Sauerstoffverarmten Luft (13) mit diesem verbunden sind.
Brandschutzsystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das brandhemmende Material als ein intumeszierendes Material (6) ausgebildet ist.
Brandschutzsystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass zwischen dem Raum (4) und dessen Umgebung (19) ein Ventil (18) vorgesehen ist, welches dazu eingereichtet, einen sich in dem Raum (4) auf Grund des Brandes (17) und/oder der Einleitung des Inertgases (13) aufbauenden Druck kontrolliert abzulassen.
8. Luft- oder Raumfahrzeug (1) mit einem Brandschutzsystem (20) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Luft- oder Raumfahrzeug nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das Inertgas (13) an Bord des Luft- oder Raumfahrzeugs (1) herstellbar ist.
10. Verfahren zum Eindämmen und Unterdrücken eines Brandes (17) in einem Raum (4), wobei ein Inertgas (13) in den Raum (4) eingeleitet wird, wenn ein Brand (17) in dem Raum (4) detektiert wird, um somit den Sauerstoffgehalt in dem Raum (4) zu reduzieren und dadurch den Brand (17) zu unterdrücken, wobei das pro Zeiteinheit eingeleitete Volumen an Inertgas (13) und ein den Raum auskleidendes, brandhemmendes Material (6) derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein Durchbrand durch das brandhemmende Material (6) vermieden wird.
PCT/EP2010/069118 2009-12-17 2010-12-08 Brandschutzsystem, luft- oder raumfahrzeug sowie verfahren zum eindämmen und unterdrücken eines brandes WO2011082923A1 (de)

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