Спосіб інертизації для запобігання пожежам

1. Спосіб інертизації для запобігання пожежі або вибуху у першій замкнутій захищеній зоні (1а) та/або другій замкнутій захищеній зоні (1b), у якому для запобігання пожежі вміст кисню у захищеній зоні (1а, 1b) знижують відносно навколишнього повітря до основного рівня інертизації, який відповідає вмісту кисню, який дозволяє людям безпечно перебувати у захищеній зоні (1а, 1b), який відрізняється тим, що вміст кисню у захищеній зоні (1а, 1b) вимірюють, порівнюють його з пороговим значенням та, у випадку його зниження нижче порогового значення, у захищену зону (1а, 1b) подають свіже повітря, причому подачу свіжого повітря регулюють таким чином, щоб рівень інертизації був не нижчим за попередньо встановлений максимальний рівень інертизації, і щоб не перевищувався основний рівень інертизації. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що порогове значення вмісту кисню є меншим за значення вмісту кисню при основному рівні інертизації. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зниження вмісту кисню в захищеній зоні (1а, 1b) C2 2 (19) 1 3 91041 4 кисню. Як відомо, нормальне навколишнє повітря зоні затримуються люди, або коли вимагається складається на 21 об’ємн. % з кисню, на 78 об’ємн. доступ людей у захищену зону, навіть якщо існує % з азоту і на 1 об’ємн. % з інших газів. Для гасінпотреба у запобіганні пожежі шляхом підвищення ня або для запобігання пожежам через введення, концентрації інертизуючого газу. Через постійний наприклад, чистого або 90%-го азоту як інертного приплив інертизуючого газу у захищену зону не газу концентрацію азоту у даній захищеній зоні лише збільшуються витрати на постійне виробдодатково підвищують, а отже, знижують частку лення інертного газу або випускання інертного газу кисню. Відомо, що ефект гасіння виникає тоді, коз первинного та/або вторинного джерел, але й ли частка кисню знижується до рівня, нижчого за виникають проблеми, пов'язані з безпекою для приблизно 15 об’ємн. %. Залежно від наявних у людей, зокрема, з виживанням у межах захищеної конкретній захищеній зоні займистих матеріалів, зони. З врахуванням вищеописаних проблем з може вимагатися додаткове зниження частки кисогляду на вимоги техніки безпеки до системи поню, наприклад, до 12 об’ємн. %. При цій концентжежогасіння, в якій застосовують інертний газ, рації кисню більшість займистих матеріалів переспов'язаних з надмірною концентрацією інертного тає горіти. газу, в основі даного винаходу лежить завдання Гази, що витісняють кисень, які застосовують подальшого вдосконалення вищезазначеного спопри цій технології гасіння за допомогою інертного собу інертизації таким чином, щоб, існувала можгазу, як правило, зберігають у спеціальних дополивість надійного зниження надмірної або надто міжних приміщеннях у сталевих балонах під тисвисокої для певних вимог, наприклад, для огляду ком, або застосовують пристрій для вироблення захищеної зони з боку персоналу, концентрації газу, який витісняє кисень. При цьому також застоінертного газу. совують суміші інертного газу та повітря з часткою, Це завдання при вищезазначеному способі наприклад, 90%, 95% або 99% азоту (або іншого інертизації згідно з винаходом розв'язується заінертного газу). Сталеві балони або цей пристрій вдяки тому, що вміст кисню у захищеній зоні посдля вироблення газу, який витісняє кисень, склатійно вимірюється, порівнюється з пороговим знадають так зване первинне джерело системи пожеченням (максимальним рівнем інертизації) і при жогасіння, в якій застосовують інертний газ. У разі ненавмисному зниженні нижче порогового значенпотреби газ із цього джерела через системи труня (максимального рівня інертизації) у захищену бопроводів та відповідні вихідні насадки спрямозону подається свіже повітря. вуються у відповідну захищену зону. Для того, щоб У даному описі під поняттям "свіже повітря" ризик пожежі навіть при виході джерела з ладу також слід розуміти повітря зі зниженим вмістом тримався на якомога нижчому рівні, у відповідних кисню з вмістом кисню, вищим, ніж у захищеній випадках також користуються вторинними джерезоні. лами інертних газів. Переваги цього винаходу, зокрема, полягають Усі нині відомі способи підвищення надійності у досягненні простого у реалізації і водночас дуже подібних систем протипожежної профілактики, в ефективного способу інертизації для запобігання основі яких лежить принцип інертизації захищеної пожежі у замкнутій захищеній зоні, навіть при незони за допомогою інертного газу, зосереджуються контрольованому надходженні інертного газу чена забезпеченні підтримання необхідного потоку рез несправність обладнання для вироблення інегазу для підтримання інертизуючої концентрації. У ртного газу або для подачі інертного газу. Свіже цьому зв'язку описується низка пристроїв, які маповітря у будь-якому разі є наявним навколо зають різні джерела інертного газу, як первинні, так і хищеної зони у достатній кількості. Недоліки нині потенційно наявні джерела інертного газу для підвідомих пристроїв та способів, які можуть викликавищення надійності. Вторинне джерело інертного ти загрозу для людей у захищеній зоні, при цьому газу завжди спрацьовує тоді, коли виходить з ладу однозначно усуваються. первинне джерело інертного газу. Однак для всіх Інші форми втілення винаходу стануть зрозуцих пристроїв та способів спільним є те, що у них мілими з залежних пунктів формули винаходу. не передбачено запобіжного механізму на випаВ оптимальному варіанті порогове значення док, коли неконтрольовано продовжується припвмісту кисню, при якому у захищену зону подаєтьлив інертного газу, навіть якщо рівень інертизації ся свіже повітря, є меншим за значення вмісту вже досяг значення, яке напевно забезпечує униккисню основного рівня інертизації. Такий спосіб нення займання. Зрозуміло, що стан надмірної відокремлення вмісту кисню доцільним, оскільки концентрації інертного газу може виникати тоді, вміст кисню основного рівня інертизації вибирають коли через негерметичність між сусідніми примітаким чином, щоб запобігати пожежам, але персощеннями з різними рівнями інертизації існує небанал все ж мав змогу заходити у захищену зону. жане вирівнювання рівня концентрації інертизуюЯкщо вміст кисню через помилкову надмірну почого газу. Ще один недолік полягає в тому, що дачу інертного газу продовжує знижуватися, все регулюючий механізм для подачі інертного газу одно забезпечується запобігання пожежі, але певиходить з ладу або застосовуваний для виробребування людей стає дедалі небезпечнішим. Толення інертного газу генератор є не вимкненим му порогове значення вмісту кисню у захищеній або вентиль подачі перестає надійно закриватися, зоні вибирають таким чином, щоб воно було нижі у захищену зону постійно проникає додатковий чим за вміст кисню основного рівня інертизації, інертний газ. але не знижувалося за небезпечне для людей Підставою для підвищення рівня інертизації, а значення. Альтернативою вимірюванню вмісту отже, й відповідного підвищення відносного вмісту кисню у захищеній зоні також може бути вимірюкисню може бути або ситуація, коли у захищеній вання вмісту інертного газу у захищеній зоні. У 5 91041 6 цьому разі вміст інертного газу порівнюють з пороодин датчик кисню та/або принаймні один датчик говим значенням і при перевищенні у захищену інертного газу та один вентиль для контролю позону впускають свіже повітря. Цей спосіб передбадачі інертного газу. У цій другій захищеній зоні чає, що у природній атмосфері виникає пряма взатакож не допускається перевищення максимальємозалежність між вмістом кисню та вмістом інерного рівня інертизації. З іншого боку, не перевищутного газу. Ця взаємозалежність є відомою для ється основний рівень інертизації. Перевага відотипових ситуацій запобігання пожежам. кремлення різних захищених зона з різними В оптимальному варіанті вміст кисню у захирівнями інертизації полягає у різних можливостях щеній зоні вимірюють у кількох місцях за допомовходження персоналу. Хоча йдеться про різні загою одного або кількох датчиків. Перевага вимірюхищені зони, усі вимірювальні та керуючі лінії є вання вмісту кисню у кількох місцях полягає в зібраними в одному блоці керування. Перевага тому, що навіть при нерівномірній концентрації полягає у спрощенні обслуговування і у компакткисню надто низький рівень в одному місці вже є ності конструкції загальної електроніки для зв'язку виявленим. Ще однією перевагою при застосуванта обробки даних для різних захищених зон. ні кількох датчиків є дублювання. Якщо один датВ оптимальному варіанті також може бути печик є пошкодженим або проводка до одного датчиредбачено, щоб блок керування по-різному встака є обірваною, функцію вимірювання може взяти новлював величину основного та максимального на себе інший датчик. рівнів інертизації в різних захищених зонах. НаУ разі, коли прокладання кабелів до різних даприклад, вміст кисню основного рівня інертизації у тчиків є проблематичним, сигнали від датчиків захищеній зоні 1а може бути нижчим за відповідне також можуть передаватися на блок керування у значення у захищеній зоні 1b. Перевагою такого безпровідному режимі. розділення с те, що в одній захищеній зоні може Альтернативою вимірюванню вмісту кисню в залишатися персонал, тоді як в іншій зоні вміст одному або кількох місцях також може бути вимікисню є настільки низьким, що перебування перрювання вмісту інертного газу у захищеній зоні в соналу в цій зоні є неможливим. Застосування одному або кількох місцях за допомогою одного такого розділення є можливим при зберіганні легабо кількох датчиків інертного газу. Переваги викозаймистих матеріалів у захищеній зоні і нормамірювання у кількох місцях відповідають перевально займистих матеріалів в іншій захищеній зоні, гам вимірювання концентрації кисню у кількох місдо якої зазвичай заходить персонал. цях. При цьому прямо вказується на те, що Далі спосіб згідно з винаходом докладніше поодночасне вимірювання як вмісту кисню, так і вміяснюється за допомогою фігур. сту інертного газу значно підвищує безпеку для Фігура 1: схематичне зображення захищеної людей, які перебувають у захищеній зоні. зони з відповідними джерелами інертного газу, а У ще одній оптимальній формі втілення винатакож вентильними, вимірювальними та керуючиходу сигнали датчиків кисню або датчиків інертноми пристроями, а також системою подачі свіжого го газу спрямовуються на блок керування. В оптиповітря та впускними насадками для системи помальному варіанті у цьому блоці керування дачі свіжого повітря. збираються всі електронні компоненти для обробФігура 2: приклад кривої концентрації кисню у ки сигналів датчиків. У блоці керування також збезахищеній зоні. рігаються різні алгоритми реакції на різні концентФігура 3: схематичне зображення пристрою рації газових сумішей. інертизації з двома приміщеннями та розраховаКрім того, блок керування у вдосконаленому ними на конкретні приміщення компонентами інерваріанті може вмикати й вимикати систему подачі тизації. свіжого повітря. Включення логіки керування для На Фігурі 1 схематично представлено приклад системи подачі свіжого повітря до блока керування принципової функції способу згідно з винаходом, також є вигідним з точки зору компактності консвключаючи відповідні контрольні та вимірювальні трукції завдяки централізованому збиранню всіх системи. При цьому трубопроводи показано жирвимірювальних та керуючих сигналів в одному ними і товстими лініями, а вимірювальні та керуючі електронному вузлі. лінії показано нормальними і тонкими лініями. ІнеВ оптимальному варіанті подача свіжого повіртний газ із джерела інертного газу 2 через вентря регулюється таким чином, щоб максимальний тиль 3а та одну або кілька випускних насадок 6а рівень інертизації не перевищувався. Крім того, не надходить у захищену зону 1а. При цьому джереперевищується основний рівень інертизації. Це ло інертного газу може бути виконане різними споозначає, що концентрація кисню у межах захищесобами. Типовим варіантом втілення є приготуної зони також при подачі свіжого повітря регулювання інертного газу з одного або кількох ється таким чином, щоб при основному рівні інеррезервуарів, наприклад, сталевих балонів. В альтизації. Можливість пожежі надійно виключалася. тернативному варіанті може застосовуватися геПри цьому є важливим, щоб подача свіжого повітнератор для вироблення інертного газу (наприря умикалася не пізніше, ніж тоді, коли досягаєтьклад, азоту) або суміші інертного газу та повітря. ся максимальний рівень інертизації, починаючи з Для підвищення надійності можливим також є дуякого виникає загроза для людей, які перебувають блювання первинного джерела газу, тобто, з можу захищеній зоні. ливістю використання у разі потреби вторинного У ще одному вигідному варіанті винаходу блок джерела інертного газу, яке може складатись або керування спостерігає за другою захищеною зозі стиснутого інертного газу у сталевих балонах, ною. Для цієї другої захищеної зони також передабо з генератора, який виробляє інертний газ. бачено систему подачі свіжого повітря, принаймні Концентрація інертного газу у захищеній зоні 1а 7 91041 8 регулюється через блок керування 4, який також На момент t3 досягається максимальна інертизуювпливає на вентиль 3а. Блок керування 4 встановча концентрація, яка допускається в захищеній люють таким чином, щоб у захищеній зоні 1а досязоні 1 і є нешкідливою для людей. Через збої сисгався основний рівень інертизації. Цей основний теми інертного газу, тобто, через безперешкодний рівень інертизації знижує ризик пожежі або вибухів приплив інертного газу в захищену зону конценту захищеній зоні 1а. Для підтримання цього основрація кисню після моменту t3 мала б постійно зниного рівня інертизації інертний газ із джерела інержуватися й перешкоджати безпечному перебувантного газу 2 через вентиль 3а та впускну насадку ню людей у захищеній зоні. Через контрольований для інертного газу 6а надходить у захищену зону згідно з винаходом приплив свіжого повітря, почи1а. У разі неправильної роботи цього пристрою, наючи з моменту t3, максимальний рівень інертитобто, коли, наприклад, вентиль 3а не закриваєтьзації не перевищується, тобто, концентрація кисню ся, або генератор, який виробляє інертний газ або у захищеній зоні залишається вищою за максимасуміш інертного газу та повітря, не вимикається, і, льний рівень інертизації. На Момент t3 також може таким чином, через впуск інертного газу 6а у забути передбачене спрацьовування аварійної сигхищену зону постійно надходить інертний газ, і налізації (на фігурах не показано). На момент t4 концентрація інертного газу у захищеній зоні посзнову досягається основний рівень інертизації, за тійно зростає, таким чином, що вміст кисню є знаякого можливість пожежі надійно виключалася. чно нижчим за основний рівень інертизації, почиДля підтримання протипожежного захисту на монає працювати представлений нижче механізм мент t4 подача свіжого повітря знову вимикається. згідно з винаходом. Блок керування 4 через датчик Фігура 3 показує ще один альтернативний вакисню 5а вимірює надто низьку концентрацію кисріант пристрою інертизації, який у цьому разі має ню і після цього надсилає сигнал на закриття вендва захищені приміщення 1а та 1b і розраховані на тиля 3а або сигнал на вимкнення генератора, який конкретні приміщення компоненти інертизації та виробляє інертний газ або суміш інертного газу та контролю. Захищена зона 1а у цьому разі контроповітря. Якщо ці дві умови виконуються, і якщо люється відповідно до деталей, вказаних в описі концентрація кисню у захищеній зоні 1а продовжує до Фігур 1 та 2. Додатково представлено ще одну знижуватися, про що також можуть сигналізувати захищену зону 1b з відповідними компонентами датчики інертного газу 12а на блоці керування 4, для інертизації та контролю. Вони включають вензапускається система подачі свіжого повітря 8а, тиль 3b, впуск інертного газу 6b, датчик кисню 5b, через яку в захищену зону 1а надходить додатковпуск для свіжого повітря 7b та систему подачі ве свіже повітря через один або кілька Впусків для свіжого повітря 8b. Представлений на Фігурі 3 блок свіжого повітря 7а. При цьому об'ємний потік свікерування 4 в альтернативному варіанті також жого повітря встановлюють таким чином, щоб наможе складатися з двох окремих блоків керування. віть при повному навантаженні системи, яка вироДва захищені приміщення 1a, 1b відокремлюються бляє інертний газ (яка або складається зі сталевих одне від одного перегородкою 9. Представлений балонів, або виконується як генератор), концентна Фігурі 3 блок керування 4 в альтернативному рація інертного газу у захищеній зоні 1а не могла варіанті може складатися з двох окремих блоків далі зростати. Таким чином забезпечується потрікерування. Захищена зона 1а, яка в цьому разі є бна концентрація кисню у захищеній зоні 1а навіть недоступною для персоналу, має інший (вищий) при виході з ладу блока керування для впуску інерівень інертизації, ніж захищена зона 1b, до якої, ртного газу у захищену зону 1а. Таким чином, занезважаючи на інертизацію, періодично може забезпечується надійне запобігання пожежі, і водноходити персонал. Захищена зона 1а може мати, час у разі потреби без ризику можуть залишатись наприклад, рівень інертизації, при якому конценту захищеній зоні 1а. рація кисню становить приблизно 13 об’ємн. %. Фігура 2 показує приклад можливої зміни конНатомість у захищеній зоні 1b через блок керуванцентрації кисню у захищеній зоні 1а. Концентрацію ня 4 забезпечується інший рівень інертизації, накисню встановлюють на основний рівень інертизаприклад 17 об’ємн. % кисню. Через негерметичції (задане значення), тобто, між верхнім та нижнім ність перегородки 9 це може призводити до заданим значенням. На момент t0 джерело інертнеконтрольованого перетікання інертного газу з ного газу активізується, і інертний газ спрямовузахищеної зони 1а до захищеної зони 1b. На Фігурі ється у захищену зону 1а. Завдяки цьому введен3 його представлено стрілками 101 Функція блока ню інертного газу у захищену зону 1а, керування 4 полягає в тому, щоб гарантувати різконцентрація кисню знижується між моментами t0 ний рівень інертизації в захищених приміщеннях та t1. На момент t1 джерело інертного газу знову 1а та 1b через подачу інертного газу через вентилі вимикається. На момент t2 концентрація кисню 3а та 3b, а у разі необхідності - через подачу свізнову повільно зростає, наприклад, через надхожого повітря за допомогою систем подачі свіжого дження в захищену зону свіжого повітря через повітря 8а та 8b та впусків для свіжого повітря 7а негерметичність по відношенню до навколишнього та 7b, як описано з посиланням на Фігуру 1. Венповітря. На момент t2 джерело інертного газу знотилі 3а та 3b у цьому разі також показано як венву активізується. Якщо джерело інертного газу тилі різних приміщень, оскільки різні захищені внаслідок дефекту перестає вимикатися, концентприміщення 1а та 1b представляють різні зони рація кисню в захищеній зоні все одно знижується. контролю. 9 Номери посилання 1а Перша захищена зона 1b Друга захищена зона 2 Джерело інертного газу 3а Вентиль 3b Вентиль 4 Блок керування 5а Датчик кисню 5b Датчик кисню 6а Впуск інертного газу 91041 10 6b 7а 7b 8b 9 10 11 12а 12b Впуск інертного газу Впуск для свіжого повітря Впуск для свіжого повітря Система подачі свіжого повітря Перегородка Напрямок потоку інертного газу Люди в захищеній зоні Датчик інертного газу Датчик інертного газу 11 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 91041 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601