DE102005009573B4

DE102005009573B4 - Anlage zur Permanentinertisierung eines brandgefährdeten Bereiches

Info

Publication number: DE102005009573B4
Application number: DE102005009573.9A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Zlatintsis Chrysafis
Original assignee: Minimax GmbH and Co KG
Current assignee: Minimax GmbH and Co KG
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: DE102005009573A1

Abstract

Anlage zur Permanentinertisierung eines brandgefährdeten Bereiches (6), bei der sich der brandgefährdete Bereich (6) über dem Bodeniveau der Anlage befindet, wobei – aus dem brandgefährdeten Bereich (6) in einem Raum (6), in dem sich eine obere Öffnung (5) befindet, durch die Gas austritt, – der Raum (6) mit der Öffnung (5) eine Verbindung zu einer unteren Öffnung (3) aufweist, die so angeordnet ist, dass zwischen beiden Öffnungen (3, 5) eine Druckdifferenz herrscht und – zwischen der unteren Öffnung (3) und dem Raum (6), in dem sich der brandgefährdete Bereich (6) befindet, ein Filter (2) angeordnet ist, das durch Ausscheiden von O2 aus der Umgebungsluft den O2-Anteil in der Anlage soweit absenkt, dass eine Brandgefahr nicht mehr gegeben ist, wobei der brandgefährdete Bereich (6) mit der Öffnung (5) den Maschinenraum der Gondel (4) einer Windkraftanlage darstellt, von der über eine Rohrleitung (7) lnertgas über einen Filter (2) und eine untere Öffnung (3) im Turm (1) angesaugt wird, oder wobei der brandgefährdete Bereich (6) mit der Öffnung (5) in einem oberen Gebäuderaum (6) angeordnet ist und über Rohrleitungen (7) lnertgas von einer unteren Öffnung (3) im Gebäude (8) über einen Filter (2) eintritt oder wobei der brandgefährdete Bereich (6) mit der Öffnung (5) in einem Siloraum (9) angeordnet ist und über Rohrleitungen (7) lnertgas von einer unteren Öffnung (3) und über einen Filter (2) eintritt.

Description

Die Neuerung betrifft eine Anlage zur Permanentinertisierung eines brandgefährdeten Bereiches entsprechend dem Oberbegriff des ersten Anspruches.
Die Anlage zur Permanentinertisierung eignet sich für Anlagen bei denen sich der brandgefährdete Raum oberhalb eines Bodenniveaus befindet. Das kann beispielsweise der Maschinenraum der Gondel einer Windkraftanlage darstellen, brandgefährdete Bereiche wie Lager in einem höheren Gebäude oder luftdurchlässiges Silogut in einem Silo.
Unter brandgefährdeten Bereichen im Sinne der vorliegenden Anmeldung sollten solche Räume verstanden werden, in denen es auf Grund von hohen Temperaturen zur Entzündung und zu Bränden in den betroffenen Räumen führen kann. In Silos gelagerte Güter, wie Futter oder Abfälle der Holzindustrie können sich durch hohen Druck in Silos stark erwärmen und selbst entzünden. Lagerräume in Gebäuden in denen leicht entzündliche Güter gelagert werden, können durch Defekte an technischen Anlagen entzündet werden und in Brand geraten. Ähnliches trifft auch für die Maschinenräume von Windenergieanlagen zu, die an der Spitze eines Turmes angeordnet sind und in denen hohe Temperaturen, beispielsweise durch Reibung in den Lagern oder technische Fehler entstehen können, so dass Feuer entsteht und es zum Brennen oder Abbrennen der Anlage kommen kann. Um das zu vermeiden werden die genannten Lager in Gebäuden ganz oder teilweise mit lnertgas gefüllt. In die brandgefährdeten Räume wird ein lnertgas eingeleitet oder eine Stickstoffatmosphäre geschaffen.
Aus DE 102 05 373 A 1 ist eine Windenergieanlage mit einem Turm und einer in der Spitze des Turmes angeordneten Gondel bekannt, bei der in den brandgefährdeten Bereichen, beispielsweise in der Gondel, der Sauerstoffanteil abgesenkt wird indem eine inerte Atmosphäre mittels einer Brennstoffzelleneinrichtung hergestellt wird. Um sowohl Turm, als auch Gondel mit lnertgas zu versorgen, muss gewährleistet sein, dass die betreffenden Zugänge zum Turm verschlossen sind bevor Stickstoff aus einem Vorratsbehälter eingeleitet oder auf andere Weise, beispielsweise durch die Brennstoffzelleneinrichtung, in die zu inertisierenden Räume gelangt. Nachteilig an diesem Vorschlag ist, dass eine Anlage zum Erzeugen der inerten Atmosphäre benötigt wird oder zumindest ein Vorratsbehälter für das inerte Gas vorhanden sein muss. Weiterhin werden in der Regel Zu- und Ableitungen und unter Umständen ein kompliziertes Regelsystem benötigt.
Gleiches trifft zu, wenn brandgefährdete Räume in Gebäuden mit lnertgas versorgt werden sollen oder aber in zu lagerndes Gut in einem Silo lnertgas eingeleitet wird.
Aus DE 198 11 851 C2 ist ein Zentrierungsverfahren zur Brandvermeidung- und -löschung in geschlossenen Räumen bekannt, mit dem der Sauerstoffgehalt auf ein Grundinertisierungsniveau abgesenkt wird und im Falle eines Brandes ein Vollinertisierungsniveau hergestellt wird. Das lnertisierungsniveau wird mittels eines Aggregates, beispielsweise einer Stickstoffmaschine hergestellt.
WO 2004/ 074 094 A2 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zum Einstellen der Stickstoff- und Sauerstoffkonzentration in Bereichen eines Flugzeuges. Das Verfahren umfasst das Trennen von Stickstoff aus der Umgebungsluft an Bord des Flugzeuges, wodurch Stickstoff mit hoher Konzentration hergestellt und dann in einen feuergefährdeten Bereich des Flugzeuges eingeleitet wird.
DE 103 45 250 A1 offenbart ein Feuerlöschverfahren für Windenergieanlagen, bei dem ein Löschmittel mit einem Sauerstoffanteil von weniger als 20% über eine Löschleitung an den Brandherd geleitet wird. Dabei bildet der Turm der Windenergieanlage zumindest teilweise die Löschleitung für das Löschmittel, das in einem Gasflaschenbündel gelagert wird.
Ferner ist aus WO 2003/ 066 169 A1 eine Windenergieanlage mit einem Turm und einer an der Spitze des Turmes angeordneten Gondel bekannt. Um eine Brandentstehung zu behindern oder einen entstehenden Brand schnell löschen zu können, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer inerten Atmosphäre im Turm und/oder in der Gondel und/oder in einem Nebengebäude vorgesehen.
Nachteilig an derartigen lnertisierungen ist nach dem bekannten Stand der Technik, dass eine Anlage vorhanden sein muss, mit der das lnertgas hergestellt wird und die Notwendigkeit besteht, das lnertgas durch Zwangslüftung in den brandgefährdeten Bereich der Anlage zu befördern. Diese Zwangsbelüftung kann technisch durch Ventilatoren oder andere Aggregate herbeigeführt werden. Sowohl das Herstellen des lnertgases als auch die Zwangsbelüftung führen nicht nur zu erhöhten Kosten der Anlage, sondern haben bei deren Ausfall zur Folge, dass eine zuverlässige lnertisierung nicht gewährleistet ist.
Es ist daher Aufgabe der Neuerung eine Anlage zur Permanentinertisierung von brandgefährdeten Bereichen in hohen Anlagen oder Gebäuden zu entwickeln, welche funktionssicher ist und bei geringem energetischen und apparativen Aufwand sicher funktioniert.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage zur Permanentinertisierung nach den Merkmalen des ersten Anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen genannt.
Die vorgeschlagene Lösung sieht vor, dass zur Permanentinertisierung eines brandgefährdeten Bereiches sich im brandgefährdeten Raum eine obere Öffnung befindet, durch die ein Gas austritt. Der brandgefährdete Raum weist eine untere Öffnung auf, wobei zwischen der oberen und der unteren Öffnung eine Druckdifferenz herrscht. Das setzt Gebäude oder Anlagen voraus, deren Höhe > als 10 Meter ist oder aber in denen sich obere und untere Öffnungen befinden, zwischen denen sich große Temperatur- oder Druckdifferenzen ausbilden, so dass es zu einer ständigen Durchlüftung des Gebäudes oder der Anlage kommt. Als Gebäude sind hohe Gebäude vorstellbar, hohe Silos oder aber auch Windkraftanlagen, deren Höhe in der Regel oberhalb von 20 bis 50 Meter liegt. Zwischen der unteren Öffnung und dem Raum, in dem sich der brandgefährdete Bereich befindet, ist ein Filter angeordnet durch den Sauerstoff aus der Umgebungsluft abgeschieden wird, so dass sauerstoffarmes Gas mit einem hohen N₂-Anteil in den brandgefährdeten Räumen vorhanden ist. Vorteilhafterweise sollte als Filter ein O₂ Filter angeordnet sein, der O₂ weitestgehend aus dem Gas entfernt, so dass nur noch N₂ vorhanden ist.
Mit dieser Anlage ist es bei hoher Betriebssicherheit und geringem apparatetechnischen und energetischen Aufwand möglich, brandgefährdete Bereiche in hohen Gebäuden und Anlagen zu inertisieren. Im Folgenden wird die Erfindung an drei Ausführungsbeispielen und drei Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 Windkraftanlage mit Anlage zur Permanentinertisierung.
2 Brandgefährdete Bereiche eines Gebäudes mit lnertgasfilter.
3 Silo mit eingebautem lnertgasfilter.
Die 1 zeigt den Turm 1 einer Windkraftanlage, in dessen unterem Ende eine untere Öffnung 3 mit einem lnertgasfilter 2 angeordnet ist. Durch die Temperatur (T₄ > T₃) und Druckdifferenzen entsteht eine Strömung durch die im Filter 2 das lnertgas entsteht und in Richtung auf die obere Öffnung 5 in der Gondel 4 gesogen wird, in der sich der Maschinenraum mit Windkraftanlage befindet, so dass in diesem Maschinenraum die Brandgefahr durch den hohen Anteil an N₂ minimiert ist. Vorteilhaft an dieser Anlage ist, dass keine zusätzlichen Betriebskosten für den lnertgastransport entstehen und die Kosten für die Installation des O₂-Filters ausgesprochen gering sind. Sofern der O₂-Filter direkt auf der Tür des Turmes installiert wird, kann nach Öffnen der Tür sauerstoffreiches Gas nachströmen, so dass die Windkraftanlage innerhalb kürzester Zeit begehbar ist.
Die 2 zeigt ein Gebäude 8, in dem brandgefährdete Räume 6 angeordnet sind, wobei inertgas durch einen O₂-Filter 2 nach der unteren Öffnung 3 in das Gebäude 8 gelangt und über Rohrleitungen 7 zu den brandgefährdeten Räumen 6 und danach über die obere Öffnung 5 das Gebäude 8 wieder verlässt. Bei dieser Ausführungsvariante kann mit geringem energetischen und apparativen Aufwand der brandgefährdete Bereich 6 und Gebäude 8 sicher und zuverlässig geschützt werden.
Die 3 zeigt ein Silo 8, dessen Silogut eine lockere Holzspänemischung, von lnertgas durchströmt wird, welches durch die untere Öffnung 3 und den Sauerstoffilter 2 angesaugt und gefiltert wird und das Silo 8 durch die obere Öffnung 5 wieder verlässt. Das Silo weist eine Höhe von 50 Meter auf, wobei es an der oberen Öffnung 5 im Bedarfsfall bei dichteren und weniger luftdurchlässigen Gütern mit einer Zusatzlüftung versehen sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Turm
2: Filter, lnertgasfilter, Sauerstofffilter, O₂-Filter
3: Öffnung unten
4: Gondel
5: Öffnung oben
6: Raum, obere Lager- oder Gebäuderäume, brandgefährdeter Bereich
7: Rohrleitung, Rohr
8: Gebäude, Silo
9: Siloraum
10: Silogut
T₃: Temperatur
T₄: Temperatur
p₅
p₆

Claims

Anlage zur Permanentinertisierung eines brandgefährdeten Bereiches (6), bei der sich der brandgefährdete Bereich (6) über dem Bodeniveau der Anlage befindet, wobei – aus dem brandgefährdeten Bereich (6) in einem Raum (6), in dem sich eine obere Öffnung (5) befindet, durch die Gas austritt, – der Raum (6) mit der Öffnung (5) eine Verbindung zu einer unteren Öffnung (3) aufweist, die so angeordnet ist, dass zwischen beiden Öffnungen (3, 5) eine Druckdifferenz herrscht und – zwischen der unteren Öffnung (3) und dem Raum (6), in dem sich der brandgefährdete Bereich (6) befindet, ein Filter (2) angeordnet ist, das durch Ausscheiden von O₂ aus der Umgebungsluft den O₂-Anteil in der Anlage soweit absenkt, dass eine Brandgefahr nicht mehr gegeben ist, wobei der brandgefährdete Bereich (6) mit der Öffnung (5) den Maschinenraum der Gondel (4) einer Windkraftanlage darstellt, von der über eine Rohrleitung (7) lnertgas über einen Filter (2) und eine untere Öffnung (3) im Turm (1) angesaugt wird, oder wobei der brandgefährdete Bereich (6) mit der Öffnung (5) in einem oberen Gebäuderaum (6) angeordnet ist und über Rohrleitungen (7) lnertgas von einer unteren Öffnung (3) im Gebäude (8) über einen Filter (2) eintritt oder wobei der brandgefährdete Bereich (6) mit der Öffnung (5) in einem Siloraum (9) angeordnet ist und über Rohrleitungen (7) lnertgas von einer unteren Öffnung (3) und über einen Filter (2) eintritt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (2) zwischen der unteren Öffnung (3) und dem brandgefährdeten Bereich (4, 6, 10) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (2) unmittelbar vor oder nach der unteren Öffnung (3) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Filter (2) ein O₂-Filter (2) angeordnet ist.