DE3850438T2

DE3850438T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verhütung von Explosionen und Feuern.

Info

Publication number: DE3850438T2
Application number: DE3850438T
Authority: DE
Inventors: Michael Oliver O'connell
Original assignee: CONNELL MICHAEL OLIVER O
Current assignee: Kidde IP Holdings Ltd
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2008-03-26
Also published as: PT87097A; GB2202440B; PT87097B; NO881355L; KR880010795A; NZ224042A; EP0288164A3; EP0288164B1; FI89009B; AR243393A1; IS3323A7; DK168588D0; IN172603B; EP0288164A2; CA1317852C; ATE107867T1; JPS63309277A; FI89009C; NO881355D0; FI881436A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Unterdrücken, Löschen oder Verhindern eines Brandes oder einer Explosion in einem Bereich, wobei eine Ladung eines Unterdrückungsmittels in den Bereich abgegeben wird in Reaktion auf Brand- oder Explosionsbedingungen in dem Bereich,
Die Bezeichnung "Einschließung", wie sie in der vorliegenden Beschreibung gebraucht wird, bezieht sich auf einen beliebigen begrenzten Raum wie z. B. einen Kanal, einen Hohlraum, einen Behälter, einen Sprühtrockner, eine Zyklone, einen Silo, Wirbelschichten, den Laderaum eines Schiffes, ein Fördergerät, einen Lagertank, ein Pumpengehäuse oder Vergleichbares, was geöffnet oder geschlossen werden kann, und was sich auf einem beliebigen Druck (d. h. ober- oder unterhalb Atmosphärendruck) oder einer beliebigen Temperatur (d. h. ober- oder unterhalb Umgebungstemperatur) befinden kann.
Es sind verschiedene Geräte zur Eindämmung oder Unterdrückung von Staubexplosionen in Behältern wie z. B. Trocknern, Zyklonen, Verbindungsrohren, Wirbelschichten und Pulversilos von Milchtrocknungsanlagen erhältlich. Alle Unterdrückungsgeräte arbeiten nach dem Prinzip, daß eine Explosion nicht eine Augenblickserscheinung ist, sondern eine meßbare Zeit in der Größenordnung von 40 bis 400 Millisekunden beansprucht, um sich zu einem zerstörerischen Druck aufzubauen. Während einer ersten Phase ist die Druckanstiegsrate klein; der maximale Druck erreicht etwa 10,4 KPa (1,5 psi). Danach steigt die Drucksteigerungsrate schnell an und erzeugt bis zu 690 KPa (100 psi) in einer zweiten Phase. Die Dauer der Druckanstiegsphase hängt von der Größe und Geometrie der Einschließung ab, in welcher die Explosion stattfindet. Es ist allgemein anerkannt, daß für eine geeignete Unterdrückung einer Explosion die einleitende Zündung innerhalb einer Zeitspanne in der Größenordnung von 10 bis 200 Millisekunden unterdrückt und gelöscht werden muß. Um diese Anforderung zu erfüllen, muß die Reaktionszeit eines herkömmlichen Unterdrückungsgerätes sehr kurz sein.
Herkömmliche Unterdrückungsgeräte umfassen im Allgemeinen einen Detektor für die Detektion des durch eine Explosion hervorgerufenen Druckanstiegs in einer früheren Druckphase von etwa 3,5 KPa (0,5 psi). Wenn die Explosionsbedingung in einer Einschließung auftritt, gibt ein Steuersystem ein Signal ab, um eine Membran am Auslaß eines Unterdrückungsfüllungsbehälters bersten zu lassen, wodurch eine Füllung des Unterdrückungsmittels in die Einschließung eingeführt wird. Derartige Unterdrückungssysteme unterbrechen den Wärmetransport zwischen den Teilchen und brechen so die Verbrennungskette auf und verhindern den schnellen Druckanstieg.
Es werden drei allgemein erhältliche Unterdrückungsmittel verwendet. Dies sind Chlorobrommethan (Halon 1011 (Warenzeichen)), Trockenpulver auf der Basis von Mono- Ammoniumphosphat (MAP), und Wasser. Es ist von Moore in The Chemical Engineer, Nov. 1986 und Dez. 1984 berichtet worden, daß Halon 1011, MAP-Pulver und Wasser hinsichtlich der Unterdrückung von Explosionen wirkungsvoll sind. Die Wirksamkeit dieser drei verschiedenen Typen von Unterdrückungsmitteln variiert jedoch in Abhängigkeit von der Art der Explosion. Halon und MAP können die Behälter, in welche sie eingeführt werden, kontaminieren, was, insbesondere in der Lebensmittelindustrie, ein beträchtlicher Nachteil ist. Herkömmliche Wasser-Unterdrückungsgeräte haben eine kurze Zeitspanne der Wirksamkeit und ihre Verwendung birgt ein höheres Risiko der Wiederentzündung.
Vergleichbare Anmerkungen lassen sich zur Löschung eines Feuers in irgendeinem Gebiet machen. "Feuer" bezieht sich in diesem Zusammenhang auf eine Flammenfront, die sich mit einer beliebigen Geschwindigkeit bewegt, und nicht allein auf eine Explosion, die als ein sich schnell bewegendes Feuer charakterisiert werden kann. Die Unterscheidung zwischen den Begriffen "Feuer" und "Explosion" ist nicht klar definiert, und die Ausdrücke können beim Lesen dieser Beschreibung ausgetauscht werden, wenn immer es der Zusammenhang erlaubt.
Die US-A4,394,868, die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, offenbart ein Gefahrenunterdrückungsgerät zur Verhinderung von Feuer und Explosionen in begrenzten Zonen. Dieses Gerät umfaßt Behältermittel in Form eines Tanks mit einem Feuerunterdrückungsmittel wie z. B. Halon 1301, einen Auslaß, durch welchen das Unterdrückungsmittel in die begrenzte Zone eingeführt wird, und Ventilmittel zur Schließung des Auslasses, wobei die Ventilmittel als eine selektiv betreibbare zerstörbare Scheibe ausgebildet sind, welche zerstört wird, wenn in der begrenzten Zone ein vorgewählter Gefahrenzustand detektiert wird.
Die US-A-3,135,330 offenbart eine unter Druck stehende Wasserquelle, eine Leitung zur Führung des Wassers an die Brandstelle, eine Steuerung in der Leitung, und ein Brandmeldegerät, welches das Steuerventil zur Abgabe des Wassers betätigt, wenn ein Brand detektiert wird.
Es besteht ein Bedarf für ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Unterdrückung, Löschung oder Verhinderung eines Brandes oder einer Explosion.
Die vorliegende Erfindung stellt ein solches verbessertes Verfahren und eine solche verbesserte Vorrichtung zur Verfügung.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Einführung einer Wasserfüllung in ein Behältermittel, das ein Auslaßmittel hat, welches durch ein Ventil geschlossen wird; Erhitzen und Unter-Druck-Setzen des Wassers in dem Behältermittel, um den Flüssigkeitswärmeinhalt des Wassers in dem Behältermittel auf einen Wert zu erhöhen, bei welchem bei Abgabe in den Bereich mit niedrigerem Druck ein Teil des unter Druck stehenden, heißen Wassers Tröpfchen bildet und ein anderer Teil des Wassers als Dampf verzischt;
Aufrechterhaltung der Bedingungen von erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck des Wassers in dem Behältermittel;
Erfassen von Brand- oder Explosionsbedingungen in dem Bereich; und
Öffnen des Ventils in Reaktion auf das Auftreten von Brand- und Explosionsbedingungen in dem Bereich, um heißes Wasser mit erhöhtem Flüssigkeitswärmeinhalt aus dem Behältermittel bei einem Druck in den Bereich einzuführen, welcher über dem Druck in dem Bereich liegt, so daß ein Teil des unter Druck stehenden, heißen Wassers, dessen Temperatur und dessen entsprechender Druck durch das Heizelement erhöht und durch das Steuerelement aufrechterhalten wurden, in Wassertröpfchen aufgespalten wird, und so daß ein anderer Teil des Wassers beim Eintritt in den Bereich mit niedrigerem Druck als Dampf verzischt, wodurch von den Tröpfchen eine Dampfwolke gebildet wird und der Entspannungsdampf einen Brand oder eine Explosion in dem Bereich löscht oder verhütet und ein erneutes Aufflammen verhindert.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Wasserfüllung in dem Behältermittel auf eine Temperatur erhitzt, die bei dem Druck, der in dem Behältermittel herrscht, unter dem Siedepunkt des Wassers liegt.
Die Erfindung stellt weiterhin eine Vorrichtung zur Verhütung von Gefahren zur Verfügung, die so konstruiert und angepaßt ist, daß damit das Verfahren nach der Erfindung ausgeführt werden kann, wobei es sich um eine Vorrichtung des Typs handelt, die Behältermittel mit einem Auslaßmittel, durch welches das Feuer- oder Explosionsunterdrückungsmittel in den Bereich eingeführt wird, und mit einem Ventil aufweist, gekennzeichnet, dadurch, daß
das Feuer- oder Explosionsunterdrückungsmittel unter Druck stehendes Wasser mit einem erhöhten Flüssigkeitswärmegehalt bei einem Druck in dem Behältermittel ist, der über dem Druck in dem Bereich, in welchen es abgegeben wird, liegt, und dadurch, daß die Vorrichtung folgende Elemente einschließt:
ein Heizmittel zum Erhitzen des Wassers, um den Flüssigkeitswärmeinhalt des Wassers in dem Behältermittel auf einen Wert zu erhöhen, bei welchem bei der Abgabe in den Bereich mit niedrigerem Druck ein Teil des unter Druck stehenden Wassers Tröpfchen bildet und ein anderer Teil des Wassers als Dampf verzischt;
ein Steuermittel zur Aufrechterhaltung der Bedingungen der erhöhten Temperatur und des erhöhten Drucks des Wassers in dem Behältermittel;
ein Sensormittel zum Feststellen von Brand- oder Explosionsbedingungen in dem Bereich; und
ein Betätigungsmittel, das auf das Sensormittel anspricht, um das Ventil in Reaktion auf das Auftreten von Brand- oder Explosionsbedingungen in dem Bereich zu öffnen, um unter Druck stehendes, heißes Wasser mit einem erhöhten Flüssigkeitswärmeinhalt aus dem Behältermittel mit einem Druck in den Bereich einzuführen, der höher liegt als der Druck in dem Bereich, wodurch beim Einsatz ein Teil des unter Druck stehenden, heißen Wassers, dessen Temperatur und dessen entsprechender Druck durch das Heizmittel erhöht und durch das Steuermittel aufrechterhalten wurden, in Wassertröpfchen aufgespalten wird und ein anderer Teil des Wassers beim Eintritt in den Bereich mit dem niedrigeren Druck als Dampf verzischt, wodurch von den Tröpfchen eine Dampfwolke gebildet wird und der Entspannungsdampf einen Brand oder eine Explosion in dem Bereich löscht oder verhütet und ein erneutes Aufflammen verhindert wird.
Ein Vorteil der Verwendung von unter Druck stehendem, heißen Wasser ist, daß, zusätzlich zur Benutzung der bereits bewährten Unterdrückungseigenschaften des Wassers, auch zischender Dampf benutzt wird, welcher bei der Entspannung vom Arbeitsdruck des Gerätes auf Atmosphärendruck ein zusätzliche Geschwindigkeit mitgibt, so daß folglich die Reaktionszeit bei der Unterdrückung von Explosionen oder der Löschung von Bränden sehr kurz ist. Weiterhin helfen die Wassertröpfchen und der zischende Dampf bei der Verhinderung des Aufflammens eines sekundären Brandes oder einer sekundären Explosion. Darüber hinaus ist es erheblich billiger als vorhandene Unterdrückungssysteme, weil das Unterdrückungsmittel frei erhältlich ist und leicht in den Unterdrückungsmittelbehälter eingefüllt werden kann. Schließlich ist das Unterdrückungsmittel sicher, nicht-kontaminierend, nicht-korrodierend und ungiftig.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zur Anwendung bei der Unterdrückung, dem Löschen oder der Verhütung von Bränden oder Explosionen in einem Gehäuse vorgesehen, bei welcher das Behältermittel eine Rohrleitung einschließt, die so angeordnet ist, daß sie bei der Nutzung über das Auslaßmittel mit dem Gehäuse in Verbindung steht. Vorzugsweise umfaßt die Rohrleitung eine Ringleitung, die eine Vielzahl von Auslaßmitteln umfaßt, die voneinander getrennt sind, wobei die Ringleitung so angeordnet ist, daß sie sich in der Nutzung im wesentlichen um das Gehäuse erstreckt. Vorzugsweise schließt die Rohrleitung einen Abschnitt ein, der so angeordnet ist, daß er in der Nutzung wenigstens längs eines Abschnitts des Gehäuses verläuft, und der eine Vielzahl von Auslaßmitteln hat, die im Abstand zueinander angeordnet sind. Die Heizmittel können ein Mittel zum Erhitzen der Rohrleitung aufweisen, wobei das Heizmittel ein Dampfheizungs- oder ein elektrisches Heizelement oder ein Heißlufttrockner ist.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung schließen die Behältermittel einen Druckbehälter ein. In diesem Fall können die Heizmittel ein elektrisch betriebenes Heizelement oder eine Heizrohrschlange umfassen, durch welche in der Nutzung Dampf geführt wird, um das Wasser im Druckbehälter zu erhitzen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Auslaßventilmittel ein Membranmittel, das eine Wirkdruckmembran mit zwei voneinander getrennten Membranen aufweist, zwischen denen ein unter Druck stehender Raum gebildet wird, und daß das Betätigungsmittel so aufgebaut ist, daß es den Druck in den raum entspannt, so daß die Membranen in Reaktion auf die vorgegebenen Bedingungen bersten können. Das Betätigungsmittel kann ein Ventil umfassen, das in Reaktion auf das Auftreten von Explosionsbedingungen in dem Gehäuse aktiviert werden kann, wobei das Ventil bei Betätigung dazu dient, den Druck in dem Raum freizusetzen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind Mittel vorhanden, um den Luftraum zwischen den Membranen auf ein Minimum zu reduzieren. In einem Fall ist der Raum mit einem nicht-komprimierbaren Fluid wie zum Beispiel Wasser oder einer inerten Flüssigkeit mit hohem Siedepunkt wie zum Beispiel Glykol unter Druck gesetzt. In einem anderen Fall kann der Raum teilweise mit einer Einlage gefüllt sein, die so angeordnet ist, daß sie beim Bersten der Membran aus dem Raum ausgestoßen wird. Die Einlage ist vorzugsweise aus einem inerten, vorzugsweise wasserlöslichen Material. Die Mittel zur Detektion der Explosionsbedingungen in der Einschließung können einen Membran-Druck-Detektor, einen Druckaufnehmer, einen U-Rohr-Detektor, einen Hitzesensor oder einen Infrarotdetektor umfassen.
Die Erfindung kann besser anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels verstanden werden, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung in der Anwendung auf einer Trocknungsanlage zeigt;
Fig. 3 eine ebene, teilweise geschnittene Ansicht eines Teils einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 in der Anwendung auf einem Sprühtrockner zeigt;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teils von Fig. 3 zeigt;
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines anderen Teils der Vorrichtung von Fig. 2 in der Anwendung auf einem Kühlbett;
Fig. 6 ein Diagramm des Druckanstiegs über der Zeit einer nicht-unterdrückten Explosion;
Fig. 7 ein Diagramm des Druckanstiegs über der Zeit einer mittels des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung unterdrückten Explosion;
Fig. 8 ein Flußdiagramm einer Wirkdruckmembran gemäß der Erfindung, in der Anwendung;
Fig. 9 eine schematische perspektivische Ansicht einer anderen Vorrichtung nach der Erfindung zeigt;
Fig. 10 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Vorrichtung nach der Erfindung zeigt; und Fig. 11 eine Seitenansicht auf der Linie XI-XI in Fig. 10 zeigt.
Unter Bezug auf die Zeichnungen und zunächst auf Fig. 1 ist dort eine Vorrichtung 1 für die Unterdrückung, die Löschung oder die Verhinderung eines Brandes oder einer Explosion in einem Bereich gezeigt. In diesem Fall ist die Vorrichtung insbesondere für die Unterdrückung von Explosionen in einer Einschließung 2 ausgelegt. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter, welcher in diesem Fall eine unter Druck stehende Unterdrückungseinheit 5 umfaßt. Die Einheit 5 ist in diesem Fall von allgemein zylindrischer Form und hat einen Auslaß 7, welcher über ein Ellbogenstück 3 mit einer Einlaßöffnung 4 an der Einschließung 2 verbunden ist. Ein Füllung 8 mit Wasser wird in die Unterdrückungseinheit 5 eingefüllt und in der Einheit mittels Heizmitteln erhitzt, die in diesem Fall ein elektrisches Heizelement 9 umfassen, welches das Wasser auf eine Temperatur erhitzt, die unterhalb des Siedepunktes des Wassers bei dem in der Einheit aufrechterhaltenen, speziellen Druck liegt. Der Druck in der Unterdrückungseinheit 5 wird durch Luft oder irgendein geeignetes inertes Gas aufrechterhalten. Im vorliegenden Fall, in welchem die Einheit keine vorher unter Druck gesetzte Einheit ist, wird der Druck durch den erzeugten Dampf geliefert.
Der Auslaß 7 der Unterdrückungseinheit 5 ist durch Ventilmittel abgeschlossen, welche in diesem Fall eine sehr schnelle Wirkdruckmembran 10 umfassen, die, wie weiter unten näher erläutert wird, eingerissen wird, um als Reaktion auf in der Einschließung auftretende Explosionsbedingungen eine Wasserfüllung aus der Unterdrückungseinheit 5 in die Umschließung 2 hinein abzugeben. Ein Verteiler kann am Einlaß zum Behälter angeordnet sein, um die Füllung des unter Druck stehenden, heißen Wassers beim Bersten oder Reißen der Wirkdruckmembran 10 in die Einschließung hineinzulenken.
In der Anwendung wird eine Wasserfüllung durch einen Füllstutzen 16 in die Unterdrückungseinheit 5 eingefüllt und das Wasser bis zu einem gewünschten Druck, z. B. 3,5 MPa (500 psi), unter Druck gesetzt. Das Wasser wird dann mittels des Heizelementes 9 auf eine gewünschte Temperatur erhitzt, die unterhalb der Siedetemperatur des Wassers bei dem in der Unterdrückungseinheit herrschenden Druck liegt. Im Fall eines Druckes von 3,5 MPa (500 psi) kann das Wasser auf eine Temperatur von 232ºC (450 Grad F) erhitzt werden. Steuermittel (nicht gezeigt) können benutzt werden, um die Temperatur und den Druck auf den richtigen Niveaus zu halten. Druck kann durch komprimiertes Gas wie z. B. Luft oder Stickstoff oder durch den Aufheizeffekt der Wasserfüllung oder durch eine Kombination von beidem zugeführt werden.
Wenn Explosionsbedingungen in der Einschließung 2 auftreten, schickt ein Detektor für Explosionsbedingungen, z. B. ein Membrandetektor, ein Signal über ein Steuersystem, um die Membran 10 einzureißen und ein Füllung von unter Druck stehendem, heißem Wasser aus der Unterdrückungseinheit 5 in die Einschließung 2 hinein abzugeben. Da das Wasser unter einem bedeutend höheren Druck steht als der in der Einschließung 2 herrschende, wird, wenn das Wasser in die Einschließung eintritt, ein Teil des Wassers in Wassertröpfchen umgewandelt, um die Flammenfront einer Verpuffung zu unterdrücken. Ein anderer Teil des Wassers zischt als zischender Dampf heraus, um die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre zu reduzieren. Die Wolke aus zischendem Dampf bleibt in der Einschließung in der Schwebe und verhindert so eine sekundäre Explosion.
Wenn das Wasser unter Druck erhitzt wird, steigt die Temperatur, so daß der Flüssigkeitswärmeinhalt des Wassers ebenfalls steigt. Der Flüssigkeitswärmeinhalte des auf hoher Temperatur und hohem Druck befindlichen Wassers wird bei niedrigeren Temperaturen als latente Wärme abgegeben und verzischt einen Anteil der Flüssigkeit in Form von zischendem Dampf. Mehr als 70% der Flüssigkeit können bei Atmosphärendruck verzischt werden. Bei der Entladung bildet das Wasser in herkömmlicher Weise Wassertröpfchen, um die Verpuffung zu unterdrücken. Zusätzlich reduziert der zischende Dampf die Sauerstoffkonzentration in der Einschließung unter ein Niveau, welches die Verbrennung unterstützt, und verhindert so ein Aufflammen.
Der anfängliche Füllung des unter Druck stehenden, heißen Wassers kann ein dauernder Dampfauslaß aus einer Prozeßdampfleitung nachfolgen, wenn die Membran 10 birst oder durch Aktivierung eines festen Wassersprühsystems, um die Aufrechterhaltung der Unterdrückungsbedingungen zu unterstützen und ein Aufflammen in der Einschließung zu verhindern.
Vorzugsweise kann der Unterdrückungsbehälter mit der Einschließungswand durch einen Abschnitt mit flexibler Rolle verbunden werden, um Gewicht und Impuls von der Einschließung 2 aufzunehmen. Um die Sterilität in der Einschließung aufrechtzuerhalten, kann ein Stopfen am Auslaß zur Einschließung vorgesehen werden, welcher durch den Entladungsdruck ausgeblasen wird.
Vorzugsweise soll die Entladungszeit für den Druckbehälter proportional sein zum Druck, zur Querschnittsfläche der Entladungsöffnung und zur zu überbrückenden Entfernung. Verschiedene Ausgestaltungen der Öffnung können verwendet werden, um die beste Wirkung zu erreichen, und die Unterdrückungseinheiten können an einer Anzahl von unterschiedlichen Stellen um die Einschließung herum angeordnet sein, um die beste Wirkung zu erzielen.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht es, die Eigenschaften des Wassers zu verbessern und so eine einzigartige Kombination aus Unterdrückungsqualitäten und Verhinderungsqualitäten zur Verfügung zu stellen.
Ein zweiter großer Vorteil ist, daß, wenn die Einheit sich leert, der erzeugte Volumenzuwachs sofort durch zischenden Dampf ausgefüllt wird. Dies erzeugt eine Bedingung, bei der der Entladungsdruck der Einheit nahezu konstant ist. Da der Druck erheblich größer bleibt, wenn unter Druck stehendes, heißes Wasser anstelle eines inerten Gases wie Stickstoff verwendet wird, ist die Entladungsgeschwindigkeit V1 ebenfalls größer.
Der dritte große Vorteil des Verfahrens ist, daß, weil nur ein Teil der überschüssigen Wärme zur Selbstausstoßung des Wassers aus dem Behälter verwendet wird, die verbleibende Überschußwärme zur Verrichtung anderer Arbeit zur Verfügung steht. Diese Überschußwärme erreicht unter atmosphärischen Bedingungen wieder ihr thermisches Gleichgewicht, indem sie sich in Dampf umwandelt. Bei der Umwandlung in Dampf expandiert sie im Vergleich zum flüssigen Zustand erheblich. So nimmt z. B. 1 kg Wasser ein Volumen von 0,001 m³ ein, 1 kg Dampf bei atmosphärischen Bedingungen dagegen eine Volumen von 1,673 m³. Daher nimmt der Dampf dann ein Volumen ein, welches 1630 mal größer ist als das ursprüngliche Volumen. Diese starke Expansion bewirkt eine große sekundäre Geschwindigkeit V2. Die Expansion zerstäubt auch das Wasser in sehr feine Teilchengrößen, vergleichbar mit molekularen Fragmenten. Dies ergibt eine Dampfwolke, die in der Schwebe bleibt und eine Explosion unterdrückt und wirksam eine sekundäre Wiederzündung verhindert.
Die einzigartige Kombination des nahezu konstanten Entladungsdrucks, welcher V1 ergibt, kombiniert mit der sekundären Geschwindigkeit V2 ermöglicht es, Unterdrückungseinheiten mit sehr geringen Drücken zwischen 2 und 10 Bar zu konstruieren und dennoch Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, welche über die von höher geladenen Einheiten hinausgehen.
Weil das System ein frei erhältliches Unterdrückungsmittel verwendet, welches leicht in den Unterdrückungsbehälter eingefüllt werden kann, ist es erheblich billiger als herkömmliche Unterdrückungssysteme.
Zusätzlich kann, da der Druck des Unterdrückungssystems gesteuert werden kann, das System leicht für Inspektionen oder eine Reinigung der Einschließung, an welcher es angebracht ist, abgeschaltet werden. Weiterhin kann der Druck im Behälter leicht thermostatisch durch eine Steuerung der Temperatur verändert werden. Weiterhin ist das verwendete Unterdrückungsmittel sicher, nicht-kontaminierend, nicht-korrodierend und ungiftig.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung wird, wenn bei der Entladung eine Füllung von unter Druck stehendem, heißen Wasser der Druck fällt, zischender Dampf sofort das Volumen der Unterdrückungseinheit füllen und einen im wesentlichen konstanten Druck aufrechterhalten. Daher können die Unterdrückungsbehälter bei einem im wesentlichen konstanten hohen Druck geleert werden und haben so eine erheblich schnellere Reaktionszeit. In herkömmlichen Anordnungen werden die Unterdrückungseinheiten mittels eines Treibgases unter Druck gesetzt. Wenn der Unterdrückungsbehälter geleert wird, verliert das treibende Gas an Druck und erhöht so die Zeit, die zur Leerung der Unterdrückungsmittel- Füllung benötigt wird. Um dies zu kompensieren, ist üblicherweise ein sehr hoher Druck erforderlich. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung jedoch haben dieses Problem wegen der kompensierenden Entladungsdruckverbesserung im Zusammenhang mit dem zischenden Dampf und der Dampfexpansion nicht.
Darüber hinaus wird die Einschließung gegen sekundäre Wiederzündung unempfindlich gemacht durch Sättigung, Wärmeübertragungs-Interferenz und Sauerstoffreduktion.
Abhängend von den Eigenschaften des behandelten Materials kann die Wiederzündung durch ein Befeuchten der Teilchen verhindert werden. In diesem Fall werden die Betriebsparameter berechnet, und auf der Basis der maximalen Staub- oder Pulverkonzentrationen wird das Wasservolumen berechnet, welches für die Steigerung des Feuchtegehalts der Teilchen bis zu einem Niveau benötigt wird, auf welchem eine Wiederzündung nicht mehr auftritt. Dies ist insbesondere wichtig für hygroskopische Stäube wie z. B. Magermilchpulver.
Die Wolke aus Dampf und atomisierten Wasserteilchen bleibt beim Einsatz in der Schwebe und bildet eine Feuchtigkeitsbarriere zwischen den Staubteilchen, welche die Wiederzündung verhindert.
Der Dampf reduziert also erheblich das Niveau des Sauerstoffs auf ein Niveau, welches das Wiederzünden nicht unterstützt. Das verwendete Dampfvolumen ist derart, daß die Mischung aus Luft und Dampf volumenmäßig auf 14% reduziert ist. Die folgende Berechnung kann benutzt werden, um das Gewicht des Wassers zu bestimmen, welches zum Erhitzen benötigt wird, um das erforderliche Dampfvolumen bei atmosphärischem Druck zu erzeugen.
Behältervolumen = V
für ein Volumen V von Luft ergeben sich 0,22V 02 und 0,78V Stickstoff
Um 14% O&sub2; zu erhalten:
14/100 = 0,22V/V+x wobei x das zugefügte Gas- bzw. Dampfvolumen ist.
Lösen dieser Gleichung gibt x= 0,57V.
Das von 1 lb (454g) Dampf bei Atmosphärendruck eingenommene Volumen beträgt 26,8 ft³ (0,76 m³).
Das Gewicht des benötigten Dampfes ist daher = 0,57V/26,8 = 0,02V lbs (= 9,08Vg) (1).
Verschiedene Arbeitsdrücke ergeben verschiedene Volumen an zischendem Dampf. Bei einem Arbeitsdruck von P&sub0; hängt die Menge an zischendem Dampf von dem Flüssigkeitswärmeinhalt hL beim Arbeitsdruck P&sub0; ab, und von den atmosphärischen Bedingungen, welche sind: latente Wärme L = 970,4 Btu/lb (539 cal/g) und Flüssigkeitswärmeinhalt hL = 180 Btu/lb (100 cal/g).
Die Menge des zur Verfügung stehenden zischenden Dampfes pro Gewichtseinheit an unter Druck stehendem, heißen Wasser ist daher
Wird die Gleichung (1) oben kombiniert, kann das Gesamtgewicht (W) des Wasser, welches zur Aufheizung auf die Arbeitsbedingungen für P&sub0; benötigt wird, wie folgt berechnet werden:
wobei
V = Behältervolumen in ft³ (1 ft³ = 0,0283 m³)
hL = Flüssigkeitswärmeinhalt beim Arbeitsdruck P&sub0;
W = Gewicht (in lb) des Wassers, welches erhitzt werden muß, um den gewünschten Gehalt an zischendem Dampf bei Atmosphärendruck für die Reduktion der Sauerstoffkonzentration in dem Behälter auf 14 Volumen-% zu erhalten (1 lb = 454 g)
Für zu schützende Einschließungen werden normalerweise eine Anzahl von Unterdrückungsvorrichtungen nach der Erfindung an der Einschließung an vorgewählten Stellen angebracht, um maximale Ausbreitungs- und Explosionsunterdrückungseigenschaften zu erreichen.
Die Einheiten können so konstruiert werden, daß sie eingeschlossene Verpuffungen praktisch aller Gase, Dämpfe und Stäube unterdrücken oder Löschen können. Sie haben spezielle Anwendungen in der petrochemischen, chemischen, pharmazeutischen, Nahrungsmittel und landwirtschaftsbezogenen Industrie.

Beispiel

Eine Testvorrichtung zur Explosionsunterdrückung wurde konstruiert unter Bezug auf den Internationalen Standard ISO 6184. Der Behälter war zylindrisch mit einem Volumen von ungefähr 2,5 m³ und einem Verhältnis von Länge zu Breite von 2. Die Staubverteilungsvorrichtung umfaßte zwei Sätze von Sprühringen, von denen jeder 15 Sprühlöcher mit einem Öffnungsdurchmesser von 5 mm aufwies. Jeder Sprühring wurde aus einem 5-Liter-Pulvertöpfen gespeist. Gezündet wurde mittels zweier pyrotechnischer Zünder mit einer Gesamtenergie von 10 KJ. Die Zünder wurden mittels einer Niederspannungsquelle unter der Kontrolle eines PLC gezündet, welcher eine gleichbleibende Verzögerung nach der Staubverteilung festlegt. Pulver wird aus den Töpfen abgegeben und in den Behälter gesprüht. Nach einer festen Verzögerung, die typischerweise 600 Millisekunden beträgt, werden die Zünder gezündet und zwei Druckaufnehmer zeichnen die Druckveränderungen auf.
Zunächst wurde ein Test mit nicht-unterdrückter Explosion mit Magermilchpulver durchgeführt und die resultierende Kurve des Druckes in bar über der Zeit in Millisekunden ist in Fig. 6 wiedergegeben. In Fig. 6 sind:
X-Achse - jeder Abschnitt 50 Millisekunden
Y-Achse - jeder Abschnitt 1 bar
Mittelzeit - 2000 Millisekunden
Zündzeit - 1758,64 Millisekunden
Ventilzeit - 987,658 Millisekunden
Maximaldruck - 6,3 bar
Es ist festzuhalten, daß dort eine Anfangsphase existiert, in der die Druckanstiegsrate vergleichsweise klein ist, gefolgt von einer zweiten Phase mit einer hohen Druckanstiegsrate.
Ein Test mit unterdrückter Explosion wurde dann unter Verwendung von unter Druck stehendem, heißen Wasser in demselben Behälter durchgeführt, und zwar unter den folgenden Bedingungen und unter Verwendung desselben Materials wie beim Test mit nicht-unterdrückter Explosion.
Druck: 9,1 bar gemessen
Temperatur: 180ºC
Wasserinhalt: 1,5 Liter
Wasserinhalt/m³ des Behälters = 0,65 Liter/m³
Auslaßdurchmesser = 3'' (7,6 cm) kein Auslaß-Stutzen
Die resultierende Kurve des Druckes in bar über der Zeit in Millisekunden ist in Fig. 7 wiedergegeben. In Fig. 7 sind:
X-Achse - jeder Abschnitt 100 Millisekunden
Y-Achse - jeder Abschnitt 0,025 bar
Mittel zeit - 1750 Millisekunden
Zündzeit - 1737,22 Millisekunden
Ventilzeit - 949,583 Millisekunden
Aus den Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, daß der Maximaldruck durch das Unterdrückungsverfahren und die -vorrichtung nach der Erfindung von ungefähr 6,3 bar auf ungefähr 0,35 bar reduziert wird und so die Explosion unterdrückt. Dies wird billig, sicher, schnell und unter Verwendung eines den Behälter nicht kontaminierenden Unterdrückungsmittels erreicht.
In den Fig. 2 bis 5 sind Explosionsunterdrückungs-Vorrichtungen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche in der Anwendung auf einem Sprühtrockner 20, einem Kühlbett 21, einer Bank von Zyklonen und Verbindungsrohren gezeigt wird. Die Vorrichtung umfaßt Behälter, in diesem Fall Hauptrohrleitungen 25 für das unter Druck stehende Wasser, von denen jede eine Vielzahl von beabstandeten Auslässen 26 aufweist, die jeweils durch Ventilmittel wie z. B. eine Wirkdruckmembran 24 verschlossen sind, welche zerrissen wird, wenn Explosionsbedingungen in der Einschließung auftreten, um die Füllung von unter Druck stehendem, heißen Wasser in die Einschließung hinein zu entleeren. Jeder Auslaß 26 ist mit der Einschließung 20, 21 oder 22 durch einen flexiblen Edelstahlbalgen 27 verbunden. Wasser wird in jeder Rohrleitung 25 durch eine elektrische Oberflächenheizwicklung 28 geheizt, die thermostatisch gesteuert wird, um eine gewünschte Temperatur des unter Druck stehenden Wassers in der Rohrleitung 25 aufrechtzuerhalten. Es ist eine Wärmeisolierung 29 vorgesehen (von der nur ein Teil in den Zeichnungen wiedergegeben ist), und zwar für jede Rohrleitung 25 und die Entleerungs-Auslässe 26. Zur Erhöhung der Behälterkapazität können zumindest für die Hauptrohrleitungen mit größerem Durchmesser unter Druck stehende Unterdrückungsbehälter vorgesehen werden. Die unter Druck stehende ringförmige Hauptrohrleitung kann auch ohne Behälter benutzt werden, indem die Leitung nur teilweise mit Wasser gefüllt wird und so Raum für expandiertes Wasser und Frontraum für zischenden Dampf geschaffen wird.
Ein Vorteil bei der Verwendung einer Ringrohrleitungsanordnung für geeignet geformte Einschließungen wie z. B. den Trockner 20 und die Zyklone 22 ist, daß sie selbst leicht den Entleerungsstrahl des unter Druck stehenden Wassers aufrechterhalten kann, wenn es entladen wird.
Das Aufheizen mittels einer elektrischen Heizwicklung ermöglicht es, die Temperatur einfacher und wirkungsvoller zu steuern und es erhält eine gleichförmige Temperatur aufrecht, die eine ausgewogene Entleerung sicherstellt. Zusätzlich können die Rohrleitungseinheiten, ob in Ringform oder in geraden Abschnitten, leicht hergestellt und an jede beliebige Anwendung angepaßt werden.
Es ist festzuhalten, daß, um eine Entladung zu ermöglichen und Frontraum und Druck aufrechtzuerhalten, jeder der Auslässe der Unterdrückungseinheit, sei es ein Behälter oder eine Rohrleitung, so angeordnet ist, daß ein gefüllter Abschnitt zwischen dem Behälter und der Entladung in die Einschließung vorhanden ist.
In Fig. 8 ist eine Membraneinheit 40 gemäß der Erfindung dargestellt, die in der oben beschriebenen Vorrichtung zur Explosionsunterdrückung eingesetzt werden kann. Die Membraneinheit 40 umfaßt ein Paar von berstenden Membranen 41, 42, die voneinander beabstandet sind und zwischen sich einen unter Druck stehenden Raum 43 definieren, der aus einem Luft- oder Gasbehälter 50 durch einen Einlaß-Stutzen 44 unter Druck gesetzt wird. Die äußere 41 der Membranen ist einem Druck P&sub2; in der Rohrleitung ausgesetzt, in welcher die Einheit montiert ist, und die innere Membran 42 ist einem Druck P&sub1; in der Einschließung ausgesetzt, welcher typischerweise, aber nicht notwendig, gleich dem Atmosphärendruck ist.
Der Ausgleichsdruck P&sub3; (200 psi = 1,4 MPa), welcher in dem raum 43 aufrechterhalten wird, ermöglicht es einer für 300 psi (2,1 MPa) ausgelegten Membran, einen höheren Druck der Entladungseinheit von z. B. 400 psi (2,8 MPa) zu halten. In dem Fall, daß Explosionsbedingungen in einer Einschließung auftreten, wird der Differenzdruck im Raum 43 abgelassen, z. B. durch ein Magnetventil 51, so daß der höhere Druck aus dem Explosions-Unterdrückungsbehälter 50 die beiden Membranen 41, 42 zerstört und sich in die Einschließung entlädt. Die Luftzufuhr aus dem Behälter 50 in den raum 43 wird während der Entladung abgeschaltet, um eine Entladung von Luft in die Einschließung zu verhindern.
Im Fall der in Fig. 8 dargestellten Membran ist die Evakuierungszeit für die Reduzierung des internen Druckes im Raum 43 diejenige Zeit, die es braucht, um den internen Druck von 200 psi (1,4 MPa) auf 100 psi (690 KPa) zu reduzieren. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck in der Entladungseinheit gleich dem Berstdruck der Membran von 300 psi (2,1 MPa) und die Membranen beginnen nachzugeben. Die Evakuierungszeit, gemessen in Millisekunden, hängt vom zu evakuierenden Volumen ab und korrespondiert in diesem Fall mit der Zeit, die zur Reduktion des Drucks im Raum 63 von 200 psi (1,4 MPa) auf 100 psi (690 KPa) benötigt wird.
Die Wirkdruckmembran-Einheiten können verschlossen und der Differenzdruck abgelassen werden mittels einer elektrisch betriebenen Zündkapsel, eines Magnet-Ablaßventils oder Ähnlichem.
Das Volumen des Raums 43 wird vorzugsweise minimal gehalten, um eine schnelle Reaktion zu ermöglichen. Vorzugsweise ist der Raum 43 zumindest teilweise mit einer Einlage ausgefüllt, die das mit Luft gefüllte Volumen erheblich reduziert, und folglich wird die geschätzte Zeit zur Evakuierung der Luft bis auf den Aktivierungsdruck erheblich reduziert. Zum Beispiel wird die geschätzte Zeit für die Evakuierung eines Raumvolumens von 340 cm³, welches durch eine Einlage auf 15 cm³ reduziert ist, von 16 Millisekunden auf ungefähr 2 Millisekunden reduziert. Auf diese Weise bersten die Membranen nahezu augenblicklich und erlauben es, die Explosion extrem schnell zu unterdrücken. Die Einlage kann typischerweise aus einem inerten Material sein, das wasserlöslich ist. Die Einlage hilft auch bei der Reduzierung des Wärmeverlustes, da es als Isolierungsbarriere wirkt.
Alternativ kann der Raum 43 zwischen den Membranen mit einer inkompressiblen Flüssigkeit wie z. B. Wasser gefüllt sein. Das Wasser kann mittels einer Luft/Gas-Mischung bis effektiv 200 psi (1,4 MPa) unter Druck gesetzt sein und erhält so den Differenzdruck aufrecht. Wenn die Explosionsbedingungen auftreten, wird ein Magnetventil aktiviert, welches den Raum 43 zur Atmosphäre hin entlüftet. Das Wasser verliert sofort seinen Druck und ist, ebenso wie die Öffnung zur Atmosphäre, dem viel höheren Behälterdruck von 400 psi (2,8 MPa) ausgesetzt, daher bersten beide Membranen augenblicklich.
Vorzugsweise haben die oben beschriebenen Membranen breite Anwendungen in anderen Bereichen als der Explosionsunterdrückung oder Brandlöschung und die Erfindung ist daher nicht auf die in einem Explosionsunterdrückungs-System eingebauten Membranen beschränkt. Die Erfindung bezieht sich auch auf die Wirkdruckmembranen an sich.
Ebenso wie für die Explosionsunterdrückung bei eingeschlossenen Verpuffungen kann das Heißwasserdrucksystem auch für die Löschung von Bränden einschließlich Bränden mit brennbaren Flüssigkeiten oder Gasen, Oberflächenbränden mit brennbaren Feststoffen und tiefsitzenden Bränden unter der Oberfläche eines körnigen oder faserigen Materials eingesetzt werden.
Fig. 9 zeigt eine typische Feuerlöschanwendung mit zwei Behältern 80, welche mit einem Verteilungs-Rohrsystem 81 mit Querarmen verbunden sind, welche in Öffnungen oder Verteilern 82 enden. Die isolierten Behälter 80 sind mit Wasser gefüllt, welches über die atmosphärischen Bedingungen hinaus mittels eines elektrischen Heizelements 83 auf den gewünschten Druck und die gewünschte Temperatur aufgeheizt wird. Unter Druck stehendes, heißes Wasser wird aus den Behältern 80 durch Aktivierung der Auslaßventile 85, 86 abgegeben.
Fig. 10 und 11 zeigen eine alternative Brandlöschanordnung, In .diesem Fall ist der Behälter in Form eines Rohrstücks 90 vorgesehen. Auf der Unterseite des Rohres 90 sind Querarme 92 angebracht, die in Öffnungen oder Verteilern 93 enden. Das Rohr 90 wird mittels einer elektrischen Heizwicklung 95, die spiralig um die Außenfläche des Rohres gewickelt ist, auf die gewünschte Temperatur und den gewünschten Druck aufgeheizt. Das Rohr ist auch isoliert, um einen Wärmeverlust zu verhindern. Unter Druck stehendes, heißes Wasser wird aus dem Rohr abgelassen durch Aktivierung von Ablaßventilen 96, wie z. B. Magnetventilen, die auf der Unterseite des Rohres angeordnet sind, wobei ein Ablaßventil 96 pro Querarm 92 vorgesehen ist, wie insbesondere aus Fig. 11 hervorgeht. Brandbedingungen werden mittels geeigneter Sensoren detektiert, die Hitze, Flammen, Rauch, brennbaren Dampf und dgl. detektieren können. Die Schnelligkeit der Abgabe und das Volumen von unter Druck stehendem, heißen Wasser hängen von der jeweiligen erforderlichen Anwendung ab. Bei Detektion von Feuer werden die Ventile geöffnet, um eine Füllung von unter Druck stehendem, heißen Wasser in den Bereich, in welchem die Öffnungen oder Verteiler sitzen, abzugeben. Wenn das heiße, unter Druck stehende Wasser bei einem Druck in einen Bereich abgegeben wird, welcher Druck höher ist als der Druck in dem Bereich, bildet ein Teil des Wassers Dampf und ein Teil des Wassers zischt als Dampf ab. Die Wassertröpfchen und der Dampf verhindern den Wärmeübergang zwischen den Teilchen und mögliche chemische Reaktionen zwischen Brennstoff und Sauerstoff. Die Wassertröpfchen und der Dampf löschen auch den Brand durch Abkühlung und/oder durch Verdünnung oder Reduzierung von Sauerstoff.
Wo immer Luft oder Gas zur Erzeugung eines Vor-Druckes verwendet wird, kann der anfängliche Füllungsdruck so berechnet werden, daß die Temperaturerhöhung, die in einem abgeschlossenen Volumen zu einer entsprechenden Druckerhöhung führt, berücksichtigt ist. Dies trifft zu auf die Unterdrückungseinheiten und die Wirkdruckmembranen. Die Vor-Druck- Erzeugung ist für die Unterdrückungseinheiten optional in bestimmten Anwendungen; der in der Einheit erzeugte zischende Dampf kann auch benutzt werden.
Vorzugsweise können verschiedene Chemikalien zu der unter Druck stehenden, heißen Wasserfüllung zugesetzt werden, um die gewünschten Ergebnisse in der Explosionsunterdrückung und/oder Brandlöschung zu erreichen.

Claims

1. Verfahren zur Unterdrückung, zum Löschen oder zur Verhütung von Bränden oder Explosionen in einem Bereich, das den Schritt der Abgabe einer Ladung eines Feuer oder Explosionsunterdruckungsmittels in den Bereich in Reaktion auf Brand- oder Explosionsbedingungen in dem Bereich aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Einführung einer Wasserfüllung in ein Behältermittel (5, 25, 80, 90), das ein Auslaßmittel (7, 26) hat, welches durch ein Ventil (10, 24, 40, 85, 86, 96) geschlossen wird; Erhitzen und Unter-Druck-Setzen des Wassers in dem Behältermittel (5, 25, 80, 90), um den Flüssigkeitswärmeinhalt des Wassers in dem Behältermittel (5, 25, 80, 90) auf einen Wert zu erhöhen, bei welchem bei Abgabe in den Bereich mit niedrigerem Druck ein Teil des unter Druck stehenden, heißen Wassers Tröpfchen bildet und ein anderer Teil des Wassers als Dampf verzischt;

Aufrechterhaltung der Bedingungen von erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck des Wassers in dem Behältermittel (5, 25, 80, 90);

Erfassen von Brand- oder Explosionsbedingungen in dem Bereich und Öffnen des Ventils (10, 24, 40, 85, 86, 96) in Reaktion auf das Auftreten von Brand- oder Explosionsbedingungen in dem Bereich, um heißes Wasser mit einem erhöhten Flüssigkeitswärmeinhalt aus dem Behältermittel (5, 25, 80, 90) bei einem Druck in den Bereich einzuführen, welcher über dem in dem Bereich liegt, so daß ein Teil des unter Druck stehenden, heißen Wassers, dessen Temperatur und dessen entsprechender Druck durch das Heizelement erhöht und durch das Steuerelement aufrechterhalten wurden, in Wassertröpfchen aufgespalten wird und so daß ein anderer Teil des Wassers beim Eintritt in den Bereich mit dem niedrigeren Druck als Dampf verzischt, wodurch von den Tröpfchen eine Dampfwolke gebildet wird und der Entspannungsdampf einen Brand oder eine Explosion in dem Bereich löscht oder verhütet und ein erneutes Aufflammen verhindert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Wasserfüllung in dem Behältermittel auf eine Temperatur erhitzt wird, die bei dem Druck, der in dem Behältermittel (5, 25, 80, 90) herrscht, unter dem Siedepunkt des Wassers liegt.

3. Vorrichtung zur Verhütung von Gefahren, die so konstruiert und angepaßt ist, daß damit das Verfahren nach Anspruch 1 und 2 ausgeführt werden kann, wobei es sich um eine Vorrichtung des Typs handelt, der ein Behältermittel (5, 25, 80, 90) mit einem Auslaßmittel (7, 26), durch welches das Feuer- oder Explosionsunterdrückungsmittel in einen Bereich eingeführt wird, und mit einem Ventil (10, 24, 40, 86, 96) aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß

das Feuer- oder Explosionsunterdrückungsmittel unter Druck stehendes Wasser mit einem erhöhten Flüssigkeitswärmeinhalt bei einem Druck in dem Behältermittel ist, der über dem Druck in dem Bereich, in welchen es abgegeben wird, liegt, und dadurch, daß die Vorrichtung folgende Elemente einschließt:

ein Heizmittel (9, 28, 83, 95) zum Erhitzen des Wassers, um den Flüssigkeitswärmeinhalt des Wassers in dem Behältermittel (5, 25, 80, 90) auf einen Wert zu erhöhen, bei welchem bei der Abgabe in den Bereich mit dem niedrigeren Druck ein Teil des unter Druck stehenden Wassers Tröpfchen bildet und ein anderer Teil des Wassers als Dampf verzischt;

ein Steuermittel zur Aufrechterhaltung der Bedingungen der erhöhten Temperatur und des erhöhten Drucks des Wassers in dem Behältermittel (5, 25, 80, 90);

ein Sensormittel zum Feststellen von Brand- oder Explosionsbedingungen in dem Bereich; und

ein Betätigungsmittel, das auf das Sensormittel anspricht, um das Ventil (10, 24, 40, 86, 96) in Reaktion auf das Auftreten von Brand- oder Explosionsbesindungen in dem Bereich zu öffnen, um unter Druck stehendes, heißes Wasser mit einem erhöhten Flüssigkeitswärmeinhalt aus dem Behältermittel (5, 25, 80, 90) mit einem Drruck in den Bereich einzuführen, der höher liegt als der Druck in dem Bereich, wodurch beim Einsatz ein Teil des unter Druck stehenden, heißen Wassers, dessen Temperatur und dessen entsprechender Druck durch das Heizmittel erhöht und durch das Steuermittel aufrechterhalten wurden, in Wassertröpfchen aufgespalten wird und ein anderer Teil des Wassers beim Eintritt in den Bereich mit dem niedrigeren Druck als Dampf verzischt, wodurch von den Tröpfchen eine Dampfwolke gebildet wird und der Entspannungsdampf einen Brand oder eine Explosion in dem Bereich löscht oder verhütet und ein erneutes Aufflammen verhindert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Anwendung bei der Unterdrückung, dem Löschen oder der Verhütung von Bränden oder Explosionen in einem Gehäuse (2, 20, 21, 22), bei welcher das Behältermittel (5, 25) eine Rohrleitung (25) einschließt, die so angeordnet ist, daß sie bei der Nutzung über das Auslaßmittel (26) mit dem Gehäuse (2, 20, 21, 22) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (25) eine Ringleitung (25) aufweist, die eine Vielzahl von Auslaßmitteln (26) hat, die voneinander getrennt sind, wobei die Ringleitung (25) so angeordnet ist, daß sie sich in der Nutzung im wesentlichen um das Gehäuse (20, 22) erstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Rohrleitung (25) einen Abschnitt aufweist, der so angeordnet ist, daß er in der Nutzung wenigstens längs eines Abschnitts des Gehäuses (21) verläuft, und der eine Vielzahl von Auslaßmitteln (26) hat, die im Abstand zueinander angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch daß das Heizmittel (9, 28, 83, 95) ein Mittel (28) zum Erhitzen der Rohrleitung (25) aufweist, wobei das Heizmittel ein Dampfheizungs- oder ein elektrisches Heizelement oder ein Heißlufttrockner ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet dadurch,daß das Behältermittel einen Druckbehälter (5) einschließt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Heizmittel (9, 28, 83, 95) ein elektrisch betriebenes Heizelement (9) oder eine Heizrohrschlange ist, durch welche in der Nutzung Dampf geführt wird, um das Wasser im Druckbehälterr (5) zu erhitzen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet dadurch daß das Auslaßventilmittel (10, 24, 40, 86, 96) ein Membranmittel (10, 24, 40) aufweist, das eine Wirkdruckmembran (24, 40) mit zwei voneinander getrennten Membranen (41, 42) aufweist, zwischen denen ein unter Druck stehender Raum (43) gebildet wird, und daß das Betätigungsmittel so aufgebaut ist, daß es den Druck in dem Raum (43) entspannt, so daß die Membranen (41, 42) in Raktion auf vorgegebene Bedingungen bersten können.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß das Betätigungsmittel ein Ventil (51) aufweist, das in Reaktion auf das Auftreten von Explosionsbedingungen in dem Gehäuse aktiviert werden kann, wobei das Ventil (51) bei Betätigung dazu dient, den Druck in dem Raum (43) freizusetzen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet dadurch, daß Mittel vorhanden sind, um den Luftraum (43) zwischen den Membranen (41, 42) auf ein Minimum zu reduzieren.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß der Raum (43) mit einem nicht komprimierbaren Fluid oder einer inerten Flüssigkeit mit hohem Siedepunkt unter Druck gesetzt wird oder daß der Raum (43) teilweise mit einer Einlage gefüllt ist, die so angeordnet ist, daß sie beim Bersten der Membran (40) aus dem Raum ausgestoßen wird.