室内の大火災の影響を制限するための改善された装置

本発明は、火災の影響を制限するための受動的装置の分野に関し、装置は、熱または火炎が伝播しないことおよび排出されるガスをろ過することを保証し、かつ、火災が宣告されたときに、火災自体によって、またはこの火災を消火するための装置によって、または他の機器の故障によって引き起こされる可能性のある過剰圧力または負圧の現象を制限する。

より詳細には、本発明は、熱または火炎が伝播しないことを保証しながら、過剰圧力または過剰な負圧の影響に対する筐体(enclosure)または室の抵抗力を維持する必要のある、据え付けに好適な装置に関する。

危険物質を保持し、閉じこめる(confine)プラントでは、環境保護要件が、適切な閉じこめ室(confined room)内にこれらの危険物質を配置することによって、これらの危険物質を包囲する(enclose)ことを必要とする。そのような室は、貯蔵セル(storage cell)の形態であってよい。

環境保護要件は、セルの不浸透性への何らかの損傷または故障を考慮に入れることを必要とする。

いくつかの分野では、例えば核物質貯蔵セルの場合には、危険物質を環境から隔離するために、1つまたは2つの、一体または別体の補助的保護指針(supplementary protection principle)を適用することが一般的である。

第1の指針は、いくつかの静的バリアのうちの1つの故障の影響を限定するために、いくつかの静的バリアを介挿することから成る。それゆえ、貯蔵セルは、筐体、より詳細には閉じ込め筐体(confinement enclosure)の内部に埋め込まれてよく、筐体そのものが、外部環境から隔離される。この閉じ込め筐体は、第2の保護バリアの役割を果たす。貯蔵セルの不浸透性および閉じ込め筐体の不浸透性は、不浸透性の隔壁および不浸透性の扉によってもたらされる。

第2の指針は、静的バリアの不浸透性における何らかの欠陥を克服するために、装置の外部から貯蔵セルまでの負圧カスケードを生成する機械的換気を使用することによって、動的閉じ込めシステムを生成することから成る。閉じ込め筐体および貯蔵セルはそれぞれ、個別の換気システムを有してよく、これらの換気システムは、外部から来る新しい空気を送風するシステムおよびセルから外部に空気を抜くシステムから成る。危険性のある室を負圧に保つことによる閉じ込めに加えて、換気システムもまた、危険物質の種類に適合する浄化フィルタによって、空気の更新および浄化などの補助的機能を果たすことができる。これらの機能は、危険物質が環境に移動する危険性を制限するために、貯蔵セルおよび閉じ込め筐体の雰囲気を清浄に保つ助けとなる。

上述の2つの、一体または別体の保護指針は、正常動作においては十分であるものとみなされるが、火災などの事故状況を考慮に入れる必要がある。

いくつかの場合には、火災の危険性の分析は、火災分離(fire separation)を有する室、すなわち室の壁が火災に遭ったときにその壁がそれらの完全性を保つ室内で蔓延する制御不可能な火災という限界状況(envelope scenario)を考慮に入れることに導く。

閉じ込め環境内の火災についての知識は、火災の進行の3つの連続する段階(phase)を確立することを可能にしており、該3つの連続する段階は、図1の曲線に現れる。当該曲線は、危険物質を保有し、閉じこめる貯蔵セル内で蔓延する制御不可能な火災の理論的な圧力曲線であり、曲線に対して、x軸が時間(T)に対応し、y軸が圧力(P)に対応する。

図1の参照番号200で示される第1の段階は、火災の発達の段階である。この第1の段階200は、酸化剤が無制限である間の時期に相当する。貯蔵セル内に消火システムがないので、熱力学的条件、圧力および温度は、火災の発達に応じて決まる。燃焼開始の瞬間202から、圧力Pが、最初の負圧値204から最大の火災の勢力における過剰圧力ピーク206まで増加する。貯蔵セル内の温度および圧力が、およそ数百度および数万パスカルに大きく急速に上昇することは、貯蔵セルの静的閉じ込めの完全性と、環境から隔離するためのその対策、とりわけ防火シャッターおよびフィルタと、その火災分離構成、とりわけその不浸透性(impervious)隔壁および扉とに疑問を投げかけるほどの性質であることが分かる。

上の極端な条件は、危険物質が閉じ込め筐体および環境に拡散し、火災が残りのプラントに伝播する危険性を生じる。火災が検知されるとすぐに、換気、とりわけ貯蔵セル送風システムの自動閉止を処置する戦略によって、存在する酸素だけが火災で消費されるので、貯蔵セル内の火災の発達を制限することが可能になる。それゆえ、火災は、もはや燃料によってではなく、貯蔵セル内に存在する酸素によって制限される。

図1の参照番号208で示される第2の段階は、火災の窒息(suffocation)の段階である。この第2の段階208は、火災の勢力が酸素の欠乏によって制限される時期に相当する。火災の窒息は、温度の低下を引き起こし、それゆえおよそ数千パスカルの負の値の大きな圧力低下216を引き起こす。貯蔵セル内のこの高い負圧もまた、極端な火災の条件によってすでに弱められた構造の完全性に疑問を投げかける可能性がある。窒息段階208の間、貯蔵セル内の圧力が負になるや否や、損傷を通して構造に空気がさらに加わることで、再着火して火災が再開することが引き起こされる可能性がある。

図1の参照番号212で示される第3の段階は、火災が再開する段階である。第2の段階208で説明された酸素の追加によって、貯蔵セル内の火災が再開する現象が発生する可能性がある。したがって、再着火に対する過剰圧力ピーク214と鎮火に対する負圧ピーク216との間で鎮火と再着火とのさらなるサイクルがもたらされ、そのことが、圧力および温度の上昇、それゆえ環境への放出の可能性に対応する。しかしながら、前の段階で生じた損傷に起因して、貯蔵セル内に存在する酸素の量は、第1の段階200の間ほどは大きくないので、新しい火災のサイクルの熱力学的条件は、第1の段階200の間ほど極端ではない。

いくつかの場合には、取り付けられた消火システム、例えばガスタイプの消火システムが、貯蔵セル内での膨脹によって、静的バリア内で関与する要素の性能を悪くする可能性のある過剰圧力を生成する傾向がある。

他の場合では、火災が圧力下で容器の破裂を引き起こして、前の場合と同じようにして静的バリア内で関与する要素を危険にさらす可能性がある。

それゆえ、貯蔵セルの隔離装置に対する損傷を通して貯蔵セルから外部環境に直接移動する危険性を受動的に制限し、貯蔵セルからその外部環境に火炎が伝播することを防止する装置を装着することが探求される。

また、圧力値を制限し、ガスを冷やすような装置を装着することが探求される。そのような装置は、火災抵抗力に関して、貯蔵セルと同じ制約を満足する必要がある。

特許文献1には、閉じ込め筐体内に装着された貯蔵セル内で蔓延する制御不可能な火災の究極的影響を制限するための装置が開示される。

この装置は、リザーバ(reservoir)、耐火性防護物、および液面高さ調整システム(system for regulating liquid level)のうちの少なくとも1つの頂部開口(top opening)によって、貯蔵セルと直接連通する内部チャンバ(internal chamber)と、閉じ込め筐体と直接連通する発泡チャンバ(bubbling chamber)とを備えられた、液体を含む閉じたリザーバを備える。

この装置は、いくつかの調整システムを備えるので、能動的特性を保有する。加えて、この装置の特徴は、処理されうるガスの流速が制限されることを意味する。

仏国特許第2879471号明細書

それゆえ、ガス流を処理する能力に関して改善され、既存の制限装置より多くの受動的動作モードを有しながら同等の大きさを保つ、火災の影響を制限するための新規な装置を見出すことが課題である。

本発明は、まず第1に、閉じ込め筐体内に配置された貯蔵セルのような室内の火災の影響を制限するための装置であって、液体を含むベッセル(vessel)が設けられたリザーバを備え、前記リザーバが、貯蔵セルと連通する内部チャンバと呼ばれる1つまたは複数のチャンバと、閉じ込め筐体と連通する1つまたは複数の他のチャンバとを備え、前記リザーバが、少なくとも第1の溢流タンクおよび少なくとも第2の溢流タンクをさらに備え、一体型の両者がリザーバの両側に設置され、液体がベッセル内の所定の所与の高さを超えるときに各タンクが液体を受けることができる、装置に関する。

そのような装置は、室内で火災が発生したときに生成される過剰圧力および負圧の現象を制限する。

そのような装置はまた、改善された起動反応性(triggering reactivity)を有する。

前記リザーバの構成は、1つまたは複数の内部チャンバが1つまたは複数の他のチャンバと連通するように、また、とりわけ火災に伴う圧力現象によって生成され、1つまたは複数の内部チャンバのうちの1つまたは複数のチャンバと、1つまたは複数の他のチャンバとの間で交わされるガス流が、ベッセル内に含まれる液体を通して進むことが意図されるように、設計される。

これは、溢流タンクが、室内で到達される最大圧力を信頼することを可能にするためであり、それは追加されたシステムの圧力低下に対する起動閾値に対応する。言い換えれば、溢流タンクは、取り扱われるガス流およびリザーバ内の液面の高さに独立に起動圧力閾値を決定することを可能にする。液面の高さは、圧力の変化に直接関連し、確定された高さで液体が溢流させられるという事実が、取り扱われるガスの流れにかかわらずに起動圧力値を決定することを可能にする。溢流システムは、溢流速度を増加させ、それゆえ室内の圧力の急激な増加に対応して、液面高さの急激な変動を吸収するための装置の能力を高めることができる。

溢流タンクはまた、漏れなど、液体供給システムの機能不良が出現するときに、装置の起動閾値を補償する。これは、余剰の液体が、これらのタンク内で回収されるためである。

このシステムの利点は、管の直径によって制限されて、流れ回路において表面の液体の流れの速度に依存しないことである。この、タンク内の溢流による回収のプロセスの最終的な結果は、室内の圧力制限の全体的なプロセスを遅くするものではない。

溢流タンクの存在によって、液体供給回路を簡素化すること、および少なくとも1つの調整システムを省くことによって液体供給回路をより受動的にすることが可能になる。

簡素化された水供給回路に付随する溢流タンクは、装置の機能の信頼性を改善し、装置の反応をより良くする。

使用される液体は、水であってよい。

閉じ込め筐体と連通するそのチャンバは、1つまたは複数のいわゆる「発泡」チャンバを備えることができる。

発泡チャンバは、リザーバの頂部に位置し、閉じ込め筐体と1つまたは複数の開口によって連通する、いわゆる「遅延」チャンバ(retardation chamber)と連通する。

発泡チャンバは、リザーバの底において垂直に配列された分離チャンバによって内部チャンバから分離されてよく、分離要素は、分離要素の底端に固定された板で形成され、少なくとも1つの発泡チャンバの内側に向いている波消し装置(wave−breaker device)を装備される。

発泡チャンバは、泡分割装置(bubble splitting device)を備えることができる。

発泡チャンバは、飛沫防止装置(anti−spatter device)をさらに備えることができる。

液滴受け(droplet catcher)、適切な発泡チャンバ高さ、および発泡チャンバの上の飛沫防止装置と組み合わされた遅延チャンバは、装置の頂部において液体が飛び散るのを制限するための手段である。

一可能性によれば、火災の影響を制限するための装置は、液体の高さが溢流タンクに沿って所与の高さに到達すると、液体を溢流タンク内に注ぐことができるチャネルをさらに備えることができる。

火災の影響を制限し、室内の圧力または負圧を制限するための装置が、すべての発泡チャンバおよび内部チャンバの両側に位置する分離壁をさらに備えてよく、分離壁のそれぞれが、液体内に浸漬され、内部チャンバの一方と、第1の溢流タンクおよび第2の溢流タンクの一方の入口との間に位置する。

一可能性によれば、壁の一方が、その頂部にオリフィスを備えることができる。

他の可能性によれば、壁の一方が、その側部の頂部にオリフィスを備えることができる。

火災の影響を制限するための装置が、リザーバに液体を供給する回路が設けられたリザーバ内の液面高さ調整システムをさらに備えることができる。

調整システムには、フロート弁が設けられてよく、このフロート弁が開くことで、液体がベッセルに供給される。そのようなシステムは、例えば蒸発を埋め合わせる利点を有する。

液体の供給は、調整システムとは独立に、強制供給によって保護されてよい。

本発明は、添付の図面を参照し、決して制限的でない例として提供される、本発明の実施形態の以下の詳細な説明を読めば、より良く理解されよう。

すでに説明された、危険物質を含む貯蔵セル内で蔓延する制御不可能な火災の、理論的圧力曲線を示すグラフである。

閉じ込め筐体に接続された貯蔵セル自体に接続された、火災の影響を制限するための装置の装着を示す図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

火災制限装置を示す断面斜視図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

装置の機能の状態を示す図である。

1つの図面から他の図面への移行を容易にするために、種々の図面の同一、類似または同等の部品は、同じ参照数字を有する。

図面をより読みやすくするために、図面に示される種々の部品は、必ずしも均一な尺度で示されていない。

例えば核廃棄物などの危険物質を貯蔵するためのセルなどの室内に設けられた、本発明による火災制限装置10の装着の一例が、図2において与えられる。

この図は、貯蔵セル4が含まれる閉じ込め筐体2を備える貯蔵施設を、長手方向断面の立面図で示す。危険物質は、貯蔵セル4内に貯蔵される。

閉じ込め筐体2は、底部隔壁22、頂部隔壁23、および側部隔壁24を備えることができる。貯蔵セル4は、閉じ込めチャンバ2の内部で、閉じ込め筐体2の底部隔壁22の上に設置される。貯蔵セル4は、閉じ込めチャンバ2の底部隔壁22と合体する底部隔壁42を備える。貯蔵セル4は、頂部隔壁43および側部隔壁44をさらに備える。この例示的実施形態では、閉じ込め筐体2および貯蔵セル4には、2つの共通側部隔壁が設けられてよい。貯蔵セル4の隔壁42、43、44は、例えばコンクリートで作成されてよい。底部隔壁42、頂部隔壁43、及び側部隔壁44は、貯蔵セル4の内部で、例えばしっくい(plaster)および/またはコンクリートで作成された火災分離クラッドによって覆われる。

閉じ込め筐体2の底部隔壁22は、例えばコンクリートで作成されてよい。閉じ込め筐体2の頂部隔壁23および側部隔壁24は、例えば金属で作成されてよい。

底部隔壁22、頂部隔壁23、側部隔壁24、底部隔壁42、頂部隔壁43、及び側部隔壁44は、液密であり気密である。操作要員が閉じ込めを裂開することなく外部8から閉じ込め筐体2および貯蔵セル4にアクセスすることを可能にするために、不浸透性気圧調整(air lock)6が設けられてよい。

閉じ込め筐体2および貯蔵セル4には共に、換気システムが設けられる。これらの換気システムはそれぞれ、外部8から来る空気を送るためのシステム12と、外部8に空気を抜くためのシステム14と、空気浄化フィルタ16とを備える。火災分離の連続性を確実にするために、貯蔵セル4の換気システムは、換気システムの送風管および抽出管(extraction pipe)に装着される防火シャッター(fire−stop shutter)18をさらに備える。

制限装置10が、閉じ込め筐体2の内部でかつ貯蔵セル4の外部に装着される。この制限装置は、貯蔵セル4の頂部隔壁43である支持隔壁に固定されてよい。実施の一可能性によれば、処理能力を高めるために、いくつかの制限装置が、並列に結合されてよい。

次に、本発明によって実施されるような、火災の影響を制限するための装置10の一例が、図3A〜図3Kに関して説明される(装置は、図3Kに分解組立図で示される)。

制限装置10を構成する種々の要素が、例えばステンレススチールで作成されてよい。

制限装置10は、例えば水などの液体26を含むように意図されたリザーバ28を備える。

ベッセル29が設けられたリザーバ28は、側壁34と、底壁32とも呼ばれる底32とを備える。

1つまたは複数の開口36が、底壁32に対向するリザーバ28の頂部に位置し、開口36は、閉じ込め筐体2と連通する(図3A、図3B、図3C)。

接続管(管は、図3A〜図3Kに示されない)は、制限装置10の貯蔵セル4とリザーバ28との間でガスの交換をもたらす。

したがって、接続管の一端が貯蔵セル4内に現れ、一方で、接続管の他端が、複数の入口オリフィス481a、481bから成るリザーバ28の入口管48に接続される。入口管48は、所与の断面を有する中央入口オリフィス481aと、中央入口オリフィス481aの両側の端部に位置し、中央入口オリフィス481aに対してより小さい断面、例えばおよそ1/2の比の断面を有する他の入口オリフィス481bと、を備えることができる。このことで、流れの配分が平衡を保たれる。

入口オリフィス481a、481bは矩形の形状を有してよく、入口管48に進入する傾向のあるガスまたは蒸気を案内する手段を形成するように設計されたディフレクタ(deflector)482によって、互いに分離されてよい。図示の例では、入口管48は、圧力低下を制限するために外広がりの形状を有して、金属クラッド483に組み込まれる(図3A、図3E、図3F、図3H、図3I、図3K)。

リザーバ28は、1つまたは複数のチャンバ54a、54b、54c、54d、54eを備え、これらの1つまたは複数のチャンバは、「内部チャンバ」と呼ばれ、入口管48および接続管によって貯蔵セル4と連通する。

リザーバ28は、「発泡チャンバ」と呼ばれる1つまたは複数のチャンバ52a、52b、52c、52dをさらに備え、チャンバ52a、52b、52c、52dは、「遅延」チャンバ53と呼ばれるチャンバであって、それ自体がリザーバ28内の開口36によって閉じ込め筐体2と連通するチャンバと連通する。

装置は、例えば4つの発泡チャンバ52a、52b、52c、52dと、発泡チャンバの両側に分配される5つの内部チャンバ54a、54b、54c、54d、54eとを備えることができる(図3C、図3D、図3F、図3K)。

リザーバ28は、内部要素54a、54b、54c、54d、54eと発泡チャンバ52a、52b、52c、52dとの間に、リザーバ28の底壁32に垂直の方向に延びる板の形態の側面分離要素50を備える。分離要素50は、リザーバ28の底壁32に届くことなく、液体26内に正常動作において浸漬される。

すべての内部チャンバのうち、発泡チャンバ52a、52b、52c、52dの間にそれぞれ位置する内部チャンバ54b、54c、54dが、分離要素50によって、両側を側面に沿って区切られる。

すべての発泡チャンバ52a、52b、52c、52dの両側に位置する他の内部チャンバ54a、54eが、それらの部分のために、分離要素50と隔壁を形成する板55aとで、それぞれ区切られ、隔壁は、リザーバ28の底壁32に垂直の方向に延びる。隔壁を形成する板55a、55bは、分離要素50より高い高さを有し、正常動作において液体26内に、同様に浸漬される。隔壁を形成する板55a、55bは、適宜、リザーバ28の底壁32に届いてもよい(図3C、図3D)。底壁32の近くに位置して隔壁を形成する板55a、55bの端部は、液体26が通過するのを許容にしながら板55a、55bが良好な剛性を保つことを可能にするように設計された、円弧の形態の開口550を備えることができる。

同一平面内で、リザーバ28の頂部に位置し、リザーバ28の底壁32に平行な他の板51a、51b、51c、51d、51eが、内部チャンバ54a、54b、54c、54d、54eの頂部または上部をそれぞれ区切る。

リザーバ28の頂部に位置する遅延チャンバ53が、その部分のために、リザーバ28の側壁34によって、ならびに板51a、51b、51c、51d、51eによって、それぞれの面上で区切られる。

遅延チャンバ53は、発泡チャンバ52a、52b、52c、52dより大きな断面を設けられる(図3C)。

図3Cに示されるように、リザーバ28の各分離要素50は、その頂端で板51a、51b、51c、51d、51eのうちの1つに、その底端で「波消し」と呼ばれる板56に取り付けられてよく、波消しは、制限装置10の正常動作において液体26内に浸漬される。

波消し板56は、リザーバの底32の方向に平行な方向に、発泡チャンバ52a、52b、52c、52dの内側に向かって延びる。

入口管48の構成では、これらの入口管48内に到達するガス流が、波消し板56の下に案内される。

本発明による制限装置では、波消し56の展開長さは、発泡チャンバ52a、52b、52c、52dの長さLすべての合計、すなわち8Lで、例えばおよそ12メートルに相当する。そのような発泡長さは、空気が水中を進むように強制することによって、例えばおよそ20,000m³/hの大量のガス流を処理することを可能にすることができる。

制限装置10は、図1に関して前に説明されたように、火災の発達の段階200中に、ガスと液体26との間の交換表面を最大限に増加させるために、ガスの泡をより小さい泡に砕くように意図された泡破砕装置(device for breaking up bubbles)58をさらに備える。

泡破砕装置58(図3C、泡破砕装置58は図3Dには示されない)は、ガスと液体26との間の熱交換を促進すると同時に、圧力低下を制限することと泡の合体を抑制することとの間の歩み寄りをもたらす。

泡破砕装置58のそれぞれは、発泡チャンバ52a、52b、52c、52dの底部に設置され、発泡チャンバ52a、52b、52c、52dの波消し板56の上に載置する。正常動作では、泡破砕装置58は、制限装置10の液体26内に浸漬される。泡破砕装置58のそれぞれは、例えば、各層が保持グリル(holding grill)の間に介挿された網状の金属線の層を重ね合わせて形成されてよい。

制限装置10は、ガスが室4から抜けるときに液体26が飛び散るのを制限するように意図された飛沫防止装置(anti−splatter device)64をさらに備えることができる(図3C、飛沫防止装置64は図3Dには示されない)。飛沫防止装置64のそれぞれは、発泡チャンバ52a、52b、52c、52dの頂部に設置され、例えば、層が2つの保持グリルの間に介挿された、網状の金属線の層で形成される。発泡チャンバおよび飛沫防止装置64は、バスケットの形状に組み立てられ、横材66によって板51a、51b、51c、51d、51eの上に載置して保持される。

実施の一可能性によれば、飛沫防止装置64のそれぞれは、バスケットおよび保持ロッド61によって、同じ発泡チャンバ内に位置する泡破砕装置58に固定されてよい(図3C)。

これらの保持ロッド61は、発泡チャンバ52a、52b、52c、52d内に、飛沫防止装置64と泡破砕装置58とを同時に搭載することを可能にする。

飛沫防止装置64は、遅延チャンバ53への入口に位置し、一方、遅延チャンバ53からの出口には、リザーバ28の頂部の上に設置された液滴受け装置63が存在する。液滴受け63は、液体粒子から発生するガス流内で浮遊する液体粒子の分離をもたらすように設計される。そのような液滴受け63は、リザーバの外側に液体が飛び散るのを制限する(図3A〜図3C、液滴受けのないリザーバが図3D、図3E、図3I、図3Kに示される)。閉じ込め筐体2と連通する開口36が、液滴受け63からの出口に位置する。

遅延チャンバ53への入口および発泡チャンバ52a、52b、52c、52dからの出口の近くに、板51a内に設けられた、液体26を回収するためのオリフィス551が存在する。

リザーバ28は、その機能が後で説明される、液面高さを調整するためのチャンバ82をさらに備え、チャンバ82は、壁340によって、発泡チャンバ52a、52b、52c、52dおよび内部チャンバ54a、54b、54c、54d、54eから分離される(調整チャンバ82は図3Iには示されない)。

壁340は穿孔され、リザーバ28内に含まれる液体26が通過することを可能にする開口341を備える。

本発明による制限装置では、リザーバ28内に組み込まれた溢流タンク72a、72bが、リザーバ28の両側に設けられ、壁34に作られた開口341によってリザーバ28と連通する。

これらの溢流タンク72a、72bは、液体26の高さがリザーバ28内で一定の所定の閾高さを超えるときに、液体26を回収するために設けられる。タンク72a、72bは、とりわけ、装置が動作中の圧力低下を制限し、水の高さが圧力差に直接関連する。

この閾高さは、装置に与えることを望まれる起動閾値によって決まる。ベッセル29内の液体26に対する閾圧力値を固定するように規定された閾高さにおいて、液体26が溢流させられる。取り扱われるガスの流れおよびリザーバ内の液面高さにかかわらず、起動圧力閾値を固定することによって、溢流タンクが、装置を信頼性のあるものにする。

このようにして、とりわけ液体26供給回路が機能不良である場合に、溢流タンク72a、72bが、液体26を閉じ込めることを可能にする。液体供給回路内の漏れによる過剰な液体26は、実際には溢流タンク72a、72bによって回収されてよく、それゆえ液体26の高さに関する起動圧力レベルが維持されるので、制限装置10が機能することを妨げない。

また、溢流タンク72a、72bは、従来技術による制限装置および例えば特許文献1に説明されるような制限装置と比較して、簡素化された液面高さ調節システムを実施することを可能にする。

溢流タンク72a、72bは、短時間に大量の水を非常に限定された圧力低下で、例えば、5秒未満の間に100から200リットルの間を100Paの圧力低下で排出することを可能にする。

チャネル73は、液体26をタンク72a、72b内に注ぐために設けられる。これらのチャネル73は、増加した溢流長さを得て、例えば、貯蔵セル内の圧力の急速な増加による、液体26の高さの急激な変動を装置が吸収する能力を改善することを可能にする。

リザーバ28の搬送を容易にするために、要素が設けられてよい。リザーバの頂部の隅に位置するリング485が、とりわけ、リザーバ28を持ち上げるために、1つまたは複数のスリングなどの手段を受け入れるために設けられてよい。

リザーバの底の隅に位置する開口487が、とりわけ、リザーバ28を移動させるためにパレット運搬車(pallet truck)などの搬送手段のフォークを受け入れるために設けられてよい(図3E、図3K)。

リザーバには、リザーバ28の同一側面に設置された複数のフランジが設けられてもよく、該複数のフランジは、特に、水入口フランジ91と、液位の表示をもたらすために底フランジ92と頂部フランジ93との間に水柱(water column)が設置される底フランジ92および頂部フランジ93と、底の液位測定フランジ95および頂部の液位測定フランジ96と、タンクを空にするためのフランジ97と、を含む(図3J)。

制限装置10は、液面高さ調整システム80をさらに備え、該液面高さ調整システム80は、 正常動作において、リザーバ28内の液体26の高さを維持すること、及び、 火災の発達段階200の間にガスが抜けるときに、蒸発またはタンク72a、72bへの溢流による液体26の消費を埋め合わせ、それにより、燃焼ガスを閾の再点火温度より低い温度に冷却するためにガスと液体26との間の熱交換の継続を保証するために、リザーバ28を液体26で満たすこと、を可能にする。

液面高さ調整システム80は、図4B、図4D、図4F、図4H、図4Jに概略的に示される機械システムである。

隔壁55a、55bを形成する板は、溢流タンク72a、72bの入口からある距離をおいて位置し、タンク72aの入口と内部チャンバ54aとの間、およびタンク72bの入口と内部チャンバ54eとの間の分離を確立する。オリフィス552が、とりわけ、液体26を再導入し、それにより溢流タンクが加圧されるのを可能にするために、板55bの側面の頂部に形成される(図3D)。

液面高さ調整システム80は、閉じた調整室(regulation compartment)82を備える。

図4A〜図4Iに示される例では、調整室82は、リザーバ28に直面し、制限装置10の種々の動作段階、すなわち排出段階(図4Gおよび図4H)および流入段階(図4Iおよび図4J)の間にガスの沸騰を被ることのない領域に位置する。

調整室82は、壁によって発泡チャンバおよび内部チャンバから分離され、この壁には、連通オリフィス86が設けられる。

図4A〜図4Iに示される例では、接続管46と直接接続され、且つ共通壁340の底部に位置する連通オリフィス341によってリザーバ28に接続される通気オリフィス86によって、調整室82は、貯蔵セル4と同じ圧力にある。

また、液面高さ調整室82は、液体26の備蓄を構成する。液面高さ調整室82は、制限装置10と同時に排液することを可能にするために、制限装置10に対してある高さに位置する。制限装置10内の液体26の高さが低下すると、備蓄がケーシングに液体26を供給する。その容量は、火災の勢力にしたがって確定される。

液面高さ調整システム80は、液体26を供給するためのチューブ102を備える供給および排出の回路をさらに備え、充填チューブ118が、フロート弁140によって調整室82に供給する。

液面高さ調整システム80の種々の要素の役割が、以下に明記される。

正常動作において閉じられるフロート弁140が、内部チャンバ54に接続される調整室82内に位置し、調整室82内のこのフロート弁140の位置が、制限装置10内に位置する液体26の量を確定する。

次に、制限装置10の機能は、図4C、図4E、図4G、図4Iを参照して説明され、一方で、図は、それぞれ平衡状態、起動直前の段階、排出段階および空気流入(air inlet)段階の状態において、長手方向の垂直な断面図でその溢流タンク72a、72bと内部チャンバおよび発泡チャンバとを有するリザーバを示す。

同様に、図4D、図4F、図4H、図4Jは、それぞれ、平衡状態、起動直前の段階、起動段階および流入段階のそれぞれの状態における調整室82を示す。

正常動作または「平衡状態」(図4Cおよび図4D)では、制限装置10は、貯蔵セル4の静的閉じ込めを保証する。これは、発泡チャンバと内部チャンバとを区切る分離要素50の端部の上方に液体26が存在することで、制限装置10において貯蔵セル4の封止をもたらされるからである。

火災の状況では、前に説明された制限装置10は、自動的かつ受動的に以下のように機能する。

火災の第1の段階200(図4Eおよび図4F)の間、貯蔵セル4内で蔓延する制御不可能な火災の発達に対応して、圧力および温度が、貯蔵セル内で非常に大きく上昇する。リザーバ28の内部チャンバ54b、54c、54dは、火災の際に入口管48によって貯蔵セル4と連通する。その結果、圧力の増加が液体26を内部チャンバ内に押し出し、発泡チャンバ内で液体26を発泡させて、溢流タンク72a内に溢流させる。

内部チャンバ54a、54b、54c、54d、54e内の液体26の高さは、分離要素50の端部に位置する波消し板56の高さに低下する。内部チャンバ54a、54b、54c、54d、54e内の圧力が起動圧力閾値p_echに達したとき(図4Gおよび図4H)、火災による高温のガスが波消し板56の下に進んで大きなガスの泡を形成する。

ガスの泡が発泡チャンバ52a、52b、52c、52dの表面まで上昇すると、大きなガスの泡が、泡破砕装置(bubble breaking device)58によって砕かれて非常に小さなガスの泡300になる。小さな泡が、水の自由表面まで上昇する。ガスの泡によって水にもたらされたエネルギーが、(ガスの泡が水滴に変換されて)水の飛び散りを生じさせる沸騰を発生させ、水の飛び散りは、遅延チャンバ53、飛沫防止装置64および液滴受け63によって防止される。内部チャンバ54を調整する調整室82内の液体26の高さが低下し、その結果、フロート弁140が開く(図4H)。

その結果、液面高さ調整システム80が始動され、制限装置10が液体26を供給される。

貯蔵セル4の閉じ込め部材(confinement member)の「安全な圧力」Psより低い閾圧力p_echに対して、制限装置10が、自動的かつ受動的に起動される。

火災による高温のガスは、発泡チャンバ52a、52b、52c、52d内の発泡によって閾再点火温度より低い温度に冷却され、それにより火災が閉じ込め筐体2に伝播するのが防止される。

制限装置10から抜ける冷却されたガスの体積に対して高い割合で更新される、閉じ込め筐体2の換気は、ガスの希釈をもたらす。閉じ込め筐体2の換気システムは、とりわけ、外部環境8に排出する前に最後のろ過バリア16に抗することによって、動的閉じ込めの維持および閉じ込め筐体2の雰囲気の処理をもたらすことができる。

火災の第2の段階208(図4Iおよび図4J)の間、火災の鎮火の段階に対応して温度と圧力とが非常に大きく減少し、それにより、生成される負圧は、数千パスカルに到達することができる。貯蔵セル4が負圧になるとすぐに、1つまたは複数の内部チャンバ54b、54c、54dと、貯蔵セル4と連通して、この1つまたは複数の内部チャンバ54b、54c、54dを調整する調整室82とが、同様に負圧になる。1つまたは複数の内部チャンバ54b、54c、54d内の負圧が閾値p_admに達するとすぐに、制限装置10は、完全に逆に機能する。

閉じ込め筐体2から来る新鮮な空気が、発泡チャンバ52の波消し板56の下を進んで空気の泡が生じ、その空気の泡が、貯蔵セル4内に導かれるために内部チャンバ54内の液体26の表面まで上昇し、それにより、貯蔵セル4内の負圧を、安全な負圧−Psより小さい負圧に制限する。

内部チャンバ54と連通する内部チャンバ54及び調整室82内の液体26の高さが上昇し、フロート弁140が閉じられ、その結果、液体供給システム80は起動されない。次いで、新鮮な空気を火元に付加することで、再点火が生じ、再点火に対して、制限装置10は、利用可能でかつ有効であることを維持する。

[例示的実施形態] 制限装置10の種々の構成要素は、通常、貯蔵セル4内で蔓延する制御不可能な火災の最大の熱力学的条件の限界評価に基づいて、大きさを決められる。この従来の研究は、貯蔵セル4の圧力を、閉じこめ部材すなわち防火シャッター、気圧調整扉および隔壁の「安全な圧力」Psより低い圧力に維持するために、制限装置10の起動圧力閾値p_echおよびp_admと、制限装置10を通って抜ける必要のある流速とを確定することを可能にする。

金属バレル内に詰め込まれた廃棄物に起こりうる、非常にゆっくりした反応速度で蔓延する火災を考慮して、以下に、寸法決定の一例、 − 閉じ込め部材の安全な圧力:±2100Pa、 − 閉じ込めチャンバ2の体積:15000m³、 − 貯蔵セルの体積:3000m³、 − 換気の更新の割合:毎時2回の換気率(2 volumes/h)、 − 火災の発達の第1の段階200の間の制限装置10、11の起動圧力:+1200Pa、 − 流入段階の間の制限装置10、11の起動圧力:−1200Pa、 − 貯蔵セル4から抜けるガスの理論流速:20,000m³/h、 が提供される。

2 閉じ込め筐体 4 貯蔵セル 6 不浸透性気圧調整 8 外部環境 10 火災制限装置 12 空気を送るためのシステム 14 空気を抜くためのシステム 16 空気浄化フィルタ 18 防火シャッター 22 底部隔壁 23 頂部隔壁 24 側部隔壁 26 液体 28 リザーバ 29 ベッセル 32 底壁 34 側壁 36 開口 42 底部隔壁 43 頂部隔壁 44 側部隔壁 48 入口管 50 側面分離要素 51a、51b、51c、51d、51e 板 52a、52b、52c、52d 発泡チャンバ 53 遅延チャンバ 54a、54b、54c、54d、54e 内部チャンバ 55a、55b 隔壁 56 波消し板 58 泡破砕装置 61 保持ロッド 63 液滴受け 64 飛沫防止装置 66 横材 72a、72b 溢流タンク 73 チャネル 80 液面高さ調整システム 82 調整室 86 オリフィス 91 水入口フランジ 92 底フランジ 93 頂部フランジ 95 底 96 頂部 97 タンクを空にするためのフランジ 102 充填チューブ 140 フロート弁 200 火災の発達の第1の段階 202 燃焼開始の瞬間 204 最初の負圧値 206 過剰圧力ピーク 208 火災の発達の第2の段階 212 火災の発達の第3の段階 214 再着火に対する過剰圧力ピーク 216 鎮火に対する負圧ピーク 340 壁 341 開口 481a、481b 入口オリフィス 482 ディフレクタ 483 金属クラッド 485 リング 487 開口 550 開口 551 オリフィス 552 オリフィス