실내에서의 화재의 결과를 제한하는 개선된 장치{Improved device for limiting the consequences of conflagration in a room}
본 발명은 화재의 전파를 방지하는 수동적인 장치, 또는 열이나 화염의 비-전파 및 배출되지 않은 가스의 필터링 및 화재가 경보되었을 때 화재 자체에 의해 또는 소화장치에 의해 또는 다른 장치의 실패로 인하여 발생될 수 있는 과압 또는 음압 현상에 제한을 가하는 것을 보장하는 장치에 대한 기술분야에 대한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 열이나 화염에 의한 비-전파를 보장하면서 과압 또는 음압의 영향에 대한 엔클로져 또는 실내에서 저항성을 유지해야 하는 설비에 적합한 장치에 대한 것이다.
위험한 물질을 가지고 있는 플랜트에서, 환경 보호 규제에 의하면 이러한 위험 물질은 적절히 제한된 실내와 같은 공간에 밀폐시킬 필요가 있다. 이러한 실내는 저장 셀의 형태로 될 수 있다. 환경 보호 규제에 의하면 상기 셀의 불투과성이 손상되는 경우도 고려되어야 한다. 일부 기술분야에서, 예를 들어, 핵물질 저장 셀의 경우, 위험한 물질을 주변 환경으로부터 격리하기 위하여 하나 또는 두개의 보조 보호 원리를 결합되거나 결합되지 않은 형태로 적용하는 것이 일반적이다. 제1 원리는 이들 중 하나의 파손의 결과를 제한하기 위하여 몇가지 고정 배리어를 개재시키는 것을 포함한다. 저장 셀은 엔클로져, 특히 그 자체가 주변 환경과 격리되어 있는 폐쇄된 엔클로져 내부에 설치된다. 이러한 폐쇄된 엔클로져는 제2 보호 배리어의 역할을 충족시킨다. 저장 셀의 불투과성 및 폐쇄된 엔클로져의 불투과성은 불투과성 파티션 및 불투과성 도어에 의해 제공된다. 고정식 배리어의 불투과성에서 나타나는 문제점을 극복하기 위하여, 장착부의 외측으로부터 저장 셀로 음압 캐스케이스를 발생시키는 기계적인 통기부를 사용하는 동적 차단 시스템으로서 제 2 원리가 구현된다. 막힌 엔클로져 및 저장 셀은 외측으로부터 유입되는 새로운 공기를 송풍하는 시스템 및 셀로부터 외측으로 공기를 추출하는 시스템으로 구성되는 독립 통기 시스템을 각각 구비한다. 음압 하에서의 공간이 위험에 놓이게 하여 격리되도록 하는 것에 추가하여, 상기 통기 시스템은 위험한 재료의 타입에 적합한 정화 필터에 의해 공기의 재생 및 정화와 같은 보조적인 기능을 만족시킨다. 이러한 기능은 환경에 위험한 재료를 전달하는 위험을 제한하도록 저장 셀의 대기 및 폐쇄된 엔클로져를 청결하게 유지하는 것을 보조하게 된다. 전술한 2가지 보호 원리를 통하여(2가지 원리를 결합하거나 결합하지 않거나), 일반적인 작동에는 충분하다고 생각되지만, 화재와 같은 비상 상황을 고려할 필요가 있다. 일부 경우에서, 화재 위험성의 분석은 화재 격리를 구비한 방에서, 즉 화재시에 방의 벽이 일체성을 유지하게 된 방에서 제어되지 않은 화재가 퍼져 나가는 상황을 고려해야 하는 경우까지 유도된다. 폐쇄된 환경에서의 화재에 대한 지식은 위험한 자료를 격리시키고 지지하는 저장 셀에서의 전파되는 제어 되지 않은 화재의 이론상 압력 곡선이 되는 도 1의 곡선에 나타나는 화재의 연속적인 3가지 진행 상태를 설정하는 것을 가능하게 하는데, 여기서 X 축은 시간(T)에 대응하며 Y 축은 압력(P)에 대응한다. 도 1에서 도면부호 200으로 표시되는 제 1 상태는 화재의 전개 상태이다. 이러한 제 1 상태(200)는 산화재가 비제한적인 시간 동안에 대응된다. 저장 셀에서의 소화 시스템의 부재시에, 열역학적 조건, 압력 및 온도는 화제의 전개 상태에 영향을 받게 된다. 연소(202)의 시작시로부터, 압력(P)은 초기 음압값(204)로부터 화재(206)의 최대 동력에서 과압 피크까지 증가하게 된다. 수백도의 온도와 수만 파스칼에 달하는 저장 셀에서의 온도와 압력의 상당하며 신속한 증가는 주변 환경으로부터의 격리의 제공, 특히 방화 셔터 및 필터, 화재 격리 장치, 특히 불투과성 파티션 및 도어와 같은, 저장 셀의 고정식 격리의 일체성에 의문을 가지게 하는 성질을 가진다. 전술한 극단적인 조건은 폐쇄된 엔클로져 및 환경에 위험한 재료가 분해되는 위험을 일으킬 수 있고, 나머지 식물에 화재를 전파시킬 위험을 일으킬 수 있다. 화제가 탐지되자 마자, 통기부, 특히 저장 셀 송풍 시스템의 자동 폐쇄를 관리하는 전략은 단지 산소만이 화재에 의해 소비되기 때문에 저장 셀에서의 화재의 전개를 제한하는 것이 가능하게 된다. 화재는 저장 셀에 존재하는 산화재에 의해 제한되므로 더 이상 연료에 의해 제한되지 않는다. 도 1에서 도면부호 208로서 표시되는 제 2 상태는 화재의 질식 상태이다. 이러한 제 2 상태(208)는 화재의 힘이 산화재의 부족에 의해 제한되는 시간에 대응된다. 화재의 질식은 온도의 감소를 야기하여 결국 음의 값 216으로 수천 파스칼의 현저한 압력 감소를 가져오게 된다. 저장 셀에서의 이러한 높은 음압은 화재의 극단적인 조건에 의해 이미 약화된 구조의 일체성에 문제를 가져오게 된다. 질식 상태(208) 동안에 일단 저장 셀의 압력은 음의 값으로 되어, 구조체에 대한 손상을 통하여 공기의 추가적인 공급은 화재의 재발화 및 재개를 야기하게 된다. 도 1에서 도면부호 212로 표시된 제 3 상태는 화재의 재개 상태이다. 제2 상태(208)에서 설명된 산화재의 추가에 의하여, 저장 셀에서의 화재의 재개 현상이 발생하게 된다. 그 결과, 재발화(214) 상의 과압 피크와 소화(216) 상의 음압 피크 간에 추가적인 소화 및 재발화 싸이클이 생기는데, 이는 압력에 대응하며 온도가 상승하여 결국 대기로 방출될 수 있게 된다. 그러나, 새로운 화재 싸이클의 열역학적 조건은 제 1 상태(200) 의 기간 보다는 덜 심각한데 그 이유는 이전 상태에서 야기되는 손상으로부터 나타나는 저장 셀에 존재하는 산화재의 양이 제 1 상태(200)에서의 기간보다 덜 크기 때문이다. 몇몇 경우에서, 기체의 유형의 예에서, 고정된 소화 시스템은 저장 셀에서의 팽창에 의해 고정식 배리어에서 나타나는 요소의 성능에 손상을 주는 과압을 발생시키게 된다. 다른 경우에, 화재로 인하여 압력하에 용기의 파열이 발생하여, 이전 경우와 동일한 방식으로 고정식 배리어에서 나타나듯이 구성요소들을 위험하게 할 수 있다. 따라서, 저장 셀로부터 외부 환경으로 저장 셀의 격리 장치에 대한 손상을 통하여 직적 전달하는 위험을 수동적으로 제한하는 장치를 설치하는 것을 목적으로 하게 되는데 이는 외부 환경에 대하여 저장 셀로부터의 화염의 진행을 방지하게 된다. 압력값을 제한하고 기체를 냉각시키는 이러한 장치를 설치하는 것을 목적으로 하게 된다. 이러한 장치는 저장 셀과 같은 화재 방지와 관련하여 동일한 요구조건에 부합하여야 한다. FR 2 879 471 문서는 폐쇄된 엔클로져에 설치된 저장 셀에서 전파되는 제어되지 않은 화재의 극단적인 결과를 제한하기 위한 장치를 개시한다. 이러한 장치는 폐쇄된 저장소를 구비하되, 상기 저장소는 저장 셀과 직접 연통하는 내부 챔버와 상기 저장소의 적어도 하나의 상부 개구에 의해 격리된 엔클로져와 직접 연통하는 버블링 챔버에 제공되는 액체를 보유하게 되며, 상기 장치는 액체의 수준을 조절하기 위한 화재 방지 보호부 및 시스템도 구비한다. 이러한 장치는 활동적인 특징을 유지하는데 그 이유는 상기 장치는 몇가지 조절 시스템을 구비하기 때문이다. 추가하여, 이러한 장치의 특징은 처리될 수 있는 기체 유동율이 제한된다는 것을 의미한다.
따라서, 화재의 결과를 제한하고 기체 유동 처리 능력과 관련하여 향상되며 동일한 크기를 가진다면 기존 제한 장치보다는 더 수동적인 작동 모드를 가지는 신규한 장치를 찾고자 하는 것이 목적이다.
본 발명은 막힌 엔클로져에 배치된 저장 셀과 같은 실내에서 화재의 결과를 제한하기 위한 장치에 대한 것으로서, 이러한 장치는 액체가 담겨진 용기를 구비한 저장소를 포함하는데, 이러한 저장소는 상기 저장소와 연통하는 "내측 챔버"로 지칭되는 하나 이상의 챔버와, 막진 엔클로져와 연통하는 하나 이상의 다른 챔버를 포함하며, 상기 저장소는 또한 상기 저장소의 양측 단부에 일체로 배치되는 적어도 하나의 제 1 유동 탱크와 적어도 하나의 제 2 유동 탱크를 포함하며, 각각의 탱크는 저장소가 상기 용기의 소정의 주어진 높이를 초과할 때 상기 액체를 수용할 수 있게 된다. 이러한 발명은 실내에서 화재가 발생했을 때 발생되는 과압 및 음압 현상을 제한하게 된다. 이러한 장치는 향상된 최초 반응성을 보여준다. 상기 저장소의 장치는 내측 챔버(들)이 하나 이상의 다른 챔버들과 연통하며 화재 다음의 압력 현상에 의해 특히 발생되며 상기 내측 챔버(들) 및 하나 이상의 다른 챔버들 사이에서 교환되는 가스 유동이 상기 용기에 담겨진 액체를 통과하게 되도록 설계된다. 그 이유는 과유동 탱크로 인하여 추가된 시스템의 압력 강하를 수반한 시작 임계값에 대응하는, 실내에서 도달하게 되는 최대 압력에 영향을 받게 하는 것이 가능하기 때문이다. 환언하면, 과유동 탱크로 인하여 상기 저장소의 액체 수준과 처리되는 가스 유동의 독립적인 시작 압력 임계값을 고정하는 것이 가능하게 된다. 액체 수준의 높이는 압력에 변화에 직접 연관되며, 정해진 수준에서 액체가 과유동하게 되는 사실로 인하여 처리되는 가스 유동이 무엇이든지 간에 시작 압력값을 고정할 수 있게 된다. 과유동 시스템으로 인하여 과유동속도를 증가시키는 것이 가능하게 되고, 따라서 실내에서의 압력의 갑작스런 증가에 대응하는 액체 수준의 갑작스러운 변화를 흡수할 수 있는 장치의 능력을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 상기 과유동 탱크는 누설과 같은 액체 공급 시스템의 오작동이 발생할 때 상기 장치의 시작 임계값을 보장한다. 그 이유는 초과 액체는 이러한 탱크들에서 회복되기 때문이다. 이러한 시스템의 장점은 이러한 파이프들의 직경에 의해 제한되는, 유동 회로에서 표면 액체의 유동 속도에 의존하지 않게 된다는 것이다. 탱크에서의 과유동에 의한 이러한 회복 기능의 마지막 결과는 실내에서의 전체 압력 제한 처리를 감속시키지 않게 된다. 상기 과유동 탱크의 존재로 인하여 액체 공급 회로를 단순화시키는 것이 가능하게 되며, 적어도 하나의 조절 시스템으로써 공급함으로써 더욱 수동적으로 작동하게 된다. 단순화된 물-공급 회로와 연결된 상기 과유동 탱크는 상기 장치의 기능의 신뢰성을 향상시키며 더욱 반응성을 향상시키게 된다. 액체로는 물이 사용된다. 막힌 엔클로져와 연통하게 되는 상기 챔버는 소위 "버블링" 챔버를 하나 이상 구비한다. 상기 버블링 챔버는 상기 저장소의 상부에 안착되며 하나 이상의 개구에 의해 막힌 엔클로져와 연통하는 소위 "지체" 챔버와 연통한다. 상기 버블링 챔버는 상기 저장소의 바닥에 수직하게 배치되는 분리 부재에 의해 내측 챔버로부터 분리되는데, 상기 분리 부재는 분리 부재의 바닥 단부상에 고정된 플레이트에 의해 형성된 파형 브레이커(wave-breaker)를 구비하며, 적어도 하나의 버블링 챔버의 내측으로 향하여 배향된다. 상기 버블링 챔버는 버블 분할 장치를 구비할 수도 있다. 상기 버블링 챔버는 안티-스패터 장치를 포함한다. 액적 캐쳐, 적절한 버블링 챔버 높이 및 상기 버블링 챔버 상측의 안티 스패터와 결합된 지체 챔버는 상기 장치의 상부에서 액체의 스플래싱을 제한하는 수단이다. 일실시예에 의하면, 화재의 결과를 제한하는 장치는 과유동 탱크의 수준이 과유동 탱크를 따른 주어진 높이에 도달할 때 과유동 탱크로 액체를 부어주게 되는 채널을 포함한다. 화재의 결과를 제한하고 실내에서의 압력 또는 음압을 제한하는 장치는 버블링 챔버와 내측 챔버의 양측상에 안착되는 분리 벽을 포함하는데, 각각의 분리벽은 액체내에 침지되며 제 1 과유동 탱크의 유입구 및 내측 챔버 사이에 안착된다. 일실시예에 의하면, 상기 벽들 중 하나는 그 상부에 오리피스를 구비한다. 다른 실시예에 의하면, 상기 벽들 중 하나는 측부의 상측에 오리피스를 구비한다. 상기 화재의 결과를 제한하는 장치는 저장소에 액체를 공급하는 회로가 구비된 저장소에 액체의 수준을 조절하는 시스템을 포함한다. 상기 조절 시스템에는 플로우트 밸브가 구비되는데, 상기 플로우트 밸브의 개구는 액체를 상기 용기에 공급한다. 이러한 시스템은 예를 들어 증발에 대한 보상을 가능하게 하는 장점을 가진다. 액체의 공급부는 조절 시스템의 독립적인 강제 공급부에 의해 보호된다.
이러한 시스템의 장점은 이러한 파이프들의 직경에 의해 제한되는, 유동 회로에서 표면 액체의 유동 속도에 의존하지 않게 된다는 것이다. 탱크에서의 과유동에 의한 이러한 회복 기능의 마지막 결과는 실내에서의 전체 압력 제한 처리를 감속시키지 않게 된다.
본 발명은 본 발명의 실시예에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 잘 이해될 수 있으며, 이러한 실시예는 첨부한 도면을 참조하여 비제한적인 방식으로 예시적으로 설명된다.
도 1은 위험 물질을 담고 있는 저장 셀에서 전파되는 제어되지 않은 화재의 이론적인 압력 곡선을 도시하며,
도 2는 막힌 엔클로져에 연결된 저장 셀에 연결된, 화재의 결과를 제한하는 장치의 설비를 도시하며,
도 3a 내지 3k 는 화재 제한 장치의 사시도 및 단면도에 대한 다양한 도면이며,
도 4a 내지 4j 는 상기 장치의 기능을 설명하는 다양한 도면이다.
다양한 도면의 동일한 부분 유사한 부분 또는 등가의 부분은 동일한 도면부호로 표시되어, 도면간에 상호 비교를 도모한다.
도면에 도시된 다양한 부품은 도면의 이해를 돕기 위하여 동일한 스케일로 도시될 필요는 없다.
본 발명이 일예에 따른 화재 제한 장치의 설비는 예를 들어 도 2에 도시된 방사능 폐기물와 같은 위험 물질을 저장하는 셀과 같은 실내에 제공된다. 이러한 도면은, 길이방향 입면도로서, 폐쇄된 엔클로져(2)를 포함하는 저장 설비를 도시하는데, 폐쇄된 엔클로져에는 저장 셀(4)이 포함된다. 위험 물질은 상기 저장 셀(4)에 저장된다. 폐쇄된 엔클로져(2)는 바닥 격벽(22), 상부 격벽(23), 측면 격벽(24)를 포함한다. 상기 저장 셀(4)은 페쇄된 엔클로져(2)의 바닥 격벽(22) 상에서 폐쇄된 엔클로져(2) 내부에 배치된다. 상기 저장 셀(4)은 페쇄된 챔버(2)의 바닥 격벽(22)과 일체로된 바닥 격벽(42)을 포함한다. 또한, 상기 저장 셀은 상부 격벽(43) 및 측면 격벽(44)을 포함한다. 이러한 예에서, 폐쇄된 엔클로져(2) 및 이러한 저장셀(4)에는 2개의 공통 측면 격벽이 제공된다. 상기 저장 셀(4)의 격벽(42, 43, 44)은 예를 들어 콘크리트로 형성된다. 상기 격벽들은 예를 들어 플래스터 및/또는 콘크리트로 형성되는 화재 격리 클래딩으로써 상기 저장 셀(4) 내부에서 커버된다. 폐쇄된 엔클로져(2)의 바닥 격벽(22)은 예를 들어 콘크리트로 형성된다. 상기 폐쇄된 엔클로져(2)의 상부 격벽(23) 및 측면 격벽(24)은 예를 들어 금속으로 형성된다. 격벽들(22, 23, 24, 42, 43, 44)은 액체와 기체에 대하여 밀봉성을 가진다. 공기 불침투성 체결부(6)는 폐쇄부의 파손 없이 외측(8)으로부터 저장 셀(4)로 그리고 폐쇄된 엔클로져(2)로 작업자가 접근할 수 있도록 제공된다. 폐쇄된 엔클로져(2) 및 저장 셀(4)에는 통기 시스템이 제공된다. 이러한 통기 시스템들은 외측(8)으로부터 유입되는 공기를 송풍하는 시스템(12), 외측(8)으로 공기를 추출하는 시스템(14) 및 공기 정화 필터(16)를 각각 포함한다. 상기 저장 셀(4)의 통기 시스템은 화재 격리를 연속적으로 수행하기 위하여 통기 시스템의 송풍 및 추출 파이프 상에 설치되는 화재 차단 셔터(18)를 포함한다. 상기 제한 장치(10)는 폐쇄된 엔클로져(2) 의 내부와 저장 셀(4)의 외부에 설치된다. 이러한 제한 장치는 상기 저장 셀(4)의 상부 격벽(43)에 되는 지지 격벽에 고정된다. 일실시예에 의하면, 다수의 제한 장치가 처리 성능을 증가시키기 위하여 나란하게 연계될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 화재 결과 제한 장치(10)는 도 3a 내지 3k 를 참고하여 설명된다(상기 장치는 도 3k에서 전개되어 도시된다). 상기 제한 장치(10)를 이루는 다양한 부재는 예를 들어 스테인레스 강으로 제조된다. 상기 제한 장치(10)는 예를 들어 물과 같은 액체(26)를 담도록 되는 저장소(28)를 구비한다. 용기(29)를 구비한 상기 저장소(28)는 측벽(34) 및 바닥인 바닥벽(32)을 포함한다. 하나 이상의 개구(36)는 상기 바닥벽(32) 맞은 편의 저장소(28)의 상부에 안착되며, 상기 개구(36)는 밀폐된 엔클로져(2: 도 3a, 3b, 3c)와 연통하게 된다. 연결 파이프(파이프는 도 3a-3k 에 미도시)는 제한 장치(10)의 저장소(28)와 저장 셀(4) 간에 가스 교환을 가능하게 한다. 상기 연결 파이프의 일측 단부는 상기 저장 셀(4)로 나오게 되며, 상기 연결 파이프의 타측 단부는 다수의 유입 오리피스(481a, 481b)로 구성되는 저장소(28)의 유입 파이프(48)에 연결된다. 상기 유입 파이프(48)는 주어진 단면을 가진 중앙 유입 오리피스(481a)와, 상기 중앙 유입 오리피스(481a)의 양측면에서 그 단부에 안착되되 중앙 유입 오리피스(481a)에 비하여 예를 들어 1/2의 비율의 작은 단면을 갖는 타측 유입 오리피스(481b)를 포함한다. 이러한 구조는 유동의 분배에 있어서 균형을 이루는 역할을 한다. 상기 유입 오리피스(481a, 481b)들은 사각형 형상을 가지며 유입 파이프(48)로 유입되는 기체 또는 화염을 안내하는 형태가 되도록 설계된 만곡부(482)에 의해 서로 분리된다. 예를 들어 도시된 바와 같이, 상기 유입 파이프(48)는 벌려진 형상으로 되어 압력 저하를 제한하게 되며 금속 클래딩(483: 도 3a, 3e, 3f, 3h, 3i, 3k)에 일체로 된다. 상기 저장소(28)는 유입 파이프(48) 및 연결 파이프에 의해 상기 저장 셀(4)과 연통하게 되며 "내측 챔버"로 지칭되는 하나 이상의 챔버(54a, 54b, 54c, 54d, 54e)를 포함한다. 상기 저장소(28)는 상기 저장소(28)의 개구(36)에 의해 폐쇄된 엔클로져(2)와 그 자체로 연통하게 되며 "지체" 챔버(53)로 지칭되는 챔버와 연통하게 되는 "버블링" 챔버로 지칭되는 하나 이상의 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)를 포함한다. 상기 장치는 예를 들어 4개의 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)와, 상기 버플링 챔버의 양측에 분포되는 5개의 내측 챔버(54a, 54b, 54c, 54d, 54e)를 포함한다 (도 3c, 3d, 3f, 3k 참조). 상기 저장소(28)는 상기 저장소(28)의 바닥벽(32)에 수직한 방향으로 연장되는 플레이트 형상의 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)와 내측 챔버(54a, 54b, 54c, 54d, 54e) 사이에 측방향 분리 부재를 포함한다. 상기 분리 부재(50)는 일반적인 작동시에 상기 저장소(28)의 바닥벽(32)에 도달하지 않고서 액체(26)에 침지된다. 이러한 모든 내측 챔버들 중에서, 상기 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)들 사이에 각각 안착되는 내측 챔버(54b, 54c, 54d)들은 상기 분리 부재(50)에 의해 각각 측면상에서 측방향으로 범위가 정해진다. 상기 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d) 의 양 측면상에 안착되는 다른 내측 챔버(54a, 54e)는 상기 저장소(28)의 바닥벽(32)에 수직한 방향으로 연장되는 격벽을 형성하는 플레이트(55a, 55b) 및 분리 부재(50)에 의해 각각 그 부분의 범위가 정해진다. 격벽을 형성하는 플레이트(55a, 55b)는 분리 부재(50)보다 높이가 높으며 일반적인 작동시에 액체(26)에 침지된다. 격벽을 형성하는 플레이트(55a, 55b)는 상기 저장소(28: 도 3c, 3d)의 바닥벽(32)에 선택적으로 도달한다. 상기 바닥벽(32)에 인접하게 안착되는 격벽을 형성하는 플레이트(55a, 55b)의 단부는 액체(26)가 통과하게 하면서 플레이트(55a, 55b)는 견고한 상태로 유지되게 하도록 설계된 원호의 형태로 된 개구(550)를 포함한다. 부분적으로 저장소(28)의 바닥벽(32)에 나란하며 동일 평면상에서 저장소(28)의 상부에 배치되는 다른 플레이트(51a, 51b, 51c, 51d, 51e)들은 상기 내측 챔버(54a, 54b, 54c, 54d, 54e)의 상측부 또는 상부를 한정하게 된다. 상기 저장소(28)의 상부에 설치되는 지체 챔버(53)는 저장소(28)의 측벽(34)과 플레이트(51a, 51b, 51c, 51d, 51e)에 의해 부분적으로 측면에서 경계 설정된다. 상기 지체 챔버(53)는 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d: 도 3c)보다 큰 단면적을 가진다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 저장소(28)의 각각의 분리 부재는 상기 제한 장치(10)의 일반적인 작동시에 액체(26)에 침지되는 "파형 브레이커"로서 지칭되는 플레이트(56)에 대하여 그 저단부에서 플레이트(51a, 51b, 51c, 51d, 51e)들 중 하나에 대하여 상단부에서 부착된다. 상기 파형 브레이커 플레이트(56)는 상기 저장소의 바닥벽(32)에 나란한 방향으로 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)의 내측을 향하여 연장된다. 상기 유입 파이프(48)의 구조로 인하여, 이러한 유입 파이프(48)에 도달하는 가스 유동은 파형 브레이커 플레이트(56) 아래로 가이드된다. 본 발명에 따른 제한 장치에서, 상기 파형 브레이커(56)의 전개된 길이는 예를 들어 약 12미터에 달하는, 8L 로 표시된, 버플링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)의 전체 길이(L)에 대응한다. 이러한 버블링 길이로 인하여 공기가 물을 통과하게 함으로써 예를 들어 약 20,000m 3 /h의 큰 가스 유동을 처리하는 것이 가능하게 된다. 상기 제한 장치(10)는 도 1과 관련하여 전술한 바와 같이 화재의 전개 상태(200) 동안에 가스와 액체(26) 사이에 교환 표면을 최대한 연장시키기 위하여 작은 가스 버블을 작은 버블로 파쇄하도록 된, 버블 파쇄 장치(58)를 포함한다. 버블 파쇄 장치(58: 도 3c에 도시되나 도 3d에는 미도시)는 기체와 액체(26) 간의 열교환을 촉진하며, 버블의 비-유착 및 압력 저하의 제한 사이에서 절충점을 제공하게 된다. 각각의 버블 파쇄 장치(58)는 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)의 바닥부에 배치되며, 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)의 파형 브레이커 플레이트(56) 상에 안착된다. 일반적인 작동시에, 버블 파쇄 장치(58)는 상기 제한 장치(10)의 액체(26) 내에 침지된다. 각각의 버블 파쇄 장치(58)는 예를 들어 메시 금속 와이어의 층을 개재함으로써 형성되는데, 여기서 각각의 층은 지지 석쇠들 사이에서 개재된다. 상기 제한 장치(10)는 가스가 실내(4)에서 배출될 때 액체(26)의 스플래팅을 제한하고자 하도록 된 안티-스플래터 장치(64)를 포함한다(도 3c, 안티 스플래터 장치(64)는 도 3d에 미도시). 각각의 안티-스플래터 장치(64)는 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)의 상부에 배치되며, 예를 들어 메쉬 금속 와이어의 레이어로부터 형성되며, 상기 레이어는 2개의 지지 석쇠 사이에 개재된다. 상기 버블링 챔버 및 안티-스플래터 장치(64)는 바스켓의 형태로 조립되며 상기 플레이트(51a, 51b, 51c, 51d, 51e) 상에 안착되는 크로스 부재(66)에 의해 지지된다. 일실시예에 의하면, 각각의 안티-스플래터 장치(64)는 상기 바스켓 및 지지 로드(61: 도 3c)에 의해 동일한 버블링 챔버에서 설치되는 버블 파쇄 장치(58)에 고정된다. 이러한 지지 로드(61)로 인하여 안티-스플래터 장치(64) 및 버블 파쇄 장치(58)는 버블링 챔버(52a, 51b, 52c, 52d)에 동시에 설치되게 된다. 안티-스플래터 장치(64)는 지체 챔버(53)에 대하여 유입구에 설치되며 상기 지체 챔버에 대하여 유출구에는 상기 저장소(28)의 상부에 배치되는 액적 캐쳐(droplet catcher) 장치(63)가 배치된다. 상기 액적 캐쳐 장치(63)는 후자로부터 유출되는 가스 유동의 서스펜션에서 액체 입자의 분리를 일으키도록 설계된다. 이러한 액적 캐쳐 장치(63)는 상기 저장소 외측에서 액체의 스플래싱을 제한하게 된다(도 3a-3c, 상기 저장소는 도 3d, 3e, 3i, 3k의 액적 캐쳐가 없는 상태로 도시됨). 폐쇄된 엔클로져(2)와 연통하는 개구는 액적 캐쳐 장치(63)로부터 유출구에 배치된다. 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52s, 52e)로부터 유출구와 지체 챔버(53)에 대한 유입구에 가깝게, 플레이트(51a)에 제공된 액체(26)를 회복하기 위하여 오리피스(551)가 배치된다. 상기 저장소(28)는 액체 수준을 조절하는 챔버(82)를 포함하며, 그 기능은 아래에서 설명되는데, 벽(340)에 의해 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d) 및 내측 챔버(54a, 54b, 54c, 54d, 54e)로부터 분리된다(도 3i에서는 조절 챔버(82)는 미도시). 상기 벽(340)은 천공되어 상기 저장소(28)에 담긴 액체(26)가 통과하게 하는 개구(341)를 포함한다. 본 발명에 따른 제한 장치에서, 상기 저장소(28)에 일체로 장착된 과유동 탱크(72a, 72b)는 후자의 양측에 제공되며 상기 벽(34)에 형성된 개구(341)에 의해 후자와 연통하게 된다. 이러한 과유동 탱크(72a, 72b)는 후자의 수준이 저장소(28)에서의 임의의 소정의 쓰레스홀드 높이를 초과할 때 액체(26)를 회복하도록 제공된다. 특히 탱크(72a, 72b)는 상기 장치의 작동에서 압력 저하를 제한하게 되며, 물의 높이는 압력 차이에 직접 연관을 가지게 된다. 이러한 쓰레스홀드 높이는 상기 장치에 부여되도록 기대되는 시작 쓰레스홀드값에 영향을 받게 된다. 액체 과유동(26)이 용기(29)에서 액체(26)에 대한 스레스홀드 압력값을 고정하기 위하여 정해진 쓰레스홀드 높이에서 과유동하게 될 때, 상기 과유동 탱크는 처리되는 가스 유동이 무엇이든지 그리고 저장소에서 액체의 수준이 무엇이든지 시작 압력 쓰레스홀드 값을 고정함으로써 장치를 신뢰성있게 만든다. 상기 과유동 탱크(72a, 72b)는 특히 액체 공급 회로(26)의 오작동의 경우에 상기 액체(26)를 트랩할 수 있게 한다. 액체 공급 회로에서의 누설에 기인하여 액체(26)의 초과는 과유동 탱크(72a, 72b)에 의해 실제로 회복될 수 있게 되며, 제한 장치(10)가 기능하는 것을 방해하지 않게 되는데, 그 이유는 액체(26)의 높이에 관련한 시작 압력 수준은 보전될 수 있게 된다. 과유동 탱크(72a, 72b)로 인하여 선행기술에 따른 그리고 FR 2 879 471 에서 설명된 예에서 처럼 제한 장치에 간단히 비교되는 액체 수준을 조절하는 시스템을 구동시킬 수 있게 된다. 상기 과유동 탱크(72a, 72b)로 인하여 작은 시간 동안에, 그리고 매우 제한적인 압력 강하 동안에, 예를 들어 100Pa 의 압력 강하에서 5초 미만 시간 동안에 100 내지 200 리터의 대량의 물을 배출하는 것이 가능하게 된다. 상기 탱크(72a, 72b)로 액체(26)를 부어주기 위하여 채널(73)이 제공된다. 이러한 채널(73)로 인하여 예를 들어 저장 셀에서의 압력의 급격한 증가에 때문에 액체 수준(26)에서의 갑작스런 변화를 흡수하기 위한 장치의 능력을 향상시키고 증가된 과유동 길이를 달성하는 것이 가능하게 된다. 사익 저장소(28)의 운송을 촉진하기 위한 부재가 제공될 수 있다. 상기 저장소의 상부 코너에 배치된 링(485)은 상기 저장소(28)를 들어올리기 위하여 하나 이상의 슬링과 같은 수단을 받아들이도록 제공될 수 있다. 상기 저장소의 바닥 코너에 설치된 개구(487)는 상기 저장소(28)를 이동시키기 위하여 팰렛 트럭과 같은 운송 수단의 포크를 수용하도록 제공된다 (도 3e, 3k). 상기 저장소에는 상기 저장소(28)의 동일한 측면상에 배치되는 복수개의 플랜지가 제공되는데, 상기 저장소는 건조 탱크를 진공시키기 위한 플랜지(97), 수준, 바닥(95), 및 상부(96) 수준 측정 플랜지를 표시하도록 하기 위하여 물 칼럼이 배치되는 물 유입 플랜지(91), 바닥(92) 및 상부(93) 플랜지를 포함한다 (도 3j). 상기 제한 장치(10)는 - 저장소(28)의 액체(26)의 수준을 일반 작동시에 유지하며, - 상기 탱크(72a, 72b)로 과유동 또는 증발시킴으로써 액체(26)의 소비를 보상하기 위하여, 화재의 발달 상태(200) 동안에 기체가 배출될 때 저장소(28)를 액체(26)로 채워서, 결국 쓰레스홀드 재점화 온도 아래의 온도로 연소 가스를 냉각시키기 위하여 액체(26) 및 가스 사이에 열교환을 연속적으로 할 수 있게 보장하는 것을 가능하기 하는 액체 수준 조절 시스템(80)을 포함한다. 이러한 액체 수준 조절 시스템(80)은 도 4b, 4d, 4f, 4h, 4j에 개략적으로 도시된 기계적 장치이다. 격벽(55a, 55b)을 형성하는 플레이트는 과유동 탱크(72a, 72b)의 유입구로부터 일정 거리에 배치되며, 탱크(72a, 72b)의 유입구와 내측 챔버(54a, 54e) 사이를 분리시킨다. 특히 액체(26)를 재도입하고 과유동 탱크가 가압되도록 하게 하기 위하여 오리피스(552)가 플레이트(55b)의 측면 상의 상부에 형성된다 (도 3d). 상기 액체 수준 조절 시스템(80)는 폐쇄 조절 구획부(82)를 포함한다. 도 4a-4i에 도시된 예에서, 조절 구획부(82)는 상기 저장소(28)에 대하여 배치되며 제한 장치(10)의 다양한 작동 상태 동안에, 즉 배기 상태(도 4g, 4h) 및 흡기 상태(도 4i, 4j) 동안에 기체를 끓이는 것을 경험하지 않는 영역에 배치된다. 상기 조절 구획부(82)는 벽에 의해 내측 챔버 및 버블링 챔버로부터 분리되는데, 이러한 벽에는 연통 오리피스(86)가 배치된다. 도 4a-4i에 도시된 예에서, 상기 조절 구획부(82)는 연결 파이프(46)에 직접 연결된 통기 오리피스(86)에 의해 상기 저장 셀(4)과 동일한 압력에 있으며, 공통 벽(340)의 바닥부에 배치된 연통 오리피스(341)에 의해 상기 저장소(28)에 연결된다. 상기 액체 수준(82)의 조절 구획부는 액체 저장부(26)를 형성한다. 그것은 상기 장치와 동시에 배수되도록 상기 제한 장치(10)에 대하여 일정 높이에 배치된다. 상기 공급부는 상기 제한 장치(10)에서 액체(26)의 수준이 떨어지는 경우에, 케이싱에 액체(26)를 공급한다. 그 용량은 화재의 규모에 따라 결정된다. 상기 액체 수준을 조절하는 시스템(80)은 액체(26)를 공급하는 튜브(102), 플로우트 밸브(140)에 의해 상기 조절 구획부(82)를 공급하는 충전 튜브(118)를 포함하는 공급 및 배출 회로를 포함한다. 상기 액체 수준 조절 시스템(80)의 다양한 부재의 역할은 아래에서 설명된다. 일반적인 작동시에 폐쇄되는 플로우트 밸브(140)는 내측 챔버(54)에 연결되는 조절 구획부(82)에 배치되며; 이러한 조절 구획부(82)에 플로우트 밸브(140)를 배치하는 것은 제한 장치(10)에 배치되는 액체(26)의 양을 정한다. 상기 제한 장치(10)의 기능은 일단 배기 상태 및 공기 유입 상태를 시작하기 직전의 상태에서 각각의 평형 상태에서, 길이방향 수직 구간에 버블링 챔버와 내측 챔버 및 과유동 탱크(72a, 72b)를 구비한 저장소를 도시하는 도 4c, 4e, 4g, 4i 를 참조하여 설명된다. 유사하게, 도 4d, 4f, 4h, 4j 는 시작 상태 및 흡입 상태를 시작하기 직전의 상태에서 각각의 형평 상태에 있는 각각의 조절 구획부(82)를 도시한다. 일반적인 작동시에, 또는 "평형 상태"(도 4c, 4d) 작동시에, 상기 제한 장치(10)는 저장 셀(4)의 고정식 밀폐 상태를 보장한다. 그 이유는, 버블링 챔버 및 내측 챔버를 형성하는 분리 부재(50)의 단부 상측의 액체(26)가 상기 제한 부재(10)에서의 저장 셀(4)을 밀봉시키기 때문이다. 화재 조건에서, 전술한 상기 제한 장치(10)는 자동적으로 그리고 수동적으로 아래의 기능을 수행한다. 상기 저장 셀(4)에서 전파되면서 제어되지 않는 화재의 전개에 대응하는 화재의 제 1 상태(200) 동안에 (도 4e, 4f), 상기 압력 및 온도는 그 내부에서 급격하게 증가하게 된다. 상기 저장소(28)의 내측 챔버(54b, 54c, 54d)는 유입 파이프(48)에 의해 화재시에 저장 셀(4)과 연통하게 된다. 결과적으로, 이러한 압력의 증가는 내측 챔버에서 액체(26)를 밀어주게 되어, 버블링 챔버에 버블을 발생시키고 과유동 탱크(72a)로의 과유동을 일으키게 된다. 상기 내측 챔버(54a, 54b, 54c, 54d, 54e)에서의 액체(26)의 높이는 분리 부재(50)의 단부에 배치된 파형 브레이커 플레이트(56)의 높이로 하강한다. 상기 내측 챔버(54a, 54b, 54c, 54d, 54e)에서의 압력이 시작 압력 쓰레스홀드(p_ech: 도 4g, 4h)에 도달할 때, 화재로부터의 뜨거운 가스는 파형-브레이커 플레이트(56) 아래로 통과하여 큰 가스 버블을 형성한다. 이들이 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)의 표면으로 떠오를 때, 큰 가스 버블은 버블 파쇄 장치(58)에 의해 매우 작은 가스 버블(300)로 부서진다. 작은 버블은 물의 자유 표면으로 떠오른다. 가스 버블에 의해 물에 전달된 에너지는 지체 챔버(53), 안티-스플래터 장치(64) 및 액적 캐쳐(63)에 의해 정치되는 물의 튀김을 야기하는 끓음 현상을 일으킨다 (가스 버블은 물 액적으로 변태된다). 내측 챔버(54)를 조절하는 조절 구획부(82)에서의 액체(26)의 높이는 하강하고, 그 결과 플로우트 밸브(140)는 개방된다(도 4h). 결과적으로 액체 높이를 조절하는 시스템(80)은 가동 시작하여, 상기 제한 장치(10)에는 액체(26)가 공급된다. 상기 제한 장치(10)는 저장 셀(4)의 폐쇄 부재의 "안전 압력"(Ps)보다 낮은 쓰레스 홀드 압력(p_ech)에 대하여 자동적으로 그리고 수동적으로 시작된다. 화재로부터의 뜨거운 가스는 쓰레스홀드 재발화 온도 아래의 온도로 버블링 챔버(52a, 52b, 52c, 52d)에서의 버블링에 의해 냉각되어 폐쇄된 엔클로져(2)로 화재가 전파되는 것을 방지하게 된다. 상기 제한 장치(10)로부터 배출되는 냉각된 가스의 부피에 비하여 폐쇄된 엔클로져(2)의 통기의 높은 갱신 속도는 가스를 희석시키게 된다. 폐쇄된 엔클로져(2)를 통기시키는 시스템은 외부 환경(8)으로 배출하기 전에 특히 마지막 필터 배리어(16)에 대향함으로써 폐쇄된 엔클로져(2)의 대기의 동적 폐쇄 및 처리를 유지할 수 있게 된다. 화재의 소화의 상태에 대응하여, 화재의 제 2 상태(208) 동안에 (도 4i, 4j), 온도와 압력은 매우 급격하게 감소하게 된는데, 이에 따라 발생된 음압은 수천 파스칼에 도달하게 된다. 상기 저장셀(4)이 음압에 놓이자 마자, 내측 챔버(54b, 54c, 54d) 및 저장셀(4)과 연통하는 이러한 내측 챔버(54b, 54c, 54d)를 조절하는 조절 구획부(82)도 음압 상태에 놓이게 된다. 내측 챔버(54b, 54c, 54d)가 임계값(p_adm)에 도달하자 마자, 상기 제한 장치(10)는 완전히 반대로 작용하게 된다. 폐쇄된 엔클로져(2)로부터 나오는 신선한 공기는 버블링 챔버(52)의 파형 브레이커 플레이트(56) 아래를 통과하게 되며, 상기 저장 셀(4)로 도입되도록 하기 위하여 내측 챔버(54)의 액체(26)의 표면으로 떠오르고 안전한 음압(-Ps)보다 낮은 음압으로 저장셀(4)의 음압을 제한하는 에어 버블 형태 아래로 통과하게 된다. 이러한 내측 챔버(54)와 연통하는 조절 구획부(82) 및 내측 챔버(54)의 액체(26)의 높이는 상승하게 되고, 플로우트 밸브(140)는 폐쇄되어, 결국 액체 공급 시스템(80)는 시작되지 않는다. 화재의 시트에 신선한 공기를 추가하는 것은 재점화를 일으키는데 상기 제한 장치(10)는 가능하며 작용가능한 상태로 남게 된다. 상기 제한 장치(10)의 다양한 구성요소들은 저장셀(4)에서 퍼져나가는 제어되지 않은 화재의 최대 열역학적 조건의 용기 평가에 기초하여 크기가 정해지게 된다. 이러한 이전의 연구로 인하여 화재 차단 셔터, 에어 체결 도어 및 격벽인 폐쇄 부재의 안전 압력 (Ps)보다 낮은 압력에서 저장셀(4)의 압력을 유지하기 위하여 상기 제한 장치(10)를 통하여 배출되어야 하는 유속 및 제한 장치의 시작 압력 쓰레스홀드(p-ech, p-adm)을 결정하는 것이 가능하게 된다. 금속 배럴에 쌓여진 폐기물의 경우에 대한 매우 천천히 움직이는 동적 거동을 가지고 퍼져나가는 화재에 대한 예시적인 크기가 아래에 제공된다. - 폐쇄 부재의 안전 압력(Ps): +/- 2100 Pa, - 폐쇄 챔버(2)의 부피: 15000 ㎥, - 저장 셀의 부피: 3000 ㎥, - 통기의 갱신 속도: 2 volume/h, - 화재의 전개의 제 1 상태(200) 동안에 상기 제한 장치(10, 11)의 시작 압력: +1200 Pa, - 흡기 상태 동안에 상기 제한 장치(10, 11)에 대한 시작 압력:-1200 Pa, - 저장 셀(4)로부터 배출되는 가스의 이론적인 유속: 20,000 ㎥/h
28:저장소 29: 용기
26: 액체 4: 저장셀 |
