(57)【要約】  本発明は、監視すべき保護室(2)内の予め定め得る不活化レベルの調整および維持のための不活化装置(1)に関する。不活化装置は、不活性ガスを準備するための制御可能な不活性ガス設備(10、11、12)と、不活性ガス設備と接続されており、不活性ガス設備によって準備された不活性ガスを保護室に供給するために保護室と接続可能な供給管系(20)と、不活性ガス設備制御ユニット(30)とを備えており、不活性ガス設備制御ユニットは、不活性ガス設備によって準備される不活性ガス割合が、保護室内の第1の不活化レベルの調整／維持に適した値をとるように不活性ガス設備を制御するように設計されている。不活性ガス設備の制御に障害があるかまたは不活性ガス設備制御ユニットが故障した場合、保護室に供給される不活性ガス割合を相応に調節し、保護室内の第2の不活化レベルを調整／維持するため、本発明により、相応に設計された安全機構(40、41、42、43)を企図する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視すべき保護室(2)内の予め定め得る不活化レベルを調整しかつ維持するための不活化装置(1)であって、
・不活性ガスを準備するための制御可能な不活性ガス設備(10、11、12)と、
・前記不活性ガス設備(10、11、12)と接続されており、前記不活性ガス設備(10、11、12)によって準備された前記不活性ガスを前記保護室(2)に供給するために前記保護室(2)と接続可能な供給管系(20)と、
・前記不活性ガス設備(10、11、12)によって準備される不活性ガス割合が、前記保護室(2)内の第1の予め定め得る不活化レベルの調整および／または維持に適した値をとるように、前記不活性ガス設備(10、11、12)を制御するように設計された不活性ガス設備制御ユニット(30)と、
を備えた不活化装置において、
前記不活化装置(1)がさらに安全機構(40、41、42、43)を備えており、前記不活性ガス設備(10、11、12)の制御に障害がある場合、または前記不活性ガス設備制御ユニット(30)が故障した場合に、前記安全機構が、前記保護室(2)に供給される不活性ガス割合を、前記保護室(2)内の第2の予め定め得る不活化レベルが調整されかつ／または維持されるように調節するように設計されており、その際、前記安全機構(40、41、42、43)が、
・前記供給管系(20)によって前記不活性ガス設備(10、11、12)と前記保護室(2)の間に作られ得る接続を遮断するための、前記供給管系(20)に割り当てられた制御可能な少なくとも1つの第1の遮断弁(41)と、
・前記不活性ガス設備(10、11、12)と前記保護室(2)の間のバイパス接続を作るための、第2の制御可能な遮断弁(42)を備えた少なくとも1つのバイパス配管系(43)であり、その際、前記バイパス接続が前記第1の制御可能な遮断弁(41)をまたぐ、前記バイパス配管系(43)と、
・前記不活性ガス設備(10、11、12)の制御に障害がある場合、または前記不活性ガス設備制御ユニット(30)が故障した場合に、前記第1の遮断弁(41)を閉じ、かつ前記第2の遮断弁(42)を開くように設計された安全機構制御ユニット(40)であり、その際、前記バイパス配管系(43)は、前記保護室(2)内で前記第2の予め定め得る不活化レベルが調整されかつ／または維持されるように、前記バイパス配管系(43)を介して前記保護室(2)に供給される不活性ガス割合を調節するように設計された、前記安全機構制御ユニット(40)と、
を備えることを特徴とする不活化装置。
【請求項２】
前記安全機構(40、41、42、43)が、前記保護室(2)内で前記第2の予め定め得る不活化レベルを調整するかまたは維持しなければならない場合に、前記保護室(2)内の酸素比率が前記第2の予め定め得る不活化レベルを下回り得ないように、前記安全機構(40、41、42、43)が、前記保護室に最大限で供給されている不活性ガス割合を減少させるように設計される、請求項1に記載の不活化装置。
【請求項３】
前記バイパス配管系(43)が、効果的な通流断面を備えた区間(43a)を有しており、前記区間は、前記保護室(2)内で前記第2の予め定め得る不活化レベルが調整されかつ／または維持されるように、前記保護室(2)に前記バイパス配管系(43)を介して供給される不活性ガス割合を調節するように設計される、請求項1または2に記載の不活化装置。
【請求項４】
前記区間(43a)の前記効果的な通流断面が、前記安全機構制御ユニット(40)によって調節可能である、請求項3に記載の不活化装置。
【請求項５】
前記バイパス配管系(43)が、前記保護室(2)に前記バイパス配管系(43)を介して供給される不活性ガス割合を制限するための、前記安全機構制御ユニット(40)によって制御可能な体積流量調節器(44)を備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の不活化装置。
【請求項６】
さらに、前記保護室(2)の室内空気中の酸素比率を捕捉するための少なくとも1つの酸素捕捉機構(50)を備えており、その際、前記不活性ガス設備制御ユニット(30)および／または前記安全機構制御ユニット(40)が、前記保護室(2)に供給される不活性ガス割合を、前記保護室(2)の室内空気中で測定された酸素比率に応じて調整するように設計される、請求項1から5のいずれか一項に記載の不活化装置。
【請求項７】
前記酸素捕捉機構(50)が、並行して働く多数の酸素検出器を備えており、その際、前記不活性ガス設備制御ユニット(30)および／または前記安全機構制御ユニット(40)が、その時々の前記酸素検出器によって前記保護室(2)の室内空気中で測定された酸素比率のそれぞれに応じて、前記保護室(2)に供給される不活性ガス割合を調整するように設計される、請求項6に記載の不活化装置。
【請求項８】
前記不活性ガス設備制御ユニット(30)および／または前記安全機構制御ユニット(40)は、少なくとも1つの酸素検出器が、他の酸素検出器によって測定された酸素比率に対して特定の予め定め得る値を超える相違を有して、前記保護室(2)内の室内空気中の酸素比率を表示する場合、前記不活性ガス設備(10、11、12)をオフにするための障害通知および／または緊急停止信号を発信するように設計される、請求項7に記載の不活化装置。
【請求項９】
前記酸素捕捉機構(50)が吸引式の酸素捕捉機構を備える、請求項6から8のいずれか一項に記載の不活化装置。
【請求項１０】
さらに、前記保護室(2)内に外気および／または酸素を調節して導入するための外気供給機構(60)を備えており、その際、前記外気供給機構(60)が、前記不活性ガス設備制御ユニット(30)および／または前記安全機構制御ユニット(40)によって、好ましくは前記保護室(2)の室内空気中の酸素比率に応じて制御され得る、請求項1から9のいずれか一項に記載の不活化装置。
【請求項１１】
前記不活性ガス設備(10、11、12)が、周辺空気圧縮機(10)およびこれと接続された不活性ガス発生器(11)を備えており、その際、前記不活性ガス設備制御ユニット(30)は、前記不活性ガス設備(10、11、12)によって準備される不活性ガス割合が前記第1の予め定め得る不活化レベルの調整および／または維持に適した値におかれるように、前記周辺空気圧縮機(10)の空気搬送速度を制御するように設計される、請求項1から10のいずれか一項に記載の不活化装置。
【請求項１２】
前記不活性ガス設備(10、11、12)が、不活性ガス蓄圧容器(12)を備えており、その際、前記不活性ガス設備制御ユニット(30)が、前記不活性ガス設備(10、11、12)によって準備される不活性ガス割合を、前記第1の予め定め得る不活化レベルの調整および／または維持に適した値におくために、前記不活性ガス蓄圧容器(12)に割り当てられており、かつ前記供給管系(20)と接続されている制御可能な減圧器を制御するように設計される、請求項1から11のいずれか一項に記載の不活化装置。
【請求項１３】
さらに、圧力依存型の弁機構(14)を備えており、前記弁機構が、第1の予め定め得る圧力範囲内では開いており、かつ前記不活性ガス設備(10、11、12)による前記不活性ガス蓄圧容器(12)の充填を可能にする、請求項12に記載の不活化装置。
【請求項１４】
前記安全機構が、前記不活性ガス蓄圧容器(12)と接続されたバイパス配管系(43)を備える、請求項13に記載の不活化装置。
【請求項１５】
前記第1および／または第2の予め定め得る不活化レベルが、完全不活化レベル、基礎不活化レベル、または通行可能不活化レベルである、請求項1から14のいずれか一項に記載の不活化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視すべき保護室内の予め定め得る不活化レベルを調整しかつ維持するための不活化装置に関し、その際、この不活化装置は、不活性ガスを準備するための制御可能な不活性ガス設備と、この不活性ガス設備と接続されており、不活性ガス設備によって準備された不活性ガスを保護室に供給するために保護室と接続可能な供給管系と、不活性ガス設備制御ユニットとを備えており、この不活性ガス設備制御ユニットは、不活性ガス設備によって準備される不活性ガス割合が、保護室内の第1の予め定め得る不活化レベルの調整および／または維持に適した値をとるように、不活性ガス設備を制御するように設計されている。
【背景技術】
【０００２】
このような不活化装置の基本に関しては、現況技術から知られている。例えば特許文献１には、密閉空間内での火災のリスク低下および消火のための不活化装置が記載されている。その際、既知のシステムは、取り囲まれた空間(以下「保護室」と言う)内の酸素含有量を、前もって定め得る基礎不活化レベルに下げるよう、および火災の際には酸素含有量を素早く特定の完全不活化レベルにさらに下げるように設計されており、これにより、不活性ガスボンベのできるだけ少ない貯蔵容量で、火災を効果的に消火することを可能にする。このために既知の装置は、制御ユニットによって制御可能な不活性ガス設備、ならびに不活性ガス設備および保護室と接続された供給管系を備えており、この供給管系を介して、不活性ガス設備によって準備された不活性ガスを保護室に供給する。不活性ガス設備としては、不活性ガスが圧縮貯蔵された鋼鉄製ボンベの列か、不活性ガスを生成するための設備が考慮される。
【０００３】
一般的に、密閉空間内での火災のリスク低下および消火のための不活化装置の作用方式の基礎となる知識は、時々しか人または動物が中に入らず、かつ中の設置物が水の作用に敏感に反応する密閉空間内では、通常時の当該領域内の酸素濃度を例えば約12体積%の値に継続的に下げていることによって、火災の危険に対処し得るということである。この酸素濃度では、たいていの可燃性材料が燃焼できなくなる。主要な使用分野は、特に電算処理領域、電気室、閉鎖型設置物、および高価な経済財の保管所である。
【０００４】
この不活化方法の場合に結果として生じる予防作用または消火作用は、酸素排除の原理に基づいている。通常の周辺空気は、周知のように21体積%の酸素、78体積%の窒素、および1体積%のその他の気体から成る。保護室内の火災発生リスクを有効に減少させるには、当該空間内の窒素濃度を、例えば窒素のような不活性ガスの導入によってさらに上昇させ、これによって酸素比率を減少させる。火災消火に関しては、酸素比率が15体積%より低く下がると消火作用が始まることが知られている。保護室内にある可燃性材料に応じて、酸素比率をさらに例えば12体積%に下げる必要があり得る。言い換えるとこれは、室内空気中の酸素比率を例えば15体積%より低く下げたいわゆる「基礎不活化レベル」で保護室を継続的に不活化することによって、保護室内の火災発生リスクも効果的なやり方で減らし得ることを意味する。
【０００５】
ここに使用した概念「基礎不活化レベル」とは、一般的に、通常の周辺空気の酸素含有量より減少された、保護室の室内空気中の酸素含有量と理解すべきであり、ただしその際、この減少された酸素含有量は、原理的に人または動物を危険に曝すことをまだ意味しておらず、したがって人または動物は、まだある程度の予防措置を伴って保護室の中に入ることができる。既に示唆したように、いわゆる「完全不活化レベル」とは異なり、既に有効な火災消火が起こるように減少された酸素比率には相当しなくてもよい基礎不活化レベルの調整は、第1に保護室内の火災発生リスクを減少させるために役立つ。基礎不活化レベルは、個々の事情に応じて例えば13〜15体積%の酸素含有量に相当する。
【０００６】
これに対し概念「完全不活化レベル」とは、基礎不活化レベルの酸素含有量よりさらに減少された酸素含有量と理解すべきであり、この完全不活化レベルでは、既にたいていの材料の引火性が、もう材料が発火し得ないところまで引き下げられている。当該の保護室内の火災荷重に応じて、完全不活化レベルは一般的に11〜12体積%の酸素濃度である。
【０００７】
基礎不活化レベルに相当する保護室の室内空気中の減少された酸素含有量が、原理的に人または動物を危険に曝すことをまだ意味しておらず、したがって人または動物が、少なくとも短時間は、比較的大きな労苦なしで、例えば呼吸保護なしで、保護室の中に入れるにもかかわらず、基礎不活化レベルで継続的に不活化された空間を通行する際には、原則的に、減少された酸素雰囲気内での滞在が酸欠を引き起こす可能性があり、これは事情によっては人体への生理学的な影響を有するので、ある程度の、国で規定された安全対策に注意を払わなければならない。この安全対策は、その時々の国家規定において定められており、特に、基礎不活化レベルに相当する減少された酸素含有量の数値に依存する。
【０００８】
下に提示した表1には、人体への影響および材料の可燃性への影響が提示されている。
【０００９】
保護室の通行が可能であるために国の規定によって課せられた、保護室の室内空気中の酸素比率が減少するにつれ次第に厳しくなる安全対策を、単純で、かつ特に楽に実現できるやり方で満たすためには、通行のために、および通行期間中は、保護室の継続的不活化を基礎不活化レベルから、規定された安全要件が比較的少なく、かつ比較的手間をかけずに守り得るいわゆる通行可能レベルに引き上げることが考えられるであろう。
【００１０】
【表１】
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【００１１】
例えば、通常時には、表1に基づき既に有効な火災抑制を達成可能な例えば13.8〜14.5体積%の酸素比率の基礎不活化レベルで継続的に不活化されている保護室を、整備などのための通行の際に、例えば15〜18体積%の酸素比率の通行可能レベルに引き上げることが有意義であろう。
【００１２】
医学的見地から、この通行可能レベルに減少された酸素雰囲気中での時間的に制限された滞在は、心臓、循環、血管、または気道の疾患がない全ての人に対して問題なく、これによりその時々の国家規定は、これに関し、追加的な安全対策を要求していないか、あるとしても少ししか要求していない。
【００１３】
通常、基礎不活化レベルから通行可能レベルへの、保護室内で調整される不活化レベルの引き上げは、不活性ガス設備を相応に制御することによって行われる。この場合、特に経済的な理由から、保護室を通行した後に再び基礎不活化レベルに調整するために保護室内に導入すべき不活性ガス量を、できるだけ少なく維持するため、保護室の通行中、保護室内で調整される(必要に応じて相応の調節範囲を備えた)不活化レベルを、継続的に通行可能レベルで維持することが有意義である。この理由から不活性ガス設備は、保護室の通行期間中も不活性ガスを生成または準備すべきであろうし、これにより保護室には、そこでの(必要に応じてある程度の調節範囲を備えた)不活化レベルを通行可能レベルで維持するため、相応の不活性ガス割合での不活性ガスが供給される。
【００１４】
この場合、ここに使用した概念「通行可能レベル」とは、通常の周辺空気の酸素含有量より減少されており、その時々の国の規定が、保護室の通行に関して追加的な安全対策を要求していないか、あるとしても少ししか要求していない、保護室の室内空気中の酸素含有量と理解すべきであることを指摘しておく。この通行可能レベルは、一般的に、基礎不活化レベルの場合より高い室内空気中の酸素比率に相当する。
【００１５】
不活性ガス設備によって準備すべき不活性ガス割合は、特に保護室内で調整すべき不活化レベル(通行可能レベル、基礎不活化レベル、完全不活化レベル)に依存し得、保護室の換気率に依存し得、しかし保護室内の温度または圧力などのような別のパラメータにも依存し得ることが知られている。
【００１６】
これに従い、不活化装置内で使用する不活性ガス設備に関しては、あらゆる時点で不活性ガスを準備できるという主旨で設計される必要があり、これにより保護室内の所定の不活化レベルを維持することができる。特に、保護室内のエアコンまたは換気装置による、もしくは保護室からの品物の取出しによる保護室の漏れ損失、場合によっては不活性ガス損失を補い得るように、不活性ガス設備は、その時々の必要条件に応じて、あらゆる時点で不活性ガスを様々な不活性ガス割合で準備し得るべきであろう。他方で不活性ガス設備はその容量に関し、所望の時間内で所定の不活化レベルを再び調整し得るのに十分な不活性ガス割合を準備できるという主旨で設計されるべきであろう。
【００１７】
通常はこのために、不活性ガス設備制御ユニットによって制御可能な不活性ガス設備が提示され、その際、この不活性ガス設備によって準備される不活性ガス割合は、不活性ガス設備制御ユニットを介して相応に調節可能である。
【００１８】
ところで本発明の基礎となる問題提起は、このような不活性ガス設備制御ユニットの制御に障害がある場合、または不活性ガス設備制御ユニットが故障した場合に、例えば保護室を通行する時点で、保護室内の不活化レベルを前もって定められた通行可能レベルで確実に維持し得ると保証できないことである。これは特に、保護室を通行する際に、不活性ガス設備によって準備された不活性ガス割合が、通行可能レベルを維持するのに必要な不活性ガス割合より大きい場合が問題である。つまりこのような場合には、保護室の室内空気中の酸素比率が、通行可能レベルより低く下がるであろうし、これにより医学的見地から、保護室の通行は憂慮すべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】ドイツ特許公報DE 198 11 851 C2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
これに従い本発明の課題は、通常時は基礎不活化レベルで継続的に不活化されている保護室を通行する際に、不活性ガス設備制御ユニットの制御に障害がある場合、または不活性ガス設備制御ユニットが故障した場合、保護室内で調整される不活化レベルを、確実に通行可能レベルで維持し得ることを、確実なやり方において保証できるように、冒頭に挙げた種類の不活化装置をさらに発展させることである。
【００２１】
一般的に言えば本発明の課題は、確実なやり方において、つまり不活性ガス設備制御ユニットのエラーまたは故障の場合でさえ、もしくは不活性ガス設備制御ユニットが、十分な分割度または精度で、不活性ガス設備によって準備される不活性ガス割合を調節するように設計されていない場合でさえ、監視すべき保護室内の予め定め得る不活化レベルを調整および維持し得る不活化装置を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この課題は、不活化装置がさらに安全機構を備えており、不活性ガス設備の制御に障害がある場合、または不活性ガス設備制御ユニットが故障した場合に、この安全機構が、保護室に供給される不活性ガス割合を、保護室内の第2の予め定め得る不活化レベルが調整および／または維持されるように調節するように設計されることによって、冒頭に挙げた種類の不活化装置により解決される。
【００２３】
ここで概念「不活性ガス設備の制御の障害」および「不活性ガス設備制御ユニットの故障」とは一般的に、理由にかかわらず、不活性ガス設備制御ユニットおよび／または不活性ガス設備が、十分な分割度または精度で、所定の不活化レベルの調整および／またはできるだけ正確な維持のために必要な不活性ガス割合を不活性ガス設備によって準備し得ることが不可能である、または原則的にそのように設計されていない状態と理解すべきである。
【００２４】
本発明による解決策の利点は明白であり、特に、好ましくは不活性ガス設備制御ユニットとは関係なく稼動する安全機構を企図することによって、障害がある場合にも絶えず、保護室の室内空気雰囲気中で、特定の前もって定め得る不活化レベルを調整または正確に維持することを保証することができる。こうして例えば、保護室に人が入らなければならない場合に、憂慮なく、かつ特に苦労なく自由に保護室の中に入り得ることが可能である。他方では、本発明による解決策により、通行期間中に保護室の継続的不活化が完全に解除されることを阻止し得る。既に示唆したように、継続的不活化の完全な解除は、このような場合には例えば保護室を通行した後、保護室内で例えば基礎不活化レベルを再び調整するために、不活性ガス設備によって準備しなければならない不活性ガス量が増大するであろうから、特に経済的な視点から不利であろう。
【００２５】
言い換えると本発明による解決策は、仮に窒素設備が(例えば制御での)エラーにより不活性ガスの導入を中止しない場合であっても、または窒素設備がもともと不活性ガスをゼロ以外の減少された割合で準備するように設計されていない場合であっても、原則的に、通行可能レベルに不活化された保護室内で人にとって危険な酸素濃度に達することがないことを保証するために、保護室のための安全対策を提供する。
【００２６】
同時に本発明による解決策によって、窒素設備が、例えば保護室の通行後に所望の時間内で再び基礎不活化レベルを作り、かつ継続的に維持し得るのに十分な体積流量を提供できるように設計されることが保証される。既に示唆したように不活性ガス設備は、室内の漏れ損失、ならびに場合によってはエアコンによる、または品物の取出しによる損失を補うための不活性ガス割合を準備できなければならない。
【００２７】
ただし本発明による解決策は、不活性ガス設備の制御に障害があっても、保護室内の通行可能レベルを確実に維持または調整するということだけに適しているのではなく、むしろ安全機構によって、基礎不活化レベルまたは完全不活化レベルなどのような保護室内で調整すべきそれぞれの不活化レベルを確実に維持することができる。
【００２８】
本発明の有利な変形形態は従属請求項に提示されている。
【００２９】
つまり安全機構に関しては、保護室内で第2の予め定め得る不活化レベルを調整または維持しなければならない場合に、保護室内の酸素含有量が第2の予め定め得る不活化レベルを下回り得ないように、安全機構が、保護室に最大限で供給されている不活性ガス割合を減少させることが企図されるのが特に好ましい。保護室に最大限で供給されている不活性ガス割合の減少は、例えば、仮に制御ユニットおよび／またはセンサ(特に体積流量センサならびに／もしくは不活性ガスまたは酸素センサ)が故障しても、不活性ガス設備の能力を相応に適切に制限することによって行い得る。例えば第2の予め定め得る不活化レベルが通行可能レベルであれば、本発明による解決策によって、保護室を通行する時点で、たとえ不活性ガス設備の制御に障害があっても、室内雰囲気中の酸素含有量が原則的に健康に害のある値を取り得ないことを保証し得る。
【００３０】
特に好ましい安全機構の実現化では、安全機構が、供給管系によって不活性ガス設備と保護室の間に作られ得る接続を遮断するための、供給管系に割り当てられた制御可能な少なくとも1つの第1の遮断弁と、不活性ガス設備と保護室の間のバイパス接続を作るための、第2の制御可能な遮断弁を備えた少なくとも1つのバイパス配管系と、安全機構制御ユニットとを備えるよう企図されており、その際、この安全機構制御ユニットは、不活性ガス設備の制御に障害がある場合、または不活性ガス設備制御ユニットが故障した場合に、第1の遮断弁を閉じ、かつ第2の遮断弁を開くように設計されており、かつその際、第1の制御可能な遮断弁をまたいでいるバイパス配管系は、保護室内で第2の予め定め得る不活化レベルが調整および／または維持されるように、バイパス配管系を介して保護室に供給される不活性ガス割合を調節するように設計されている。安全機構のこの有利な実現化は、特にその単純な構造を特色としており、これは特に、従来の不活化設備に、このような安全機構を後付けすることも容易にする。特に、従来の不活化設備を、少し構造を複雑にし、かつ費用をかけるだけで、相応に後付けすることができる。
【００３１】
他方でこの安全機構は、原理的には現況技術から既知で、かつ実証済みの少数のコンポーネントからのみ構成されており、これは費用の理由から利点であるだけでなく、さらに安全機構の確実な機能方式も保証される。これに関しては、既にある不活性ガス設備制御ユニット内に、例えば追加的なソフトウェアモジュールとしての制御モジュールとして、安全機構制御ユニットを組み込むことが考えられるであろう。しかしもちろん、安全機構制御ユニットを不活性ガス設備制御ユニットとは別個に企図することも考えられる。
【００３２】
しかし原則的には、保護室内で調整および維持すべき不活化レベルを、操作者が不活性ガス設備制御ユニットにおいて予め定め得るべきであろう。ただしこれに関しては、制御ユニットが自立的に、例えば所定の事象経過に基づいて、不活性ガス設備を保護室内の所望の不活化レベルを調整するために制御することも可能であろう。安全機構に割り当てられた安全機構制御ユニットに関しては、障害がある場合に相応の遮断弁を適切に制御するため、安全機構制御ユニットが不活性ガス設備制御ユニットと通信可能であることが考慮されるべきである。
【００３３】
第1および第2の遮断弁に関し、この両方の弁機構は、不活化装置内で別個の部品として企図され得るが、ただし単一コンポーネントとして第1および第2の遮断弁の機能を担う3方弁構成も使用可能であることを指摘しておく。適切な弁構成は現況技術から知られており、ここで詳しくは説明しない。
【００３４】
本発明による安全機構の、すぐ上に挙げた好ましい実現化に基づくバイパス配管系に関しては、このバイパス配管系が、効果的な通流断面を備えた区間を有しており、この区間は、保護室内で第2の予め定め得る不活化レベルが調整および／または維持されるように、保護室にバイパス配管系を介して供給される不活性ガス割合を調節するように設計されることが考えられるであろう。例えば、バイパス配管系のうちの、バイパス配管系の一領域にのみ制限されている、またはバイパス配管系全体にわたっている前述の区間は、その効果的な通流断面に関し、保護室の換気率に関連して前もって固定的に調整されていることが考えられる。これにより、例えば通行可能レベルまたは基礎不活化レベルのような特定の不活化レベルを保護室で維持するためにどの程度の不活性ガス割合を保護室に供給しなければならないかが分かっているという前提条件の下では、この区間が、保護室にバイパス配管系を介して供給される不活性ガス量を特定の不活化レベルに関連して調整するように、バイパス配管系のこの区間を前もって相応に寸法決定することができる。
【００３５】
しかしもちろん、保護室にバイパス配管系を介して供給される不活性ガス割合を、保護室の換気率により良く適合させるため、バイパス配管系のこの区間の効果的な通流断面が、安全機構制御ユニットによって調整可能であることが考えられる。さらに、この区間の効果的な通流断面が調整可能な本発明によるこの変形形態は、保護室内の、前もってユーザによって予め定められ得る様々な不活化レベルを、調整および／または特に正確に維持し得ることを特色とする。
【００３６】
バイパス配管系に関する特に好ましい実現化では、保護室にバイパス配管系を介して供給される不活性ガス割合を制限するための、安全機構制御ユニットによって制御可能な体積流量調節器を、バイパス配管系が備えることが企図されている。これに関し、体積流量調節器は、貫流制限器の機能を担っており、このため単純な、しかし効果的なやり方において、保護室にバイパス配管系を介して供給される不活性ガス割合を調整することができる。体積流量調節器の技術的な実現化は、ここで詳しくは取り上げない。原則的には、原理的に、現況技術から既知の、流体の体積流量を調整するために用い得る全ての機構が適用可能である。
【００３７】
保護室内で調整すべき不活化レベルが、適切な不活性ガス量を供給することによって、および／または例えば外部雰囲気から外気または酸素を調節して供給することによって、できるだけ正確に調整および維持され得ることを達成するため、好ましくは、不活化装置がさらに、保護室の室内空気中の酸素比率を捕捉するための少なくとも1つの酸素捕捉機構を備えることが企図されており、その際、不活性ガス設備制御ユニットおよび／または安全機構制御ユニットは、保護室に供給される不活性ガス割合を、保護室の室内空気中で測定された酸素比率に応じて調整するように設計される。これに関しては酸素捕捉機構が、連続的に、または予め定め得る時点で、相応の信号を相応の制御ユニットに発信することが考えられるであろうし、これにより不活性ガス設備または体積流量調節器が、保護室内で調整された不活化レベルを維持するのに必要な不活性ガス割合を保護室に絶えず供給するために、相応に制御される。
【００３８】
ここで指摘しておきたいのは、ここに使用した概念「特定の不活化レベルでの酸素含有量の維持」を、ある程度の調節範囲を備えた不活化レベルでの酸素含有量の維持と理解すべきであることが、当業者には認識されているということであり、その際、この調節範囲は、保護室の種類に応じて(例えば保護室に適用されている換気率に応じて、または保護室内で貯蔵されている材料に応じて)、および／または使用している不活化設備または安全機構のタイプに応じて、選択し得ることが好ましい。典型的なやり方では、このような調節範囲は±0.1〜0.4体積%である。しかしもちろん別の大きさの調節範囲も考えられる。
【００３９】
ただし上述の酸素含有量の連続的または規則的な測定に加えて、前もって実施した計算に依存した、予め定め得る特定の不活化レベルでの酸素含有量の維持も行うことができ、その際、この計算には、例えば保護室に適用されている換気率、特に保護室のn50値、および／または保護室と周辺の圧力差のような、保護室の特定の設計パラメータを組み込むべきであろう。
【００４０】
酸素捕捉機構として、特に吸引式に働く機構を提示する。このような機構の場合、監視すべき保護室内の室内空気から常に代表的な空気試料が採取され、かつ酸素検出器に供給され、この酸素検出器が相応の検出信号を相応の制御ユニットに発信する。しかしもちろん酸素捕捉機構として非接触式に働く(光学的な)酸素測定を実施することも可能であろう。これに関しては、PSP測定技術(PSP = Pressure Sensitive Paint(感圧塗料))を提示する。保護室内の酸素含有量を検出するための非接触式に働く光学的な測定方法は、特に、例えばその部屋の設計により、従来の(特に有線の)酸素検出器を追加的に装備できない部屋で、適用し得るであろう。
【００４１】
最後に、本発明による解決策の故障補償に関して、酸素捕捉機構が、並行して働く多数の酸素検出器を備えるよう企図されることが好ましく、その際、不活性ガス設備制御ユニットおよび／または安全機構制御ユニットは、その時々の酸素検出器によって保護室の室内空気中で測定された酸素比率のそれぞれに応じて、保護室に供給される不活性ガス割合を調整するように設計されている。好ましい実現化では、少なくとも部分的には、保護室の室内空気中の酸素含有量を捕捉するための異なるテクノロジーに基づくセンサが、並行して働く多数の酸素センサのために使用され、これは例えば常磁性センサ、酸化ジルコニウムセンサ、PSPセンサシステムなどのようなセンサである。これに関して特に、不活性ガス設備制御ユニットおよび／または安全機構制御ユニットは、少なくとも1つの酸素検出器が、他の酸素検出器によって測定された酸素比率に対して特定の予め定め得る値を超える相違を有して、保護室の室内空気中の酸素比率を表示する場合、不活性ガス設備をオフにするための障害通知および／または緊急停止信号を発信するように設計されることが考えられるであろう。
【００４２】
本発明による解決策の特に好ましい変形形態では、不活性ガス設備が、周辺空気圧縮機およびこれと接続された不活性ガス発生器を備えることが企図されており、その際、不活性ガス設備制御ユニットは、不活性ガス設備によって準備される不活性ガス割合が第1の予め定め得る不活化レベルの調整および／または維持に適した値におかれるように、周辺空気圧縮機の空気搬送速度を制御するように設計されている。不活性ガス設備に関して好ましいこの解決策は、特に、不活性ガス設備が不活性ガスをその場で生成し得ることを特色とし、これにより例えば不活性ガスが圧縮貯蔵された圧力ボンベの列を企図する必要がなくなる。
【００４３】
ただしもちろん、不活性ガス設備が不活性ガス蓄圧容器を備えることも考えられるであろうし、その際、不活性ガス設備制御ユニットは、不活性ガス設備によって準備される不活性ガス割合を、第1の予め定め得る不活化レベルの調整および／または維持に適した値におくために、不活性ガス蓄圧容器に割り当てられており、かつ供給管系と接続されている制御可能な減圧器を制御するという主旨で設計されるべきであろう。その際、不活性ガス蓄圧容器は、前述の周辺空気圧縮機および不活性ガス発生器との組合せにおいて企図され得るか、または単独でも企図され得る。
【００４４】
すぐ上に挙げた、不活性ガス設備が不活性ガス蓄圧容器を備えている実施形態の特に好ましい変形形態では、不活化装置がさらに圧力依存型の弁機構を備えることが企図されており、この弁機構は、例えば1〜4バールの第1の予め定め得る圧力範囲内では開いており、かつ不活性ガス設備による不活性ガス蓄圧容器の充填を可能にする。さらに、この好ましい変形形態の場合、安全機構が、不活性ガス蓄圧容器と接続されたバイパス配管系を備えることが考えられるであろう。
【００４５】
既に示唆したように、本発明による解決策は、不活性ガス設備の制御に障害がある場合に保護室内の通行可能レベルを調整または維持することだけに限定されるのではない。むしろ請求される本発明の不活化装置は、第1および／または第2の予め定め得る不活化レベルが、完全不活化レベル、基礎不活化レベル、または通行可能レベルであり得るように設計されている。
【００４６】
以下に、本発明による不活化装置の2つの好ましい実施形態を、図面に基づきさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による不活化装置の第1の好ましい実施形態の概略図である。
【図２】本発明による不活化装置の第2の好ましい実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図1には、監視すべき保護室2内の予め定め得る不活化レベルを調整および維持するための、本発明による不活化装置1の第1の好ましい実施形態が概略的に示されている。不活化装置1は基本的に、周辺空気圧縮機10およびこれと接続された不活性ガス発生器11を備えた不活性ガス設備から成る。さらに、相応の制御信号を介して周辺空気圧縮機10の空気搬送速度を制御するように設計された不活性ガス設備制御ユニット30が企図されている。このやり方で、不活性ガス設備10、11によって準備される不活性ガス割合を、少なくとも部分的には、不活性ガス設備制御ユニット30によって定めることができる。
【００４９】
不活性ガス設備10、11によって生成された不活性ガスは、供給管系20を介して、監視すべき保護室2に供給され、しかしもちろん複数の保護室を供給管系と接続してもよい。詳しくは、不活性ガス設備10、11によって準備された不活性ガスの供給が、保護室2内の適切な位置に配置された相応の排出ノズル21を介して行われる。
【００５０】
本発明による解決策の好ましい実施形態では、不活性ガスを、有利なやり方では窒素を、その場で周辺空気から取得する。不活性ガス発生器または窒素発生器11は、例えば現況技術から既知の膜技術またはPSA技術に基づき、例えば90〜95体積%の窒素比率での窒素濃縮空気を生成するために機能する。好ましい実施形態では、この窒素濃縮空気が、保護室2に供給管系20を介して供給される不活性ガスとして用いられる。不活性ガスを生成する際に生じる酸素濃縮空気は、さらなる管系を介して外に排出される。
【００５１】
詳しくは、不活性ガス設備制御ユニット30は、例えばユーザによって制御ユニット30に入力された不活化信号に応じて、設備10、11によって準備される不活性ガス割合が、保護室2内の所定の不活化レベルの調整および／または維持に適した値をとるように、不活性ガス設備10、11を制御するよう企図されている。不活性ガス設備制御ユニット30での所望の不活化レベルの選択は、例えばキースイッチで、またはパスワードで保護されて、(明確には図示されていない)操作部で行うことができる。しかしこれに関してはもちろん、所定の事象経過に基づく不活化レベルの選択が行われることも考えられる。
【００５２】
不活性ガス設備制御ユニット30で、前もって特に保護室2の特徴的な値を考慮して定められた例えば基礎不活化レベルが選択されると、供給管系20に割り当てられた3方弁41、42が、保護室2内への不活性ガスの直接的な転送に切り替えられる。
【００５３】
ただし、例えば保護室2から品物を取り出されなければならない場合、または保護室2内で特定の整備作業が実施されている場合に必要であるような、人が保護室2の中に入らなければならない場合には、特別な予防措置なしでの保護室2の通行が医学的に問題ないように、保護室2内の継続的不活化を、基礎不活化レベルから通行可能レベルに引き上げる必要がある。既に示唆したように、通行可能レベルは、基礎不活化レベルに相当する酸素比率より高い、保護室2の室内空気中の酸素比率に相当する。他方で、仮に通行可能レベルが保護室2内で調整されたとしても、保護室2内では相変わらず継続的不活化が行われ、これは特に経済的な理由から利点であり、なぜならそれによって、基礎不活化レベルを再び調整するのに必要な不活性ガス量を、できるだけ少ない値に維持できるからである。
【００５４】
したがって、不活性ガス設備制御ユニット30で、好ましくは前もって特に保護室2の特徴的な値を考慮して定められた通行可能レベルが選択されると、不活性ガス設備制御ユニット30が相応の信号を3方弁構成41、42に発信し、これにより供給管系20によってしつらえられた、不活性ガス設備10、11と保護室2の間の直接的な接続は遮断され、そのため不活性ガスがバイパス配管系43へと導かれる。図示したように、バイパス配管系43は、好ましい実施形態では不活性ガス設備10、11と保護室2の間のバイパス接続をしつらえるために用いられ、その際、このバイパス接続は、供給管系20のうちの、供給管系20に割り当てられた制御可能な遮断弁(第1の制御可能な遮断弁41)を介して制御される区間をまたいでいる。
【００５５】
さらにバイパス配管系43は、供給管系20に割り当てられた遮断弁41をまたいだ後、再び供給管系20内に通じており、これによりバイパス配管系43を介して保護室2に供給される不活性ガスを、同じ不活性ガスノズル21を介して供給し得ることが認識できる。しかしもちろん、バイパス配管系43が独自の別個の不活性ガスノズルを保護室2内に備えることも考えられるであろう。
【００５６】
バイパス配管系43を介して保護室2に供給される不活性ガス割合を、不活性ガス設備制御ユニット30によってもたらされる不活性ガス設備10、11の制御とは関係なく、保護室2内で調整およびそこで維持すべき不活化レベルに相応に調整し得るために、バイパス配管系43の一区間43a内で、バイパス配管系43に、制御可能な体積流量調節器44が割り当てられている。この体積流量調節器44は、保護室2にバイパス配管系43を介して供給される不活性ガス割合を制限するために用いられる。
【００５７】
詳しくは、体積流量調節器44は、不活性ガス設備制御ユニット30によってか、または不活性ガス設備制御ユニット30とは関係ない安全機構制御ユニット40によって、相応に制御可能である。安全機構制御ユニット40は、好ましい実施形態では、不活性ガス設備制御ユニット30内の独立した制御モジュールとして実施されている。しかしもちろん両方の制御ユニット30、40を、空間的に互いから分離して、異なるハードウェアモジュール内で企図することも考えられるであろう。
【００５８】
原則的に、不活性ガス設備制御ユニット30も安全機構制御ユニット40も、ユーザが所望の不活化レベルをこれらのユニットに入力できるように設計されている。所定の不活化レベルに応じて、および好ましくは同様に酸素捕捉機構50によって捕捉された保護室2の室内空気中の酸素比率に応じて、不活性ガス設備10、11および／または体積流量調節器44が、制御ユニット30または40によって相応に制御され、これにより所定の不活化レベルを調整および維持するのに必要な不活性ガス割合を保護室2に供給することができる。
【００５９】
特に、第1の実施形態において図1に例示的に示したような本発明による解決策は、3方弁41、42と、バイパス配管系43と、安全機構制御ユニット40を介して制御可能な体積流量調節器44とによって安全機構がしつらえられることを特色とし、不活性ガス設備制御ユニット30を介した不活性ガス設備10、11の制御に障害がある場合、または不活性ガス設備制御ユニット30が故障した場合には、この安全機構が、原則的に、保護室2に供給される不活性ガス割合を、例えば基礎不活化レベルまたは通行可能レベルのような保護室2内の所定の不活化レベルが確実に調整および／または正確に維持され得るように調整する。
【００６０】
しかしもちろん、継続的に不活化されている保護室2を、基礎不活化レベルから通行可能レベルに引き上げるべき場合、または一般的に言えば、不活化レベルの変更が実施されるべき場合にはいつも、安全機構を作動させるということも考えられる。これは例えば、不活性ガス設備制御ユニット30では、不活性ガス設備10、11によって準備される不活性ガス割合を正確にその時々の要求に合わせるために十分な分割度で、不活性ガス設備10、11を制御し得ない場合に有意義であろう。これは例えば、不活性ガス設備制御ユニット30によって、不活性ガス設備を単にオンおよびオフにすることしかできない場合であろう。保護室2内で通行可能レベルを調整する場合、原則的に、保護室2には、その中で調整されている(必要に応じてある程度の調節範囲を備えた)通行可能レベルを維持するため、ある程度の(必要に応じて減少された量ではあるが)不活性ガス量を連続的に、またはある程度の時間間隔で供給しなければならないので、保護室を通行する時点で、不活性ガス設備10、11を完全にオフにするというのは十分ではない。むしろ不活性ガス設備は、ほぼ連続的に不活性ガスを準備する必要がある。このため保護室2を通行する際に、不活性ガス設備10、11をオフにすることは考慮されない。
【００６１】
このような場合、つまり不活性ガス設備制御ユニット30を介して、不活性ガス設備10、11を単にオンまたはオフにすることしかできない場合には、例えば通行可能レベルが調整されている期間中、安全機構を介して、保護室2に必要な不活性ガス量を調整および供給しなければならない。
【００６２】
図2には、本発明による不活化装置1の第2の好ましい実施形態が示されている。この実施形態では、図1に3方弁41、42として示した弁構成が、2つの分離した2方弁構成41および42として実施されている。これに関し供給管系20には、不活性ガス設備制御ユニット30および／または安全機構制御ユニットによって制御可能な第1の遮断弁41が、供給管系20によって不活性ガス設備10、11と保護室2の間に作り得る接続を遮断し得るために割り当てられている。さらにバイパス配管系43には、好ましくは安全機構制御ユニット40によって制御可能な第2の遮断弁42が、不活性ガス設備10、11と保護領域2の間のバイパス接続を作るために割り当てられており、その際、このバイパス接続は、制御可能な第1の遮断弁41をまたいでいる。図1に基づく第1の好ましい実施形態の場合もそうであるように、バイパス配管系43内には、制御可能な体積流量調節器44が企図されている。
【００６３】
第1の好ましい実施形態とは違い、図2に基づく第2の実施形態では、さらに不活性ガス設備10、11に割り当てられた不活性ガス蓄圧容器12が企図されている。この蓄圧容器12は、不活性ガス設備の不活性ガス発生器11と、好ましくは圧力に依存して働く弁機構14を介して接続されている。この圧力依存型の弁機構14は、例えば4バールの圧力までの第1の予め定め得る圧力範囲内では開いており、かつ不活性ガス設備10、11による不活性ガス蓄圧容器12の充填を可能にするように設計されることが好ましい。
【００６４】
このような不活性ガス蓄圧容器12を企図することにより、例えば、予め定め得る不活化レベルを調整または維持するのに必要な不活性ガス量が、その時に実際に生成または準備された不活性ガス量より少ない場合に、連続的に不活性ガス設備10、11によって生成される不活性ガスを一時的に貯蔵することができる。
【００６５】
しかしもちろん圧力依存型の弁機構14が、制御ユニット30、40によって相応に制御され得ることも考えられ、それゆえ図2には、これに対し破線の信号線が描き込まれている。
【００６６】
同様に任意で、不活化装置が外気供給機構60を備えることが考えられ、この外気供給機構を介して、調節されたやり方において保護室2に外気または酸素を供給することができ、それにより、保護室2内の所定の不活化レベルを調整または維持することができる。これに関し外気供給機構60は、相応に制御可能な弁61を備えており、この弁が、必要の際に制御ユニット30または40によって開かれる、または閉じられることが考えられるであろう。図2に示唆したように外気供給機構60は、不活性ガス供給ノズル系21とは別個のノズル系62を備え得るが、ただし外気供給機構60のために、不活性ガス供給ノズル系21を使用してもよいであろう。
【００６７】
本発明の実施形態は、図1および図2に示した例示的実施形態に限定されるのではなく、多数の変形形態においても可能であることを指摘しておく。
【符号の説明】
【００６８】
1  不活化装置
2  保護室
10  不活性ガス設備;周辺空気圧縮機
11  不活性ガス設備;不活性ガス発生器
12  不活性ガス蓄圧容器
14  圧力依存型の弁機構
20  供給管系
21  不活性ガスノズル
30  不活性ガス設備制御ユニット
40  安全機構制御ユニット
41  第1の制御可能な遮断弁
42  第2の制御可能な遮断弁
43  バイパス配管系
43a  バイパス配管系の一区間
44  体積流量調節器
50  酸素捕捉機構
60  外気供給機構
61  制御可能な遮断弁
62  外気供給ノズル
【図１】
2010506640.tif 000004
【図２】
2010506640.tif 000005
【国際調査報告】
2010506640.tif 000006
2010506640.tif 000007
2010506640.tif 000008
2010506640.tif 000009
2010506640.tif 000010
2010506640.tif 000011