PT2998002T - Sistema de extinção de gás inerte - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

SISTEMA. DE EXTINÇÃO DE GÁS INERTE A presente invenção refere-se a uma instalação de extinção por gás para uma área de proteção pré-determinada, especialmente na configuração de um sistema de construção em grade como, por exemplo, um sistema de armazenamento de peças pequenas. É conhecido, em compartimentos completamente fechados, em que ocasionalmente entram, por exemplo, por pessoas, e cujas instalações sensíveis à ação da água reagem para fazer face a um risco de incêndio em que a concentração de oxigénio na área afetada seja reduzida para um valor de, por exemplo, aproximadamente 12 % em volume. No caso dessa concentração de oxigénio, os materiais em sua maioria inflamáveis deixam de arder. Áreas de aplicação principais são áreas de processamento de dados, armários de comutação e de distribuição elétrica, equipamentos totalmente fechados, assim como áreas de armazenamento com bens valiosos.

Assim sendo, a partir do documento de patente EP 2 186 546 AI é conhecida, por exemplo, uma instalação de extinção por gás inerte que é dimensionada para inertizar uma área de proteção totalmente fechada de acordo com as sequências de eventos diversos.

Um outro sistema de extinção de gás é conhecido do documento de patente DE 198 11 851 Cl. Esse sistema de extinção de gás é projetado para diminuir o teor de oxigénio num compartimento totalmente fechado para um nível de inertização básico antecipadamente estipulável e, no caso de incêndio ou em caso de necessidade, diminuir ainda mais o teor de oxigénio rapidamente para um nível de total inertização. Para isso, o sistema de extinção de gás conhecido compreende uma fonte de gás inerte controlável com ajuda de um dispositivo de controlo, assim como um sistema de alimentação ligado à fonte de gás inerte e à área de proteção, através do qual o gás inerte disponibilizado pela fonte de gás inerte pode ser conduzido à área de proteção. Como fonte de gás inerte pode ser empregue ou uma bateria de cilindros de pressão na qual o gás inerte é armazenado comprimido, um sistema para geração de gás inerte (popularmente também chamado de "gerador de oxigénio") ou uma combinação de ambas as soluções. 0 documento de patente DE 10 2009 039 357 AI também divulga um sistema de extinção de gás inerte com um tubo de distribuição para a colocação do gás inerte no compartimento a ser protegido. A ação de prevenção ou de extinção resultante no caso de uma inertização de uma área de proteção refere-se ao principio do deslocamento de oxigénio. Ar ambiente normal é composto conhecidamente por cerca de 21 % em volume de oxigénio, cerca de 78 % em volume de azoto e cerca de 1 % em volume de outros gases. Para reduzir numa área de proteção pré-determinada como, por exemplo, num compartimento totalmente fechado, o risco de formação de um incêndio eficazmente, a concentração de oxigénio é reduzida na área afetada pela introdução de gás inerte ou de uma mistura de gás inerte como, por exemplo, azoto. Em relação a uma extinção de incêndio pela grande maioria de sólidos é conhecido, por exemplo, o facto de uma ação de extinção ser feita quando o teor de oxigénio cai para menos de 15 % em volume. Dependendo dos materiais inflamáveis presentes na área de proteção, pode ser necessária uma redução maior do teor de oxigénio para, por exemplo, 12 % em volume.

Sistemas de extinção por gás conhecidos no estado da técnica que são projetados para extinção de incêndio em compartimentos totalmente fechados, são muitas vezes adequados não facilmente para a redução do risco e para a extinção de incêndios em sistemas de armazenamento ou de estantes em grade como sistemas de armazenamento de peças pequenas, já que sistemas de armazenamento ou de estante desse tipo muitas vezes compreendem uma pluralidade de áreas parciais na forma de câmeras individuais de forma a que, neste caso, não se trate especialmente de um compartimento totalmente fechado. Principalmente o modo construtivo de armazenamentos verticais altamente herméticos coloca aos sistemas de extinção por gás convencionais grandes desafios. Os suportes para armazenamento muitas vezes extremamente estreitos e a vedação de material associada aos mesmos, bastante elevada em caso de incêndio, dificultam a extinção do foco de incêndio de modo eficaz e sobretudo dentro de tempo útil.

Especialmente no caso de sistemas de armazenamento de peças pequenas, tais como lançadeiras de bandeja ou sistemas de estantes circulantes (sistemas de movimentação vertical), é muitas vezes necessário em relação a um combate a incêndio com ajuda de um sistema de extinção de incêndio que seja feita uma inundação "suave" da área de proteção com gás de extinção ou gás inerte, para que o sistema de armazenamento não seja danificado e que, durante a extinção ou combate a incêndio, não seja feita nenhuma ação de pressão nociva sobre o material armazenado. A presente invenção tem como tarefa, partindo de um sistema convencional de extinção de incêndio projetado e medido por um compartimento relativamente hermético a gás, como é descrito, por exemplo, no documento de patente EP 2 186 546 AI ou no documento de patente DE 198 11 851 Cl, aperfeiçoar o mesmo partindo do facto de que pode ser utilizável para sistemas de estantes e de armazenamento especialmente com distâncias de armazenamento mínimas na forma de sistemas de movimentação vertical e tipo lançadeira.

Sistemas de extinção de incêndio projetados e dimensionados para compartimentos convencionais, relativamente herméticos a gás não são facilmente utilizáveis para sistemas de estantes e de armazenamento, uma vez que os sistemas de estante e de armazenamento representam uma área de proteção sem uma concha de compartimento realmente hermética a gás. Enquanto uma área de proteção definida num sistema típico de estante e de armazenamento compreende muitas vezes um valor nso de 25/h a 50/h, a taxa de troca de ar em compartimentos totalmente fechados tal como são consideradas no documento de patente EP 2 186 546 AI ou no documento de patente DE 198 11 851 Cl, é bem menor (um valor Nso de um armazém refrigerado é, por exemplo, de 0,015/h a 0,03/h).

Portanto, sistemas de extinção de incêndio projetados e dimensionados para compartimentos relativamente herméticos a gás convencionais não são indicados para sistemas de estante e de armazenamento, já que com esses sistemas de extinção de incêndio convencionais na área de proteção pré-determinada não é possível um estabelecimento mais rápido da concentração de gás de extinção, nem a manutenção da concentração de gás de extinção, apesar de quantidades de agente de extinção limitadas. A tarefa que subjaz à invenção é solucionada através do sistema de extinção de gás de acordo com a reivindicação independente 1, sendo que aperfeiçoamentos vantajosos do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção sao indicados nas reivindicações dependentes.

Portanto, a presente invenção refere-se especialmente a um sistema de extinção de gás para uma área de proteção pré-determinada, especialmente na forma de um sistema de construção em grade como, por exemplo, um sistema de armazenamento de peças pequenas, sendo que o sistema de extinção de gás compreende uma fonte de gás inerte, bem como um sistema difusor ligável ou ligado fluidicamente à fonte de gás inerte através de um sistema de tubulação. A fonte de gás inerte é dimensionada, pelo menos durante um tempo de inundação medido em relação à área de proteção, para disponibilizar gás inerte. 0 sistema difusor do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção compreende pelo menos um tubo difusor com uma pluralidade de tubos previstos na superfície envolvente do tubo difusor, sendo que, através desses tubos, pelo menos uma parte do gás inerte disponibilizado pela fonte de gás inerte - em relação à direção longitudinal do tubo difusor - pode ser introduzida radialmente na área de proteção. 0 sistema difusor do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção compreende também, além de pelo menos um tubo difusor, ainda um redutor de pressão atribuído a pelo menos um tubo difusor com um diafragma, sendo que o redutor de pressão é disposto fluidicamente entre o sistema de tubulação e o pelo menos um tubo difusor.

Através da previsão de um tubo difusor com uma pluralidade de tubos previstos na superfície envolvente do tubo difusor - em comparação com bicos injetores de gás extintor, tal como são usados em geral em sistemas convencionais de extinção por gás projetados para compartimentos totalmente fechados - é possível obter diferentes vantagens. Por um lado, através da provisão de pelo menos um tubo difusor é possivel que, em caso de incêndio ou em caso de necessidade, o gás inerte seja colocado através de muitos pequenos orifícios (tubos) na área de proteção. Isso assegura uma inundação suave em caso de distribuição ideal simultânea do gás inerte na área de proteção. Desse modo, é possível, por exemplo, que os orifícios (tubos) sejam formados na superfície envolvente do tubo difusor individualmente adaptado à condição local da área de proteção. No caso de um sistema de movimentação vertical ou do tipo lançadeira vertical ou de um sistema de armazenamento semelhante, que muitas vezes compreende uma altura de até 30 metros, os orificios/tubos encontram-se na superfície envolvente do tubo difusor preferencialmente adaptados em diferentes alturas dentro do sistema de armazenamento vertical, de modo que nem bandejas nem outras estruturas de projeto para o gás de extinção (gás inerte) possam representar obstáculos.

Assim, vê-se que, através da utilização de pelo menos um tubo difusor, é possível realizar uma distribuição de gás inerte homogénea e, portanto, um combate a incêndio eficaz num sistema de construção em grade como, por exemplo, num sistema de armazenamento de peças pequenas.

Por outro lado, o sistema de extinção de gás de acordo com a invenção destaca-se pelo facto de o sistema difusor compreender um redutor de pressão atribuído a pelo menos um tubo difusor com um diafragma, sendo que o redutor de pressão fica disposto entre o sistema de tubulação, através do qual o sistema difusor pode ser ligado fluidicamente com a fonte de gás inerte do sistema de extinção de gás, e pelo menos um tubo difusor. Em relação ao sistema difusor, é especialmente previsto, de acordo com a invenção, que este seja projetado de tal forma que, durante o tempo de inundação estabelecido para a área de proteção, uma pressão preliminar de diafragma medida em bar absoluto seja o dobro da pressão interna do tubo difusor e que, durante o tempo de inundação projetado, a pressão interna do tubo difusor seja no máximo 2 bar absolutos.

Com essas duas condições de dimensionamento são obtidas outras vantagens. Por um lado, um sistema difusor projetado dessa forma permite uma distribuição homogénea do agente de extinção (gás inerte, especialmente azoto) na área de extinção de sistemas de armazenamento de pequenas peças com sobrecarga minima de fluxo. Através da inundação suave assim obtida da área de proteção com no máximo 2 bar de pressão é assegurado que os produtos armazenados na área de proteção não serão danificados.

Por outro lado, o referido projeto do sistema difusor tem a vantagem de o sistema difusor compreender um "componente de montagem sem retroatividade" para o componente restante do sistema de extinção de gás. Neste contexto, "sem retroatividade" significa que do ponto de vista de projeto do sistema de extinção de gás, não é feita nenhuma diferença se ao final do sistema de tubulação ligável ou ligado à fonte de gás inerte fluidicamente, está ligado um sistema difusor ou um bico injetor de extinção padrão (bico injetor simples).

As vantagens viáveis nesse sentido são óbvias: portanto, o projeto do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção com o referido sistema difusor, basicamente, em grande parte corresponde ao projeto padrão de um sistema convencional de extinção por gás no qual se trata de um sistema testado e aprovado, por exemplo, com reconhecimento do órgão VdS. Isso aplica-se especialmente ao dimensionamento da fonte de gás inerte (por exemplo na forma de frascos de gás inerte), para a composição do controlo, para o sistema de tubulação até à área pré-estabelecida, para a divisão em áreas de proteção ou de extinção e para o dimensionamento dos bicos injetores no caso de bicos injetores de extinção padrão.

Em outras palavras, no caso da projeto e dimensionamento do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção, pode-se recorrer em grande parte à experiência e ao know-how que já foi reunido ou estabelecido em relação ao projeto de sistemas convencionais de extinção por gás com bicos injetores de extinção padrões.

Além disso, para o projeto do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção, podem ser empregues as ferramentas de projeto e o software de projeto que foram desenvolvidos e comprovados para o projeto de um sistema de extinção de gás com bicos injetores de extinção padrão.

Portanto, trata-se no caso do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção, de uma solução especialmente fácil de ser realizada, porém eficaz e especialmente adequada para sistemas de armazenamento verticais.

Para obter, durante o tempo de inundação, uma distribuição o mais homogénea possível do gás inerte dispensado através do pelo menos um tubo difusor, numa forma de realização do sistema de extinção de gás, é previsto que pelo menos um tubo difusor seja projetado de tal forma que, durante o tempo de inundação medido, o mesmo fluxo de massa de gás inerte seja dispensado preferencialmente a partir de todos os furos projetados na superfície envolvente do pelo menos um tubo difusor.

Isso pode ser obtido, por exemplo, através do facto de a área de soma dos furos corresponder no máximo à metade da área da secção transversal do tubo difusor para fluxos de gás inerte igualmente distribuídos através dos furos (regra de área). Alternativamente, é viável ultrapassar essa regra de área por exemplo em 30 % de modo que a área da soma dos furos corresponda a metade da área da secção transversal do tubo difusor acrescida de 30 %. Neste caso, os fluxos de massa através dos furos desviam-se um do outro não mais do que 10 %, o que em geral é tolerável.

Alternativamente ou adicionalmente a isso, é viável se os furos previstos na superfície envolvente do pelo menos um tubo difusor, tiverem um diâmetro de furo previamente estabelecido. Além disso, por motivos de produção, é também vantajoso se uma pluralidade de furos previstos na superfície envolvente do pelo menos um tubo difusor de acordo com uma grelha fixa de distância entre furos.

Por exemplo, é viável nesse contexto prever para um diâmetro interno de tubo difusor de 53 mm até 220 furos na superfície envolvente do tubo difusor com, respetivamente, um diâmetro médio de 2,8 mm até 3,2 mm. Com um tal tubo difusor não é confirmada em até 22 m de comprimento nenhuma retroatividade do tubo difusor sobre o comportamento de descarga do redutor de pressão e portanto, sobre o comportamento de descarga do sistema de extinção de gás.

De acordo com um aspeto da presente invenção é previsto que, preferencialmente, a pressão interna máxima no tubo difusor seja de tal forma ajustada que, durante o tempo de inundação medido para a área de proteção, o gás inerte seja libertado como fluxo subcrítica na área de proteção. Essa condição pode ser realizada para azoto, por exemplo, se a pressão interna no tubo difusor não ultrapassar duas vezes a pressão externa também em cerca de 2 bar absolutos.

Desse modo, com o tubo difusor, é possível não apenas um desvio livre de retroatividade do gás inerte que serve como agente solvente a partir da direção longitudinal do tubo difusor numa direção de fluxo radial em relação ao tubo difusor, mas é ainda possível que não ocorram ou que ocorram muito menos ressuspensões na área de proteção, na verdade, em comparação com furos nos quais é gerado um fluxo supercrítico, o que é, por exemplo, o caso de quando a pressão interna é grande no tubo difusor, que a velocidade de fluxo nos furos de saída atinge a velocidade do som e os furos atuam como bicos injetores.

Numa forma de realização da presente invenção prevê-se que o sistema difusor seja projetado de tal forma que - em relação à área de furo - a quantidade de gás inerte libertada por segundo através dos furos do pelo menos um tubo difusor na área de proteção, durante o tempo de inundação medido, não ultrapasse um valor pré-estabelecido de 4,86 x 105 litros / (s x m2 área de furo) e, preferencialmente, de 4,01 x 105 litros / (s x m2 área de furo), na verdade medido sob 20° C e 1,013 bar.

Alternativa e adicionalmente também é possível que o sistema de difusor seja projetado de tal forma que - em relação à área da secção transversal interna de pelo menos um tubo difusor -a quantidade de gás inerte libertada por segundo através dos furos do pelo menos um tubo difusor na área de proteção, durante o tempo de inundação medido, não ultrapasse um valor pré-estabelecido de 2,92 x 105 litros / (s x m2 área de secção transversal interna) e preferencialmente de 2,83 x 105 litros / (s x m2 área de secção transversal interna), medido a 20° C e 1,013 bar.

Numa forma de realização especialmente preferida na qual é utilizado como gás inerte azoto ou uma mistura de gás concentrada com azoto, é previsto que o sistema difusor seja projetado de tal forma que, durante o tempo de inundação medido em relação à área de proteção, a quantidade de gás inerte libertada por segundo através dos furos individuais do pelo menos um tubo difusor na área de proteção não ultrapasse um valor pré-estabelecido de aproximadamente 0,004 kg/s e, preferencialmente, de aproximadamente 0,0033 kg/s. No caso de um projeto desse tipo selecionado em relação ao fluxo de massa medido, a liberdade de retroatividade do sistema difusor é assegurada, sendo assim obtidas simultaneamente as demais vantagens anteriormente referidas, especialmente a obtenção de uma distribuição homogénea de gás inerte na área de proteção e a inundação "suave" da área de proteção.

Alternativamente ou adicionalmente a isso é vantajoso se o sistema difusor for medido de tal forma que durante o tempo de inundação medido em relação à área de proteção, a quantidade de gás libertada na totalidade através dos furos previstos na superfície envolvente do tubo difusor por segundo na área de proteção não ultrapasse um valor pré-estabelecido de cerca de 0,75 kg/s, preferencialmente de cerca de 0,726 kg/s.

Numa forma de realização preferida da instalação de extinção de gás de acordo com a invenção seja previsto empregar como gás inerte azoto ou uma mistura de gás enriquecida com azoto, sendo que, pelo menos um tubo difusor do sistema difusor apresente uma largura nominal(DN) de 50 de acordo com a norma DIN ΕΝ ISO 6708, sendo que, na superfície envolvente do pelo menos um tubo difusor sejam projetados no máximo 220 furos com um diâmetro aproximado de, respetivamente, 2,8 a 3,2 mm, e sendo que os furos são projetados num segmento do tubo difusor que compreende um comprimento máximo de 22 m. Neste caso, trata-se naturalmente apenas de um possível projeto (preferido) do sistema difusor, sendo que também são possíveis outras configurações e projetos, em especial ligeiramente divergentes.

Em relação à fonte de gás inerte do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção é preferido se este compreender pelo menos um recipiente de gás inerte, no qual o gás inerte é armazenado na forma de gás comprimido, preferencialmente a 200 ou 300 bar. Portanto, para a realização da fonte de gás inerte é possível recorrer a componentes recebidos e comprovados já em sistemas de extinção por gás convencionais. Naturalmente, é possível, porém, também nesse contexto, que a fonte de gás inerte apresente em alternativa ou adicionalmente pelo menos um recipiente de pressão de gás inerte, um gerador de gás inerte, especialmente, um gerador de azoto na forma de um sistema de separação de gás.

De acordo com aperfeiçoamentos preferidos do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção, é especialmente previsto para o posicionamento vertical do pelo menos um tubo difusor na área de proteção que o sistema difusor apresente também pelo menos um tubo frontal disposto fluidicamente entre o redutor de pressão e o tubo difusor, através do qual, em caso de necessidade, o gás inerte é conduzido pelo redutor de pressão até ao tubo difusor.

Em alternativa ou adicionalmente a isso e, especialmente, em função da respetiva aplicação e do tamanho (altura) da área de proteção é possível que o sistema difusor apresente também, especialmente em relação ao suporte mecânico do tubo difusor, pelo menos um tubo de apoio que fecha pelo menos um tubo difusor na sua área terminal oposta ao redutor de pressão.

Se, porém, um suporte mecânico do tubo difusor não for necessário na área de proteção, a área terminal oposta ao redutor de pressão do tubo difusor deve ser fechada, por exemplo, através de uma tampa de cobertura correspondente para assegurar que o gás inerte conduzido ao tubo difusor seja libertado através dos furos previstos na superfície envolvente do tubo difusor na área de proteção. 0 referido tubo frontal ou tubo de apoio serve especialmente apenas para o posicionamento correto do tubo difusor em relação à área de proteção ou ao apoio ou ajuste de altura do tubo difusor, sendo que esse componente adicional (tubo frontal e/ou tubo de apoio) não tem qualquer influência sobretudo sobre o projeto livre de retroatividade do sistema difusor.

Em relação a uma distribuição o mais possivelmente homogénea do gás inerte na área de proteção é previsto, de acordo com um outro aspeto da invenção, que o tubo difusor seja projetado como peça tubular reta, principalmente sem curvas, ângulos ou peças em T. Preferencialmente, curvas, ângulos ou peças em T desse tipo - caso elas sejam necessárias - devem ser previstas do ponto de vista espacial antes do redutor de pressão do sistema difusor.

Em relação à produção de pelo menos um tubo difusor, é vantajoso se esse for formado por vários segmentos formados separadamente entre si. Isso aplica-se especialmente se o tubo difusor ultrapassar um determinado comprimento total. Nesse contexto, mostrou-se especialmente vantajoso ligar os vários segmentos formados separadamente entre si, especialmente através de uma ligação de pressão a frio fluidicamente uns com os outros. Isso garante uma vedação ideal das interfaces entre dois segmentos de tubo difusor adjacentes, na verdade também se, no caso da libertação do gás inerte, for feito um arrefecimento do tubo difusor.

Naturalmente, porém, podem ser empregues também outras técnicas de ligação, como por exemplo ligações, nas quais elementos de vedação são integrados ou previstos.

Para poder realizar uma extinção de incêndio o mais automatizada possível, num aperfeiçoamento preferido do sistema de extinção de gás é previsto que o mesmo apresente um dispositivo de identificação que opera especialmente no modo aspirativo, o qual é medido para detetar na área de proteção pelo menos um parâmetro de incêndio. Além disso, é vantajoso nesse contexto se o sistema de extinção de gás compreender um dispositivo de controlo que seja medido para comandar automaticamente, em função da monitorização de parâmetro de incêndio, a fonte de gás inerte de tal forma que, de acordo com uma sequência de resultados pré-estabelecida dentro do tempo de inundação medido para a área de proteção pré-estabelecida, a concentração de oxigénio na área de proteção seja diminuída para um nível de inertização predeterminado e, preferencialmente, seja aí mantido durante um tempo de paragem pré-estabelecido.

Entende-se pelo termo aqui empregue "parâmetro de incêndio" parâmetros físicos que estão submetidos a ambiente de incêndio em alterações mensuráveis, por exemplo, a temperatura ambiente ou o conteúdo de sólidos, líquidos ou gases como, por exemplo, partículas de fumo, aerossóis de fumo, vapor ou gases de incêndio.

Um dispositivo de deteção de incêndio que opera no modo aspirativo destaca-se pelo facto de serem retiradas a partir da área de proteção monitorizada continuamente ou em tempos pré-determinados ou eventos pré-determinados amostras de ar representativas, sendo que essas amostras de ar são conduzidas a um detetor de parâmetro de incêndio correspondente.

Num aperfeiçoamento preferido da forma de realização referida anteriormente, na qual o sistema de extinção de gás é medido para iniciar, de preferência automaticamente ou em função de uma monitorização de parâmetros de incêndio, a alimentação de gás inerte, é previsto pelo menos um sistema para deteção da concentração de oxigénio na área de proteção. Desse modo é assegurado que, em caso de incêndio ou de necessidade, a concentração de oxigénio na área de proteção é diminuída para ou abaixo do nível de inertização pré-determinado e pode ser mantida preferencialmente ali por um período de manutenção pré-estabelecido. A seguir são descritas diferentes formas de realização em referência às figuras em anexo do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção, em que: A Figura 1 mostra esquematicamente a estrutura básica de uma forma de realização representativa do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção; A Figura 2 mostra esquematicamente o sistema difusor a ser utilizado no sistema de extinção de gás de acordo com a Figura 1 com vistas em corte detalhadas do redutor de pressão do sistema difusor, assim como das áreas de ligação entre dois segmentos de tubo difusor adjacentes e ligados entre si; A Figura 3 mostra esquematicamente a estrutura básica de uma outra forma de realização representativa do sistema de extinção de gás de acordo com a invenção; e A Figura 4a, b mostra esquematicamente diferentes formas de realização de sistemas difusores que podem ser utilizados num sistema de extinção de gás de acordo com a presente invenção.

Na Figura 1 aparece representado esquematicamente a estrutura básica de uma forma de realização representativa do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção. Fazem parte dos componentes essenciais do sistema de extinção de gás 1 principalmente uma fonte de gás inerte 2, assim como um sistema difusor 4 ligado ou ligável fluidicamente à fonte de gás inerte através de um sistema de tubulação 3.

No caso da forma de realização representada na Figura 1, esquematicamente, do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção, a fonte de gás inerte 2 é formada por uma pluralidade de frascos de pressão 2.1, nos quais o gás inerte é armazenado (neste caso: preferencialmente azoto) na forma comprimida. Por exemplo, é viável empregar frascos de 300 bar disponíveis no mercado com uma capacidade de 140 litros como frascos de pressão 2.1. A seguir partimos do facto de que, no caso das formas de realização representativas representadas nos desenhos do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção, é usado como gás inerte azoto ou uma mistura de gás enriquecido com azoto, sendo que isso não deve ser interpretado como sendo uma restrição. Naturalmente podem ser usados outros gases inertes ou misturas de gás inerte ou gases de extinção para a extinção de incêndio.

No caso da forma de realização representativa do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção e conforme ilustrado na Figura 1, os frascos individuais de pressão 2.1 são ligados ou ligáveis de modo fluido, respetivamente, através de uma válvula com regulador de caudal 5 à área terminal voltada para a fonte de gás inerte 2 do sistema de tubulação 3. Para armazenar o gás inerte armazenado nos frascos de pressão 2.1 (neste caso: preferencialmente azoto) no sistema de condutos tubulares 3, na forma de realização representativa ilustrada na Figura 1 esquematicamente as respetivas válvulas 5 dos frascos de pressão 2.1 são controladas através de um frasco de comando (neste caso: frascos de pressão de 200 bar com uma capacidade de 80 litros). A fonte de gás inerte 2, assim como o sistema de condutos tubulares 3 da forma de realização ilustrada na Figura 1 esquematicamente do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção, são projetadas de modo convencional e como no caso do sistema de extinção de gás com bicos injetores de extinção. Ao invés de bicos injetores de extinção é usado, no caso do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção, porém, um sistema de difusor 4 (livre de bicos injetores).

Conforme podemos observar, especialmente na ilustração na Figura 2, o sistema difusor 4 é composto basicamente por um tubo difusor 7 e por um redutor de pressão 8 atribuído ao tubo difusor 7. A estrutura do redutor de pressão 8 pode ser identificada na vista de cima em corte detalhada mostrada na Figura 2.

Portanto, de acordo com uma forma de realização preferida, o redutor de pressão 8 compreende um diafragma 9, assim como uma peça adaptadora 10. Através da peça adaptadora 10, o redutor de pressão 8 é ligado fluidicamente à área terminal afastada da fonte de gás inerte 2 do sistema de tubulação 3. A peça adaptadora 10 também serve para ligar o redutor de pressão 8 fluidicamente à área terminal (na Figura 2 mais acima) do tubo difusor 7, de modo que o redutor de pressão 8 fique disposto com o diafragma 2 pertencente ao redutor de pressão 8 fluidicamente entre o sistema de condutos tubulares 3 e o tubo difusor 7. 0 tubo difusor 7, esquematicamente ilustrado na Figura 2, é projetado com várias peças e é composto por segmentos individuais 7.1, 7.2 e 7.3, sendo que, respetivamente, dois segmentos adjacentes 7.1, 7.2 ou 7.2, 7.3 do tubo difusor 7 são ligados fluidicamente entre si, respetivamente, através de uma peça conectora correspondente 11. A peça conectora 11 , conforme sugerido na vista detalhada mais abaixo na Figura 2, pode ser provida de uma vedação correspondente 12; assim sendo, é vantajoso no âmbito da presente invenção ligar a peça adaptadora 11 sem vedação 12, através de uma pressão a frio, às áreas terminais correspondentes dos segmentos de tubo difusor a serem ligados (veja-se neste caso a vista detalhada central na Figura 2). 0 sistema difusor 4 empregue na forma de realização preferida ilustrada na Figura 1 é executado como um componente de montagem livre de retroatividade, de modo que, do ponto de vista de projeto do sistema de extinção de gás 1, não é feita nenhuma diferença se, na área terminal afastada da fonte de gás inerte 2 do sistema de tubulação 3, é ligado um bico injetor padrão convencional, por exemplo, na forma de um bico injetor simples, ou o sistema difusor 4.

Por essa razão, na forma de realização do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção, ilustrada na Figura 1, o sistema difusor 4 é projetado de tal forma que, por um lado, durante o tempo de inundação medido em relação à área de proteção 14, uma pressão prévia de diafragmas medida em bar absoluto seja pelo menos o dobro da pressão interna do tubo difusor 7 e, por outro lado, durante o tempo de inundação medido, a pressão interna do tubo difusor 7 seja no máximo de 2 bar absolutos.

Essas condições de dimensionamento, que se referem por um lado a uma pressão prévia de diafragmas e por outro à pressão interna no tubo difusor 7, garantem a liberdade de retroatividade desejada do sistema difusor 4.

Adicionalmente a isso, na forma de realização representativa ilustrada esquematicamente na Figura 1 do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção, é previsto que, com o tubo difusor 7, o gás inerte seja libertável na área de proteção 14 atribuida ao sistema de extinção de gás 1 de acordo com uma função de distribuição uniforme.

Para tanto, é previsto que, no caso do sistema de extinção de gás 1 ilustrado na Figura 1, durante o tempo de inundação medido em relação à área terminal 14 atribuida ao sistema de extinção de gás 1, seja descarregado o mesmo fluxo de massa de gás inerte, preferencialmente para fora de todos os furos 13 formados na superfície envolvente do tubo difusor 7. 0 tubo difusor 7 que é utilizado no sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção compreende uma pluralidade de furos 13 previstos na superfície envolvente do mesmo, através dos quais, em caso de necessidade ou em caso de incêndio, pelo menos uma parte do gás inerte disponibilizado pela fonte de gás inerte 2 pode ser conduzida para a área de proteção 14 atribuída ao sistema de extinção de gás 1. Neste caso, o tubo difusor 7 serve para desviar a direção de fluxo do gás inerte da direção longitudinal do tubo difusor 7 para uma direção radial em relação ao tubo difusor 7 e libertar o gás inerte na área de proteção livre de retroatividade.

Preferencialmente, e conforme sugerido na Figura 2 esquematicamente, os furos 13 previstos na superfície envolvente do tubo difusor 7 compreendem um diâmetro de furo previamente estabelecido em que, por motivos de produção, é também vantajoso dispor os furos 13 de acordo com uma grelha de distância de tubo fixa.

Para poder realizar uma inundação da área de proteção 14 atribuída ao sistema de extinção de gás 1 com o sistema difusor 4 o mais suavemente possível, é vantajoso se, preferencialmente, todos os furos 13 previstos na superfície envolvente do pelo menos um tubo difusor 7 forem formados respetivamente de tal forma que o gás inerte conduzido ao tubo difusor 7 seja libertado durante o tempo de inundação medido como fluxo subcrítico na área de proteção 14. Um tal fluxo subcrítico pode ser obtido se os furos - vistos através da espessura da parede do tubo difusor 7 - tiverem uma secção transversal constante e portanto, não estiver especialmente presente a forma de bico injetor. 0 sistema de extinção de gás 1 ilustrado esquematicamente na Figura 3 corresponde basicamente à estrutura básica da instalação descrita sob a referência às ilustrações na Figura 1. A seguir, a fim de evitar repetições, é dispensada a descrição dos mesmos componentes ou componentes com a mesma ação de sistema de extinção de gás 1 ilustrada na Figura 3. Antes, as formas de realização seguintes concentram-se em aspetos do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção, que são previstos adicionalmente na forma de realização ilustrada esquematicamente na Figura 3.

Conforme ilustrado esquematicamente na Figura 3, o sistema de extinção de gás 1 ali mostrado é atribuído a uma área de proteção determinada 14, sendo que, neste caso, trata-se, por exemplo, de um sistema de armazenamento de peças pequenas como, principalmente, um sistema de armazenamento altamente vedado vertical (sistema do tipo lançadeira ou de movimentação vertical).

No caso do sistema de extinção de gás 1 esquematicamente ilustrado na Figura 3, são dispostos junto ao sistema de condutos tubulares 3 no total dois sistemas difusores 4 cujos tubos difusores 7 são respetivamente alinhados na vertical. A alimentação de gás inerte para os tubos difusores 7 correspondentes é feita por baixo, no caso do sistema difusor 4 ilustrado na Figura 3 no lado esquerdo, enquanto a alimentação de gás inerte é feita por cima para o tubo difusor 7 do sistema difusor 4 ilustrado no lado direito.

Na Figura 3, além disso, é sugerido um dispositivo de controlo 15 esquematicamente, que pode ser executado como parte de uma central de comunicação de incêndio (BMZ). 0 dispositivo de controlo 15 serve para controlar, em caso de incêndio, a fonte de gás inerte 2 de forma correspondente, a fim de iniciar uma inertização da área de proteção 14 atribuída ao sistema de extinção de gás 1 ou para assegurar gue, na área de proteção 14, por um período de tempo pré-estabelecido ou previsível, não seja ultrapassado um nível de inertização pré-estabelecido .

Para tanto, no caso do sistema de extinção de gás 1 esguematicamente ilustrado na Figura 3, é previsto um dispositivo de deteção de incêndio 16, assim como um sistema de deteção da concentração de oxigénio na área de proteção 14 (não ilustrado). 0 dispositivo de deteção de incêndio 16 é formado e medido preferencialmente como um sistema gue opera de modo aspirativo, para detetar na área de proteção 14 pelo menos um parâmetro de incêndio.

Em função da monitorização de parâmetro de incêndio produzida com auxílio do dispositivo de deteção de incêndio 16, o dispositivo de controlo 15 controla, de preferência automaticamente, a fonte de gás inerte 2 de tal forma que, de acordo com uma sequência de resultado pré-estabelecida dentro do tempo de inundação medido para a área de proteção prevista 14, a concentração de oxigénio seja diminuída na área de proteção 14 para um nível de inertização pré-estabelecido. Neste caso, é vantajoso se a inicialização automática da fonte de gás inerte 2 for feita em conjunto com uma necessidade de alarme correspondente. Neste caso, é previsto na ilustração esquemática na Figura 3 um dispositivo de aviso de alarme 18.

Preferencialmente, o sistema de extinção de gás 1 é também provido do sistema já referido 17 para a deteção da concentração de oxigénio na área de proteção 14, a fim de assegurar que o gás inerte é suficientemente conduzido à área de proteção 14, para poder, na área de proteção 14, ajustar e manter o nível de inertização exigido. Neste caso, é também necessário conduzir gás inerte adicional através de uma inundação posterior.

Na Figura 4a e Figura 4b são mostradas formas de realização diferentes de sistemas difusores 4 que podem ser empregues no caso do sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção como componente de montagem livre de retroatividade.

De forma detalhada são mostrados na Figura 4a três formas de realização diferentes para o sistema de difusor 4, sendo que é feita por cima, respetivamente, a alimentação de gás inerte no sistema de difusor correspondente para o sistema difusor correspondente 4. Esse tipo de alimentação de gás inerte por cima é possível especialmente para áreas de proteção 14 cuja altura não é superior a 22 m.

Para obter uma distribuição o mais uniforme possível do gás inerte na área de proteção 14, o tubo difusor 7 dos sistemas difusores 4, respetivamente - como sugerido na Figura 4a -fica disposto em diferentes alturas verticais. 0 posicionamento vertical do tubo difusor 7 na área de proteção 14 é feito, neste caso, através da utilização de pelo menos um tubo frontal 19 e/ou pela utilização de pelo menos um tubo de apoio 20. O ou os tubos frontais 19 e o ou os tubos de apoio 20 são, respetivamente, executados sem furos em cada superfície envolvente e servem em primeira linha apenas para o posicionamento vertical ou para o suporte mecânico do tubo difusor 7 correspondente.

Na Figura 4b é mostrada uma configuração de sistemas de difusor 4, que pode ser empregue na área de proteção 14 cuja altura é superior a 22 m. Neste caso, é vantajoso se a direção de montagem, isto é, a alimentação de gás inerte para os sistemas difusores correspondentes 4 for parcialmente mudada, a fim de distribuir os tubos difusores correspondentes 7 por toda a altura da área de proteção 14. A principio, a área terminal oposta à redução de pressão do tubo difusor 7 deve ser fechada. Isso é feito, em geral, com ajuda de uma tampa de cobertura 21 de um tubo de peça 20 ou de um elemento de cobertura similar.

Pelo menos um sistema difusor 4 que é utilizado no sistema de extinção de gás 1 de acordo com a invenção é projetado para distribuir uniformemente o agente de extinção/gás inerte, principalmente azoto, na área de proteção 14 (área de extinção de sistemas de peças pequenas) com carga mínima de fluxo. Neste caso, o sistema difusor 4 no sistema de extinção de gás 1 assume estruturalmente a função do bico injetor de extinção padrão empregue normalmente, complementado com a função de desvio e distribuição fina do gás inerte. O sistema difusor 4 representa, antes da entrada do gás inerte na área de proteção 14, o componente de cobertura do sistema de extinção de gás 1. A solução de acordo com a invenção destaca-se especialmente pelo facto de que os padrões de projeto exigidos e a metodologia de dimensionamento para o sistema difusor 4 - desde que os projetos se refiram à estrutura do sistema de extinção de gás fora da área de proteção 14 - serem sem distinção quanto ao sistema padrão com bicos injetores de extinção. O redutor de pressão 8 pertencente ao sistema difusor 4 e representa a interface de sistema entre a peça de alta pressão do sistema de extinção de gás 1 e o tubo difusor 7. 0 redutor de pressão 8 separa, neste caso, a área submetida à carga de pressão no sistema de condutos tubulares 3 (em geral até 60 bar) da área de baixa pressão no tubo difusor (de no máximo 1 bar de sobrepressão).

Numa forma de realização concreta do sistema difusor 4 de acordo com a invenção, o tubo difusor 7 é formado por um tubo de aço inoxidável reto, aberto em ambos os lados DN 50, em cujo inicio fica disposto o redutor de pressão 8. Num segmento do tubo de aço inoxidável são formados até 220 furos com um diâmetro de 3,0 mm que ficam dispostos na grade de 50 mm no sentido radial numa linha. Através do redutor de pressão 8, o gás inerte entra para dentro do tubo difusor 7 e sai então, radialmente, de forma uniforme dos furos 13. O tempo de inundação medido em relação à área de proteção 14 é previsto nas disposições nacionais respetivas, por exemplo, nas diretrizes VdS correspondentes publicadas pelas seguradoras alemãs.

Assim, para sistemas de armazenamento de peças pequenas que ainda não foram homologados por parte da VdS para proteção de dispositivos para dimensionar os sistemas difusores 4, por exemplo, de acordo com a proteção de compartimento VdS 2380. A proteção de compartimento de acordo com VdS 2380 descreve os padrões para sistemas de extinção por gás inerte para a minimização do risco de incêndio em compartimentos gerais com as mais diferentes cargas de incêndio (materiais combustíveis) e diferentes fontes de ignição. A diretriz refere-se á extinção através de gás inerte e misturas de gás inerte.

De acordo com VdS 2380 o tipo de risco de incêndio determina 0 tempo de inundação (passagem de 95 % de concentração de projeto de gás de extinção) para sistemas de armazenamento de peças pequenas com, no máximo, 60 ou 120 segundos, além disso a concentração de projeto e o tempo de paragem de 10 ou 20 minutos. A invenção não é restrita às formas de realização ilustradas esquematicamente nas figuras, mas resulta do conjunto de todas as caracteristicas aqui divulgadas.

Lista de números de referência 1 Sistema de extinção de gás 2 Fonte de gás inerte 2.1 Frasco de pressão / recipiente de pressão 3 Sistema de condutos tubulares 4 Sistema difusor 5 Válvula com redutor de pressão 6 Frasco de controlo 7 Tubo difusor 7.1, 7.2, 7.3 Segmentos do tubo difusor 8 Redutor de pressão 9 Diafragma 10 Peça adaptadora 11 Peça conectora 12 Vedação 13 Furo 14 Área de proteção 15 Dispositivo de controlo 16 Dispositivo de deteção de incêndio 18 Dispositivo de alarme 19 Tubo frontal 20 Tubo de apoio 21 Cobertura

Lisboa, 19 de Janeiro de 2017

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de extinção de gás (1) para uma área de proteção (14) pré-determinada, especialmente na forma de um sistema de construção em grade, como, por exemplo, na forma de um sistema de armazenamento de peças pequenas, caracterizado por o sistema de extinção de gás (1) compreender o seguinte: - uma fonte de gás inerte (2), que é dimensionada para disponibilizar gás inerte, pelo menos durante um tempo de inundação medido em relação à área de proteção (14); e - um sistema difusor (4) ligado ou ligável fluidicamente através de um sistema de condutos tubulares (3) à fonte de gás inerte (2), sendo que o sistema difusor (4) compreende o seguinte: - pelo menos um tubo difusor (7) com uma pluralidade de furos (13) previstos na superfície envolvente do tubo difusor (7) através dos quais pelo menos uma parte do gás inerte disponibilizado pela fonte de gás inerte (2) pode ser conduzida em sentido radial para a área de proteção (14) em relação à direção longitudinal do tubo difusor (7); e - um redutor de pressão (8) atribuído pelo menos a um tubo difusor (7) compreendendo um diafragma (9), sendo que o redutor de pressão (8) fica fluidicamente disposto entre o sistema de condutos tubulares (3) e pelo menos um tubo difusor (7), em que o sistema difusor (4) é projetado de tal forma que, uma pressão preliminar de diafragma medida em bar absoluto é pelo menos o dobro da pressão interna do tubo difusor (7) durante o tempo de inundação medido, e que a pressão interna do tubo difusor (7) durante o tempo de inundação medido, é no máximo 2 bar absolutos.
2. 2. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um tubo difusor (7) ser projetado de tal forma que o mesmo fluxo de massa de gás inerte é descarregado preferencialmente a partir de todos os furos (13) formados na superfície envolvente de pelo menos um tubo difusor (7) durante o tempo de inundação medido.
3. 3. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por os furos (13) previstos na superfície envolvente de pelo menos um tubo difusor (7) compreenderem um diâmetro de furo previamente estabelecido e em que a pluralidade dos furos (13) previstos na superfície envolvente de pelo menos um tubo difusor (7) são adicionalmente, de preferência dispostos de acordo com uma grelha de distância de furo fixa.
4. 4. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por todos os furos (13) previstos na superfície envolvente de pelo menos um tubo difusor (7) serem projetados para libertar o gás inerte na área de proteção (14) durante o tempo de inundação medido como fluxo subcrítico.
5. 5. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por todos os furos (13) previstos na superfície envolvente de pelo menos um tubo difusor (7) exibirem consistentemente - visto através da espessura da parede do tubo difusor (7) - uma secção transversal constante.
6. 6. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o sistema difusor (4) ser projetado de tal forma que - em relação à área de furo - a quantidade de gás inerte libertada por segundo na área de proteção (14) através de cada um dos furos individuais (13) de pelo menos um tubo difusor (7) durante o tempo de inundação medido, não ultrapassa um valor previamente estabelecido de 4,86 x 105 litros / (s x m2 área de furo), preferencialmente de 4,01 x 105 litros / (s x m2 área de furo), medido a 20° C e 1,013 bar.
7. 7. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o sistema difusor (4) ser projetado de tal forma que - em relação à área de secção transversal interna de pelo menos um tubo difusor (7) - a quantidade total de gás inerte libertada por segundo na área de proteção (14) através dos furos (13) de pelo menos um tubo difusor (7) durante o tempo de inundação medido, não ultrapasse um valor previamente estabelecido de 2,92 x 105 litros / (s x m2 área de secção transversal interna) , preferencialmente 2,83 x 105 litros / (s x m2 área de secção transversal interna), medido a 20° C e 1,013 bar.
8. 8. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por azoto ou uma mistura de gás enriquecida com azoto ser empregue como gás inerte e por a quantidade de gás inerte libertada por segundo na área de proteção (14) através de cada furo individual de pelo menos um tubo difusor (7), durante o tempo de inundação medido, não ultrapassar um valor previamente estabelecido de 0,004 kg/s e, preferencialmente, 0, 0033 kg/s; e/ou em que azoto ou uma mistura de gás enriquecida com azoto ser utilizada como gás inerte e em que o sistema difusor (4) é além disso projetado de tal forma que a quantidade total de gás inerte libertada por segundo na área de proteção (14) através dos furos (13) de pelo menos um tubo difusor (7) , durante o tempo de inundação medido, não ultrapasse um valor previamente estabelecido de 0,75 kg/s, preferencialmente 0,726 kg/s.
9. 9. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a fonte de gás inerte (2) compreender pelo menos um recipiente de pressão de gás inerte, no qual o gás inerte é armazenado na forma comprimida preferencialmente a 200 ou 300 bar.
10. 10. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por em particular para o posicionamento vertical de pelo menos um tubo difusor (7) na área de proteção (14), o sistema difusor (4) compreender adicionalmente pelo menos um tubo frontal (19) disposto fluidicamente entre o redutor de pressão (8) e o tubo difusor (7), através do qual o gás inerte é conduzido do redutor de pressão (8) até ao tubo difusor (7), de acordo com as necessidades.
11. 11. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por, particularmente para o suporte mecânico do tubo difusor (7) na área de proteção (14) , o sistema difusor (4) compreender adicionalmente pelo menos um tubo de apoio (20) que fecha o pelo menos um tubo difusor (7).
12. 12. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o pelo menos um tubo difusor (7) ser projetado como tubo reto sem cuvas, ângulos ou peça em T.
13. 13. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o pelo menos um tubo difusor (7) ser formado por uma pluralidade de segmentos formados separadamente (7.1, 7.2, 7.3), em que a pluralidade de segmentos formados separadamente (7.1, 7.2, 7.3) é ligada entre si preferencialmente de modo fluidico através de uma ligação por pressão a frio.
14. 14. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por o sistema de extinção de gás (1) compreender adicionalmente o seguinte: - um dispositivo de deteção de incêndio (16) que opera no modo aspirativo, o qual é projetado para detetar pelo menos um parâmetro de deteção de incêndio na área de proteção (14); e - um dispositivo de controlo (15), projetado para controlar automaticamente a fonte de gás inerte (2), em função da monitorização de parâmetros de incêndio, de modo a reduzir a concentração de oxigénio a área de proteção (14) para um nível de inércia pré-estabelecido de acordo com uma sequência de eventos previamente estabelecidos, dentro do tempo de inundação medido para a referida área de proteção (14) e preferencialmente mantê-lo nesse nível por um tempo de paragem pré-estabelecido.
15. 15. Sistema de extinção de gás (1), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por ser previsto adicionalmente pelo menos um sistema para deteção da concentração de oxigénio na área de proteção (14). Lisboa, 19 de Janeiro de 2017