利用燃料电池排放空气的防火制造技术

根据本发明专利技术的一个示例性实施方案，提供一种用于降低火灾危险的防火系统，该防火系统具有用于产生富氮气阴极排放空气的燃料电池。给燃料电池供给空气和燃料。在燃料电池内，将空气降低至确定的氧含量。将排放空气供给至待保护的室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的引用本申请要求2005年11月10日提交的德国专利申请No.102005053692.1和2005年11月18日提交的美国临时专利申请No.60/738,400的优先权，所述申请的公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及防火。具体而言，本专利技术涉及用于降低室内火灾危险的防火系统、这种防火系统在航空器中的用途、这种防火系统在建筑物中的用途、这种防火系统在船舶上的用途、具有这种防火系统的航空器、和一种用于移动室或固定室中的防火的方法。
技术介绍
约40年来，卤代烃(Halon)一直用于航空器上机载灭火。Halon是部分或全部卤代的烃，其在化学上参与火的连锁反应，由此导致反应中断。毫无疑问，Halon 1211(用于手持式灭火器的氯-溴-二氟-甲烷)和1301(用于固定式灭火组合装置的溴-三氟-甲烷)阻碍平流层臭氧的形成，因此包含在联合国蒙特利尔协议(Montreal Protocolof the United Nations)中禁用的材料中。
技术实现思路
可期望提供改进的室内防火。根据本专利技术的示例性实施方案，提供一种用于降低室内火灾危险的防火系统，该防火系统包括用于产生富氮气阴极排放空气的燃料电池和用于将该富氮气阴极排放空气引入室内的管道组合件，使得可以降低室内的氧含量，从而可以降低火灾危险。因此，可以提供用于降低室内或对象内火灾危险的有效系统，该系统使用燃料电池系统的贫氧气并富氮气的排放空气。以该方式，-->可以使用机内燃料电池系统的排放空气用于灭火或用于避免火灾危险。以该方式，可以使用机内燃料电池系统的排放空气来降低火灾危险。此外，灭火器装置可以具有更小的尺寸或甚至完全取消。为此，可以使用所有类型的燃料电池，例如碱性燃料电池(AFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)或直接醇/甲醇燃料电池(DAFC/DMFC)。在这点上，电解质的工作温度可能不重要，重要的仅是阴极排放空气的组成。这应该含有惰性气体，例如氮气等。因此，排放空气可以是干燥的或含水的，这取决于燃料电池的类型和(如果必要的话)系统设置。基于氮气的惰性性质，这尤其可以很好地适用于室内防火。根据本专利技术的另一个实施方案，提供所述防火系统用于普通减少氧，由此用于减少室内的氧化。对于食物的贮存，空气的氧化可能导致腐败，并且所含的脂肪可能变得腐臭。可以减少抗氧化措施在食物和塑料中的使用，由此可以防止自由基的存在。根据本专利技术的另一个实施方案，由于燃料电池的工作温度一般在80℃左右，所以所述防火系统可以适于在室内产生无菌/消毒的气氛。这对于有机食物的贮存和净化室可能尤其有利。根据本专利技术的另一个实施方案，所述防火系统可以适用于在室内(在航空器内)产生用于医疗/运动目的(例如，高原训练)的氧减少的气氛。在氧减少下呼吸可能导致血红蛋白(红细胞)在血液中富集。随着血红蛋白的增加，可以将更多的氧转运到血液中。所述用于减少氧的燃料电池系统的专利技术可以适用于例如训练室、睡眠室、工作区中，并且在较小的实施方案中适合作为具有呼吸面罩的氧减少的系统。因此，运动员可以提高他们的成绩，而登山者可以准备在更高的高原下停留更长的时间。所需的氧减少的排放空气的量和品质一般取决于待保护的室的实际情况。以下因素，例如室的密度(换气率)、贮藏货物的材料性质或人的存在，对室的监测和对利用燃料电池减少氧的防火系统的控制和调节起决定作用。-->根据本专利技术的另一个实施方案，所述防火系统还具有用于调节室内氧含量的调节或控制单元。可以通过改变燃料电池阴极的λ值来进行氧含量的调节。λ值表示供给到燃料电池的氧含量和在燃料电池内转化的氧含量之间的比值。可以通过调节燃料电池的空气供给(鼓风机)来调节该比值。在阴极排放空气中的氧含量过高的情况下，不得不减小空气供给并因此减小λ值。因此，可以通过将足够的阴极排放空气供给到室内来控制室内的氧含量。因此，可以根据本说明书来相应地调节或重新调节氧含量。控制/调节可以全自动进行。例如，当有人将进入室内时，可以将氧含量调节为约15体积％。这样，可以确保人可以进入室内，然而，另一方面，可以显著降低相对于正常空气的着火危险或火灾危险。因此，该防火系统还可以用于防御或预防。另一方面，例如，通过调节或控制单元，还可以确保氧含量总是保持在确定的预设最大值以下，例如低于12体积％或低于甚至更小的值。自然地，调节或控制单元还可以设计成单纯的控制单元。然后可以手动进行调节。根据本专利技术的另一个实施方案，设计调节或控制单元以控制或调节燃料电池阴极的空气供给、燃料电池阳极的燃料供给和室内的富氮气阴极排放空气的供给中的至少其一。因此，可以根据需要来调节燃料电池的功率，如供给较多或较少的燃料、较多或较少的空气，或者耗电设备需要较多或较少的电功率。此外，可以控制或调节导入室内的富氮气阴极排放空气，例如通过调节或控制单元来操作相应的阀。根据本专利技术的另一个实施方案，防火系统还包括混合器单元，在将阴极排放空气供给到室内之前，该混合器单元将阴极排放空气与环境空气混合。因此，在阴极出口之后，阴极排放空气中的氧含量可以增加到一定水平。此外，可以冷却排放空气，使得可以不需要热交换器单元或可以减少热交换器单元。可以通过中央控制系统来控制混合器单元。-->根据本专利技术的另一个实施方案，防火系统还包括用于测量选自以下的至少一个物理参数的测量单元：室内氧含量、室内氢含量、室内温度、室内压力、室内湿含量，和用于识别室内火灾特征的检测器。此外，防火系统包括用于将测量的物理参数从测量单元传输至调节或控制单元的数据线路。因此，可以监测室内的状况。例如，如果室内温度升高，或如果起烟，则可以通过供给阴极排放空气来进一步降低氧含量，从而熄灭发展中的火势。同样，也可以监测压力。例如，如果压力超过确定的值，就可以供给加量的富氮气阴极排放空气，其中火灾参数与烟雾发展的强度相关。自动和持续维持预定参数可以是防火系统的调节和控制单元的首要目的。根据本专利技术的另一个实施方案，防火系统还包括测量单元，所述测量单元用于测量选自以下的至少一个物理参数：管道系统中排放空气的氧含量、管道系统中排放空气的氢含量、管道系统中排放空气的二氧化碳含量、管道系统中排放空气的一氧化碳含量、管道系统中排放空气的氮氧化物含量、管道系统中的排放空气的体积流量、管道系统中的排放空气的温度、管道系统中的排放空气的压力、管道系统中的排放空气的湿含量。此外，防火系统可以包括用于将测量的物理参数从测量单元传输至调节和控制单元的数据线路。根据本专利技术的另一个实施方案，防火系统还包括用于将管道系统中的排放空气释放到周围空气中的阀。例如，如果管道系统中排放空气的氧含量超过定值或低于定值，则这可以由测量单元检测的并传输至调节和控制单元，必要时还可以启动阀，从而不将排放空气供给到室内，而是供给到周围空气。根据本专利技术的另一个实施方案，防火系统还包括用于调节室内压力的减压阀。例如，如果室内压力超过确定的阈值，或者如果室内压力和室的周围环境之间的压差超过确定的参数，则可以相应地释放空气。根据本专利技术的另一个示例性实施方案，防火系统还包括用于压缩富氮气阴极排放空气使得可以提高灭火性能的压缩器和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低室内火灾危险的防火系统，所述防火系统（１００）包括：　　　　用于产生富氮气阴极排放空气的燃料电池（１）；和　　　　管道组合件（１６），用于将所述富氮气阴极排放空气供给到室（２５）内，使所述室（２５）内的氧含量降低，从而降低所述室（２５）内的火灾危险。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2005-11-10 102005053692.1;US 2005-11-18 60/738,1.一种用于降低室内火灾危险的防火系统，所述防火系统(100)包括：用于产生富氮气阴极排放空气的燃料电池(1)；和管道组合件(16)，用于将所述富氮气阴极排放空气供给到室(25)内，使所述室(25)内的氧含量降低，从而降低所述室(25)内的火灾危险。2.根据权利要求1的防火系统(100)，其还包括：用于调节所述室(25)内氧含量的调节或控制单元(23)。3.根据权利要求2的防火系统(100)，其中所述调节或控制单元(23)配置为用于控制或调节以下至少其一：所述燃料电池(1)的阴极的空气供给(9)、所述燃料电池(1)的阳极的燃料供给(5)和所述室(25)内的富氮气阴极排放空气供给。4.根据权利要求1～3中之一的防火系统(100)，还包括：第一测量单元(6、10、22)，用于测量选自以下的至少一个物理参数：所述室(25)内的氧含量、所述室内的氢含量、所述室(25)内的温度、所述室(25)内的压力、和所述室(25)内的烟发展；和数据线路(26、27、28)，用于将测量的物理参数从所述第一测量单元(22)传输至所述调节和控制单元(23)。5.根据前述权利要求之一的防火系统，还包括：第二测量单元，用于测量选自以下的物理参数：管道系统中所述排放空气的氧含量、管道系统中所述排放空气的氢含量、管道系统中所述排放空气的二氧化碳含量、管道系统中所述排放空气的一氧化碳含量、管道系统中所述排放空气的氮氧化物含量、管道系统中的排放空气的体积流量、管道系统中的排放空气的温度、管道系统中的排放空气的压力、和管道系统中的排放空气的湿含量。6.根据前述权利要求之一的防火系统，还包括：用于将测量的物理参数从所述第一测量单元或第二测量单元传输至所述调节和控制单元的数据线路。7.根据前述权利要求之一的防火系统(100)，还包括：用于将所述阴极排放空气释放到环境中的放泄阀。8.根据前述权利要求之一的防火系统(100)，还包括：用于调节所述室(25)内压力的减压阀(23)。9.根据前述权利要求之一的防火系统(100)，还包括选自用于压缩所述富氮气阴极排放空气的压缩器(17、21)、用于冷却所述富氮气阴极排放空气的热交换器(18)、和用于使所述富氮气的空气与环境空气混合的混合器单元中的至少其一。10.根据前述权利要求之一的防火系统(100)，还包括：用于使水从所述富氮气阴极排放空气中冷凝出来...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤莉卡布莱伊，拉尔斯弗拉姆，安德列亚斯韦斯滕贝格尔，克劳斯霍夫亚，
申请(专利权)人：空中客车德国有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]