ES2248138T3 - Fuente de energia para suministrar liquido a base de agua a un sistema e instalacion para la extincion de incendios. - Google Patents
Fuente de energia para suministrar liquido a base de agua a un sistema e instalacion para la extincion de incendios.Info
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Abstract
Fuente de energía para suministrar líquido a base de agua a un sistema (1, 2) a través de un sistema de tubos (4) que está lleno de anticongelante de modo que el sistema de tubos tenga una presión de reserva, en la que un depósito (5) para el líquido a base de agua, un depósito adicional (9) que esta lleno de anticongelante y unos medios (6) para suministrar el líquido a base de agua desde el depósito (5) al sistema de tubos en fase líquida, si la presión en el sistema de tubos cae por debajo de la presión de reservas en un primer valor de presión, dando lugar momentáneamente a una primer nivel de presión en el sistema de tubos, están asociados al sistema de tubos, caracterizada porque los medios para alimentar el líquido a base de agua desde el depósito (5) comprenden como parte de la fuente de energía una unidad de bomba (6) que comprende una primera bomba (7) y una primera fuente de energía (8) para dicha primera bomba, y porque la fuente de energía comprende una unidad de bomba adicional (10) que comprende una segunda bomba (11) y una segunda fuente de energía (12) para dicha segunda bomba, estando dispuesta la unidad de bomba adicional para mantener la presión de reserva en el sistema de tubos (4) y para suministrar con este fin anticongelante desde el depósito adicional (9) al sistema de tubos (4) si la presión en el sistema de tubos cae por debajo de la presión de reserva en un segundo valor de presión dando lugar momentáneamente a un segundo nivel de presión en el sistema de tubos, siendo mayor el segundo nivel de presión que el primer nivel de presión.
Description
Fuente de energía para suministrar líquido a base
de agua a un sistema e instalación para la extinción de
incendios.
La invención se refiere a una fuente de energía
para suministrar líquido a base de agua a un sistema a través de un
sistema de tubos que está lleno de anticongelante de modo que el
sistema de tubos tiene una presión de reserva, en la que están
asociados con el sistema de tubos un depósito para el líquido a base
de agua, un depósito adicional que está lleno de anticongelante y
unos medios para suministrar el líquido a base de agua desde el
depósito al sistema de tubos en fase líquida si la presión en el
sistema de tubos desciende por debajo de la presión de reserva en un
primer valor de presión dando lugar momentáneamente a un primer
nivel de presión en el sistema de tubos.
En la presente memoria, el término "a base de
agua" significa agua pura o diferentes aditivos que contienen
agua, dependiendo del propósito para el cual se utilice el
líquido.
La patente US nº 4.326.589 describe una fuente de
energía similar utilizada para la lucha contra incendios.
Las fuentes de energía para suministrar agua a
diversos sistemas, comprendiendo el sistema de energía un depósito
para el agua y una unidad de bomba para suministrar el agua desde el
depósito al sistema a través de un sistema de tubos que está lleno
de agua, son utilizadas muy comúnmente, por ejemplo en casas, para
suministrar agua desde una fuente de agua fresca, tal como un pozo,
al sistema de tubos de la casa. Otra aplicación para tales fuentes
de potencia son instalaciones para la extinción de incendios.
La presente invención se refiere también a una
instalación para la extinción de incendios que comprende un cabezal
pulverizador y una fuente de energía para suministrar líquido a base
de agua, a través de un sistema de tubos que está lleno de
anticongelante, a una unidad que se va a proteger contra el fuego,
estando asociados con el sistema de tubos un depósito para el
líquido a base de agua, un depósito adicional que está lleno de
anticongelante y unos medios para alimentar líquido a base de agua
que tiene tendencia a congelarse dentro y fuera del sistema de tubos
en fase líquida si la presión en el sistema de tubos cae por debajo
de un cierto nivel.
Ciertos ambientes en los que se ha de suministrar
agua o líquido a base de agua implican un riesgo de congelación.
Este problema resulta común en diversas situaciones en países en
los que la temperatura cae por debajo del punto de congelación del
agua. Algunas aplicaciones se refieren a un sistema sin
recirculación, es decir, un sistema en el que la cantidad de
líquido disminuye cuando se utiliza para un propósito específico.
Un ejemplo de lo mencionado en último lugar es una instalación para
la extinción de incendios que utiliza líquido a base de agua como
agente extintor. En ésta es particularmente importante que el agente
extintor no se congele debido a que en ese caso la instalación no
puede trabajar.
En varias aplicaciones, el problema de la
congelación se resuelve mezclando una sustancia que evita la
congelación del agua. Sin embargo, las sustancias que evitan la
congelación, o anticongelantes, resultan caras; de hecho, son mucho
más caras que el agua o el líquido a base de agua. Cuanto mayor sea
el sistema y el volumen de líquido, más cara es la adición de
anticongelante. Debido a esto, el uso de anticongelantes en fuentes
de energía con grandes depósitos implica el problema de elevados
costes.
Un ejemplo de aplicaciones en las que tienen
lugar los problemas mencionados anteriormente es una instalación
para la extinción de incendios que está dimensionada para grandes
incendios y en la que el consumo de agente extintor es elevado.
Además, si se mezcla anticongelante con agua o líquido a base de
agua en una instalación para la extinción de incendios que utiliza
líquido a base de agua, el agente extintor resultante tendrá una
capacidad de extinción más pobre que un líquido con el que no se ha
mezclado anticongelante. Así, el uso de anticongelantes conlleva un
problema adicional de funcionamiento insuficiente.
Para evitar costes elevados, algunas veces se
omiten del líquido a base de agua las sustancias que evitan el
riesgo de congelación, lo que puede conllevar serias consecuencias,
por ejemplo, en instalaciones para la extinción de incendios. El
líquido a base de agua puede sustituirse también con un fluido que
es dañino para el medioambiente. Además, en algunos casos, puede
reducirse la cantidad de agua, pero en instalaciones para la
extinción de incendios, por ejemplo, esto implica naturalmente un
riesgo.
La patente US nº 4.326.589 da a conocer una
instalación para la extinción de incendios que utiliza inicialmente
anticongelante en el sistema de tubos, después de lo cual se
suministra agua a aspersores.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar una fuente de energía para suministrar líquido a base
de agua que permita el suministro automático de líquido a base de
agua al sistema sin el riesgo de congelación o utilizando únicamente
una pequeña cantidad de sustancias caras que eviten la congelación
del agua.
Para alcanzar este objetivo, la fuente de energía
se caracteriza porque los medios para alcanzar el liquido a base de
agua desde el depósito comprenden como parte de la fuente de
energía una unidad de bomba que comprende una primera bomba y una
primera fuente de energía para dicha primera bomba, y porque la
fuente de energía comprende una unidad de bomba adicional que
comprende una segunda bomba y una segunda fuente de energía para
dicha segunda bomba, estando diseñada la unidad de bomba adicional
para mantener la presión de reserva en el sistema de tubos y para
suministrar anticongelante para este fin desde el depósito adicional
al sistema de tubos si la presión en el sistema de tubos cae por
debajo de la presión de reserva en un segundo valor de presión
dando lugar momentáneamente a una segundo nivel de presión en el
sistema de tubos, siendo mayor el segundo nivel de presión que el
primer nivel de presión.
Dado que el anticongelante es necesario
únicamente en las secciones del sistema que puedan estar expuestas
a helarse, el volumen del depósito adicional puede ser varias veces
más pequeño que el del depósito en el que se utiliza líquido a base
de agua. Naturalmente, esto requiere que el depósito lleno de
líquido a base de agua tenga que situarse en un lugar en el que no
pueda congelarse el líquido a base de agua.
Las formas de realización preferidas de la fuente
de energía se describen en las reivindicaciones adjuntas 2 a 11.
La ventaja principal de la fuente de energía es
que permite minimizar el uso de sustancias caras que eviten la
congelación del agua, lo cual es particularmente significativo
cuando el depósito es grande, es decir, en conexión con un sistema
que usa grandes cantidades de líquido que no deberán congelarse.
La instalación para la extinción de incendios de
la invención está caracterizada porque los medios para suministrar
el líquido a base de agua desde el depósito comprenden como parte
de la fuente de energía una unidad de bomba que comprende una
primera bomba y una primera fuente de energía para dicha primera
bomba, y porque la fuente de energía comprende una unidad de bomba
adicional que comprende una segunda bomba y una segunda fuente de
energía para dicha segunda bomba, estando diseñada la unidad de
bomba adicional para mantener la presión de reserva en el sistema de
tubos y para suministrar con este fin anticongelante desde el
depósito adicional al sistema de tubos si la presión en el sistema
de tubos cae por debajo de la presión de reserva en un segundo
valor de presión dando lugar momentáneamente a un segundo nivel de
presión en el sistema de tubos, siendo mayor el segundo nivel de
presión que el primer nivel de presión.
En la fuente de energía y en la instalación para
la extinción de incendios de la invención se sustituye el líquido
con riesgo de congelarse por anticongelante únicamente cuando sea
necesario, es decir, en ambientes en los que haya tiempo para que el
líquido con riesgo de congelarse se congele y en los que pueda
utilizarse líquido con el riesgo de congelarse durante un corto
periodo de tiempo, es decir, cuando no haya tiempo de que el
líquido con riesgo de congelarse se congele.
La instalación para la extinción de incendios
resulta particularmente adecuada para trenes. Esta aplicación
permite reducir considerablemente los costes del agente
extintor.
Las formas de realización preferidas de la
instalación para la extinción de incendios se describen en las
reivindicaciones adjuntas 13 a 15.
La ventaja principal de la instalación para la
extinción de incendios es que los costes del agente extintor pueden
mantenerse bajos, especialmente en aplicaciones en las que la
cantidad de agente extintor deberá ser elevada. Al mismo tiempo, el
agente extintor tiene una buena capacidad de extinción y
prácticamente no puede congelarse.
A continuación, se describirá con mayor detalle
la invención a partir de un ejemplo haciendo referencia a la figura
adjunta, que muestra una instalación para la extinción de incendios
en un vagón ferroviario y la fuente de energía para la instalación
para la extinción de incendios.
La figura muestra un sistema que comprende tres
vagones ferroviarios 1, 2, 3 de un tren. Un vehículo 3 de los
vagones ferroviarios comprende una fuente de energía con unas
unidades de bomba 6, 10. El vagón ferroviario 3 mencionado
anteriormente podría denominarse vehículo de bombeo. El tren está
provisto de una instalación para la extinción de incendios que
comprende la fuente de energía anteriormente mencionada y varios
cabezales pulverizadores 15. La fuente de energía está diseñada para
suministrar agente extintor en forma de líquido a base de agua a los
cabezales pulverizadores 15 a través de un sistema de tubos 4. Los
vagones ferroviarios 1, 2 están provistos de unos detectores 19 y
válvulas de sección 20 por medio de los cuales pueden liberarse los
grupos deseados de cabezales pulverizadores en caso de incendio.
Alternativamente, todos los cabezales pulverizadores 15 en un vagón
ferroviario pueden estar diseñados para ser liberados cuando se
detecte un incendio en el vehículo en cuestión. Los cabezales
pulverizadores 15 pueden estar diseñados también para ser liberados
por separado, en cuyo caso éstos comprenden típicamente dispositivos
de liberación activados por calor y son liberados cuando sus
dispositivos de liberación estallan o se funden en el calor.
La fuente de energía comprende un depósito 5
grande lleno de líquido a base de agua. Dado que el depósito 5 está
en el vehículo de bombeo, que funciona como un espacio que está
térmicamente aislado contra el medio ambiente, no hay riesgo de
congelación del líquido, lo que podría ser posible de otra forma en
el medio ambiente de la instalación para la extinción de incendios.
El depósito 5 tiene un volumen grande, por ejemplo de 20 a 30000 l.
Una unidad de bomba 6 está diseñada para suministrar líquido a base
de agua desde el depósito 5 al sistema de tubos 4 a través de un
tubo, comprendiendo la unidad una bomba de alta presión 7 que puede
generar una presión, por ejemplo, de 50 a 200 bares y un motor
diesel 8 con una protección, por ejemplo, de 200 kW como fuente de
energía para la bomba.
La fuente de energía comprende un depósito
adicional 9 que está lleno de anticongelante. Una unidad de bomba
10, que comprende una bomba 11 y un motor eléctrico 12 como fuente
de energía para la bomba, está diseñada para suministrar
anticongelante desde el depósito 9 al sistema de tubos 4 a través de
una tubería 13. Hay un indicador de presión 14 y un acumulador 16
conectados a la tubería 13.
Una válvula 17 está sujeta a la tubería 13 entre
el depósito 9 y el vehículo 1. La válvula 17, cuando está cerrada,
evita que regrese líquido al depósito 9.
A continuación, se explicará cómo funciona el
sistema mostrado en la figura.
En el ejemplo, el sistema de tubos 4 está lleno
de anticongelante. Así, el sistema de tubos 4 puede estar situado
en un ambiente en el que la temperatura caiga por debajo del punto
de congelación del agua sin que el líquido se congele en el tubo. En
el sistema de tubos 4 hay una presión de reserva, por ejemplo, de
10 a 30 bares antes de que los cabezales pulverizadores 15
comiencen a funcionar. Dado que el sistema de tubos 4 continúa
típicamente desde un vehículo a diversos vehículos diferentes, debe
haber acoplamientos 18 entre los vehículos que puedan bloquearse y
desbloquearse cuando los vagones ferroviarios se enganchen al tren
y se desenganchen de éste.
En la práctica, la presión cambia en el sistema
de tubos 4 aunque no se libere ningún cabezal pulverizador 15. Para
asegurar que el sistema de tubos 4 esté siempre lleno de líquido y
para nivelar los cambios de presión, la unidad de bombas 10 está
diseñada para mantener la presión de reserva anteriormente
mencionada en el sistema de tubos. El indicador de presión 14
controla la presión de reserva de modo que arranque el motor 12 si
la presión en el sistema de tubos 4 cae por debajo de la presión de
reserva en un segundo valor de presión dando lugar momentáneamente
a un segundo nivel de presión en el sistema de tubos. El segundo
nivel de presión es sólo ligeramente menor que la presión de
reserva. El segundo nivel de presión es, por ejemplo, de 20 bares.
Si la presión se eleva por encima de un cierto valor más elevado,
por ejemplo 30 bares debido a que la unidad de bomba 10 ha elevado
la presión, el indicador de presión 14 hace que el motor 12 se
detenga. Para que el motor 12 no se conecte y desconecte varias
veces a cortos intervalos de tiempo, el acumulador 16 está diseñado
para suministrar anticongelante a la tubería 13 y al sistema de
tubos 4. Así, el acumulador 16 funciona como un regulador
intermedio.
Si el cabezal pulverizador 15 de la instalación
para la extinción de incendios comienza a pulverizar líquido como
resultado del hecho de que un detector 19 ha reaccionado a un
incendio y ha dado una señal para abrir una válvula de sección 20,
la presión en el sistema de tubos 4 cae en un primer valor de
presión dando lugar a un primer nivel de presión en el sistema de
tubos 4. Cuando el primer nivel de presión es, por ejemplo, de 5
bares, el indicador de presión 14 reacciona a la caída de presión y
proporciona una señal al motor diesel 8 de modo que éste arranque,
en cuyo caso la bomba 7 comienza a bombear líquido a base de agua
hacia el sistema de tubos 4 a elevada presión. La presión está
preferentemente comprendida en un intervalo entre 50 y 200 bares,
por ejemplo. Una válvula de retención 25 evita que fluya líquido de
alta presión contra la unidad de bomba adicional 10 y hacia dentro
de ésta. Dado que la temperatura del líquido a base de agua es
relativamente elevada y dicho líquido es transportado en el sistema
de tubos a un caudal relativamente elevado, la temperatura del
líquido no tiene tiempo de descender tanto que se congele el
líquido. En consecuencia, el líquido sale de los cabezales
pulverizadores 15.
El indicador de presión controla así las fuentes
de energía de ambas unidades de bomba, es decir, el motor eléctrico
12 y el motor diesel 8. En lugar de un indicador de presión 14, es
posible utilizar una pluralidad de interruptores de presión que
proporcionen señales a las unidades de bomba cuando la presión caiga
por debajo de un cierto nivel o excede del mismo.
Dado que el anticongelante es necesario
únicamente para compensar una posible fuga en el sistema de tubos 4
antes de que la instalación para la extinción de incendios comience
a pulverizar agente extintor, el volumen del depósito 9 puede ser
varias veces más pequeño que el volumen del depósito grande 5. El
volumen del depósito 9 podría ser, por ejemplo, de 100 a 300 l.
El número de referencia 21 designa una válvula de
corte que evita que la unidad de bomba 10 suministre anticongelante
al sistema de tubos 4 a una presión demasiado elevada, la cual
podría ser generada si el indicador de presión 14 no funcionara
adecuadamente y la cual podría dañar un componente de la fuente de
energía. Si se genera una presión superior a 30 bares, ésta es
devuelta al depósito 9 a través de un tubo 24. La válvula de corte
21 funciona como una válvula de seguridad.
El número de referencia 22 designa una válvula de
corte que evita que la unidad de bomba 6 suministre líquido a base
de agua al sistema de tubos 4 a alta presión, por ejemplo por
encima de 200 bares, si el indicador de presión 14 no funciona
adecuadamente. Tal presión es devuelta al depósito 5 a través de un
tubo 23. La válvula de corte 22 tiene la misma función que la
válvula de corte 21 y, por tanto, puede denominarse también válvula
de seguridad.
En lo expuesto anteriormente, se ha descrito la
invención únicamente por medio de un ejemplo. Por tanto, se
enfatiza que los detalles de la invención pueden variar de diversas
maneras dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por
ejemplo, puede variar la estructura de las unidades de bomba. El
motor 8 podría ser un motor eléctrico y el motor 12 un motor
diesel. Los depósitos 5, 9 pueden diferir de lo que se ha descrito
anteriormente; sin embargo, la idea básica no cambia, es decir, el
depósito 5 es considerablemente mayor que el depósito 9 y también
muy grande en términos absolutos, típicamente de miles de litros.
El sistema puede utilizarse en un lugar diferente de un vagón
ferroviario y no necesita comprender una instalación para la
extinción de incendios, aunque la invención es particularmente
adecuada para instalaciones para la extinción de incendios. El
anticongelante, que en el ejemplo está en el sistema de tubos, es
preferentemente, pero no necesariamente, el mismo anticongelante que
el utilizado en el depósito 9 adicional.
Claims (15)
1. Fuente de energía para suministrar líquido a
base de agua a un sistema (1, 2) a través de un sistema de tubos (4)
que está lleno de anticongelante de modo que el sistema de tubos
tenga una presión de reserva, en la que un depósito (5) para el
líquido a base de agua, un depósito adicional (9) que esta lleno de
anticongelante y unos medios (6) para suministrar el líquido a base
de agua desde el depósito (5) al sistema de tubos en fase líquida,
si la presión en el sistema de tubos cae por debajo de la presión
de reservas en un primer valor de presión, dando lugar
momentáneamente a una primer nivel de presión en el sistema de
tubos, están asociados al sistema de tubos, caracterizada
porque los medios para alimentar el líquido a base de agua desde el
depósito (5) comprenden como parte de la fuente de energía una
unidad de bomba (6) que comprende una primera bomba (7) y una
primera fuente de energía (8) para dicha primera bomba, y porque la
fuente de energía comprende una unidad de bomba adicional (10) que
comprende una segunda bomba (11) y una segunda fuente de energía
(12) para dicha segunda bomba, estando dispuesta la unidad de bomba
adicional para mantener la presión de reserva en el sistema de
tubos (4) y para suministrar con este fin anticongelante desde el
depósito adicional (9) al sistema de tubos (4) si la presión en el
sistema de tubos cae por debajo de la presión de reserva en un
segundo valor de presión dando lugar momentáneamente a un segundo
nivel de presión en el sistema de tubos, siendo mayor el segundo
nivel de presión que el primer nivel de presión.
2. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque el volumen del depósito adicional (9)
es varias veces más pequeño que el volumen del depósito (5).
3. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque la unidad de energía para la bomba (11)
comprende un motor eléctrico (12).
4. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque un acumulador (16) está conectado al
sistema de tubos (4), estando dispuesto el acumulador para
compensar las diferencias de presión en el sistema de tubos
suministrando anticongelante al sistema de tubos.
5. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque la bomba de la unidad de bomba (6) es
una bomba de alta presión (7).
6. Fuente de energía según la reivindicación 5,
caracterizada porque la unidad de bomba (6) está dispuesta
para proporcionar al sistema de tubos (4) una presión comprendida
entre 50 y 200 bares.
7. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque la fuente de energía para la bomba (7)
de la unidad de bomba (7) es un motor diesel (8).
8. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque el sistema de tubos (4) está provisto
de un indicador de presión (14) para conectar la unidad de bomba
adicional (10) cuando la presión en el sistema de tubos cae por
debajo de la presión de reserva en el segundo valor de presión.
9. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque el sistema de tubos (4) está provisto
de un indicador de presión (14) para conectar la unidad de bomba
(6) cuando la presión en el sistema de tubos cae por debajo de la
presión de reserva en el primer valor de presión.
10. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque la bomba (11) de la unidad de bomba
adicional está dispuesta para mantener una presión de reserva
comprendida entre 10 y 30 bares en el sistema de tubos (4).
11. Fuente de energía según la reivindicación 1,
caracterizada porque el depósito (5) lleno de líquido a base
de agua está en un espacio térmicamente aislado.
12. Instalación para la extinción de incendios
que comprende un cabezal pulverizador (15) y una fuente de energía
como se define en la reivindicación 1, en la que el sistema es una
unidad (1, 2) que ha de protegerse contra el fuego.
13. Instalación para la extinción de incendios
según la reivindicación 12, caracterizada porque la unidad es
un tren, con lo que la instalación se encuentra sobre un tren y el
depósito (5) es un espacio térmicamente aislado de un vagón
ferroviario (3).
14. Instalación para la extinción de incendios
según la reivindicación 13, caracterizada porque la fuente de
energía completa está situada en el vagón ferroviario (3).
15. Instalación para la extinción de incendios
según la reivindicación 12, caracterizada porque el volumen
del depósito adicional (9) es varias veces más pequeño que el
volumen del depósito (5).
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