Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brandschutzsystem, ein Luft- oder Raumfahrzeug sowie auf ein Verfahren zum Eindämmen und Unterdrücken eines Brandes.

Obwohl auf beliebige Räume anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf einen Frachtraum eines Flugzeuges näher erläutert .

Die Druckschrift DE 101 52 964 Cl beschreibt ein Brandschutzsystem für einen Frachtraum eines Flugzeugs. Das Brandschutzsystem weist einen mit unter Druck verflüssigtem Halon befüllten Druckbehälter auf. Wird in dem Frachtraum ein Brand detektiert, so wird das Halon aus dem Druckbehälter in den Frachtraum geleitet und löscht dort den Brand oder unterdrückt diesen zumindest, das heißt der Brand wird in dem Frachtraum solange konserviert, bis eine Landung des Flugzeugs vollzogen ist.

Problematisch an der Verwendung von Halon ist, dass dieses sehr umweitschädlich ist und daher in absehbarer Zeit für den Einsatz im Bereich der Luftfahrt nicht mehr in Frage kommen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Brandschutzsystem, ein Luft- oder Raumfahrzeug und/oder ein Verfahren zum zumindest Unterdrücken eines Brandes bereitzustellen, welches den vorstehend beschriebenen Nachteil vermeidet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Brandschutzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Luft- oder Raum- fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.

Demgemäß wird ein Brandschutzsystem, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, bereitgestellt, welches Folgendes aufweist: einen Raum, welcher mit einem brandhemmenden Material wenigstens teilweise ausgekleidet ist; eine Detektionsein- richtung, mittels welcher ein Brand in dem Raum detektierbar ist; und eine Brandunterdrückungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein Inertgas in den Raum einzuleiten, wenn die Detektionseinrichtung einen Brand in dem Raum detektiert, um somit den Sauerstoffgehalt in dem Raum zu reduzieren und dadurch den Brand zu unterdrücken. Ferner wird ein Luft- oder Raumfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Brandschutzsystem bereitgestellt.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Eindämmen und Unterdrücken eines Brandes in einem Raum bereitgestellt, wobei ein Inert- gas in den Raum eingeleitet wird, wenn ein Brand in dem Raum detektiert wird, um somit den Sauerstoffgehalt in dem Raum zu reduzieren und dadurch den Brand zu unterdrücken, wobei das pro Zeiteinheit eingeleitete Volumen an Inertgas und ein den Raum auskleidendes, brandhemmendes Material derart aufeinan- der abgestimmt sind, dass ein Durchbrand durch das brandhemmende Material vermieden wird.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, einen Brand in einem Raum auf zwei Arten zu bekämpfen. Nämlich einerseits auf passive Weise dadurch, dass ein brand- hemmendes Material vorgesehen wird. Andererseits auf aktiv Weise dadurch, dass ein Inertgas in den Raum eingeleitet wird, wodurch der Sauerstoffgehalt in dem Raum reduziert und dadurch der Brand unterdrückt wird. Ein Vorteil eines derartigen Brandschutzsystems besteht darin, dass Inertgase im Vergleich zu Halongas umweltfreundlich sind. Ein weiterer Vorteil eines derartigen Brandschutzsystems besteht darin, dass für das Einleiten des Inertgases in ausreichender Menge in den Raum ein verhältnismäßig großer Zeitraum zur Verfügung steht, nämlich solange, bis das brandhemmende Material nahezu durchgebrannt ist. Dieser Zeitgewinn macht überhaupt erst den Einsatz von Inertgas zur effektiven Brandunterdrückung möglich. Denn im Vergleich zu Halongas, welches auf chemische Weise in den Brand eingreift und ihn dadurch löscht, reduzieren und verdrängen Inertgase lediglich den in der Luft enthaltenen Sauerstoffgehalt , weshalb für eine

Brandbekämpfung mit Inertgas wesentlich größere Mengen an

Inertgas bereitgestellt werden müssen, als dies bei der Verwendung von Halongas der Fall ist, was entsprechend mehr Zeit kostet . In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Unter einem "Inertgas" ist vorliegend ein Gas zu verstehen, welches sehr reaktionsträge ist und sich daher nur wenig an chemischen Reaktionen beteiligt. Mit Inertgasen sind vorliegend insbesondere Stickstoff, mit Stickstoff angereicherte Luft, Sauerstoffverarmte Luft, Kohlenstoffdioxid und sämtliche Edelgase (Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon) sowie Mischungen aus diesen Gasen gemeint. Der Stickstoffanteil der mit Stickstoff angereicherten Luft liegt vorzugsweise zwischen 85 und 100%, weiter bevorzugt zwischen 95 und 100%

(Prozentuale Angaben beziehen sich vorliegend immer auf Volumenprozent . ) . Das Inertgas dient vorliegend dazu, den Sauerstoffanteil in der Luft zu reduzieren oder ganz zu ersetzen und die Reakti- onswärme des Brandes aufzunehmen, so dass sich ein Brand zumindest nicht weiter ausbreiten kann.

Das Unterdrücken des Brandes soll vorliegende auch den Fall umfassen, in dem der Brand gelöscht wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brandschutzsystems weist die Brandunterdrückungseinrichtung eine Brennstoffzelle auf, welche Luft von außerhalb des Rau- mes für ein Einleiten der Luft in den Raum hinsichtlich des in ihr enthaltenen Sauerstoffs verarmt, indem die Brennstoffzelle den in der Luft enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise für eine Verbrennung nutzt. Die Brennstoffzelle verbraucht Sauerstoff, wodurch gleichzeitig mit Sauerstoffver- armte Luft entsteht. Dieses "Abfallprodukt" nun für eine

Langzeitbrandunterdrückung zu verwenden, ist insofern günstig, als damit das Inertgas nunmehr nicht in Druckbehältern gespeicherter Form zum Beispiel an Bord eines Flugzeuges mitgeführt werden muss, sondern vielmehr an Bord des Flugzeuges selbst produziert werden kann. Bei der Brennstoffzelle handelt es sich vorzugsweise um eine Proton Exchange Membrane Brennstoffzelle (PEM Brennstoffzelle). Die Verwendung anderer Brennstoffzellentypen ist möglich. Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brandschutzsystems weist die Brandunterdrückungseinrichtung einen Luftseparator auf, welcher Luft von außerhalb des Raumes für ein Einleiten der Luft in den Raum hinsichtlich des in ihr enthaltenen Sauerstoffs verarmt, indem der Luftseparator den in der Luft enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise herausfiltert . Die Luft außerhalb des Raumes wird also in einen Stickstoffreichen Luftstrom und einen sauerstoffreichen Luftstrom separiert. Der Stickstoffreiche Luftstrom wird in den Raum eingeleitet. Bei einem derartigen Luftseparator kann es sich beispielsweise um eine PRISM

Stickstoffmembran handeln, wie sie von "Airproducts and Chemicals, Inc." vertrieben wird. Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungs- gemäßen Brandschutzsystems sind die Brennstoffzelle oder der Luftseparator außerhalb des Raumes angeordnet und mittels ei- ner Leitung für ein Einleiten der sauerstoffverarmten Luft mit diesem verbunden. Dadurch ergibt sich ein günstiger Aufbau.

Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungs- gemäßen Brandschutzsystems ist das brandhemmende Material als ein intumeszierendes Material ausgebildet. Unter einem "intu- meszierenden Material" ist vorliegend ein Material zu verstehen, welches unter Einwirkung von Wärme eines Brandes eine nicht oder nur sehr schwer brennbare Schutzschicht ausbildet und dadurch ein Durchbrennen der von dem brandhemmenden Material ausgekleideten Raumbegrenzung wesentlich verzögert. Diese durch die Einwirkung von Wärme gebildete Schicht stellt außerdem eine thermische Isolationsschicht dar, welche die Umgebung sowie System und Strukturkomponenten, die außerhalb des Raumes liegen, vor dem Brand und dessen Auswirkungen, wie Rauch und Wärmestrahlung, abschirmt.

Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brandschutzsystems ist ein Ventil zwischen dem Raum und dessen Umgebung vorgesehen, welches dazu eingerichtet ist, einen sich in dem Raum auf Grund des Brandes und/oder der Einleitung des Inertgases aufbauenden Druck kontrolliert abzulassen. Das eingeleitete Inertgas soll die beispielsweise in dem Frachtraum des Flugzeugs vorhandene vergleichsweise Sauerstoffreiche Luft aus diesem verdrängen, wofür der

Frachtraum gemäß dieser Weiterbildung mit einem entsprechenden Ventil vorteilhaft ausgestattet ist, welches eine derartige Verdrängung zulässt. Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist der Raum als ein Frachtraum ausgebildet. Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist das Inertgas an Bord des Luft- oder Raumfahrzeugs herstellbar. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise keine vergleichsweise schweren Druckgasbehälter, welche mit dem Inertgas befüllt sind, in dem Luftoder Raumfahrzeug mitgeführt werden müssen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Flugzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In der Figur bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Das Flugzeug 1 weist einen Rumpf 2 mit einem mittigen Fußboden 3 auf. Unterhalb des Fußbodens 3 ist ein Frachtraum 4 angeordnet. Der Frachtraum 4 wird von Wandelementen 5 begrenzt. Die Wandelemente 5 weisen vorzugsweise jeweils frachtraumin- nenseitig ein intumeszierendes Material auf.

Das Flugzeug 1 weist ferner eine Brandunterdrückungseinrichtung 7 auf, welche mittels einer Leitung 11 mit dem Frachtraum 4 in Verbindung steht . Die Brandunterdrückungseinrichtung 7, welche gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Brennstoffzelle ausgebildet ist, weist ferner einen An- schluss 12 auf . Die Brandunterdrückungseinrichtung 7 nimmt mittels des Anschlusses 12 Luft aus der Umgebung 14 des

Frachtraums 4 auf, beispielsweise Luft aus der Kabine 15, und verbrennt den in der Luft enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise mit Wasserstoff unter Freisetzung von elektrischer Energie. Bei der Verbrennung entsteht ein Inertgas 13. Das Inertgas 13 weist beispielsweise einen Stickstoffanteil von in etwa 87% auf. Der Stickstoffanteil ist daher gegenüber der "normalen" Luft in der Umgebung 14 erhöht, welche einen

Stickstoffanteil von etwa 78% aufweist. Die Brandunterdrückungseinrichtung 7 ist dazu eingerichtet, das Inertgas 13 im Brandfall mittels der Leitung 11 in den Frachtraum 4 einzuleiten.

Anstelle der Brennstoffzelle 7 könnte auch ein Luftfilter (nicht dargestellt) eingesetzt werden. Dieser würde dann aus der über den Anschluss 12 zugeführten Luft den enthaltenen Sauerstoff herausfiltern und das somit gebildete Inertgas 13 an der Leitung 11 bereitstellen.

Die Brandunterdrückungseinrichtung 7 ist mit einer Detektion- seinrichtung 16 signaltechnisch verbunden, welche dazu eingerichtet ist, einen Brand 17 in dem Frachtraum 4 zu detektie- ren.

Weiterhin ist der Frachtraum 4 mittels eines Ventils 18 mit der das Flugzeug 1 umgebenden Atmosphäre 19 verbindbar.

Die Komponenten 4, 6, 7, 11, 12, 16 und 18 bilden dabei ein Brandschutzsystem 20 aus, dessen Funktionsweise nachfolgend kurz erläutert wird:

Im Normalfall wird die Brennstoffzelle 7 zur Erzeugung von elektrischem Strom, beispielsweise zum Betreiben einer Kabinenbeleuchtung (nicht dargestellt) eingesetzt. Das dabei entstehende Inertgas 13 (Brennstoffzellenabgas ) wird beispiels- weise an die Atmosphäre 19 auf nicht näher dargestellte Weise abgegeben, da dieses für die Passagiere in der Kabine 15 gesundheitsschädlich sein könnte.

Bricht nun ein Brand 17 in dem Frachtraum 4 aus , so führt die dabei entstehende Hitze dazu, dass das intumeszierenden Materials 6 eine im Wesentlichen nicht brennbare thermisch isolierende Schutzschicht ausbildet. Dadurch entsteht ein passi- ver Brandschutz, welcher ein Vordringen des Brandes 17 durch die Wandelemente 5 hindurch in die Kabine 15 und damit hin zu den Passagieren für eine gewisse Zeit, beispielsweise für 25 Minuten verhindert. Ohne weitere Maßnahmen, würde der Brand 17 nach in etwa 25 Minuten das intumeszierende Material 6 vollständig zerstört haben und hiernach auf die Kabine 15 übergreifen.

Daher weist das Brandschutzsystem 20 die Brandunterdrückungs- einrichtung 7 auf, um aktiv gegen den Brand 17 vorzugehen.

Die Detektionseinrichtung 16 meldet der Brandunterdrückungs ^¬ einrichtung 7, dass der Brand 17 in dem Frachtraum 4 ausgebrochen ist. Daraufhin wird die Brandunterdrückungseinrichtung 7 derart geschaltet, dass das Inertgas 13 mittels der Leitung 11 in den Frachtraum 4 geleitet wird. Dadurch reduziert sich der Sauerstoffgehalt der in dem Frachtraum 4

verbleibenden Luft kontinuierlich, bis nach beispielsweise 20 Minuten der Sauerstoffgehalt in der Luft in dem Frachtraum 4 von anfänglich etwa 21% auf in etwa 12 - 10% abgesunken ist. Dieser niedrige Sauerstoffgehalt führt dazu, dass sich der

Brand 17 nicht weiter ausbreiten kann oder dieser sich sogar selbst erstickt. Das intumeszierende Material 6 ist dabei derart dimensioniert, beispielsweise hinsichtlich seiner Dicke, dass es dem Brand 17 gemäß dem vorliegenden Ausführungs- beispiel 25 Minuten standhält, also wenigstens solange bis der Sauerstoffgehalt in dem Frachtraum 4 auf ein derartiges Niveau gesunken ist, dass sich der Brand 17 nicht mehr weiter ausbreiten kann. Um einen Überdruck in dem Frachtraum 4 zu vermeiden, welcher sich einerseits aufgrund des eingeleiteten Inertgases 13 und/oder andererseits wegen der entstehenden Brandgase einstellen kann, wird das Ventil 18 geöffnet, um einen entsprechenden Überdruck an die Atmosphäre 19 abzugeben.

Obwohl die Erfindung vorliegend anhand bevorzugter Ausfüh ^¬ rungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere schließt "ein" vorliegend keine Mehrzahl aus. Außerdem sind die vorliegend für das Brandschutzsystem beschriebenen Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele auf das Luft- oder Raumfahrzeug oder auf das Verfahren zum Unterdrücken eines Brandes entsprechend anwendbar, und umgekehrt .

B e z u g s z e i c h e n l i s t e

1 Flugzeug

2 Rumpf

3 Fußboden

4 Frachtraum

5 Wandelement

6 Intumeszierendes Material

7 Brandunterdrückungseinric tung

11 Leitung

12 Anschluss

13 Inertgas

14 Umgebung

15 Kabine

16 Detektionseinrichtung

17 Brand

18 Ventil

19 Atmosphäre

20 Brandschutzsystem