DD260005A1

DD260005A1 - Automatische brandmelde- und brandbekaempfungsanlage

Info

Publication number: DD260005A1
Application number: DD30211687A
Authority: DD
Inventors: Peter Schmiedtchen
Original assignee: Mini Des Innern Zbfn Sr
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1987-04-23
Publication date: 1988-09-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Brandmelde- und Brandbekaempfungsanlage fuer besonders gefaehrdete Raeume und industrielle Anlagen. Sie ist gekennzeichnet durch eine Zielvorrichtung, die eine Feuerstellen-Erkennungseinrichtung und einen das Flackern der Flammen erkennenden Detektor vereinigt. Diesem Detektor sind eine Infrarotoptik und ein Interferenzfilter fuer die Wellenlaenge 4,4 mm vorgeschaltet und ein Frequenzfilter nachgeschaltet. Weitere wesentliche Bausteine der gesamten Anlage sind eine horizontal und vertikal bewegbare Schwenkvorrichtung und eine oder mehrere Loeschmittelduesen und eine Steuersektion, die alle erforderlichen positionellen Aenderungen der betreffenden Aggregate ebenso ausloest wie die Abgabe des Loeschmittels, wobei im Falle der Brandbekaempfung die Loeschmittelabgabe periodisch unterbrochen ist, um zwischenzeitlich erneut Feuerstellen-Erkennungsoperationen moeglich zu machen. Nach Ausbleiben des Erkennungssignals ist das Abtasten des Umfeldes des Brandherdes durch die Schwenkvorrichtung zum sicheren Nachweis des Loescherfolges nachgeschaltet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäße automatische Brandmelde- und Brandbekämpfungsanlage ist anwendbar zur sicheren Erkennung von durch Feuer erzeugten Flammen und der damit verbundenen, durch die Erkennung ausgelösten Bekämpfung des Brandes in besonders gefährdeten Räumen und in industriellen Anlagen, für die einerseits eine schnelle Brandbekämpfung erforderlich und andererseits eine ständige personelle Überwachung nicht vorgesehen ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist allgemein bekannt, daß die von einer offenen Flamme ausgesandte Strahlung in einem erheblichen Umfang Infrarotstrahlung mit mittleren Wellenlängen enthält. Im wesentlichen handelt es sich dabei um Wellenlängen im Bereich von 2μηΊ und im Bereich von 4,3 bis 4,4pm, die durch die der Flamme eigentümliche Resonanzstrahlung des Kohlendioxyds hervorgerufen wird.

Gemäß DE-OS 3546297 ist eine Einrichtung zur Überwachung der Feuerlöschbedingungen für eine automatische Feuerlöschvorrichtung entwickelt worden, die geeignet ist, die Lage der durch das Feuer erzeugten Flammen zu erkennen, eine Düse gegen die erkannte Lage des Feuers zu richten und ein Feuerlöschmittel, insbesondere Wasser, zum Auslöschen des Feuers zu versprühen. Dazu besitzt die automatische Feuerlöscheinrichtung ein Paar Feuerstellen-Erkennungseinrichtungen, die in einem Abstand voneinander auf einem Tisch angeordnet sind. Jede dieser Feuerstellen-Erkennungseinrichtungen umfaßt einen Detektor zur Erkennung einer Feuerstelle, eine vertikale Steuereinrichtung und eine horizontale Steuereinrichtung zur entsprechenden Steuerung dieses Detektors. Die vertikalen und die horizontalen Steuereinrichtungen steuern jeweils getrennt voneinander die entsprechenden Detektoren, um so die Lage der Feuerstelle zu erkennen.

Im Rotationszentrum des Tisches zwischen den beiden Detektoren ist eine Düsenanordnung angebracht, die aus einer Düse zum Versprühen des Feuerlöschmittels, einer Sprührichtungs-Steuereinrichtung zur Ausrichtung der Düse und einer Sprühbedingungs- Steuereinrichtung zur Steuerung der Öffnungsweite der Mündung der Düse entsprechend dem Abstand zur Feuerstelle besteht. Außerdem wird die Drehbewegung des Tisches in horizontaler Richtung durch eine weitere Steuereinrichtung bewirkt.

Die automatische Feuerlöscheinrichtung verfügt über akustische und optische Warneinrichtungen und einen weiteren Detektor zur Erkennung einer Flackeränderung der Flammen, der zwei Fotodioden zur Überwachung des in zwei Bereiche geteilten Überwachungsraumes einschließt. Beim Auftreten eines Feuers in einem der beiden überwachten Bereiche erfolgt auf der Basis einer Flackeränderung der Lichtenergie der Flammen ein Erkennungssignal zu einer Schaltsektion, die mit dem Löschmitteltank in Verbindung steht. Dieses Erkennungssignal des Detektors wird aus einem Teil gebildet, das eine Wechselstrom- und eine Gleichstromkomponente enthält, und aus einem Teil, welches nur durch eine Gleichstromkomponente gekennzeichnet ist. Im ersten Teil zeigt die Wechselstromkomponente eine Flackeränderung durch die Flammen des Feuers an, im zweiten Teil wird angezeigt, daß das Feuerlöschmittel auf die Flammen auftrifft.

Ein tatsächlich vorhandener Brand wird erkannt, wenn die Gleichstromkomponente des ersten Teiles des Erkennungssignales des Detektors einen Schwellwert überschreitet und die Wechselstromkomponente in einem bestimmten Frequenzbereich liegt. Die Ortung des Brandes erfolgt über die beiden zuerst genannten Detektoren, die ebenfalls nach den genannten Kriterien prüfen können, ob ein Brand vorliegt.

Die Düse regelt ihre Wurfweite über die Düseneinstellung mittels der Sprühbedingungs-Steuereinrichtung. Der Brand ist gelöscht, wenn die Wechselstromkomponente und die Gleichstromkomponente nicht mehr vorhanden sind. Diese automatische Brandmelde- und Brandbekämpfungsarilage weist eine Reihe wesentlicher Nachteile auf. Der apparative Aufwand für die Signalzerlegung und den Schwellwertvergleich wie auch der mechanische Aufwand für die erforderlichen Schwenkeinrichtungen sind sehr erheblich. Dabei ist der Schwellwertvergleich nur bei begrenzten Entfernungen zwischen der Anlage und einem möglichen Brandherd wirkungsvoll durchführbar.

Beim Einsatz von Detektoren im sichtbaren Spektralbereich, wie z.B. von Fotodioden oder Solarzellen wird das zur Auslösung der Anlage benötigte Signal durch vorhandenen Rauch teilweise oder vollständig abgeschirmt. Ein weiterer Nachteil tritt ein, wenn nach der Ausbringung des Löschmittels dasselbe die emittierte Strahlung abschirmt, so daß nach Beginn der Feuerbekämpfungsaktion sofort ein Löschen des Brandes vorgetäuscht wird. Außerdem wird durch mehrere Nebenwirkungen die Reichweite der Anlage stark eingeschränkt. Einmal wird das verursacht durch die mit der Zunahme der Entfernung einhergehende Abnahme der Genauigkeit der Feuerstellen-Erkennungsoperation. Zum anderen zeigen das begrenzte Löschmittelvolumen, die geringe Reichweite der Düse und der geringe Löschmitteldurchsatz, daß diese Anlage lediglich in eng begrenzten Räumen wirksam eingesetzt werden kann.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die dem bekannten Stand der Technik anhaftenden Mangel wesentlich zu reduzieren. Die automatische Brandmelde- und Brandbekämpfungsanlage zeichnet sich durch eine einfache Ausführung mit reduziertem apparativem Aufwand aus. Sie ist für große Räume und industrielle Anlagen genauso anwendbar wie für mobile Einrichtungen und zur Nachrüstung herkömmlicher Brandmeldungen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine automatische Brandmelde- und Brandbekämpfungsanlage für besonders gefährdete Räume und industrielle Anlagen zu schaffen, die eine sichere Erkennung von durch Feuer erzeugten Flammen einschließlich der Erhöhung der Genauigkeit der Feuerstellen-Erkennungsoperation ermöglicht, wobei eine Verfälschung der das Feuer meldenden Signale weitestgehend unterbunden und die sichere Liquidierung des Brandes erreicht wird. Dabei wird sowohl die durch das heiße Kohlendioxyd der Flammen ausgesandte Infrarotstrahlung der mittleren Wellenlänge von 4,4μηη und deren Flackern ausgenutzt, als auch eine Feuerstellen-Erkennungseinrichtung und ein Feuerdetektor zur Erkennung des Flackernsder Flammen verwendet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der für die Brandbekämpfung eingesetzten Zielvorstellung die Feuerstellen-Erkennungseinrichtung mit dem das Flackern der Flammen erkennenden pyroelektrischen Detektor in der Weise vereinigt ist, daß dem pyroelektrischen Detektor eine Infrarotoptik und ein auf die Wellenlänge von 4,4μηη abgestimmter Interferenzfilter vorgeschaltet und ein Frequenzfilter nachgeschaltet sind, daß eine Steuersektion zur Bestimmung der . Koordinaten des Brandes mit einer die Löschmitteldüsen aufnehmenden an sich bekannten horizontal und vertikal bewegbaren Schwenkvorrichtung korrespondiert, daß über die Steuersektion die Wurfparabel, der Arbeitsdruck und die auf die Brandstelle bezogene Position der Löschmitteldüsen einstellbar sind, daß die Zufuhr des Löschmittels über die Löschmitteldüsen einerseits und die Feuerstellen-Erkennungseinrichtung andererseits nach dem Erkennen des Brandes wechselnd im Einsatz sind, daß dem Ausbleiben des Signals das Abtasten des Umfeldes des Brandherdes durch die Schwenkvorrichtung nachgeschaltet ist, und daß der Empfang des durch das Feuer gegebenen Signals mit Hilfe der nach einem definierten Regime den Objektbereich abtastenden Zielvorrichtung erfolgt, oder über eine an sich bekannte Brandmeldeanlage vorgesehen ist. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Brandmelde- und Brandbekämpfungsanlage geht von dem sicheren, auch durch das Vorhandensein von Rauch nicht beeinträchtigten Erkennen einer den Brandherd charakterisierenden Flamme durch das planmäßige Abtasten des zu überwachenden Objektbereiches aus. Wenn das gleichzeitig ermittelte Flackern der Flamme und das damit ausgelöste Signal an der Feuerstellen-Erkennungseinrichtung als gesicherte Information anliegt, wird über die Steuersektion die genaue Ausrichtung der Zielvorrichtung und die Steuerung der weiteren für den wirksamen Löschvorgang in ihr integrierten Parameter ausgelöst. Der Löschvorgang besteht aus einem Wechsel zwischen der Löschmittelabgabe und erneutem Erkennen des sie auslösenden Signals solange, bis das Signal ausbleibt. Es folgt durch das Abtasten des Umfeldes des Brandherdes die Kontrolle über den vollständigen Erfolg des Löschvorganges.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Brandmelde-und Brandbekämpfungsanlage. Für den Empfang des Erkennungssignals einer Feuerstelle ist eine herkömmliche Brandmeldeeinrichtung 9, zum Beispiel eine Fernsehanlage zur Objektüberwachung, vorgesehen.

Als wesentliche apparative Elemente gehören zur gesamten Anlage eine Zielvorrichtung 1, eine Schwenkvorrichtung 8, eine oder mehrere Löschmitteldüsen 7, beispielsweise stationäre Wendestrahlrohre, eine Steuersektion 6, ein mit einer unter Druck stehenden Wasserversorgung in Verbindung stehendes Ventil 10 und eine Feuerlöschpumpe 11. In der Zielvorrichtung 1 sind eine Feuerstellen-Erkennungseinrichtung 2 und ein pyroelektrischer Sensor als Detektor 3 derart integriert, wobei diesem Detektor 3 eine Infrarotoptik 12 und ein auf die Wellenlänge von 4,4μηι ausgerichteter Interferenzfilter 4 vorgeschaltet und ein Frequenzfilter 5 nachgeschaltet sind. Der Frequenzfilter 5 ist auf die Flackerfrequenz der möglichen Brandstoffe abgestimmt. Für die Schwenkvorrichtung 8, die in horizontaler und vertikaler Richtung verfahrbar ist, eignen sich insbesondere übliche Industrieroboterbbaugruppen mit ausreichender Belastungsfähigkeit und Ansteuergenauigkeit. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Positioniergenauigkeit des vertikalen Teiles der Schwenkvorrichtung 8.

Als Steuersektion 6 ist eine herkömmliche Industrierobotersteuerung einsetzbar, die für maximal sechs lagegeregelte Achsen ausgelegt ist, die gemeinsam oder einzeln bewegt werden können, so daß gleichzeitig zwei Löschmitteldüsen 7 und eine Zielvorrichtung 1 unabhängig voneinander gesteuert werden

Die Funktionsweise des dargestellten Ausführungsbeispieles läuft in den folgenden Schritten ab:

— Über die herkömmliche Brandmeldeeinrichtung 9 geht das Erkennungssignal der Flammen eines vorhandenen Feuers ein;

— bei Vorliegen des Erkennungssignals wird in der Steuersektion 6 ein entsprechender Objektabschnitt gemeldet;

:— die Steuersektion 6 veranlaßt mittels des für die Zielvorrichtung 1 verantwortlichen Teiles der Schwenkvorrichtung 8 ein Ausrichten derselben auf diesen Objektabschnitt und ein Abtasten desselben als Ausführung der Feuerstellen-Erkennungsoperation;

— mit dem Eintreffen des Erkennungssignals in der Zielvorrichtung 1 ist die Feuerstellenposition erreicht;

— die Steuersektion 6 ermittelt durch trigonometrische Messung die Lage der Feuerstelle;

— die Steuersektion 6 prüft, ob das Erkennungssignal hinreichend lange, also etwa 5-10 Sekunden, anliegt;

— die Steuersektion 6 veranlaßt den Antrieb des Teiles der Schwenkvorrichtung 8, der direkt mit den Löschmitteldüsen 7 in Verbindung steht;

— die Steuersektion 6 löst die Funktion des Ventiles 10 und/oder der Feuerlöschpumpe 11 aus;

— die Steuersektion 6 unterbricht periodisch die Zufuhr des Löschmittels zu den Löschmitteldüsen 7, um zwischenzeitlich die Feuerstellen-Erkennungsoperation ohne Betätigung des für die Zielvorrichtung 1 zuständigen Teiles der Schwenkvorrichtung 8 erneut durchzuführen;

— wird bei dieser erneuten Feuerstellen-Erkennungsoperation kein Signal empfangen, löst die Steuersektion 6 ein vorher programmiertes Abtasten des unmittelbaren Umfeldes der ehemaligen Feuerstelle durch die in der Zielvorrichtung 1 untergebrachte Feuerstellen-Erkennungseinrichtung 2 aus. Damit wird das vollständige Löschen des Brandes sicher festgestellt.

Eine erhöhte Wirksamkeit der kompletten Brandmelde- und Brandbekämpfungsanlage wird erreicht durch eine möglichst hohe Anordnung der Löschmitteldüsen 7 und der Zielvorrichtung 1, durch die räumliche Anordnung der Löschmitteldüsen 7, durch die in Folge eines Computereinsatzes beliebig wählbare Anzahl von Zielvorrichtungen T und Löschmitteldüsen 7 für den Schutz beliebig großer Objekte. Die vorgesehenen Löschmittelquellen sichern zudem eine nahezu unbegrenzte Löschdauer.

Claims

Automatische Brandmelde- und Brandbekämpfungsanlage zur sicheren Erkennung von durch Feuer erzeugten Flammen und der damit verbundener^durch die Erkennung ausgelösten Bekämpfung des Brandes unter Ausnutzung der durch das heiße Kohlendioxyd der Flammen ausgesandten Infrarotstrahlung der mittleren Wellenlänge von 4,4Mm und deren Flackern und unter Verwendung einer Feuerstellen-Erkennungseinrichtung und eines Feuerdetektors zur Erkennung des Flackerns der Flammen, dadurch gekennzeichnet, daß in derfür die Brandbekämpfung eingesetzten Zielvorrichtung (1) die Feuerstellen-Erkennungseinrichtung (2) mit dem das Flackern der Flammen erkennenden pyroelektrischen Detektor (3) in der Weise vereinigt ist, daß dem pyroelektrischen Detektor (3) eine Infrarotoptik (12) und ein auf die Wellenlänge von 4,4μιη abgestimmter Interferenzfilter (4) vorgeschaltet und ein Frequenzfilter (5) nachgeschaltet sind, daß eine Steuersektion (6) zur Bestimmung der Koordinaten des Brandes mit einer die Löschmitteldüsen (7) aufnehmenden an sich bekannten horizontal und vertikal bewegbaren Schwenkvorrichtung (8) korrespondiert, daß über die Steuersektion (6) die Wurfparabel, der Arbeitsdruck und die auf die Brandstelle bezogene Position der Löschmitteldüsen (7) einstellbar sind, daß die Zufuhr des Feuerlöschmittels über die Löschmitteldüsen (7) einerseits und die Feuerstellen-Erkennungseinrichtung (2) andererseits nach dem Erkennen des Brandes wechselnd im Einsatz sind, daß dem Ausbleiben dieses Signals das Abtasten des Umfeldes des Brandherdes durch die Schwenkvorrichtung (8) nachgeschaltet ist, und daß der Empfang des durch das Feuer gegebenen Signals mit Hilfe der nach einem definierten Regime den Objektbereich abtastenden Zielvorrichtung (1) erfolgt, oder über eine an sich bekannte Brandmeldeanlage vorgesehen ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung