DE10021511B4

DE10021511B4 - Löschgerät

Info

Publication number: DE10021511B4
Application number: DE10021511A
Authority: DE
Inventors: Karl Bauer; Joachim Dr. Sans; Steffen Schilling
Original assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Current assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2020-05-04
Also published as: EP1278577B1; WO2001083032A2; HUP0300448A2; DE10021511A1; SK15442002A3; ATE253958T1; CZ20023540A3; DE50100970D1; US6769492B2; US20030173093A1; EP1278577A2; WO2001083032A3

Abstract

Löschgerät (1) zur Bekämpfung von Feuer und anlaufenden Explosionen mit einem Druckgaserzeuger (2) und einem Löschmittelbehälter (5), sowie einer den Löschmittelbehälter (5) verschließenden, zum Druckgaserzeuger (2) hin konvex gekrümmten ersten Berstmembran (3) und einer den Löschmittelbehälter (5) ausgangsseitig verschließenden weiteren Berstmembran (4), die Sollbruchstellen (8a, 8b) aufweisen und die durch den Gasdruck des ausgelösten Druckgaserzeugers (2) von konvexer nach konkaver Krümmung durchschwingen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchschwingen die Festigkeit der Sollbruchstelle (8a) der ersten Berstmembran (3) höher ausgelegt ist als die Festigkeit der Sollbruchstelle (8b) der weiteren Berstmembran (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Löschgerät zur Bekämpfung von Feuer und anlaufenden Explosionen mit einem Druckgaserzeuger und einem Löschmittelbehälter, sowie einer den Löschmittelbehälter verschließenden, zum Druckgaserzeuger hin konvex gekrümmten ersten Berstmembran und einer den Löschmittelbehälter ausgangsseitig verschließenden weiteren Berstmembran, die Sollbruchstellen aufweisen und die durch den Gasdruck des ausgelösten Druckgaserzeugers von konvexer nach konkaver Krümmung durchschwingen nach der nicht vorveröffentlichten DE 199 34 164 A .

Für die Unterdrückung anlaufender Explosionen, z. B. von Mehlstäuben, Kohlestäuben, Lösungsmitteldämpfen und dgl., werden üblicherweise mit Löschmittel (meist Löschpulver) gefüllte unter Dauerdruck stehende Behälter eingesetzt, welche im Bedarfsfall über ein Schnellöffnungsventil das Löschmittel in den zu löschenden Raum einblasen.

Aus der DE 42 24 184 A1 ist ein Löschgerät bekannt, dessen Löschmittelbehälter durch eine ebene Berstscheibe verschlossen ist, welche sich bei einem relativ geringen Überdruck von 0,1 bis 1 bar öffnet. An dem Löschmittelbehälter ist wenigstens ein Gasdruckerzeuger angeschlossen, der bei Auslösung eine Durchmischung des Löschmittels mit dem Druckgas bewirkt und dieses Gemisch in den zu schützenden Raum sprüht.

Bei dem Löschgerät nach AT-E 53 948 B ist ein Löschmittelbehälter, der mit flüssigem Freon und Stickstoff unter einem hohen Druck gefüllt ist, durch eine ebene Berstmembran verschlossen, welche durch einen in unmittelbarer Nähe angeordneten Sprengsatz zerrissen wird.

Aus der DE 195 44 399 C2 ist ein Löschgerät mit Druckgaserzeuger bekannt, bei dem der Löschmittelbehälter durch zwei ebene Berstmembranen verschlossen wird. Dieses Löschgerät erzielt nur eingeschränkt gute Löschergebnisse, da die Berstmembranen oft undefiniert aufbrechen.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 199 34 164 A1 der Anmelderin ein Löschgerät bekannt, bei dem der Löschmittelbehälter durch zwei sphärisch konvex zum Druckgaserzeuger hin gekrümmte Berstmembranen verschlossen ist, die mit einer geprägten Sollbruchstelle versehen sind. Diese Berstmembranen beulen bei Druckbeaufschlagung an einer Stelle ein und stülpen sich zur anderen Seite um. Bei diesem Durchschwingen von konvex nach konkav brechen die Membranen an den Sollbruchstellen nahezu gleichzeitig, wodurch es zu einem ungenügend hohen Druckaufbau zwischen dem Druckgaserzeuger und dem Löschmittel kommt. Dieses Verhalten wirkt sich auf das Sprühbild negativ aus. Um ein optimales Sprühbild und damit einen guten Löscherfolg zu erzielen, ist jedoch ein gleichmäßiges Ausdrücken des gesamten Löschmittels erforderlich.

Aus US 5,613,562 A geht ein Löschgerät hervor, bei dem das Löschmittel zwischen zwei von dem Gasgenerator weg konvex gekrümmten Berstmembranen eingeschlossen ist. Ferner ist aus US 6,006,842 A ein Löschgerät bekannt, bei dem das Löschmittel in einen Druckbehälter eingeschlossen ist, dessen Verschluss eine durch drei Membranen verschlossene Kammer aufweist. Eine Membran ist zu einem Ventil hin konvex gewölbt, das von einem Brandsensor betätigt wird und an einen weiteren Druckbehälter angeschlossen ist, um bei geöffnetem Ventil erst die konvex gewölbte und dann die anderen beiden Membranen aufzubrechen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den beschriebenen Stand der Technik so zu verbessern, dass ein gleichzeitiges Brechen der Berstmembranen verhindert wird und ein weiterer Druckaufbau zwischen Druckgaserzeuger und Löschmittel ermöglicht und unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Patentanspruch 1 in der Weise gelöst, dass beim Durchschwingen die Festigkeit der Sollbruchstelle der ersten Berstmembran höher ausgelegt ist als die Festigkeit der Sollbruchstelle der weiteren Berstmembran. Entsprechend Anspruch 2 ist die Festigkeit der Sollbruchstelle der ersten Berstmembran so bemessen, dass nach erfolgtem Durchschwingen erst bei einer weiteren Erhöhung des Innendrucks die Brechgrenze erreicht wird. Nach Anspruch 3 ist festgelegt, dass der Löschmittelbehälter zwei unterschiedlich geformte Berstmembranen aufweist.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der zeitliche Ablauf des Umstülpens beider Berstmembranen und des nacheinander erfolgenden Brechens der Sollbruchstellen dahingehend optimiert wird, dass das Löschmittel gleichmäßig und nicht asymmetrisch deformiert aus dem Löschgerät ausgestoßen wird und damit eine in jeder Richtung gleichförmige Löschmittelverteilung erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden näher beschrieben und ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigen:
1 die Bauweise eines Löschgeräts mit einem Gasdruckerzeuger und mit konkaven Membranen nach dem Stand der Technik,
2 einen Schnitt durch einen Löschmittelbehälter mit zwei konvexen Berstmembranen,
3 einen Schnitt durch einen Löschmittelbehälter mit einer zunächst noch unversehrten ersten Berstmembran,
4 einen Löschmittelbehälter nach 3 mit einer verzögert gebrochenen ersten Berstmembran.
In der 1 ist ein Löschgerät 1 in bekannter Bauweise dargestellt, das einen pyrotechnischen Gaserzeuger 2 enthält. Die bezüglich des pyrotechnischen Gaserzeugers 2 konkaven Berstmembranen 3 und 4 verschließen die Löschmittelbehälter 5 derart, dass das Löschmittel 6 nicht entweichen kann. Die Berstmembranen 3 und 4 sind sphärisch geformt und weisen in ihrer Membranfläche Sollbruchstellen auf. Im Falle einer Druckbeaufschlagung beulen derartige Berstmembranen an irgendeiner Stelle zufallsbedingt oder an einer materialbedingten Schwachstelle ein. Bei einer ausgeprägten Einbeulung beginnt die nächstliegende Sollbruchstelle aufzubrechen.
Zur Vermeidung eines derartigen Vorganges wurde in der nicht vorveröffentlichten DE 199 34 164 A1 vorgeschlagen, die Berstmembranen so wie in 2 dargestellt zu formen. Hierbei ist das Zentrum der Berstmembranen als ebene Fläche ausgebildet. Am Rand der Berstmembranen 3, 4 befinden sich die umlaufend eingeprägten Sollbruchstellen 8a, 8b. Mit Hilfe der zentralen ebenen Fläche wird erreicht, dass temperaturbedingte Volumenschwankungen mittels einer federnden Bewegung der ebenen Fläche in Richtung der Hauptachse A des Löschgeräts 1 ausgeglichen werden. Im Fall der Auslösung des Druckgasgenerators 2 stülpen sich beide Membranen 3, 4 gleichzeitig um und die durch den Umstülpvorgang geschwächten Sollbruchstellen 8a, 8b reißen auf.
Gemäß der Erfindung sind die Sollbruchstellen 8a, 8b unterschiedlich bezüglich ihrer Festigkeit ausgelegt. Wie in 3 dargestellt, baut sich der vom Gaserzeuger 2 abgegeben Druck innerhalb weniger Millisekunden auf. Dies führt dazu, dass sich zunächst beide Berstmembranen 3, 4 gleichzeitig umstülpen. Aufgrund der höheren Festigkeit der Sollbruchstelle 8a der ersten Berstmembran 3 bricht diese vorerst nicht, während die weitere ausgangsseitige Berstmembran 4 an ihrem Umfang abschert und abgestoßen wird. Nach dem Durchschwingen der Berstmembranen 3,4 erfolgt eine weitere Druckerhöhung durch den Druckgaserzeuger 2.
Wie die 4 zeigt, bricht die erste Berstmembran 3 erst nach einer weiteren Druckerhöhung. Infolgedessen wird das Löschmittel 6 durch den so vorgespannten Druck gleichmäßig aus der Löschmittelbehälter 5 herausgeschoben und dabei nicht einseitig deformiert. Erst nach dem Austritt des Löschmittels 6 aus dem Löschmittelbehälter 5 setzt dessen feine Zerstäubung ein.
Die erhöhte Festigkeit der ersten Membran 3 kann durch eine größere Materialdicke an der Sollbruchstelle ebenso erreicht werden, wie durch ein Material höherer Festigkeit bzw. Zähigkeit. Ebenso ist es denkbar, dass durch die Gestaltung der Kerbe die Festigkeit der Sollbruchstelle mit beeinflußt wird.
Gemäß Anspruch 3 haben sich die Membranen 3, 4 unterschiedlicher Materialdicken als vorteilhaft erwiesen. Auch haben sich unterschiedliche geformte Membranen in Versuchen als günstig erwiesen. Dabei war die Membran 3 sphärisch gekrümmt. Die zweite Membran 4 weist im Randbereich auch eine sphärische Krümmung auf, jedoch ist ihr Zentrum als plane Fläche ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass die Sollbruchstellen 8a, 8b unterschiedlich gestaltet sind.

Claims

Löschgerät (1) zur Bekämpfung von Feuer und anlaufenden Explosionen mit einem Druckgaserzeuger (2) und einem Löschmittelbehälter (5), sowie einer den Löschmittelbehälter (5) verschließenden, zum Druckgaserzeuger (2) hin konvex gekrümmten ersten Berstmembran (3) und einer den Löschmittelbehälter (5) ausgangsseitig verschließenden weiteren Berstmembran (4), die Sollbruchstellen (8a, 8b) aufweisen und die durch den Gasdruck des ausgelösten Druckgaserzeugers (2) von konvexer nach konkaver Krümmung durchschwingen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchschwingen die Festigkeit der Sollbruchstelle (8a) der ersten Berstmembran (3) höher ausgelegt ist als die Festigkeit der Sollbruchstelle (8b) der weiteren Berstmembran (4).
Löschgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeit der Sollbruchstelle (8a) der ersten Berstmembran (3) so bemessen ist, dass nach erfolgtem Durchschwingen erst bei einer weiteren Erhöhung des Gasdrucks die Brechgrenze erreicht wird.
Löschgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Löschmittelbehälter (5) zwei unterschiedlich geformte Berstmembranen (3, 4) aufweist.