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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Löschmedium für elektrische oder elektronische Baugruppen, die unter einer elektrischen Spannung stehen.
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Stand der Technik
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Falls elektrische oder elektronische Geräte mit an diesen anliegender elektrischer Spannung brennen oder in Brand geraten sind und mit wasserbasiertem Löschmedium gelöscht werden, kann es zu Folgeschäden wie beispielsweise dem Auftreten von Lichtbögen, der von Elektrolyse oder zu Dendritenbildung kommen. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass mit dem Löschen des Brandes betrautes Personal durch Stromleitung in dem zum Brandherd hin gespritzten Löschmedium gefährdet wird. Daher wäre es wünschenswert, elektrische Geräte zuerst spannungsfrei zu schalten und anschließend zu löschen. Dies ist jedoch nicht immer möglich, da z. B. in Brand geratene Batterien, Akkumulatoren, Solaranlagen oder Speicherkondensatoren durch das zum Brandherd herbeigeeilte Löschpersonal vor dem Löschen nicht erst entladen werden können. Folgeschäden können so lange auftreten, wie elektrische Leiter unterschiedlicher Polarität unter Spannung durch einen Film aus Löschmedium verbunden sind. Das bedeutet, dass Folgeschäden auch noch nach Stunden oder nach Tagen nach dem Löschvorgang auftreten können.
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Viele elektrische Geräte werden nach der Löschung des Brandes wieder instandgesetzt. Dafür werden nass oder feucht gewordenen Geräte zerlegt, die darin enthaltenen Platinen ausgebaut, gereinigt, wieder eingebaut und auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft. Schäden, die aufgrund der direkten Feuereinwirkung oder aufgrund von Elektrolyse oder Dendritenbildung aufgrund von Stromfluss durch Löschwasserreste entstanden sind, machen ein derartiges Recycling jedoch unmöglich.
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Je weniger Folgeschäden verbleiben, desto mehr wird die Fehlersuche nach Brandherden oder Brandursachen z. B. in experimentellen Elektrogeräten erleichtert.
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Es ist bekannt, dass ein Löschen mit Brauch-/Trinkwasser aus dem öffentlichen Leitungsnetz zu einer guten Löschwirkung führt und dass Batteriepacks damit gelöscht werden können. Ein Löschen mit wasserbasiertem Löschmedium ist besonders vorteilhaft, wenn bei Lithium-Ionen-Batterien ein thermisches Durchgehen verhindert werden soll. Dies gilt in gleichem Maße auch für Lithium-Ionen-Kondensatoren und auch für Brände bei elektrischen Geräten, die eine hohe Wärmekapazität aufweisen. Das Zusetzen von Korrosionsschutzmitteln und Bioziden für Wasser ist ebenfalls bekannt, ebenso wie die Beimischung nicht-ionischer wasserlöslicher Tenside zu Löschmedien bekannt ist.
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Glanzmittel, wie beispielsweise 1,4-Butindiol für Galvanikbäder dienen der Verhinderung von Dendritenbildung und führen zur Abscheidung glänzend beschaffener Metallschichten. Dendriten führen schneller zu elektrischen Nebenschlüssen benachbarter Stromleiter als die elektrolytische Abscheidung dünner glänzender Schichten. Voll entsalztes Wasser, welches eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, ist aus dem Stande der Technik ebenfalls bekannt, ebenso sind Handfeuerlöscher mit Füllung aus voll entsalztem Wasser bekannt. Entsalztes Wasser weist eine geringe elektrische Leitfähigkeit auf, wodurch das Auftreten von Elektrolyse, eine Elektromigration sowie das Auftreten von Lichtbögen auf/in Geräten, die unter elektrischer Spannung stehen, minimiert werden. Dadurch ist eine leichtere Wiederinstandsetzung dieser Geräte möglich. Ebenfalls leitet derart abfließendes oder zum Brandherd hin gespritztes Löschmedium den Strom nur minimal, wodurch Gefahren beim Löschen minimiert werden. Feuerlöscher mit ihrer Füllung können beispielsweise voll entsalztes Wasser insbesondere für Feuer, die in elektrischen Geräten auftreten, enthalten. In Bereich von Bränden in Reinräumen, wie sie in der Halbleiterfertigung vorliegen, werden ionische Verunreinigungen von Fertigungsstätten durch die Verwendung von voll entsalztem Löschmedium sehr stark verringert. Dadurch wird auch die Zeit, die bis zur Wiederinbetriebnahme der Fertigungsstätte vergeht, deutlich verkürzt. Des Weiteren sind Feuerlöscher mit Füllung aus Wasser unter Tensidzusatz bekannt, ebenso wie Feuerlöscher mit einer Innenauskleidung aus Kunststoff zur Befüllung mit Wasser, wie auch Feinsprühdüsen zur besseren Vernebelung bekannt. Biozide zur Stabilisierung von wässrigen Medien sind bekannt; unter den als Biozid verwendbaren quaternären Ammoniumsalzen sind die Nitrate weniger korrosiv als die Halogenide.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Löschmedium für elektrische Baugruppen, die unter einer elektrischen Spannung stehen, vorgeschlagen, welches voll entsalztes Wasser mit einer elektrischen Leitfähigkeit von bevorzugt < 10 µS/cm enthält sowie mindestens ein wasserlösliches, nicht-ionisches Tensid, das nicht als Gefahrstoff deklarationspflichtig ist und bevorzugt frei von ionischen Verunreinigungen > 100 ppm ist sowie mindestens ein wasserlösliches, nicht-ionisches Korrosionsschutzmittel enthält, welches bevorzugt frei von ionischen Verunreinigungen > 100 ppm ist, enthält. Das im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium enthaltene voll entsalzte Wasser umfasst mindestens ein nicht-ionisches Tensid, welches die Benetzbarkeit schlecht benetzbarer Oberflächen, so z. B. Kunststoffe verbessert sowie das Eindringen von Wasser in konstruktionsspezifische Spalten des zu löschenden Gerätes erleichtert. Das eingesetzte mindestens eine nicht-ionische Tensid führt dabei kaum zu Schaumbildung, welche eine Wärmeableitung verschlechtern würde. Das auf einer in Brand geratenen, unter elektrischer Spannung stehenden elektrischen Baugruppe verbleibende nicht-ionische Tensid hemmt die Korrosion und verbessert zudem eine spätere Reinigung. Wird das mindestens eine nicht-ionische Tensid dem Löschmedium in einer hohen Konzentration zugesetzt, so ist das Löschmedium frostfest.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Löschmedium umfasst mindestens ein wasserlösliches nicht-ionisches Tensid, welches bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe der Polyetheralkohole, umfassend Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Glykole, Polyethylenglykol 500, Triton X-100 und Diamaflow 688CTM. Des Weiteren kann das mindestens eine wasserlösliche nicht-ionische Tensid Diethylenglykol oder Glyzerin sein.
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Das Löschmedium enthält das mindestens eine wasserlösliche, nicht-ionische Tensid in einer Konzentration zwischen 0,1 % und 15 %.
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Liegt im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium die Konzentration im höheren Konzentrationsbereich von mehr als 10 % und mehr, so ist das Löschmedium frostfest.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Löschmedium enthält darüber hinaus mindestens ein wasserlösliches nicht-ionisches Korrosionsschutzmittel, welches nicht als Gefahrstoff deklarationspflichtig ist, und welches bevorzugt ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Benzotriazol, Tolytriazol und Benzimidazol enthält. Das mindestens eine wasserlösliche nicht-ionische Korrosionsschutzmittel ist im Löschmedium in einer Konzentration zwischen 1 ppm und 500 ppm enthalten.
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Darüber hinaus kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene Löschmedium in vorteilhafter Weise einen Glanzzusatz enthalten, der frei von ionischen Verunreinigungen > 100 ppm ist und der wasserlöslich und nicht-ionisch ist. Der Glanzzusatz ist im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium in einer Konzentration zwischen 1 ppm und 1000 ppm enthalten. Als Glanzzusatz für das erfindungsgemäß vorgeschlagene Löschmedium kann z. B. Saccharin oder 1,4-Butindiol zum Einsatz kommen.
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Darüber hinaus umfasst das Löschmedium der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend ein nicht-ionisches, wasserlösliches Biozid, welches frei von ionischen Verunreinigungen > 100 ppm ist. Als Biozid kommt beispielsweise Methylen-bis-Thiocyanat (MBT) in einer Dosierung zwischen 1 ppm und 100 ppm zum Einsatz. Alternativ besteht die Möglichkeit, dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium quartäre Ammoniumsalze zuzusetzen bevorzugt quartäre Nitrate.
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Rezepturen für das erfindungsgemäß vorgeschlagene Löschmedium sind beispielsweise die folgend angegebenen:
1 % Polyethylenglykol 500
0,01 % Benzotriazol (BTA)
0,05 % 1,4-Butindiol
0,05 % Saccharin
0,001 % MBT
Rest: voll entsalztes Wasser (98,889 %)
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Als weitere im Löschversuch vorteilhafte Rezeptur hat sich ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes Löschmedium erwiesen, welches 99 % voll entsalzenes Wasser sowie 1 % Diamaflow 688CTM als nicht-ionisches Tensid enthält. Die vorgeschlagenen Zusätze Korrosionsschutzmittel, Glanzmittel und Biozid beeinflussen nur das Langzeitverhalten und nicht die Löschwirkungen.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Löschmedium umfasst voll entsalztes Wasser, welches die Hauptlöschwirkung aufweist, insbesondere aufgrund seiner kühlenden Eigenschaften. Das mindestens eine im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium enthaltene nicht-ionische Tensid verbessert die Benetzbarkeit schlecht benetzbarer Oberflächen, z. B. von Kunststoffen und unterstützt dabei das Eindringen von Wasser in konstruktionsbedingt sich ergebende Spalten. Das mindestens eine nicht-ionische Tensid des Löschmediums führt dabei kaum zu einer Schaumbildung, die eine Wärmeableitung vom Brandherd negativ beeinflussen würde. Auf der Elektronik- oder Elektrokomponente verbleibendes nicht-ionisches Tensid ist der Korrosion nicht förderlich, verbessert jedoch eine spätere Reinigung einer in Brand geratenen, gelöschten Elektronik- oder Elektrobaugruppe. Je höher der Prozentsatz des mindestens einen nicht-ionischen Tensides im Löschmedium, eine desto bessere Frostfestigkeit desselben ergibt sich. Da alle Zusätze nicht-ionisch sind, wird die in der Wartezeit bis zur Instandsetzung der gelöschten Geräte zu erwartende Korrosion nicht durch Ionen aus dem Löschmedium gefördert. Weiterhin verringert der Tensidgehalt die Menge des auf den Geräten verbleibenden Löschmediums, das das Ablaufen desselben gefördert wird. Da alle Zusätze nicht-ionische sind, ist die Leitfähigkeit des ablaufenden Löschmediums gering und eine Gefahr durch Stromschläge durch spannungsführendes Löschmedium minimiert.
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Der Zusatz von mindestens einem Korrosionsschutzmittel verringert aktiv die Korrosion von metallischen Oberflächen in der Zeit, in der das Löschmedium auf der Elektronik oder den Elektronikbaugruppen noch nicht eingetrocknet ist. Durch einen optionalen Glanzzusatz zu dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium kann erreicht werden, dass eine Bildung elektrisch leitfähiger Dendriten zwischen elektrisch leitenden Bauteilen erheblich verringert wird. Die Beigabe eines Biozids zum erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium verhindert dessen biologischen Abbau, d.h. verlängert die Lebensdauer des Löschmediums im Vorratsgefäß. Wenn nicht-brandbeaufschlagte Geräte mit dem Löschmedium behandelt werden, so sind nur geringe Schäden zu erwarten. Prinzipiell eignet sich das Löschmedium sogar zur Reinigung von zum Beispiel salzbelasteten, nicht-brandbeaufschlagten Geräten.
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Ausführungsvarianten und Ausführungsbeispiele
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Löschmedium enthält voll entsalztes Wasser mit einer Leitfähigkeit von bevorzugt < 10 µS/cm. Darüber hinaus enthält das Löschmedium zumindest ein nicht-ionisches Tensid, welches frei von ionischen Verunreinigungen > 100 ppm ist, das wasserlöslich und nicht als Gefahrstoff deklarationspflichtig ist. Im vorliegenden Zusammenhang ist unter einem nicht-ionischen Tensid, welches nicht als Gefahrstoff deklarationspflichtig ist, ein nicht-ionisches Tensid zu verstehen, welches keinen gefährlichen Stoff oder ein gefährliches Gemisch gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 darstellt. Das im Löschmedium enthaltene, zumindest eine nicht-ionische Tensid ist ferner gemäß der Richtlinie 67/548/EWG nicht als gefährlich eingestuft. Ferner ist das mindestens eine nicht-ionische Tensid nach EG-Richtlinie oder jeweiligen nationalen Gesetzen nicht kennzeichnungspflichtig. Des Weiteren umfasst das Löschmedium ein Korrosionsschutzmittel bzw. einen Korrosionsinhibitor, der ebenfalls bevorzugt frei von ionischen Verunreinigungen > 100 ppm ist sowie nicht-ionisch und wasserlöslich ist.
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Optional kann dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium ein Glanzzusatz beigemischt werden, der bevorzugt ebenfalls frei von ionischen Verunreinigungen > 100 ppm ist sowie nicht-ionisch und wasserlöslich ist. Im vorliegenden Zusammenhang ist unter einem nicht-ionischen Tensid, welches nicht als Gefahrstoff deklarationspflichtig ein nicht-ionisches Tensid zu verstehen, welches keinen gefährlichen Stoff oder ein gefährliches Gemisch gemäß der Verordnung (ED) Nr. 1272/2008 darstellt. Das im Löschmedium enthaltene, zumindest eine nicht-ionische Tensid ist ferner gemäß der Richtlinie 67/548/EWG nicht als gefährlich eingestuft. Ferner das mindestens eine nicht-ionische Tensid nach EG-Richtlinie oder jeweiligen nationalen Gesetzen nicht kennzeichnungspflichtig. Des Weiteren besteht die Möglichkeit zur Verhinderung des biologischen Abbaus des Löschmediums diesem ein Biozid beizumischen, welches ebenfalls bevorzugt frei von ionischen Verunreinigungen > 100 ppm ist, und bevorzugt nicht-ionisch und wasserlöslich ist.
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Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Schaummitteln wurden 1%-Lösungen dreier konventioneller Schaummittel in Stadtwasser und mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium in einer Zusammensetzung aus 99 % voll entsalztem Wasser und 1% nicht-ionischem Tensid, hier Diamaflow 688CTM verglichen. Es ergab sich, dass die elektrische Leitfähigkeit bei Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmediums gemäß der obenstehend wiedergegebenen Zusammensetzung um den Faktor 100 geringer war, der pH-Wert lag ähnlich. Die Mischung des Löschmediums aus 99 % voll entsalztem Wasser und 1 % nicht-ionischem Tensid Diamaflow 688CTM benetzte eine schlecht benetzbare aus Polycarbonat gefertigte Baugruppe etwas besser als das schlechteste Schaummittel. Der Stromfluss in der getesteten Anordnung mit 1 mm Isolationsabstand zwischen Kupferleitern, war um den Faktor 100 geringer, ferner lag die Spannung, bei der ein Strom von 2 mA getrieben wurde, um den Faktor 50 höher. Es hat sich ergeben, dass bei einem der konventionellen Schaummittel bei einer Spannung von 14 Volt ein Strom von 2 mA getrieben wurde, während für diesen Strom bei Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium in der Zusammensetzung aus 99 % voll entsalztem Wasser und 1 % nicht-ionischem Tensid, hier Diamaflow 688CTM, eine Spannung von 700 Volt nötig war.
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Die Löschwirkungen wurden in fünf Versuchen an kleinen Testfeuern (Holzmaterial, Pflanzenöl, Polyethylenfolie) miteinander verglichen. Die Menge des Löschmediums und die Löschzeit bis zu einem Erreichen von 100 °C wurden gemessen. Der Unterschied zwischen den Schaummittellösungen und Wasser ist aufgrund der geringen Versuchsanzahlstatistik nicht signifikant, nachfolgend seien folgende Mittelwerte genannt: Bei Wasser ergab sich eine Löschzeit von 40,5 Sekunden bei einer Menge des Löschmediums von 68 ml. Bei konventionellen Schaummittellösungen ergab sich eine Löschzeit von 34 Sekunden unter Einsatz einer Menge von Löschmedium von 50 ml.
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Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium, 99 % voll entsalztes Wasser und nicht-ionisches Tensid (Diamaflow 688CTM) enthaltend, ergab sich eine Löschzeit von 40 Sekunden bei einer eingesetzten Menge von Löschmedium von 67 ml.
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Daraus resultiert, dass die elektrischen Eigenschaften und die an der gelöschten Baugruppe zu erwartenden Rückstände bei Löschung eines Brandes mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmedium enthaltend 99 % voll entsalztes Wasser und 1 % nicht-ionisches Tensid (Diamaflow 688CTM) besser sind als bei eingesetztem Stadtwasser oder konventionellen Schaummittellösungen. Die Löschwirkung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmediums, enthaltend 99 % voll entsalztes Wasser und 1 % nicht-ionisches Tensid (688CTM) ist zumindest nicht schlechter.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Löschmedium kann beispielsweise mit Handfeuerlöschern, so z. B. Wasserlöscher mit Wassersprühdüse und bevorzugt mit einer Innenbeschichtung aus Kunststoff oder als Füllung in Löschwassertanks, beispielsweise in Löschfahrzeugen oder Sprinkleranlagen appliziert werden. Insbesondere ist es nicht nötig, löschmediumführende Armaturen an Löschfahrzeugen zur Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Löschmediums zu modifizieren.
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Bei der Wartung des Löschmediums ist dessen elektrische Leitfähigkeit zu überprüfen. Zur Niedrighaltung der elektrischen Leitfähigkeit in der Größenordnung von 10 µS/cm bevorzugt darunter, kann das Löschmedium bei größeren Anlagen im Nebenstrom über Ionenaustauscher und eventuell über Partikelfilter geführt werden. Dies kann beispielsweise auch automatisch mit einer Leitfähigkeitsüberwachung und einer Steuerung der Reinigung des Löschmediums erfolgen. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Löschmedium bevorratende Tank- und Fördersysteme sind korrosionsfest auszulegen. Dies bedeutet, dass sämtliche Rohre und Vorratstanks durch das voll entsalzte Wasser nur geringstmöglich korrodieren und Korrosionsprodukte aus dem Löschmedium ferngehalten werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereiches eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Richtlinie 67/548/EWG [0018]
- Richtlinie 67/548/EWG [0019]