DE102015001958A1

DE102015001958A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Absaugen von heißen Gasen aus Räumen

Info

Publication number: DE102015001958A1
Application number: DE102015001958.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absaugen von heißen Gasen aus Räumen (1), die im Bereich der Decke (2) einen sich über die Raumlänge erstreckenden Abluftkanal (5) aufweisen, in dem mindestens eine Lüftereinheit verfahrbar angeordnet ist, wobei die Lüftereinheit über ein Lüfterantriebsgehäuse (9) mit mindestens einem motorischen Antrieb (15) für eine Lüfterwelle (11) und einen mit der Lüfterwelle (11) verbundenen Lüfter (10) zum Absaugen der heißen Gase verfügt, wobei der Abluftkanal (5) verschließbare Ansaugöffnungen (7) aufweist und/oder in den Abluftkanal (5) Ansaugöffnungen (7) einbringbar sind, durch deren Öffnen und/oder Einbringen im Ablaufkanal (5) ein Ansaugraum (8) gebildet ist, wobei die Lüfterwelle (11) aus dem Lüfterantriebsgehäuse (9) in den Abluftkanal (5) herausgeführt ist, und wobei die Länge der Lüfterwelle (11) so bemessen ist, dass beim Absaugen der heißen Gase sich das Lüfterantriebsgehäuse (9) im Ablaugkanal (5) auf der einen Seite und der Lüfter (10) sich auf der anderen Seite des Ansaugraumes (8) befinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Absaugen von heißen Gasen aus Räumen und wird bevorzugt bei der Brandbekämpfung in Tunneln und tunnelartigen Bauwerken, wo Rauchgase über Kanäle oder Rohre abgeleitet werden, eingesetzt.
Eine solche Absaugvorrichtung bei einem Tunnel wird in der DE 299 11 569 U1 beschrieben. Das Ableiten der Rauchgase erfolgt über Röhren, wobei das Saugen durch Abluftröhren mit einem Kamineffekt an den Tunnelausgängen erzielt und durch elektrische Ventilatoren unterstützt wird. Im Brandfall soll die Absaugleistung dann sehr schnell erhöht werden, wobei nur in Brandnähe befindliche Abluftklappen geöffnet bleiben. Über eine Löschmittelleitung wird zusätzlich Löschmittel auf den Brandherd ausgebracht. Da bereits nach zwei bis drei Minuten eine totale Verrauchung des Tunnels am Brandherd entsteht, wie Versuche gezeigt haben, ist die Zeit, die bis zum wirksamen Absaugen benötigt wird, zu lange.
Die EP 2 826 953 A2 schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Brandbekämpfung in Tunneln und tunnelartigen Bauwerken durch Rauchgasabsaugung vor, bei denen mindestens eine in einem deckenseitig im Tunnel angeordneten, mit verschlossenen Ansaugöffnungen versehenen Abluftkanal selbständig verfahrbare Lüftereinheit oder gemeinsam verfahrbare Lüftereinheiten zum festgestellten Brandherd fahren, hier die Ansaugöffnungen öffnen und mit ihren im Bereich der Ansaugöffnungen positionierten Lüfterschaufeln Rauchgase ansaugen und in den gegenüber der oder den Lüftereinheiten abgedichteten oder durch diese ausgefüllten Abluftkanal hinter die jeweilige Lüftereinheit presst. Bevorzugt erfolgt die Rauchgasabsaugung beidseitig vom Brandherd.
Diesen Lösungen ist gemeinsam, dass die heißen Rauchgase unmittelbar an den angetriebenen Lüftern vorbeigeführt werden. Da diese in der Regel elektromotorisch angetrieben sind, besteht die Gefahr, dass die Antriebe nach kurzer Zeit ausfallen.
Die EP 2 826 953 A2 sieht deshalb vor, die Rauchgase durch das Einblasen eines Fluid zu kühlen.
Da die Fluidmengen begrenzt sind und neben den Lüftern eine weitere Baueinheit Voraussetzung für die Brandbekämpfung ist, erhöht sich das Funktionsrisiko der Brandbekämpfungsvorrichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Absaugen von heißen Gasen vorzuschlagen, bei der die Gase gekühlt werden können aber nicht gekühlt werden müssen, wenn sie durch einen motorisch angetriebenen Lüfter in einen Abzugskanal abgesaugt werden.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und des Verfahrens gemäß Anspruch 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine Verwendung benennt Anspruch 15.
Erfindungsgemäß wird bei einer Vorrichtung zum Absaugen von heißen Gasen aus Räumen, die im Bereich der Decke einen sich über die Raumlänge erstreckenden Abluftkanal aufweisen, in dem mindestens eine Lüftereinheit verfahrbar angeordnet ist,
wobei die Lüftereinheit über ein Lüfterantriebsgehäuse mit mindestens einem motorischen Antrieb für eine Lüfterwelle und einen mit der Lüfterwelle verbundenen Lüfter zum Absaugen der heißen Gase verfügt, und wobei der Abluftkanal verschließbare Ansaugöffnungen aufweist und/oder in den Abluftkanal Ansaugöffnungen einbringbar sind, durch deren Öffnen und/oder Einbringen im Absaugkanal ein Ansaugraum gebildet ist, vorgeschlagen, dass die Lüfterwelle aus dem Lüfterantriebsgehäuse in den Abluftkanal herausgeführt ist, wobei die Länge der Lüfterwelle so bemessen ist, dass beim Absaugen der heißen Gase sich das Lüfterantriebsgehäuse im Absaugkanal auf der einen Seite und der Lüfter sich auf der anderen Seite des Ansaugraumes befinden.
Eine derartige Anordnung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Das Lüfterantriebsgehäuse und damit der motorische Antrieb für den Lüfter, vorteilhafterweise ein Elektromotor, ist nicht mehr den heißen Gasen ausgesetzt. Die Gase werden zum Lüfter hin bewegt und der befindet sich auf der anderen Seite des Ansaugraumes.
Bei Rauchgasen in Tunneln können die Rauchgase durchaus Temperaturen von über 1000°C erreichen.
Das Lüfterantriebsgehäuse ist darüber hinaus leicht mit einer Wärmeisolierung kapselbar, z. B. einer Keramik.
Möglich ist es auch, dass das Lüfterantriebsgehäuse über eine zusätzliche Luftinnenkühlung verfügt.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, dass der Lufteinsaugquerschnitt in den Abluftkanal vergrößert wird.
Es befinden sich neben dem Lüfter nur noch die Lüfterwelle und ggf. ein Getriebe im Lufteinsaugquerschnitt des Abluftkanals. Diese Bauteile verringern den Querschnitt des Abluftkanals deutlich weniger als ein Elektromotor, der noch dazu gekapselt sein müsste.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Lüfterwelle zusätzlich im Abluftkanal und/oder im Ansaugraum mittels mindestens einer Abstützung gelagert ist. Die Lüfterwelle zum Antrieb des Lüfters kann so mit einem verringerten Querschnitt ausgeführt sein.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Lüfterwelle als Koaxialwelle ausgeführt ist und/oder eine wärmeisolierende Schutzschicht aufweist.
Weist die Längsausdehnung des Abluftkanals Krümmungen auf, z. B. bei einem Tunnel, kann es vorteilhaft sein, wenn die Lüfterwelle mindestens ein Gelenk besitzt, damit das Lüfterantriebsgehäuse mit Lüfterwelle und Lüfter durch den Abluftkanal fahren kann.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn die Übertragung der Drehzahl der Lüfterwelle auf den Lüfter über ein im Bereich des Lüfters angeordnetes Getriebe vorgenommen wird. Die Lüfterwelle kann so mit niedriger Drehzahl arbeiten, die durch das Getriebe dann in die höhere Drehzahl für den Lüfter transformiert wird.
Zum Verfahren des Lüfterantriebsgehäuses mit Lüfterwelle und Lüfter kann es vorteilhaft sein, wenn der Lüfter am Innenumfang des Abluftkanals durch Rollen abgestützt ist oder auch, wie das Lüfterantriebsgehäuses in einer vorteilhaften Ausführung, an einem Fahrweg aufgehangen ist.
Um die abzusaugenden Gase zusätzlich zu kühlen, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass das Lüfterantriebsgehäuse und/oder die Lüfterwelle in den Ansaugraum weisende Fluiddüsen aufweisen, über die ein Fluid in die Gase gesprüht wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung, die die absaugbare Gasmenge deutlich vergrößert, ist vorgesehen, dass aus dem Lüfterantriebsgehäuse beidseitig Lüfterwellen zum Antrieb von Lüftern herausgeführt sind. Durch das Öffnen und/oder Einbringen von Ansaugöffnungen werden dann beidseitig vom Lüfterantriebsgehäuse Ansaugräume gebildet und durch die auf der dem Lüfterantriebsgehäuse jeweils gegenüberliegenden Seite des Ansaugraumes befindlichen Lüfter werden die angesaugten heißen Gase dann in entgegengesetzte Richtung in den Abluftkanal gepresst.
Dabei können die beidseitig aus dem Lüfterantriebsgehäuse herausgeführten Lüfterwellen einen gemeinsamen oder getrennte motorische Antriebe im Lüfterantriebsgehäuse aufweisen.
Diese Ausführung hat neben der gesteigerten Leistung noch den Vorteil, dass das Lüfterantriebsgehäuse symmetrisch belastet wird.
Der motorische Antrieb für die Lüfterwelle oder die Lüfterwellen ist bevorzugt ein Elektromotor. Aber auch andere Motore sind einsetzbar, die und deren Steuerungstechnik durch die Anordnung des Lüfterantriebsgehäuses außerhalb des Gasstromes dann geschützt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Absaugen von heißen Gasen aus Räumen in einen sich im Bereich der Decke über die Raumlänge erstreckenden Abluftkanal, bei dem eine Lüftereinheit mit einem Lüfterantriebsgehäuse, mit mindestens einer Lüfterwelle und mindestens einem Lüfter im Abluftkanal zum Absaugort fährt, hier Ansaugöffnungen öffnet und/oder Ansaugöffnungen in den Abluftkanal einbringt, jeweils zur Bildung eines Ansaugraumes im Abluftkanal und der Lüfter die heißen Gase in den Ansaugraum ansaugt und hinter sich in den Abluftkanal presst, sieht vor, dass das Lüfterantriebsgehäuse den Abluftkanal auf der dem Lüfter gegenüberliegenden Seite des Ansaugraumes beim Absaugen der heißen Gase verschließt.
Verschließen des Abluftkanals durch das Lüfterantriebsgehäuse im hier gebrauchten Sinn bedeutet nicht vollständig abgedichtet sein, sondern es wird ein umlaufender freier Randbereich benötigt, um die Verfahrbarkeit des Lüfterantriebsgehäuses zu gewährleisten.
Bevorzugt werden die Vorrichtung und das Verfahren zur Rauchgasabsaugung in Tunneln oder tunnelartigen Bauwerken genutzt.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
1: eine Vorrichtung beim Absaugen von Rauchgasen bei einem Tunnelbrand und
2: das Absaugprinzip bei zwei Lüftern.
1 zeigt eine Vorrichtung zur Brandbekämpfung durch Rauchgasabsaugung in einem Tunneln 1. An der Tunneldecke 2 ist ein sich über die Tunnellänge erstreckender Fahrweg 3 für eine dargestellte verfahrbare Lüftereinheit, die über ein Lüfterantriebsgehäuse 9 mit mindestens einem motorischen Antrieb 15 für eine Lüfterwelle 11 und einen mit der Lüfterwelle 11 verbundenen Lüfter 10 zum Absaugen der Rauchgase verfügt, mittels der Halterungen 4 angeordnet. Das Lüfterantriebsgehäuse 9 ist am Fahrweg 3 mittels der Aufhängungen 17 aufgehangen und mittels eines Antriebs am Fahrweg 3 hängend verfahrbar.
In analoger Weise kann auch der Lüfter 10 am Fahrweg 3 aufgehangen und dann gemeinsam mit dem Lüfterantriebsgehäuse 9 und der Lüfterwelle 11 verfahrbar sein.
Weiter befindet sich an der Tunneldecke 2 ein Abluftkanal 5, der hier verschließbare Ansaugöffnungen 7 aufweist und in dem die Lüftereinheit am Fahrweg 3 aufgehangen zum Brandherd verfahren worden ist.
Durch das Öffnen der verschließbaren Ansaugöffnungen 7 des Abluftkanals 5 ist im Abluftkanal 5 ein Ansaugraum 8 gebildet.
Ansaugöffnungen 7 können durch entsprechende Werkzeuge an der Lüftereinheit auch vor Ort erst in den Abluftkanal 5 eingebracht werden.
Die Lüfterwelle 11 ist aus dem Lüfterantriebsgehäuse 9 in den Abluftkanal 5 herausgeführt, wobei die Länge der Lüfterwelle 11 so bemessen ist, dass beim Absaugen der Rauchgase sich das Lüfterantriebsgehäuse 9 im Absaugkanal 5 auf der einen Seite und der Lüfter 10 sich auf der anderen Seite des Ansaugraumes 8 befinden.
Da die Lüfterwelle 11 Längen von 3–6 m oder mehr aufweisen können, sind sie zusätzlich im Abluftkanal 5 und/oder im Ansaugraum 8 mittels mindestens einer Abstützung 12 zusätzlich gelagert. Die Lüfterwelle 11 weist eine wärmeisolierende Schutzschicht auf und verfügt über ein Gelenk 13 zum Ausgleich von Krümmungen in der Längsausdehnung des Abluftkanals 5 bei der Fahrt durch den Abluftkanal 5.
Weiter wird gezeigt, dass die Übertragung der Drehzahl der Lüfterwelle 11 auf den Lüfter 10 über ein im Bereich des Lüfters 10 angeordnetes Getriebe 14 vorgenommen wird.
Das Lüfterantriebsgehäuse 9, das sich nicht mehr im direkten Rauchgasstrom, angedeutet durch die Pfeile, befindet, ist mit einem wärmeisolierenden Mantel versehen und enthält den Elektromotor 15 zum Antrieb der Lüfterwelle 11, die aus dem Lüfterantriebsgehäuse 9 herausgeführt ist.
Angedeutet sind in den Ansaugraum 8 weisende Fluiddüsen 18 am Lüfterantriebsgehäuse 9, über die aus einem Speicher im Lüfterantriebsgehäuse 9 ein Fluid zum Kühlen der Rauchgase in die angesaugten Rauchgase gesprüht werden kann.
Zum Absaugen von Rauchgasen aus dem Tunnel 1 in einen sich im Bereich der Decke 3 über die Tunnellänge erstreckenden Abluftkanal 5 mit verschließbaren Ansaugöffnungen 7 fährt die Lüftereinheit aus Lüfterantriebsgehäuse 9, Lüfterwelle 11 und Lüfter 10 im Abluftkanal 5 zum Absaugort, öffnet hier die Ansaugöffnungen 7 zur Bildung eines Ansaugraumes 8 im Abluftkanal 5, der Lüfter 10 saugt die Rauchgase in den Ansaugraum 5 und presst diese hinter sich in den Abluftkanal 5, während das Lüfterantriebsgehäuse 9 den Abluftkanal 5 auf der dem Lüfter 10 gegenüberliegenden Seite des Ansaugraumes 5 verschließt.
2 zeigt in einer Prinzipskizze eine Ausführung, bei der aus dem Lüfterantriebsgehäuse 9 beidseitig Lüfterwellen 11 zum Antrieb von Lüftern 10 herausgeführt sind und durch das Öffnen von Ansaugöffnungen 7 und/oder das Einbringen von Ansaugöffnungen 7 beidseitig vom Lüfterantriebsgehäuse 9 Ansaugräume 8 gebildet sind. Durch die auf der dem Lüfterantriebsgehäuse 9 jeweils gegenüberliegenden Seite des Ansaugraumes 5 befindlichen Lüfter 10 werden die angesaugte heißen Gase in entgegengesetzte Richtung in den Abluftkanal 5 gepresst, so dass das Lüfterantriebsgehäuse 9 von keiner Seite aus direkt dem Gasstrom ausgesetzt ist.
Bezugszeichenliste

1: Raum, Tunnel
2: Decke
3: Fahrweg
4: Halterung Fahrweg
5: Abluftkanal
6: Halterung Abluftkanal Ansaugöffnungen im Abluftkanal
8: Ansaugraum
9: Lüfterantriebsgehäuse
10: Lüfter
11: Lüfterwelle
12: Abstützung der Lüfterwelle
13: Gelenk
14: Getriebe
15: motorischer Antrieb für Lüfterwelle
16: Antrieb für Lüfterantriebsgehäuse
17: Aufhängung
18: Fluiddüsen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 29911569 U1 [0002]
EP 2826953 A2 [0003, 0005]

Claims

Vorrichtung zum Absaugen von heißen Gasen aus Räumen (1), die im Bereich der Decke (2) einen sich über die Raumlänge erstreckenden Abluftkanal (5) aufweisen, in dem mindestens eine Lüftereinheit verfahrbar angeordnet ist, wobei die Lüftereinheit über ein Lüfterantriebsgehäuse (9) mit mindestens einem motorischen Antrieb (15) für eine Lüfterwelle (11) und einen mit der Lüfterwelle (11) verbundenen Lüfter (10) zum Absaugen der heißen Gase verfügt, wobei der Abluftkanal (5) verschließbare Ansaugöffnungen (7) aufweist und/oder in den Abluftkanal (5) Ansaugöffnungen (7) einbringbar sind, durch deren Öffnen und/oder Einbringen im Ablaufkanal (5) ein Ansaugraum (8) gebildet ist, wobei die Lüfterwelle (11) aus dem Lüfterantriebsgehäuse (9) in den Abluftkanal (5) herausgeführt ist, und wobei die Länge der Lüfterwelle (11) so bemessen ist, dass beim Absaugen der heißen Gase sich das Lüfterantriebsgehäuse (9) im Ablaugkanal (5) auf der einen Seite und der Lüfter (10) sich auf der anderen Seite des Ansaugraumes (8) befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterwelle (11) zusätzlich im Abluftkanal (5) und/oder im Ansaugraum (8) mittels mindestens einer Abstützung (12) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterwelle (11) als Koaxialwelle ausgeführt ist und/oder eine wärmeisolierende Schutzschicht aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterwelle (11) mindestens ein Gelenk (13) aufweist zum Ausgelich von Krümmungen in der Längsausdehnung des Abluftkanals (5).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Drehzahl der Lüfterwelle (11) auf den Lüfter (10) über ein im Bereich des Lüfters (10) angeordnetes Getriebe (14) vorgenommen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (10) am Innenumfang des Abluftkanals (5) durch Rollen abgestützt oder an einem Fahrweg (3), wie auch das Lüfterantriebsgehäuse (9), aufgehangen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterantriebsgehäuse (9) mit einem wärmeisolierenden Mantel versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterantriebsgehäuse (9) und/oder die Lüfterwelle (11) in den Ansaugraum (8) weisende Fluiddüsen (18) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterantriebsgehäuse (9) über eine Luftinnenkühlung verfügt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Lüfterantriebsgehäuse (9) beidseitig Lüfterwellen (11) zum Antrieb von Lüftern (10) herausgeführt sind und durch das Öffnen und/oder Einbringen von Ansaugöffnungen (7) beidseitig vom Lüfterantriebsgehäuse (9) Ansaugräume (8) gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitig aus dem Lüfterantriebsgehäuse (9) herausgeführten Lüfterwellen (11) einen gemeinsamen oder getrennte motorische Antriebe (15) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Antrieb (15) für die Lüfterwelle (11) oder die Lüfterwellen (11) ein Elektromotor ist.
Verfahren zum Absaugen von heißen Gasen aus Räumen (1) in einen sich im Bereich der Decke (3) über die Raumlänge erstreckenden Abluftkanal (5) mit verschließbaren Ansaugöffnungen (7) und/oder mit in den Abluftkanal (5) einzubringenden Ansaugöffnungen (7), bei dem eine Lüftereinheit mit einem Lüfterantriebsgehäuse (9), mit mindestens einer Lüfterwelle (11) und mindestens einem Lüfter (10) im Abluftkanal (5) zum Absaugort fährt, hier die Ansaugöffnungen (7) öffnet und/oder Ansaugöffnungen (7) in den Abluftkanal (5) einbringt, jeweils zur Bildung eines Ansaugraumes (8) im Abluftkanal (5) und der Lüfter (10) die heißen Gase in den Ansaugraum (8) ansaugt und hinter sich in den Abluftkanal (5) presst, während das Lüfterantriebsgehäuse (9) den Abluftkanal (5) auf der dem Lüfter (10) gegenüberliegenden Seite des Ansaugraumes (8) verschließt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei beidseitig aus dem Lüfterantriebsgehäuse (9) herausgeführten Lüfterwellen (11) mit Lüftern (10) durch das Öffnen von Ansaugöffnungen (7) und/oder das Einbringen von Ansaugöffnungen (7) beidseitig vom Lüfterantriebsgehäuse (9) Ansaugräume (8) gebildet werden und die durch die auf der dem Lüfterantriebsgehäuse (9) gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Ansaugraumes (8) befindlichen Lüfter (10) angesaugten heißen Gase in entgegengesetzte Richtung in den Abluftkanal (5) gepresst werden.
Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Rauchgasabsaugung in Tunneln oder tunnelartigen Bauwerken.