DE19734610A1

DE19734610A1 - Process for cooling vehicles used in high temperature areas

Info

Publication number: DE19734610A1
Application number: DE1997134610
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Ing Birkicht
Original assignee: Telerob Ges fur Fernhantierungs technik GmbH
Current assignee: Telerob Ges fur Fernhantierungs technik GmbH
Priority date: 1997-08-09
Filing date: 1997-08-09
Publication date: 1999-02-25
Also published as: EP0896829A2; EP0896829A3; JPH11155970A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von in Bereichen hoher Umgebungstemperaturen eingesetzten Sy stemen, insbesondere ferngesteuerten Brandbekämpfungs fahrzeugen mit einem temperaturgeschützten Fahrzeug innenraum. Ferner betrifft sie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for cooling in Sy areas used in high ambient temperatures stemen, especially remote controlled fire fighting vehicles with a temperature-protected vehicle inner space. It also relates to a device for Implementation of such a procedure.

Bei der Annäherung von komplexen technischen Systemen, beispielsweise in Form von Brandbekämpfungsfahrzeugen, an starke Hitzequellen wie Brände, treten aufgrund der Hitzeeinstrahlung im Inneren solcher Einheiten sehr hohe Temperaturen auf. Diese können sowohl zu Fehlfunktionen in der elektrischen Ausrüstung als auch, bei lokalen Hitze-Spots, zu einer Entzündung und damit zu einem Totalverlust des Systems führen.When approaching complex technical systems, for example in the form of fire fighting vehicles, strong heat sources such as fires occur due to the Very high heat radiation inside such units Temperatures on. These can both cause malfunctions in electrical equipment as well, at local Heat spots, to inflammation and thus to one Cause total loss of the system.

Um bei derartigen Risiken das Gefährdungspotential so niedrig wie möglich zu halten, werden für Arbeiten an starken Hitzequellen, insbesondere auch für die Brand bekämpfung, bevorzugt ferngesteuerte Systeme eingesetzt. Zu den typischen Aufgaben derartiger Systeme gehört es dabei, Löschmittel direkt in einen Brandherd einzu bringen, wobei zu diesem Zweck Flüssigkeitswerfer auf entsprechenden Fahrzeugen angebracht sind. Da die Effi zienz der Löschmittel durch die Zerstäubung der Flüssig keiten mit zunehmender Wurfweite erheblich herabgesetzt wird und im ungünstigsten Fall sogar brandfördernd wirken kann, müssen solche ferngesteuerten Fahrzeuge in Bereiche gebracht werden und dort operieren, in denen Umgebungstemperaturen von bis zu 1500°C auftreten können. Um in derartigen gefährdeten Bereichen Aufenthaltsdauern von 30 Minuten und mehr gewährleisten zu können, während derer die Funktionsbereitschaft ge geben sein muß, werden derartige Fahrzeuge häufig mit geeigneten Schutzeinrichtungen ausgestattet.In order to avoid the risk potential with such risks Keeping it as low as possible will work on strong heat sources, especially for the fire combat, preferably remote-controlled systems used. It is one of the typical tasks of such systems about to put extinguishing agents directly into a source of fire bring, for this purpose liquid thrower on appropriate vehicles are attached. Since the Effi efficiency of the extinguishing agent through the atomization of the liquid speed significantly reduced with increasing throw range becomes and in the worst case even fire-promoting such remote-controlled vehicles must work in Areas are brought in and operate there where Ambient temperatures of up to 1500 ° C occur can. To in such vulnerable areas Ensure stays of 30 minutes and more to be able to, during which the operational readiness must be given, such vehicles are often with suitable protective devices.

Zu den bekannten Schutzmaßnahmen gegenüber derart hohen Temperaturen zählen in erster Linie die Klimatisierung, die Wärmedämmung und die Kapselung solcher Systeme. Bei der Wärmedämmung wird um das zu schützende System ein Mantel aus Materialien mit geringem Wärmedurchgangseffi zienten gelegt, während bei der Kapselung eine hermetisch dichte Einhausung geschaffen wird, die in der Regel mit einer Klimatisierung verbunden ist, bei der ein Wärmetransport über einen Kühlkreislauf und einen Wärmetauscher erfolgt.To the known protective measures against such high Temperatures primarily count the air conditioning, thermal insulation and encapsulation of such systems. At thermal insulation is around the system to be protected Jacket made of materials with low heat transfer efficiency cients, while encapsulating one hermetically sealed housing is created, which in the Usually associated with air conditioning, in which a heat transfer via a cooling circuit and one Heat exchanger is done.

Während eine Wärmedämmung und/oder Kapselung zwar die Aufheizung von geschlossenen Räumen bei hohen Außentemperaturen zu verzögern vermag, verhindern diese Maßnahmen nicht das Abstrahlen von Eigenwärme. Anderer seits ist bei der Klimatisierung der Wärmetransport auf ein Wärmegefälle angewiesen, bei dem zur Abstrahlung ein Punkt mit höherem Temperaturniveau als die Umgebungs temperatur vorhanden sein muß. Diese Voraussetzung ist bei Umgebungstemperaturen zwischen 800 und 1500°C nur schwer zu erfüllen.While thermal insulation and / or encapsulation does Heating of closed rooms at high Delays in outside temperatures prevent this Do not emit any heat. Other On the one hand, the heat transport is open during the air conditioning a heat gradient instructed to emit radiation Point with a higher temperature level than the surrounding temperature must be present. This requirement is at ambient temperatures between 800 and 1500 ° C only difficult to accomplish.

Daher ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzu geben, mit dessen Hilfe sich ein ferngesteuertes, hitze geschütztes Fahrzeug über einen Zeitraum von mindestens 30 Minuten in einer Umgebung mit Temperaturen zwischen 800 und 1500°C aufhalten kann, ohne daß die Innentempe ratur in den für seine Funktionsfähigkeit maßgebenden Bereichen auf mehr als 50°C ansteigt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to apply a method give, with the help of a remote controlled, heat protected vehicle for a period of at least 30 minutes in an environment with temperatures between 800 and 1500 ° C can stay without the internal temperature ratur in the decisive for its functionality Ranges rises to more than 50 ° C. Furthermore it is Object of the invention, a device for performing to provide such a method.

Die Erfindung löst die erste Aufgabe durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan spruches 1. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein hinreichend langes Verbleiben ferngesteuerter Systeme, insbesondere Brandbekämpfungsfahrzeugen, auch in sehr heißen Zonen. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, bei einem ausgedehnten Großbrand in die un mittelbare Nähe des Brandherdes zu gelangen und dort über einen Zeitraum zu bleiben, der lang genug ist, um gezielt die heißesten Bereiche abzulöschen. Dadurch, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren die Innentemperatur in den temperaturempfindlichen Bereichen eines solchen Fahrzeuges zuverlässig auf einen Wert von unter 50°C gehalten werden kann, sind beispielsweise temperatur bedingte Fehlfunktionen der eingesetzten Steuer elektronik praktisch ausgeschlossen. Die Lösung des weiteren Aufbaus erfolgt durch die Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 4.The invention solves the first object by a method with the characteristic features of the patent 1. The method according to the invention enables a sufficiently long stay remotely controlled Systems, especially fire-fighting vehicles, too in very hot zones. That's what it is, for example possible in the event of an extensive fire in the un to get indirect proximity to the source of the fire and there to stay for a period of time long enough to specifically deleting the hottest areas. As a result of that the internal temperature by the method according to the invention in the temperature sensitive areas of such Vehicle reliably to a value of below 50 ° C temperature can be maintained, for example contingent malfunction of the tax used electronics practically excluded. The solution of the further construction is carried out by the device with the characterizing features of claim 4.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er läutert werden. Es zeigen:The invention is based on one in the Drawing he illustrated embodiment closer to be refined. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines für den Einsatz Bereichen hoher Temperaturen vorge sehenen Fahrzeuges und Fig. 1 is a side view of a vehicle provided for high temperature areas and

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau einer Kühlein richtung für das Fahrzeug gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows the basic structure of a device according to Kühlein for the vehicle to FIG. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte, für den Einsatz in Bereichen hoher Temperaturen, beispielsweise zur Brandbekämpfung, vorgesehene Fahrzeug besteht im wesentlichen aus einem Fahrwerk 1 sowie einem Fahrzeugaufbau 2, über dem mittels Abstandshalter 3 eine Hitzeschutzummantelung 4 aus einem geeigneten Werkstoff angebracht ist, die das Fahrzeug allseitig umschließt. Durch die Abstandshalter 3 wird ein Konvektionsraum 5 zwischen der Ummantelung 4 und dem Fahrwerk 1 bzw. dem Fahrzeugaufbau 2 geschaffen. Die Ummantelung 4 besteht aus einem bei dem hier be schriebenen Ausführungsbeispiel in Sandwich-Bauweise gefertigten Material mit sehr großem Wärmedämmungsver mögen. Sie kann sowohl platten- als auch gewebeartig aufgebaut sein. Zusätzlich sind an den Rändern der Um mantelung flexible Abdeckungen 6 angebracht, die be wirken, daß der Konvektionsraum 5 bis zum Untergrund hin vollständig geschlossen ist.The vehicle shown in Fig. 1, intended for use in areas with high temperatures, for example for fire fighting, consists essentially of a chassis 1 and a vehicle body 2 , over which a heat protection jacket 4 made of a suitable material is attached by means of spacers 3 , which Encloses the vehicle on all sides. The spacers 3 create a convection space 5 between the casing 4 and the chassis 1 or the vehicle body 2 . The sheathing 4 consists of a material made in the construction described here in sandwich construction with a very large heat insulation. It can be constructed in the manner of both a plate and a fabric. In addition, flexible covers 6 are attached to the edges of the jacket, which have the effect that the convection space 5 is completely closed to the ground.

Im Inneren des Fahrzeugaufbaus 2 befindet sich unter anderem ein Elektronikraum 7, der die Steuerelektronik des Fahrzeuges enthält und in dem die Temperatur ständig unterhalb von 50°C gehalten werden muß, um Fehlfunk tionen der Elektronik zuverlässig auszuschließen.Inside the vehicle body 2 there is, inter alia, an electronics room 7 which contains the control electronics of the vehicle and in which the temperature must be kept constantly below 50 ° C. in order to reliably rule out malfunctions of the electronics.

Zu diesem Zweck ist eine Kühlvorrichtung vorgesehen, deren prinzipieller Aufbau in Fig. 2 dargestellt ist. Anzumerken ist dabei, daß die in dieser Prinzipskizze gezeigten Größenverhältnisse zwischen dem nochmals zur Veranschaulichung gestrichelt dargestellten Fahrzeug und der Kühlvorrichtung nicht richtig wiedergegeben sind. Wie vielmehr aus Fig. 1 hervorgeht, ist die gesamte Kühlvorrichtung vollständig im Inneren des Fahrzeuges bzw. unter der Ummantelung 4 untergebracht.For this purpose, a cooling device is provided, the basic structure of which is shown in FIG. 2. It should be noted here that the proportions shown in this schematic diagram between the vehicle, which is again shown in broken lines for illustration, and the cooling device are not correctly reproduced. As can be seen rather from Fig. 1, the entire cooling device is completely inside the vehicle or located under the jacket 4.

Im Einzelnen besteht diese Kühlvorrichtung aus einem Vorratsbehälter 8 mit einem an diesen angeschlossenen Thermostatventil 9, das zur Erzielung einer möglichst hohen Ausfallsicherheit vorzugsweise bimetallgesteuert ausgebildet ist. Vorratsbehälter 8 und Thermostatventil 9 sind über eine Rohrleitung 10 und ein Absperrventil 11 miteinander verbunden. Zur Erfassung der Temperatur im Innenraum 12 des Fahrzeuges ist außerdem ein Temperatur sensor 13 vorgesehen, der beispielsweise aus einer schon erwähnten Bimetallfeder besteht. Das Thermostatventil 9, das in Fig. 2 in der Funktionsstellung "geschlossen" dargestellt ist, kann entweder aufgrund seiner Feder kraft bei einer Temperaturerhöhung im Fahrzeuginnenraum 12 direkt durch die Bimetallfeder beaufschlagt werden, oder letztere dient als Vorsteuerung für das Thermostat ventil 9, wobei das im Vorratsbehälter 8 unter Druck stehende Kühlmittel vom Bimetall zur Ventilschaltung auf die Durchlaßstellung des Thermostatventils 9 benutzt wird. Vervollständigt wird die Anordnung durch ein Ent lüftungsventil 14, das den Fahrzeuginnenraum 12 mit dem Konvektionsraum 5 verbindet. Als Kühlmittel, das im Vor ratsbehälter 8 gespeichert wird, dient bei dem hier be schriebenen Ausführungsbeispiel ein Inertgas. In detail, this cooling device consists of a storage container 8 with a thermostatic valve 9 connected to it , which is preferably bimetallic-controlled in order to achieve the highest possible reliability. Storage container 8 and thermostatic valve 9 are connected to one another via a pipeline 10 and a shut-off valve 11 . To detect the temperature in the interior 12 of the vehicle, a temperature sensor 13 is also provided, which consists for example of a bimetallic spring already mentioned. The thermostatic valve 9 , which is shown in FIG. 2 in the functional position "closed", can either be acted upon directly by the bimetallic spring due to its spring force when the temperature in the vehicle interior 12 rises, or the latter serves as pilot control for the thermostatic valve 9 , the in the reservoir 8 pressurized coolant from the bimetal is used for valve switching to the open position of the thermostatic valve 9 . The arrangement is completed by a vent valve 14 , which connects the vehicle interior 12 with the convection chamber 5 . As a coolant, which is stored in the reservoir tank 8 , is used in the embodiment described here, an inert gas.

Bei Erreichen einer vorgegebenen Temperaturschwelle im Fahrzeuginnenraum 12 bzw. im Elektronikraum 7 öffnet sich das Thermostatventil 9 und gibt eine einstellbare Menge des im Vorratsbehälter 8 unter Druck gespeicherten Inertgases frei. Dieses Gas strömt über die Rohrleitung 10 in den Fahrzeuginnenraum 12 und den Elektronikraum 7. Dadurch wird aus dem Fahrzeuginnenraum 12 das vorher in diesem befindliche erwärmte Gasvolumen über das Ent lüftungsventil 14, das sich bei einer einstellbaren Druckschwelle öffnet, in den Konvektionsraum 5 gedrückt.When a predetermined temperature threshold is reached in the vehicle interior 12 or in the electronics room 7 , the thermostatic valve 9 opens and releases an adjustable amount of the inert gas stored under pressure in the reservoir 8 . This gas flows via the pipeline 10 into the vehicle interior 12 and the electronics space 7 . As a result, the heated gas volume previously located in the vehicle interior 12 is pressed into the convection space 5 via the vent valve 14 , which opens at an adjustable pressure threshold.

Aufgrund der adiabaten Entspannung des Kühlmittels in das Fahrzeuginnere hinein wird die im Elektronikraum befindliche Steuerungselektronik hinreichend stark ab gekühlt, um ihre weitere Funktionssicherheit zu gewähr leisten. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis der Bimetallsensor 13 so weit abgekühlt ist, daß er das Thermostatventil 9 wieder schließt. Das im Vorrats behälter 8 gespeicherte Kühlmittelvolumen gestattet dabei eine mehrfache Wiederholung dieses Vorganges bis zur vollständigen Entleerung dieses Behälters. Die Auf enthaltsdauer des mit diesem Verfahren gekühlten Fahr zeuges in der Hochtemperaturzone wird dadurch um ein Vielfaches verlängert. Ein im Konvektionsraum 5 sich sammelndes überschüssiges Gasvolumen kann unter den flexiblen Abdeckungen 6 hindurch in die Umgebung ent weichen.Due to the adiabatic expansion of the coolant into the vehicle interior, the control electronics located in the electronics compartment are cooled down sufficiently to ensure their continued functional reliability. This process continues until the bimetallic sensor 13 has cooled so far that it closes the thermostatic valve 9 again. The coolant volume stored in the reservoir 8 allows multiple repetitions of this process until the container is completely emptied. The length of stay of the vehicle cooled with this process in the high-temperature zone is thereby extended many times over. An excess gas volume collecting in the convection space 5 can escape under the flexible covers 6 into the environment.

Claims

1. A method for cooling systems used in areas with high ambient temperatures, in particular special remote-controlled fire-fighting vehicles with a temperature-protected vehicle interior, characterized in that a coolant stored in a reservoir ( 8 ) under pressure when a predetermined upper temperature threshold is exceeded in the vehicle interior ( 12 ) is pressed and that the coolant supply is set when the temperature falls below a lower threshold.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the coolant consists of an inert gas.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the filling amount of the storage container ( 8 ) is dimensioned so that a multiple coolant supply can take place.

4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, consisting of a vehicle with a temperature-protected vehicle interior, in particular a remote-controlled fire-fighting vehicle, characterized in that a coolant is stored in a arranged on the vehicle reservoir ( 8 ) under pressure and that the reservoir ( 8 ) is connected to the vehicle interior ( 12 ) via a thermostatic valve ( 9 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that the vehicle is surrounded by a heat protection jacket ( 4 ) which is held at a distance from this that a convection space ( 5 ) is formed between this and the vehicle.

6. The device according to claim 5, characterized in that the vehicle interior is connected to the convection space ( 5 ) via an adjustable ventilation valve ( 14 ).

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the volume of the storage container ( 8 ) and the filling pressure of the coolant stored in this ge are dimensioned such that a coolant filling of the storage container ( 8 ) a multiple filling of the vehicle interior ( 12 ) with the coolant.