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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen und Melden von
optischen Feuererscheinungen für
bewegte staubförmige
Partikel entsprechend den Merkmalen des ersten Schutzanspruches.
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Die
Erfindung ist überall
dort anwendbar, wo bewegte organische staubförmige Partikel vorhanden sind,
bei deren Transport ein erhöhter
Brand- oder Explosionsschutz gewährleistet
sein muß.
Das kann sein beim Transport von Staubteilchen in Rohren oder Zyklonen
der Spanplattenindustrie, der Textilindustrie, Recycling- und Mühlenindustrie,
bei der Möbelfabrikation,
bei der holzförmige
Teilchen abgesaugt werden oder aber Kohleteilchen bei Aggregaten
der braun- stein- oder anthrazitkohleverarbeitenden Industrie oder
bei der pneumatischen Förderung von
Schwarzpulver.
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Von
Bearbeitungsmaschinen mit pneumatischen Absaug- und Fördereinrichtungen,
wie sie unter anderem in der holzverarbeitenden und in Betrieben
der Textil-, Recycling-, Nahrungsmittel-, Futtermittel-, Leder-,
Gummi- und chemischen Industrie anzutreffen sind, gehen Brandgefahren
aus, die besondere Schutzvorkehrungen erfordern. Durch Bearbeitungsmaschinen
und Verunreinigungen, wie Metallteile und Steine in den Fördereinrichtungen,
verursachte Funken gelangen über
die Förderleitungen
in nachfolgende Anlagen: Beispiel: in das Gewebefilter oder in das
Silo. Hier können
sie Glimmbrände
verursachen, die sich abgedeckt durch das nachfolgende Fördergut
unbemerkt entwickeln. Großbrände oder Staubexplosionen
sind oft genug die Folge. Um das zu verhindern, wurden Funkenlöschanlagen
entwickelt. Diese Funkenlöschanlagen
stellen in der Regel Sensoren dar, die mit einer Löschzentrale
und einer Löschautomatik
gekoppelt sind. Die Sensoren zur Branderkennung, die als Funkenmelder
bezeichnet werden, werden durch ein Loch, beispielsweise in einer
Rohrleitung, eingebracht. Sofern sich glühende Funken im Förderstrom
des Rohres befinden, werden diese erkannt, lösen ein elektrisches Signal
an die Brandmeldezentrale aus, wonach ein Löschaggregat im Rohr aktiviert
wird, welches in Flußrichtung der
Partikel im System weiter hinten angeordnet ist und für ein Löschen der
Teilchen im Förderrohr
sorgt.
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Aus
DE 40 26 041 C2 geht
eine Vorrichtung zum Erkennen von Funken in einem durchströmten Raum
hervor, wobei in den Raum wenigstens ein Lichtwellenleiter mit einem
ersten Ende mündet,
wobei ein zweites Ende jedes Lichtwellenleiters einem Photoempfänger gegenüberliegt,
der beim Auftreten von Funken entsprechend elektrische Signale empfängt.
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Aus
DE 30 17 144 A1 ist
eine Einrichtung zum Melden von optischen Feuererscheinungen, insbesondere
Funken, in einem ggf. mit Feststoffparameter beladenen, einen Kanalabschnitt
durchströmenden
Luftstrom bekannt, bei dem über
eine im Inneren des Kanalabschnittes hin offenliegende Strahlungseintrittsfläche einen
quer zur Kanalachse gerichteten, kegelförmig begrenzten Sichtbereich
erfaßt und
bei Feuererscheinungen ein Meldesignal abgibt. Erfaßte zündfähige Funken
werden von der nachgeschalteten Löschautomatik noch im Förderkanal
automatisch gelöscht.
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In
DE 202 18 136.7 wird eine
Funkenlöschanlage
für bewegte
staubförmige
Partikel beschrieben, bei der durch ein optisches Fenster Feuererscheinungen
erfaßt
werden. Derartige optische Fenster können sich bei längerem Gebrauch
zusetzen, was eine Reinigung der Anlage oder aber eine schlechte
Funktion zur Folge hat, was bei einem völligen Zusetzen des optischen
Fensters zum Ausfall der Sicherheitsanlage führen kann.
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In
DE 691 24 165 T2 ist
ein lichtübertragender
Stab für
einen Funkendetektor beschrieben, wobei eine Scheibe aus Quarzglas
in eine Förderleitung eingebracht
wird und über
diese Scheibe durch ein Sensorelement der Innenraum der Förderleitung
beobachtbar ist. Auch diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß das optische
Glas zugesetzt wird, so daß es zu
Funktionsstörungen
dieser Anlage kommen kann.
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Aus
DE 698 22 281 T2 ist
ein Verfahren zur Herstellung von funktionellen Beschichtungen auf Gegenständen bekannt,
welches das Auftragen eines flüssigen
Materials von photokatalytischen, anorganischen Teilchen auf der
Basis von ultrafeinem Titanoxid mit einem Röntgenstrahldurchmesser von nicht
mehr als 100 Nanometer in einem anorganischen Bindemittel oder einem
Bindemittel, das in eine anorganische Substanz umwandelbar ist,
beschreibt. Anwendungen im Zusammenhang mit Feuerlöschanlagen
werden in diesem Dokument nicht genannt.
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DE 196 54 108 C2 beschreibt
ein Reinigungssystem und ein Verfahren zum Reinigen einer Oberfläche, bei
dem ein Reinigungswerkzeug mit einem Arbeitsbereich und einer UV-Lichtquelle, deren UV-Strahlung
im Arbeitsbereich aus einem Werkzeug austritt und ein Reinigungsmittel,
das ein photoaktivierbares Halbleitermaterial enthält, wobei über eine Lichtleiteinrichtung
UV-Strahlung in den Arbeitsbereich unmittelbar in das photoaktivierbare
Halbleitermaterial, das in Form von Putzkörper oder zusammen mit Putzkörpern verwendet
wird, eingekoppelt wird. Es ist nicht erkennbar, daß ein derartiges
System auch für
das Innere von Rohr- und Förderleitungen
angewendet wird.
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Auch
in
DE 696 11 618 T2 wird
ein Substrat mit einer photokatalytischen Beschichtung von Titanoxid
und organische Dispersionen mit Titanoxid beschrieben, wobei das
Titanoxid teilweise in Form von Teilchen beigemengt beziehungsweise
enthalten ist. Eine Anwendung dieser Erfindung für optische Melder ist nicht
bekannt.
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Es
ist daher Aufgabe der Neuerung, eine Einrichtung zum Erfassen und
Melden von optischen Feuererscheinungen in Rohrleitungen für bewegte staubförmige Partikel
zu entwickeln, bei der Störungen
durch das Zusetzen des Beobachtungsfensters nicht auftreten können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Einrichtung nach den Merkmalen des ersten
Schutzanspruches gelöst.
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Unteransprüche geben
vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung wieder.
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Die
vorgeschlagene Lösung
sieht eine Einrichtung zum Erfassen und Melden von optischen Feuererscheinungen,
insbesondere von Funken, in einem mit organischen Feststoffpartikeln
beladenen, einen Kanalabschnitt durchströmenden Luftstrom vor, wobei
die optisch und im UV-Bereich durchlässige Wandung z.B. aus Quarzglas
im Innern des Kanals eine photokatalytische Beschichtung aufweist. Die
photokatalytische Beschichtung besteht aus einer nanotechnologisch
aufgetragenen Schicht aus Titandioxid, die unter UV-Lichteinfluss
im Rahmen einer „kalten
Verbrennung" organische
Partikel aufspaltet und ablöst.
Dazu ist es erforderlich, daß die Branderkennungseinrichtung
eine UV-Strahlungsquelle beinhalte, die so angeordnet ist, daß diese
auf die photokatalytische Beschichtung einwirkt. Bei Branderkennungseinrichtungen
mit selbstüberwachter
Optik ist dies im Rahmen der Überwachung
ohnehin der Fall, indem sie eine UV-Lichtstrahlungsquelle sowie
einen UV-Sensor
beinhalten, der Reflexionen von evtl. der Optik anhaftenden Partikeln
registriert und als Verunreinigung erkennt. Durch vorübergehende
intensive Bestrahlung der beschichteten Meldeoptik aus dem Melder
von innen heraus können
die organischen Verunreinigungen an der Oberfläche zu Kohlendioxid, Wasser
und Asche oxidiert werden. Nach der Bestrahlung zurückbleibende
Aschereste können
durch den Luftstrom der Fördertätigkeit
abgetragen werden. Sollten diese Teile anhaften oder schwierig entfernbar
sein, ist es vorteilhaft, im Kanal eine Reinigungsdüse gegenüber der
Beschichtung anzuordnen. Mit einer sehr geringen Wassermenge können durch
die hydrophilen Eigenschaften der beschichteten Glasoberfläche die
so entstandenen Partikel problemlos abgewaschen werden. Reicht die UV-Bestrahlung
aus dem Innern der Branderkennungseinrichtung nicht aus oder handelt
es sich weder um eine Branderkennungseinrichtung mit selbstüberwachter
Optik noch um einen im UV-Spektrum detektierende Branderkennungseinrichtung,
ist es vorteilhaft, eine starke UV-Lichtquelle neben oder an Stelle
der der beschichteteten Melderoptik gegenüberliegenden Kanalwandung anzuordnen
und so den photokatalytischen Reinigungseffekt aus dem Kanalinnern
heraus auszulösen.
Durch den Einsatz der vorgeschlagenen spezialbeschichteten Meldeoptik
in Verbindung mit einer UV-Lichtquelle und ggf. einer Reinigungsdüse kann
das manuelle Reinigen der genannten Einrichtung entfallen.
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Vorteilhaft
ist es, die Branderkennungseinrichtung mit einer Brandmeldezentrale
zu koppeln. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Branderkennungseinrichtung
mit einem Löschmittel
zu koppeln, so dass Feuererscheinungen noch im Förderkanal gelöscht werden
können.
Dazu kann es vorteilhaft sein, die gesamte Anlage abzuschalten,
bis der Löschvorgang beendet
ist.
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Im
Folgenden wird die Neuerung an zwei Figuren näher erläutert.
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Die 1 zeigt
die Feuerlöschanlage
für sich
bewegende staubförmige
organische Partikel als Prinzipdarstellung im Schnitt.
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Die 2 zeigt
die erfindungsgemäße Anlage
in einem Schnitt quer zur Strömungsrichtung,
wobei gegenüber
dem optischen Fenster eine Reinigungsdüse angeordnet ist.
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Die 1 zeigt
einen Kanal 1, der als Rohr ausgebildet ist, welches durch
einen Luftstrom 2 durchströmt wird, in dem sich Feststoffpartikel 3 befinden.
Diese Feststoffpartikel 3 können sich entzünden und
Feuererscheinungen darstellen, so daß ihr Beobachten mittels Branderkennungseinrichtung 5 erfolgt,
die mit einer Brandmeldezentrale 6 gekoppelt ist, welche
bei Branderkennung ein Löschmittel
ansteuert und den Funken ablöscht.
Um ein Zusetzen dieser optisch durchlässigen Wandung 4 zu
verhindern, wurde diese mit einer photokatalytischen Beschichtung 7 versehen,
die durch Bestrahlung mit UV-Licht 9 entweder aus dem Innern
der Branderkennungseinrichtung 5 oder einer gegenüber der
optisch durchlässigen
beschichteten Wandung 4 angeordneten UV-Lichtquelle 9 evtl.
an der Optik anhaftende organische Partikel mittels Photokatalyse
im Rahmen einer „kalten
Verbrennung" eleminiert.
Die Löschautomatik 10 ist
mit der Brandmeldezentrale 6 durch Kabel verbunden und
wird bei Erkennen eines Brandes ausgelöst.
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Die 2 zeigt
einen Schnitt quer zum Rohr 1, wobei auf der einen Seite
des Rohres 1 eine Branderkennungseinrichtung 5 angeordnet
ist, die durch die optisch und im UV-Spektrum durchlässige Wandung 4 mit
der photokatalytischen Beschichtung 7 Feststoffpartikel 3 im
Gasstrom beobachtet. Die Branderkennungseinrichtung 5 stellt
einen Funkenmelder mit UV-Lichtquelle dar, der ein Überwachungs-
und ein Reflexionssignal empfängt.
Organische Verunreinigungen an der Oberfläche 7 werden durch
UV-Impulse aus dem Melder mittels Photokatalyse zersetzt und mit
dem Förderstrom
abtransportiert. Reicht der photokatalytische Effekt aus den normalen
UV-Überwachungsimpulsen
aus dem Innern der Branderkennungseinrichtung 5 nicht zur
Reinigung aus, ist im Falle der Erkennung einer Verschmutzung die
Bestrahlungsintensität
zu erhöhen. Reicht
auch dies zur vollständigen
Reinigung nicht aus, kann es vorteilhaft sein, gegenüber dem
Melder 5 eine Reinigungsdüse 8 anzuordnen, mit
der bei sehr geringen Wassermengen eine zusätzliche Reinigung der Glasoberfläche 4,
die hydrophile Eigenschaften aufweist, möglich ist. Bei Branderkennungseinrichtungen
ohne innere oder mit nicht ausreichend starker UV-Lichtquelle ist es
vorteilhaft, eine solche 9 gegenüber der Optik 4 anzuordnen,
ggf. direkt neben der evtl. installierten Reinigungsdüse 8.
Versetzt zur Reinigungsdüse 8 kann
eine Löschautomatik 10 angeordnet
sein, wie das auch aus 1 hervorgeht.
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Durch
den Einsatz dieser spezialbeschichteten Meldeoptik in Verbindung
mit einer UV-Lichtquelle
und ggf. einer Reinigungsdüse
wird der Bau von Funkenmeldern möglich,
die nicht mehr oder nur noch in extrem langen Intervallen manuell
gereinigt werden müssen,
eine sichere Funktion und eine hohe Lebensdauer aufweisen.
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- 1
- Kanal/Rohr
- 2
- Durchströmender Luftstrom
- 3
- Organischer
Partikelfeststoff
- 4
- Optisch
durchlässige
Wand
- 5
- Branderkennungseinrichtung
- 6
- Brandmeldezentrale
- 7
- Photokatalytische
Beschichtung
- 8
- Reinigungsdüse
- 9
- zusätzliche
UV-Lichtquelle
- 10
- Löschautomatik