DE3927013A1 - Vorrichtung zum verschliessen einer oeffnung - Google Patents

Vorrichtung zum verschliessen einer oeffnung

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DE19893927013
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Juergen Dipl Chem Dr Goebell
Michael Dipl Ing Schmitz
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3M Co
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Minnesota Mining and Manufacturing Co
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C2/00Fire prevention or containment
    • A62C2/06Physical fire-barriers
    • A62C2/12Hinged dampers

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschließen einer Öffnung, die das Austreten von Flammen oder Brandgasen ver­ hindern soll, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Transformatoren sind häufig in Gebäuden untergebracht. Da sie im Betrieb eine beträchtliche Wärme entwickeln, weisen die Gebäude­ räume Belüftungsöffnungen auf. Häufig ist in dem Raum auch ein Lüfter angeordnet, der zur Verbesserung der Kühlwirkung für eine Umwälzung der Luft sorgt.
Durch Blitzeinschlag oder Kurzschluß kann ein Transformator so stark erwärmt werden, daß er zu brennen beginnt oder explodiert.
Besonders kritisch ist die Entzündung der Kühlflüssigkeit, die zumeist aus brennbarem Öl besteht. In einem solchen Fall können die Flammen durch die Belüftungsöffnungen aus­ treten und benachbarte Gebäude, Bäume und dergleichen in Brand setzen. Vor allen Dingen können toxische Rauchgase entweichen und die Gesundheit der Menschen im benachbarten Bereich gefährden. Ähnliche Verhältnisse liegen bei anderen elektrischen Einrichtungen vor, wie Schaltstationen, elek­ trischen Maschinen und dergleichen, die in mehr oder weni­ ger geschlossenen Räumen angeordnet sind, oder bei Vorrich­ tungen generell, die ähnliche Verhältnisse schaffen.
Es ist bekannt, Belüftungsöffnungen durch Klappen oder der­ gleichen ganz oder teilweise zu schließen. Selbst wenn die Klappe aus nicht brennbarem Material besteht, ist sie kaum in der Lage, das Austreten insbesondere von Brandgasen zu verhindern, weil sie durch Wärme zerstört oder in ihrer Form so stark verändert wird, daß ein wirksamer Verschluß der Öffnung nicht mehr aufrechterhalten werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zum Verschließen einer Öffnung zu schaffen, die im Brandfall einen normalerweise belüfteten Raum nach außen sicher so abschließt, daß sich Flammen, Rauch und andere Gase nach außen nicht ausbreiten können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungs­ teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die die Öffnung verschließende Klappe als Verbundteil ausgeführt. Sie be­ steht aus einer Metallschicht, vorzugsweise aus Stahl und einer intumeszierenden Schicht, die auf der dem Raum zuge­ wandten Seite der Metallschicht angebracht ist. Intumeszie­ rendes Feuerschutzmaterial hat die Eigenschaft, ab einer vorgegebenen Temperatur chemisch zu reagieren. Unter Ab­ gabe von Wasser erfährt es eine starke Volumenvergrößerung. Die sich bildende schaumartige Substanz hat eine gut wärmeisolierende Wirkung. Das intumeszierende Material der erfindungsgemäßen Klappe hält daher die Metallplatte im Brandfall auf einer Temperatur, bei der ein Verziehen und Verwerfen noch nicht eintritt. Die Klappe behält daher ihre ursprüngliche Form und kann daher die Öffnung wirksam abschließen. Das intumeszierende Material dehnt sich über den Rand der Metallplatte aus und dichtet zusätzlich noch vorhandene Spalte und Lücken ab. Wird daher im Brandfalle die erfindungsgemäße Klappe geschlossen, können durch die Öffnung Flammen und Brandgase nicht entweichen. Der in dem Raum vorhandene Sauerstoff ist rasch aufgezehrt, ohne daß Nachschub zugeführt wird. Der Brand kommt daher innerhalb rascher Zeit zum Erliegen.
Intumeszierendes Feuerschutzmaterial ist im Handel als leicht verformbares Vorprodukt in Form von Bändern, Platten oder Streifen erhältlich. Meist handelt es sich dabei um ein steifes, biegsames Kunststoffmaterial, das beim Intu­ meszieren Wasserdampf abgibt. Besonders geeignet ist das von der Anmelderin unter der Bezeichnung FS 195 AA ver­ triebene Material. Dieses Elastomer ist in den US-Patent­ schriften 42 34 639 und 42 73 879 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Klappe einen über das Schwenklager hinausstehenden Abschnitt auf, der ebenfalls mit einer intumeszierenden Schicht bedeckt ist. In der Schließstellung wird daher auch die Anbringung der Klappe an einer Wand gegen Hitze abgeschirmt, wodurch verhindert wird, daß die Befestigung bzw. das Lager der Klappe durch Wärmeeinwirkung seine Funktion verliert und unter Umständen die Klappe nicht mehr halten kann.
Die freien Kanten des überstehenden Abschnitts weisen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise eine zur Wand hin gerichtete Abbiegung auf. Dadurch ver­ bleibt in der Schließstellung der Klappe nur ein geringer Spalt gegenüber der dem Raum zugewandten Wand, der beim Aufquellen des intumeszierenden Materials im Brandfalle rasch weitgehend gasdicht verschlossen wird.
Auch die übrigen freien Kanten der Klappe weisen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Abbiegung auf, wodurch ein verbleibender Spalt zur Wandung der Öffnung von dem intumeszierenden Material im Brandfall verschlos­ sen wird. Vorzugsweise steht die Abbiegung in die Öffnung hinein, damit im Brandfalle die Klappe als weitgehend gas­ dichte Dichtungsanordnung in der Öffnung wirkt.
In der Schließstellung liegt die Klappe vorzugsweise gegen einen Anschlag an. Damit dieser bei Feuereinwirkung funk­ tionsfähig bleibt, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Anschlag von einer Anschlagplatte gebildet ist, die aus einer Blechplatte, vorzugsweise aus Stahl und einer aus die Blechplatte aufgebrachten intumeszierenden Schicht besteht. Die intumeszierende Schicht ist auf der dem Raum zugekehrten Seite der Blechplatte angebracht.
Die Klappe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Normal­ betrieb in der Öffnungsstellung, um eine Ventilation des Raums zu ermöglichen. Die hierfür erforderliche Betätigungs­ vorrichtung weist einen Mechanismus auf, der die Klappe in die Schließstellung bringt, sobald ein Brand detektiert wird. So kann ein Branddetektor vorgesehen werden, der ein Signal auf die Betätigungsvorrichtung gibt, um die Klappe von der Öffnungs- in die Schließstellung zu bringen. Die Betätigungsvorrichtung kann zum Beispiel elektromagnetisch sein. Sie kann jedoch auch hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden. Schließlich kann die Klappe durch Eigen­ gewicht in die Schließstellung vorgespannt sein, wobei sie in der Öffnungsstellung durch ein Gegengewicht gehalten ist. Wird im Brandfall die Verbindung des Gegengewichts mit der Klappe durchtrennt, fällt die Klappe automatisch durch ihr Gewicht in die Schließstellung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine schema­ tisch dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung.
Ein Raum 10, in dem zum Beispiel ein Transformator unter­ gebracht ist, wird von einer Betondecke 11 abgeschlossen (die Wände sind nicht gezeigt). In der Decke 11 befindet sich ein Belüftungsschacht 12, durch den eine Öffnung 14 in der Decke 11 gebildet ist. In der Zeichnung ist eine Klappe 15 dargestellt. In durchgezogenen Linien ist ihre Schließstellung gezeigt, während ihre Öffnungsstellung gestrichelt dargestellt ist. Die Klappe 15 besteht aus einer Stahlblechplatte 16, die an der dem Raum 10 abge­ wandten Seite eine Abbiegung 17 aufweist. Sie erstreckt sich über die drei Seiten der rechteckigen Öffnung 14 und in diese hinein. Die Blechplatte 16 ist mittels eines Scharniergelenks 18 an der dem Raum 10 zugewandten Seite der Decke 11 befestigt, zum Beispiel mit Hilfe eines Mauer­ ankers 19. Die Blechplatte 16 weist einen über die Achse des Gelenks 18 hinausstehenden Abschnitt 20 auf, der an den freien Kanten eine Abbiegung aufweist, die mit 21 be­ zeichnet ist und die sich in Richtung der dem Raum 10 zu­ gewandten Seite der Decke 11 erstreckt. Auf der dem Raum 10 zugewandten Seite der Blechplatte 16 ist eine Schicht 22 aus intumeszierendem Material aufgebracht. Das intu­ meszierende Material 22 erstreckt sich auch über die Ab­ biegungen 17 bzw. 21. Durch die Ausbildung der Klappe 15 ist im Bereich der Öffnung 14 ein relativ schmaler Spalt 25 zur Wandung der Öffnung 14 gebildet. Durch die Abbie­ gung 21 ist ein relativ kleiner Spalt 26 zur Decke 11 ge­ bildet.
Auf der dem Raum 10 zugewandten Seite der Decke 11 ist ein Anschlag 27 mit Hilfe eines Mauerankers 28 angebracht. Der Anschlag besteht aus einer Stahlblechplatte 29 und einer darauf aufgebrachten intumeszierenden Schicht 30. Die in­ tumeszierende Schicht 30 ist wiederum dem Raum 10 zuge­ kehrt.
In der Öffnungsstellung der Klappe 15 greift an den über das Scharniergelenk 18 überstehenden Teil der Klappe ein Seil 31 aus Kunststoff (z.B. Polyamid) an, das über eine Seilrolle 32 geführt ist, die an der Decke 11 angebracht ist. Am Seil 31 hängt ein Gegengewicht 33. Das Gegengewicht hält die Klappe 15 in der gezeigten Öffnungsstellung.
Tritt nun aufgrund eines Brandes oder einer Explosion im Raum 10 eine vorgegebene Temperatur, beispielsweise 150° auf, schmilzt das Seil 31, wodurch die Klappe 15 durch ihr Eigengewicht in die Schließstellung in Anlage an den An­ schlag 27 fällt. Außerdem beginnt das intumeszierende Material sich unter Abgabe von Wasser umzuwandeln. Hier­ durch und durch seine stark wärmeisolierende Eigenschaft wird die Blechplatte 16 bzw. 29 ausreichend kalt gehalten, und kann sich nicht verziehen. Das intumeszierende Material 22 füllt die Spalte 25 bzw. 26 vollständig aus, so daß die Öffnung 14 innerhalb kürzester Zeit weitgehend gasdicht verschlossen ist. Durch mangelnde Zufuhr von Sauerstoff wird der Brand erstickt, und toxische Brandgase können nach außen nicht entweichen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Verschließen einer Öffnung, die einen im wesentlichen abgeschlossenen Raum oder dergleichen mit Atmosphäre oder einem anderen Raum verbindet, die das Austreten von Flammen oder Brandgasen verhindern soll, mit einer der Öffnung zugeordneten schwenkbar gelagerten Klappe und einer Betätigungsvorrichtung, die die Klappe normalerweise in Öffnungsstellung hält, sie jedoch zum Verschließen der Öffnung im Brandfall in die Schließ­ stellung bringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (15) eine Blechplatte (16), vorzugsweise aus Stahl, aufweist, die auf der dem Raum (10) zugekehrten Seite mit einem intumeszierenden Material (22) bedeckt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (18) für die Klappe (15) an der an die Öffnung (14) angrenzenden, dem Raum (10) zugekehrten Wand (11) angebracht ist und die Klappe (15) einen über die Schwenklagerachse hinausstehenden Abschnitt (20) aufweist, der in der Schließstellung der Klappe (15) das Schwenklager (18) und seine Befestigung (19) abdeckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Kanten des überstehenden Abschnitts (20) eine Abbiegung (21) aufweisen, die in der Schließstel­ lung der Klappe (15) zur Wand (11) hin gerichtet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Kanten der Klappe (15) eine Abbiegung (17) aufweisen, die in der Schließstel­ lung der Klappe (15) in die Öffnung (14) hineinsteht und einen geringen Abstand (25) zur Wandung der Öffnung (14) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Raum (10) zugekehrten Wand (11) neben der Öffnung (14) eine Anschlagplatte (27) für die Klappe (15) angebracht ist, gegen deren dem Raum (10) abgewandte Seite die Klappe (15) in der Schließstellung anliegt, die Anschlagplatte (27) eine Blechplatte (29), vorzugsweise aus Stahl, aufweist, deren dem Raum (10) zugekehrte Seite mit einem intu­ meszierenden Material (30) bedeckt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (15) in die Schließstel­ lung vorgespannt ist, vorzugsweise durch ihr Eigenge­ wicht.
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