DE60014364T2

DE60014364T2 - Verfahren zur verringerung eines wärmestroms und einrichtung dazu

Info

Publication number: DE60014364T2
Application number: DE60014364T
Authority: DE
Inventors: Mirzhalil Khamitovich Usmanov; Nikolai Nikolaevich Brushlinsky; Rustem Alievich Ablyazis; Jusup Uktamovich Kasymov; Nikolai Petrovich Kopylov; Nikolai Borisovich Lobanov; Shamil Sadykov; Evgeny Alexandrovich Serebrennikov; Matrasul Sabirov; Anvar Davlyatovich Khudoev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: EP1181955A4; CA2368803C; CN1500534A; TR200103173T2; EP1181955A1; KR20020025867A; CN1143696C; BR0010286A; AU771463B2; DE60014364D1; CA2368803A1; HK1044300B; ATE277674T1; AU3934100A; RU2182024C2; HK1044300A1; EP1181955B1; WO2000066227A1; WO2000066227B1; MXPA01011198A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschwächen eines Wärmestroms. Die Neuerung kann zum Abschirmen von Wärmeströmen aus Feuern verwendet werden, um Gerät und Menschen vor dem Angriff eines Feuers zu schützen und um die Ausbreitung von Feuern auf exponierten Bereichen sowie in Gebäuden und Aufbauten aufzuhalten.
Das Patent GB-A-1 492 003 offenbart ein Flammen- und Raucheindämmsystem, das einen Feuerausbruchsbereich von benachbarten Bereichen durch einen Brandschutzvorhang trennt, der für den Einsatz in einem Raum mit einem Boden unter einer Decke ausgelegt ist. Der Vorhang wird durch ein Verfahren erzeugt, das die Schritte aufweist, zwei Schutzflächen aus nicht brennbarem Material (zwei Netze oder Gewebe) zu installieren und ein Kühlfluid, das ein Schaum oder eine Mischung aus Wasser mit einem Schäummittel sein kann, in einen Raum zwischen den Flächen zuzuführen. Das Kühlfluid strömt aus einer Vorrichtung aus, die über dem Brandschutzvorhang und außerhalb von ihm angeordnet ist. Aufgrund der Schwerkraft fällt die Kühlflüssigkeit frei nach unten zwischen die Netze oder die Gewebe und strömt über die Netze oder die Gewebe, wobei es den Raum zwischen ihnen ausfüllt.
Das in diesem Patent offenbarte Verfahren hat den Nachteil, dass sich Schäume zersetzen, wenn sie großen Wärmeströmen ausgesetzt: sind. Schaumblasen, die beispielsweise einem Wärmestrom von 20 kW/m² ausgesetzt sind, wachsen über mehrere Sekunden zusammen, wodurch der Vorhang seine Feuerschutzeigenschaft verliert. Deshalb lässt sich der Vorhang, der unter Verwendung des genannten Verfahrens erzeugt wird, auch nicht bei einem Feuer mit einem Wärmestrom von 20 kW/m² als Feuerschutzeinrichtung einsetzen, wobei die Wärmeströme bei einem Feuer 250 kW/m² erreichen können (der Wärmestrom in der Größenordnung von 250 kW/m² kann sich bei Großfeuern in Bauholzlagern einstellen).
Der USSR-Urheberschein "Avtorskoe svidetel'stvo SSSR Nr. 1666129" offenbart eine an einem Wendestrahlrohr angebrachte Vorrichtung zum Schutz vor Wärmestrahlung. Die Vorrichtung enthält eine Besprühanordnung, die aus einem V-förmigen Wasserstromteiler, zwei parallelen Platten und einem Mechanismus zum Ändern des Winkels zwischen den Platten des V-förmigen Teilers besteht. Durch das Wendestrahlrohrgehäuse zugeführtes Druckwasser tritt in die Sprühanordnung ein. Dort ändert sich seine Richtung, und es breitet sich über die Platten aus, wobei es zwei dünne Wasserfilme bildet, die durch die Luftschicht getrennt sind.
Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass sie einen festen Wasserdruck erfordert, um die erwähnten Wasserfilme in einem stabilen Zustand aufrechtzuerhalten. Dieser Zustand ist jedoch schwierig zu gewährleisten, da der Wasserdruck nicht stabil und schwierig zu steuern ist. Außerdem kann das Wendestrahlrohr seine Position nicht ändern, was ebenfalls nachteilig ist.
Die in dem Patent GB-A-1 492 003 offenbarte Vorrichtung ist ein Brandschutzvorhang (Netz), der von zwei Schutzflächen gebildet wird, die etwas im Abstand angeordnet sind. Diese Schutzflächen sind zwei Netze oder Gewebe. Bei einer anderen Ausgestaltung wird der Vorhang von einem vertikal installierten Netz (oder grobem Gewebe) gebildet. Das Kühlfluid (ein Schaum oder eine Mischung aus Wasser mit einem Schäummittel) wird in einen Raum zwischen den Schutzflächen von der Vorrichtung aus (Schäumeinrichtungen mit einer Diffusionskammer und einem Schaumerzeuger) zugeführt, die über dem Feuerschutznetz und außerhalb davon angeordnet ist. Die Vorrichtung soll in einem Raum zum Einsatz kommen, der einen Boden und eine Decke hat. Die Vorrichtung ist an der Decke montiert. Wenn dieses System zur Prävention in einem großen Raum angewendet wird, kann eine Vielzahl von Vorhängen in einem Kontrollmuster zur Unterteilung des Raums in mehrere Sektionen angeordnet werden.
Die Verwendung der in dem Patent GB-A-1 492 003 offenbarten Vorrichtung ist auf Anwendungen in Gebäuden und Aufbauten beschränkt. Die Vorrichtung umfasst eine komplexe Ausrüstung mit einer Einrichtung zur Bildung und Zuführung eines Kühlfluids, und die Ausrüstung erfordert eine Decke für ihre Montage. Die Vorrichtung kann an exponierten Bereichen sowie auch in Fällen verwendet werden, in denen der Feuerschutzschirm beweglich sein muss (beispielsweise für eine Verwendung zum Schutz eines ein Feuer bekämpfenden Feuerwehrmanns). An der Vorrichtung kann kein Wendestrahlrohr angebracht werden. Wie oben erwähnt, kann die Vorrichtung nicht als Feuerschutzeinrichtung verwendet werden, auch nicht bei einem Wärmestrom von 20 kW/m².
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Abschwächen eines Wärmestroms, um Ausrüstung und Menschen gegen den Angriff eines Feuers mit einem Wärmestrom zu stützen, der 20 kW/m² und mehr betragen kann, und die Ausbreitung eines solchen Feuers auf exponierten Bereichen sowie in Gebäuden und Aufbauten aufzuhalten.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Abschwächen eines Wärmestroms bereitgestellt mit dem Schritt, einen Feuerschutzschirm durch Installieren von zwei schützenden Flächen und durch Zuführen eines Kühlfluids in den Raum zwischen den Flächen zu erzeugen, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass als Kühlfluid Wasser verwendet wird, dass das Wasser mittels gesteuerten Versprengens oder gesteuerten Versprühens in dem Raum zwischen den schützenden Flächen zugeführt wird, von denen wenigstens eine ein Netz ist, und dass das Versprengen oder Versprühen so ausgeführt wird, dass die Menge (Masse) des zugeführten Wassers und die Entfernung zwischen den schützenden Flächen kontrolliert und ein Dampf-Tropfen-Luft-Medium zwischen den Flächen und Wasserfilmen an den Flächen erzeugt wird.
Nach der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zum Abschwächen eines Wärmestroms bereitgestellt, wobei die Vorrichtung einen Feuerschutzschirm, der von zwei schützenden Flächen gebildet wird, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und eine Vorrichtung zum Zuführen eines Kühlfluids in einen Raum zwischen den schützenden Flächen aufweist und sich dadurch auszeichnet, dass sie eine Versprenganordnung mit einem Rahmen und Sprüher zur feinen Dispergierung des Kühlfluids ist, dass die Versprenganordnung zwischen den Flächen angeordnet ist, von denen wenigstens eine ein Netz ist, der Rahmen in Form von in Verbindung stehenden Rohren ausgebildet ist, die vertikal und horizontal angeordnet sind und Öffnungen zum Zuführen von Wasser als Kühlfluid haben, dass die Sprüher in den Öffnungen der Rohre so angeordnet sind, dass ein Dampf-Tropfen-Luft-Medium in dem Raum zwischen den Flächen gebildet wird, von denen wenigstens eine ein Netz ist, und Wasserfilme an den Flächen gebildet werden, von denen wenigstens eine ein Netz ist, und dass im zentralen Teil des Schutzfilms eine Öffnung für eine Wendestrahlrohrdüse vorgesehen ist, die durch diese Öffnung vorsteht.
Die Netze sind geflochten und/oder perforiert und/oder gestanzt.
Die Netze sind aus pulvermetallurgischen Produkten hergestellt.
Die Netze sind aus feuerfestem Kunststoff hergestellt.
Die Netze sind aus Kupfer hergestellt.
Die Netze sind aus einem Material hergestellt, das mit einem Metallfilm beschichtet ist.
Die Netze sind aus galvanisiertem Stahl hergestellt.
Die Größe der Netzzelle beträgt 0,1×0,1 bis 8,0×8,0 mm.
Ein Intervall zwischen dem Rahmen und der Schutzfläche beträgt 1 bis 200 mm.
Die Eigenschaften des äußeren Netzes (Drahtdurchmesser, Material, Zellengröße in der Bauweise geflochten, gelocht, gestanzt) sind zu denen des inneren Netzes identisch.
Die Eigenschaften des äußeren Netzes (Drahtdurchmesser, Material, Zellengröße, in der Bauweise geflochten, gelocht, gestanzt) unterscheiden sich von denen des inneren Netzes.
Das Schutzsieb kann vor dem Wendestrahlrohr und auf seinen Seiten angeordnet werden.
Das Schutzsieb kann längs des Umfangs um das Wendestrahlrohr und erforderlichenfalls oberhalb und unterhalb des Wendestrahlrohrs angeordnet werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird aufgrund der Tatsache erreicht, dass Wasser gesteuert durch Sprüher in einem Raum zwischen zwei Schutzflächen verspritzt/versprüht wird, von denen wenigstens eine ein Netz ist, wobei in einem Raum zwischen den Flächen ein Dampf-Tropfen-Luft-Medium und an den Flächen Wasserfilme gebildet werden, sowie aufgrund der Tatsache, dass der Abschwächungsgrad des Wärmestroms stark von den Zwischenwirkungsbedingungen der Wassertropfen und Dampfteilchen in dem Medium und des Films untereinander und mit den Schutzflächen abhängt. Die Änderung der Menge (Masse) zugeführten Wassers und des Abstandes zwischen den Flächen führt zu einer Änderung der Dichte der Wassertropfen in dem Raum zwischen den Flächen und somit zu einer Änderung der Zwischenwirkungsbedingungen. Durch Steuern der Wassermenge und durch Einstellen des Abstands zwischen den Flächen kann ein unterschiedlicher Abschwächungsgrad des Wärmestroms erhalten werden, der den Abschwächungsstrom einschließt, der ausreicht, um einen Wärmestrom in der Größe von 250 kW/m2 bis auf sichere Werte (weniger als 3 bis 4 kW/m², was für Feuerwehrleute sicher ist, die mit üblichen Schutzeinrichtungen versehen sind, oder bis zu 1,5 kW/m², was für einen Menschen sicher ist, der mit keiner Schutzeinrichtung ausgerüstet ist) abzuschwächen.
Der mittlere Tropfendurchmesser nimmt mit der Erhöhung des Fluiddrucks an der Sprüheinrichtung ab.
Die Feuerwehrpumpen führen Wasser mit einem Druck von 1,2 MPa zu. Wenn dies der Fall ist, beträgt der mittlere Durchmesser der versprühten Fluidtropfen 400 bis 500 μm. Wenn Hochdruckvorrichtungen verwendet werden, kann die Druckdifferenz innerhalb der Sprüheinrichtung 15 MPa erreichen. In diesem Fall kann sich der Durchmesser der Tropfen auf 5 bis 10 μm reduzieren. Wenn sie Wärmestrahlung absorbieren, beginnen die Tropfen des versprühten Fluids zu verdampfen, wenn sie sich den Schutzflächen nähern und in Kontakt mit diesen Flächen kommen. Dies wird durch die Tatsache verstärkt, dass die Fluidtropfen mit hoher kinetischer Energie wiederholt von Schutzflächen in den Raum zwischenreflektiert werden. Die Art und das Material der Schutzflächen, beispielsweise in Form von Netzen, ihre Eigenschaften, die Größe der Netzzellen, des Durchmessers und des Drahtmaterials usw. werden so gewählt, dass sich als Ergebnis der Oberflächenspannung ein Kühlfluidfilm bildet. Die Konsistenz des Films wird durch das dynamische Gleichgewicht zwischen dem Prozess seiner Verdampfung, während Wärmeenergie absorbiert wird, und dem Prozess einer konstanten Fluidzuführung in den Film aufrechterhalten, wenn das versprühte Fluid als Tropfen auf den Film prallt.
Es gibt somit ein Medium, das von Dampf, Kühlfluidtropfen und Luft (ein Dampf-Tropfen-Luft-Medium) in dem Raum zwischen den Flächen gebildet wird. Die Wärmeströme und die Strahlung im sichtbaren Spektrum sowie die konvektiven Gasströme werden teilweise von diesen Flächen (beispielsweise von den Netzen), von den Kühlfluidfilmen und dem Dampf-Tropfen-Luft-Medium reflektiert. Zusätzlich wird die Wärmeenergie von diesen Filmen und dem Medium teilweise absorbiert und senkrecht zur Richtung der angegriffenen Wärmestrombewegung "kanalisiert".
Man sieht, dass diese Symbiose der oben erwähnten Prozesse der Reflexion und Absorption eine einzigartige Eigenschaft der in Betracht gezogenen Vorrichtung bestimmt: Der Wirkungsgrad des Abschirmeffekts gegen den angreifenden Wärmestrom nimmt zusammen mit dem Wachstum der Stärke dieses Wärmestroms zu.
Das Versprühen des Kühlfluids in einen feinen Dispersionszustand mit Hilfe von Hochdruckvorrichtungen, so dass die Tropfendurchmesser vergleichbar mit den Wellenlän gen der Wärmestrahlung (1,5 bis 7μm) sind, trägt ebenfalls zur Steigerung des Wärmestrom-Abschirmwirkungsgrads durch die in Betracht gezogene Vorrichtung bei. Entsprechend den Gesetzen der geometrischen Optik nimmt die Streuung der Wärmestrahlung um ein Mehrfaches zu, wenn der Dispersionsgrad der Fluidtropfen optimal ist.
Die Notwendigkeit der Steuerung der Menge M des in den Raum zwischen den Schutzflächen zugeführten Kühlfluids (sie können aus Metallgewebe, Glasgewebe, Metallplatten oder anderen Materialien bestehen) wird durch eine beträchtliche Änderung des Werts der Wärmeströme W verursacht, die bei einem Feuer auftreten (von 0 bis 200-250 KW/m²). Ein spezieller Schutz für das Feuer bekämpfende Personen ist erforderlich, wenn W ≌ 3 bis 4 kW/m².
Nimmt man an, dass der Wärmestrom W₀ senkrecht auf die Fläche des Feuerschutzschirms fällt, gilt W0=W1+W2+W3,wobei W₁ der Teil des von der Abschirmung reflektierten Wärmestroms, W₂ der Teil des durch den Schirm hindurchgehenden Wärmestroms und W₃ der Teil des Wärmestroms ist, der von dem Kühlfluid in der Abschirmung absorbiert wird. Es ist offensichtlich, dass sich mit der Änderung von M am stärksten W₃ ändert.
Es soll der hypothetische Fall betrachtet werden, bei welchem der Wärmestrom W₀ vollständig von dem Kühlmittel (insbesondere durch das Wasser) absorbiert wird.
Es sei angenommen, dass 100 g Wasser in den Raum von 1 m² zwischen den Abschirmnetzen gesprüht werden. Wo soll abgeschätzt werden unter der Annahme, dass das Erhitzen auf 100°C sowie die Verdampfung während 1 s ablaufen.
In diesem Fall gilt Q0=Qh+Qs,wobei
Q₀ die gesamte Wärmemenge ist,
Q_h = CM(t₂–t₁) die Wärmemenge ist, die für das Erhitzen von der Temperatur t₁ = 0°C auf die Temperatur t₂ = 100°C für 100 g Wasser mit der spezifischen Wärmekapazität von
C = 4,2 kJ kg^–1 grd^–1 erforderlich ist,
Q_s = λM die Verdampfungswärme ist, und
λ = 22,6·10² kJ/kg die spezifische Verdampfungswärme des Wassers ist. Q0 = 4,2·104 J + 22,6·104 J
Man sieht, dass Q_s um den Faktor 5 größer ist als Q_h.
Für den in Betracht gezogenen Fall entspricht der Wert für Q₀ einem W₀ von 268 kW/m².
Wärmeströme mit einem solchen Volumen von Wo findet man bei Großfeuern bei Bauholzlagern. Wenn eine Gasquelle entflammt ist, kann der Wärmestrom 30 bis 40 kW/m² betragen. Die größte Abschwächung von Wo durch das Dampf-Tropfen-Luft-Medium kann erreicht werden, wenn der mittlere Durchmesser der Wassertropfen mit der Wellenlänge der Wärmestrahlung (5 bis 10 μm) vergleichbar ist.
In diesem Fall wurde experimentell eine Abschwächung vom 5- bis 7-fachen erreicht. Da die Geschwindigkeit der Wassertropfen 10 bis 100 m/s betrug, ist der Prozess der Dampferzeugung für die Absorption von Wärme von geringer Bedeutung.
Die Abschwächung von Wo um den Faktor 4,5 wurde unter Verwendung eines Vorhangs von nur einem von Wasser gekühltem Netz erreicht.
In dem Fall, in dem ein Vorhang mit zwei Netzen angeordnet in einem bestimmten Abstand verwendet wurde, werden die Wassertropfen wiederholt von den Oberflächen der Netze in dem Raum zwischen ihnen reflektiert. Dieses Phänomen wird von folgenden Vorgängen begleitet: einer Verlangsamung der Geschwindigkeit der Tropfen, einem Aufspalten der Tropfen in feinere Tropfen, einem Haften einiger Tropfen an den Netzen. Als Folge des vorstehenden Vorgangs tritt an der Oberfläche des Netzdrahtes ein Wasserfilm auf, daneben wird ein Wasserfilm an den Netzzellen gebildet, wenn dies die Größe der Netzzellen erlaubt. Aufgrund dieser Vorgänge nimmt die Absorption des angreifenden Wärmestroms zu, da sie beim Erhitzen und Verdampfen der Wassertropfen und Watsserfilme vor sich geht. Danben erhöhen die beiden schützenden Flächen den Vorgang der Ableitung und Reflexion von Wärmeströmen und von konvektiven Gasströmen W₁. Diese Ableitung und Reflexion wird sowohl durch die Netze als auch durch den an der Netzoberfläche gebildeten Wasserfilm sowie durch ein Dampf-Tropfen-Luft-Medium bewirkt, das in dem Raum zwischen den Netzen gebildet wird.
Es ist wesentlich zu vermerken, dass während der Versuche es möglich war, das Zusammenwirken zwischen den Strömen der Strahlung im infraroten und sichtbaren Spektrum sowie der sichtbaren und konvektiven Gasströme mit dem Dampf-Tropfen-Luft-Medium zu beobachten, das unmittelbar vor der Schutzabschirmung auf der Seite des Wärmestromeinfalls gebildet wird.
Wenn die Wassertropfen mit den schützenden Netzen kollidieren, teilen sich die Tropfen in noch feinere Tropfen. Mehrere von ihnen gehen aus dem Raum zwischen den Netzflächen heraus. Fein dispergierte Wasserspritzer, die durch das vordere Netz hindurchgehen (es ist auf der Seite des Eintritts des Wärmestroms angeordnet), und verdampfender Wasserdampf bilden eine optische beobachtbare Schicht, die aus einem Wasser-Tropfen-Luft-Medium besteht und an die Außenfläche des frontalen Netzes angrenzt, das dem Feuer zugewandt ist.
Die Wirkung zwischen den Konvektionsströmen der heißen Gase, die an der dem Feuer zugewandten frontalen Netzfläche eintreten und die von ihnen mit dieser Außenschicht des Dampf-Tropfen-Luft-Mediums reflektiert werden, verursacht die optisch beobachtbare instabile Pulsation dieses Mediums und das "Nachuntenlaufen" der Wärmeenergie längs der frontalen Netzfläche in die Richtung, die senkrecht zu der Richtung des Vektors der Ausdehnung des Wärmestroms (W₀) ist.
Somit unterscheidet sich das vorgeschlagene Verfahren zum Abschwächen eines Wärmestroms wesentlich von den bekannten. Es verändert qualitativ die Situation in den Fällen, in denen der Prozess der Absorption und der Verdampfung eine beträchtliche Rolle bei der Abschwächung der Wärmeströme zu spielen beginnt. Wie durch die vorstehenden Berechnungen gezeigt ist, sind diese Prozesse theoretisch in der Lage, das Problem zu lösen, Schutz gegenüber einem Wärmeangriff auch bei größten Feuern zu bieten. Zu erwähnen ist, dass bei diesem Verfahren W₁ und W₂ mit zunehmendem Wo ansteigen, d.h. während des Funktionseinsatzes der Abschirmung gibt es eine selbstregulierende Abschwächung des einfallenden Wärmestroms. Gleichzeitig sorgt die vorliegende Erfindung für eine Regulierung dieses Prozesses durch künstliche Einrichtungen, da der Abschwächungsgrad des einfallenden Wärmestroms im Wesentlichen von dem Absorptions- und Verdampfungsprozess abhängt. Diese Regulierung kann entweder automatisch (mit Hilfe eines Rechner programms, das Daten aus dem Wärmesensor erhält) oder von Hand ausgeführt werden. Experimentell wurde die Regulierung dadurch vorgenommen, dass einige der Sprüheinrichtungen geöffnet und geschlossen wurden, wodurch in den Raum zwischen den Netzen Wasser eingeführt wurde, oder durch Verändern des Drucks des Wassers oder eines anderen Kühlmittels. Die künstliche Regulierung der Abschwächung der einfallenden Wärmeströme macht es möglich, die gewünschte Abschwächung von Wo bei einem wirtschaftlichen Verbrauch von Wasser zu erhalten, das zur Bildung und Aufrechterhaltung des Dampf-Tropfen-Luft-Mediums verwendet wird.
Die Zugabe von Farbstoffen zu der zugeführten Flüssigkeit erhöht den Wirkungsgrad der Wärmeabschirmung durch die vorliegende Vorrichtung, da in diesem Fall das Absorptionsvermögen der einfallenden Energie durch das Dampf-Tropfen-Luft-Medium erhöht wird.
Wenn die Versprühanordnung als System von Sprüheinrichtungen ausgebildet ist, die speziellerweise an dem Rahmen angeordnet sind, kann eine homogene Verteilung von Tropfen der Flüssigkeit in dem Raum zwischen den Flächen oder den Netzen gewährleistet werden, die auf beiden Seiten des Rahmens in einem bestimmten Abstand voneinander festgelegt sind.
Wenn die schützende Abschirmung in Form eines Halbkreises ausgeführt ist, ermöglicht sie den Schutz der Bedienungsperson des Wendestrahlrohrs gegenüber zufälligen Feuerfaktoren an der Front und an den Seiten. Um ein Feuer von besonders gefährlichen Objekten zu löschen, kann die Abschirmung längs des Umfangs des Wendestrahlrohrs sowie an seiner Oberseite angeordnet werden. In diesem Fall ist die Bedienungsperson des Wendestrahlrohrs von vorne, von den Seiten, von hinten und von oben abgeschirmt.
Wenn die ganze Konstruktion auf einem mit Rädern versehenen Flachwagen angeordnet wird, ist sie auf einfache Weise beweglich. Wenn sie mit einem Rad ausgerüstet ist, wird der Aufbau mobil.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung erläutert wird, bei der es sich um eine Vorrichtung zum Schutz der Bedienungsperson eines Wendestrahlrohrs handelt. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:
1 die Gesamtansicht der stationären Version der Vorrichtung zum Schutz einer Bedienungsperson eines Wendestrahlrohrs,
2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung,
3 einen Teil der Sprühanordnung mit Sprüheinrichtungen (Ansicht A von 1),
4 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Richtung B von 1,
5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit einer um die Überwachungsperson herum angeordneten Abschirmung, und
6 die Vorrichtung versehen mit Rädern und einem Antrieb.
Die Vorrichtung zum Schutz einer Bedienungsperson des Wendestrahlrohrs hat einen Träger 2, eine Feuerschutzabschirmung 3 und eine Sprühanordnung. Der Träger kann analog zu dem des Wendestrahlrohrs sein, oder der Rahmen der Sprühanordnung kann in der Kapazität der letzteren benutzt werden. Die Sprühanordnung ist in der Form eines Rahmens 4 aus in Verbindung stehenden Rohren ausgebildet, die horizontal und vertikal angeordnet sind. Die Rohre sind mit Sprüheinrichtungen 5 versehen. Im zentralen Teil des Rahmens befindet sich eine Öffnung 6 für eine Vertikalbewegung der Wendestrahlspritze 1. Der Rahmen 4 ist mit zwei Metallnetzen 7 und 8 versehen, die auf beiden Seiten des Rahmens in einem bestimmten Abstand festgelegt sind und die Feuerschutzabschirmung 3 bilden (in 2 und 4 sind diese Netze durch spezielle Schraffur gezeigt, in 5 und 6 sind einige Teile davon mit der gleichen Schraffur gezeigt, in 1 sind sie durch senkrechte Linien 9 dargestellt, die graphisch die Netzzellen ohne Bezug auf den Maßstab wiedergeben). Der Träger 2 hat eine Bogenführung 11 mit einem Radius R, und der Rahmen 4 hat Rollen 10, die an seinem Boden angeordnet sind. Aufgrund dieser Rollen kann der Rahmen längs des Trägers bewegt werden. Das Wendestrahlrohr 1 hat einen Handgriff 12.
Die vertikale Drehachse O₁ des Wendestrahlrohrs ist von der vertikalen Drehachse O₂ des Feuerschutzschirms weg zu der Abschirmung 3 hin verschoben. Aufgrund der Verschiebung befindet sich die Bedienungsperson des Wendestrahlrohrs näher an der Abschirmung 3 und ist somit stärker geschützt.
Der mit dem Wendestrahlrohr verbundene Träger 2 ist auf der Plattform 13 angeordnet, die mit Rädern 14 und einem Motor 15 versehen ist. Die Feuerschutzabschirmung 3 kann so angeordnet sein, dass eine Bedienungsperson für das Wendestrahlrohr von vorne und den Seiten geschützt ist (2), oder sie kann längs des Umfangs angeordnet sein, wobei sie die Bedienungsperson des Wendestrahlrohrs von vorne, den Seiten, von hinten und von oben schützt (5 und 6). Die Netze 7 und 8 der Feuerschutzabschirmung 3 können geflochten oder gelocht sein. Im ersteren Fall kann der Drahtdurchmesser im Bereich von 0,1*0,1 mm bis 8,0*8,0 mm variieren. Ein Draht mit Durchmessern von weniger als 0,1 mm ist nicht in der Lage, mechanischen Zugbeanspruchungen zu widerstehen, während die Verwendung eines Drahts mit einem Durchmesser über 3 mm zu einer Erhöhung des Gewichts der Abschirmung führt, wodurch die Vorrichtung ihre Manövrierbarkeit verliert. Die Größe der geflochtenen Netzzellen kann im Bereich von 0,1*0,1 mm bis 8,0*8,0 mm abhängig von den Durchmessern des Drahts variieren. Das Netz, das sich bezogen auf die Bedienungsperson des Wendestrahlrohrs außerhalb befindet, kann aus einem dickeren Draht und mit größeren Zellenabmessungen hergestellt werden.
Die Netze können aus Draht mit gleichem Durchmesser hergestellt werden, und ihre Zellen können in der Größe gleichförmig sein. Die Netze können unter Verwendung irgendeines Drahts hergestellt werden, beispielsweise aus Metallen (Kupfer, Messing oder dergleichen), Keramik oder aus Produkten der Pulvermetallurgie. Das Netz kann aus feuerfestem Kunststoff hergestellt werden. Die Netze können gelocht oder gestanzt werden.
Die Feuerschutzabschirmung, die zwei Schutzflächen in Form von Netzen hat (das Netz 7, welches die Innenfläche ist, und das Netz 8, welches die Außenfläche ist), kann als Kombination von Flächen in verschiedenen Arten hergestellt werden. Beispielsweise kann die Außenfläche als Netz (geflochten, gelocht oder gestanzt) hergestellt werden, während die innere Fläche aus einem Metallblech, aus transparentem, feuerfestem Polymer, das durch ein Metallnetz verstärkt sein kann, oder als Verbund hergestellt werden kann (beispielsweise ein Netz als Innenfläche 7 auf der Höhe der Augen der Bedienungsperson, während der Rest ein Metallblech ist).
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Im Falle eines Feuers wird Wasser durch die Verbindungsrohre (in den Figuren nicht gezeigt) dem Wendestrahlrohr und ferner durch das System von Rohren 4 den Sprüheinrichtungen 5 zugeführt. Mit Hilfe des Wendestrahlrohrs wird auf den Kern des Feuers ein kräftiger Wasserstrahl gerichtet, während gleichzeitig Wasser mit Hilfe der Sprüheinrichtungen 5 in den Raum zwischen den Netzen 7 und 8 gesprüht wird. Das von den Sprüheinrichtungen versprühte Wasser und der Dampf, die infolge der Wechselwirkung des Wärmestroms mit den versprühten Wassertropfen erzeugt werden, bilden in dem Raum zwischen den Netzen ein Dampf-Tropfen-Luft-Medium, das die Wärmeströme wirksam reflektiert und absorbiert und deshalb eine sichere Arbeitsbedingung für die Bedienungsperson des Wendestrahlrohrs gewährleistet. Zusätzlich ist eine Schattenbildsichtbarkeit der Situation an der Feuerstelle gewährleistet.
Neben der selbstregulierenden Steigerung der Abschwächung des Wärmestroms kann eine regulierte Abschwächung mit Hilfe vorhandener Verfahren (Rechnersysteme mit automatischer Regulierung oder manuelle Regulierungsverfahren) verwendet werden.
Diese Art von Regulierung kann dadurch erreicht werden, dass Wärmesensoren mit einem Spektralbereich mit einem sichtbaren und infraroten Strahlungsspektrum vor der Schutzabschirmung angeordnet werden.
Während des Feuers empfangen die Rechnersysteme konstant Informationen von den Sensoren und führen die erforderlichen Korrekturen bei der Anzahl von Sprüheinrichtungen, im Wasserdruck und bei der Wassermenge aus, die in den Raum zwischen den Netzen eingeführt wird.
Diese Regulierung der Schutzeigenschaften der Abschirmung kann durch die Bedienungsperson des Wendestrahlrohrs mit vorhandenen Verfahren bewirkt werden.
Wenn die Schutzabschirmung 3 auf Rollen angeordnet ist, ist es möglich, sie um die vertikale Achse O₂ zu drehen und in der gewünschten Richtung mit Hilfe des Handgriffs 12 festzulegen.
Der gleiche Handgriff erlaubt die vertikale Bewegung des Wendestrahlrohrs entsprechend dem gewünschten Winkel bezogen auf den Horizont, um das Kühlfluid auf die gewünschte Distanz zuzuführen.
Zum Schutz des menschlichen Lebens an Stellen mit einer Konzentration einer großen Anzahl von Leuten wird ein kombinierter Vorhang verwendet, beispielsweise ein spezieller Feuerschutzvorhang in Theatern. In diesem Fall wird der erste Vorhang auf der Seite der Bühne von zwei Flächen gebildet und zwischen diesen Wasser versprüht. Der zweite Vorhang wird durch Zuführen von Schaum in den Raum zwischen der zweiten und dritten Fläche gebildet. In diesem Fall ergibt sich eine abgestufte Abschwächung der mächtigen Wärme- und Gasströme bei einem starken Feuer auf der Bühne. Der dem Feuer am nächsten befindliche Dampf-Tropfen-Luft-Vorhang sorgt als erster für eine Reduzierung der Wärmeströme und für den Schutz des nächsten Schaumvorhangs gegen einen zerstörerischen Wärmeaufprall. Die vorstehend erwähnte Anordnung ermöglicht eine Steigerung des Wir kungsgrads und der Langlebigkeit dieses kombinierten Vorhangs in Extremsituationen, beispielsweise in dem Augenblick vor dem Evakuieren der Leute aus dem Theatersaal, und sie ermöglicht ebenfalls, das Eindringen von giftigen Gasen in den Theatersaal aufzuhalten.

Claims

Verfahren zum Abschwächen eines Wärmestroms, – mit dem Schritt, einen Feuerschutzschirm durch Installieren von zwei schützenden Flächen und durch Zuführen eines Kühlfluids in den Raum zwischen den Flächen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, – dass als Kühlfluid Wasser verwendet wird, – dass das Wasser mittels gesteuerten Versprengens oder gesteuerten Versprühen in dem Raum zwischen den schützenden Flächen zugeführt wird, von denen wenigstens eine ein Netz ist, – wobei das Versprengen oder Versprühen so ausgeführt wird, dass die Menge (Masse) des zugeführten Wassers und die Entfernung zwischen den schützenden Flächen kontrolliert und ein Dampf-Tropfen-Luft-Medium zwischen den Flächen und Wasserfilmen an den Flächen erzeugt wird.
Vorrichtung zum Abschwächen eines Wärmestroms – mit einem Feuerschutzschirm (3), der von zwei schützenden Flächen (7, 8) gebildet wird, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und – mit einer Vorrichtung zum Zuführen eines Kühlfluids in einen Raum zwischen den schützenden Flächen, dadurch gekennzeichnet, – dass die Vorrichtung eine Versprenganordnung mit einem Rahmen (4) und Sprüher (5) zur feinen Dispergierung des Kühlfluids ist, – dass die Versprenganordnung zwischen den Flächen (7, 8) angeordnet ist, von denen wenigstens eine ein Netz ist, – dass der Rahmen (4) in Form von in Verbindung stehenden Rohren ausgebildet ist, die vertikal und horizontal angeordnet sind und Öffnungen zum Zuführen von Wasser als Kühlfluid haben, – dass die Sprüher (5) in den Öffnungen der Rohre so angeordnet sind, dass ein Dampf-Tropfen-Luft-Medium in dem Raum zwischen den Flächen gebildet wird und an den Flächen Wasserfilme gebildet werden, und – dass im zentralen Teil des Schutzschirms (3) eine Öffnung (6) für einen Monitor-Stutzen (1) vorgesehen ist, der durch die Öffnung vorsteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schützenden Flächen geflochtene und/oder perforierte und/oder gestanzte Netze (7, 8) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netze (7, 8) aus pulvermetallurgischen Produkten hergestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netze (7, 8) aus feuerfestem Kunststoff hergestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netze (7, 8) aus Kupfer hergestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netze (7, 8) aus einem Material hergestellt sind, das mit einem Metallfilm beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netze (7, 8) aus galvanisiertem Stahl hergestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Rahmen (4) und den schützenden Flächen (7, 8) 1 bis 200 mm beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzsieb vor dem Wendestrahlrohr und auf seinen Seiten angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzschirm längs des Umfangs um das Wendestrahlrohr und erforderlichenfalls oberhalb und unterhalb des Wendestrahlrohrs angeordnet ist.