EP0695562A2 - Stationäre Feuerlöschanlage - Google Patents

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EP0695562A2
EP0695562A2 EP95112049A EP95112049A EP0695562A2 EP 0695562 A2 EP0695562 A2 EP 0695562A2 EP 95112049 A EP95112049 A EP 95112049A EP 95112049 A EP95112049 A EP 95112049A EP 0695562 A2 EP0695562 A2 EP 0695562A2
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EP
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extinguishing
pressure
gas
water
nozzle
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EP95112049A
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EP0695562B1 (de
EP0695562A3 (de
Inventor
Ulf Schremmer
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Total Walther GmbH Feuerschutz und Sicherheit
Original Assignee
Total Walther Feuerschutz GmbH
Total Feuerschutz GmbH
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for extinguishing fires on objects or in facilities.
  • systems are mainly operated with a gaseous extinguishing agent.
  • the extinguishing agent causes great damage, for example data centers or the like.
  • Other objects such as rotogravure printing machines, are also protected with a gas extinguishing system. Fire extinguishing systems operated with water are used less frequently in such cases.
  • the extinguishing gas such as carbon dioxide, which is suitable as an extinguishing agent for such objects or facilities, represents a danger to people in an extinguishable concentration and may only be used with an object-related delay.
  • the resulting delay in extinguishing leads to high damage in the event of a fire and thus to longer interruptions in operation.
  • the starting point for fires is often an explosion of, for example, explosive substances or mixtures. Ignition sources for the ignition of these substances can be an electrostatic discharge or the warming up of bearings in machine equipment.
  • Ignition sources for the ignition of these substances can be an electrostatic discharge or the warming up of bearings in machine equipment.
  • a fireball is created when the high-pressure extinguishing gas is released.
  • the fireball that strikes out spreads quickly, thereby endangering the people working in the area to be protected.
  • the large and rapid spread of fire as a result of the fireball firing leads to high damage to property. This is also associated with the spread of toxic fire and smoke gases, which continues to lead to environmental damage.
  • a further disadvantage is the fact that when gaseous extinguishing agents are used, the gaseous extinguishing agent flows rapidly on all sides, which means that a large amount of extinguishing agent is required to extinguish a fire.
  • the invention has for its object to provide a stationary fire extinguishing system with a gaseous extinguishing agent, which ensures a delay-free or delayed triggering of the extinguishing system in the event of fire without risk to people with high environmental protection due to environmental influences.
  • This object is achieved with an inert gas extinguishing agent stored under high pressure, which is freely applied at 30 to 60 bar pressure as an extinguishing gas cone to the object to be protected or introduced into the device, with a closed water mist curtain forming a central area in which there is no delay or after the water mist curtain has been set up, the gaseous extinguishing agent is introduced.
  • the water mist curtain with its central area forms the effective area of the gaseous extinguishing agent, which is formed in a conical shape in this effective area after the formation of the curtain.
  • the curtain prevents the fireball from spreading because it draws thermal energy from the fireball and binds the gaseous extinguishing agent within the water mist curtain. It prevents the extinguishing gas from flowing out quickly.
  • the fireball runs into the water mist curtain, losing energy due to the cooling extinguishing water.
  • the finely atomized extinguishing water causes precipitation and washout of toxic smoke gases. Through this Rapid binding of the convection and radiant heat emitted by the flame in the water mist curtain prevents an effective spread of fire.
  • the water mist curtain is first formed in the millisecond range (without delay) or with a delay and only then is the extinguishing gas also introduced into the central area of the curtain in the millisecond range (without delay) or with a delay, thus resulting in the above-mentioned advantage, and thus the extinguishing agent can be started without delay.
  • the fire extinguishing system according to the invention with combined gas and water extinguishing agents ensures optimum personal, object and environmental protection with a smaller overall extinguishing system and a lower total amount of extinguishing agent.
  • a stationary fire extinguishing system 1 is used to extinguish fires on objects 2 (FIG. 1) or in facilities 3 (FIG. 5).
  • the fire extinguishing system 1, according to FIG. 1, for protecting the object 2 consists of the combination of a high-pressure gas extinguishing system 4 with a low-pressure, medium-pressure or high-pressure spray water extinguishing system 12.
  • the high-pressure gas extinguishing system 4 consists in the example from high-pressure gas bottles 7 with bottle valves 8, from which a gas line 6 with a control device 9 starts. At the end of line 6 there is a gas extinguishing nozzle 5, which is provided in the center or on the side of object 2.
  • the high-pressure spray water extinguishing system 12 consists of a line 15 with a ring line or stub 14, to which fine spray mist nozzles 13 are attached. These mist nozzles are designed in accordance with patent applications P 44 07 779.2 and P 44 07 780.7.
  • the ring line or stub 14 with the fine spray mist nozzles 13 are arranged so that the nozzles 13 surround the gas extinguishing nozzle 5 almost in a ring or are arranged in front of or behind the angular range of the gaseous extinguishing agent.
  • the water line connected to the ring line 14 can be connected to a water source, not shown, e.g. B. connected to a water network with a pumping station.
  • a high-pressure water reservoir 16 is provided, on which the Line 15 is connected to a control valve 17.
  • a fire detector (smoke, flame, heat) 26 is assigned to the object 2 set up on a floor 23 and is connected to a fire alarm control panel 25 via an alarm line 37. Associated with this are two detectors 27 and 28, which are connected independently of one another via control lines 29 and 30 to the control device 9 and the control valve 17.
  • the fire detector 26 reports the fire to the fire alarm center, which first activates the high-pressure spray water extinguishing system 12 via the detector 28, in which the control valve 17 is opened.
  • the extinguishing water flows to the nozzles 13 and exits there as a cone 20.
  • the nozzles are arranged so that intersecting cones 20 form, which form a closed annular water mist curtain 18.
  • this curtain forms a free central area 22 into which the extinguishing gas is introduced.
  • the fire alarm center controls the high-pressure gas extinguishing system 4 via the detector 27, in which the cylinder valves 8 are opened via the control device 9 and the extinguishing gas thus flows to the extinguishing nozzle 5.
  • the extinguishing gas emerges as an extinguishing gas cone 10 and guides the extinguishing gas onto the object 2 to be protected.
  • the extinguishing gas nozzle 5 (FIG.
  • the gas extinguishing nozzle 5 is connected to the gas line 6 by means of the connector 34.
  • An orifice 36 for pressure limitation and volume flow limitation is located inside the nozzle body 31.
  • the guide cup 35 ensures a directed omnidirectional jet, with which the extinguishing gas is applied conically in a targeted and limited speed to the desired area.
  • the object 2 to be protected is surrounded by a housing or a capsule 11. The object to be protected is thus free in the room.
  • the object to be protected can also be arranged between two walls 24, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • extinguishing nozzles 5a are in series above or arranged laterally of the object 2.
  • the water mist curtain is formed here as a flat curtain 19 by flat jets 21.
  • the use of omnidirectional nozzles is also possible.
  • the two extinguishing systems 4 and 12 are constructed as described in FIG. 1. It is also necessary to protect overall devices 3 (Fig. 5). In this case, both the gas extinguishing nozzle 5 and the fine spray mist nozzles 13 are placed in the device 3.
  • the mode of operation is the same as described in FIG. 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Löschen von Bränden an Objekten oder in Einrichtungen, bei der mittels einer Niederdruck-, Mitteldruck- oder Hochdruck-Sprühwasser-Löschanlage eine Wassernebel-Vorhang mit einem Zentralbereich gebildet wird, in den Millisekunden später oder entsprechend verzögert mittels einer Hochdruck-Gas-Löschanlage eine Löschgaskegel eingeführt wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Löschen von Bränden an Objekten oder in Einrichtungen. Zu diesen Zweck werden überwiegend Anlagen mit einem gasförmigen Löschmittel betrieben. Insbesondere in Anlagen, in denen das Löschmittel Wasser große Schäden hervorruft, beispielsweise Rechenzentren oder dergleichen. Auch andere Objekte, wie Tiefdruck-Rotationsmaschinen, werden mit einer Gaslösch-Anlage geschützt. Mit Wasser betriebene Feuerlöschanlagen werden in derartigen Fällen nur seltener eingesetzt.
  • Das für derartige Objekte oder Einrichtungen als Löschmittel geeignete sauber löschende Löschgas, wie Kohlendioxid, stellt in löschfähiger Konzentration eine Personengefahr dar und darf nur mit objektbezogener Verzögerung eingesetzt werden. Die daraus resultierende Löschverzögerung führt zu hohen Schäden im Brandfall und damit zu längeren Betriebsunterbrechungen.
  • Ausgangspunkt von Bränden ist häufig eine Verpuffung von z.B. explosionsfähigen Stoffen oder Gemischen. Zündquelle für eine Entzündung dieser Stoffe kann bei Maschineneinrichtungen eine elektrostatische Entladung oder eine Warmlaufen von Lagern sein. Beim Ausbrechen eines Brandes entsteht ein Feuerball, wenn das unter Hochdruck stehende Löschgas freigegeben wird. Der herausschlagende Feuerball breitet sich schnell aus und gefährdet damit die im Bereich des zu schützenden Objektes tätigen Personen. Die große und schnelle Brandausbreitung infolge des herausschlagenden Feuerballes führt zu hohen Sachschäden. Damit verbunden ist auch die Ausbreitung toxischer Brand- und Rauchgase, was weiterhin zu Umweltschäden führt. Ein weiter Nachteil ist darin zu sehen, daß es bei einem Einsatz von gasförmigen Löschmittelen zu einer allseitigen schnellen Abströmung des gasförmigen Löschmittels kommt, wodurch eine große Menge an Löschmittelmenge zum Löschen eines Brandes benötigt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine stationäre Feuerlöschanlage mit einem gasförmigen Löschmittel zu schaffen, die eine verzögerungsfreie oder auch durch Umgebungseinflüsse bedingte verzögerte Auslösung der Löschanlage im Brandfalle ohne Personengefährdung bei hohem Umweltschutz gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem unter Hochdruck gelagerten Inertgas-Löschmittel, das mit 30 bis 60 bar Druck als Löschgaskegel frei auf das zu schützende Objekt aufgebracht bzw. in die Einrichtung eingeführt wird, wobei ein geschlossener Wassernebel-Vorhang einen Zentralbereich bildet, in den verzögerungsfrei oder verzögert, nach Errichtung des Wassernebel-Vorhangs, das gasförmige Löschmittel eingeführt wird.
  • Der Wassernebel-Vorhang mit seinem Zentralbereich bildet den Wirkbereich des gasförmigen Löschmittels, der nach Bildung des Vorhanges kegelförmig in diesen Wirkbereich eingeführt wird. Der Vorhang verhindert ein Ausbreiten des Feuerballes, weil er dem Feuerball Wärmeenergie entzieht und das gasförmige Löschmittel innerhalb des Wassernebel-Vorhanges fesselt. Er verhindert eine schnelle Abströmung des Löschgases. Der Feuerball läuft in den Wassernebel-Vorhang hinein, verliert dabei durch das kühlend wirkende Löschmittel-Wasser an Energie. Gleichzeitig bewirkt das feinstzerstäubte Löschwasser eine Niederschlagung und Auswaschung toxischer Rauchgase. Durch diese schnelle Bindung der von der Flamme ausgehenden Konvektions- und Strahlungswärme in dem Wassernebel-Vorhang wird eine effektive Brandausbreitung verhindert. Auch herumfliegende brennende Teile, wie Papier oder dergleichen, werden innerhalb des Wassernebel-Vorhanges niedergeschlagen. Damit werden angrenzende Sachbereiche optimal geschützt. Infolge des Wassernebel-Vorhanges und der Fesselung des Löschgaskegels innerhalb dieses Vorhanges wird die Wirkung des gasförmigen Löschmittels verbessert und damit die erforderliche Löschmittelmenge reduziert.
  • Weil im Falle eines Brandes zuerst der Wassernebel-Vorhang im Millisekundenbereich (verzögerungsfrei) oder verzögert gebildet und erst danach das Löschgas ebenfalls im Millisekundenbereich (verzögerungsfrei) oder verzögert in den Zentralbereich des Vorhanges hineingeführt wird und sich somit die vorbezeichneten Vorteil ergeben, kann die Brandbekämpfung, und damit der Löschmittelauswurf ohne Verzögerung eingeleitet werden.
  • Die erfindungsgemäße Feuerlöschanlage mit kombinierten Gas- und Wasser-Löschmitteln gewährleistet einen optimalen Personen-, Objekt- und Umweltschutz bei kleinerer Gesamt-Löschanlage und geringerer Gesamt-Löschmittelmenge.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend mit weiteren Erfindungsmerkmalen beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht der Feuerlöschanlage,
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf Fig. 1,
    Fig. 3
    eine weitere Ausgestaltung der Feuerlöschanlge,
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf Fig. 3,
    Fig. 5
    eine Feuerlöschanlage mit einer zu schützenden Einrichtung,
    Fig. 6
    eine Gaslöschdüse.
  • Eine stationäre Feuerlöschanlage 1 wird zum Löschen von Bränden an Objekten 2 (Fig. 1) bzw. in Einrichtungen 3 (Fig. 5) eingesetzt. Die Feuerlöschanlage 1, nach Fig. 1, zum Schützen des Objektes 2 besteht aus der Kombination einer Hochdruck-Gas-Löschanlage 4 mit einer Niederdruck-, Mitteldruck- oder Hochdruck-Sprühwasser-Löschanlage 12. Die Hochdruck-Gas-Löschanlage 4 besteht im Beispiel aus Hochdruck-Gasflaschen 7 mit Flaschenventilen 8 von denen eine Gasleitung 6 mit einer Regeleinrichtung 9 ausgeht. Am Ende der Leitung 6 befindet sich eine Gaslöschdüse 5, die mittig oder seitlich am Objekt 2 vorgesehen ist. Die Hochdruck-Sprühwasser-Löschanlage 12 besteht aus einer Leitung 15 mit einer Ringleitung oder Stichleitung 14, an der Feinsprüh-Nebeldüsen 13 angebracht sind. Diese Nebeldüsen sind entsprechend der Patentanmeldungen P 44 07 779.2 und P 44 07 780.7 ausgebildet. Die Ringleitung oder Stichleitung 14 mit den Feinsprüh-Nebeldüsen 13 sind so angeordnet, daß die Düsen 13 die Gaslöschdüse 5 nahezu ringförmig umgeben bzw. vor oder hinter dem Winkelbereich des gasförmigen Löschmittels angeordnet sind. Die an die Ringleitung 14 angeschlossene Wasserleitung kann an eine nicht dargestellte Wasserquelle, z. B. an ein Wassernetz mit Pumpstation angeschlossen sein. Im Ausführungsbeispiel ist ein Hochdruck-Wasser-Vorratsbehälter 16 vorgesehen, an dem die Leitung 15 mit einem Regelventil 17 angeschlossen ist. Dem auf einem Boden 23 aufgestellten Objekt 2 ist ein Brandmelder (Rauch, Flamm, Wärme) 26 zugeordnet, der über eine Meldeleitung 37 mit einer Brandmeldezentrale 25 verbunden ist. Dieser zugeordnet sind zwei Detektoren 27 und 28, die unabhängig voneinander über Regelleitungen 29 und 30 mit der Regeleinrichtung 9 bzw. dem Regelventil 17 verbunden sind. Im Brandfalle meldet der Brandmelder 26 den Brand an die Brandmeldezentrale, die zunächst über den Detektor 28 die Hochdruck-Sprühwasser-Löschanlage 12 aktiviert, in dem das Regelventil 17 geöffnet wird. Dadurch strömt das Löschwasser zu den Düsen 13 und tritt dort als Kegel 20 aus. Die Düsen sind so angeordnet, daß sich überschneidende Kegel 20 einstellen, die einen geschlossenen ringförmigen Wassernebel-Vorhang 18 bilden. Dieser Vorhang bildet im Bereich der Gaslöschdüse 5 einen freien Zentralbereich 22 in den das Löschgas eingeführt wird. Dazu steuert die Brandmeldezentrale über den Detektor 27 die Hockdruckgaslöschanlage 4 in dem über die Regeleinrichtung 9 die Flaschenventile 8 geöffnet werden und damit das Löschgas zu der Löschdüse 5 strömt. Hierdurch tritt das Löschgas als Löschgas-Kegel 10 aus und führt das Löschgas auf das zu schützende Objekt 2. Die Löschgasdüse 5 (Fig. 6) bestellt aus einem Düsenkörper 31 mit düsenförmigen Öffnungen 32, wobei der obere Teil 33 in einem Stutzen 34 eines Führungsbechers 35 sitzt. Mittels des Stutzens 34 ist die Gaslöschdüse 5 an die Gasleitung 6 angeschlossen. Innerhalb des Düsenkörpers 31 befindet sich eine Blende 36 zur Druckbegrenzung und Volumenstrombegrenzung. Der Führungsbecher 35 sorgt für einen gerichteten Rundstrahl, womit das Löschgas gezielt und geschwindigkeitsbegrenzt auf den gewünschten Bereich kegelförmig aufgebracht wird. Das zu schützende Objekt 2 ist von einem Gehäuse bzw. einer Kapsel 11 umgeben. Damit steht das zu schützende Objekt frei im Raum. Das zu schützende Objekt kann auch zwischen zwei Wänden 24 angeordnet sein, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt. In diesem Fall werden mehrere Löschdüsen 5a in Reihe oberhalb oder seitlich des Objektes 2 angeordnet. Der Wassernebel-Vorhang ist hier als Flachvorhang 19 durch Flachstrahlen 21 gebildet. Möglich ist auch der Einsatz von Rundstrahldüsen. Im übrigen sind die beiden Löschanlagen 4 und 12 aufgebaut wie in Fig. 1 beschrieben. Es ist auch erforderlich, Gesamteinrichtungen 3 zu schützen (Fig. 5). In diesem Falle sind sowohl die Gaslöschdüse 5 als auch die Feinsprüh-Nebeldüsen 13 in die Einrichtung 3 hineingelegt. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie in Fig. 1 beschrieben.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Löschen eines Brandes an Objekten (2) oder Einrichtungen (3) mittels einer stationären Feuerlöschanlage (1) mit einem unter Hochdruck gelagerten Inertgas-Löschmittel, daß mit 30 bis 60 bar Druck als Löschgaskegel (10) frei auf das zu schützende Objekt (2) aufgebracht bzw. in die Einrichtung (3) eingeführt wird, wobei ein geschlossener Wassernebel-Vorhang (18, 19) einen Zentralbereich (22) bildet, in den nach Errichtung des Wassernebel-Vorhanges das gasförmige Löschmittel (10) verzögerungsfrei oder verzögert eingeführt wird.
    1a. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschgaskegel innerhalb von Millisekunden eingeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassernebel-Vorhang als Ringvorhang (18) von mehrere sich überschneidenden Wasser-Nebel-Kegeln (20) oder als Flachvorhang (19) mittels Flachstrahlen oder Rundstrahlen (21) gebildet wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser-Nebel-Kegel (20) bzw. die Flachstrahlen oder Rundstrahlen (21) mittels einer Niederdruck-, Mitteldruck- oder Hochdruck-Sprühwasser- bzw. Wassernebel-Löschanlage (12) mit Feinsprüh-Nebeldüsen (13) erzeugt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschgas-Kegel (10) mittels einer Gaslöschdüse (5) als gerichteter Rundstrahl auf das Objekt (2) aufgegeben bzw. in die Einrichtung (3) eingeführt und dabei der hohe Druck und der Volumenstrom des gasförmigen Löschmittels in der Gaslöschdüse (5, 5a) reduziert wird.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschmittel INERGEN eingesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Branderkennung von zwei unabhängigen Detektoren (27, 28) im Millisekundenbereich für die Wasser-Löschanlage (12) und die Gaslöschanlage (4).
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, mit einer stationären Feuerlöschanlage (1), bestehend aus einer Hochdruck-Gaslöschanlage (4) mit einer (oder mehreren) zentral oder seitlich zum Objekt angeordneten Gaslöschdüse (5) (n) (5a) und einer Niederdruck-, Mitteldruck- oder Hochdruck-Sprühwasser-Löschanlage (12) mit mehreren Feinsprüh-Nebeldüsen (13), die mit Abstand uni die Gaslöschdüse (5) bzw. mit Abstand zu den Gaslöschdüsen (5a) angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaslöschdüse (5, 5a) über eine Leitung (6) und Flaschenventilen (8) an mit dem Gaslöschmittel gefüllten Hochdruckbehälter (7) angeschlossen sind und die Feinsprüh-Nebeldüsen (13) über Leitungen (14, 15) mit einent Regelventil (17) an ein Niederdruck-, Mitteldruck- oder Hochdruck-Wassernetz und/oder an einen Hochdruck-Wasserbehälter (16) angeschlossen sind.
  9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinsprüh-Nebeldüsen (13) ringförmig um die Gaslöschdüse (5) angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinsprüh-Nebeldüsen (13) seitlich neben den Gaslöschdüsen (5a) angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Objekt (2) bzw. der Einrichtung (3) ein Brandmelder (26), eine Brandmeldezentrale (25) mit Detektoren (27, 28) und zu der Regeleinrichtung (9) bzw. den Regelventil (17) geführten Regelleitungen (29, 30) zugeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaslöschdüse (5) aus einem Düsenkörper (31) mit Düsenöffnungen (32) gebildet ist, die mit ihrem oberen Teil (33) in einen Stutzen (34) eines Führungsbechers (35) eingesetzt ist, und daß innerhalb des Düsenkörpers (31) eine Blende (36) vorgeschen ist.
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