EP4636210A2 - Rauch- und wärmeabzugsgerät - Google Patents

Rauch- und wärmeabzugsgerät

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EP4636210A2
EP4636210A2 EP25200195.3A EP25200195A EP4636210A2 EP 4636210 A2 EP4636210 A2 EP 4636210A2 EP 25200195 A EP25200195 A EP 25200195A EP 4636210 A2 EP4636210 A2 EP 4636210A2
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EP
European Patent Office
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line
gas
gas container
secondary line
natural smoke
Prior art date
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Application number
EP25200195.3A
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Inventor
Christian Tippelt
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Lamilux Heinrich Strunz GmbH
Original Assignee
Lamilux Heinrich Strunz GmbH
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Publication date
Application filed by Lamilux Heinrich Strunz GmbH filed Critical Lamilux Heinrich Strunz GmbH
Publication of EP4636210A2 publication Critical patent/EP4636210A2/de
Publication of EP4636210A3 publication Critical patent/EP4636210A3/de
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    • E05Y2900/148—Windows
    • E05Y2900/152—Roof windows
    • E05Y2900/154—Skylights

Definitions

  • the present invention relates to a natural smoke and heat exhaust device and a smoke and heat exhaust system comprising several natural smoke and heat exhaust devices.
  • a natural smoke and heat exhaust ventilator also known as a natural smoke and heat exhaust vent, typically comprises a pneumatic cylinder designed to open an opening device, such as a roof skylight or a hatch, in the event of a fire in order to discharge hot and toxic smoke and fire gases from a building.
  • Compressed gases such as carbon dioxide or nitrogen, which are stored in a gas cylinder, are typically used as the energy source for the pneumatic cylinder.
  • a trigger unit of the natural smoke and heat exhaust vent releases the gas cylinder, allowing the gas stored therein to flow via a corresponding line to a piston chamber of the pneumatic cylinder.
  • the pneumatic cylinder connected to the closed opening device, comprises a piston connected to a piston rod, which is movably arranged within a cylinder tube of the pneumatic cylinder.
  • the piston together with the cylinder tube and a base cover of the pneumatic cylinder, defines a piston chamber.
  • the gas stored in the gas cylinder flows into the piston chamber of the pneumatic cylinder after being triggered by a trigger unit, as a result of which the pressure in the piston chamber increases.
  • a force generated by the increase in pressure acts on a base of the piston, causing the piston to move towards a cover of the pneumatic cylinder and the opening device connected to the piston rod to normally open.
  • the volume of the piston chamber increases, gradually reducing the pressure within the piston chamber and thus the force acting on the base of the piston.
  • the amount of gas stored in the gas cylinder is therefore crucial for the pressure acting on the base. of the piston.
  • the opening device can only be opened by means of the gas stored in the gas container if the force counteracting the force acting on the base of the piston is smaller than the force acting on the base of the piston.
  • the force generated by the gas in the piston chamber may not be sufficient to open the opening device in the event of a fire.
  • the hot and toxic smoke and fire gases would not be able to be expelled from the building. Instead, the smoke would make it difficult or hinder the visibility of escape routes within the building and the rescue of people inside the building.
  • the object of the present invention is therefore to provide a novel natural smoke and heat exhaust device which solves the aforementioned problem.
  • the natural smoke and heat exhaust device comprises a pneumatic cylinder configured to open an opening device. Furthermore, the natural smoke and heat exhaust device has a first line connected to the pneumatic cylinder, a first gas container arranged in the first line, and a secondary line connected to the first line. Furthermore, the natural smoke and heat exhaust device comprises a second gas container arranged in the secondary line, a triggering unit associated with the first gas container, configured to trigger the first gas container upon the occurrence of a predetermined condition, and a pressure valve arranged in the secondary line, wherein the pressure valve is configured to trigger the second gas container at a predetermined pressure within the secondary line.
  • the natural smoke and heat exhaust ventilation device advantageously allows for the use of only one triggering unit, which triggers the first gas cylinder when a predetermined condition occurs.
  • the amount of gas available to generate power for the pneumatic cylinder is increased, so that the pneumatic cylinder can move larger loads or overcome greater forces in the event of a fire, and the opening device can be opened despite the greater loads or forces acting on it, in order to discharge hot and toxic smoke and fire gases from a building.
  • the first gas cylinder triggered in the event of a fire, increases the pressure in the first line and in the secondary line connected to the first line by the gas released in the first gas cylinder.
  • the pressure valve arranged within the secondary line triggers the second gas cylinder.
  • the gas stored in the first gas cylinder flows via the first line into a piston chamber of the pneumatic cylinder.
  • the gas stored in the second gas cylinder also flows via the secondary line and the first line into the piston chamber. This increases the pressure in the piston chamber and consequently the force acting on the base of a piston of the pneumatic cylinder.
  • the natural smoke and heat exhaust device can maintain the pressure within the piston chamber in the event of a fire by increasing the gas quantity, even when the natural smoke and heat exhaust device is designed in accordance with standards.
  • the gas quantity can be doubled by using identical gas cylinders for the first gas cylinder and the second gas cylinder.
  • the second gas container can be selected such that it can store twice the amount of gas compared to the first gas container.
  • a reversed configuration of the two gas containers is also possible.
  • multiple pneumatic cylinders connected to the first line to be used.
  • two pneumatic cylinders could be used, each arranged in an edge region of the opening device.
  • a check valve can be arranged within the secondary line, which is designed to prevent gas from flowing from the first line into the secondary line in a predetermined direction.
  • the secondary line may extend from a first branching point of the first line to a second branching point of the first line.
  • the check valve may be located downstream of the second gas container and between the second gas tank and the second branch point.
  • the gas from the first gas cylinder does not impede the outflow of the gas stored in the second gas cylinder after the second gas cylinder is triggered by the pressure valve.
  • the gas from the second gas cylinder can flow unhindered from the secondary line into the first line. Consequently, the gas from the second gas cylinder can mix with the gas from the first gas cylinder after the triggering in the first line.
  • the natural smoke and heat exhaust device can comprise at least one additional gas container arranged in a further branch line.
  • the natural smoke and heat exhaust device can comprise three, four, or five additional gas containers and three, four, or five additional branch lines.
  • gas volume can be increased to increase the pressure in the piston chamber and thus increase the force acting on the piston base.
  • additional gas cylinders allows for smaller and therefore more manageable gas cylinders. This can facilitate, for example, maintenance and replacement of the gas cylinders or installation of the natural smoke and heat exhaust ventilation system.
  • the gas containers can each be filled with carbon dioxide or nitrogen. This applies to the first and second gas containers as well as to the additional gas containers.
  • the predetermined condition may relate to a trigger temperature.
  • the trigger temperature is at least 50°C, preferably at least 68°C, particularly preferably at least 93°C.
  • a melting piston of the trigger unit melts when the predetermined trigger temperature is reached, releasing a tensioned spring of the trigger unit and pressing a trigger unit needle into the first gas-filled gas container. Pressing the trigger unit needle into the first gas container releases the gas stored in the gas container.
  • the predetermined condition may relate to a change in air composition in addition to or instead of the trigger temperature.
  • the predetermined condition may alternatively or additionally be detected by a smoke detector.
  • the predetermined pressure is at least 10 bar.
  • Such a design makes it possible to use the natural smoke and heat exhaust ventilation device, or its opening device, for daily ventilation as well.
  • a gas can be introduced into the first line for daily ventilation, which is then fed into the piston chamber of the pneumatic cylinder to open the opening device.
  • the pressure prevailing in the first line for daily ventilation must be less than 10 bar.
  • the second gas cylinder is not triggered by the pressure valve.
  • a smoke and heat extraction system can comprise several natural smoke and heat extraction devices according to the above-described
  • the smoke and heat extraction system can also have additional energy sources by means of which the opening device of the smoke and heat extraction devices can be opened.
  • additional energy sources For example, larger gas cylinders can be used as additional energy sources. These cylinders are arranged in a specially protected space and can be used to control all or selected smoke and heat extraction devices.
  • FIG. 2 A natural smoke and heat exhaust ventilation device 1 is shown in accordance with standards according to an embodiment of the prior art.
  • the natural smoke and heat exhaust ventilation device 1 according to the prior art comprises a pneumatic cylinder 2 connected to an opening device (not shown), for example a skylight or a facade flap.
  • the natural smoke and heat exhaust ventilation device 1 according to the prior art has a first line 3 connected to the pneumatic cylinder 2, which is connected to a first gas container 4.
  • a trigger unit 7 associated with the first gas container 4 triggers the first gas container 4.
  • a melting piston of the trigger unit 7 melts, whereby a tensioned spring of the trigger unit 7 is released and a needle of the trigger unit 7 is pressed into the first gas container 4, which is filled with a quantity of carbon dioxide of 120g.
  • a tensioned spring of the trigger unit 7 is released and a needle of the trigger unit 7 is pressed into the first gas container 4, which is filled with a quantity of carbon dioxide of 120g.
  • the pneumatic cylinder 2 which is connected to the closed opening device, comprises a piston connected to a piston rod, which is movably arranged within a cylinder tube of the pneumatic cylinder 2.
  • the piston together with the cylinder tube and a bottom cover of the pneumatic cylinder 2, defines a piston chamber.
  • the carbon dioxide stored in the gas container 4 flows into the piston chamber of the pneumatic cylinder 2 after being triggered by the trigger unit 7.
  • the pressure in the piston chamber increases.
  • a force generated by the increase in pressure acts on a bottom of the piston, causing the piston to move towards a cover of the pneumatic cylinder 2 and normally opening the opening device connected to the piston rod.
  • the volume of the piston chamber increases, gradually reducing the pressure within the piston chamber and thus the force acting on the base of the piston.
  • the amount of carbon dioxide stored in the first gas container 4 therefore determines the force acting on the base of the piston.
  • the opening device can only be opened using the carbon dioxide stored in the first gas container 2 if the force counteracting the force acting on the base of the piston is smaller than the force acting on the base of the piston. Therefore, if there is a load on the opening device, such as a snow load in the case of a skylight, or if a force acts on the opening device, such as a force resulting from obstruction by tree branches or the like in the case of a facade flap, the force generated in the piston chamber by the 120g of carbon dioxide may not be sufficient to open the opening device in the event of a fire.
  • the natural smoke and heat exhaust device 1 comprises, in addition to the components of the Fig.2
  • the natural smoke and heat exhaust device 1 according to the prior art comprises further components.
  • the natural smoke and heat exhaust device 1 according to the invention additionally comprises a first line 3 connected to the first line 3.
  • a section of the first line 3 from the first gas container 4 to the first branching point is shorter in the present embodiment than a section of the first line 3 to the second branching point, but can also be longer.
  • a pressure valve 5 a second gas container 6 and a check valve 9 are arranged in the following order.
  • the first gas container 4 and the second gas container 6 are each filled with 120g of carbon dioxide.
  • the filling factor of the two gas containers 4, 6 is each 0.58kg/l at a maximum ambient temperature of 93°C.
  • the 120g of carbon dioxide stored in the second gas container 6 flows from the second gas container 6 in the direction of the second branching point into the first line 3, where it mixes with the carbon dioxide from the first gas container 4.
  • the check valve 9 ensures that the carbon dioxide released from the first gas container 4 does not impede the outflow of the carbon dioxide from the second gas container 6 from the second gas container 6 into the first line 1.
  • a total amount of 240g of carbon dioxide flows into the piston chamber of the pneumatic cylinder 2.
  • the pressure in the piston chamber and the force acting on the piston crown increase.
  • the force generated is higher than the force by means of the Fig. 2
  • the pressure can be generated by the natural smoke and heat exhaust device 1 shown in accordance with the prior art.
  • natural smoke and heat exhaust devices or their opening devices can be opened, even though the opening device is subjected to greater external loads or forces.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät, umfassend: einen Pneumatikzylinder, welcher eingerichtet ist, eine Öffnungsvorrichtung zu öffnen; eine mit dem Pneumatikzylinder verbundene erste Leitung; einen ersten Gasbehälter, welcher in der ersten Leitung angeordnet ist; eine mit der ersten Leitung verbundene Nebenleitung; einen zweiten Gasbehälter, welcher in der Nebenleitung angeordnet ist;neine dem ersten Gasbehälter zugehörige Auslöseeinheit, welche eingerichtet ist, den ersten Gasbehälter beim Eintreten einer vorbestimmten Bedingung auszulösen; und ein Druckventil, welches in der Nebenleitung angeordnet ist, wobei das Druckventil eingerichtet ist, bei einem vorbestimmten Druck innerhalb der Nebenleitung den zweiten Gasbehälter auszulösen; wobei in der Nebenleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches eingerichtet ist, ein Einströmen von Gas aus der ersten Leitung in die Nebenleitung in einer vorbestimmten Richtung zu verhindern; und wobei die vorbestimmte Bedingung eine Auslösetemperatur oder eine Luftzusammensetzungsänderung betrifft.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät und eine Rauch- und Wärmeabzugsanlage, welche mehrere natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte umfasst.
  • Ein natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät, auch NRWG genannt, umfasst typischerweise einen Pneumatikzylinder, welcher eingerichtet ist, eine Öffnungsvorrichtung, wie ein Oberlicht eines Daches oder eine Klappe, im Brandfall zu öffnen, um heißen und toxischen Rauch sowie Brandgase aus einem Gebäude abzuleiten. Als Energiequelle für den Pneumatikzylinder finden typischerweise komprimierte Gase wie Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff Verwendung, welche in einem Gasbehälter gespeichert werden. Im Brandfall löst bei einer vorbestimmten Bedingung eine Auslöseeinheit des natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgeräts den Gasbehälter aus, sodass das darin gespeicherte Gas über eine entsprechende Leitung zu einer Kolbenkammer des Pneumatikzylinders strömen kann. Der mit der geschlossenen Öffnungsvorrichtung verbundene Pneumatikzylinder umfasst einen mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, welcher innerhalb eines Zylinderrohrs des Pneumatikzylinders bewegbar angeordnet ist. Der Kolben begrenzt zusammen mit dem Zylinderrohr und einem Bodendeckel des Pneumatikzylinders eine Kolbenkammer. Das in dem Gasbehälter gespeicherte Gas strömt nach Auslösung durch eine Auslöseeinheit in die Kolbenkammer des Pneumatikzylinders, infolgedessen sich der Druck in der Kolbenkammer vergrößert. Eine durch den Druckanstieg erzeugte Kraft wirkt auf einen Boden des Kolbens, wodurch sich der Kolben in Richtung eines Deckels des Pneumatikzylinders bewegt und die mit der Kolbenstange verbundene Öffnungsvorrichtung im Normalfall öffnet. Durch die Bewegung des Kolbens in Richtung des Deckels vergrößert sich das Volumen der Kolbenkammer, wodurch sich der Druck innerhalb der Kolbenkammer und damit die auf den Boden des Kolbens wirkende Kraft allmählich verringert. Die in dem Gasbehälter gespeicherte Gasmenge ist folglich maßgeblich für die auf den Boden des Kolbens wirkende Kraft. Die Öffnungsvorrichtung kann mittels des in dem Gasbehälter gespeicherten Gases nur geöffnet werden, sofern eine der auf den Boden des Kolbens wirkenden Kraft entgegenwirkende Kraft kleiner als die auf den Boden des Kolbens wirkende Kraft ist. Befindet sich also beispielsweise auf der Öffnungsvorrichtung eine Last, beispielsweise im Falle eines Oberlichts eine Schneelast, oder wirkt auf die Öffnungsvorrichtung eine Kraft, beispielsweise im Falle einer Fassadenklappe eine Kraft infolge einer Behinderung durch Äste eines Baumes oder dergleichen, so kann unter Umständen die durch das Gas erzeugte Kraft in der Kolbenkammer nicht ausreichen, um die Öffnungsvorrichtung im Brandfall zu öffnen. Infolgedessen würden der heiße und toxische Rauch sowie die Brandgase nicht aus dem Gebäude ausgeleitet werden. Stattdessen würde der Rauch die Sichtbarkeit von Fluchtwegen innerhalb des Gebäudes und die Rettung von sich im Gebäude befindlichen Personen erschweren oder behindern.
  • Natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte müssen auf europäischer Ebene die Vorgaben der Norm EN 12101-2 erfüllen. Diese Norm schreibt vor, dass jedes natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät lediglich eine Auslöseeinheit aufweisen darf. Hintergrund ist, dass bei der Auslösung der Auslöseeinheit nicht eine zweite Auslöseeinheit automatisch mit auslösen kann, da diese unabhängig voneinander funktionieren. Es ist folglich gemäß der Norm nicht möglich, an einem natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgerät mehrere Gasbehälter mit jeweils zugehöriger Auslöseeinheit anzuordnen. Laut der zugehörigen Norm EN 12101-10 ist der mit Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff gefüllte Gasbehälter in seiner Größe limitiert. Einerseits darf der Füllfaktor bei einer bestimmten Umgebungstemperatur einen zulässigen Wert nicht überschreiten. Andererseits darf auch die Füllmenge bei der bestimmten Umgebungstemperatur einen bestimmten Wert nicht überschreiten. Beispielsweise darf bei einer maximalen Umgebungstemperatur von 68°C der Füllfaktor für Kohlenstoffdioxidbehälter einen Wert von 0,71 kg/l nicht überschreiten, wobei die maximale Füllmenge in diesem Fall einen Wert von 150g Kohlenstoffdioxid nicht übersteigen darf.
  • Dies führt dazu, dass unter bestimmten Umständen, beispielsweise im Falle, dass die Öffnungsvorrichtung als Oberlicht ausgestaltet ist und sich auf dem Oberlicht eine überdurchschnittlich große Schneelast befindet, die in dem Gasbehälter gespeicherte Gasmenge nicht ausreicht, um die Öffnungsvorrichtung im Brandfall zu öffnen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein neuartiges natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät bereitzustellen, welches das vorab genannte Problem löst.
  • Diese Aufgabe wird durch ein natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und spezielle Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräts sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät umfasst einen Pneumatikzylinder, welcher eingerichtet ist, eine Öffnungsvorrichtung zu öffnen. Zudem weist das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät eine mit dem Pneumatikzylinder verbundene erste Leitung, einen ersten Gasbehälter, welcher in der ersten Leitung angeordnet ist, und eine mit der ersten Leitung verbundene Nebenleitung auf. Ferner umfasst das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät einen zweiten Gasbehälter, welcher in der Nebenleitung angeordnet ist, eine dem ersten Gasbehälter zugehörige Auslöseeinheit, welche eingerichtet ist, den ersten Gasbehälter beim Eintreten einer vorbestimmten Bedingung auszulösen, und ein Druckventil, welches in der Nebenleitung angeordnet ist, wobei das Druckventil eingerichtet ist, bei einem vorbestimmten Druck innerhalb der Nebenleitung den zweiten Gasbehälter auszulösen.
  • Das erfindungsgemäße natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät ermöglicht auf vorteilhafte Weise, dass normgemäß lediglich eine Auslöseeinheit zum Einsatz kommt, welche bei Eintreten einer vorbestimmten Bedingung den ersten Gasbehälter auslöst. Andererseits wird die zur Verfügung stehende Gasmenge zur Krafterzeugung des Pneumatikzylinders erhöht, sodass der Pneumatikzylinder im Brandfall größere Lasten bewegen bzw. größere Kräfte überwinden kann und die Öffnungsvorrichtung, trotz der auf diese wirkenden größeren Lasten bzw. größeren Kräfte, geöffnet werden kann, um heißen und toxischen Rauch sowie Brandgase aus einem Gebäude abzuleiten.
  • Erfindungsgemäß wird durch den im Brandfall ausgelösten ersten Gasbehälter der Druck in der ersten Leitung und in der mit der ersten Leitung verbundenen Nebenleitung durch das im ersten Gasbehälter freigegebene Gas erhöht. Wenn innerhalb der Nebenleitung ein vorbestimmter Druck erreicht wird, löst das innerhalb der Nebenleitung angeordnete Druckventil den zweiten Gasbehälter aus. Die in dem ersten Gasbehälter gespeicherte Gasmenge strömt über die erste Leitung in eine Kolbenkammer des Pneumatikzylinders. Zudem strömt die in dem zweiten Gasbehälter gespeicherte Gasmenge über die Nebenleitung und die erste Leitung ebenfalls in die Kolbenkammer. Dadurch erhöht sich ein Druck in der Kolbenkammer und folglich eine auf einen Boden eines Kolbens des Pneumatikzylinders wirkende Kraft. Durch das erfindungsgemäße natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät kann im Brandfall der Druck innerhalb der Kolbenkammer infolge einer Erhöhung der Gasmenge auch bei normkonformer Ausgestaltung des natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräts gewährleistet werden. Beispielsweise kann die Gasmenge bei Verwendung identischer Gasbehälter für den ersten Gasbehälter und den zweiten Gasbehälter verdoppelt werden. Es ist auch denkbar, dass der zweite Gasbehälter derart ausgewählt wird, dass dieser gegenüber dem ersten Gasbehälter die doppelte Gasmenge speichern kann. Zudem ist auch eine umgekehrte Ausgestaltung der beiden Gasbehälter möglich. Ferner ist es denkbar, dass mehrere mit der ersten Leitung verbundene Pneumatikzylinder verwendet werden. Beispielsweise können zwei Pneumatikzylinder Verwendung finden, welche jeweils in einem Randbereich der Öffnungsvorrichtung angeordnet sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann innerhalb der Nebenleitung ein Rückschlagventil angeordnet sein, welches eingerichtet ist, ein Einströmen von Gas aus der ersten Leitung in die Nebenleitung in einer vorbestimmten Richtung zu verhindern.
  • Beispielsweise kann die Nebenleitung von einem ersten Abzweigungspunkt der ersten Leitung zu einem zweiten Abzweigungspunkt der ersten Leitung verlaufen. Das Rückschlagventil kann dem zweiten Gasbehälter nachgeschaltet und zwischen dem zweiten Gasbehälter und dem zweiten Abzweigungspunkt angeordnet sein.
  • Dadurch wird ermöglicht, dass nach dem Auslösen des ersten Gasbehälters das Gas des ersten Gasbehälters ein Ausströmen des in dem zweiten Gasbehälter gespeicherten Gases nach dem Auslösen des zweiten Gasbehälters durch das Druckventil nicht behindert. Somit kann das Gas des zweiten Gasbehälters ungehindert von der Nebenleitung in die erste Leitung strömen. Mithin kann sich das Gas des zweiten Gasbehälters mit dem Gas des ersten Gasbehälters nach dem Auslösen in der ersten Leitung vermischen.
  • Bevorzugt kann das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät mindestens einen weiteren Gasbehälter umfassen, welcher in einer weiteren Nebenleitung angeordnet ist. Beispielsweise kann das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät drei, vier, oder fünf weitere Gasbehälter und drei, vier, oder fünf weitere Nebenleitungen umfassen.
  • Dies bietet den Vorteil, dass die Gasmenge zur Druckerhöhung in der Kolbenkammer und damit zur Erhöhung des auf den Boden des Kolbens wirkendenden Kraft erhöht werden kann. Zudem können bei einer vorbestimmten Gesamtgasmenge aller eingesetzten Gasbehälter durch die Verwendung weiterer Gasbehälter kleinere und damit handlichere Gasbehälter verwendet werden. Dadurch können beispielsweise Wartungs- und Austauscharbeiten der Gasbehälter oder Installationsarbeiten des natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräts erleichtert werden.
  • Die Gasbehälter können jeweils mit Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff gefüllt sein. Dies gilt sowohl für den ersten und zweiten Gasbehälter als auch für die weiteren Gasbehälter.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die vorbestimmte Bedingung eine Auslösetemperatur betreffen. Vorteilhafterweise beträgt die Auslösetemperatur mindestens 50°C, bevorzugt mindestens 68°C, besonders bevorzugt mindestens 93°C.
  • Im Brandfall schmilzt beim Erreichen der vorbestimmten Auslösetemperatur ein Schmelzkolben der Auslöseeinheit, wodurch sich eine gespannte Feder der Auslöseeinheit löst und eine Nadel der Auslöseeinheit in den mit Gas gefüllten ersten Gasbehälter gepresst wird. Durch das Einpressen der Nadel der Auslöseeinheit in den ersten Gasbehälter wird das in dem Gasbehälter gespeicherte Gas freigegeben.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die vorbestimmte Bedingung zusätzlich oder anstelle der Auslösetemperatur eine Luftzusammensetzungsänderung betreffen. Die vorbestimmte Bedingung kann also alternativ oder zusätzlich durch einen Rauchmelder erfasst werden.
  • Dies bietet den Vorteil, dass je nach Anwendungsfall der erste Gasbehälter entsprechend der vorbestimmten Bedingung ausgelöst werden kann.
  • Vorzugsweise beträgt der vorbestimmte Druck mindestens 10bar.
  • Durch eine derartige Ausgestaltung ist es möglich das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät bzw. dessen Öffnungsvorrichtung auch für die tägliche Lüftung zu nutzen. Genauer kann zur täglichen Lüftung in die erste Leitung ein Gas eingeleitet werden, welches zum Öffnen der Öffnungsvorrichtung in die Kolbenkammer des Pneumatikzylinders geführt wird, wobei der zur täglichen Lüftung der in der ersten Leitung vorherrschende Druck in diesem Fall kleiner als 10bar sein muss. In diesem Fall wird der zweite Gasbehälter durch das Druckventil nicht ausgelöst.
  • Erfindungsgemäß kann eine Rauch- und Wärmeabzugsanlage mehrere natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfassen. Die Rauch- und Wärmeabzugsanlage kann zudem zusätzliche Energiequellen aufweisen, mittels derer die Öffnungsvorrichtung der Rauch- und Wärmeabzugsgeräte geöffnet werden kann. Beispielsweise können als zusätzliche Energiequellen größere Gasflaschen verwendet werden, welche in einem besonders geschützten Raum angeordnet sind und mittels welcher alle oder ausgewählte Rauch- und Wärmeabzugsgeräte angesteuert werden können.
  • Ein besonderes Ausführungsbeispiel eines natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräts wird im Vergleich zu einem Ausführungsbeispiel eines natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräts gemäß dem Stand der Technik anhand der beigeleiteten Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräts, und
    • Fig.2 eine schematische Darstellung eines natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräts gemäß dem Stand der Technik.
  • In Fig. 2 ist ein natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät 1 normkonform gemäß einer Ausführungsform des Stands der Technik dargestellt. Das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät 1 gemäß dem Stand der Technik umfasst einen mit einer nicht dargestellten Öffnungsvorrichtung, beispielsweise einem Oberlicht oder einer Fassadenklappe, verbundenen Pneumatikzylinder 2. Zudem weist das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät 1 gemäß dem Stand der Technik eine mit dem Pneumatikzylinder 2 verbundene erste Leitung 3 auf, welche mit einem ersten Gasbehälter 4 verbunden ist. Im Brandfall löst gemäß dem Stand der Technik eine dem ersten Gasbehälter 4 zugehörige Auslöseeinheit 7 den ersten Gasbehälter 4 aus. Genauer schmilzt im Brandfall beim Erreichen einer vorbestimmten Auslösetemperatur von beispielsweise 93°C ein Schmelzkolben der Auslöseeinheit 7, wodurch sich eine gespannte Feder der Auslöseeinheit 7 löst und eine Nadel der Auslöseeinheit 7 in den vorliegend mit einer Kohlenstoffdioxidmenge von 120g gefüllten ersten Gasbehälter 4 gepresst wird. Durch das Einpressen der Nadel der Auslöseeinheit 7 in den Gasbehälter 4 wird das in dem Gasbehälter 4 gespeicherte Kohlenstoffdioxid freigegeben und strömt über die erste Leitung 3 in den Pneumatikzylinder 2. Der mit der geschlossenen Öffnungsvorrichtung verbundene Pneumatikzylinder 2 umfasst einen mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, welcher innerhalb eines Zylinderrohrs des Pneumatikzylinders 2 bewegbar angeordnet ist. Der Kolben begrenzt zusammen mit dem Zylinderrohr und einem Bodendeckel des Pneumatikzylinders 2 eine Kolbenkammer. Das in dem Gasbehälter 4 gespeicherte Kohlenstoffdioxid strömt nach der Auslösung durch die Auslöseeinheit 7 in die Kolbenkammer des Pneumatikzylinders 2. Infolgedessen vergrößert sich der Druck in der Kolbenkammer. Eine durch den Druckanstieg erzeugte Kraft wirkt auf einen Boden des Kolbens, wodurch sich der Kolben in Richtung eines Deckels des Pneumatikzylinders 2 bewegt und die mit der Kolbenstange verbundene Öffnungsvorrichtung im Normalfall öffnet. Durch die Bewegung des Kolbens in Richtung des Deckels vergrößert sich das Volumen der Kolbenkammer, wodurch sich der Druck innerhalb der Kolbenkammer und damit die auf den Boden des Kolbens wirkende Kraft allmählich verringert. Die in dem ersten Gasbehälter 4 gespeicherte Menge an Kohlenstoffdioxid ist also maßgeblich für die auf den Boden des Kolbens wirkende Kraft. Die Öffnungsvorrichtung kann mittels des in dem ersten Gasbehälter 2 gespeicherten Kohlenstoffdioxids nur geöffnet werden, sofern eine der auf den Boden des Kolbens wirkenden Kraft entgegenwirkende Kraft kleiner als die auf den Boden des Kolbens wirkende Kraft ist. Befindet sich also beispielsweise auf der Öffnungsvorrichtung eine Last, beispielsweise im Falle eines Oberlichts eine Schneelast, oder wirkt auf die Öffnungsvorrichtung eine Kraft, beispielsweise im Falle einer Fassadenklappe eine Kraft infolge einer Behinderung durch Äste eines Baumes oder dergleichen, so kann unter Umständen die durch die Kohlenstoffdioxidmenge von 120g erzeugte Kraft in der Kolbenkammer nicht ausreichen, um die Öffnungsvorrichtung im Brandfall zu öffnen.
  • Wie in Fig.1 dargestellt, umfasst das erfindungsgemäße natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät 1 zusätzlich zu den Komponenten des in der Fig.2 dargestellten natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgerät 1 gemäß dem Stand der Technik weitere Komponenten. Das erfindungsgemäße natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät 1 umfasst zusätzlich eine mit der ersten Leitung 3 verbundene Nebenleitung 5, welche sich von einem ersten Abzweigungspunkt der ersten Leitung 3 zu einem zweiten Abzweigungspunkt der ersten Leitung 3 erstreckt. Dabei ist ein Abschnitt der ersten Leitung 3 vom ersten Gasbehälter 4 zum ersten Abzweigungspunkt im vorliegenden Ausführungsbeispiel kürzer als ein Abschnitt der ersten Leitung 3 zum zweiten Abzweigungspunkt, kann aber auch länger sein. Innerhalb der Nebenleitung 5 sind ausgehend von dem ersten Abzweigungspunkt in Richtung des zweiten Abzweigungspunkts in der nachfolgenden Reihenfolge ein Druckventil 5, ein zweiter Gasbehälter 6 und ein Rückschlagventil 9 angeordnet. Im vorliegenden Fall sind der erste Gasbehälter 4 und der zweite Gasbehälter 6 jeweils mit 120g Kohlenstoffdioxid gefüllt. Zudem beträgt der Füllfaktor der beiden Gasbehälter 4, 6 jeweils 0,58kg/l bei einer maximalen Umgebungstemperatur von 93°C.
  • Im Brandfall schmilzt der Schmelzkolben der Auslöseeinheit 7 bei einer Auslösetemperatur von beispielsweise 93°C, wodurch sich die gespannte Feder der Auslöseeinheit 7 löst und die Nadel der Auslöseeinheit 7 in den vorliegend mit beispielsweise 120g Kohlenstoffdioxid gefüllten ersten Gasbehälter 4 gepresst wird. Durch das Einpressen der Nadel der Auslöseeinheit 7 in den ersten Gasbehälter 4 wird die in dem ersten Gasbehälter 4 gespeicherte Kohlenstoffdioxidmenge von 120g freigegeben und strömt in die erste Leitung 3 und in den Pneumatikzylinder 2. Durch das Auslösen des ersten Gasbehälters 4 bzw. die Freigabe des in dem ersten Gasbehälters 4 gespeicherten Kohlenstoffdioxids steigt in der Nebenleitung 5 der Druck auf über einen Wert von 10bar. Das Druckventil 8 löst infolgedessen den zweiten Gasbehälter 6 mittels einer geeigneten Vorrichtung aus. Die in dem zweiten Gasbehälter 6 gespeicherte Kohlenstoffdioxidmenge von 120g strömt aus dem zweiten Gasbehälter 6 in Richtung des zweiten Abzweigungspunkts in die erste Leitung 3 ein und vermischt sich dort mit dem Kohlenstoffdioxid des ersten Gasbehälters 4. Dabei sorgt das Rückschlagventil 9 dafür, dass das freigesetzte Kohlenstoffdioxid des ersten Gasbehälters 4 das Ausströmen des Kohlenstoffdioxids des zweiten Gasbehälters 6 aus dem zweiten Gasbehälter 6 in die erste Leitung 1 nicht behindert. Dadurch strömt insgesamt eine Gesamtmenge von 240g Kohlenstoffdioxid in die Kolbenkammer des Pneumatikzylinders 2. Infolgedessen erhöht sich in der Kolbenkammer der Druck und die auf den Kolbenboden wirkende Kraft. Die dabei generierte Kraft ist höher als die Kraft, die mittels des in Fig. 2 dargestellten natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgeräts 1 gemäß dem Stand der Technik erzeugt werden kann. Somit können im Brandfall natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte bzw. deren Öffnungsvorrichtung geöffnet werden, obgleich auf die Öffnungsvorrichtung von außen größere Lasten bzw. Kräfte einwirken.
  • Die vorliegende Anmeldung kann ferner auf die folgenden Aspekte gerichtet sein:
    1. 1. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1), umfassend:
      • einen Pneumatikzylinder (2), welcher eingerichtet ist, eine Öffnungsvorrichtung zu öffnen;
      • eine mit dem Pneumatikzylinder (2) verbundene erste Leitung (3);
      • einen ersten Gasbehälter (4), welcher in der ersten Leitung (3) angeordnet ist;
      • eine mit der ersten Leitung (3) verbundene Nebenleitung (5);
      • einen zweiten Gasbehälter (6), welcher in der Nebenleitung (5) angeordnet ist;
      • eine dem ersten Gasbehälter (4) zugehörige Auslöseeinheit (7), welche eingerichtet ist, den ersten Gasbehälter (4) beim Eintreten einer vorbestimmten Bedingung auszulösen; und
      • ein Druckventil (8), welches in der Nebenleitung (5) angeordnet ist, wobei das Druckventil (8) eingerichtet ist, bei einem vorbestimmten Druck innerhalb der Nebenleitung (5) den zweiten Gasbehälter (6) auszulösen.
    2. 2. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach Aspekt 1, wobei in der Nebenleitung (5) ein Rückschlagventil (9) angeordnet ist, welches eingerichtet ist, ein Einströmen von Gas aus der ersten Leitung (3) in die Nebenleitung (5) in einer vorbestimmten Richtung zu verhindern.
    3. 3. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach Aspekt 1 oder 2, wobei das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) mindestens einen weiteren Gasbehälter umfasst, welcher in einer weiteren Nebenleitung angeordnet ist.
    4. 4. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach einem der Aspekte 1 bis 3, wobei die Gasbehälter (4, 6) mit Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff gefüllt sind.
    5. 5. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach einem der Aspekte 1 bis 4, wobei die vorbestimmte Bedingung eine Auslösetemperatur betrifft.
    6. 6. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach Aspekt 5, wobei die Auslösetemperatur mindestens 50°C, bevorzugt mindestens 68°C, besonders bevorzugt mindestens 93°C, beträgt.
    7. 7. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach einem der Aspekte 1 bis 6, wobei die vorbestimmte Bedingung eine Luftzusammensetzungsänderung betrifft.
    8. 8. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach einem der Aspekte 1 bis 7, wobei der vorbestimmte Druck mindestens 10bar beträgt.
    9. 9. Rauch- und Wärmeabzugsanlage umfassend mehrere natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (1) nach einem der Aspekte 1 bis 8.
    Bezugszeichenliste
    • 1
    natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät
    2
    Pneumatikzylinder
    3
    erste Leitung
    4
    erster Gasbehälter
    5
    Nebenleitung
    6
    zweiter Gasbehälter
    7
    Auslöseeinheit
    8
    Druckventil
    9
    Rückschlagventil

Claims (7)

  1. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1), umfassend:
    einen Pneumatikzylinder (2), welcher eingerichtet ist, eine Öffnungsvorrichtung zu öffnen;
    eine mit dem Pneumatikzylinder (2) verbundene erste Leitung (3);
    einen ersten Gasbehälter (4), welcher in der ersten Leitung (3) angeordnet ist;
    eine mit der ersten Leitung (3) verbundene Nebenleitung (5);
    einen zweiten Gasbehälter (6), welcher in der Nebenleitung (5) angeordnet ist;
    eine dem ersten Gasbehälter (4) zugehörige Auslöseeinheit (7), welche eingerichtet ist, den ersten Gasbehälter (4) beim Eintreten einer vorbestimmten Bedingung auszulösen; und
    ein Druckventil (8), welches in der Nebenleitung (5) angeordnet ist, wobei das Druckventil (8) eingerichtet ist, bei einem vorbestimmten Druck innerhalb der Nebenleitung (5) den zweiten Gasbehälter (6) auszulösen;
    wobei in der Nebenleitung (5) ein Rückschlagventil (9) angeordnet ist, welches eingerichtet ist, ein Einströmen von Gas aus der ersten Leitung (3) in die Nebenleitung (5) in einer vorbestimmten Richtung zu verhindern; und
    wobei die vorbestimmte Bedingung eine Auslösetemperatur betrifft.
  2. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach Anspruch 1, wobei die Auslösetemperatur mindestens 50°C, bevorzugt mindestens 68°C, besonders bevorzugt mindestens 93°C, beträgt.
  3. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1), umfassend:
    einen Pneumatikzylinder (2), welcher eingerichtet ist, eine Öffnungsvorrichtung zu öffnen;
    eine mit dem Pneumatikzylinder (2) verbundene erste Leitung (3);
    einen ersten Gasbehälter (4), welcher in der ersten Leitung (3) angeordnet ist;
    eine mit der ersten Leitung (3) verbundene Nebenleitung (5);
    einen zweiten Gasbehälter (6), welcher in der Nebenleitung (5) angeordnet ist;
    eine dem ersten Gasbehälter (4) zugehörige Auslöseeinheit (7), welche eingerichtet ist, den ersten Gasbehälter (4) beim Eintreten einer vorbestimmten Bedingung auszulösen; und
    ein Druckventil (8), welches in der Nebenleitung (5) angeordnet ist, wobei das Druckventil (8) eingerichtet ist, bei einem vorbestimmten Druck innerhalb der Nebenleitung (5) den zweiten Gasbehälter (6) auszulösen;
    wobei in der Nebenleitung (5) ein Rückschlagventil (9) angeordnet ist, welches eingerichtet ist, ein Einströmen von Gas aus der ersten Leitung (3) in die Nebenleitung (5) in einer vorbestimmten Richtung zu verhindern; und
    wobei die vorbestimmte Bedingung eine Luftzusammensetzungsänderung betrifft.
  4. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) mindestens einen weiteren Gasbehälter umfasst, welcher in einer weiteren Nebenleitung angeordnet ist.
  5. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Gasbehälter (4, 6) mit Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff gefüllt sind.
  6. Natürliches Rauch- und Wärmeabzugsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der vorbestimmte Druck mindestens 10bar beträgt.
  7. Rauch- und Wärmeabzugsanlage umfassend mehrere natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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