FI128201B - Rakenne aukkoa tai kanavaa varten ja menetelmän aukon tai kanavan läpäisevän virtauksen estämiseksi rakenteen avulla - Google Patents

Abstract

Keksintö koskee rakennetta (10) aukkoa (100) tai kanavaa (102) varten, johon kuuluu - kehysrakenne (12) sovitettuna aukkoon (100) tai kanavaan (102), - väliainevirtauksen läpäisevä virtauksenestorakenne (14) väliainevirtauksen katkaisemiseksi valitun kriteerin täyttyessä tiivistämällä virtauksenestorakenne (14) laajenevan estoaineen (16) avulla, - toimilaite (18) virtauksenestorakenteen (14) tiivistämisen käynnistämiseksi, - laukaisin (25) toimilaitteen (18) käyttämiseksi valitulla kriteerillä, - paineistettu säiliö (20) estoainetta (16) varten, - venttiili (22) yhdistettynä sanottuun paineistettuun säiliön (20) ja sovitettuna käytettäväksi toimilaitteella (18), ja - syöttökanava (24) käsittäen purkuaukkoja (26) ja sovitettuna ulottumaan virtauksenestorakenteen (14) yhteyteen paineistetussa säiliössä (20) olevan estoaineen (16) siirtämiseksi paineistetusta säiliöstä (20) virtauksenestorakenteen (14) pinnoille valitun kriteerin täyttyessä. Keksinnön kohteena on myös menetelmä aukon (100) tai kanavan (102) läpäisevän virtauksen estämiseksi rakenteen (10) avulla.

Description

RAKENNE AUKKOA TAI KANAVAA VARTEN JA MENETELMÄN AUKON TAI KANAVAN LÄPÄISEVÄN VIRTAUKSEN ESTÄMISEKSI RAKENTEEN AVULLA

Keksinnön kohteena on rakenne aukkoa tai kanavaa varten, johon kuuluu

- kehysrakenne sovitettuna asennettavaksi tiiviisti käyttökohteessa aukkoon tai kanavaan,

- väliainevirtauksen läpäisevä virtauksenestorakenne sovitettuna kehysrakenteen sisään väliainevirtauksen katkaise- miseksi kriteerin täyttyessä tiivistämällä virtauksenestorakenne väliainetta läpäisemättömäksi laajenevan estoaineen avulla,

- toimilaite sovitettuna kehysrakenteen yhteyteen virtauksenestorakenteen tiivistämisen käynnistämiseksi,

- laukaisin sovitettuna toimilaitteen yhteyteen toimilaitteen käyttämiseksi valitulla kriteerillä.

Keksinnön kohteena on myös menetelmän aukon tai kanavan läpäisevän virtauksen estämiseksi rakenteen avulla.

Tilojen eristäminen on erittäin tärkeää haitallisten aineiden leviämisen estämiseksi esimerkiksi palojen tai vuotojen yhteydessä. Eristämistä varten on olemassa erilaisia tilanjakajia, kuten esimerkiksi tuuletusaukkojen ja ilmastointikanavien yhteydessä käytettäviä palopeltejä. Esimerkiksi öljynporauslau25 töillä ja kemianteollisuudessa kanavien ja aukkojen sulkeminen palon tai vuodon sattuessa on ensiarvoisen tärkeää ja eristyksen täytyisi olla sata prosenttinen. Aukkoihin ja kanaviin käytettävistä väliainevirtausta rajoittavista ja palon tai vuodon sattuessa aukon tai kanavan sulkevista rakenteista voidaan käyttää nimitystä rakenne. Tavallisessa käyttötilanteessa niiden tarkoitus voi olla säätää esimerkiksi ilmavirtausta ilmastointikanavassa, mutta palon tai vuodon sattuessa sulkea ilmastointikanava eristäen palon tai vuodon kohteena oleva tilan muista tiloista.

20185920 prh 31 -10- 2018

Eräs tällainen rakenne virtauksen estämiseksi on esitetty julkaisussa US 5,782,690. Julkaisussa rakenteeseen kuuluu kehysrakenne, joka sovitetaan tiivisti käyttökohteessa olevaan auk5 koon tai kanavaan. Kehysrakenteen sisään kuuluu joukko lamelleja tai säleitä, jotka muodostavat säätörakenteen väliainevirtauksen rajoittamiseksi ja jotka tarvittaessa sulkevat kehysrakenteen umpinaiseksi. Lisäksi säleisiin kuuluu kerros estoainetta, joka palon sattuessa turpoaa tiivistäen lamellien sullo keman kehysrakenteen tiiviiksi. Tällaisen rakenteen ongelmana on kuitenkin sen heikohko tiivistävyys ja palonkesto, sillä pinnoitetut säleet käsittävät vain vähän estoainetta eikä säätörakenne välttämättä tiivisty täysin pitäväksi. Yleisesti nykyiset rakenteen virtauksen estämiseksi eivät ole tiiviitä, 15 vaan päästävät virtausta läpi minimissään jopa 5 1/s/m².

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tekniikan tason rakenteita varmemmin tiivistyvä ja eristävä rakenne aukkoa tai kanavaa varten virtauksen estämiseksi. Tämän keksinnön tunnus20 omaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada tekniikan tason menetelmiä varmemmin menetelmä aukon tai kanavan läpäisevän virtauksen estämiseksi rakenteen avulla. Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 25 13.

Keksinnön mukaisen rakenteen tarkoitus voidaan saavuttaa rakenteella aukkoa tai kanavaa varten, johon kuuluu kehysrakenne sovitettuna asennettavaksi tiiviisti käyttökohteessa aukkoon 30 tai kanavaan, ja väliainevirtauksen läpäisevä virtauksenestorakenne sovitettuna kehysrakenteen sisään väliainevirtauksen katkaisemiseksi valitun kriteerin täyttyessä tiivistämällä virtauksenestorakenne väliainetta läpäisemättömäksi laajenevan

20185920 prh 31 -10- 2018 estoaineen avulla. Lisäksi rakenteeseen kuuluu toimilaite sovitettuna kehysrakenteen yhteyteen virtauksenestorakenteen tiivistämisen käynnistämiseksi, laukaisin sovitettuna toimilaitteen yhteyteen toimilaitteen käyttämiseksi valitulla kri5 teerillä ja paineistettu säiliö estoainetta varten sovitettuna kehysrakenteen yhteyteen. Edelleen rakenteeseen kuuluu venttiili yhdistettynä paineistettuun säiliön ja sovitettuna käytettäväksi sanotulla toimilaitteella estoainevirtauksen vapauttamiseksi paineistetusta säiliöstä sekä syöttökanava kä10 sittäen purkuaukkoja yhdistettynä säiliöön ja sovitettuna ulottumaan virtauksenestorakenteen yhteyteen paineistetussa säiliössä olevan estoaineen siirtämiseksi paineistetusta säiliöstä virtauksenestorakenteen pinnoille valitun kriteerin täyttyessä.

Keksinnön mukaisella rakenteella kehysrakenteen tiivistyminen palon tai vuodon sattuessa voidaan varmistua syöttämällä virtauksenestorakenteen pinnoille riittävän suuri määrä laajenevaa estoainetta. Säiliössä ollessaan estoaine ei ole alttiina epä20 puhtauksille tai kemiallisille reaktioille, mikäli kehysrakenteen läpi kulkeva väliainevirtaus voi sellaisia aiheuttaa. Lisäksi nestemäisessä muodossa oleva estoaine voidaan säilöä säiliössä pieneen tilavuuteen, josta se voidaan valitun kriteerin täyttyessä purkaa virtauksenestorakenteen sisään. Tullessaan 25 kontaktiin kaasujen, nesteiden, kosteuden ja/tai lämpösäteilyn kanssa nestemäinen estoaine laajenee ja muodostaa tiiviin rakenteen. Keksinnön mukaisessa rakenteessa virtauksenestorakenne voi olla normaalitilanteessa paremmin virtaava, kun virtauksenestorakennetta ei ole päällystetty estoaineella, vaan 30 estoaine on säiliössä, kunnes sitä tarvitaan. Toisaalta mikäli tarvittava palonkestoluokka tai eristävyysluokka muuttuu, voidaan rakenteen palonkestoluokkaa muuttaa irrottamalla säiliö ja vaihtamalla säiliössä oleva estoaine tai sekä säiliö että

20185920 prh 31 -10- 2018 estoaine, mikäli tarvittava painetaso tai tarvittavan estoaineen määrä muuttuu. Keksinnön mukaisella rakenteella voidaan estää palon tai vuodon leviäminen aukon tai kanavan kautta laajemmalle alueelle.

Erään sovellusmuodon mukaan virtauksenestorakenne käsittää tasomaisia säleitä, joiden välille estoaine on sovitettu syötettävän syöttökanavaa pitkin. Säleillä on suuri pinta-ala, jolloin niiden välille syötettävä estoaine tarttuu hyvin säleisiin 10 tukkien kehysrakenteen.

Säleet voivat olla kiinnitetty käännettäväsii kehysrakenteeseen ja käännettävissä palon tai vuodon sattuessa virtauksenestorakenteen sulkemiseksi väliainevirtauksen estämiseksi pääosin tai 15 kokonaan. Käännettävissä olevien säleiden avulla kehysrakenteen avoin poikkipinta-ala voidaan sulkea kokonaan tai ainakin pääosin säleiden avulla, jolloin säleet myös muodostavat paloa tai vuotoa estävän rakenteen.

Edullisesti säleet ovat onttoja rakenteita, jotka ovat sivuiltaan avoimet läpivirtauksen mahdollistamiseksi. Koska säleiden pinta-alan tulee olla riittävän suuri, jotta niiden avulla voidaan säätää aukon tai kanavan läpi kulkevan väliainevirtauksen määrää kääntämällä säleet väliaineen virtauksen suuntaan nähden 25 poikittain tai vinosti, täytyy säleillä olla myös riittävä jäykkyys. Onton kennomaisen rakenteen avulla tarvittavaan jäykkyyteen päästään varsin ohuita rakenteita käyttäen, jolloin rakenteesta tulee kevyempi. Samalla ontot säleet mahdollistavat pienemmän painehäviön avoimien sivujensa ansiosta väliaineen 30 virtauksen säleiden lävitse säleiden ollessa täysin virtauksen suuntaisina ja estoaineen virtauksen säleestä toiseen säleiden ollessa suljettuja.

Edullisesti säleet ovat sovitettu kehysrakenteeseen siten, että ontot säleet ovat käännettävissä yhdensuuntaisiksi säleiden sisään muodostuvan yhtenäisen tilan muodostamiseksi estoainetta varten. Näin estoaine voidaan syöttää kehysrakenteen ulkopuolelle sijoitettavasta syöttökanavasta kehysrakenteen läpi säleiden muodostamaan tilaan, missä se pääsee laajenemaan säleiden läpi kehysrakenteen tason suunnassa muodostaen kehysrakenteen tasonsuuntaisen estoainekerroksen.

Vaihtoehtoisesti säleet voivat olla osittain umpinaisia, jolloin kuhunkin säleeseen jää ainoastaan säleiden reunojen yhteyteen tila estoainetta varten. Tällainen ratkaisu on toimiva mitoiltaan pienempien säleiden yhteydessä, mutta vaatii syöttökanavaan purkuaukon jokaisen säleen kohdalle toisin kuin täysin onttoja säleitä käyttävä sovellusmuoto.

Toimilaite voi olla sovitettu venttiilin aukaisemisen lisäksi säleiden kääntämiseen. Tällöin rakenne voidaan toteuttaa vähemmin osin ja siten edullisimman ja kevyempänä.

Erään toisen sovellusmuodon mukaan virtauksenestorakenne käsittää 2-15 kappaletta, edullisesti 2 kappaletta verkkoja sovitettuna kehysrakenteen tason suuntaisesti välin päähän toisistaan, joista vähintään yhteen väliin syöttökanava on sovitettu estoaineen syöttämiseksi verkkojen välille virtauksenestorakenteen tiivistämiseksi. Tällainen sovellusmuoto on erityisen edullinen toteuttaa, sillä siinä virtauksenestorakenteen muodostaa ainoastaan yksinkertaiset verkot. Tämän sovellusmuodon mukaisella rakenteella ei varsinaisesti voida säätää väliaineen virtausta, vaan virtauksenesto tapahtuu ainoastaan palotai vuototilanteessa syötettävän estoaineen tiivistäessä kehysrakenteen täysin. Tällaisen sovellusmuodon mukainen rakenne soveltuu käytettäväksi erityisesti maksimissaan 0,5 m halkaisijan kanaviin, kun taas säleitä käyttävä ratkaisu paremmin sitä suurempiin.

Verkkojen väli toisistaan voi olla 10 - 50 mm. Tällöin verkkojen väliin syötettävän estoaineen kerrospaksuus on riittävän suuri tiivistämään virtauksenestorakenne tehokkaasti.

Edullisesti verkon mesh-luku on 5-10. Tällöin verkko on riittävän harva päästääkseen väliainevirtauksen lävitse, mutta toisaalta riittävän tiheä pitääkseen estoaineen verkkojen välissä, kunnes estoaine saavuttaa halutun olomuodon.

20185920 prh 31 -10- 2018

Syöttökanava voi olla sovitettu verkkojen väliin siten, että väliaineen kulkusuunnassa ennen syöttökanavaa on yksi verkko ja syöttökanavan jälkeen väliaineen virtaussuunnassa on vähintään yksi verkko estoaineen sitomiseksi säätörakenteeseen. Tällöin estoaine laajenee kahden eristettävää tilaa lähimpänä olevan verkon välille.

Erään sovellusmuodon mukaan rakenteeseen kuuluu kolme verkkoa sijoitettuna siten, että väliaineen kulkusuunnassa ennen syöttökanavaa on yksi verkko ja syöttökanavan jälkeen väliaineen virtaussuunnassa on vähintään kaksi verkko estoaineen sitomiseksi säätörakenteeseen. Kaksi verkkoa pidättää estoainetta paremmin ja estää sen päätymisen paineen vaikutuksesta rakenteen lävitse.

Edullisesti laukaisin on lämmöstä aukaiseva mekaaninen palosulake. Mekaaninen palosulake on varmatoiminen eikä tarvitse sähköä toimiakseen, vaan vapauttaa toimilaitteen toimimaan heti lämpötilan noustessa riittävän korkealle.

20185920 prh 31 -10- 2018

Erään toisen sovellusmuodon mukaan toimilaite on jousi. Jousi puolestaan on varmatoiminen toimilaite ja edullisesti laukaisimena toimivan palosulakkeen vapauttaessa jousen lämmön vaikutuksesta jousi automaattisesti avaa venttiilin ja vapauttaa 5 estoaineen syöttökanavaan ja sitä kautta säätörakenteen pinnoille. Tällainen sovellusmuoto soveltuu käytettäessä rakennetta palojen eristämiseen. Tässä yhteydessä toimilaite käsittää terminä mekaaniset toimilaitteet, kuten jouset ja paineakut, mutta myös erilaiset sähköiset tai hydrauliset mootto10 rit, joita voidaan käyttää venttiilin käyttämiseen.

Erään sovellusmuodon mukaan kuhunkin purkuaukkoon kuuluu suutin syötettävän estoaineen levittämiseksi säätörakenteen pinnoille. Suuttimen avulla estoaine saadaan levitettyä suurem15 malle pinta-alalle verrattuna sellaiseen purkuaukkoon, jolla ei ole suuttimen kaltaisia ominaisuuksia.

Estoaine voi olla 1- tai 2-komponenttimassa, joka reagoidessaan kaasujen, nesteiden, kosteuden ja/tai lämpösäteilyn kanssa laa20 jentuu tiiviiksi umpisoluiseksi rakenteeksi. Massan valinta riippuu tarvittavasta palonkestosta ja siitä halutaanko estää palon vai vuodon leviäminen ympäröiviin tiloihin.

Erään sovellusmuodon mukaan laukaisin on lämpötila-anturi. Läm25 pötila-anturin avulla voidaan havaita palo lämpötilan nousun avulla.

Erään toisen sovellusmuodon mukaan laukaisin on kaasuanalysaattori. Kaasuanalysaattorin avulla voidaan havaita kaasuvuotoja 30 ja käyttää rakennetta kaasuvuotojen yhteydessä.

Erään kolmannen sovellusmuodon mukaan laukaisin on säteilymittari. Näin rakennetta voidaan käyttää radioaktiivisien aineiden yhteydessä kuten esimerkiksi ydinvoimalassa.

20185920 prh 31 -10- 2018

Keksinnön mukaisen menetelmän tarkoitus voidaan saavuttaa menetelmällä aukon tai kanavan läpäisevän virtauksen estämiseksi rakenteen avulla, jossa rakenne on asennettuna tiiviisti käyt5 tökohteessa aukkoon tai kanavaan ja käsittää kehysrakenteen ja kehysrakenteen sisään sovitetun virtauksenestorakenteen. Menetelmässä tarkkaillaan valittua suuretta laukaisimen avulla valitun kriteerin täyttymisen havaitsemiseksi, ohjataan valitun kriteerin täyttyessä toimilaitetta laukaisimen avulla, vapau10 tetaan toimilaitteen avulla paineelliseen säiliöön varastoitu estoaine säiliöön yhdistettyyn syöttökanavaan ja syötetään estoaine säätörakenteen yhteyteen kehysrakenteen tiivistämiseksi väliainevirtauksen estämiseksi. Näin estetään väliaineen virtaus virtauksenestorakenteen lävitse tiivistämällä kehysra15 kenne virtauksenestorakenteen ja estoaineen avulla. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan varmistua rakenteen tiivistymisestä ja sitä kautta väliainevirtauksen estymisestä täydellisesti.

Erään sovellusmuodon mukaan valittu kriteeri on lämpötila, joka on suurempi kuin 50 °C. Tällainen kriteeri soveltuu hyvin tulipalojen havaitsemiseen.

Erään toisen sovellusmuodon mukaan valittu kriteeri on valitun 25 kaasun pitoisuus ilmassa yli 100 ppm. Kaasun pitoisuuteen liittyvä kriteeri soveltuu kaasuvuotojen havaitsemiseen.

Edullisesti estoaine on sovitettu muodostamaan tiiviin rakenteen virtauksenestorakenteen pinnalle saavutettuaan haluttu 30 olomuoto.

Edullisesti menetelmässä käytetään toimilaitteena jousta ja laukaisimena mekaanista palosulaketta. Tällöin menetelmää voidaan käyttää ilman sähköä ja menetelmä on erittäin varmatoiminen .

Edullisesti käytetään virtauksenestorakenteen käsittäessä säleitä estoaineena difenyylimetaanidi-isosyanaattia, isomeerejä ja homologeja.

Toisen sovellusmuodon mukaan virtauksenestorakenteen ollessa verkot käsittävä kokonaisuus käytetään estoaineena 2,2-bis (bromimetyyli) propaani-1,3-diolia ja/tai polymety-polyfenyyli isosyanaattia.

Keksinnön mukainen rakenne soveltuu käytettäväksi esimerkiksi öljynporauslautoilla ja kemianteollisuudessa, mutta myös muissa käyttökohteissa, joissa palon tai vuodon sattuessa tarvitaan rakenteelta korkeaa eristyskykyä.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissa

20185920 prh 31 -10- 2018

Kuva la esittää keksinnön mukaisen rakenteen erään so25 vellusmuodon väliainevirtauksen suuntaisesti katsottuna virtauksenestorakenne suljettuna,

Kuva Ib esittää keksinnön mukaisen rakenteen erään sovellusmuodon väliainevirtauksen suuntaisesti katsottuna virtauksenestorakenne avattuna,

Kuva 2a esittää aksonometrisesti osittaisena leikkauskuvana keksinnön mukaisen rakenteen erään sovellusmuodon väliainevirtauksen suuntaisesti katsottuna virtauksenestorakenne suljettuna ίο

	Kuva	2b	esittää aksonometrisesti osittaisena leikkaus-
			kuvana keksinnön mukaisen rakenteen erään sovellusmuodon väliainevirtauksen suuntaisesti katsottuna virtauksenestorakenne avattuna,
5	Kuva	3	esittää aksonometrisesti osittain leikattuna keksinnön mukaisen rakenteen toisen sovellusmuodon väliainevirtauksen suuntaisesti katsottuna,
10	Kuva	4a	esittää sivusta päin leikkauskuvana keksinnön mukaisen rakenteen toisen sovellusmuodon kehysrakenteen tason suuntaisesti katsottuna kiinnitettynä kanavaan,
15	Kuva	4b	esittää sivusta päin leikkauskuvana keksinnön mukaisen rakenteen toisen sovellusmuodon kehysrakenteen tason suuntaisesti katsottuna kiinnitettynä kanavaan, kun estoaine on täyttänyt verkkojen välisen tilan estoainetta varten,
20	Kuva	5	esittää sivusta päin leikkauskuvana keksinnön mukaisen rakenteen toisen sovellusmuodon kehysrakenteen tason suuntaisesti katsottuna kiinnitettynä aukkoon.

20185920 PRH 31 -10- 2018

Kuvat la - 2b esittävät keksinnön mukaisen rakenteen 10 ensimmäistä sovellusmuotoa ja kuvat 3-5 puolestaan toista sovel25 lusmuotoa. Kaikissa sovellusmuodoissa keksinnön mukaiseen rakenteeseen 10 kuuluu kehysrakenne 12, kehysrakenteen 12 sisään sovitettu virtauksenestorakenne 14, paineistettu säiliö 20 estoainetta varten, syöttökanava 24 estoaineen syöttämiseksi virtauksenestorakenteeseen 14, venttiili 22 sovitettuna säiliön

20 ja syöttökanavan 24 välille, toimilaite 18 venttiilin 22 käyttämiseksi sekä laukaisin 25 toimilaitteen 18 ohjaamiseksi valitun kriteerin täyttyessä. Keksinnön ensimmäinen ja toinen sovellusmuoto eroavat toisistaan virtauksenestorakenteen 14 osalta.

20185920 prh 31 -10- 2018

Keksinnön mukainen rakenne 10 on sovitettavissa esimerkiksi kuvien 4a mukaisesti ilmastoinnin kanavaan 102 eli ilmastointikanavaan siten, että kehysrakenne 12 tiivistyy esimerkiksi 5 kanavan 102 sisäpintaa vasten kehysrakenteen 12 tason ollessa kanavan 102 pituussuunnalle poikkisuuntainen. Vastaavasti keksinnön mukainen rakenne 10 voidaan kuvan 5 mukaisesti sovittaa myös esimerkiksi seinän ilmastoinnin aukkoon 100, jossa keksinnön mukainen rakenne 10 tiivistyy kehysrakenteestaan 12 il10 mastoinnin aukon 100 sisäreunoihin eli esimerkiksi seinään 104.

Kehysrakenteen 12 ja seinän 104 välillä voidaan käyttää erillistä asennuskehystä 106, johon kehysrakenne 12 kiinnitetään. Kehysrakenne voi olla esimerkiksi metalliprofiilista pääasiallisesti taivuttamalla valmistettu paloa kestävä rakenne, joka 15 muodostaa suljetun kehyksen. Kehysrakenne mitoitetaan käyttötarkoituksen mukaan ja kehysrakenteen yhden sivun mitta voi olla vaihdella välillä 0,01 - 2,0 m, edullisesti 0,1 - 1,2 m.

Kehysrakenteen syvyys ilmastointikanavan pituussuunnassa tai toisin sanottuna aukon tai kanavan läpi menevän väliainevir20 tauksen kulkusuunnassa voi olla 0,01 - 0,8 m, edullisesti 0,05

- 0,5 m. Kehysrakenne 12 voidaan kiinnittää käyttökohteessa kuvan 5 mukaisesti aukkoon 100 tai kuvien 4a ja 4b mukaisesti kanavaan 102 kehysrakenteeseen 12 edullisesti kuuluvien laippojen 50 avulla käyttäen laipoissa 50 olevia reikiä 52, pult25 teja 60 ja muttereita 62. Kehysrakenne voidaan lisäksi tiivistää aukkoon kehysrakenteestaan käyttäen esimerkiksi massaa, joka ruiskutetaan tai valetaan kehysrakenteen ja aukon välille.

Kehysrakenteen 12 sisäpuolelle on sovitettu kuvien la - 5 mu30 kaisesti virtauksenestorakenne 14, jonka tarkoitus on estää väliaineen virtaus kehysrakenteen 12 lävitse palon tai vuodon sattuessa. Tämän vaikutuksen aikaansaamiseksi kehysrakenteen 12 yhteyteen on kaikissa sovellusmuodoissa sovitettu paineistettu säiliö 20, joka sisältää kaasujen, nesteiden, kosteuden

20185920 prh 31 -10- 2018 ja/tai lämpösäteilyn kanssa reagoidessaan laajenevaa estoainetta. Säiliöön 20 on syöttökanava 24, jota pitkin estoaine puretaan virtauksenestorakenteeseen 14 palon tai vuodon sattuessa eli palon tai vuodon indikoivan kriteerin täyttyessä. Kri5 teeri voi olla esimerkiksi riittävän korkea kaasupitoisuus tai lämpötila. Syöttökanavan 24 ja säiliön 20 välillä on kuvissa 4a - 5 näkyvä venttiili 22, jonka avaaminen mahdollistaa estoaineen 16 purkautumisen paineellisesta säiliöstä 20 syöttökanavaa 24 pitkin syöttökanavan 24 purkuaukoista 26 säätörakentee10 seen 14. virtauksenestorakenteessa 14 estoaine laajenee voimakkaasti ollessaan kontaktissa kaasujen, nesteiden, kosteuden ja/tai lämpösäteilyn kanssa samalla tarttuen virtauksenestorakenteen 14 ja kehysrakenteen 12 pintoihin tiivistäen kehysrakenteen 12 väliainetta läpäisemättömäksi. Toisin sanottuna es15 toaine on säiliössä nestemäisessä muodossa ja syöttöputkistosta säätörakenteen pinnalle syötettynä estoaine reagoi kaasujen, nesteiden, kosteuden ja/tai lämpösäteilyn kanssa ja laajenee muodostaen lopulta tiiviin rakenteen virtauksen estämiseksi kehysrakenteen lävitse. Edullisesti estoaine reagoi hapen kanssa.

Venttiilin 22 käyttöä varten keksinnön mukaiseen rakenteeseen kuuluu kuvien 4a - 5 mukaisesti toimilaite 18, joka avaa venttiilin 22 palon tai vuodon sattuessa. Toimilaite 18 voi olla esimerkiksi jousi 54, edullisesti kierrejousi, joka on 25 lukittu jännitettyyn tilaansa laukaisimena 25 toimivan lämpösulakkeen 56 avulla. Lämpösulakkeen sulaessa palon aiheuttaman lämmön vaikutuksesta jousi vapautuu ja jousen sisältämä voima avaa venttiilin vapauttaen estoaineen säiliöstä 20 syöttökanavaan 24. Toimilaitteen yhteydessä voi olla myös laukaisimena 30 anturi, joka antaa toimilaitteelle sähköisesti komennon avata venttiili. Tällainen säiliöön kiinnitettävä venttiili voi olla esimerkiksi palloventtiili tai vastaava, jonka karaa operoidaan toimilaitteen avulla.

Säiliön tilavuus riippuu rakenteen kokoluokasta, mutta esimerkiksi 100x100 mm poikkileikkaukseltaan olevalla kehysrakenteella varustetussa rakenteessa säiliön tilavuus on 0,3 1. Säiliöltä vaadittavaan tilavuuteen vaikuttaa myös käytettävä es5 toaine, sillä eri estoaineilla on erilaisia laajenemis- ja kuivumisominaisuuksia. Edelleen tarvittavaan säiliön tilavuuteen ja sitä kautta käytettävän estoaineen määrään vaikuttaa myös rakenteelta vaadittava paloluokka. Paloluokkia ovat esimerkiksi paloluokat AO, A30 ja A60, jolloin luokassa AO säiliön tilavuus 10 estoainetta, difenyylimetaanidi-isosyanaatti + isomeerit ja homologit, käytettäessä voi olla 7 litraa neliömetriä kohden säleellisessä virtauksenestorakenteessa. Säiliössä olevan estoaineen paine puolestaan riippuu käytettävästä estoaineesta, syöttökanavan virtausvastuksesta ja rakenteen palo- tai eris15 tysluokasta. Esimerkiksi 100x100 mm poikkileikkaukseltaan olevalla kehysrakenteella varustetussa säleettömässä rakenteessa säiliön paine voi olla 7 bar, jos estoaine on 2,2-bis (bromimetyyli) propaani-1,3-dioli; polymety-polyfenyyli isosyanaatti, syöttökanavan pituus <0,5m ja valittu paloluokka 20 AO .

20185920 prh 31 -10- 2018

Keksinnön mukaiseen rakenteeseen 10 kuuluva syöttökanava 24 voi olla esimerkiksi ruostumattomasta tai haponkestävästä teräksestä valmistettu putkisto, joka kiinnittyy kuvien 4a - 5 mu25 kaisesti venttiilin 22 välityksellä säiliöön 20. Syöttökanava on tuettu kehysrakenteeseen 12 joko suoraan tai erillisten korvakkeiden avulla. Syöttökanava 24 voi sovellusmuodosta riippuen olla kuvien la - 2b mukaisesti yksi jatkuva syöttöputki 44, johon purkuaukot 26 on muodostettu, tai useammasta haarau30 tuvasta syöttöputkesta muodostuva kokonaisuus. Kuvien 4a - 5 mukaisesti purkuaukkoihin kuuluu edullisesti suuttimet 58 estoaineen levittämiseksi viuhkamaiseksi suihkuksi. Samalla es

20185920 prh 31 -10- 2018 toaine leviää pienempään pisarakokoon, mikä helpottaa estoaineen laajenemista. Suutin voi olla myös erillinen purkuaukkoon esimerkiksi kierteillä kiinnitettävä rakenne.

Ensimmäisessä sovellusmuodossa virtauksenestorakenne 14 muodostuu ontoista säleistä 28. Säleistä voidaan myös käyttää nimitystä lamelli. Säleet 28 voivat olla kiinnitetty kehysrakenteeseen 12 välien d päähän toisistaan akseleiden 42 avulla.

Tällöin säleet 28 ovat käännettävissä akseleidensa 42 ympäri 10 rakenteeseen 10 kuuluvan toimilaitteen 18 avulla. Toimilaite voi olla esimerkiksi kierrejousi, joka voisi vapautuessaan pyörittää ketjun 38 tai muun voimansiirtovälineen välityksellä säleiden 28 akseleita 42. Toteutustavasta riippumatta toimilaite 18 kääntää kaikkia säleitä 28 yhtä aikaa ja yhtä paljon.

Säleiden 28 käännettävyys on merkittävää sen vuoksi, että säleet 28 voidaan kääntää yhdensuuntaisiksi, jolloin ne onttoina ja sivuiltaan avoimina muodostavat sisälleen yhtenäisen tilan 36 estoainetta varten.

Säleet 28 voivat olla esimerkiksi ohutlevystä valmistettuja rakenteita, joissa ohutlevyjen välille on sovitettu välikkeet 40, jotka sitovat ohutlevyt toisiinsa säleeksi samalla jäykistäen ne. Välikkeet 40 voivat olla esimerkiksi poikkileikkaukseltaan U:n muotoisia kappaleita, jotka on sovitettu säleiden 25 28 akselin 42 suhteen kohtisuoraan kahden ohutlevyn välille.

Tällöin säleet 28 voidaan valmistaa varsin ohuesta materialista, kuten esimerkiksi 0,3 - 1,5 mm teräslevystä. Edullisesti säleiden leveys on enintään 20 cm, jotta yksittäisen säleen kääntämiseen tarvittava voima ei kasva liian suureksi. Toi30 saalta tällöin myös säleissä käytettävä materiaali voi olla varsin ohutta ja kevyttä. Rakenteen dimensioiden kasvaessa voidaan käyttää useampia säleitä rinnakkain, jotta säleet muodostavat kehysrakenteen tason suuntaisiksi käännettynä sisäänsä tilan estoainetta varten. Säleiden 28 välinen etäisyys toisistaan eli väli d määräytyy säleiden 28 leveyden mukaan siten, että kukin säle 28 on kehysrakenteen 12 tason suuntaisiksi käännettynä kuvan la ja 2a mukaisesti kontaktissa tai alle 2 5 mm päässä viereisestä säleestä 28 tai kehysrakenteesta 12. Tällöin säleiden onton rakenteen sisään syötetty estoaine ei pääse pakenemaan liikaa tilasta.

Kuvien la - 2b mukaisessa ensimmäisessä sovellusmuodossa vir10 tauksenestorakenteen 14 avulla voidaan myös säätää väliainevirtauksen suuruutta aukon läpi tai kanavassa kääntämällä säleitä haluttuun asentoon täysin avoimen ja täysin suljetun asennon välillä. Tämä mahdollistaa väliainevirtauksen säätämisen normaalissa käyttötilanteessa, jossa laukaisimen valittu kriteeri 15 ei täyty ja paloa tai vuotoa ei ole havaittu.

Vaihtoehtoisesti säleet voivat olla osittain umpinaisia, jolloin ainoastaan säleiden akseleiden suuntaisiin sivuihin muodostuu tila estoainetta varten. Estoaine syötetään tässä so20 vellusmuodossa kuhunkin säleeseen oman purkuaukon kautta säleiden tiivistämiseksi toisiinsa.

20185920 prh 31 -10- 2018

Keksinnön ensimmäisessä sovellusmuodossa kehysrakenteeseen 12 kuuluu edullisesti aukot 46, joihin syöttökanava 24 purkuaukot 25 26 liittyvät mahdollistaen estoaineen syöttämisen kehysrakenteen 12 lävitse. Tällöin syöttökanava 24 voidaan sijoittaa kehysrakenteen 12 ulkopuolelle, jolloin se ei häiritse kehysrakenteen läpi menevää väliainevirtausta eikä siten aiheuta painehäviöitä. Palotilanteessa toimilaite 18 kääntää kehysraken30 teen 12 sisällä olevat säleet 28 kehysrakenteen 12 tason suuntaisiksi, jolloin säleet 28 muodostavat yhtenäisen ja jatkuvan tilan 36 estoaineelle sisälleen. Kehysrakenteen 12 aukot ovat sijoitettu siten, että kehysrakenteen 12 lävitse syötettävä

20185920 prh 31 -10- 2018 estoaine syötetään säleiden 28 sisään tilaan 36, jossa se pääsee laajenemaan lopulta täyttäen tilan kokonaan.

Kuvissa 3-5 esitetyn keksinnön toisen sovellusmuodon mukaan virtauksenestorakenne 14 on 2 - 15:sta verkoista 32 koostuva rakenne. Tällaisella virtauksenestorakenteella ei voida aktiivisesti säätää aukon tai kanavan läpi virtaavan väliainevirtauksen määrää, vaan tässä yhteydessä säädöllä on ainoastaan kaksi vaihtoehtoa, auki tai täysin tiivistetty. Toisessa so10 vellusmuodossa syöttökanava 24 koostuu edullisesti yhdestä tai useammasta syöttöputkesta 44 (esitetty kuvassa 3). Syöttökanava 24 voi olla sijoitettu kehysrakenteen 12 ulkopuolelle kuvien 3 - 5 mukaisesti, tai se voi olla sijoitettu myös kehysrakenteen sisäpuolelle verkkojen välille. Syöttökanavan 24 purkuaukot 26 15 ovat muodostettu syöttöputkiin 44. Sijoittamalla useita syöttöputkia kehysrakenteen sisäpuolelle saadaan aikaan nopea estoaineen levitys ja toisaalta estoaine saadaan jaettua tasaisesti verkolle. Verkko ei tue estoainetta laajenemisen aikana yhtä hyvin kuin säleiden umpinainen rakenne, mikä osaltaan oh20 jaa estoainetta laajenemaan siihen suuntaan, missä estoainetta ei vielä ole. Näin säleiden kanssa estoaine voidaan syöttää suoraan kehysrakenteen lävitse viemättä syöttöputkia kehysrakenteen sisään. Toisaalta oikealla mitoituksella myös verkkoja 32 käyttävässä toisessa sovellusmuodossa voidaan käyttää ke25 hysrakenteen 12 ulkopuolelle sijoitettua syöttökanavaa 24, joka käsittää useita kehysrakenteen 12 läpi johdettuja suuttimia 58 estoaineen 16 syöttämiseksi tasaisesti verkkojen 32 välille kuvien 4a - 5 mukaisesti.

Edullisesti syöttöputket 44 sijaitsevat väliainevirtauksen suunnassa ensimmäisen verkon 32 jälkeen ja syöttöputkien 44 jälkeen on edullisesti vähintään yksi, edullisesti kaksi verkkoa 32, joiden tehtävänä on varmistaa verkkojen 32 väliin syötettävän estoaineen pysyminen verkkojen 32 välissä.

Vaikka kuvissa 3-5 on esitetty ainoastaan kahden verkon käyttöä, tulee ymmärtää, että erittäin vaativissa palon tai säteilyn estämiseen käytettävissä kohteissa syöttökanavia voi olla 5 sijoitettu useisiin peräkkäisiin verkkojen väleihin, jolloin saadaan aikaan paksumpi estoaineen kerros.

20185920 PRH 31 -10- 2018

Palo- tai vuototilanteessa toimilaite 18 aukaisee säiliön 20 venttiilin 22, jolloin estoaine pääsee säiliöstä 20 syöttökana10 van 24 syöttöputkiin 44 ja purkautuu niissä olevista purkuaukoista 26 verkkojen 32 väliin kehysrakenteen 12 sisään. Verkkojen 32 välissä estoaine 16 laajenee ja täyttää verkkojen 32 välisen toisen tilan 48 ja siten kehysrakenteen 12 sisäpuolen kehysrakenteen 12 tiivistämiseksi. Kuva 4a esittää tilanteen, 15 jossa rakenne 10 on käytössä normaalitilanteessa estoaineen 16 sijaitessa paineellisessa säiliössä 20. Kuva 4b puolestaan esittää tilanteen, jossa estoaine 16 on vapautettu säiliöstä syöttökanavaa 24 pitkin verkkojen 32 väliin, jossa se on muodostanut kiinteän rakenteen kehysrakenteen 12 tukkimiseksi.

Verkko voi olla esimerkiksi 3x3 mm raoilla varustettua verkkoa, joka muodostaa hilarakenteen estoaineelle. Hilarakenne estää estoainetta leviämästä verkon lävitse, sillä estoaine laajenee hilarakenteen pintoja vasten liimautuen paikoilleen.

Keksinnön mukaisessa rakenteessa käytettävä estoaine voi olla

1- tai 2-komponenttista kaasujen, nesteiden, kosteuden ja/tai lämpösäteilyn kanssa laajenevasti reagoivaa ainetta. Näistä 1komponenttinen estoaine on hitaammin laajenevaa, kun taas 230 komponenttinen laajenee 1-komponenttista nopeammin. Estoaine voi olla esimerkiksi palokatkovaahtoa. Käytettäessä keksinnön mukaisen rakenteen virtauksenestorakenteena verkkorakennetta, estoaineen täytyy olla nopeammin reagoivaa ja laajenevaa, jotta estoaine ei pääse valumaan verkkojen lävitse. Käytettäessä rakennetta kaasuvuotojen leviämisen estämiseen, voidaan estoaineena käyttää umpisouluista PU-vaahtoa, joka muodostaa erityisen tiiviin kerroksen kuivuessaan. Säteilynesto tapauksissa es5 toaine ja säleet voivat sisältää lyijyä tai muuta korkean tiheyden omaavaa väliainetta, mikä estää säteilyn etenemistä.

Claims (15)

1. PATENTTIVAATIMUKSET

   1. Rakenne (10) aukkoa (100) tai kanavaa (102) varten, johon kuuluu

   5 - kehysrakenne (12) sovitettuna asennettavaksi tiiviisti käyttökohteessa aukkoon (100) tai kanavaan (102),

   - väliainevirtauksen läpäisevä virtauksenestorakenne (14) sovitettuna sanotun kehysrakenteen (12) sisään väliainevirtauksen katkaisemiseksi valitun kriteerin täyttyessä tii10 vistämällä virtauksenestorakenne (14) väliainetta läpäisemättömäksi laajenevan estoaineen (16) avulla,

   - toimilaite (18) sovitettuna kehysrakenteen (12) yhteyteen virtauksenestorakenteen (14) tiivistämisen käynnistämiseksi,

   15 - laukaisin (25) sovitettuna toimilaitteen (18) yhteyteen toimilaitteen (18) käyttämiseksi valitulla kriteerillä, tunnettu siitä, että rakenteeseen (10) kuuluu lisäksi

   - paineistettu säiliö (20) estoainetta (16) varten sovitettuna kehysrakenteen (12) yhteyteen,

   20 - venttiili (22) yhdistettynä sanottuun paineistettuun säiliön (20) ja sovitettuna käytettäväksi sanotulla toimilaitteella (18) estoainevirtauksen vapauttamiseksi paineistetusta säiliöstä (20), ja

   - syöttökanava (24) käsittäen purkuaukkoja (26) yhdis-

   25 tettynä sanottuun säiliöön (20) ja sovitettuna ulottumaan vir- tauksenestorakenteen (14) yhteyteen paineistetussa säiliössä (20) olevan estoaineen (16) siirtämiseksi paineistetusta säiliöstä (20) virtauksenestorakenteen (14) pinnoille valitun kriteerin täyttyessä.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanottu virtauksenestorakenne (14) käsittää tasomaisia säleitä (28), joiden välille sanottu estoaine (16) on sovitettu syötettävän syöttökanavaa (24) pitkin.

   20185920 prh 31 -10- 2018
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanotut säleet (28) ovat kiinnitetty käännettäväsii kehysrakenteeseen (12) ja käännettävissä valitun kriteerin

   5 täyttyessä virtauksenestorakenteen (14) sulkemiseksi väliainevirtauksen estämiseksi pääosin tai kokonaan.
4. 4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanotut säleet (28) ovat onttoja rakenteita, jotka

   10 ovat sivuiltaan avoimet läpivirtauksen mahdollistamiseksi.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanottu toimilaite (18) on sovitettu sanotun venttiilin (22) aukaisemisen lisäksi säleiden (28) kään15 tämiseen.
6. 6. Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanotut säleet (28) ovat sovitettu kehysrakenteeseen (12) siten, että ontot säleet (28) ovat käännettävissä

   20 yhdensuuntaisiksi säleiden (28) sisään muodostuvan yhtenäisen tilan (36) muodostamiseksi estoainetta (16) varten.
7. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanottu virtauksenestorakenne (14) käsittää 2-15

   25 kappaletta, edullisesti 2 kappaletta verkkoja (32) sovitettuna kehysrakenteen (12) tason suuntaisesti välin (d) päähän toisistaan, joista yhteen väliin sanottu syöttökanava (24) on sovitettu estoaineen (16) syöttämiseksi verkkojen (32) välille virtauksenestorakenteen (14) tiivistämiseksi.
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanottu syöttökanava (24) on sovitettu verkkojen (32) väliin siten, että väliaineen kulkusuunnassa ennen syöt tökanavaa (24) on yksi verkko (32) ja syöttökanavan (24) jälkeen väliaineen virtaussuunnassa on vähintään yksi, edullisesti kaksi verkkoa (32) estoaineen (16) sitomiseksi virtauksenestorakenteeseen (14).
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanottu toimilaite (18) on jousi (54).
10. 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen rakenne,

    10 tunnettu siitä, että kuhunkin sanottuun purkuaukkoon (26) kuuluu suutin (58) syötettävän estoaineen (16) levittämiseksi virtauksenestorakenteen (14) pinnoille.

    11 . Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 10 mukainen rakenne, 15 tunnettu siitä, että sanottu laukaisin (25) on lämmöstä aukai- seva mekaaninen palosulake. 12 . Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 10 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sanottu laukaisin (25) on kaasuanalysaat-

    20 tori.

    20185920 prh 31 -10- 2018
11. 13. Menetelmän aukon (100) tai kanavan (102) läpäisevän virtauksen estämiseksi rakenteen (10) avulla, jossa rakenne (10) on asennettuna tiiviisti käyttökohteessa aukkoon (100) tai 25 kanavaan (102) ja käsittää kehysrakenteen (12) ja kehysrakenteen (12) sisään sovitetun virtauksenestorakenteen (14), jossa menetelmässä

    - tarkkaillaan valittua suuretta laukaisimen (25) avulla valitun kriteerin täyttymisen havaitsemiseksi,

    30 - ohjataan sanotun kriteerin täyttyessä toimilaitetta (18) laukaisimen (25) avulla,

    - estetään väliaineen virtaus keksinnön mukaisen rakenteen (10) lävitse tiivistämällä kehysrakenne (12) virtauksenestorakenteen (14) ja estoaineen (16) avulla, tunnettu siitä, että menetelmässä edelleen

    5 - vapautetaan toimilaitteen (18) avulla paineelliseen säiliöön (20) varastoitu estoaine (16) säiliöön (20) yhdistettyyn syöttökanavaan (24),

    - syötetään estoaine (16) virtauksenestorakenteen (14) yhteyteen kehysrakenteen (12) tiivistämiseksi väliainevirtauk-

    10 sen estämiseksi.
12. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu valittu kriteeri on lämpötila, joka on suurempi kuin 50 °C.
13. 15 .

    Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu valittu kriteeri on valitun kaasun pitoisuus ilmassa yli 100 ppm.