WO2010060774A1 - Brandsimulationsvorrichtung - Google Patents

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WO2010060774A1
WO2010060774A1 PCT/EP2009/064708 EP2009064708W WO2010060774A1 WO 2010060774 A1 WO2010060774 A1 WO 2010060774A1 EP 2009064708 W EP2009064708 W EP 2009064708W WO 2010060774 A1 WO2010060774 A1 WO 2010060774A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel
fire simulation
fire
atmosphere side
simulation device
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/064708
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Naderer
Original Assignee
Naderer Brandsimulation Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Naderer Brandsimulation Ag filed Critical Naderer Brandsimulation Ag
Publication of WO2010060774A1 publication Critical patent/WO2010060774A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0081—Training methods or equipment for fire-fighting

Definitions

  • the present invention describes a fire simulation fire training apparatus, comprising a device body in the interior of which at least one fuel distribution line branched by a plurality of control valves, which by means of a control and control unit via a plurality of electrical supply lines, which are also arranged in the interior, can be supplied in a controllable and controllable manner with fuel, so that a definable and variable fuel volume of a liquid or gaseous fuel can be supplied on an atmosphere side outside the device body, which is flammable on the atmosphere side by means of at least one electrical ignition electrode, so that the flames produced and fed with at least one flame monitoring sensor, which cooperates with the control and control unit, can be monitored and controlled.
  • EP0535279 describes a fire simulation device which specifically simulates liquid fires, for example of spilled gasoline.
  • a fuel volume is generated from fuel supplied above a fire simulation surface, fuel being controllably directed into a medium through fuel distribution lines and released there.
  • a fuel distribution within the medium a distribution of fuel is formed, which diffuses to the surface of the medium and spreads there on the fire simulation surface.
  • the creation of a desired fire simulation surface is achieved by the passage and distribution of the fuel through the medium.
  • the fuel is distributed uncontrollably within the medium and released after the rise to the surface of the medium, indirectly through the medium to the atmosphere. It can not be excluded that fuel dissolves in the medium, or that, depending on the type of medium and the type of fuel, the fuel ascends unsteadily.
  • liquid propane gas is usually used as fuel, which is heavier than air even in the gaseous state, a uniform distribution in the medium sand or gravel is not to be expected. It is to be expected with an accumulation of the fuel up to a critical amount, which can then burn uncontrollably and explosively at an unknown time.
  • the distribution process of the fuel takes place only by the outflow of fuel within the medium, with no special outlet nozzles are needed. However, there is no further control of the distribution process possible and since the combustion of the discharged fuel takes place only with a huge time delay, after passing through the medium, the control of the combustion is extremely sluggish.
  • a further development of a fire simulation device is described in DE102004058190.
  • Fuel is discharged directly into the atmosphere through a plurality of nozzles, bypassing a distribution medium.
  • the different shapes of useable nozzles determine the distribution of the fuel above the fire simulation surface, whereby different flame patterns can be generated.
  • Flame monitoring sensors which are connected to a control and control unit, allow the evaluation of the deletion result.
  • a fire is easily, safely and quickly ignitable, with a pilot burner being used for ignition.
  • This pilot burner is supplied with fuel and also operated by the control unit.
  • the fire simulation device Since the fire simulation device according to DE102004058190 does not have a liquid or granular distribution medium, the fire simulation device is accessible and allows the storage of objects for fire simulation on the fire simulation surface.
  • the entire fire simulation device is formed from a plurality of distribution systems. These distribution systems each have the same technical characteristics and can be used as individual independent fire simulation devices operate side by side. The technical effort for the ignition of each distribution system with a pilot burner and the equipment of each distribution system with all the necessary components makes the fire simulation device complicated and expensive.
  • the present invention has for its object to provide a fire simulation device, which allows a reproducible and directly controllable supply of liquid or gaseous fuels to achieve a controllable fuel volume in the area of a fire simulation area.
  • a further object of the present invention is the provision of at least one reliably operating, easily controllable and gas-supply-free ignition device which permits targeted direct and pilot burner-free ignition of the fuel volume.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a
  • Figure 2a shows a sectional view through a fire simulation system along the section line AA of Figure 1 shows.
  • FIG. 2b shows an enlarged sectional view according to FIG. 2a with a fuel volume in the region of one
  • FIG. 3 shows a detailed view of an exit module, according to the circular marking from FIG. 1.
  • FIG. 4a shows a further embodiment of a
  • FIG. 4b shows a schematic sectional view of a third embodiment of a device body in the form of a kitchen unit with a plurality of outlet modules.
  • Fire simulation device 1 is shown schematically in FIGS. 1 to 3 as a level walkable fire simulation device 1 embedded in the ground for simulating a surface fire in the open air.
  • the fire simulation device 1 is formed by a device body 10 having an interior 100.
  • the interior 100 is bounded by at least one fire simulation surface 11 to the outside against an atmospheric 120.
  • a fuel volume 12 can be distributed on the atmosphere side 120 above the fire simulation surface 11 and outside of the device body 10.
  • the at least one fire simulation surface 11 may be flat or formal.
  • a fire-resistant protective cover 15 may be arranged within the device body 10.
  • This fire-resistant protective cover 15 may be made of sand, gravel, concrete, ceramic material or for example of water.
  • the fuel distribution line 19 passes through the interior 100 of the device body 10 in the direction of the atmosphere side 120 through the at least one
  • Fire simulation surface 11 which forms the interface between the interior 100 and the atmosphere side 120, completely crossing.
  • the fuel distribution lines 19 open into a fuel outlet 20 which is part of an exit module 2.
  • the outlet module 2 additionally comprises in each case one baffle plate 21 on a baffle plate holder 22.
  • the outlet module 2 is arranged completely on the atmosphere side 120 and thus located completely outside the device body 10.
  • the fuel distribution line 19 completely traverses the device body 10 and the fire-resistant protective cover 13, so that the fuel outlet 20 opens into the atmosphere on the atmosphere side 120 directly outside the device body 10.
  • At least one baffle 21 on a baffle plate holder 22 is arranged on the atmosphere side above the fire simulation surface 11, so that fuel the desired fuel volume 12, consisting of targeted and reproducibly distributed fuel above the
  • Fire simulation surface 11 can form.
  • the baffles 21 are spaced from the device body 10 and the fire-resistant protective cover 13 with the respective baffle supports 22.
  • the baffle holder 22 is attached undetachably directly to the fuel distribution line 19 within the device body 10.
  • the baffles 21 deflecting fuel are deflected approximately parallel to the combustion surface 11 of the fire.
  • the fuel thus forms a fuel volume 12 which is distributed near the fire simulation surface 11. In the region of the exit modules 2, a concentration of fuel in the fuel volume 12 can be achieved.
  • the baffle 21 has a shape which advantageously promotes the distribution of the fuel on the fire simulation surface 11 in the form of a fuel volume 12, since the edges are chamfered, whereby the fuel is reflected in the direction of the Brands ⁇ mulations Design 11 ,
  • the supply of the fuel is regulated by a control and control unit 17, wherein the control and control unit 17 in this embodiment, the device body 12 is disposed directly adjacent to the device body 12 in a slot 171 with a ⁇ bdeckplatte 172 concealable.
  • control and control signals are transferable.
  • fuel can be fed through fuel supply lines 16 via a plurality of control valves 170 into the individual independently controllable fuel distribution lines 19.
  • the plurality of control valves 170 are electromagnetically or pneumatically controllable and also housed in the well 171.
  • An unillustrated computer-operated computing unit allows control of the control valves 170 independently of each other.
  • the control and control signals between the computer unit, the control and control unit 17, the independent control valves 170 and the main valve 173 are transferable.
  • a supply of individual outlet modules 2 in different surface areas of the fire simulation surface 11 with desired amounts of fuel can be independently reached and the fuel volume 12 above the fire simulation surface 11 can be varied to achieve different flame images of the later fire simulation.
  • the ignition of the fuel volume 12 on the atmosphere side 120 is performed in the present fire simulation device 1 by electrically operated ignition electrodes 4.
  • At least one of the ignition electrodes 4 can be arranged.
  • flame monitoring sensors 3 are arranged in the form of, for example, thermocouples 3 in the region of the exit modules 2.
  • thermocouples 3 and sensors for extinguishing agents such as water, powder or foam can be used, which make conclusions on the achieved extinguishing success possible.
  • the measured values of the Flame monitoring sensors 3 are continuously evaluated by a computer unit, not shown by software, which is closed at a negative temperature gradient to a successful deletion and the simulation of the gas supply is throttled programmed by the control unit 17. With this feedback of the measured values of the flame monitoring sensors 3, a fire simulation with extinguishing progress can be simulated.
  • the shape of the fuel outlet 20 plays no role in the distribution of the fuel on the fire simulation surface 11, which is why expensive and expensive nozzles with special nozzle shapes can be dispensed with.
  • the baffle 21 is connected by means of the baffle plate holder 22 releasably or permanently connected to the Brennstoffver fürottisle ⁇ tung 19 in the region of the fuel outlet 20.
  • the partially high pressure gaseous or liquid fuel bounces upon exiting through the fuel outlet 20 on the underside of the baffle 21 and is reflected in the direction of the device body 10. Since propane gas, which has a higher density than the atmospheric air, is preferably used as the fuel, the fuel volume 12 reproducibly lowers and distributes above the fire simulation surface 11.
  • At least one grate 14 can be arranged outside the device body 10, as a result of which the fire simulation surface 11 can be walked on.
  • the grid 14 should be arranged flush with the baffle 21 of the exit modules 2 final. Since the fuel volume 12 can be distributed despite the grid 14 on the atmosphere side 120, such a grid 14 has no negative impact on the achievable flame images.
  • the sensitive components such as ignition electrode 4 and flame monitoring sensors 3 but are secured by the grid 14 against destruction.
  • a simulation of fires of objects such as vehicles and outdoor buildings is also desired. FIG.
  • FIG. 4a shows by way of example a fire simulation device 1, wherein the device body 10 has the shape of a vehicle 10 'and the body surfaces of at least one fire simulation surface 11 are partially or completely formed.
  • the exit modules 2 with the fuel outlet 20 and baffles 21 outside the interior 100 on the atmosphere side 120 are clearly visible, while the fuel distribution lines 19 and the electrical supply lines 18 completely in the interior 100 of the vehicle 10 'extend.
  • the shapes of the baffles 21 are to be selected such that in some surface areas a concentration of the fuel is achieved.
  • the fire simulation device 1 can also be used to simulate fires in enclosed spaces of furniture, such as kitchen units, cabinets or electrical appliances, wherein the appliance body 10 has, for example, the shape of a kitchen unit 10 "and at least one fire simulation surface 11 is designed
  • gaseous fuel is advantageously used so that not too much energy is released during combustion.
  • FIG. 4b shows, the fire simulation surface 11 can also form at least one outer wall of a kitchen unit 10 ".
  • the exit modules 2 are arranged on the atmosphere side and the fuel distribution lines 19 and electrical supply lines 18 are protected in the interior 100 of the kitchen unit 10 ".Controlled and controllable combustion of supplied gaseous fuel thus makes it possible to simulate a source of fire in enclosed spaces.
  • the fire-resistant protective cover 13 may for example consist of gravel, sand, ceramic material, or of water. It is important to ensure that the fuel outlet 20 is at no time covered by the fire-resistant protective cover 13 and partially or completely closed.
  • the fire simulation device 1 also works without the use of a fire-resistant protective cover 13 when using refractory fuel distribution lines 19, for example made of stainless steel and correspondingly designed electrical supply lines 18
  • the fire simulation device 1 described allows controlled and reproducible ignition of the fuel volume 12 in one or a plurality of surface sections above the fire simulation surface 11 by means of the control and control unit 17, wherein the fuel can be ignited directly without pilot passage through a distribution medium by means of ignition electrodes. It is a fast control loop with fast feedback of the measurement signals of the flame monitoring sensors 3 to the control and control unit 17 achievable, creating an optimal fire simulation is possible. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Zur Brandsimulatϊon wird in einer Brandsimulationsvorrichtung (1) eine mittels einer Regel- und Steuereinheit (17) reproduzierbare Zuführung von unterschiedlichen Brennstoffen oberhalb mindestens einer Brandsϊmulationsfläche (11) auf einer Ätmosphärenseite ausserhalb eines Vorrichtungskörpers bereitgestellt. Brennstoff wird mittels Brennstoffverteilungsleitungen (19) regelbar bis zu mindestens einem Brennstoffauslass (20) geleitet, welcher atmosphärenseitig angeordnet und Teil eines Austrittsmodules (2) ist. Das Austrittsmodul (2) umfasst ein Prallblech, welches den ausströmenden Brennstoff oberhalb der Brandsimulationsfläche (11) in einem Brennstoffvolumen verteilt. Zur Zündung wird eine Zündelektrode (4) eingesetzt und zur Überwachung des Löscherfolges dient mindestens ein Flammüberwachungssensor, welcher von der Regel- und Steuereinheit (17) auslesbar und steuerbar ist.

Description

Brandsimulationsvorrichtunq
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Brandsimulationsvorrichtung für das Training zur Feuerbekämpfung, umfassend einen Vorrichtungskörper in dessen Innenraum mindestens eine Brennstoffverteϊlungsleitung verzweigt verlaufend durch eine Mehrzahl von Regelventilen, welche mittels einer Regel- und Steuereinheit über eine Mehrzahl elektrischer Versorgungsleitungen, welche ebenfalls im Innenraum verlaufend angeordnet sind, mit Brennstoff kontrolliert versorgbar und ansteuerbar ist, sodass ein definierbares und variierbares Brennstoffvolumen eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes auf einer Ätmosphärenseite ausserhalb des Vorrichtungskörpers lieferbar ist, welches atmosphärenseitig mittels mindestens einer elektrischen Zündelektrode entflammbar ist, sodass die so erzeugten und gespiesenen Flammen mit mindestens einem Flammüberwachungsssensor, welcher mit der Regel- und Steuereinheit zusammenwirkt, überwachbar und steuerbar sind.
Stand der Technik
Die EP0535279 beschreibt eine Brandsimulationsvorrichtung, welche gezielt Flüssigkeitsbrände, beispielsweise von ausgelaufenem Benzin simuliert. Es wird ein Brennstoffvolumen aus zugeführtem Brennstoff oberhalb einer Brandsimulationsfläche erzeugt, wobei Brennstoff durch Brennstoffverteilungsleitungen regelbar in ein Medium geleitet wird und dort freigesetzt wird. Durch eine Brennstoffverteilung innerhalb des Mediums bildet sich eine Verteilung von Brennstoff, welcher an die Oberfläche des Mediums diffundiert und sich dort auf der Brandsimulationsfläche verteilt. Die Schaffung einer gewünschten Brandsimulationsfläche ist durch die Durchleitung und Verteilung des Brennstoffes durch das Medium erreichbar. Damit wird der Brennstoff innerhalb des Mediums unkontrollierbar verteilt und nach dem Aufstieg an die Oberfläche des Medium, indirekt durch das Medium an die Atmosphäre abgegeben. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich Brennstoff Im Medium löst, bzw., dass je nach Art des Mediums und nach Art des Brennstoffes, der Brennstoff unstetig aufsteigt.
Da als Brennstoff meist flüssiges Propangas verwendet wird, welches auch im gasförmigen Zustand schwerer ist als Luft, ist eine gleichmässϊge Verteilung im Medium Sand oder Kies nicht zu erwarten. Es ist mit einer Ansammlung des Brennstoffes bis zu einer kritischen Menge zu rechnen, welche dann zu einem unbekannten Zeitpunkt unkontrolliert und explosionsartig verbrennen kann.
Der Verteilungsprozess des Brennstoffes erfolgt lediglich durch das Ausströmen lassen von Brennstoff innerhalb des Mediums, wobei keine besonderen Auslassdüsen benötigt werden. Es ist aber keine weitere Kontrolle des Verteilungsprozesses möglich und da die Verbrennung des herausgelassenen Brennstoffes erst mit einer enormen Zeitverzögerung, nach Durchgang durch das Medium stattfindet, ist die Regelung der Verbrennung äusserst träge.
Mit der Vorrichtung aus EP0535279 wird eine annähernd homogene Brennstoffversorgung oberhalb der Brandsimulationsfläche erreicht, wobei verschiedene Flächenbereiche nicht mit unterschiedlich viel Brennstoff versorgbar sind. Die Zündung erfolgt, wie im Stand der Technik der Brandsimulationsvorrichtungen mit einem Pilotbrenner, welcher den erzeugten Brennstoffvolumen oberhalb der Brandsimulationsfläche entzündet. Die Verwendung eines Pilotbrenners macht die Zündung des Brennstoffes aufwändig und unflexibel, da zum einen ein hoher technischer Aufwand zur Versorgung und Steuerung des Pilotbrenners nötig ist und jeweils der gesamte Brennstoff an der gesamten Brandsimulationsfläche entzündbar ist.
Eine Weiterentwicklung einer Brandsimulationsvorrichtung ist in DE102004058190 beschrieben. Brennstoff wird mittels einer Mehrzahl von Düsen direkt, ohne Umweg durch ein Verteilungsmedium, in die Atmosphäre abgegeben. Die unterschiedlichen Formen verwendbarer Düsen bestimmen die Verteilung des Brennstoffes oberhalb der Brandsimulationsfläche, wodurch unterschiedliche Flammbilder erzeugbar sind. Über einem Hohlraum, in welchem Brennstoffverteilungsleitungen, Regeleinrichtungen und elektrische Versorgungsleitungen angeordnet sind, bildet sich ein Brennstoffvolumen aus. Verteilt angeordnete
Flammüberwachungssensoren, welche mit einer Regel- und Steuereinheit verbunden sind, erlauben die Auswertung des Löscherfolges. Mittels der Regel- und Steuereinheit ist ein Brand einfach, sicher und schnell entzündbar, wobei zur Zündung ein Pilotbrenner eingesetzt wird. Dieser Pilotbrenner wird mit Brennstoff versorgt und ebenfalls durch die Regel- und Steuereinheit bedient.
Da die Brandsimulationsvorrichtung gemäss DE102004058190 kein flüssiges oder körniges Verteilmedium aufweist, ist die Brandsimulationsvorrichtung begehbar ausgestaltet und erlaubt das Abstellen von Gegenständen zur Brandsimulation auf der Brandsimulationsfläche.
Zur Erreichung von Bereichen der Brandsimulationsvorrichtung mit unterschiedlichen Mengen angesammelten Brennstoffes, wobei die unterschiedlichen Bereiche voneinander unabhängig entzündbar und wiederentzündbar sind, wird die gesamte Brandsimulationsvorrichtung aus einer Mehrzahl von Verteilsystemen gebildet. Diese Verteilsysteme umfassen jeweils die gleichen technischen Merkmale und lassen sich wie einzelne unabhängige Brandsimulationsvorrichtungen nebeneinander betreiben. Der technische Aufwand für die Zündung jedes Verteilsystems mit einem Pilotbrenner und die Ausstattung jedes Verteilsystems mit allen nötigen Bauteilen macht die Brandsimulationsvorrichtung kompliziert und teuer.
Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt eine Brandsimulationsvorrichtung zu schaffen, welche eine reproduzierbar und direkt regelbare Zufuhr von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen zur Erreichung eines kontrollierbaren Brennstoffvolumens im Bereich einer Brandsimulationsfläche erlaubt.
Darüber hinaus ist es gewünscht eine Verteilung von Brennstoffen in verschiedenen Flächenabschnitten der Brandsimulationsfläche mit geringem technischen Aufwand zu erreichen, wobei die verschiedenen Flächenabschnitte unabhängig voneinander entzündbar sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung mindestens einer verlässlich arbeitenden, einfach steuerbaren und gaszuführungsfreien Zündvorrichtung, welche eine gezielte direkte und pilotbrennerfreie Zündung des Brennstoffvolumens erlaubt.
Die Aufgabe erfüllt eine Brandsimulationsanlage gemäss den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer
Brandsimulationsvorrichtung, während Figur 2a eine Schnittansicht durch eine Brandsimulationsanlage entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 1 zeigt.
Figur 2b zeigt eine vergrösserte Schnittansicht gemäss Figur 2a mit einem Brennstoffvolumen im Bereich eines
Austrittsmoduls.
Figur 3 zeigt eine Detailansicht eines Austrittsmoduls, gemäss der kreisförmigen Markierung aus Figur 1.
Figur 4a zeigt eine weitere Ausführungsform einer
Brandsimulationsvorrichtung als schematische
Schnittansicht, wobei der Vorrichtungskörper die Form eines Fahrzeuges und eine Mehrzahl an Brandsimulationsflächen aufweist, während
Figur 4b eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Vorrichtungskörpers in Form einer Küchenzeile mit einer Mehrzahl von Austrittsmodulen darstellt.
Beschreibung
Eine erste bevorzugte Ausführungsform einer
Brandsimulationsvorrichtung 1 wird in den Figuren 1 bis 3 schematisch als ebene begehbare und in den Erdboden eingelassene Brandsimulationsvorrichtung 1 zur Simulation eines Flächenbrandes im Freien dargestellt.
Die Brandsimulationsvorrichtung 1 wird von einem Vorrichtungskörper 10 mit einem Innenraum 100 gebildet. Der Innenraum 100 wird von mindestens einer Brandsimulationsfläche 11 nach aussen gegen eine Atmosphärenseϊte 120 begrenzt. Auf der Atmosphärenseite 120 oberhalb der Brandsimulationsfläche 11 und ausserhalb des Vorrichtungskörpers 10 ist ein Brennstoffvolumen 12 verteilbar. Die mindestens eine Brandsimulationsfläche 11 kann eben oder förmlich ausgestaltet sein.
Im Innenraum 100 des Vorrichtungskörpers 10 sind Brennstoffverteϊlungsleitungen 19 angeordnet, welche teilweise von einem Verteilungsleitungsschutz 190 in Form beispielsweise von Rohrhülsen 190 umgeben sind. Mindestens eine Brennstoffzuleitung 16 ist mit den Brennstoffverteilungsleitungen 19 verbunden, wodurch Brennstoff den Brennstoffverteilungsleitungen 19 zuführbar ist. Die Brennstoffverteilungsleitungen 19 können beliebig, ja nach Anforderung an die Brandsimulationsvorrichtung 1, verzweigt innerhalb des Vorrichtungskörpers 10 verlaufend verlegt sein.
Unterhalb der Brandsimulationsfläche 11, welche mit Brennstoff versorgbar und mit einem Brennstoffvolumen 12 bedeckbar ist, kann eine feuerresistente Schutzabdeckung 15 innerhalb des Vorrichtungskörper 10 angeordnet sein. Diese feuerresistente Schutzabdeckung 15 kann aus Sand, Kies, Beton, Keramikmaterial oder beispielsweise aus Wasser bestehen. Wie in Figur 3 erkennbar durchsetzt die Brennstoffverteilungsleitung 19 den Innenraum 100 des Vorrichtungskörpers 10 in Richtung Atmosphärenseite 120 durch die mindestens eine
Brandsimulationsfläche 11, welche die Grenzfläche zwischen Innenraum 100 und Ätmosphärenseite 120 bildet, vollständig querend.
Die Brennstoffverteilungsleitungen 19 münden In einen Brennstoffauslass 20, welcher ein Teil eines Austrittsmoduls 2 ist. Das Austrϊttsmodul 2 umfasst zusätzlich jeweils ein Prallblech 21 an einer Prallblechhalterung 22. Das Austrittsmodul 2 ist vollständig auf der Atmosphärenseite 120 und damit vollständig ausserhalb des Vorrichtungskörper 10 gelegen angeordnet. Die Brennstoffverteilungsleitung 19 quert den Vorrichtungskörper 10 und die feuerresistente Schutzabdeckung 13 vollständig, sodass der Brennstoffauslass 20 damit direkt ausserhalb des Vorrichtungskörpers 10 in die Atmosphäre auf der Atmosphärenseite 120 mündet.
Zugeführter flüssiger oder gasförmiger Brennstoff kann aus dem Brennstoffauslass 20 direkt in die Atmosphäre entweichen. Mindestens ein Prallblech 21 an einer Prallblechhalterung 22 ist atmosphärenseitig oberhalb der Brandsimulationsfläche 11 angeordnet, damit Brennstoff das gewünschte Brennstoffvolumen 12, bestehend aus gezielt und reproduzierbar verteiltem Brennstoff oberhalb der
Brandsimulationsfläche 11 bilden kann. Die Prallbleche 21 sind mit den entsprechenden Prallblechhalterungen 22 von dem Vorrichtungskörper 10 und der feuerresistenten Schutzabdeckung 13 beabstandet, angeordnet. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Prallblechhalterung 22 direkt an der Brennstoffverteilungsleitung 19 innerhalb des Vorrichtungskörpers 10 unlösbar befestigt. Wie Im Detail in Figur 3 erkennbar, lenken die Prallbleche 21 austretenden Brennstoff annähernd parallel zur Brandsϊmulationsfläche 11 ab. Der Brennstoff bildet damit ein Brennstoffvolumen 12 welches nahe der Brandsimulationsfläche 11 verteilt ist. Im Bereich der Austrittsmodule 2 ist eine Konzentration von Brennstoff im Brennstoffvolumen 12 erreichbar.
Wie in der Detailansicht eines Austrittsmoduls 13 erkennbar, weist das Prallblech 21 eine Form auf, welche die Verteilung des Brennstoffes auf der Brandsimulationsfläche 11 in Form eines Brennstoffvolumens 12 vorteilhaft begünstigt, da die Kanten abgeschrägt sind, wodurch der Brennstoff in Richtung der Brandsϊmulationsfläche 11 reflektiert wird.
Die Zufuhr des Brennstoffes ist durch eine Regel- und Steuereinheit 17 regulierbar, wobei die Regel- und Steuereinheit 17 in diesem Ausführungsbeispiel dem Vorrichtungskörper 12 direkt benachbart in einem Schacht 171 mit einer Äbdeckplatte 172 verdeckbar angeordnet ist. Mittels einer Mehrzahl von elektrischen Versorgungsleitungen 18, welche im Innenraum 100 des Vorrichtungskörpers 10 verlaufend verlegt sind, sind Regel- und Steuersignale übertragbar. Über mindestens ein Hauptventil 173 ist Brennstoff durch Brennstoffzuleitungen 16 über eine Mehrzahl von Regelventilen 170 in die einzelnen unabhängig steuerbaren Brennstoffverteilungsleitungen 19 einspeisbar. Die Mehrzahl von Regelventilen 170 ist elektromagnetisch oder pneumatisch steuerbar und ebenfalls in dem Schacht 171 untergebracht. Eine nicht dargestellte mittels Software betriebene Rechnereinheit erlaubt die Steuerung der Regelventile 170 unabhängig voneinander. Durch die elektrischen Versorgungsleitungen 18 sind die Regel- und Steuersignale zwischen der Rechnereinheit, der Regel- und Steuereinheit 17, den unabhängigen Regelventilen 170 und dem Hauptventil 173 übertragbar. Somit ist eine Versorgung einzelner Austrittmodule 2 in unterschiedlichen Flächenbereichen der Brandsimulationsfläche 11 mit gewünschten Mengen Brennstoff unabhängig voneinander erreichbar und das Brennstoffvolumen 12 oberhalb der Brandsimulationsfläche 11 kann zur Erreichung unterschiedlicher Flammbilder der späteren Brandsimulation variiert werden.
Die Zündung des Brennstoffvolumens 12 auf der Atmosphärenseite 120 wird in der vorliegenden Brandsimulationsvorrichtung 1 durch elektrisch betriebene Zündelektroden 4 durchgeführt. Im Bereich des Austrittsmoduls 2 kann mindestens eine der Zündelektroden 4 angeordnet sein. Vorteilhaft ist eine Anordnung der Zündelektrode 4 auf der Atmosphärenseite 120 im Raum zwischen dem Brennstoffauslass 20 und dem Prallblech 21. Aufgrund der Nähe der Zündelektrode 4 zum Brennstoffauslass 20 können bereits kleine Mengen Brennstoff direkt nach dem Austritt aus dem Brennstoffauslass 20 in die Atmosphäre oberhalb der Brandsimulationsfläche 11 gezündet werden. Es ist möglich aber nicht nötig, im Bereich jedes Austrittsmodules 2 eine Zündelektrode 4 anzuordnen, um jeweils den Brennstoff im Flächenbereich in der Nähe des jeweiligen Austrittsmodules 2 zu zünden.
Wenn das Brennstoffvolumen 12 teilweise oder vollständig gezündet worden ist, bilden sich Flammen aus, deren Flammbilder durch die gezielte Zuführung von Brennstoff aufgrund der Anordnung der Austrittsmodule 2 und der daraus resultierenden Brennstoffverteilung oberhalb der Brandsimulationsfläche 11 bestimmt sind.
Um den Löscherfolg während des Trainings auszuwerten und die Zuführungsmenge des Brennstoffes kontinuierlich zu ermitteln und zu regeln, werden Flammüberwachungssensoren 3 in Form beispielsweise von Thermoelementen 3 im Bereich der Austrittsmodule 2 angeordnet. Neben Thermoelementen 3 sind auch Sensoren für Löschmittel, wie Wasser, Pulver oder Schaum einsetzbar, welche Rückschlüsse auf den erreichten Löscherfolg möglich machen. Die Messwerte der Flammüberwachungssensoren 3 werden kontinuierlich von einer nicht dargestellten Rechnereinheit mittels Software ausgewertet, wobei bei einem negativen Temperaturgradienten auf eine erfolgreiche Löschaktion geschlossen wird und zur Simulation die Gaszufuhr durch die Regel- und Steuereinheit 17 programmiert gedrosselt wird. Mit dieser Rückkopplung der Messwerte der Flammüberwachungssensoren 3 kann eine Brandsimulation mit Löschfortschritt nachgebildet werden.
Die Form des Brennstoffauslasses 20 spielt bei der Verteilung des Brennstoffes auf der Brandsimulationsfläche 11 keine Rolle, weshalb auf aufwändige und teure Düsen mit speziellen Düsenformen verzichtet werden kann.
Das Prallblech 21 ist mittels der Prallblechhalterung 22 lösbar oder unlösbar mit der Brennstoffverteilungsleϊtung 19 im Bereich des Brennstoffauslasses 20 verbunden. Der teilweise unter hohem Druck austretende gasförmige oder flüssige Brennstoff prallt nach dem Austritt durch den Brennstoffauslass 20 auf die Unterseite des Prallbleches 21 und wird in Richtung des Vorrichtungskörpers 10 reflektiert. Da als Brennstoff bevorzugt Propangas, welches eine höhere Dichte als die Atmosphärenluft aufweist, verwendet wird, senkt und verteilt sich das Brennstoffvolumen 12 reproduzierbar oberhalb der Brandsimulationsfläche 11.
Optional kann ausserhalb des Vorrichtungskörpers 10 mindestens ein Gitterrost 14 angeordnet sein, wodurch die Brandsimulationsfläche 11 begehbar wird. Dazu sollte der Gitterrost 14 bündig mit dem Prallblech 21 der Austrittsmodule 2 abschliessend angeordnet sein. Da sich das Brennstoffvolumen 12 trotz Gitterrost 14 auf der Atmosphärenseite 120 verteilen lässt, hat ein solcher Gitterrost 14 keinen negativen Einfluss auf die erreichbaren Flammbilder. Die empfindlichen Bauteile wie Zündelektrode 4 und Flammüberwachungssensoren 3 sind aber durch den Gitterrost 14 gegen eine Zerstörung gesichert. Neben der Simulation von Flächenbränden ist auch eine Simulation von Bränden von Gegenständen wie Fahrzeuge und Gebäuden im Freien erwünscht. Die Figur 4a zeigt beispielhaft eine Brandsimulationsvorrichtung 1, wobei der Vorrϊchtungskörper 10 die Form eines Fahrzeugs 10' aufweist und die Karosserieflächen von mindestens einer Brandsimulationsfläche 11 teilweise oder vollständig gebildet werden. Die Austrittsmodule 2 mit Brennstoffauslass 20 und Prallblechen 21 ausserhalb des Innenraumes 100 auf der Ätmosphärenseite 120 sind deutlich erkennbar, während die Brennstoffverteilungsleitungen 19 und die elektrischen Versorgungsleitungen 18 vollständig im Innenraum 100 des Fahrzeuges 10' verlaufen. Um einen Fahrzeugbrand möglichst realistisch nachzubilden, sind die Formen der Prallbleche 21 derart zu wählen, dass in einigen Flächenbereichen eine Konzentration des Brennstoffes erreicht wird.
Des Weiteren können mit der erfindungsgemässen Brandsimulationsvorrichtung 1 auch Brände in geschlossenen Räumen von Mobiliar, beispielsweise Küchenzeilen, Schränken oder Elektrogeräten simuliert werden, wobei der Vorrichtungskörper 10 beispielsweise die Form einer Küchenzeile 10" aufweist und mindestens eine Brandsimulatϊonsfläche 11 ausgestaltet ist. Zum Einsatz in geschlossenen Räumen wird dann vorteilhafterweise gasförmiger Brennstoff eingesetzt, damit nicht zuviel Energie bei der Verbrennung freigesetzt wird. Wie die Figur 4b zeigt, kann die Brandsimulationsfläche 11 auch mindestens eine Aussenwand einer Küchenzeile 10" bilden. Auch hier sind die Austrittsmodule 2 atmosphärenseitig angeordnet und die Brennstoffverteilungsleitungen 19 und elektrischen Versorgungsleitungen 18 geschützt im Innenraum 100 der Küchenzeile 10" verlegt. Eine kontrollierte und regelbare Verbrennung von zugeführtem gasförmigen Brennstoff ermöglicht somit die Simulation eines Brandherdes In geschlossenen Räumen. Die feuerresistente Schutzabdeckung 13 kann beispielsweise aus Kies, Sand, Keramikmaterial, oder aber aus Wasser bestehen. Dabei ist darauf zu achten, dass der Brennstoffauslass 20 zu keiner Zeit von der feuerresistenten Schutzabdeckung 13 bedeckt und teilweise oder ganz verschlossen ist.
Die erfindungsgemässe Brandsimulationsvorrichtung 1 funktioniert auch ohne die Verwendung einer feuerresistenten Schutzabdeckung 13. Bei Verwendung feuerfester Brennstoffverteilungsleitungen 19, beispielsweise aus Edelstahl und entsprechend ausgelegten elektrischen Versorgungsleitungen 18 auf
Hochtemperaturanwendungen abgestimmt beispielsweise mit hochschmelzenden Isolierungen, ist auch ein Betrieb ohne die feuerresistente Schutzabdeckung 13 möglich. Dies ist vor allem bei kleineren Brandherden in geschlossenen Räumen erwünscht.
Die beschrieben Brandsimulationsvorrichtung 1 erlaubt mittels Regel- und Steuereinheit 17 eine kontrollierte und reproduzierbare Zündung des Brennstoffvolumens 12 in einem oder einer Mehrzahl von Flächenabschnitten oberhalb der Brandsimulationsfläche 11, wobei der Brennstoff pilotbrennerfrei ohne Durchgang durch ein Verteilmedium direkt mittels Zündelektroden entzündbar ist. Es ist eine schnelle Regelschleife mit schneller Rückkopplung der Messsignale der Flammüberwachungssensoren 3 auf die Regel- und Steuereinheit 17 erreichbar, wodurch eine optimale Brandsimulation möglich ist. Bezugszeichenliste
1 Branclsimulationsvorrichtung
10 Vorrichtungskörper 10' Fahrzeug
10" Küchenzeile 100 Innenraum
11 Brandsimulationsfläche (mindestens eine)
12 Brennstoffvolumen 120 Atmosphärenseite
13 feuerresistente Schutzabdeckung
(Kiesbett/Sandbett/Betondecke/ Wasser/ (feuerresistent)
14 Gitterrost (optional)
16 Brennstoffzuleitung
19 Brennstoffverteilungsleitung 190 Verteilungsleitungsschutz (Rohrhülsen)
17 Regel- und Steuereinheit
170 Regelventil
171 Schacht
172 Abdeckplatte
173 Hauptventil
18 Elektrische Versorgungsleitung (Zündung+Sensoren)
2 Austrittsmodul
20 Brennstoffauslass
21 Prallblech
22 Prallblechhalterung
3 Flammüberwachungssensor (T, Wasser-, Pulver-, Schaumsensor)
4 Zündelektrode (gasfrei, elektrisch)

Claims

Patentansprüche
1. Brandsimulationsvorrichtung (1) für das Training zur
Feuerbekämpfung, umfassend einen Vorrichtungskörper (10) in dessen Innenraum (100) mindestens eine
Brennstoffverteilungsleitung (19) verzweigt verlaufend durch eine Mehrzahl von Regelventilen (170), welche mittels einer Regel- und Steuereinheit (17) über eine Mehrzahl elektrischer Versorgungsleitungen (18), welche ebenfalls im Innenraum (100) verlaufend angeordnet sind, mit Brennstoff kontrolliert versorgbar und ansteuerbar ist, sodass ein definierbares und variierbares Brennstoffvolumen (12) eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes auf einer Atmosphärenseite (120) ausserhalb des Vorrichtungskörpers (10) lieferbar ist, welches atmosphärenseitig mittels mindestens einer elektrischen
Zündelektrode (4) entflammbar ist, sodass die so erzeugten und gespiesenen Flammen mit mindestens einem Flammüberwachungsssensor (3), welcher mit der Regel- und Steuereinheit (17) zusammenwirkt, überwachbar und steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Brennstoffverteilungsleitung (19) den Innenraum (100) des Vorrichtungskörpers (10) in Richtung Atmosphärenseite (120) durch mindestens eine Brandsimulationsfläche (11), welche die Grenzfläche zwischen
Innenraum (100) und Atmosphärenseite (120) bildet, vollständig querend durchsetzt und in mindestens ein Austrittsmodul (2), umfassend einen Brennstoffauslass (20), eine Prallblechhalterung (22) und ein Prallblech (21) auf der Atmosphärenseϊte (120) ausserhalb des Vorrichtungskörpers
(10) angeordnet mündet, wodurch das Brennstoffvolumen (12) direkt von der mindestens einen Brennstoffverteilungsleitung (19) auf der Atmosphärenseite (120) über die Brandsϊmulationsfläche (11) gesteuert verteilt in die Atmosphäre abgebbar ist und atmosphärenseitig entflammbar ist.
2. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandsimulationsfläche (11) förmlich gestaltet ist.
3. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandsimulationsvorrichtung (1) eine Mehrzahl von Brandsimulationsflächen (11) aufweist.
4. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündelektrode (4) und der Flammüberwachungssensor (3) im Bereich des Austrittsmoduls (2) atmosphärenseitig zwischen Prallblech (21) und
Brandsimulationsfläche (11) angeordnet sind.
5. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallblechhalterung (22) direkt an der Brennstoffverteilungsleitung (19) unlösbar befestigt ist.
6. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gitterrost (14) bündig mit dem Prallblech (21) verlaufend oberhalb der Brandsimulationsfläche (11) angeordnet ist.
7. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Brennstoff durch die Anordnung der Mehrzahl von Austrittsmodulen (2) in gezielt variierbaren Mengen in definierten Flächenbereichen auf der
Brandsimulationsfläche (11) abgebbar ist.
8. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Zündelektroden (4) atmosphärenseitig oberhalb der Brandsimulationsfläche (11) angeordnet ist, wodurch Flammen in einzelnen Flächenbereichen des Brennstoffvolumens (12) voneinander unabhängig entzündbar sind.
9. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtungskörper (10) in den Erdboden versenkt ist.
10. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtungskörper (10) die Form eines Fahrzeuges (10') oder eines Mobiliars (10") hat und mindestens zwei separierte Teil-Brandsimulationsflächen (11) aufweist.
11. Brandsimulationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtungskörper (10) eine feuerresistente Schutzabdeckung (13) bestehend aus Sand,
Kies, Beton, Keramikmaterial oder Wasser aufweist, welche von der Brennstoffverteilungsleitung (19) vollständig bis zur Brandsimulationsfläche (11) gequert wird.
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