WO2015161955A1 - Kompakte miniatur-feuerlösch- bzw. brandschutzeinrichtung - Google Patents

Kompakte miniatur-feuerlösch- bzw. brandschutzeinrichtung Download PDF

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WO2015161955A1
WO2015161955A1 PCT/EP2015/055039 EP2015055039W WO2015161955A1 WO 2015161955 A1 WO2015161955 A1 WO 2015161955A1 EP 2015055039 W EP2015055039 W EP 2015055039W WO 2015161955 A1 WO2015161955 A1 WO 2015161955A1
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triggering
fire
extinguishing
trigger
release
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PCT/EP2015/055039
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Rüdiger Klug
Bodo Müller
Jürgen Teschner
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Job Lizenz Gmbh & Co. Kg
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Priority to ES15710744.2T priority patent/ES2667126T3/es
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    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/08—Control of fire-fighting equipment comprising an outlet device containing a sensor, or itself being the sensor, i.e. self-contained sprinklers
    • A62C37/10—Releasing means, e.g. electrically released
    • A62C37/11—Releasing means, e.g. electrically released heat-sensitive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C13/00—Portable extinguishers which are permanently pressurised or pressurised immediately before use
    • A62C13/62—Portable extinguishers which are permanently pressurised or pressurised immediately before use with a single permanently pressurised container
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/02—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance
    • A62C35/10—Containers destroyed or opened by flames or heat

Definitions

  • the invention relates to a fire extinguishing and / or fire protection device with the features of claim 1. It further relates to a passively thermally controlled release valve having the features of the preamble of claim 9, which is used in particular for forming a fire extinguishing and / or fire protection device according to the present invention can be.
  • DE 10 2009 023 422 A1 describes an electrical component component enclosed in a housing, which in one embodiment comprises an electric reading light for arrangement in an aircraft, in which a miniaturized extinguishing device is arranged inside the housing because of a particular risk of fire of this electrical component. which is suitable for extinguishing or preventing a fire occurring within the housing by releasing an extinguishing medium.
  • a thermal sensor is proposed, which may be, for example, a bimetal or a memory metal.
  • the possibility is mentioned here to allow a passive, in particular currentless monitoring of the surrounding temperature.
  • a more detailed description of the manner in which the miniature extinguishing device described in DE 10 2009 023 422 A1 is constructed is not given there.
  • thermal bulbs which are closed on both sides, tube-like glass jars, which are filled with a thermal tripping liquid, which upon reaching or exceeding a predetermined release temperature in extends a way that they can burst by the pressure built up the wall of the glass vessel, so that destroys the thermal release element and causes a release of the valve.
  • a similar thermal tripping element as part of a valve arrangement is shown in DE 199 11 530 C2, wherein in one exemplary embodiment, as shown in FIG. 4, the tripping valve has a perforation element in the form of a hollow needle, which hollow needle is arranged on a tripping part is.
  • the triggering part is held by a thermal triggering element, again a so-called thermal bulb, in a standby position, is biased by a coil spring in the direction of a release position in which it moves and thereby drives the hollow needle when the thermal release element triggers (the Thermo -Bulb shattered).
  • the hollow needle perforates and pierces a sealing membrane, which closes an overflow channel.
  • the thermal release valve shown here is described in connection with use as a safety valve for a pressurized gas container, which releases an emergency opening for discharging the compressed gas in the event of a triggering temperature exceeding a critical level in order to supply the container which is under pressure and filled with a possibly combustible gas relieve and thus avert a fire or explosion hazard.
  • the valve shown in DE 199 11 530 C2 can also be thought of as a triggering valve for a fire extinguishing and / or fire protection device in which a compressed extinguishing medium is present in the overflow channel instead of a pressurized combustible compressed gas.
  • EP 2 332 616 A1 describes a further possibility for the fire protection of electrical appliances.
  • a reservoir or storage container for an extinguishing medium is integrated in a housing part, wherein the storage container is designed so that it releases openings when a critical temperature is exceeded, e.g. by melting corresponding material of a wall, through which opening the extinguishing agent disposed in the reservoir, e.g. C6-fluoroketone is released.
  • No. 7,703,640 B1 describes a thermally triggered discharge valve which is placed on pressurized gas containers in order to open them when they are overheated, thereby discharging the gas contained in the container and preventing bursting of the gas container.
  • a fire extinguishing or fire protection device is not disclosed in this document.
  • object of the invention Specify here a corresponding fire extinguishing and / or fire protection device, object of the invention.
  • object of the invention it is the object of the invention to provide a passively thermally controlled release valve suitable for use in such a fire extinguishing and / or fire protection device.
  • the invention thus provides a novel fire extinguishing and / or fire protection device, which is formed according to the invention from a pressure vessel filled with a pressurized extinguishing medium and a passively thermally controlled release valve.
  • the pressure vessel in this case has an outlet opening which is closed with a perforatable by a perforation closure element such that the pressurized extinguishing medium is retained in the pressure vessel.
  • a closure element may e.g. a sealing membrane, a sealing foil, a bursting disc or the like.
  • this closure element on the one hand ensures a retention of the extinguishing medium safe and on the other hand designed in its structure and property such that it can be perforated by the perforation, so as to open the outlet opening and allow leakage of the extinguishing medium.
  • the passively thermally controlled release valve is placed directly on the outlet opening, ie. This is important because only in this way can be achieved that the fire extinguishing and / or fire protection device according to the invention of the desired compact and space-saving design and thus as a self-sufficient unit for fire safety in even small-sized compartments and components, eg can be integrated in housed electronics components.
  • the trigger valve is passively thermally controlled, meaning that there is no need for an active trigger control, as e.g. is required for corresponding sensors that must transmit sensor signals that must be received by a corresponding receiver and possibly even still be evaluated.
  • passively thermally controlled in this context means that the trigger valve does not need its own power supply, as a whole is independent of an externally applied operating voltage or operating power supply.
  • thermal tripping elements may e.g.
  • thermal bulbs so generally glass vessels that completely surround an interior and in which the interior is filled with a triggering liquid, which upon reaching a predetermined release temperature due to thermal expansion and thus accompanying pressure development bring the wall of the glass vessel to bursting and thus irreversibly destroy the thermal tripping element.
  • the perforation element which belongs to the trigger valve, is held in the fire extinguishing and / or fire protection device according to the invention in a standby position, this being done by the thermal tripping element.
  • the perforation element is further biased towards a release position, e.g. can be done by a corresponding spring or another, comparatively acting clamping means.
  • the release position is such that the perforation element, when it reaches this perforated the closure element and thus opens the outlet opening, so that the pressurized extinguishing medium flow out of the interior of the pressure vessel and can provide the extinguishing effect.
  • the design of the trigger valve is such that at a caused by reaching a predetermined release temperature triggering this valve (by virtue of a response of the thermal trigger element), the perforation element is released and driven by the in the standby position on him biasing bias moves into the release position.
  • the fire hazard Define sections or components.
  • the filled into the internal volume of the extinguishing medium is dimensioned such that it is sufficient in the volume in which the fire extinguishing and / or fire protection device is used, with the appropriate effectiveness to prevent fire or extinguish an already created local fire, on the other hand, damage to adjacent areas is avoided by the fact that not excessively extinguishing medium is released.
  • An extinguishing gas is preferably used as the extinguishing medium, since it can be compressed to a high degree, so that a small accumulation volume for the extinguishing gas when triggered guarantees a sufficiently large displacement volume for the extinguishing effect.
  • the quenching gas in the pressure vessel in particular also be liquefied, so that an even more effective increase in volume is possible.
  • the extinguishing gas is particularly advantageously an oxygen-binding and / or oxygen-displacing extinguishing gas.
  • other pressurized extinguishing media may also be used here, e.g. a mixture of a propellant and a e.g.
  • a corresponding extinguishing gas for example an electrically operated household appliance, such as e.g. a clothes dryer, a washing machine, a dishwasher or the like., Are not affected, when the fire extinguishing and / or fire protection device according to the invention triggers.
  • a correspondingly equipped larger device can be easily recovered by reducing the component affected by the fire, e.g. an electronic Wegeel with housing enclosure, exchanged and replaced with a new, preferably again secured with a fire extinguishing and / or fire protection device according to the invention, component.
  • the trigger valve of the fire extinguishing and / or fire protection device in one possible embodiment, a connected to the outlet opening media guide channel and also distribution openings for the extinguishing medium by means of which a distribution of the extinguishing medium takes place in the event of triggering.
  • the media guide channel then passes the emerging from the outlet opening extinguishing medium into the interior of the trigger valve to the distribution openings, which may be e.g. can act around distributor nozzles, so that a targeted distribution of the extinguishing medium can take place in the case of triggering.
  • the distribution openings can be designed and arranged depending on the local conditions, so that a distribution of the extinguishing medium takes place in such a way that it can be delivered directly and in the shortest possible paths and quickly towards fire-prone areas.
  • the pressure vessel of the fire extinguishing and / or fire protection device according to the invention in the region of the outlet opening have a first screw and the trigger valve in a connecting portion may have a complementary to the first screw second screw thread, so that to form the fire extinguishing and / or fire protection device of the pressure vessel and the trigger valve are connected by screwing first and second screw thread.
  • first screw thread an external thread
  • second screw thread be an internal thread.
  • This variant allows for easy installation of the fire extinguishing and / or fire protection device according to the invention, wherein first the pressure vessel is filled with the extinguishing medium and closed by the closure element, which closure element is placed in this case in particular in the region of the outlet opening on a screw thread limiting top edge of this outlet opening, and it is then screwed the trigger valve. It is certainly obvious that the release position of the perforation of the trigger valve is designed and located so that it is in the region of the connecting portion in which the trigger valve has the second screw, or the perforation in this area in the release position, the closure element of the outlet opening Perforate and open the pressure vessel.
  • the fire extinguishing and / or fire protection device have a trigger sensor that emits a signal when the thermally controlled release valve has triggered.
  • a triggering sensor can e.g. comprise an electrical conductor which is interrupted when the thermal tripping valve is triggered, thus interrupting a sensor circuit.
  • the trigger sensor can be formed by a normally open circuit, which is closed by triggering the thermal release valve and possibly the movement of components thereof and thus emits a signal.
  • the signal of a triggering sensor can e.g. can be used to trigger an alarm, but it can also be used to control other automatic actions, e.g. to trigger further extinguishing mechanisms to close fire protection barriers or the like.
  • the invention is concerned with a passively thermally controlled trigger valve comprising: a bearing part, a release part movable relative to the bearing part between a ready position and a release position, a perforation element arranged on the triggering part, - A spring means which is arranged between the bearing part and the release part and biases the trigger part relative to the bearing part in the release position, and - A thermal tripping element, which holds the trigger member against the bias exerted by the spring means bias in the standby position.
  • the passively thermally controlled release valve of the invention is characterized in that the release part is sleeve-like and is seated on the bearing part and in a longitudinal direction of the bearing part on this between the standby position and the release position is movable.
  • This passively thermally controlled release valve thus designated and constructed is particularly suitable for use in the formation of a fire extinguishing and / or fire protection device as described above, but is not limited to such use. It may as well be e.g. in a use as described in the aforementioned DE 199 11 530 C2 as a safety valve for a compressed gas tank, or as a trigger valve larger sized fire extinguishing and / or fire protection equipment or systems, e.g. in the context of sprinkler systems.
  • the passively thermally controlled release valve according to the invention also differs from the construction of a similarly acting valve disclosed in the already mentioned DE 199 11 530 C2, which is shown in the cited document in FIG. 4.
  • the thermal triggering element is arranged acentric, so that when a triggering of the triggering element not only in the longitudinal direction of the perforation element shown there in the form of a hollow needle directed force pulse occurs, but also a transversely acting direction to this direction pulse can occur, which lead to tilting or tilting and can affect the effectiveness of this valve.
  • this can be avoided accordingly and a clean axial release force and a corresponding pulse can be achieved.
  • the bearing part with an outer surface, on which the sleeve-like formed release part is seated form a guide for the triggering part in its movement from the ready position to the release position.
  • the corresponding guidance ensures once again that, in the event of triggering, a corresponding movement of the release part and thus of the perforation element from the ready position into the release position occurs, in which the perforation element can perforate a corresponding closure element so as to release a flow path.
  • the triggering part is referred to as sleeve-like design, does not mean that this particular continuous cylindrical has the shape of a sleeve.
  • the release part has a sleeve portion, with which it rests on the bearing part and can be moved along the bearing part.
  • the triggering part next to such a sleeve portion then have a front side closed dome portion which forms a corresponding conclusion of the triggering part.
  • On an inner surface of the dome section can then be provided or formed in particular a bearing surface which serves as an abutment for an end of the thermal release element, said end may be in particular an axial end.
  • lateral outlet openings can be provided in the outer wall of the triggering part, which connect the interior of the triggering part to an outer side and which in particular are arranged directly below the dome section.
  • Such outlet openings can serve for distributing an outflowing medium which, in the event of triggering of the triggering valve, flows through the triggering valve up to the outlet openings and is released there to the outside.
  • the bearing part is formed substantially circular cylindrical.
  • a particular also provided with a circular diameter sleeve portion of the trigger part can be placed and performed by this particularly well at a transfer from the ready position to the release position.
  • the bearing part can, according to a possible embodiment of the invention, be connected to a, in particular end-side, end connection structure for connection to and connection to a closed with a perforable closure element outlet opening, wherein it is in this connection structure in particular a thread, eg an internal thread, can act.
  • the release valve according to the invention may further comprise a support bearing for the spring means, which is arranged on the trigger part according to a variant embodiment.
  • This support bearing can be arranged in particular on the trigger part in a longitudinal extension on a first side of the trigger member, and the trigger member may have on a second side opposite the first side an abutment for the thermal release element, in which case between the support bearing and the abutment in the Longitudinal extension seen only the spring means and beyond the spring means the thermal release element are arranged.
  • spring means and thermal tripping element can be arranged running along a central axis of the structure in order to achieve the symmetry already described above as advantageous and thus the exact triggering of the passively thermally controlled tripping valve.
  • the support bearing described above may be formed in a variant embodiment in particular by a fixed to opposite wall portions of a sleeve-like portion of the trigger part, extending transversely to the longitudinal extension of the trigger part bearing pin passing through guide slots in the bearing part.
  • Such a construction offers next to the mere creation of the Abstützlagers further advantages.
  • an additional secure leadership especially with regard to a suppression of a rotation possibility of the trigger member then, if this would otherwise be done done.
  • an axial bore can be provided in the bearing part, in which the spring means is arranged and is supported on one side on an axial bore limiting the front end spring bearing.
  • the thermal triggering element may in particular again be a so-called thermal bulb, that is generally a glass vessel completely enclosing an interior space with a triggering liquid enclosed in the interior and expanding at a predetermined triggering temperature until the glass vessel bursts.
  • the perforation element can take various forms, e.g. a perforation needle, in particular a perforated hollow needle, which then immediately forms with its cavity a passage for the guidance of a triggering case of the triggering valve in this inflowing fluid forms a perforating blade or the like.
  • the trigger valve of the invention may comprise a trigger sensor which emits a signal when the thermally controlled trigger valve has triggered.
  • a trigger sensor which emits a signal when the thermally controlled trigger valve has triggered.
  • electrical contacts are attached to electrically conductive components of the trigger valve and these are connected to an electrical circuit, wherein a closed circuit is formed via the electrically conductive components either in the standby position, which is interrupted by taking the trigger position and thus triggers the signal.
  • This can e.g. be effected in that an electrical contact by mechanical moving and bringing apart of two elements of the trigger valve is opened in the transition from the ready position to the release position.
  • a thermal tripping element e.g. a glass vessel filled with a triggering liquid, e.g. formed by appropriate coating and electrically integrated into the circuit, this on triggering (when, for example, the glass vessel bursts) but interrupts.
  • the trigger sensor may also include an open circuit in the ready position, which is closed by triggering the trigger valve and taking the trigger position, thereby triggering the signal. This closing of a circuit can e.g. be effected by two electrically contacted components of the trigger valve when triggering and taking the release position are moved towards each other and brought into mechanical and electrical contact.
  • the triggering sensor system contains a circuit that is closed in the standby position and which is connected via the thermal tripping element, in particular a glass vessel filled with a tripping liquid, e.g. a glass ampoule is guided
  • this circuit can also be used to heat by means of an electric current supplied in this by the thermal effect of the current flowing through the thermal tripping element line section electrical current, the thermal tripping element targeted to the triggering temperature and so to operate a remote release.
  • the corresponding circuit can be formed with the guided over the thermal tripping element line section without a trigger sensor and designed purely as a remote triggering.
  • Figure 1 is a sectional view schematically the structure of a fire extinguishing or fire protection device according to the invention.
  • Fig. 2 in individual representations a to d, the mode of action of the invention for the formation of the fire extinguishing or fire protection used, also according to the invention passively thermally controlled trigger valve based on four instantaneous representations during a tripping operation;
  • FIG. 3 shows a trigger valve according to the invention with the illustration of the integration of a triggering sensor system
  • FIG. 4 shows the release valve of FIG. 3 in a sectional view taken along the line A-A in FIG. 3.
  • a fire extinguishing or fire protection device is shown schematically in a sectional view, which is provided with the reference numeral 1.
  • This fire extinguishing or fire protection device 1 contains as essential components a pressure vessel 2 and a passively thermally controlled release valve 10.
  • the pressure vessel 2 is shown designed in the manner of a print cartridge and includes an outer wall 3, which, for example. may be formed of a metal, such as stainless steel, and which encloses an inner volume 7.
  • the pressure vessel 2 has an outlet opening 4, which is sealingly closed with a sealing film 5. In a neck-shaped region near the outlet opening 4, the pressure vessel 2 has an external thread 6.
  • the closure film 5 is chosen to be strong and resilient so that it can withstand a pressure prevailing in the inner volume 7, exerted by the compressed extinguishing agent pressure.
  • the trigger valve 10 is screwed with a connector to which an internal thread 25 is mounted on the neck-shaped portion with the outlet opening 4 of the pressure vessel 2 and the external thread 6 provided there, and so connected to the pressure vessel 2 into a unit, the total fire extinguishing or fire protection device 1 forms.
  • the triggering valve 10 is placed directly on the pressure vessel 2 and connected thereto, without being interposed here, for example, by a long-running pressure line or the like.
  • the component shown here is made compact, e.g. a total longitudinal extent of about 100 mm (sum of the lengths of the pressure vessel 2 and the trigger valve 10) and an overall diameter at the widest point of about 20 to 25 mm.
  • the capacity of the inner volume 7 of the pressure vessel may be 50 ml to 100 ml in this example.
  • the trip valve 10 which in itself also constitutes a separate subject of the invention and in particular is not limited in use within the scope of a fire extinguishing or fire protection device as shown herein, but may also be used in other applications as a thermally controlled trigger valve, comprises first two essential main components, namely a bearing part 11, on which the internal thread 25 is formed and which is correspondingly fixed in position connected to the pressure vessel 2, and a trigger part 12. It can be seen that the trigger member 12 is sleeve-like placed on the bearing member 11, wherein the interaction of an outer circumferential surface of the here formed cylindrical support member 11 and a corresponding inner surface of the trigger member 12 is a guide for a possible longitudinal movement of the trigger member 12 relative to the bearing member 11 is formed.
  • a perforation element 13 here in the form of a perforation needle, in particular perforated hollow needle, fixed and extends in a longitudinal direction in the direction of the possible direction of movement of the trigger member 12 relative to the bearing member 11.
  • a perforation element 13 In the bearing part 11 is in the axial direction of a bore 14 introduced, in which a compression spring 14 is inserted.
  • This compression spring 14 is supported on the one hand on a bearing pin 16 which is connected to the bearing part 11 transversely with the respective outer wall of the sleeve-shaped release part, and on the other hand on a spring bearing 17 from which spring bearing 17 is formed by a frontal taper or contact edge of the bore 14 ,
  • the compression spring 15 acts as a spring means between the bearing part 11 and the trigger member 12 and biases in the ready position of the trigger valve 10 shown here in Fig. 1, the trigger member 12 in a manner to be described in a triggering position before.
  • the bearing part 11 has on its the spring bearing 17 opposite outer end face on a funnel-shaped recess 18 which is connected via a continuation of the bore 14 (with a smaller diameter) with this bore to form a media channel.
  • guide slots 19 are further formed, which are penetrated as extending in the axial longitudinal direction slots or longitudinal slots of the bearing pin 16 and this open a possibility of movement along the longitudinal slots 19 and provide a guide.
  • the trigger member 12 has, in addition to a sleeve-shaped portion 21 with which it rests on the bearing part 11, a dome portion 20 closing the trigger part 21 at its end face opposite the fitting with the internal thread 25.
  • an abutment 22 is formed for an elongated, arranged along the longitudinal axis of the thermal trigger element 24, which is supported with a longitudinal end on the abutment 22 and a second longitudinal end in the funnel-shaped recess 18 of the bearing part 11.
  • the thermal trip element 24 thus maintains the trip valve 10 in its standby position by preventing the trigger member 12 from moving in the direction of the pressure vessel 2, a movement which would be triggered in the absence of the thermal trip element 24 due to the spring force applied by the compression spring 15 ,
  • outflow openings 23 are provided along the circumference, distributed in the lateral wall of the release part 12, through which, in the case of a perforation of the closure film 5 caused by the perforation element 13, as described below, out of the inner volume 7 Extinguishing medium, which previously flows through the through the bore 14, the passage into the funnel-shaped recess 18 and the inner region of the dome portion 20 formed media channel can flow in radial distribution.
  • the triggering element 24 here in the form of the thermal bulb
  • the triggering element 24 can also be considered in the ready position and thus checked for possible damage or irregularities, e.g. a loss of the usually colored triggering liquid to be inspected out.
  • the thermal tripping element 24 which may be a so-called thermo-bulb, that is to say a glass vessel which completely encloses an interior which is filled with a triggering liquid, in particular a glass tube sealed on both sides, triggers
  • a triggering liquid in particular a glass tube sealed on both sides
  • Fig. 2a shows the thermal release valve once again in the standby position, in which the thermal release element 24 is intact and in its clamped between the bearing part 11 and the trigger member 12 position the trigger member 12 is supported in the standby position and against the exerted by the compression spring 15 and force acting in the direction of a release position.
  • the thermal triggering element 24 being triggered by the triggering liquid contained therein bursting out of the glass vessel due to its expansion, then the "holding device" which holds the triggering part 12 relative to the bearing part 11 in the ready position is omitted. , so that the trigger member 12 driven by the compression spring 15 and the force released by this force is moved in the direction of arrows P shown in Fig. 2b and outwardly on the bearing member 11 and guided by its outer surface relative to this moves accordingly or displaced. D indicates that, in this triggering case, the triggering liquid evaporates in the thermal triggering element 24, which here is a thermo-bulb.
  • Fig. 2c is now shown how the trigger valve 10 has reached the release position, in which the perforation element 13 a closure element, e.g. the sealing film 5, pierces, so perforated.
  • a closure element e.g. the sealing film 5
  • the bearing pin 16 guided in the guide slots 19 of the bearing part 11 is moved in the direction of the release position, wherein the compression spring 15 has at least partially relaxed, their compressive force transmitted to the bearing pin 16 and thus the trigger member 12 in the direction drove the triggering position.
  • a previously through the closure element e.g. the retaining film 5 retained medium from a container, in particular the extinguishing medium contained in the pressure vessel 2 in the direction of arrow P of Fig. 2c flow and enters the trigger valve 10 into it. There it flows, as finally shown in FIG. 2 d, further along the media channel in the direction of the arrows P shown there and exits from the outflow openings 23 in extinguishant clouds designated there by L.
  • the trigger valve 10 is here that arranged by the special design of the bearing element 11 and the sleeve-shaped sitting and relatively movable to this trigger element 12, which carries the perforation member 13 and the symmetrical to the central axis of the trigger valve 10 and one behind the other seen arrangement of the compression spring 15 and the thermal release element 24 a very symmetrical design can be achieved with the advantage of a trigger in the case of very precisely directed in the direction of the desired displacement force exerted by the compression spring 15 without an asymmetric arrangement of one of the elements here unwanted and disturbing lateral impulses are caused.
  • FIGS. 3 and 4 a modification of a triggering valve 10 is shown here, isolated and without the pressure vessel, in a side view (FIG. 3) and a sectional view (FIG. 4) taken along the section line A-A according to FIG.
  • This trigger valve is constructed in the essential elements and functional parts as well as that shown in Figs. Therefore, the elements that are correspondingly functionally identical in each case, also provided with identical reference numerals. They act, unless deviations are explained below, together in the manner described above with reference to FIGS. 1 and 2. Accordingly, with regard to the construction and the basic function of the triggering element 10 according to FIGS. 3 and 4, reference is made to the above description of the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • a difference in structure between the embodiments according to Figures 1 and 2 on the one and the figures 3 and 4 on the other side consists in the design of the abutment 22, on which the thermal release element is supported. While in the example shown in Figures 1 and 2, this abutment 22 is simply formed on an inner surface of the dome portion 20, an abutment portion 26 is provided in the embodiment of Figures 3 and 4.
  • This abutment member 26 is inserted with the interposition of an electrical insulating member 27 which electrically isolates the formed of an electrically conductive material abutment member 26 of the likewise electrically conductive trigger member 12 in an opening in the dome portion 20 and points to a lying inside the trigger member 12 , the thermal tripping element 24 facing surface, the actual abutment 22 in the form of a depression.
  • the pair of abutment member 26 and electrical insulation member 27 is fixed and fixed in the opening of the dome portion 20 in which this pairing is inserted, e.g. by press fitting.
  • An end of the abutment portion 26 shown in the figures above is made outwardly through the dome portion 20 so as to be exposed.
  • An electrical line 28 is fixed with a clamping screw 30 at this end of the abutment part 26 and contacts the abutment part 26 there electrically.
  • a further electrical line 29 is fixed to the bearing part 11 with a clamping screw 31 in the area in which the internal thread 25 is formed, and is electrically connected there.
  • the bearing member 11 is also formed of an electrically conductive material, e.g. Brass or stainless steel.
  • the thermal tripping element 24 is provided with an electrical line, here with an electrically conductive coating 32, which extends over the entire length of the thermal tripping element 24.
  • this electrically conductive coating 32 extends continuously into the areas in which the thermal release element 24 lies in the funnel-shaped recess 18 in the bearing part 11 and there in mechanical communication with the material of the bearing part 11, and also into the areas, in which the thermal tripping element 24 rests against the abutment 22 of the abutment part 26 and there is in mechanical communication with the material of the abutment part 26.
  • the two electrical leads 28 and 29 may be e.g. can be connected to an electrical sensor circuit and thereby a closed, monitored circuit can be created.
  • the thermal trip element 24 triggers, so bursts, as described with reference to Figures 2 a) to c) for the same first embodiment of the thermal tripping valve 10, the section of the electrical connection formed by the electrically conductive coating 32 is interrupted and thus the circuit as a whole.
  • One at this point e.g. detected by the sensor circuit voltage drop can then be interpreted as a signal for triggering the thermal tripping valve 10 and thus also equipped with this compact fire extinguishing and / or fire protection device 1.
  • This signal can then be used again, e.g. to issue an alarm to indicate that the fire extinguishing and / or fire protection device 1 must be replaced to trigger other actions, e.g. to trigger more extinguishing devices, or the like.
  • the sensor system selected here which normally has a closed circuit, is therefore preferable to one which only closes a circuit in a tripping case, since it does not threaten to fail in the event of a power failure, but in such a case an alarm outputs.
  • the continuous electrical connection of the electrical line 28 via the abutment portion 26, the electrically conductive coating 32 and the bearing part 11 to the electrical line 29 and a circuit constructed therewith can also alternatively or additionally to the formation of a trigger sensor for the formation of a remote release of the Valve be used. Namely, if a high current, whether for a certain duration or even as a time-limited pulse, is fed into this line, then heated due to the electrical resistance, the conductive coating 32 and thereby leads to a heat input into the triggering liquid, which then a bursting of the thermal tripping element 24 leads, so that the valve then triggers.
  • fire extinguishing or fire protection device 1 fire extinguishing or fire protection device 2 pressure vessels 3 wall 4 outlet opening 5 sealing film 6 external threads 7 inner volume 10 trigger valve 11 bearing part 12 trigger part 13 perforation element 14 hole 15 compression spring 16 bearing pin 17 spring bearing 18 funnel-shaped depression 19 guide slot 20 dome section 21 sleeve-shaped section 22 abutments 23 outflow opening 24 thermal tripping element 25 internal thread 26 abutment part 27 electrical insulating element 28 electrical line 29 electrical line 30 clamping screw 31 clamping screw 32 electrically conductive coating D steam F flame L extinguishing medium P arrow

Abstract

Offenbart wird eine Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung (1), die gebildet ist aus - einem mit einem unter Druck stehenden Löschmedium (L) gefüllten Druckbehälter (2), der eine Austrittsöffnung (4) aufweist, die mit einem mittels eines Perforationselementes (13) perforierbaren Verschlusselement (5) derart verschlossen ist, dass das unter Druck stehende Löschmedium (L) in dem Druckbehälter (2) zurückgehalten ist, und - einem unmittelbar auf die Austrittsöffnung (4) aufgesetzten, passiv thermisch gesteuerten Auslöseventil (10), welches ein Perforationselement (13) und ein thermisches Auslöseelement (24) aufweist, wobei das Perforationselement (13) in Richtung einer Auslösestellung vorgespannt und von dem thermischen Auslöseelement (24) in einer von der Auslösestellung verschiedenen Bereitschaftsstellung gehalten ist und wobei das thermische Auslöseelement (24) bei durch Erreichen einer vorgegebenen Auslösetemperatur hervorgerufenen Auslösen das Perforationselement (13) in der Art freigibt, dass es getrieben durch die in der Bereitschaftsstellung auf ihm lastende Vorspannung in die Auslösestellung verfährt, in der es das Verschlusselement (5) perforiert. Ferner wird ein für den Einsatz in einer solchen Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung (1) geeignetes thermisches Auslöseventil (10) offenbart. Mit der Erfindung wird die Möglichkeit einer miniaturisierten Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung, mit der gezielt abgegrenzte, in der Größe überschaubare Volumina, die einem erhöhten Brandrisiko unterliegen, ausgestattet und geschützt werden können.

Description

Kompakte Miniatur-Feuerlösch- bzw. Brandschutzeinrichtung Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Sie betrifft ferner ein passiv thermisch gesteuertes Auslöseventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 9, welches insbesondere zum Bilden einer Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Stand der Technik
Es ist bereits seit langem bekannt, Löscheinrichtungen bzw. Brandschutzeinrichtungen vorzusehen, die im Falle eines Ansteigens der Umgebungstemperatur über ein normales und tolerierbares Maß hinaus vermittels thermischer Auslöseelemente auslösen und ein Löschmedium für das Löschen eines Feuers bzw. für einen Brandschutz freisetzen. Nachdem solche Einrichtungen bereits seit langem für den Schutz großflächiger Areale bekannt sind, insbesondere in Form von Sprinkleranlagen in Innenräumen von Gebäuden, z.B. Büroräumen, Wohnräumen, überdachten Garagen oder dgl., gibt es seit geraumer Zeit auch vermehrt Überlegungen und Ansätze, entsprechende Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtungen für die Absicherung von kleiner bemessenen Räumen und Volumina einzusetzen.
So beschreibt beispielsweise die DE 10 2009 023 422 A1 eine in einem Gehäuse eingefasste elektrische Bauteilkomponente, die in einem Ausführungsbeispiel eine elektrische Leseleuchte zur Anordnung in einem Flugzeug umfasst, bei der wegen einer besonderen Brandgefahr dieser elektrischen Komponente innerhalb des Gehäuses eine miniaturisierte Löschvorrichtung angeordnet ist, die geeignet ist, einen innerhalb des Gehäuses entstehenden Brand durch Freisetzung eines Löschmediums zu löschen bzw. zu verhindern. Für das Auslösen dieser Löschvorrichtung ist ein thermischer Sensor vorgeschlagen, bei dem es sich beispielsweise um ein Bimetall oder ein Memory-Metall handeln kann. Als Vorteil dieser Sensorkomponenten wird die Möglichkeit erwähnt, hier eine passive, insbesondere stromlose Überwachung der umgebenden Temperatur zu ermöglichen. Eine genauere Beschreibung der Art und Weise, wie die in der DE 10 2009 023 422 A1 beschriebene Miniaturlöschvorrichtung aufgebaut ist, ist dort nicht gegeben.
Ein weiteres Beispiel für das Vorsehen lokal konzentrierter Löschkapazitäten in brandgefährdeten Bereichen von eng begrenzten Räumen ist in der DE 10 2011 087 608 B3 beschrieben. Dort offenbart ist ein Wäschetrockner, der mit einem passiven Löschsystem ausgestattet ist. Bei dem dort vorgestellten passiven Löschsystem ist ein Löschmittelreservoir in Form eines zentral angeordneten Behälters vorgesehen, von dem aus Löschmittelleitungen zu verschiedenen neuralgischen und brandgefährdeten Punkten verlegt sind. Diese Löschmittelleitungen sind mit thermisch auslösenden Ventilen verschlossen, so dass im Falle eines Brandes an einem der neuralgischen Orte das dortige Ventil öffnet, das Löschmedium aus dem zentral angeordneten Behälter über die zugeordnete Löschmittelleitung dem potentiellen Brandherd zugeführt werden und dort ausströmen kann. Als Beispiele für thermische Auslöseelemente der thermisch auslösenden Ventile sind in dieser Druckschrift sogenannte Thermo-Bulbs genannt, bei denen es sich um beidseitig verschlossene, röhrchenartige Glasgefäße handelt, die mit einer thermischen Auslöseflüssigkeit gefüllt sind, die sich bei Erreichen bzw. Überschreiten einer vorgegebenen Auslösetemperatur in einer Weise ausdehnt, dass sie durch den aufgebauten Druck die Wandung des Glasgefäßes bersten lässt, damit das thermische Auslöseelement zerstört und eine Freigabe des Ventils bewirkt.
Ein ähnliches thermisches Auslöseelement als Bestandteil einer Ventilanordnung ist in der DE 199 11 530 C2 gezeigt, wobei in einem Ausführungsbeispiel, wie es dort in der Fig. 4 gezeigt ist, das Auslöseventil ein Perforationselement in Form einer Hohlnadel aufweist, welche Hohlnadel an einem Auslöseteil angeordnet ist. Das Auslöseteil wird von einem thermischen Auslöseelement, auch hier wieder eine sogenannte Thermo-Bulb, in einer Bereitschaftsstellung gehalten, ist durch eine Spiralfeder in Richtung einer Auslösestellung vorgespannt, in die es verfährt und dabei die Hohlnadel vorantreibt, wenn das thermische Auslöseelement auslöst (die Thermo-Bulb zerbirst). In dieser Auslösestellung perforiert und durchsticht die Hohlnadel eine Verschlussmembran, die einen Überströmkanal verschließt. Das hier gezeigte thermische Auslöseventil ist im Zusammenhang mit einer Verwendung als Sicherheitsventil für einen Druckgasbehälter beschrieben, welches im Falle einer ein kritisches Maß übersteigenden Auslösetemperatur eine Notöffnung zum Ausströmen des Druckgases freigibt, um den unter Druck stehenden und mit einem ggf. brennbaren Gas befüllten Behälter zu entlasten und somit eine Feuer- bzw. Explosionsgefahr zu bannen. Grundsätzlich kann das in der DE 199 11 530 C2 gezeigte Ventil aber auch als Auslöseventil für eine Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung gedacht werden, bei der anstelle eines unter Druck stehenden brennbaren Druckgases in dem Überströmkanal ein komprimiertes Löschmedium ansteht.
In der EP 2 332 616 A1 ist schließlich eine weitere Möglichkeit für den Brandschutz elektrischer Geräte beschrieben. Bei der dort aufgezeigten Lösung ist in einem Gehäuseteil ein Reservoir bzw. Vorratsbehälter für ein Löschmedium integriert, wobei der Vorratsbehälter so konzipiert ist, dass er bei Übersteigen einer kritischen Temperatur Öffnungen freigibt, z.B. durch Schmelzen entsprechenden Materials einer Wandung, durch welche Öffnung dann das in dem Vorratsbehälter angeordnete Löschmittel, z.B. C6-Fluoroketon, freigesetzt wird.
In der US 7,703,640 B1 ist ein thermisch auslösendes Ablassventil beschrieben, welches auf unter Druck stehende Gasbehälter aufgesetzt wird, um diese bei Überhitzung zu öffnen und so das in dem Behälter enthaltene Gas abzulassen und ein Bersten des Gasbehälter zu verhindern. Eine Feuerlösch- oder Brandschutzeinrichtung ist in dieser Schrift nicht offenbart.
Erkennbar besteht hier also ein erhöhter Bedarf nach miniaturisierten Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtungen, mit denen gezielt entsprechend abgegrenzte Volumina, die einem erhöhten Brandrisiko unterliegen, ausgestattet und geschützt werden können. Dies gilt beispielsweise für besondere Bereiche von und in Haushaltsgeräten, z.B. solche Bereiche, in denen Wärme produzierende Elektronikkomponenten angeordnet sind (z.B. Schalt- und Bedientafeln mit ihrem Gehäuse) oder aber Bereiche, in denen entsprechende Geräte selbst Prozesswärme produzieren, wie dies beispielsweise bei Wäschetrocknern der Fall ist. Insbesondere besteht hier ein Bedarf, eine als eigenständiges Element und Bauteil ausgebildete Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung anzugeben, die kompakt dimensionierbar und als eigenständiges Element in vielen Anwendungen flexibel und autark in eine entsprechend gefährdete Zone bzw. in ein entsprechend brandgefährdetes Volumen einsetzbar ist und die unmittelbar am Einsatzort im Falle eines Auslösens eine an das Volumen des Kompartimentes, in dem sie angeordnet ist, angepasste Menge eines Löschmediums freisetzen kann, um so einen Brand zu verhindern, einen ggf. bereits aufgetretenen lokalen Brand zu löschen und eine weitere Ausbreitung des Brandes zu verhindern, andererseits aber auch auszuschließen, dass weitere Elemente und Teile von z.B. einem größeren Haushaltsgerät oder aber einer komplexeren Konstruktion, wie z.B. eines ganzen Flugzeuges, durch den Einsatz des Löschmittels bzw. des Löschmediums Schaden nehmen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Hier eine entsprechende Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung anzugeben, ist Aufgabe der Erfindung. Mit einem weiteren Aspekt ist es Aufgabe der Erfindung, ein für den Einsatz in einer solchen Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung geeignetes passiv thermisch gesteuertes Auslöseventil bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der anzugebenden Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung gelöst durch eine solche mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Schutzansprüchen 2 bis 8 angegeben. Ein passiv thermisch gesteuertes Auslöseventil, welches die oben geschilderte Aufgabe löst, ist in Anspruch 9 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen zu einem solchen Auslöseventil sind in den abhängigen Ansprüchen 10 bis 23 bestimmt.
Zunächst wird mit der Erfindung also eine neuartige Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung angegeben, die erfindungsgemäß gebildet ist aus einem mit einem unter Druck stehenden Löschmedium gefüllten Druckbehälter und einem passiv thermisch gesteuerten Auslöseventil. Der Druckbehälter weist dabei eine Austrittsöffnung auf, die mit einem mittels eines Perforationselementes perforierbaren Verschlusselement derart verschlossen ist, dass das unter Druck stehende Löschmedium in dem Druckbehälter zurückgehalten ist. Ein solches Verschlusselement kann z.B. eine Verschlussmembran, eine Verschlussfolie, eine Berstscheibe oder dgl. sein. Entscheidend ist hierbei, dass dieses Verschlusselement einerseits einen Rückhalt des Löschmediums sicher gewährleistet und andererseits in seiner Struktur und Eigenschaft derart gestaltet ist, dass es durch das Perforationselement perforiert werden kann, um so die Austrittsöffnung zu eröffnen und einen Austritt des Löschmediums zu ermöglichen.
Wichtig für die erfindungsgemäße Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung ist ferner, dass das passiv thermisch gesteuerte Auslöseventil unmittelbar auf die Austrittsöffnung aufgesetzt ist, d.h. ohne Zwischenschaltung etwaiger weiterer Anschlussleitungen, Verlängerungsleitungen oder dgl. Dies ist deshalb von Bedeutung, da nur auf diese Weise erreicht werden kann, dass die erfindungsgemäße Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung von der angestrebten kompakten und raumsparenden Bauform ist und somit als autarke Einheit für den Brandschutz in auch kleindimensionierten Kompartimenten und Bauelementen, z.B. in mit Gehäusen eingefassten Elektronikkomponenten, integriert werden kann.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist der Umstand, dass das Auslöseventil passiv thermisch gesteuert ist, was bedeutet, dass eine aktive Auslösesteuerung entfällt, wie sie z.B. bei entsprechenden Sensoren erforderlich ist, die Sensorsignale übermitteln müssen, die von einem entsprechenden Empfänger empfangen und ggf. sogar noch ausgewertet werden müssen. Insbesondere bedeutet passiv thermisch gesteuert in diesem Zusammenhang, dass das Auslöseventil keine eigene Energieversorgung benötigt, insgesamt unabhängig ist von einer von außen angelegten Betriebsspannung bzw. Betriebsenergieversorgung. Derartige thermische Auslöseelemente können z.B. aus einem Schmelzlot gebildete Körper sein, aber auch wie eingangs beschriebene, sogenannte Thermo-Bulbs, also allgemein Glasgefäße, die einen Innenraum vollständig umschließen und bei denen der Innenraum mit einer Auslöseflüssigkeit gefüllt ist, die bei Erreichen einer vorgegebenen Auslösetemperatur aufgrund thermischer Ausdehnung und der damit einhergehenden Druckentwicklung die Wandung des Glasgefäßes zum Bersten bringen und damit das thermische Auslöseelement irreversibel zerstören.
Das Perforationselement, das zu dem Auslöseventil gehört, ist bei der erfindungsgemäßen Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung in einer Bereitschaftsstellung gehalten, wobei dies durch das thermische Auslöseelement geschieht. In der Bereitschaftsstellung ist das Perforationselement ferner in Richtung einer Auslösestellung vorgespannt, was z.B. durch eine entsprechende Feder oder ein anderes, vergleichbar wirkendes Spannmittel geschehen kann. Die Auslösestellung ist dabei derart, dass das Perforationselement, wenn es diese erreicht, das Verschlusselement perforiert und somit die Austrittsöffnung eröffnet, so dass das unter Druck stehende Löschmedium aus dem Inneren des Druckbehälters ausströmen und die Löschwirkung erbringen kann. Erfindungsgemäß ist die Gestaltung des Auslöseventils derart, dass bei einem durch Erreichen einer vorgegebenen Auslösetemperatur hervorgerufenen Auslösen dieses Ventils (kraft eines Ansprechens des thermischen Auslöseelementes) das Perforationselement freigegeben wird und getrieben durch die in der Bereitschaftsstellung auf ihm lastende Vorspannung in die Auslösestellung verfährt.
Es ist aus obiger Darstellung und Schilderung leicht erkennbar, dass mit der Erfindung hier eine sehr kompakt gebildete, hochwirksame Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung angegeben wird, die aufgrund der kompakten Bauform sehr gut auch in eng dimensionierten Bereichen oder Gehäuse angeordnet werden kann, die brandgefährdete Abschnitte oder Bauelemente definieren. Darüber hinaus ist über die Wahl eines Fassungsvermögens bzw. eines Innenvolumens des Druckbehälters eine entsprechende Anpassung möglich, wobei insbesondere die in das Innenvolumen eingefüllte Menge des Löschmediums derart bemessen ist, dass sie ausreicht, in dem Volumen, in welchem die Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung eingesetzt wird, mit entsprechender Wirksamkeit einen Brand zu verhindern bzw. ein bereits entstandenes lokales Feuer zu löschen, dass andererseits eine Beschädigung angrenzender Bereiche dadurch vermieden wird, dass nicht im Übermaße Löschmedium freigesetzt wird.
Hierbei hat sich herausgestellt, dass für eine weite Spanne der Anwendungen Druckbehälter mit einem Innenvolumen von 10 ml bis 1500 ml sehr gut geeignet sind. Denn diese sind, insbesondere wenn geringere Größen gewählt werden, einerseits ausreichend klein bemessen, um auch in engeren Einbausituationen verbaut werden zu können, setzen aber andererseits in ausreichendem Umfang und in ausreichender Menge ein entsprechendes Löschmedium frei, um gesichert eine ausreichende Löschwirkung in einem Brandfalle zu entfalten. Häufig werden dabei Druckbehälter mit Volumina zwischen von bis zu 250 ml, insbesondere von zwischen 50 ml und 250 ml Verwendung finden.
Als Löschmedium wird bevorzugt ein Löschgas verwendet, da dieses in hohem Maße komprimiert werden kann, so dass ein geringes Stauvolumen für das Löschgas bei Auslösung ein ausreichend großes Verdrängungsvolumen für die Löschwirkung garantiert. Dabei kann das Löschgas in dem Druckbehälter insbesondere auch verflüssigt sein, so dass eine noch wirksamere Volumenvergrößerung möglich ist. Das Löschgas ist mit besonderem Vorteil ein Sauerstoff bindendes und/oder Sauerstoff verdrängendes Löschgas. Anstelle eines Löschgases können hier aber auch andere unter Druck stehende Löschmedien verwendet werden, z.B. ein Gemisch aus einem Treibmittel und einem z.B. pulverförmigen oder eine Aerosolform einnehmenden Löschmittel oder eine entsprechende Löschflüssigkeit. Die Verwendung eines Löschgases wird aber bevorzugt, dies einerseits aus den oben bereits geschilderten Gründen, andererseits aber auch, da entsprechende Gase in einem Auslösefall die geringsten Schäden nach sich ziehen, so dass insbesondere von dem Brand nicht betroffene Komponenten und Bauteile, die sich im Umfeld einer größer angelegten Vorrichtung, z.B. eines elektrisch betriebenen Haushaltsgerätes, wie z.B. eines Wäschetrockners, einer Waschmaschine, einer Spülmaschine oder dgl., befinden, nicht in Mitleidenschaft gezogen werden, wenn die erfindungsgemäße Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung auslöst. So kann die Funktionalität eines entsprechend ausgerüsteten größeren Gerätes einfach wiederhergestellt werden, indem die von dem Brand betroffene Komponente, z.B. ein elektronisches Schaltpaneel mit Gehäuseeinfassung, ausgetauscht und gegen ein neues, vorzugsweise erneut mit einer erfindungsgemäßen Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung gesichertes, Bauteil ausgetauscht wird.
Mit Vorteil weist das Auslöseventil der erfindungsgemäßen Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung in einer möglichen Ausgestaltungsform einen mit der Austrittsöffnung verbundenen Medienführungskanal auf und zudem Verteileröffnungen für das Löschmedium, mittels derer eine Verteilung des Löschmediums im Auslösefall erfolgt. Durch den Medienführungskanal gelangt dann das aus der Austrittsöffnung austretende Löschmedium in das Innere des Auslöseventils bis hin zu den Verteileröffnungen, bei denen es sich z.B. um Verteilerdüsen handeln kann, so dass eine gezielte Verteilung des Löschmediums im Auslösefall erfolgen kann. Die Verteileröffnungen können dabei je nach den örtlichen Gegebenheiten gestaltet und angeordnet sein, so dass eine Verteilung des Löschmediums in einer Weise erfolgt, dass dieses unmittelbar und auf möglichst kurzem Wege und schnell in Richtung brandgefährdeter Bereiche abgegeben werden kann.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Druckbehälter der erfindungsgemäßen Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung im Bereich der Austrittsöffnung ein erstes Schraubgewinde aufweisen und kann das Auslöseventil in einem Verbindungsabschnitt ein zu dem ersten Schraubgewinde komplementäres zweites Schraubgewinde aufweisen, so dass zum Bilden der Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung der Druckbehälter und das Auslöseventil durch Verschrauben von erstem und zweitem Schraubgewinde verbunden sind. Hierbei kann z.B. das erste Schraubgewinde ein Außengewinde und das zweite Schraubgewinde ein Innengewinde sein. Diese Variante ermöglicht eine einfache Montage der erfindungsgemäßen Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung, wobei zunächst der Druckbehälter mit dem Löschmedium befüllt und durch das Verschlusselement verschlossen wird, welches Verschlusselement hierbei insbesondere im Bereich der Austrittsöffnung auf eine das Schraubgewinde begrenzende Oberkante dieser Austrittsöffnung aufgesetzt ist, und es wird anschließend das Auslöseventil aufgeschraubt. Dabei ist sicherlich einleuchtend, dass die Auslösestellung des Perforationselementes des Auslöseventils derart gestaltet und gelegen ist, dass sie im Bereich des Verbindungsabschnittes, in dem das Auslöseventil das zweite Schraubgewinde aufweist, liegt bzw. das Perforationselement in diesem Bereich in der Auslösestellung das Verschlusselement der Austrittsöffnung des Druckbehälters perforieren und eröffnen lässt.
Weiterhin kann, wie gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die erfindungsgemäße Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung eine Auslösesensorik aufweisen, die ein Signal abgibt, wenn das thermisch gesteuerte Auslöseventil ausgelöst hat. Eine solche Auslösesensorik kann z.B. eine elektrischen Leiter umfassen, der bei Auslösen des thermischen Auslöseventils unterbrochen wird und so einen Sensorstromkreis unterbricht. Auch kann die Auslösesensorik durch einen im Normalfall offenen Stromkreis gebildet sein, der durch Auslösen des thermischen Auslöseventils und ggf. die Bewegung von Komponenten desselben geschlossen wird und so ein Signal abgibt. Das Signal einer Auslösesensorik kann z.B. für das Auslösen eines Alarmes verwendet werden, es kann aber auch verwendet werden, um weitere automatisch einsetzende Maßnahmen zu steuern, z.B. um weitere Löschmechanismen auszulösen, Feuerschutzabsperrungen zu schließen oder dergleichen.
In einem weiteren Aspekt befasst sich die Erfindung mit einem passiv thermisch gesteuerten Auslöseventil, welches folgende Elemente aufweist:
- ein Lagerteil,
- ein relativ zu dem Lagerteil zwischen einer Bereitschaftsstellung und einer Auslösestellung bewegbares Auslöseteil,
- ein an dem Auslöseteil angeordnetes Perforationselement,
- ein Federmittel, das zwischen dem Lagerteil und dem Auslöseteil angeordnet ist und das Auslöseteil relativ zu dem Lagerteil in die Auslösestellung vorspannt, und
- ein thermisches Auslöseelement, das das Auslöseteil entgegen der von dem Federmittel ausgeübten Vorspannung in der Bereitschaftsstellung hält.
Das passiv thermisch gesteuerte Auslöseventil der Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass das Auslöseteil hülsenartig ausgebildet ist und auf dem Lagerteil aufsitzt und in eine Längsrichtung des Lagerteils auf diesem zwischen der Bereitschaftsstellung und der Auslösestellung bewegbar ist. dieses so bezeichnete und aufgebaute passiv thermisch gesteuerte Auslöseventil ist insbesondere geeignet, für die Bildung einer wie oben beschriebenen Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung verwendet zu werden, ist jedoch auf eine solche Verwendung nicht beschränkt. Es kann ebenso gut z.B. in einer wie in der bereits eingangs genannten DE 199 11 530 C2 beschriebenen Verwendung als Sicherheitsventil für einen Druckgasbehälter eingesetzt werden, oder aber auch als Auslöseventil größer dimensionierter Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtungen bzw. -anlagen, z.B. im Rahmen von Sprinkleranlagen.
In der wie oben beschriebenen und beanspruchten Ausgestaltung ist eine besonders zuverlässige und hinsichtlich der Wirksamkeit gut gebildete Konstruktion gegeben, indem das Auslöseteil hülsenartig auf dem Lagerteil aufsitzt. Dies ermöglicht insbesondere eine im Wesentlichen achssymmetrische Gestaltung des Auslöseventils, hierbei im Besonderen eine zentrale und entlang einer Mittelachse gelegene Anordnung des thermischen Auslöseelementes. Hierin unterscheidet sich das erfindungsgemäße passiv thermisch gesteuerte Auslöseventil auch von dem in der bereits erwähnten DE 199 11 530 C2 offenbarten Konstruktion eines ähnlich wirkenden Ventils, die in der genannten Schrift in Fig. 4 dargestellt ist. Dort ist nämlich bedingt durch die Konstruktion das thermische Auslöseelement azentrisch angeordnet, so dass bei einem Auslösen des Auslöseelementes nicht nur ein in Längsrichtung des dort in Form einer Hohlnadel gezeigten Perforationselementes gerichteter Kraftimpuls auftritt, sondern zudem ein quer zu dieser Richtung wirkender Impuls auftreten kann, was zu einer Verkantung bzw. Verkippung führen und die Wirksamkeit dieses Ventils beeinträchtigen kann. Mit der wie beschriebenen erfindungsgemäßen Konstruktion kann dies entsprechend vermieden und eine saubere axiale Auslösekraft und ein entsprechender Impuls erreicht werden.
Mit Vorteil kann gemäß einer vorgeschlagenen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Auslöseventils das Lagerteil mit einer Außenfläche, auf der das hülsenartig gebildete Auslöseteil sitzt, eine Führung für das Auslöseteil bei seiner Bewegung aus der Bereitschaftsstellung in die Auslösestellung bilden. Durch die entsprechende Führung wird noch einmal sichergestellt, dass im Auslösefall eine entsprechende Bewegung des Auslöseteils und damit des Perforationselementes aus der Bereitschaftsstellung in die Auslösestellung erfolgt, in welcher das Perforationselement ein entsprechendes Verschlusselement perforieren kann, um so einen Strömungsweg freizugeben.
Der Umstand, dass das Auslöseteil als hülsenartig ausgebildet bezeichnet wird, bedeutet nicht, dass dieses insbesondere durchgehend zylindrisch die Form einer Hülse aufweist. Hierbei genügt es insbesondere, dass das Auslöseteil einen Hülsenabschnitt aufweist, mit dem es auf dem Lagerteil aufsitzt und entlang des Lagerteils bewegt werden kann. Insbesondere kann das Auslöseteil neben einem solchen Hülsenabschnitt dann einen stirnseitig verschlossenen Kuppelabschnitt aufweisen, der einen entsprechenden Abschluss des Auslöseteils bildet. An einer Innenfläche des Kuppelabschnittes kann dann insbesondere eine Lagerfläche vorgesehen bzw. gebildet sein, die als Widerlager für ein Ende des thermischen Auslöseelementes dient, wobei dieses Ende insbesondere ein axiales Ende sein kann. Somit wird über diese Lagerfläche auf den Kuppelabschnitt und damit auf das Auslöseteil eine entsprechende Haltekraft des thermischen Auslöseelementes übertragen, die das Auslöseteil entgegen der durch das Federmittel aufgebrachten Vorspannung in der Bereitschaftsstellung hält.
Ist das Auslöseteil wie vorstehend beschrieben mit einem dieses stirnseitig verschließenden Kuppelabschnitt ausgebildet, so können in der Außenwand des Auslöseteils seitliche Austrittsöffnungen vorgesehen sein, die das Innere des Auslöseteils mit einer Außenseite verbinden und die insbesondere unmittelbar unterhalb des Kuppelabschnittes angeordnet sind. Derartige Austrittsöffnungen können einem Verteilen von einem ausströmenden Medium dienen, welches im Auslösefall des Auslöseventils durch das Auslöseventil hindurch bis zu den Austrittsöffnungen strömt und dort zu der Außenseite hin freigegeben wird.
In einer möglichen Ausgestaltungsvariante ist das Lagerteil im Wesentlichen kreiszylindrisch gebildet. Auf ein solchermaßen gebildetes Lagerteil kann ein insbesondere ebenfalls mit kreisförmigem Durchmesser versehener Hülsenabschnitt des Auslöseteils aufgesetzt und von diesem besonders gut bei einer Überführung aus der Bereitschaftsstellung in die Auslösestellung geführt werden.
Um das erfindungsgemäße Auslöseventil mit einem entsprechend mit diesem zu verschließenden und im Auslösefall zu öffnenden Behältnis oder Gefäß einfach verbinden zu können, kann das Lagerteil gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung an einem, insbesondere stirnseitigen, Ende eine Anschlussstruktur zum Anschließen an eine und zum Verbinden mit einer mit einem perforierbaren Verschlusselement verschlossenen Austrittsöffnung aufweisen, wobei es sich bei dieser Anschlussstruktur insbesondere um ein Gewinde, z.B. ein Innengewinde, handeln kann.
Das erfindungsgemäße Auslöseventil kann gemäß einer Ausgestaltungsvariante weiterhin ein Abstützlager für das Federmittel aufweisen, welches an dem Auslöseteil angeordnet ist. Dieses Abstützlager kann insbesondere an dem Auslöseteil in einer Längserstreckung auf einer ersten Seite des Auslöseteils angeordnet sein, und das Auslöseteil kann auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite ein Widerlager für das thermische Auslöseelement aufweisen, wobei dann zwischen dem Abstützlager und dem Widerlager in der Längserstreckung gesehen erst das Federmittel und jenseits des Federmittels das thermische Auslöseelement angeordnet sind. Insbesondere können dabei Federmittel und thermisches Auslöseelement entlang einer Mittelachse der Struktur verlaufend angeordnet sein, um so die oben bereits als vorteilhaft zu erreichend geschilderte Symmetrie und damit die exakte Auslösung des passiv thermisch gesteuerten Auslöseventils zu erreichen.
Das oben beschriebene Abstützlager kann in einer Ausgestaltungsvariante insbesondere gebildet sein durch einen an einander gegenüberliegenden Wandbereichen eines hülsenartigen Abschnittes des Auslöseteils festgelegten, sich quer zu der Längserstreckung des Auslöseteils erstreckenden Lagerstift, der durch Führungsschlitze in dem Lagerteil hindurchtritt. Eine solche Konstruktion bietet neben der bloßen Schaffung des Abstützlagers weitere Vorteile. So kann zum einen durch die Führung des Lagerstiftes in den Führungsschlitzen des Lagerteils eine zusätzliche sichere Führung, insbesondere im Hinblick auf eine Unterbindung einer Rotationsmöglichkeit des Auslöseteils dann, wenn diese ansonsten gegeben wäre, erfolgen. Zudem lassen sich über das Zusammenwirken der Führungsschlitze in dem Lagerteil und des Lagerstiftes entsprechende Anschläge für insbesondere die Auslösestellung realisieren.
In einer weiteren möglichen Gestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Auslöseventils kann in dem Lagerteil eine axiale Bohrung vorgesehen sein, in der das Federmittel angeordnet ist und sich einseitig an einem die axiale Bohrung stirnseitig begrenzenden Federlager abstützt. Durch eine solche axiale Bohrung, die insbesondere zentral in dem Lagerteil, d.h. symmetrisch zu einer Mittelachse desselben, geführt ist, kann eine sehr genaue Anordnung des Federmittels und damit eine exakte Lenkung der in die Bereitschaftsstellung gerichteten Vorspannung auf dem Auslöseteil erreicht werden.
Das thermische Auslöseelement kann insbesondere wieder eine sogenannte Thermo-Bulb sein, also allgemein ein einen Innenraum vollständig umschließendes Glasgefäß mit einer in dem Innenraum eingeschlossenen, sich bei einer vorgegebenen Auslösetemperatur bis zum Bersten des Glasgefäßes ausdehnenden Auslöseflüssigkeit.
Das Perforationselement kann verschiedene Formen annehmen, z.B. die eines Dorns, einer Perforationsklinge oder dgl. Besonders bevorzugt wird hier aber eine Perforationsnadel, im Besonderen eine Perforationshohlnadel, die mit ihrem Hohlraum dann sogleich einen Durchgang für die Führung eines im Auslösefall des Auslöseventils in dieses einströmenden Fluids bildet.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das Auslöseventil der Erfindung eine Auslösesensorik aufweisen, die ein Signal abgibt, wenn das thermisch gesteuerte Auslöseventil ausgelöst hat. Hierzu können z.B. an elektrisch leitenden Komponenten des Auslöseventils elektrische Kontakte angebracht und diese mit einem elektrischen Schaltkreis verbunden sein, wobei über die elektrisch leitenden Komponenten entweder in der Bereitschaftsstellung ein geschlossener Stromkreis gebildet ist, der durch Einnehmen der Auslösestellung unterbrochen wird und so das Signal auslöst. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass ein elektrischer Kontakt durch mechanisches Bewegen und Auseinanderbringen von zwei Elementen des Auslöseventils im Übergang von der Bereitschaftsstellung in die Auslösestellung geöffnet wird. Auch ist es möglich z.B. eine dünne Drahtleitung durch den Übergang in die Auslösestellung des Auslöseventils reißen zu lassen oder auf andere Weise zu zerstören, so dass dadurch der Stromkreis unterbrochen wird. Auch kann z.B. ein thermisches Auslöseelement, z.B. ein mit einer Auslöseflüssigkeit gefülltes Glasgefäß, z.B. durch entsprechende Beschichtung elektrisch leitend gebildet und in den Stromkreis integriert ist, diesen bei Auslösen (wenn z.B. das Glasgefäß birst) aber unterbricht. Alternativ kann die Auslösesensorik auch einen in der Bereitschaftsstellung geöffneten Stromkreis enthalten, der durch ein Auslösen des Auslöseventils und Einnehmen der Auslösestellung geschlossen wird, dadurch das Signal auslöst. Dieses Schließen eines Stromkreise kann z.B. bewirkt werden, indem zwei elektrisch kontaktierte Komponenten des Auslöseventils beim Auslösen und Einnehmen der Auslösestellung aufeinander zu bewegt und in mechanischen und elektrischen Kontakt gebracht werden.
Wenn die Auslösesensorik einen in Bereitschaftsstellung geschlossenen Stromkreis enthält, der über das thermische Auslöseelement, insbesondere ein mit einer Auslöseflüssigkeit gefülltes Glasgefäß, z.B. eine Glasampulle, geführt ist, kann dieser Stromkreis auch genutzt werden, um vermittels eines in diesen gespeisten elektrischen Stromes durch die thermische Wirkung des durch den über das thermische Auslöseelement geführten Leitungsabschnitt fließenden elektrischen Stroms, das thermische Auslöseelement gezielt bis auf die Auslösetemperatur zu erwärmen und so eine Fernauslösung zu betreiben. Hierzu kann der entsprechende Stromkreis mit dem über das thermische Auslöseelement geführten Leitungsabschnitt auch ohne eine Auslösesensorik gebildet und rein als Fernauslösung gestaltet sein.
Selbstverständlich können sämtliche der vorstehend geschilderten vorteilhaften Ausgestaltungen auch in Kombination miteinander verwirklicht werden, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen ist oder sich für den Fachmann ersichtlich ausschließt. Insbesondere werden mit den verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten weitere Vorteile erzielt, so dass eine Kombination der als vorteilhaft beschriebenen Merkmale sich in den verschiedenen Anforderungssituationen als besonders vorteilhaft herausstellen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren
Weitere Vorteile und Merkmale, insbesondere auch Vorteile der oben genannten Kombinationsmöglichkeiten, ergeben sich aus der nachfolgenden Schilderung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 in einer Schnittdarstellung schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Feuerlösch- bzw. Brandschutzeinrichtung;
Fig. 2 in Einzeldarstellungen a bis d die Wirkweise des für die Bildung der erfindungsgemäßen Feuerlösch- bzw. Brandschutzeinrichtung verwendbaren, ebenfalls erfindungsgemäßen passiv thermisch gesteuerten Auslöseventils anhand von vier Momentdarstellungen während eines Auslösevorganges;
Fig. 3 ein Auslöseventil nach der Erfindung mit der Veranschaulichung der Einbindung einer Auslösesensorik; und
Fig. 4 das Auslöseventil aus Fig. 3 in einer entlang der Linie A-A in Fig. 3 genommenen Schnittansicht.
Beschreibung der Ausführungsarten
Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen eine beispielhaft mögliche Verwirklichung der Erfindung, ohne diese jedoch auf die konkrete Darstellung und die gezeigten Strukturen und Ausgestaltungen zu beschränken. Insbesondere sind die Figuren dabei nicht etwa maßstabsgerecht oder als vollständige Konstruktionszeichnungen zu verstehen; sie bilden vielmehr bloße Prinzipskizzen und Veranschaulichungen zur Darstellung einer möglichen Umsetzung der hier beschriebenen Erfindung.
In Fig. 1 ist dabei zunächst schematisch in einer Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Feuerlösch- bzw. Brandschutzeinrichtung gezeigt, die mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist. Diese Feuerlösch bzw. Brandschutzeinrichtung 1 enthält als wesentliche Komponenten einen Druckbehälter 2 sowie ein passiv thermisch gesteuertes Auslöseventil 10. Der Druckbehälter 2 ist nach Art einer Druckpatrone gestaltet gezeigt und enthält eine äußere Wandung 3, die z.B. aus einem Metall, wie Edelstahl, gebildet sein kann und die ein inneres Volumen 7 umschließt. Der Druckbehälter 2 weist eine Austrittsöffnung 4 auf, die mit einer Verschlussfolie 5 abdichtend verschlossen ist. In einem halsförmigen Bereich nahe der Austrittsöffnung 4 weist der Druckbehälter 2 ein Außengewinde 6 auf. Hier nicht näher dargestellt ist ein in dem inneren Volumen 7 des Druckbehälters 2 eingefülltes und komprimiertes Löschmittel bzw. Löschmedium, welches durch die Verschlussfolie 5 in dem inneren Volumen 7 zurückgehalten und an einem Entweichen durch die Austrittsöffnung 4 gehindert ist. Die Verschlussfolie 5 ist entsprechend stark und belastbar gewählt, so dass sie einem im inneren Volumen 7 herrschenden, durch das komprimierte Löschmittel ausgeübten Druck widerstehen kann.
Das Auslöseventil 10 ist mit einem Anschlussstück, an welchem ein Innengewinde 25 angebracht ist, auf den halsförmigen Abschnitt mit der Austrittsöffnung 4 des Druckbehälters 2 und das dort vorgesehene Außengewinde 6 aufgeschraubt und so mit dem Druckbehälter 2 zu einer Einheit verbunden, die insgesamt die Feuerlösch- bzw. Brandschutzeinrichtung 1 bildet. Insbesondere ist, wie hier gut zu erkennen ist, das Auslöseventil 10 unmittelbar auf den Druckbehälter 2 aufgesetzt und mit diesem verbunden, ohne dass hier etwa eine langgeführte Druckleitung oder dgl. zwischengeschaltet wäre. Entsprechend ist das hier gezeigte Bauteil kompakt gebildet, es kann z.B. eine Längserstreckung von insgesamt etwa 100 mm (Summe der Längen des Druckbehälters 2 und des Auslöseventils 10) aufweisen und einen Gesamtdurchmesser an der breitesten Stelle von etwa 20 bis 25 mm. Das Fassungsvolumen des inneren Volumens 7 des Druckbehälters kann in diesem Beispiel 50 ml bis 100 ml betragen.
Das Auslöseventil 10, das für sich genommen ebenfalls einen gesonderten Gegenstand der Erfindung bildet und insbesondere nicht in einer Verwendung im Rahmen einer wie hier gezeigten Feuerlösch- bzw. Brandschutzeinrichtung beschränkt ist, sondern auch in anderen Verwendungen als thermisch gesteuertes Auslöseventil verwendet werden kann, umfasst zunächst zwei wesentliche Hauptkomponenten, nämlich ein Lagerteil 11, an welchem das Innengewinde 25 ausgebildet ist und welches entsprechend positionsfest mit dem Druckbehälter 2 verbunden ist, und ein Auslöseteil 12. Zu erkennen ist, dass das Auslöseteil 12 hülsenartig auf das Lagerteil 11 aufgesetzt ist, wobei durch das Zusammenwirken einer äußeren Mantelfläche des hier kreiszylinderförmig gebildeten Lagerteils 11 und einer entsprechenden Innenfläche des Auslöseteils 12 eine Führung für eine in Längsrichtung mögliche Bewegung des Auslöseteils 12 relativ zu dem Lagerteil 11 gebildet ist.
An dem Auslöseteil 12 ist ein Perforationselement 13, hier in Form einer Perforationsnadel, insbesondere Perforationshohlnadel, fest angeordnet und erstreckt sich in einer Längsausrichtung in Richtung der möglichen Bewegungsrichtung des Auslöseteils 12 relativ zu dem Lagerteil 11. In dem Lagerteil 11 ist in axialer Richtung eine Bohrung 14 eingebracht, in die eine Druckfeder 14 eingesetzt ist. Diese Druckfeder 14 stützt sich einerseits auf einen Lagerstift 16, der das Lagerteil 11 querend mit der jeweiligen Außenwand des hülsenförmig gebildeten Auslöseteils verbunden ist, und andererseits an einem Federlager 17 ab, welches Federlager 17 durch eine stirnseitige Verjüngung bzw. Anlagekante der Bohrung 14 gebildet ist. Mithin wirkt die Druckfeder 15 als Federmittel zwischen dem Lagerteil 11 und dem Auslöseteil 12 und spannt in der hier in Fig. 1 dargestellten Bereitschaftsstellung des Auslöseventils 10 das Auslöseteil 12 in noch näher zu beschreibender Weise in eine Auslösestellung vor.
Das Lagerteil 11 weist auf seiner dem Federlager 17 gegenüberliegenden äußeren Stirnseite eine trichterförmige Vertiefung 18 auf, die über eine Fortsetzung der Bohrung 14 (mit geringerem Durchmesser) mit dieser Bohrung zur Bildung eines Medienkanals verbunden ist.
In der Außenwand des Lagerteils 11 sind ferner Führungsschlitze 19 gebildet, die als in der axialen Längsrichtung verlaufende Langlöcher bzw. Längsschlitze von dem Lagerstift 16 durchragt werden und diesem eine Bewegungsmöglichkeit entlang der Längsschlitze 19 eröffnen sowie eine Führung bieten.
Das Auslöseteil 12 weist neben einem hülsenförmigen Abschnitt 21, mit dem es auf dem Lagerteil 11 aufsitzt, einen das Auslöseteil 21 an seinem dem Anschlussstück mit dem Innengewinde 25 gegenüberliegenden stirnseitigen Ende verschließenden Kuppelabschnitt 20 auf. Auf einer innenliegenden Fläche des Kuppelabschnittes 20 ist ein Widerlager 22 ausgebildet für ein langgestrecktes, entlang der Längsachse angeordnetes thermisches Auslöseelement 24, das sich mit einem Längsende an dem Widerlager 22 und mit einem zweiten Längsende in der trichterförmigen Vertiefung 18 des Lagerteils 11 abstützt. Das thermische Auslöseelement 24 hält somit das Auslöseventil 10 in seiner Bereitschaftsstellung, indem es verhindert, dass das Auslöseteil 12 sich in Richtung des Druckbehälters 2 bewegt, eine Bewegung, die bei Fehlen des thermischen Auslöseelementes 24 aufgrund der durch die Druckfeder 15 ausgeübten Federkraft ausgelöst werden würde.
Im unmittelbaren Anschluss an den Kuppelabschnitt 20 sind entlang des Umfanges, verteilt in der seitlichen Wand des Auslöseteils 12, Ausströmöffnungen 23 vorgesehen, durch die im Falle einer wie nachstehend noch zu beschreiben ausgelöste Perforation der Verschlussfolie 5 durch das Perforationselement 13 aus dem inneren Volumen 7 ausströmendes Löschmedium, welches zuvor durch den durch die Bohrung 14, den Übertritt in die trichterförmige Vertiefung 18 und den Innebereich des Kuppelabschnittes 20 gebildeten Medienkanal strömt, in radialer Verteilung ausströmen kann. Durch diese Ausströmöffnungen 23 kann aber auch in der Bereitsschaftsstellung das Auslöseelement 24 (hier in Form der Thermo-Bulb) betrachtet und so auf eventuelle Schäden oder Unregelmäßigkeiten, z.B. einen Verlust der in der Regel eingefärbten Auslöseflüssigkeit, hin inspiziert werden. Auch hierin liegt ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, da eine solche Betrachtung des Auslöseelements bei der Konstruktion gemäß der DE 199 11 530 C2 und der dort dargestellten Fig. 4 nicht möglich ist.
Wie bereits beschrieben ist in Fig. 1 das Auslöseventil in einer Bereitschaftsstellung gezeigt.
In einem Auslösefall, in dem das thermische Auslöseelement 24, bei dem es sich um eine sogenannte Thermo-Bulb, also ein einen Innenraum, der mit einer Auslöseflüssigkeit gefüllt ist, vollständig umschließendes Glasgefäß, insbesondere ein beidseitig endseitig verschlossenes Glasröhrchen, handeln kann, auslöst, also durch eine Ausdehnung der Auslöseflüssigkeit zerbirst, löst das Auslöseventil 10 aus, indem das Auslöseteil 12 relativ zu dem Lagerteil 11 bewegt wird, in Fig. 1 in einer Richtung nach unten auf den Druckbehälter 2 zu.
In Fig. 2 ist dies in den Darstellungen a bis d noch einmal veranschaulicht. Fig. 2a zeigt das thermische Auslöseventil noch einmal in der Bereitschaftsstellung, in der das thermische Auslöseelement 24 intakt ist und in seiner zwischen dem Lagerteil 11 und dem Auslöseteil 12 eingespannten Stellung das Auslöseteil 12 in der Bereitschaftsstellung abstützt und zwar gegen die von der Druckfeder 15 ausgeübte und in Richtung einer Auslösestellung wirkende Kraft.
Wird nun aufgrund einer eine Auslösetemperatur übersteigenden Temperaturerhöhung, z.B. ausgelöst durch einen durch die Flamme F in Fig. 2b symbolisierten Brand, das thermische Auslöseelement 24 ausgelöst, indem die darin befindliche Auslöseflüssigkeit aufgrund ihrer Ausdehnung das Glasgefäß sprengt, so entfällt der das Auslöseteil 12 relativ gegenüber dem Lagerteil 11 in der Bereitschaftsstellung haltende „Halter“, so dass das Auslöseteil 12 getrieben durch die Druckfeder 15 und die von dieser ausgelöste Kraft in Richtung der in Fig. 2b gezeigten Pfeile P bewegt wird und sich außen auf dem Lagerteil 11 und geführt durch dessen Außenfläche relativ gegenüber diesem entsprechend bewegt bzw. verlagert. Mit D ist angedeutet, dass in diesem Auslösefall die Auslöseflüssigkeit in dem thermischen Auslöseelement 24, das hier eine Thermo-Bulb ist, verdampft.
In Fig. 2c ist nun gezeigt, wie das Auslöseventil 10 die Auslösestellung erreicht hat, in der das Perforationselement 13 ein Verschlusselement, z.B. die Verschlussfolie 5, durchstößt, also perforiert. Gut zu erkennen ist hierbei, dass der Lagerstift 16 geführt in den Führungsschlitzen 19 des Lagerteils 11 bewegt ist in Richtung der Auslösestellung, wobei die Druckfeder 15 sich zumindest zum Teil entspannt hat, ihre Druckkraft auf den Lagerstift 16 übertragen und damit das Auslöseteil 12 in Richtung der Auslösestellung vorangetrieben hat. Nun kann ein zuvor durch das Verschlusselement, z.B. die Verschlussfolie 5 zurückgehaltenes Medium aus einem Behälter, insbesondere das in dem Druckbehälter 2 enthaltene Löschmedium in Richtung des Pfeiles P der Fig. 2c ausströmen und gelangt in das Auslöseventil 10 hinein. Dort strömt es, wie in Fig. 2d schließlich gezeigt ist, weiter entlang des Medienkanals in Richtung der dort gezeigten Pfeile P und tritt in dort mit L bezeichneten Löschmittelwolken aus den Ausströmöffnungen 23 aus.
Besonders hervorzuheben im Hinblick auf die Konstruktion des Auslöseventils 10 ist hier, dass durch die spezielle Gestaltung des Lagerelementes 11 und des hülsenförmig darauf sitzend angeordneten und relativ zu diesem bewegbaren Auslöseelement 12, welches das Perforationselement 13 trägt und die symmetrisch zur Mittelachse des Auslöseventils 10 und hintereinander gesehene Anordnung der Druckfeder 15 und des thermischen Auslöseelementes 24 eine sehr symmetrische Bauform erreicht werden kann mit dem Vorteil einer im Auslösefall sehr exakt in Richtung der gewollten Verlagerung gerichteten Kraft, die durch die Druckfeder 15 ausgeübt wird, ohne dass durch eine asymmetrische Anordnung eines der Elemente hier ungewollte und störende seitliche Impulse hervorgerufen werden. Zudem wird eine sehr exakte und gute Führung des Auslöseteils 12 relativ zu dem Lagerteil 11 erreicht, zum einen durch das Zusammenwirken des mit seiner Außenfläche wie ein Lagerzapfen aufgebauten Lagerteils 11 mit dem hülsenförmigen Abschnitt 21 des Auslöseteils 12, zum anderen durch die zusätzliche Führung, die der Lagerstift 16 in den Führungsschlitzen 19 erfährt.
In den Figuren 3 und 4 ist – hier isoliert und ohne den Druckbehälter – eine Abwandlung eines Auslöseventils 10 dargestellt, in einer Seitenansicht (Fig. 3) und einer entlang der Schnittlinie A-A gemäß Fig. 3 genommenen Schnittansicht (Fig. 4). Dieses Auslöseventil ist in den wesentlichen Elementen und funktionellen Teilen genauso aufgebaut wie das in den Figuren 1 und 2 gezeigte. Daher sind die Elemente, die entsprechend jedenfalls funktionell gleich gebildet sind, auch mit identischen Bezugszeichen versehen. Sie wirken, sofern nachstehend nicht Abweichungen erläutert sind, in der wie oben anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Weise zusammen. Entsprechend wird im Hinblick auf den Aufbau und die grundsätzliche Funktion des Auslöseelements 10 nach den Figuren 3 und 4 auf die obige Beschreibung zu dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 Bezug genommen.
Ein Unterschied im Aufbau zwischen den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 2 auf der einen und den Figuren 3 und 4 auf der anderen Seite besteht in der Gestaltung des Widerlagers 22, an dem sich das thermische Auslöseelement abstützt. Während bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Beispiel dieses Widerlager 22 einfach auf einer Innenfläche des Kuppelabschnitts 20 ausgebildet ist, ist in der Ausgestaltung nach den Figuren 3 und 4 ein Widerlagerteil 26 vorgesehen. Dieses Widerlagerteil 26 ist unter Zwischenlage eines elektrischen Isolierelements 27, das das aus einem elektrisch leitenden Material gebildete Widerlagerteil 26 elektrisch von dem ebenfalls elektrisch leitend gebildeten Auslöseteil 12 isoliert, in eine Öffnung in dem Kuppelabschnitt 20 eingesetzt und weist auf einer im Innern des Auslöseteils 12 liegenden, dem thermischen Auslöseelement 24 zugewandten Fläche das eigentliche Widerlager 22 in Form einer Vertiefung auf. Die Paarung aus Widerlagerteil 26 und elektrischem Isolierelement 27 ist in der Öffnung des Kuppelabschnitts 20, in der diese Paarung eingesetzt ist, festgelegt und fixiert, z.B. durch Presspassung.
Ein in den Figuren oben dargestelltes Ende des Widerlagerteils 26 ist nach außen durch den Kuppelabschnitt 20 derart durchgeführt, dass es frei liegt. Eine elektrische Leitung 28 ist mit einer Klemmschraube 30 an diesem Ende des Widerlagerteils 26 festgelegt und kontaktiert dort das Widerlagerteil 26 elektrisch.
Eine weitere elektrische Leitung 29 ist mit einer Klemmschraube 31 in dem Bereich, in dem auch das Innengewinde 25 ausgebildet ist, an dem Lagerteil 11 festgelegt und dort elektrisch angeschlossen. Das Lagerteil 11 ist ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material gebildet, z.B. Messing oder Edelstahl.
Weiterhin eine Besonderheit ist hier, dass das thermische Auslöseelement 24 mit einer elektrischen Leitung versehen ist, hier mit einer elektrisch leitenden Beschichtung 32, die sich über die gesamte Länge des thermischen Auslöseelements 24 erstreckt. Insbesondere erstreckt sich diese elektrisch leitende Beschichtung 32 durchgehend bis in die Bereiche, in denen das thermische Auslöseelement 24 in der trichterförmigen Vertiefung 18 in dem Lagerteil 11 liegt und dort mit dem Material des Lagerteils 11 in mechanischer Verbindung steht, und auch bis in die Bereiche, in denen das thermische Auslöseelement 24 an dem Widerlager 22 des Widerlagerteils 26 anliegt und dort mit dem Material des Widerlagerteils 26 in mechanischer Verbindung steht. Dadurch ist eine durchgehende elektrische Verbindung von der elektrischen Leitung 28 über das Widerlagerteil 26, die elektrisch leitende Beschichtung 32 und das Lagerteil 11 bis zu der elektrischen Leitung 29 gegeben. So können die beiden elektrischen Leitungen 28 und 29 z.B. mit einer elektrischen Sensorschaltung verbunden werden und kann dadurch ein geschlossener, überwachter Stromkreis geschaffen werden.
Wenn nun aber das thermische Auslöseelement 24 auslöst, also birst, wie dies anhand der Figuren 2 a) bis c) für die gleich wirkende erste Ausführungsform des thermischen Auslöseventils 10 beschrieben ist, wird der durch die elektrisch leitende Beschichtung 32 gebildete Abschnitt der elektrischen Verbindung unterbrochen und somit auch der Stromkreis insgesamt. Ein an dieser Stelle z.B. durch die Sensorschaltung festgestellter Spannungsabfall kann dann als Signal für ein Auslösen des thermischen Auslöseventils 10 und somit auch einer mit diesem ausgerüsteten kompakten Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung 1 gewertet werden. Dieses Signal kann dann wiederum genutzt werden, um z.B. einen Alarm auszugeben, anzuzeigen, dass die Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung 1 ausgetauscht werden muss, andere Aktionen auszulösen, z.B. weitere Löscheinrichtungen zu triggern, oder dergleichen. Dabei ist die hier gewählte Sensorik, die im Normalfall einen geschlossenen Stromkreis aufweist, deshalb gegenüber einer solchen, die erst in einem Auslösefall einen Stromkreis schließt, zu bevorzugen, da sie nicht etwa bei einem Spannungsausfall zu versagen droht, sondern in einem solchen Fall einen Alarm ausgibt.
Die durchgehende elektrische Verbindung von der elektrischen Leitung 28 über das Widerlagerteil 26, die elektrisch leitende Beschichtung 32 und das Lagerteil 11 bis zu der elektrischen Leitung 29 und ein damit aufgebauter Stromkreis kann aber auch alternativ oder zusätzlich zur Bildung einer Auslösesensorik für die Bildung einer Fernauslösung des Ventils genutzt werden. Wenn nämlich ein hoher Strom, sei dies für eine gewisse Dauer oder sogar nur als zeitlich beschränkter Puls, in diese Leitung eingespeist wird, so erwärmt sich aufgrund des elektrischen Widerstandes die leitende Beschichtung 32 und führt dadurch zu einem Wärmeeintrag in die Auslöseflüssigkeit, die dann zu einem Bersten des thermischen Auslöseelements 24 führt, so dass das Ventil dann auslöst.
Es ist dem Fachmann natürlich klar, soll hier aber dennoch betont werden, dass die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ausführungsform des thermischen Auslöseventils für das Bilden der Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung 1 der Erfindung in der wie in Fig. 1 gezeigten Weise mit einem wie dort gezeigten Druckgasbehälter kombiniert werden kann und wird, und dass der Auslöseprozess dann abläuft, wie in den Figuren 2 a) bis c) gezeigt, mit dem Unterschied, dass zusätzlich durch die Auslösesensorik ein Signal ausgegeben wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist noch einmal deutlich geworden, welche besonderen Eigenschaften und Vorteile sowohl die erfindungsgemäße kompakt gebildete Feuerlösch- und Brandschutzeinrichtung 1 als auch das erfindungsgemäß aufgebaute passiv thermisch gesteuerte Auslöseventil 10 mit sich bringen.
Liste der Bezugszeichen
1 Feuerlösch- bzw. Brandschutzeinrichtung
2 Druckbehälter
3 Wandung
4 Austrittsöffnung
5 Verschlussfolie
6 Außengewinde
7 inneres Volumen
10 Auslöseventil
11 Lagerteil
12 Auslöseteil
13 Perforationselement
14 Bohrung
15 Druckfeder
16 Lagerstift
17 Federlager
18 trichterförmige Vertiefung
19 Führungsschlitz
20 Kuppelabschnitt
21 hülsenförmiger Abschnitt
22 Widerlager
23 Ausströmöffnung
24 thermisches Auslöseelement
25 Innengewinde
26 Widerlagerteil
27 elektrisches Isolierelement
28 elektrische Leitung
29 elektrische Leitung
30 Klemmschraube
31 Klemmschraube
32 elektrisch leitende Beschichtung
D Dampf
F Flamme
L Löschmedium
P Pfeil

Claims (23)

  1. Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung gebildet aus
    - einem mit einem unter Druck stehenden Löschmedium (L) gefüllten Druckbehälter (2), der eine Austrittsöffnung (4) aufweist, die mit einem mittels eines Perforationselementes (13) perforierbaren Verschlusselement (5) derart verschlossen ist, dass das unter Druck stehende Löschmedium (L) in dem Druckbehälter (2) zurückgehalten ist, und
    - einem unmittelbar auf die Austrittsöffnung (4) aufgesetzten, passiv thermisch gesteuerten Auslöseventil (10), welches ein Perforationselement (13) und ein thermisches Auslöseelement (24) aufweist,
    wobei das Perforationselement (13) in Richtung einer Auslösestellung vorgespannt und von dem thermischen Auslöseelement (24) in einer von der Auslösestellung verschiedenen Bereitschaftsstellung gehalten ist und wobei das thermische Auslöseelement (24) bei durch Erreichen einer vorgegebenen Auslösetemperatur hervorgerufenen Auslösen das Perforationselement (13) in der Art freigibt, dass es getrieben durch die in der Bereitschaftsstellung auf ihm lastende Vorspannung in die Auslösestellung verfährt, in der es das Verschlusselement (5) perforiert.
  2. Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (2) ein Innenvolumen (7) von 10 ml bis 1500 ml aufweist.
  3. Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmedium (L) ein Sauerstoff bindendes und/oder verdrängendes Löschgas ist.
  4. Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseventil (10) einen mit der Austrittsöffnung (4) verbundenen Medienführungskanal aufweist und Verteileröffnungen (23) für das Löschmedium (L), mittels derer eine Verteilung des Löschmediums (L) im Auslösefall erfolgt.
  5. Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Auslöseelement (24) ein einen Innenraum vollständig umschließendes Glasgefäß mit einer in dem Innenraum eingeschlossenen, sich bei der vorgegebenen Auslösetemperatur bis zum Bersten des Glasgefäßes ausdehnenden Auslöseflüssigkeit ist.
  6. Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (2) im Bereich der Austrittsöffnung (4) ein erstes Schraubgewinde (6) aufweist und dass das Auslöseventil (10) in einem Verbindungsabschnitt ein zu dem ersten Schraubgewinde (6) komplementäres zweites Schraubgewinde (25) aufweist, wobei zum Bilden der Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung (1) der Druckbehälter (2) und das Auslöseventil (10) durch Verschrauben von erstem (6) und zweitem (25) Schraubgewinde verbunden sind.
  7. Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auslösesensorik (28, 26, 32, 11, 29) aufweist, die ein Signal abgibt, wenn das thermisch gesteuerte Auslöseventil (10) ausgelöst hat.
  8. Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine elektrisch betätigbare Fernauslöseeinrichtung aufweist.
  9. Passiv thermisch gesteuertes Auslöseventil, insbesondere zum Bilden einer Feuerlösch- und/oder Brandschutzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
    - einem Lagerteil (11),
    - einem relativ zu dem Lagerteil (11) zwischen einer Bereitschaftsstellung und einer Auslösestellung bewegbaren Auslöseteil (12),
    - einem an dem Auslöseteil (12) angeordneten Perforationselement (13),
    -einem zwischen dem Lagerteil (11) und dem Auslöseteil (12) angeordneten Federmittel (15), das das Auslöseteil (12) relativ zu dem Lagerteil (11) in die Auslösestellung vorspannt, und
    - einem thermischen Auslöseelement (24), das das Auslöseteil (12) entgegen der von dem Federmittel (15) ausgeübten Vorspannung in der Bereitschaftsstellung hält,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseteil (12) zumindest in einem Abschnitt (21) hülsenartig ausgebildet ist und auf dem Lagerteil (11) aufsitzt und in einer Längsrichtung des Lagerteils (11) auf diesem zwischen der Bereitschaftsstellung und der Auslösestellung bewegbar ist.
  10. Auslöseventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (11) mit einer Außenfläche, auf der das zumindest in einem Abschnitt (21) hülsenartig gebildete Auslöseteil (12) sitzt, eine Führung für das Auslöseteil (12) bei seiner Bewegung aus der Bereitschaftsstellung in die Auslösestellung bildet.
  11. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseteil (12) einen Hülsenabschnitt (21) und einen stirnseitig verschlossenen Kuppelabschnitt (20) aufweist.
  12. Auslöseventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Innenfläche des Kuppelabschnittes (20) eine Lagerfläche als Widerlager (22) für ein, insbesondere axiales, Ende des thermischen Auslöseelementes (24) gebildet ist.
  13. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 11 oder 12, gekennzeichnet, durch seitliche Austrittsöffnungen (23) in der Außenwand des Auslöseteils (12), die dessen Inneres mit einer Außenseite verbinden und die insbesondere unmittelbar unterhalb des Kuppelabschnittes (20) angeordnet sind.
  14. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (11) im Wesentlichen kreiszylindrisch gebildet ist.
  15. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (11) an einem, insbesondere stirnseitigen, Ende eine Anschlussstruktur, insbesondere ein Gewinde (25), zum Anschließen an eine und zum Verbinden mit einer mit einem perforierbaren Verschlusselement (5) verschlossenen Austrittsöffnung (4) aufweist.
  16. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch ein an dem Auslöseteil (12) angeordnetes Abstützlager (16) für das Federmittel (15).
  17. Auslöseventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseteil (12) in einer Längserstreckung auf einer ersten Seite das Abstützlager (16) für das Federmittel (15) und auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite ein Widerlager (22) für das thermische Auslöseelement (24) aufweist, wobei zwischen dem Abstützlager (16) und dem Widerlager (22) in der Längserstreckung gesehen hintereinander zuerst das Federmittel (15) und jenseits des Federmittels (15) dann das thermische Auslöseelement (24) angeordnet sind.
  18. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützlager (16) gebildet ist durch einen an einander gegenüberliegenden Wandbereichen eines Abschnittes (21) des hülsenartigen Auslöseteils (12) festgelegten, sich quer zu der Längserstreckung des Auslöseteils (12) erstreckenden Lagerstift, der durch Führungsschlitze (19) in dem Lagerteil (11) hindurchtritt.
  19. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 bis 18, gekennzeichnet durch eine axiale Bohrung (14) in dem Lagerteil (11), in der das Federmittel (15) angeordnet ist und sich einseitig an einem die axiale Bohrung (14) stirnseitig begrenzenden Federlager (17) abstützt.
  20. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 bis 19, gekennzeichnet durch ein einen Innenraum vollständig umschließendes Glasgefäß mit einer in dem Innenraum eingeschlossenen, sich bei einer vorgegebenen Auslösetemperatur bis zum Bersten des Glasgefäßes ausdehnenden Auslöseflüssigkeit als thermisches Auslöseelement (24).
  21. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet, durch eine Perforationsnadel als Perforationselement (13).
  22. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Auslösesensorik (28, 26, 32, 11, 29) aufweist, die ein Signal abgibt, wenn das thermisch gesteuerte Auslöseventil (10) ausgelöst hat.
  23. Auslöseventil nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass es eine elektrisch betätigbare Fernauslöseeinrichtung aufweist.
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