DE19951886A1 - Fire extinguisher has container with inlet and outlet, distributor, holes, bursting membranes and retainers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Löschgerät zur Unterdrückung entstehender Brände. Somit sollen mit dem Löschgerät nicht bereits bestehende und voll ausgebildete Brände gelöscht werden, sondern es soll nach dem ersten Aufflammen die Ausbreitung der Flamme zu einem Brand verhindert werden.The invention relates to an extinguishing device for suppressing fires. Thus, with the extinguishing device does not extinguish existing and fully trained fires, but after the first flare, the flame should spread to a fire be prevented.
Aus der Druckschrift DE 195 44 399 C2 ist ein pyrotechnisch betriebenes Löschgerät zur Explosionsunterdrückung bekannt geworden, welches das umweltfreundliche Löschmittel Wasser benutzt und das als Druckgas pyrotechnisch erzeugten Stickstoff (N2) verwendet. Für den Einsatz in personenbesetzten Räumen ist dieses Löschgerät jedoch nicht geeignet, da neben einem lauten Mündungsknall ein hoher Impuls des ausgetriebenen Löschmittels entsteht und darüber hinaus scharfkantige Teile des Löschmittelbehälters ausgestoßen werden.From publication DE 195 44 399 C2, a pyrotechnically operated extinguishing device for suppressing explosions has become known, which uses the environmentally friendly extinguishing agent water and uses the nitrogen (N 2 ) generated pyrotechnically as compressed gas. However, this extinguishing device is not suitable for use in rooms occupied by people, because in addition to a loud muzzle blast, there is a high impulse of the extinguished extinguishing agent and, in addition, sharp-edged parts of the extinguishing agent container are expelled.
Die Druckschrift DE 195 46 251 C1 zeigt einen ebenfalls pyrotechnisch betriebenen Löschgasgenerator, der mittels inerter Löschgase (CO2, H2O-Dampf, N2) mit hoher Temperatur aufgrund seines großen Volumenstromes die O2-Volumenkonzentration im Brandbereich kurzzeitig unter die Brandgrenze absenkt. Der Löschgasgenerator erzeugt allerdings eine sehr hohe Gastemperatur und einen hohen Geräuschpegel. Dies ist ebensowenig humanverträglich wie die Zusammensetzung des erzeugten Gases.The publication DE 195 46 251 C1 shows a likewise pyrotechnically operated extinguishing gas generator which briefly lowers the O 2 volume concentration in the fire area below the fire limit by means of inert extinguishing gases (CO 2 , H 2 O vapor, N 2 ) due to its large volume flow . However, the extinguishing gas generator generates a very high gas temperature and a high noise level. This is just as humane as the composition of the gas produced.
Schließlich ist aus der DE 44 07 780 A1 eine Sprühdüse für Feuerlöschanlagen bekannt geworden, die besonders zur Bekämpfung bereits ausgebrochener Brände und für die Brandabkühlphase geeignet ist.Finally, a spray nozzle for fire extinguishing systems is known from DE 44 07 780 A1 have become particularly useful for fighting fires that have already broken out and for Fire cooling phase is suitable.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Löschgerät zur Unterdrückung anlaufender Brände in kleineren personenbesetzten Räumen oder zum Schutz von gefährdeten Geräten in größeren personenbesetzten oder für Personen zugänglichen Räumen zu entwickeln, das die humanunverträglichen Eigenschaften bekannter Geräte vermeidet.The present invention is based on the object of an extinguishing device for suppression incipient fires in smaller, occupied rooms or to protect endangered people To develop devices in larger, occupied or accessible rooms, that avoids the human-intolerable properties of known devices.
Die Aufgabe wird in einfacher Weise durch das im Hauptanspruch beschriebene Löschgerät gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen. The task is accomplished in a simple manner by the extinguishing device described in the main claim solved. Advantageous embodiments are the characteristic features of the subclaims refer to.
Die besonderen Vorteile des vorgestellten Löschgeräts sind darin begründet, daß anlaufende Brände vor dem Erreichen der maximalen Flammenausbildung gelöscht werden können, wobei das Löschmittel und die Abgabe des Löschmittels im Brandbereich humanverträglich erfolgt. Dies umfasst, dass das Löschmittel ungiftig ist und dass das Austreiben des aus Wasser und Stickstoff bestehenden Löschmittels ohne Mündungsknall und ohne den Auswurf scharfkantiger Teile erfolgt, wobei innerhalb kurzer Zeit eine ausreichende Menge des Löschmittels freigesetzt wird. Der Schallpegel lässt sich in einfacher Weise durch die Wahl der Anzahl und Größe der Austrittsöffnungen einstellen. Aufgrund der Vielzahl von Einzelstrahlen wird eine gute Zerstäubung über einen größeren Raumwinkel erreicht. Die Vermischung von Wasser mit dem Treibgas bewirkt eine Abkühlung des Löschmittels bereits in geringem Abstand vom Löschgerät.The particular advantages of the extinguishing device presented are due to the fact that starting Fires can be extinguished before reaching the maximum flame formation the extinguishing agent and the delivery of the extinguishing agent in the fire area is human-friendly. This includes that the extinguishing agent is non-toxic and that it is expelled from water and Nitrogen existing extinguishing agent without muzzle blast and without the ejection with sharp edges Parts occur, a sufficient amount of the extinguishing agent being released within a short time becomes. The sound level can be easily adjusted by choosing the number and size of the Adjust the outlet openings. Because of the multitude of single beams it will be a good one Atomization achieved over a larger solid angle. The mixing of water with the Propellant causes the extinguishing agent to cool down at a short distance from the extinguisher.
Ein Ausführungsbeispiel des Löschgeräts ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the extinguishing device is simplified schematically in the drawing shown and is described in more detail below. Show it
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Löschgerät in der Grundversion, Fig. 1 shows a section through a quenching device in the basic version,
Fig. 2 eine Detailansicht einer Auslassöffnung des Verteilerkopfes, Fig. 2 is a detailed view of an outlet of the distribution head,
Fig. 3 eine Variante zu Fig. 1, Fig. 3 shows a variant of Fig. 1,
Fig. 4 eine weitere Variante zu Fig. 1, Fig. 4 shows a further variant of FIG. 1,
Fig. 5 eine Variante mit Druckgasbypass. Fig. 5 shows a variant with compressed gas bypass.
In der Fig. 1 ist ein kompaktes Löschgerät zur Bekämpfung von entstehenden Bränden in kleineren personenbesetzten Räumen dargestellt, das sich dadurch auszeichnet, dass sich die im zu schützenden Raum bildende Flamme vor dem Erreichen ihrer Maximalausdehnung humanverträglich gelöscht wird. Es zeichnet sich weiterhin durch eine einfache und kompakte Bauweise aus, wodurch das Gerät leicht montiert und gewartet werden kann.In Fig. 1 a compact extinguisher for fighting fires is shown by resulting in smaller spaces occupied by persons, which is characterized by the fact that the forming itself in the room to be protected flame before reaching its maximum extent is deleted human tolerated. It is also characterized by a simple and compact design, which makes the device easy to assemble and maintain.
Innerhalb des Gehäuses 1 ist neben dem Löschmittelbehälter 3 der das Druckgas erzeugende Gasgenerator 2 montiert, der über geeignete elektrische Anschlüsse 4 mit einem oder mehreren nicht dargestellten Sensoren zu Erkennung des entstehenden Brandes verbunden ist. Zwischen dem das Druckgas erzeugenden Gasgenerator 2 und dem Löschmittelbehälter 3 ist ein Zwischenraum 5 als Puffervolumen vorgesehen. Das Gehäuse 1 weist ausgangsseitig einen Flansch 6 zur Befestigung an der Wand des zu schützenden Raumes auf. Den ausgangsseitigen Abschluss des Gehäuses 1 bildet die Verteilvorrichtung 7, die als annähernd halbkugelförmige Schale mit einer Vielzahl von Öffnungen 8 ausgebildet ist.In addition to the extinguishing agent container 3, the gas generator 2 generating the compressed gas is mounted inside the housing 1 and is connected via suitable electrical connections 4 to one or more sensors (not shown) for detecting the fire that is occurring. An intermediate space 5 is provided as a buffer volume between the gas generator 2 generating the compressed gas and the extinguishing agent container 3 . On the output side, the housing 1 has a flange 6 for attachment to the wall of the space to be protected. The output end of the housing 1 is formed by the distribution device 7 , which is designed as an approximately hemispherical shell with a plurality of openings 8 .
Der im Gehäuse 1 angeordnete Druckgasgenerator 2 entspricht bekannten Ausführungsformen von Gasgeneratoren, die auch zum Aufblasen von Airbags in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Als Druckgas wird ausschließlich nichttoxischer Stickstoff (N2) erzeugt. Dem Gasgenerator 2 schließt sich ein Puffervolumen 5 an, das zur Abschwächung des maximalen Impulses des erzeugten Druckgases und gleichzeitig zur Verlängerung der Abgabezeit des Druckgases dient. Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dass eine Dimensionierung, bei der die Länge des Puffervolumens etwa ihrem Durchmesser entspricht, gute Ergebnisse gezeigt hat.The compressed gas generator 2 arranged in the housing 1 corresponds to known embodiments of gas generators which are also used for inflating airbags in motor vehicles. Only non-toxic nitrogen (N 2 ) is generated as the compressed gas. The gas generator 2 is followed by a buffer volume 5 , which serves to weaken the maximum pulse of the compressed gas generated and at the same time to extend the discharge time of the compressed gas. Experiments have shown that dimensioning in which the length of the buffer volume corresponds approximately to its diameter has shown good results.
Das erzeugte Druckgas trifft auf die eingangsseitig des Löschmittelbehälters 3 angebrachte Berstmembran 9, die beim Erreichen einer von deren Dimensionierung abhängigen Druckschwelle bricht. Die Berstmembranen 9, 10, die den Löschmittelbehälter abschließen, sind so gestaltet, dass sie jeweils nur aufreissen, aber nicht abscheren können. Es werden damit Strömungs- und Abrissblockaden durch freie Bruchstücke vermieden. Das Druckgas strömt in den Löschmittelbehälter 3 und das Löschmittel, für das in der Regel Wasser verwendet wird, vermischt sich mit dem einströmenden Druckgas zu einem 2 Phasen-Gemisch aus Wasser und Gas. Die ausgangsseitige Berstmembran 10 platzt anschließend auf und das Wasser/Gas- Löschmittelgemisch strömt über die Öffnungen 8, die etwa senkrecht zur Oberfläche der Verteilvorrichtung 7 angeordnet sind, in Richtung auf den entstehenden Brand.The pressure gas generated strikes the bursting membrane 9 attached to the inlet side of the extinguishing agent container 3, which breaks when a pressure threshold dependent on its dimensioning is reached. The bursting membranes 9 , 10 , which close off the extinguishing agent container, are designed in such a way that they can only tear open but cannot shear off. Flow and demolition blocks due to free fragments are avoided. The compressed gas flows into the extinguishing agent container 3 and the extinguishing agent, for which water is generally used, mixes with the inflowing compressed gas to form a 2-phase mixture of water and gas. The bursting membrane 10 on the output side then bursts and the water / gas extinguishing agent mixture flows through the openings 8 , which are arranged approximately perpendicular to the surface of the distribution device 7 , in the direction of the fire which is occurring.
Das erzeugte zweiphasige Löschmittel aus zerstäubtem Wasser und Stickstoff nützt das Prinzip zweier unterschiedlicher Löschverfahren. Zum einen wird das inerte Gas Stickstoff benutzt, um die Volumenkonzentration des Sauerstoffs im Brandbereich kurzzeitig unter die Brandgrenze von etwa 16 Vol.-% bei 20°C abzusenken. Um die hohe Gastemperatur zu senken, wird das Druckgas mit dem Wasser vermischt, wobei aufgrund der großen Oberfläche des zerstäubten Wassers eine rasche Abkühlung auf humanverträgliche Werte eintritt. Gleichzeitig bildet das zerstäubte Wasser ein geeignetes Löschmittel, das sich in seinen Eigenschaften zur Brandunterdrückung mit denen des Druckgases ergänzt.The two-phase extinguishing agent produced from atomized water and nitrogen uses the principle two different deletion methods. Firstly, the inert gas nitrogen is used to the volume concentration of oxygen in the fire area briefly below the fire limit of lower about 16 vol.% at 20 ° C. In order to lower the high gas temperature, the compressed gas mixed with the water, due to the large surface of the atomized water rapid cooling to human-compatible values occurs. At the same time forms the atomized Water is a suitable extinguishing agent, which has properties for fire suppression supplemented with those of the compressed gas.
Die Fig. 2 zeigt als Detail eine der Öffnungen (8), über die das Gas-/Wasser-Gemisch ausströmt. Die Öffnung ist im Beispiel als zylindrische Bohrung mit einer innenseitigen Fase 12 ausgeführt. Innerhalb der Fase 12 ist ein Messerdreibein 11 als Schneideinrichtung für die an der Innenwand der Verteileinrichtung 7 anliegende Berstmembran 10 angeordnet. In Fall der Auslösung des Löschgeräts wird die ausgangsseitige Berstmembran 10 auf die Spitze des Messerdreibeins gedrückt, bricht auf und wird von den Schneidkanten des Messerdreibeins 11 geschlitzt. Die so entstandenen Teile der Berstmembran legen sich an der Fase 12 an, so dass der Querschnitt der Bohrung 8 nicht eingeengt wird und auch keine von der Berstmembran abgetrennten Teile durch die Bohrung 8 nach außen gelangen können. Das Messerdreibein ist nur eine von verschiedenen Möglichkeiten, im Bereich der Verteileinrichtung 7 eine Fangvorrichtung für freie Teile der Berstmembranen vorzusehen. Die Bohrungen 8 sind innerhalb der Verteilvorrichtung 7 so angeordnet, dass deren Vorzugsrichtungen den gesamten Winkelbereich zwischen der Hauptachse 19 des Löschgeräts und der Senkrechten zur Hauptachse abdecken. Fig. 2 shows a detail of one of the openings ( 8 ) through which the gas / water mixture flows. In the example, the opening is designed as a cylindrical bore with a chamfer 12 on the inside. A knife tripod 11 is arranged within the chamfer 12 as a cutting device for the bursting membrane 10 lying against the inner wall of the distribution device 7 . In the event of the extinguishing device being triggered, the bursting membrane 10 on the output side is pressed onto the tip of the knife tripod, breaks open and is slit by the cutting edges of the knife tripod 11 . The parts of the bursting membrane that are created in this way lie against the chamfer 12 , so that the cross section of the bore 8 is not narrowed and no parts separated from the bursting membrane can pass through the bore 8 to the outside. The knife tripod is only one of various options for providing a safety device for free parts of the bursting membranes in the area of the distribution device 7 . The bores 8 are arranged within the distribution device 7 such that their preferred directions cover the entire angular range between the main axis 19 of the extinguishing device and the perpendicular to the main axis.
Die Fig. 3 zeigt eine Erweiterung des Löschgeräts nach Fig. 2. In diesem Fall sind im Löschmittelbehälter 3 parallel zur Hauptachse 19 des Behälters Leiteinrichtungen 13 für das erzeugte Gas-/Wasser-Gemisch vorgesehen. Diese können in verschiedenartiger Form aufgebaut sein. Als geeignet hat sich ein wabenförmiger Querschnitt der Sektionen der Leiteinrichtung 13 erwiesen. In jedem Fall soll die Leiteinrichtung eine laminare Strömung des Gas-/Wasser-Gemischs bewirken. Diese zweiphasige Strömung, die aufgrund ihrer im Vergleich zum reinen Druckgas niedrigeren Schallgeschwindigkeit den maximalen Durchfluss durch die Ausströmöffnungen 8 begrenzt, wird in geeigneter Weise entweder durch kanalisierende und die Strömung laminarisierende Einbauten im Löschmittelbehälter 3 eingestellt oder durch die dosierte Einmischung des Druckgases im Bereich der Verteileinrichtung 7, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Fig. 3 shows an extension of the erasing apparatus of Fig. 2. In this case, the container guide devices 13 are in the extinguishing agent tank 3 parallel to the main axis 19 is provided for the generated gas / water mixture. These can be constructed in various forms. A honeycomb-shaped cross section of the sections of the guide device 13 has proven to be suitable. In any case, the guide device should cause a laminar flow of the gas / water mixture. This two-phase flow, which limits the maximum flow through the outflow openings 8 due to its lower sound velocity compared to pure compressed gas, is adjusted in a suitable manner either by channeling and laminarizing the flow in the extinguishing agent container 3 or by metered mixing of the compressed gas in the area of the distribution device 7 , as shown in Fig. 5.
Eine Variante des Löschgeräts ist in der Fig. 4 dargestellt. Anstelle der Berstmembranen 9, 10 lassen sich auch pyrotechnische Ventile 14 einsetzen. Der Vorteil dieser Ventile liegt darin, dass der Öffnungszeitpunkt sehr exakt bestimmt werden kann und dass keinerlei lose Teile, die zu Strömungs- bzw. Ausflussblockaden führen können, vorhanden sind. Als weitere vorteilhafte Ergänzung dienen die konisch sich öffnenden Bohrungen 15 in der Verteilvorrichtung 7. Sie dienen der Reduzierung der Geschwindigkeit des ausgetriebenen Löschmittel-/Gas-Gemischs und damit der Verringerung des Schallpegels. Weitere Modifikationen der Bohrungen 15 im Hinblick auf die Zerstäubung des Löschmittels sind denkbar.A variant of the extinguishing device is shown in FIG. 4. Instead of the bursting membranes 9 , 10 , pyrotechnic valves 14 can also be used. The advantage of these valves is that the opening time can be determined very precisely and that there are no loose parts that can block flow or outflow. The conically opening bores 15 in the distribution device 7 serve as a further advantageous addition. They serve to reduce the speed of the expelled extinguishing agent / gas mixture and thus to reduce the noise level. Further modifications of the bores 15 with regard to the atomization of the extinguishing agent are conceivable.
Die Fig. 5 zeigt eine Ergänzung oder Alternative zu den in Fig. 3 dargestellten Leiteinrichtungen 13. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, einen Teil des erzeugten Druckgases vor der Einleitung in den Löschmittelbehälter abzuzweigen 17 und diesen Teil in einer oder mehreren Bypassleitungen 20 bis in den Bereich der Verteileinrichtung 7 zu führen. Die Beimischung zum ausgetriebenen Löschmittel erfolgt dann entweder im Bereich eines Leervolumens 21 zwischen dem Löschmittelbehälter 3 und der Verteileinrichtung 7 oder innerhalb der Verteileinrichtung 7 selbst. Damit wird das Mischungsverhältnis zwischen Druckgas und Löschmittel erst unmittelbar vor dem Verlassen des Löschgeräts eingestellt, wodurch eine raschere und störungsfreie Abgabe des Löschmittels gewährleistet ist. FIG. 5 shows a supplement or alternative to the guide devices 13 shown in FIG. 3. It has proved advantageous to branch a part of the pressure generated gas prior to introduction into the extinguishing agent container 17 and to bring this part into one or more bypass conduits 20 into the region of the distributor. 7 The admixture with the expelled extinguishing agent then takes place either in the area of an empty volume 21 between the extinguishing agent container 3 and the distribution device 7 or within the distribution device 7 itself. The mixing ratio between compressed gas and extinguishing agent is thus set only immediately before the extinguishing device is exited, as a result of which a quicker and trouble-free Dispensing of the extinguishing agent is guaranteed.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8304 | Grant after examination procedure | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120501 |