DE2839792A1 - Vorrichtung zur erkennung von durch uebermaessige erwaermung oder verbrennung von polyvinilchloridhaltigen materialien freiwerdendem chlorwasserstoff - Google Patents

Description

• "Vorrichtung zur Erkennung von durch übermäßigeErwär-
• mung oder Verbrennung von polyvinilchloridhaltigen Materialien freiwerdendem Chlorwasserstoff" Bei den Brandschäden spielen die sog. Polyvinilbrände eine erhebliche Rolle. Einmal trittder Fall auf, daß ein Brand beliebiger Entstehung u.a. auf PVC-haltige Materialien, wie Lagergut, Bodenbeläge, elektrische Isolierungen usw. übergreift. Zum anderen sind auch sog. Elektrobrände bekannt, die durch Erhitzung des Isoliermaterials, welches sehr häufig aus PVC besteht, durch überlastete elektrische Kabel entstehen.
• PVC-Brände gleich welcher Art verursachen weitaus mehr und größere Schäden, als sie ihrer Anzahl nach zukommen sollten. Der Grund dafür liegt darin, daß bei starker Erhitzung bzw. beim Verbrennen von PVC immer Chlorwasserstoff freigesetzt wird, der auf anderen, vom Brand nicht betroffenen Anlagen, Maschinen und Stahlbetonstrukturen in den dem Brand folgenden Wochen und Monaten erhebliche Korrosionsschäden, die nicht selten den Totalverlust bedeutet, anrichtet. Die Korrosionsschäden liegen nicht selten um eine Größenordnung höher als die echten Brandschäden.
• Um diese die Volkswirtschaft erheblich belastenden Korrosionsschäden zu reduzieren, sind im Prinzip zwei Möglichkeiten gegeben. Einmal geht esdarum, den PVC-Brand im frühestmöglichen Stadium zu erkennen und zu bekämpfen, damit der vom Brand freigesetzte Chlorwasserstoff mengemäßig gering bleibt und aufgrund der geringeren Menge keine erheblichen Schäden anrichten kann. Zweitens können die vom Chlorwasserstoff beaufschlagten Maschinen und Anlagen sofort nach dem Brand saniert werden. Beide Möglichkeiten müssen derzeit als undurchführbar angesehen werden. Es gibt keinen mit vertretbarem Aufwand herstellbaren Rauchdetektor, der den Rauch eines PVC-Brandes früh genug erkennt und meldet. Bemühungen, wirksame Sanierungsmaßnahmen zu finden, führten stets zu Fehlschlägen.
• Bei der Branderkennung ist man bisher auf die üblichen Rauchdetektoren angewiesen. Diese erkennen jedoch den PVC-Brand erst in einem verhältnismäßig fortgeschrittenen Stadium.
• Hierbei ist von Bedeutung, daß zwischen den vorhr angeführten Begriffen, wie Korrosionsschäden, Chlorwasserstoffkonzentrationen und Rauchdichte, keine eindeutig quantifizierbare Beziehung besteht, u.a. liegt dies daran, daß einzelne Werkstoffe unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber Chlorwasserstoff aufweisen, und daß keine eindeutige Grenze besteht, wann Korrosionsschäden eine Anlage bzw. Maschine endgültig ruinieren.
• Insofern besteht keine direkte Beziehung zwischen Korrosionsschäden und Ghlorwasserstoffkonzentration. Die Beziehung zwischen Qhlorwasserstoffkonzentration und Rauchdichte ist ebenfalls nicht eindeutig. Die Rauchdichte ist in ihrer üblichen Definition ein Maß für die Lichttrübung. Die Lichttrübung steht wiederum in einer Fmplizierten Beziehung zu der Anzahl der kolloidalen Teilchen in der Luft.
• Der vom erwärmten oder erhitzten PVC abgegebene Chlorwasserstoff bildet mit der stets vorhandenen Luftfeuchtigkeit sofort ein HCl-Aerosol. Die Anzahl und Größe der Aerosolteilchen hängt aber nur teilweise von der Gesamtmenge des in der Luft vorhandenen ChlorwasserstoSs ab. Diese Größe wird hingegen in erheblichem Maße von der Feuchtigkeit der Luft sowie von der Geschwindigkeit,mit der der Chlorwasserstoff freigesetzt wird, beeinflußt. Eine weitere Einflußgröße kann in diesem Zusammenhang nicht unerwnhnt bleiben, nämlich, daß von brennendem PVC immer auch Rußpartikel abgegeben werden, die die Rauchdichte erhöhen, ohne die Chlorwasserstoffkonzentration zu beeinflussen.
• Durch die fehlende Korrelation zwischen den vorstehend angegebenen Größen kann nur die empirische Feststellung getroffen werden, daß die gebräuchlichsten Rauchdetektoren (sowohl Ionisationsrauchmelder als auch Streulichtdetektoren) in vielen Fällen PVC-Brände erst bei einer Chlorwasserstoffkonzentration melden, wenn diese bereits in der Lage ist, erhebliche Korrosionsschäden anzurichten.
• Zur Erkennung von PVC-Bränden in einem möglichst frühen Stadium sind u.a. Verfahren vorgeschlagen worden, die auf die Änderung von pH-Werten einer Wasserprobe oder wässrigen Lösung basieren, wobei die Umgebungsluft durch die Probe geleitet wird. Bei Änderung der pH-Werte würde ein zugesetzter Indikator die Farbe ändern und dadurch eine hierauf ansprechende Regeleinrichtung Alarm auslösen. Eine solche Vorrichtung kann jedoch zu dem besagten Zweck nicht verwendet werden, da in der Luft stets Schwefeldioxyd vorhanden ist, welches vom Wasser vollständig absorbiert wird. Das im Wasser gelöste Schwefeldioxyd oxydiert im Wasser verhältnismäßig schnell zur Schwefelsäure, die eine pH-Änderung bewirkt und einen Fehlalarm auslösen würde.
• Um die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu beheben und Nachteile zu beseitigen, wird nach dem Hauptpatent vorgeschlagen, daß die Vorrichtung aus einem mit einem Antrieb versehenen Gehäuse und einer oder mehreren in das Gehäuse einsetzbaren bzw. auf das Gehäuse auflegbaren Bandkassetten bzw. Bandkassette besteht und das Band der Kassette bzw.
• die Bänder der Kassetten mit einem Indikator versehen ist bzw. sind, welcher bei Beaufschlagung mit Chlorwasserstoff einen Farbumschlag erfährt, und die Kassette bzw. Kassetten mit einer oder mehreren, mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Öffnung bzw. Öffnungen ausgerüstet ist bzw.
• sind, an der bzw. denen das Band bzw. die Bänder vorbeigeführt ist bzw. sind.
• Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die Umgebungsluft nur einen Teilbereich des Bandes beaufschlagt, welcher sich unterhalb der Öffnung der Kassette befindet, so daß durch das Abrollen des Bandes ständig neue Bereiche der Umgebungsluft ausgesetzt werden. Somit wird eine über die Zeit integrierende Verschmutzung durch Staub und/oder andere Luftverunreinigungen auf Teilbereichen des Bandes verhindert und damit ebenfalls die Auslösung eines Fehlalarms. Der Deilbereich des Bandes befindet sich zu dem Zeitpunkt, wenn eine als bedenklich anzusehende Verschmutzung oder Beeinträcht gung des Indikators infolge Verunreinigungen oder Luftsauerstoff eingetreten ist, nicht mehr im Bereich der Öffnung der Kassette, sondern ist bereits in deren abgeschlossenen Teil weitergelaufen.
• Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zur Erkennung von durch übermäßige Erwärmung oder Verbrennung von polyvinilchloridhaltigen Materialien freiwerdendem Chlorwasserstoff nach dem Hauptpatent sowohl hinsichtlich ihrer Ansprechzeit als auch in bezug auf die Betriebszeit der Kassetten weiter zu verbessern.
• Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Gewicht des Bandes 6 mg/cm2 oder weniger, vorzugsweise zwischen 2 und 3 mg/cm2, liegt. Das somit zur Anwendung kommende Band aus einem vergleichsweise dünnen Papier, welches mit einem Säure-Base-Indikator, wie z.B. Bromphenolblau, versehen ist, ergibt eine erhebliche Verringerung der Ansprechzeit bei sonst gleichen Bedingungen, oder aber bei Beibehaltung der Ansprechzeit eine erhebliche Verringerung der für den Farbumschlag benötigten Menge Chlorwasserstoff. Anstelle eines saugfähigen, dünnen Papiers kann auch ein Textilgewebe od.dgl. Verwendung finden. Durch das verringerte Flächengewicht ist es möglich, für die Zufuhr der Umgebungsluft ein Sauggerät geringerer Leistung einzusetzen, da das vergleichsweise dünne Band dem Luftstrom einen geringeren Widerstand entgegensetzt als ein stärker bemessenes Band. Weiterhin kann ein Band größerer Länge in der Kassette auf der Ausgangsspule untergebracht werden, so daß die Betriebszeit der Kassette wesentlich heraufgesetzt wird.
• Vorteilhaft ist das Band schmal gehalten, und zwar beträgt dessen Breite maximal 1cm. Die Ansaugöffnung in der Kassette beträgt maximal 1 cm2, so daß sich insgesamt kompakte Abmessungen der Kassette und damit auch der Vorrichtung ergeben. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Vorrichtung mit vergleichsweise geringem Aufwand herzustellen, so daß in einem zu überwachenden Raum mehrere derartiger Geräte angeordnet werden können.
• Außer den vorher angegebenen Kriterien hängt die Ansprechempfindlichkeit auch noch von der Luftfeuchtigkeit ab sowie von der Leistung des Sauggerätes. Die Leistung des Gerätes ist vorteilhaft einstellbar.
• Das Band kann auf seiner Vorder- und/oder Rückseite mit einem Gewebe- oder einem PapierstrejEen versehen sein, welche als Träger für das relativ dünne Band dienen. Diese Streifen können auch nur am oberen und/oder unteren Rand des Bandes vorgesehen sein. Für den Transport können diese Streifen eine Perforation besitzen, so daß eine Transportwalze mit Stacheln in die Perforation eingreift.
• Nach dem weiteren Merkmal der Erfindung ist in der Kassette ein Schacht od.dgl. vorgesehen, dessen eines Ende die Eintrittsöffnung für die angesaugte Umgebungsluft bildet und dessen anderes Ende als Anschluß für ein Sauggerät dient.
• Zum luftdichten Anschluß des Sauggerätes ist entweder an der Anschlußöffnung des Schachtes der Kassette, oder am Sauggerät eine Dichtung vorgesehen. Eine derart ausgebildete Kassette ist mit einer Hand leicht auszuwechseln.
• Der nicht verbrauchte Teil des Bandes ist gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung in der Kassette aufgespult, während der verbrauchte Teil nach Passieren der Öffnung lose in der Kassette gespeichert ist. Diese Ausgestaltung ergibt die Möglichkeit, das Band mit einer konstanten Geschwindigkeit, beispielsweise über eine angetriebene Stachel-oder Andruckwalze an der Öffnung vorbeizubewegen. Eine konsanfte Bandgeschwindigkeit erweist sich auch von Vorteil, weil diese die Möglichkeit eröffnet, das Band mit einer minimalen Geschwindigkeit laufen zu lassen, welche äe nach den Gegebenheiten zu bemessen ist.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit einem herkömmlichen Rauchdetektor in einem einzigen Gehäuse untergebracht sein.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt diese eine schaubildliche Darstellung. Mit 1 ist das Gehäuse bezeichnet, in dessen Ausnehmung 2 die Bandkassette 3 einsetzbar ist. Das Gehäuse 1 ist mit einem nicht weiter dargestellten Antrieb versehen, Durch welchen das in der Bandkassette befindliche Band 4 von der spule 5 in den Speicherraum O der Kassette transportiert wird. Hierbei passiert das Band 4 eine Öffnung 7 in der Kassette 3, so daß der jeweils an dieser Öffnung vorbeilaufende Bereich des Bandes 4 mit der Umgebungsluft in Verbindung gelangt. Durch ein mit 8 bezeichnetes Ansauggerät, welches im Gehäuse 1 angeordnet ist, wird die Umgebungsluft zwangsläufig der Öffnung 7 und damit dem an diesem vorbeilaufenden Bereich des Bandes 4 zugeleitet.
• In der Kassette 3 ist ein Schacht 13 vorgesehen, dessen eines Ende die Eintritts öffnung 7 bildet und dessen anderes Ende als Anschluß für das Sauggerät 8 dient. Zwischen Ansauggerät 8 und Anschlußöffnung des Schachtes 13 ist eine Dichtung 14 vorgesehen, so daß ein luftdichter Anschluß gegeben ist.
• Der Bereich des Bandes 4, welcher durch die Öffnung 7 vorgegeben ist, wird mittels eines optischen systems 9 überwacht, welches aus dem Lichtgeber 10, dem Farbauflöser 1'1 und dem Lichtempfänger 12 besteht. Sobald das optische System 9 einen Farbumschlag des auf dem Band 4 aufgebrachFen ,äure-Base-Indikators feststellt, ergeht ein Steuerimpuls, der über eine elektronische Regeleinrichtung zur Betätigung eines Alarmgerätes führt

Claims (8)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : Vorrichtung zur Erkennung von durch übermäßige Erwärmung oder Verbrennung von polyvinilchloridhaltigen Materialien freiwerdendem Chlorwasserstoff, welche aus einem mit einem Antrieb versehenen Gehäuse und einer oder mehreren in das Gehäuse einsetzbaren bzw. auf das Gehäuse auflegbaren Bandkassette bzw. Bandkasseten besteht und das Band der Kassette bzw. die Bänder der Kassetten mit einem Indikator versehen ist bzw. sind, welcher bei Beaufschlagung mit Chlorwasserstoff einen Farbumschlag erfährt, und die Kassette bzw. Kassetten mit einer oder mehreren mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Öffnung bzw. Öffnungen ausgerüstet ist bzw.

   sind, an der bzw. denen das Band bzw. die Bänder vorbeigeführt ist bzw. sind, nach Patent. ... (Patentanmeldung P 28 31 175.3), dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Bandes (4) 6mg/cm2 oder weniger beträgt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Bandes (4) zwischen 2 und 3 mg/cm2 liegt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Bandes (4) maximal 1 cm ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (4) auf seiner Vorder- und/oder Rückseite mit einem Gewebe- oder einem Papierstreifen versehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (4) einen perforierten Eunststoff- oder Papierstreifen aufweist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (7) in der Kassette (3) maximal 1 cm2 beträgt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kassette (3) ein Schacht (13) vorgesehen ist, dessen eines Ende die Eintrittsöffnung (7) bildet und dessen anderes Ende als Anschluß für ein Sauggerät (8) dient.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht verbrauchte Teil des Bandes (4) in der Kassette (3) aufgespult ist, während der verbrauchte Teil nach Passieren der Öffnung (7) lose in der Kassette gespeichert ist.