DE102004058190B4

DE102004058190B4 - Brandsimulationsanlage

Info

Publication number: DE102004058190B4
Application number: DE102004058190A
Authority: DE
Inventors: Volker Dr. Schütte; Martin Reichel
Original assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Current assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: GB2421110A; GB2421110C; GB0524553D0; FR2879002A1; GB2421110B; DE102004058190A1; US20060141429A1; US8192202B2; FR2879002B1

Abstract

Brandsimulationsanlage mit
– mindestens einem Flüssiggasreservoir (1),
– einer Regel- und Steuereinheit (2), wobei
– die Regel- und Steuereinheit (2) über mindestens eine elektrische Leitung (3) und das Flüssiggasreservoir (1) über mindestens eine Flüssiggasleitung (4) mit mindestens einer Verteilereinheit (5) verbunden sind, wobei
– jede Verteilereinheit (5) mit ansteuerbaren Regelventilen für die Flüssiggasdosierung zu nachgeschalteten Flüssiggasaustrittsdüsen (6) und zu einem zugeordneten Pilotbrenner (7) versehen ist und mit mindestens einem Sensor (8) für die Erfassung des Löscherfolgs, wobei
– die Flüssiggasaustrittsdüsen (6) oberhalb einer feuerresistenten
– Oberfläche (9) angeordnet sind und
– das Verteiler- und Versorgungssystem, aufweisend elektrische Leitungen (3), Flüssiggasleitungen (4), Verteilereinheiten (5), unterhalb der feuerresistenten Oberfläche (9) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brandsimulationsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Eine als Brandsimulationsanlage ausgebildete Übungsvorrichtung für Feuerwehrmänner geht beispielsweise aus der DE 691 28 358 T2 hervor, wobei hier ein Zerstreuungsmittel oder Dispersionsmedium vorgesehen ist, in welchem der Brennbereich angeordnet ist.
Die Offenlegungsschrift DE 1 551 690 A betrifft eine Vorrichtung zur Feinzerstäubung flüssiger Brennstoffe für Brenner mit Zerstäuberdüse, die dadurch gekennzeichnet ist, dass vor einer Zerstäuberdüse ein Raum vorgesehen ist, der auf einer Seite von dem Kopf der Zerstäuberdüse und auf der gegenüberliegenden Seite von dem Boden eines glockenförmigen Einsatzes gebildet ist, dessen Rand oder unterer Teil der Seitenwand schräg aufwärts gerichtete Düsen für den Eintritt von Druckluft mit Drall aufweist und dessen Innenraum als Vernebelungsraum dient.
Die WO 2004/09 72 74 A1 beschreibt ein integriertes Gasregel- und Sicherheitsventil für Brenner einer modulierbaren Gasheizeinrichtung.
Die Brandsimulationsanlage gemäß WO 01/64 294 A1 weist ebenfalls Zerstreungsmittel für den zugeführten verflüssigten Brennstoff auf. Die Zerstreuungsmittel sind mit Erhitzungsmitteln für den Brennstoff versehen.
Eine bekannte Brandsimulationsanlage geht aus der EP 0 535 279 B1 hervor, wobei zur besseren Entzündbarkeit des in die Anlage geleiteten flüssigen Brennstoffs gemäß US 4,861,270 Brennstoffstrahlen durch Verteilerrohre mit Löchern in einem zerstreuenden Medium wie Wasser oder Kies erzeugt werden. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Anlage ergibt sich durch den Aufwand für die Verlegung der Verteilerrohre in dem zerstreuenden Medium sowie durch die begrenzten Möglichkeiten einer gezielten Veränderung der erzeugten Flammenbilder durch die im Medium verlegten Verteilerrohre.
Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung einer in der Handhabung und Sicherheit verbesserten Brandsimulationsanlage, so dass auch unterschiedliche Flammenbilder erzeugt werden können.
Die Lösung der Aufgabe erhält man mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Ein wesentlicher Vorteil der Brandsimulationsanlage nach dem Hauptanspruch ergibt sich in Bezug auf die einfache Installation und Variabilität der gebildeten Flammenbilder durch die verwendeten Flüssiggasaustrittsdüsen und dadurch, dass die Flüssiggasaustrittsdüsen oberhalb einer feuerresistenten Oberfläche angeordnet sind und das Verteiler- und Versorgungssystem, aufweisend elektrische Leitungen, Flüssiggasleitungen, Verteilereinheiten, unterhalb der feurresistenten Oberfläche angeordnet ist.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Brandsimulationsanlage nach Anspruch 1 an.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Hilfe der Figuren erläutert.
Es zeigen
1 eine Ansicht auf eine schematisch dargestellte Brandsimulationsanlage,
2 die Aufsicht auf eine kreisförmig erstreckte Anordnung einer Brandsimulationsanlage.
Die Brandsimulationsanlage in 1 weist einen oder mehrere Flüssiggasreservoirs 1 auf für die Versorgung der Anlage mit einem Flüssigbrennstoff wie Propan, der speziell mittels einer Pumpe 12 in die Anlage gefördert wird. Eine zentrale Regel- und Steuereinheit 2 nimmt die Messsignale von Sensoren 8 für die Erfassung des Löscherfolgs, wie zum Beispiel von Temperatursensoren, auf sowie von Stellsignalen der verschiedenen Stellelemente und steuert die Anlage. Jede Brandsimulationsanlage weist mindestens eine Verteilereinheit 5 auf mit elektrisch oder pneumatisch ansteuerbaren Regelventilen für die Flüssiggasdosierung zu nachgeschalteten Flüssiggasaustrittsdüsen 6, welche als Vollkegel-, Hohlkegel- oder Flachstrahldüsen ausgebildet sind und sich an oder über einer jede Verteilereinheit 5 mit ihren Zu- und Ableitungen abdeckenden feuerresistenten Oberfläche 9 befinden.
Jede Verteilereinheit 5 versorgt auch einen Pilotbrenner 7 mit gasförmigem Flüssiggas, so dass im Stand-By-Betrieb vor Aktivierung der einzelnen Flüssiggasaustrittsdüsen 6 bereits eine Zündflamme bereitsteht.
In der feuerresistenten Oberfläche 9 sind ein oder mehrere Abflusskanäle 10 mit einem Wasserabfluss 11 zur Aufnahme von Löschflüssigkeit und Oberflächenwasser vorhanden.
Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich durch die Verwendung der als Flachstrahl-, Voll- oder Hohlkegeldüsen ausgebildeten Flüssiggasaustrittsdüsen 6, welche zudem oberirdisch angeordnet sind. Durch die Auswahl entsprechend den wesentlichen Charakteristiken wie Spritzwinkel, Spritzbreiten und Tropfengrößen lassen sich die unterschiedlichen Flammenbilder simulieren, und es eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten für die Variation von Brandsimulationsanlagen. So erlauben zum Beispiel Flachstrahldüsen mit 360 Grad Spritzwinkel oder Hohlstrahldüsen mit Prallteller-Bauform, problemlos eine Flammenstruktur mit einer kreisförmigen Grundfläche von 9 bis etwa 16 Quadratmetern zu erzeugen. Flachstrahldüsen mit beliebigen Spritzwinkeln, zum Beispiel von 90, 120, 180 Grad, erlauben es, Flammenbilder in eine Vorzugsrichtung zu lenken. So kann mit einer einzigen Flachstrahldüse von 180 Grad Spritzwinkel eine Feuerwand simuliert werden. Zusätzlich lassen sich durch die Verwendung der speziellen Düsentypen spezielle Flammenbilder erzeugen, zum Beispiel mit einer Vollkegeldüse ein im Wesentlichen in nur eine Richtung erstrecktes Flammenbild. Mit einzeln verwendeten Hohlkegeldüsen lässt sich der Grad der Verbrennung beeinflussen, um an gewünschter Stelle den Rußanteil zu verändern, falls dies für die Brandsimulation gewünscht ist.
Für die Gestaltung von sogenannten Spillfeuersimulationen ist bei Verwendung von Vollkegel-, Hohlkegel- oder Flachstrahldüsen als Flüssiggasaustrittsdüsen 6 kein voluminöses Medium für die Zerstreuung des Brennstoffs mehr notwendig. Es genügt die Verlegung des Verteilersystems in ein Sand- oder Kiesbett mit frei gestaltbarer Abwasserdrainage für Oberflächenwasser- und Grundwasserabfluss, zum Beispiel durch Abflusskanäle 10 mit einem zentralen Wasserabfluss 11. Der Sand oder Kies wird nach Verfestigung und Befeuerung glasig und uneingeschränkt begeh- und befahrbar, oder man bepflastert ihn mit einem Steinpflaster, insbesondere aus Ofensteinen und bildet so die feuerresistente Oberfläche 9.
Es wird das gasförmige Flüssiggas für den Pilotbrenner 7 vom Flüssiggasreservoir 1 oder das notwendige Verbrennungsgas und Luft mittels einer Pumpe 12 über einen Verdampfer 13 und über einen Kompressor 14 unterirdisch zu der oder den Verteilereinheiten 5 und von dort zum Pilotbrenner 7 geleitet. In den Verteilereinheiten 5 befinden sich die Absperr- und Regelarmaturen für den flüssigen und gasförmigen Brennstoff und die Druckluft für eventuelle pneumatische Ventile sowie die Eingänge von den umliegend angeordneten, speziell als Temperatursensoren ausgebildeten Sensoren 8 für die Erfassung des Löscherfolgs. Auch befindet sich dort die Verknotung und Weiterleitung aller Elektrokabel zur Systemsteuerung über die Regel- und Steuereinheit 2. Die feuerresistente Oberfläche 9 über den Verteilereinheiten 5 sorgt für die notwendige Isolierung gegen den Wärmeeinfluss der Flammen.
2 zeigt die Aufsicht auf eine kreisförmig erstreckte Anordnung einer Brandsimulationsanlage für die Erzeugung eines kreisförmigen Spillfeuers von etwa 200 Quadratmetern mit 24 regelbaren Segmenten von je etwa 8 Quadratmetern. Die äußeren Segmente sind mit jeweils vier Flüssiggasaustrittsdüsen 6 und die inneren Segmente mit jeweils drei Flüssiggasaustrittsdüsen 6 bestückt. Die Regelventile in den Verteilereinheiten 5 sind vorzugsweise elektrisch oder pneumatisch einstellbare, gleichprozentige Motorregelventile, welche in möglichst kurzer Entfernung von der jeweiligen zugeordneten Flüssiggasaustrittsdüse 6 angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass dadurch geringe Restgasmengen bis zum Erlöschen der Simulationsflamme vorhanden sind. Zum anderen haben Regelventile an diesen Positionen im Gesamtrohrsystem von der Pumpe 12 oder dem Flüssiggasreservoir 1 bis zu den Flüssiggasaustrittsdüsen 6 eine sehr geringe Priorität, das heißt ihr Druckverlust ist im Vergleich zum Gesamtdruckverlust sehr klein. Das führt bei üblichen linearen Regelventilen einerseits zu einem sehr schnellen Anstieg des Druchflusses beim Öffnen und zum anderen zu einem sehr langsamen Abfall des Durchflusses und damit der Flammenhöhe beim Schließen. Gleichprozentige Ventile dagegen öffnen langsam und schließen schnell und werden vorzugsweise hier verwendet. Damit strömt beim Start zunächst wenig Flüssiggas, welches noch vor dem Düsenaustritt im Rohr teilweise oder ganz verdampft und so mit den üblichen Pilotbrennern 7 gezündet werden kann. Das schnelle Schließen bedeutet, dass die Flammen sofort auf die Regelung reagieren, wodurch sich Löscherfolg und Rückzündungen wesentlich realistischer simulieren lassen. Die Flüssiggasaustrittsdüsen 6, die Pilotbrenner 7 und die Temperatursensoren lassen sich versenkbar oder versenkt und überfahrbar gestalten, so dass die gesamte Fläche der Brandsimulationsanlage frei begeh- und befahrbar bleibt vor, während und nach dem Löschangriff.

Claims

Brandsimulationsanlage mit – mindestens einem Flüssiggasreservoir (1), – einer Regel- und Steuereinheit (2), wobei – die Regel- und Steuereinheit (2) über mindestens eine elektrische Leitung (3) und das Flüssiggasreservoir (1) über mindestens eine Flüssiggasleitung (4) mit mindestens einer Verteilereinheit (5) verbunden sind, wobei – jede Verteilereinheit (5) mit ansteuerbaren Regelventilen für die Flüssiggasdosierung zu nachgeschalteten Flüssiggasaustrittsdüsen (6) und zu einem zugeordneten Pilotbrenner (7) versehen ist und mit mindestens einem Sensor (8) für die Erfassung des Löscherfolgs, wobei – die Flüssiggasaustrittsdüsen (6) oberhalb einer feuerresistenten – Oberfläche (9) angeordnet sind und – das Verteiler- und Versorgungssystem, aufweisend elektrische Leitungen (3), Flüssiggasleitungen (4), Verteilereinheiten (5), unterhalb der feuerresistenten Oberfläche (9) angeordnet ist.
Brandsimulationsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (8) für die Erfassung des Löscherfolgs ein oder mehrere Temperatursensoren vorhanden sind.
Brandsimulationsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Brandsimulationsanlagen zu einer quadratisch oder kreisförmig erstreckten Gesamtanlage kombiniert sind mit einem zentralen Flüssiggasreservoir (1) sowie mit einer zentralen Regel- und Steuereinheit (2).
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssiggasaustrittsdüsen (6) als Flachstrahl-, Vollkegel- oder Hohlkegeldüsen ausgebildet sind.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der feuerresistenten Oberfläche (9) ein oder mehrere Abflusskanäle (10) mit einem Wasserabfluss (11) vorhanden sind.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelventile elektrisch oder pneumatisch einstellbare, gleichprozentige Regelventile sind.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Flüssiggas Propan ist.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssiggasaustrittsdüsen (6) austauschbar ausgebildet sind.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsaustrittsdüsen (6) versenkbar in die feuerresistente Oberfläche (9) ausgebildet sind.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verteiler- und Versorgungssystem in einem Kies-, Sand-, Stein- oder Erdbett befindet.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die feuerresistente Oberfläche (9) aus einem Steinpflaster, insbesondere aus Ofensteinen, besteht.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die feuerresistente Oberfläche (9) aus verfestigtem Kies, Sand, Erde, Ton oder Lehm besteht, wobei die Oberfläche (9) durch Hitzebehandlung glasiert oder gebrannt ist.
Brandsimulationsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die feuerresistente Oberfläche (9) die beliebig geformte Oberfläche einer Brandattrappe ist.