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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988006046A1
    申请号:PCT/CH1988/000033
    申请日:1988-02-11
    公开日:1988-08-25
    发明作者:Johann Georg Mohler；Petr Bohac
    申请人:Johann Georg Mohler；
    IPC主号:A62C37-00
    专利说明:
    [0001] Auslöseelement für einen Sprinkler
    [0002] Im Bereich der ortsfesten Feuerlöschanlagen stellen die mit dem Wasserohrnetz verschraubten, thermisch auslösenden Sprinkleranlagen des am meisten verbreitete
    [0003] Löschsystem dar. Bei den Glasfass-Sprinklern ist die Wasseraustrittsdüse durch ein mit einer geeigneten Flüssigkeit gefülltes Glasfässchen verschlossen. Im Brandfall be wirken die heissen Rauchgase eine Erwärmung der Sprengflüssigkeit; diese dehnt sich aus und sprengt beim Erreichen einer durch die Füllmenge vorgegebenen Auslösetemperatur das Glasfässchen. Dadurch wird die Düse automatisch freigegeben und besprüht den Brandherd mit einem zu Tröpfchen aufgerissenem Löschstrahl.
    [0004] Obwohl die ersten automatischen Sprinkler-Löschsysteme bereits im letzten Jahrhundert installiert worden sind, ist deren Entwicklung bis heute nicht abgeschlossen. Um einen Brand gleich nach seinem Ausbruch bekämpfen zu können, muss in erster Linie die Ansprechzeit von GlasfassSprinklern - das heisst die zur Erwärmung der Sprengflüssigkeit auf die Auslösetemperatur erforderliche Zeitspanne noch verkürzt werden. Schnellauslösende (fast response) Sprinkleranlagen bedeuten einen erhöhten Schutz der Sachwerte und vor allem auch der im gefährdeten Raum befindlichen Personen. Zugleich ermöglicht die erzielte Wirkflächenverminderung eine Reduktion des Löschwasserbedarfes.
    [0005] Die Nennöffnungstemperaturen der GlasfassSprinkler sind durch die Farbe der Sprengflüssigkeit, die durch Zusatz geeigneter Farbstoffe erzielt wird, leicht erkennbar. Die Farbkennzeichnungen sind in der folgenden Tabelle I angegeben: Tabelle I
    [0006] Nennöffnungstemperatur (°C) Farbe
    [0007] 57 orange 68 rot
    [0008] 79 gelb
    [0009] 93 grün
    [0010] 141 blau
    [0011] 182 hellviolett
    [0012] 204/260 schwarz
    [0013] Für die Ansprechzeit der Glasfass-Sprinkler spielt nicht nur die Wärmekapazität der Sprengflüssigkeit, sondern auch ihre thermische Leitfähigkeit und Viskosität eine wichtige Rolle. Damit die Streuung der Auslösetemperatur im Rahmen möglichst enger Toleranzen von ca. 5% liegt, soll die Sprengflüssigkeit zudem beim Erwärmen einen möglichst steilen Druckanstieg hervorrufen, das heisst, sie soll einen hohen Wert des für den Druckanstieg mit der Temperatur (dP/dT) massgeblichen Verhältnisses von thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu Kompressibilität (>10 bar/K) aufweisen. Die Ansprechzeit lässt sich einerseits durch die massgebenden Stoffeigenschaften, andererseits durch konstruktive Massnahmen beeinflussen. Eine Ansprechzeitverkürzung resultiert z.B. bei einer Verminderung der Wandstärke des Glasfässchens, bei einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Glasmateriales und/oder der Sprengflüssigkeit, genauso wie bei einer Volumenreduktion des Glasfässchens. Die am 1. Dezember 1983 offengelegte deutsche Offenlegungsschrift DE 32 20124 A1 beschreibt zu diesem Zweck eine Verringerung des Füllflüssigkeitsvolumens mittels eines eingelegten Verdrängekörpers. Zur Zeit werden als Sprengflüssigkeiten für Glasfass-Sprinkler vorwiegend Alkohole, namentlich n-Butanol, Isopropanol und Glycerin, seltener auch Paraffinöl oder neuerdings Ethylacetat verwendet.
    [0014] Die vorliegende Erfindung verkürzt die Ansprechzeit durch Verwendung von speziellen Sprengflüssigkeiten, bei denen die Wärmeaufnahme besonders schnell erfolgt, als Innenfüllung der Sprinkler-Glasfässchen. Experimentell wurde festgestellt, dass die Ansprechzeit der als Auslöseelemente dienenden Glasfässchen einerseits vom Produkt der mittleren Wärmekapazität der Sprengflüssigkeit mit ihrer Dichte und dem Glasfassvolumen (Wärmekapazität der Innenfüllung), andererseits jedoch ebenfalls von der Wärmeleitfähigkeit der Sprengflüssigkeit und ihrer Viskosität abhängt. Auch der Wärmeausdehnungskoeffizient, die Giftigkeit und die chemische Beständigkeit einer Flüssigkeit im Laufe der Zeit spielen eine Rolle bei ihrer Verwendung als Sprengflüssigkeit.
    [0015] Die experimentell ermittelten relativen Ansprechzeiten einiger Sprengflussigkeiten sind aus Tabelle II ersichtlich.
    [0016] Tabelle II
    [0017] Relative Ansprechzeiten einiger Sprengflüssigkeiten
    [0018] Sub stanz : Sdp . Relative Ansprechzeit (bezogen auf Wasser = 100)
    [0019] Isopropanol 82°C 114
    [0020] Wasser 100°C 100
    [0021] KCl -Lösung , 35 , 5%ig 86
    [0022] Ethanol 80 °C 75
    [0023] Methanol 64 °C 88
    [0024] Glycerin 290°C 97
    [0025] Ethylacetat 76°C 65
    [0026] Toluol 110°C 59 n-Decan 173°C 66 Cyclohexan 80°C 63 Trichlorethylen 86°C 62 Tetrachlorethylen 120°C 62
    [0027] Ethylacetoacetat 69°C 62
    [0028] Aceton 56°C 60
    [0029] Insbesondere bei Toluol und einigen Halogenderivaten der Kohlenwasserstoffe erhält man tiefe Werte für die Ansprechzeiten. Durch die Verwendung dieser Stoffe als Sprengflüssigkeiten lässt sich die Ansprechzeit der Glasfass-Sprinkler gegenüber den bisher verwendeten Sprengflüssigkeiten, wie z.B. Isopropanol bis auf die Hälfte reduzieren. Ihr Einsatz bedeutet daher einen wesentlichen Schritt bei der Entwicklung schnellauslösender GlasfassSprinkleranlagen, die durch ihr schnelles Reagieren einen Brand in einem früheren Stadium löschen. In der folgenden Tabelle II sind die volumenbezogenen Wärmekapazitäten (das heisst, die Produkte aus der Wärmekapazität und der Dichte), die Viskositäten, die Wärmeleitfähigkeiten und die berechneten Werte des Druckanstiegs mit der Temperatur (die dem Verhältnis von thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu Kompressibilität entsprechen) einiger Sprengflüssigkeiten angegeben.
    [0030] Tabelle III Weitere Eigenschaften einiger Sprengflussigkeiten
    [0031] C'D = C' Viskosität WärmeleitdP/dT
    [0032] Substanz (J/ml) (mPa·s) fähigkeit (berechnet) (W/cm-K) (bar/K)
    [0033] Isopropanol 1,955 2,43 0,0239 9,55
    [0034] Wasser 4,186 1,00 13,9*
    [0035] Ethanol 1,921 1,20 0,0289 9,1
    [0036] Methanol 1,988 0,60 0,0352 9,08
    [0037] Glycerin 2,955 830 0,0498 15,26
    [0038] Ethylacetat 12,0
    [0039] Toluol 1,473 0,59 0,0239 11,32
    [0040] Cyclohexan 9,30
    [0041] Trichlorethylen 1,344
    [0042] Tetrachlorethylen 1,423
    [0043] Aceton 1,674 0,31 10,47
    [0044] C·D = C' = Produkt aus Wärmekapazität und Dichte = volumenbezogene Wärmekapazität dP/dT = Druckanstieg mit der Temperatur; entspricht dem Verhältnis von thermischem Ausdehnungskoeffizienten zu Kompressibilität * Mittelwert aus den Werten für 70, 80 und 90 °C
    [0045] Im allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn die volumenbezogene Wärmekapazität C' einen Wert < 1,5 J/ml hat, die Viskosität einen Wert <0,8 mPa·s hat, die Wärmeleitfähigkeit einen Wert > 0,025 W/cm·K hat und der Druckanstieg mit der Temperatur dP/dT, wie oben erwähnt,- einen Wert > 10 bar/K hat. Jedoch können schlechtere Werte für eine oder mehrere Eigenschaften und bessere Werte für andere Eigenschaften sich in einem gewissen Grade ausgleichen.
    [0046] Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Auslöseelement für einen Sprinkler, wobei das aus einem Glasfässchen bestehende und mit einer Sprengflüssigkeit gefüllte Auslöseelement die Wasseraustrittsdüse des Sprinklers geschlossen hält, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sprengflüssigkeit aus Niederalkylhomologen des Benzols, mittleren aliphatischen Kohlenwasserstoffen, niederen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen, Halogenkohlenwasserstoffen, Estern von Ketocarbonsäuren und niederen einfachen Ketonen und deren Mischungen miteinander oder mit anderen damit mischbaren Flüssigkeiten gewählt ist.
    [0047] Die Niederalkylhomologen des Benzols, die mittleren aliphatischen Kohlenwasserstoffe, das heisst z.B. aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, die niederen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe, das heisst z.B. cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, die Halogenkohlenwasserstoffe, die Ester von Ketocarbonsäuren und die niederen einfachen Ketone können miteinander und mit anderen Flüssigkeiten, in der Regel mit als Sprengflüssigkeiten bekannten organischen Verbindungen, wie niederen ein- oder mehrwertigen aliphatischen Alkoholen und Niederalkylestern von niederen Alkancarbonsäuren, in beliebigen Verhältnissen, in denen sie miteinander mischbar sind, gemischt werden. Beispielsweise kann die Sprengflüssigkeit aus Toluol, Xylol, n-Decan, Cyclohexan, Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, Ethylacetoacetat, Aceton oder Methylethylketon oder deren Mischungen bestehen. Je nach ihrem Siedepunkt können die Sprengflüssigkeiten für verschiedene Nennöffnungstemperaturen verwendet werden. Z.B. eignet sich n-Decan trotz seiner verhältnismässig langen Ansprechzeit für Nennöffnungstemperaturen bis 182 °C.
    [0048] Die Sprengflüssigkeit kann ausser den oben genannten spezifischen Verbindungen als niederen ein- oder mehrwertigen aliphatischen Alkohol oder Niederalkylester einer niederen Alkancarbonsäure oder Mischung davon z.B. Methanol, Ethanol, Isopropanol, Glycerin oder Ethylacetat oder deren Mischungen enthalten, doch können dadurch in der Regel keine besonderen Vorteile erzielt werden.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Auslöseelement für einen Sprinkler, wobei das aus einem Glasfässchen bestehende und mit einer Sprengflüssigkeit gefüllte Auslöseelement die Wasseraustrittsdüse des Sprinklers geschlossen hält, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengflüssigkeit aus Niederalkylhomologen des Benzols, mittleren aliphatischen Kohlenwasserstoffen, niederen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen, Halogenkohlenwasserstoffen, Estern von Ketocarbonsäuren und niederen einfachen Ketonen und deren Mischungen miteinander oder mit anderen damit mischbaren Flüssigkeiten gewählt ist.
    2. Auslöseelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengflüssigkeit ausserdem einen niederen ein- oder mehrwertigen aliphatischen Alkohol oder einen Niederalkylester einer niederen Alkancarbonsäure oder eine Mischung davon enthält.
    3. Auslöseelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengflüssigkeit Toluol oder ein Xylol ist oder enthält.
    4. Auslöseelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengflüssigkeit n-Decan ist oder enthält.
    5. Auslöseelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengflüssigkeit Cyclohexan ist oder enthält.
    6. Auslöseelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengflüssigkeit Trichlorethylen oder Tetrachlorethylen ist oder enthält.
    7. Auslöseelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengflüssigkeit Ethylacetoacetat ist oder enthält.
    8. Auslöseelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengflüssigkeit Aceton oder Methylethylketon ist oder enthält.
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    1988-08-25| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE BJ CF CG CH CM DE FR GA GB IT LU ML MR NL SE SN TD TG |
    1988-10-08| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988901221 Country of ref document: EP |
    1989-02-01| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988901221 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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