EP0459944A1 - Apparatus and method for object-bound fire protection of electric and/or electronic systems and utilisation of this apparatus - Google Patents
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- EP0459944A1 EP0459944A1 EP91810377A EP91810377A EP0459944A1 EP 0459944 A1 EP0459944 A1 EP 0459944A1 EP 91810377 A EP91810377 A EP 91810377A EP 91810377 A EP91810377 A EP 91810377A EP 0459944 A1 EP0459944 A1 EP 0459944A1
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- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
Definitions
- the invention relates to a device and a method for object-related fire protection of electrical and / or electronic systems at least partially enclosed by a housing. It also relates to a preferred use of the device.
- Fire protection of electrical and / or electronic systems e.g. Computers
- the disadvantage of such installations is that the fire alarm is only activated after smoke or gases have spread from the burning system to the ceiling. Then the entire room or at least all devices in the room are flooded with extinguishing agent, usually halogenated hydrocarbons.
- extinguishing agent usually halogenated hydrocarbons.
- the extinguishing agent only reaches the source of the fire when it has already caused great damage and may even have spread beyond the device.
- due to the fire-related pressure increase in the air enclosed in the housing only an insufficient amount of extinguishing agent can catch fire or overcome this back pressure.
- halogenated hydrocarbons are extremely harmful to the environment and expensive. Efforts are underway to ban them worldwide.
- the object of the invention is to provide a device and a method which act specifically only on the system affected by the fire and thus limit the damage caused by fire and extinguishing to a minimum.
- a device in that at least one fire detector is provided in the hot air stream of the system to be protected and that at least one outlet opening of an extinguishing agent container is arranged within the housing of the system to be protected.
- the inventive method is characterized in that the decomposition, oxidation and / or combustion products are detected in a first process step in the fire detector, and in a second process step a control signal is generated in the fire detector which opens the quick-opening valve of the extinguishing agent container, and that in a third process step the extinguishing agent flows out of the outlet opening of the extinguishing agent container, spreads in the housing and displaces the oxygen from the electrical and / or electronic system and stops the decomposition, oxidation and / or the fire.
- the control signal can also be used directly or indirectly to switch off the system supply voltage.
- the fire detector constructed according to claim 2, which is located in the warm air flow of the system, is particularly advantageous. Decomposition products that escape from the plastic cables of the system at elevated temperatures are thus already detected and reacted accordingly.
- carbon dioxide is ideally suited for such tasks and is also very economical.
- the extinguishing agent container is equipped with a quick-opening valve.
- the extinguishing agent container is completely sealed by a piercing membrane, claim 7, and can accordingly be emptied quickly.
- the pyrotechnically initiated quick opening valve according to claim 8 has proven particularly useful for this.
- An arrangement of the extinguishing agent container according to claim 9 is preferred. Since the flooding with the extinguishing agent takes place in a very targeted manner, the containers can be made small. Those with around 500 g of extinguishing agent content are sufficient, which allows existing systems to be retrofitted economically.
- the use of the device according to the invention is predestined for fire protection of EDP systems and EDP peripheral devices.
- FIG. 1 denotes a computer system; with 1 'their housing.
- the housing 1 ' has side air inlets 2, 2' and on its top slot-like vents 3.
- a suction hood 4 partially covers the vents 3 and leads the warm exhaust air from the system into the fire detector 6 via a connecting hose 5.
- Two extinguishing agent containers 7 are fastened inside the upper part of the housing 1 '. They each have a quick opening valve 8 and outlet openings 9.
- the course of a fire over time is characteristically shown in FIG. 1.
- the source of the fire 10 occurred, a second later, at the time A, the fire detector 6 has already initiated the quick-opening valves 8, so that 9 CO2 flows out through the extinguishing nozzles.
- the CO2 particles fill the space above the dashed line and displace via the side vents 2, 2 ', for example shown in time B, the atmospheric oxygen, labeled O2, from the housing 1'.
- a fan 11 the usual cooling air fan, conveys the exhaust air of the computer 1 into the interior of the fire detector 6 via a connecting hose 5 and applies a smoke sensor 14 with its ionization chambers 12 and 13.
- the electrode potential û is one via amplifiers 15, 16 Voltage / current converter 17 supplied; whose measuring current I is conducted to the input of a smoke analyzer 18 with its comparator 19.
- the smoke analyzer 18 outputs a control signal S1 to the relay 21 of a contactor 20 and simultaneously applies its further control signal S2 to the electrical input of the quick-opening valve 8.
- the power supply P is designed autonomously, that is to say independently of the network.
- radioactive radiation sources R in the two ionization chambers 12 and 13, which ionize the gases present there. If foreign ions, for example decomposition and / or oxidation products, come between the electrodes 13a, 13b, an electrode potential û is set which is different from the reference electrode pair 12a, 12b and which activates the signal chain.
- the control signal S1 interrupts the power supply of the computer 1 and thus simultaneously sets its active ventilation.
- the control signal S2 conducted via a line embedded in a potting compound 27, ignites a propellant charge 25 via an electric glow igniter 26, the gases of which accelerate a piston 24 and strike the adjacent firing pin 23 with the tip 23 'in a piercing membrane 22 of an extinguishing agent container 7 .
- the CO2 gas charge of 65 bar contained in the extinguishing agent container 7 therefore suddenly flows through the screw coupling 28 into the outlet opening 9 designed as a volume-expanding extinguishing nozzle and fills the space in the housing 1 'without icing up.
- Carbon dioxide is preferred as an extinguishing agent, since it is commercially available in sealed single-use bottles.
- extinguishing agents can also be used, such as nitrogen or sulfur hexafluoride etc.
- auxiliary fans can of course be used which have a low air output require.
- the "HRD SYSTEM” Westinhouse Electrotechniek en Instrumentatie B.V., NL-2723 RC Zoetermeer
- HRD SYSTEM Westinhouse Electrotechniek en Instrumentatie B.V., NL-2723 RC Zoetermeer
- the subject of the invention can be integrated into almost all EDP devices due to its small dimensions.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für einen objektgebundenen Brandschutz von wenigstens partiell durch ein Gehäuse abgeschlossenen, elektrischen und/oder elektronischen Anlagen. Sie bezieht sich ebenfalls auf eine bevorzugte Verwendung der Vorrichtung.The invention relates to a device and a method for object-related fire protection of electrical and / or electronic systems at least partially enclosed by a housing. It also relates to a preferred use of the device.
Beim Brandschutz von elektrischen und/oder elektronischen Anlagen, wie z.B. Computern, ist es üblich, Feuermelder an der Decke des EDV-Raumes zu installieren und Behälter mit Feuerlöschmittel im Raum selbst oder in einem Nebenraum unterzubringen. Nachteil solcher Installationen ist, dass der Feuermelder erst aktiviert wird, nachdem sich Rauch oder Gase aus der brennenden Anlage bis zur Raumdecke ausgebreitet haben. Danach wird der ganze Raum oder mindestens alle Geräte, die sich im Raum befinden, mit Löschmittel, meist halogenierten Kohlenwasserstoffen, geflutet. Dies hat den grossen Nachteil, dass das Löschmittel erst an den Brandherd gelangt, wenn dieser bereits grossen Schaden angerichtet hat und sich eventuell sogar über das Gerät hinaus ausgebreitet hat. Im weiteren kann im Regelfall, durch den brandbedingten Druckanstieg der im Gehäuse eingeschlossenen Luft, nur eine ungenügende Löschmittelmenge zum Brand gelangen bzw. diesen Gegendruck überwinden.Fire protection of electrical and / or electronic systems, e.g. Computers, it is common to install fire alarms on the ceiling of the computer room and to place containers with fire extinguishing agents in the room itself or in an adjoining room. The disadvantage of such installations is that the fire alarm is only activated after smoke or gases have spread from the burning system to the ceiling. Then the entire room or at least all devices in the room are flooded with extinguishing agent, usually halogenated hydrocarbons. This has the major disadvantage that the extinguishing agent only reaches the source of the fire when it has already caused great damage and may even have spread beyond the device. Furthermore, due to the fire-related pressure increase in the air enclosed in the housing, only an insufficient amount of extinguishing agent can catch fire or overcome this back pressure.
Zudem sind die halogenierten Kohlenwasserstoffe in hohem Masse umweltschädlich und teuer. Es sind Bestrebungen im Gange, diese weltweit zu verbieten.In addition, the halogenated hydrocarbons are extremely harmful to the environment and expensive. Efforts are underway to ban them worldwide.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welche gezielt nur auf die vom Brand betroffene Anlage einwirken und somit die Brand- und Löschfolgeschäden auf ein Minimum beschränken.The object of the invention is to provide a device and a method which act specifically only on the system affected by the fire and thus limit the damage caused by fire and extinguishing to a minimum.
Die vorgenannte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass wenigstens ein Brand-Detektor im Warmluftstrom der zu schützenden Anlage vorgesehen ist, und dass wenigstens eine Austrittsöffnung eines Löschmittelbehälters innerhalb des Gehäuses der zu schützenden Anlage angeordnet ist.The above object is achieved by a device according to the invention in that at least one fire detector is provided in the hot air stream of the system to be protected and that at least one outlet opening of an extinguishing agent container is arranged within the housing of the system to be protected.
Mit Hilfe dieser Vorrichtung wird mit hoher Sicherheit eine Früherkennung und Lokalisierung von Bränden sowie eine selektive Löschung erreicht, wobei ein unnötiger Schaden an elektrischen und elektronischen Bauteilen vermieden wird.With the help of this device, early detection and localization of fires as well as selective extinguishing are achieved with a high degree of certainty, avoiding unnecessary damage to electrical and electronic components.
Das erfinderische Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass in einem ersten Verfahrensschritt im Brand-Detektor die Zersetzungs-, Oxidations- und/oder Verbrennungsprodukte nachgewiesen werden, dass in einem zweiten Verfahrensschritt ein Steuersignal im Brand-Detektor generiert wird, welches das Schnellöffnungsventil des Löschmittelbehälters öffnet, und dass in einem dritten Verfahrensschritt das Löschmittel aus der Austrittsöffnung des Löschmittelbehälters strömt, sich im Gehäuse ausbreitet und den Sauerstoff aus der elektrischen und/oder elektronischen Anlage verdrängt und die Zersetzung, Oxidation und/oder den Brand stoppt.The inventive method is characterized in that the decomposition, oxidation and / or combustion products are detected in a first process step in the fire detector, and in a second process step a control signal is generated in the fire detector which opens the quick-opening valve of the extinguishing agent container, and that in a third process step the extinguishing agent flows out of the outlet opening of the extinguishing agent container, spreads in the housing and displaces the oxygen from the electrical and / or electronic system and stops the decomposition, oxidation and / or the fire.
Das Steuersignal kann direkt oder indirekt auch zur Abschaltung der Speisespannung der Anlage benutzt werden.The control signal can also be used directly or indirectly to switch off the system supply voltage.
Besonders vorteilhaft ist der gemäss Anspruch 2 aufgebaute Brand-Detektor, der sich im Warmluftstrom der Anlage befindet. Damit werden bereits Zersetzungsprodukte, welche bei erhöhter Temperatur aus den Kunststoffkabeln der Anlage entweichen, nachgewiesen und es wird entsprechend darauf reagiert.The fire detector constructed according to
Besonders bewährt haben sich an sich handelsübliche Rauchsensoren, welche auf dem Ionisationsprinzip basieren und mit zwei Ionisationskammern ausgerüstet sind, Anspruch 3. Dabei ist eine Kammer als versiegelte Referenzkammer ausgebildet, während die zweite Kammer von der Abluft der zu schützenden Anlage durchströmt ist. Die Volumen beider Kammern sind vorteilhafterweise mit einer radioaktiven Quelle, z.B. Americium-241, ionisiert.Commercially available smoke sensors, which are based on the ionization principle and are equipped with two ionization chambers, have proven particularly useful. One chamber is designed as a sealed reference chamber, while the second chamber is protected from the exhaust air System is flowing. The volumes of both chambers are advantageously ionized with a radioactive source, for example Americium-241.
Es ist zweckmässig, ein Löschmittel einzusetzen, das den Sauerstoff am Brandherd verdrängt und nicht mit der Luft reagiert, vgl. Anspruch 4.It is advisable to use an extinguishing agent that displaces the oxygen at the source of the fire and does not react with the air, cf. Claim 4.
Für solche Aufgaben ist, gemäss Anspruch 5, Kohlendioxid bestens geeignet und zudem sehr wirtschaftlich.According to
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Löschmittelbehälter mit einem Schnellöffnungsventil, gemäss Anspruch 6, ausgerüstet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the extinguishing agent container is equipped with a quick-opening valve.
Der Löschmittelbehälter ist durch eine Anstech-Membrane, Anspruch 7, völlig dicht abgeschlossen und lässt sich dementsprechend rasch entleeren.The extinguishing agent container is completely sealed by a piercing membrane, claim 7, and can accordingly be emptied quickly.
Besonders bewährt hat sich hierfür das pyrotechnisch initiierte Schnellöffnungsventil nach Anspruch 8.The pyrotechnically initiated quick opening valve according to
Bevorzugt ist eine Anordnung des Löschmittelbehälters gemäss Anspruch 9. Da die Flutung mit dem Löschmittel sehr gezielt erfolgt, können die Behälter klein ausgeführt werden. Es genügen solche mit zirka 500 g Löschmittelinhalt, was ein wirtschaftliches Nachrüsten bestehender Anlagen erlaubt.An arrangement of the extinguishing agent container according to
Der Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung ist prädestiniert für den Brandschutz von EDV-Anlagen und EDV-Peripheriegeräten, Anspruch 11.The use of the device according to the invention is predestined for fire protection of EDP systems and EDP peripheral devices.
In der Zeichnung sind erfindungsgemässe Ausführungen vereinfacht und beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, embodiments according to the invention are simplified and illustrated, for example.
Es zeigen:
- Fig. 1 eine EDV-Anlage beim Auftreten eines Brandes und bei dessen Löschung und
- Fig. 2 eine schematische Ausgestaltung der objektgebundenen Brandlösch-Vorrichtung mit integriertem Löschmittelbehälter und mit einem Schnellöffnungsventil.
- Fig. 1 shows a computer system when a fire occurs and when it is extinguished and
- Fig. 2 shows a schematic embodiment of the object-related Fire extinguishing device with integrated extinguishing agent container and with a quick opening valve.
In beiden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.In both figures, the same parts are provided with the same reference numbers.
In Fig. 1 ist mit 1 eine EDV-Anlage bezeichnet; mit 1′ ihr Gehäuse. Das Gehäuse 1′ weist seitliche Lufteintritte 2, 2′ sowie an seiner Oberseite schlitzartige Entlüftungen 3 auf. Eine Absaughaube 4 bedeckt teilweise die Entlüftungen 3 und führt über einen Verbindungsschlauch 5 die warme Abluft aus der Anlage in den Brand-Detektor 6. Zwei Löschmittelbehälter 7 sind im Innern des oberen Teils des Gehäuses 1′ befestigt. Sie weisen je ein Schnellöffnungsventil 8 und Austrittsöffnungen 9 auf.In Fig. 1, 1 denotes a computer system; with 1 'their housing. The housing 1 'has
Der zeitliche Verlauf eines Brandes ist charakteristisch in Fig. 1 dargestellt. Im Zeitpunkt 0 entstand der Brandherd 10, eine Sekunde danach, im Zeitpunkt A, hat der Brand-Detektor 6 bereits die Schnellöffnungsventile 8 initiiert, so dass über die Löschdüsen 9 CO₂ ausströmt. - Die CO₂-Partikel füllen den Raum oberhalb der gestrichelt gezeichneten Linie und verdrängen über die seitlichen Entlüftungen 2, 2′, beispielsweise in Zeitpunkt B dargestellt, den Luftsauerstoff, mit O₂ bezeichnet, aus dem Gehäuse 1′.The course of a fire over time is characteristically shown in FIG. 1. At the time 0, the source of the
Im Zeitpunkt C, d.h. nach 5 Sekunden, ist das ganze Gehäuse geflutet; der Brand ist gelöscht, das CO₂ verbleibt bei einem abgeschalteten Kühlventilator während längerer Zeit im Gehäuse. Die Sauerstoffkonzentration ist dabei während mindestens 10 Sekunden unter 15 Vol.-% geblieben.At time C, i.e. after 5 seconds, the whole case is flooded; the fire is extinguished, the CO₂ remains in the housing for a long time when the cooling fan is switched off. The oxygen concentration remained below 15% by volume for at least 10 seconds.
Aus Fig. 2 ist die beispielsweise elektrische und mechanische Ausbildung einer Löschvorrichtung in einem Computer 1 ersichtlich. Ein Ventilator 11, der übliche Kühlluftventilator, befördert über einen Verbindungsschlauch 5 die Abluft des Computers 1 ins Innere des Brand-Detektors 6 und beaufschlagt einen Rauchsensor 14 mit seinen Ionisationskammern 12 und 13. Das Elektrodenpotential û ist über Verstärker 15, 16 einem Spannungs/Stromwandler 17 zugeführt; dessen Messstrom I ist zum Eingang eines Rauchanalysiergerätes 18 mit seinem Komparator 19 geleitet. Das Rauchanalysiergerät 18 gibt ein Steuersignal S1 auf das Relais 21 eines Schaltschützen 20 ab und beaufschlagt gleichzeitig mit seinem weiteren Steuersignal S2 den elektrischen Eingang des Schnellöffnungsventils 8. Die Stromversorgung P ist autonom ausgestaltet, d.h. netzunabhängig.2 shows the electrical and mechanical design of an extinguishing device in a
In den beiden Ionisationskammern 12 und 13 befinden sich radioaktive Strahlungsquellen R, welche die dort vorhandenen Gase ionisieren. Treten fremde Ionen, beispielsweise Zersetzungs- und/oder Oxidationsprodukte, zwischen die Elektroden 13a, 13b, stellt sich ein gegenüber dem Referenzelektrodenpaar 12a, 12b geändertes Elektrodenpotential û ein, welches die Signalkette aktiviert. Das Steuersignal S1 unterbricht die Stromversorgung des Computers 1 und stellt damit gleichzeitig dessen aktive Lüftung ein. Das Steuersignal S2, geführt über eine in einer Vergussmasse 27 eingebettete Leitung, zündet über einen elektrischen Glühzünder 26 eine Treibladung 25, deren Gase einen Kolben 24 beschleunigen und den anliegenden Schlagbolzen 23 mit der Spitze 23′ in eine Anstech-Membrane 22 eines Löschmittelbehälters 7 schlagen. Die im Löschmittelbehälter 7 enthaltene CO₂-Gasladung von 65 bar strömt daher schlagartig durch die Schraubkupplung 28 hindurch in die als volumenerweiternde Löschdüse ausgebildete Austrittsöffnung 9 und füllt den Raum im Gehäuse 1′, ohne zu vereisen.There are radioactive radiation sources R in the two
Bevorzugt ist Kohlendioxid als Löschmittel, da es handelsüblich in verschweissten Einwegflaschen erhältlich ist. Es können jedoch auch andere Löschmittel eingesetzt werden, wie Stickstoff oder Schwefelhexafluorid etc.Carbon dioxide is preferred as an extinguishing agent, since it is commercially available in sealed single-use bottles. However, other extinguishing agents can also be used, such as nitrogen or sulfur hexafluoride etc.
Je nach Ausgestaltung der zu schützenden Anlage genügt die Ableitung der Warmluft über den Staudruck durch geeignete Umlenkmittel in die Ionisationskammer bzw. Messkammer. Reicht dieser Druck nicht aus, so können selbstverständlich Hilfsventilatoren eingesetzt werden, die eine nur geringe Luftleistung erfordern.Depending on the design of the system to be protected, it is sufficient to dissipate the warm air via the dynamic pressure by means of suitable deflection means into the ionization chamber or measuring chamber. If this pressure is insufficient, auxiliary fans can of course be used which have a low air output require.
Als Brand-Detektor hat sich das als "Westinghouse Fire Detection System" zur Überwachung von Kabelkanälen und Computerräumen bewährte "HRD SYSTEM" (Westinhouse Electrotechniek en Instrumentatie B.V., NL-2723 RC Zoetermeer) als besonders geeignet erwiesen.The "HRD SYSTEM" (Westinhouse Electrotechniek en Instrumentatie B.V., NL-2723 RC Zoetermeer), which has proven itself as a "Westinghouse Fire Detection System" for monitoring cable ducts and computer rooms, has proven to be particularly suitable as a fire detector.
Der Erfindungsgegenstand lässt sich aufgrund seiner geringen Abmessungen in nahezu sämtliche EDV-Geräte integrieren.The subject of the invention can be integrated into almost all EDP devices due to its small dimensions.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CH1780/90 | 1990-05-25 | ||
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Publications (1)
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| EP0459944A1 true EP0459944A1 (en) | 1991-12-04 |
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ID=4218442
Family Applications (1)
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| EP91810377A Withdrawn EP0459944A1 (en) | 1990-05-25 | 1991-05-16 | Apparatus and method for object-bound fire protection of electric and/or electronic systems and utilisation of this apparatus |
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