DE102008059942A1

DE102008059942A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Brandprävention und/oder -bekämpfung bei einem Fahrzeug, insbesondere eines Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008059942A1
Application number: DE200810059942
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl.-Ing. Dr. Schröter; Jens Dr.-Ing. Meintschel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Brandprävention und/oder -bekämpfung bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, welches Kraftfahrzeug mit einem Klimakreislauf (1) und einer Feuerlöschvorrichtung versehen wird, die ihrerseits mit Notfallöffnungen (2) versehen wird. Die Notfallöffnungen (2) werden zur Brandbekämpfung und/oder zur Brandprävention geöffnet und durch die geöffneten Notfallöffnungen (2) Löschmittel ausgebracht. Erfindungsgemäß werden die das Kältemittel der Klimaanlage führenden Leitungen (3) mit den Notfallöffnungen (2) versehen. Als Löschmittel wird das Kältemittel des Klimakreislaufs (1) verwendet und aus einer Stoffgruppe gewählt, deren Stoffe die Oxidationsmittel, insbesondere Sauerstoff verdrängend und/oder adsorbierend und/oder absorbierend sind und/oder die gegenüber sich im löschenden und/oder brandpräventiven Volumen befindlichen Substanzen oder Bestandteile dieser Substanzen mit dem Oxidationsmittel energetisch stabilere chemische Bindung aufweisen und/oder mit den vorgenannten Substanzen oder Bestandteilen chemisch schneller reagieren und ihnen so den potentiellen Reaktionspartner entziehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Brandprävention und/oder -bekämpfung bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8, wie beides bspw. aus der gattungsbildenden zugrundegelegten DE 101 23 178 A1 als bekannt hervorgeht.
Aus der DE 101 23 178 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, die zur schnellen Abkühlung einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Hierzu ist ein Kältespeicher vorhanden, welcher als Hochdruckspeichers ausgeführt ist und der mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllten ist. Zum Erzeugen der erforderlichen Kälteleistung wird das Fluid entspannt und die Kältre an die jeweils benötigten Orte geleitet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckspeicher mit pyrotechnisch betätigbaren Notventilen versehen, wobei es sich beidem Fluid um ein nichtbrennbares und Sauerstoff verdrängen Gas, insbesondere CO₂, handelt. Dadurch kann das Fluid bei einem Unfall zu brandgefährdeten Bereichen geleitet und in günstiger Weise zur Brandbekämpfung verwendet werden. Ein derartiges Verfahren ist trotz seiner Vorzüge aufwendig und teuer.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit dem auf einfache und günstige Weise ein praktikabler Brandschutz gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1 bzw. mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Durch die Verwendung eines Kältemittels für eine im Fahrzeug schon ohnehin vorhande nen Klimaanlage, das gleichzeitig als Löschmittel geeignet ist, können die das Kältemittel führenden Leitungen der Klimaanlage mit entsprechenden notfallbedingt öffenbaren Notfallöffnungen ausgeführt werden. Die Notfallöffnungen sind insbesondere im Bereich besonders gefährdeter Örtlichkeiten angeordnet. Das Kälte-/Löschmittel des Klimakreislaufs wird in sinnvoller Weise aus einer Stoffgruppe gewählt, deren Stoffe die Oxidationsmittel, insbesondere Sauerstoff verdrängend und/oder -adsorbierend und/oder -absorbierend sind und/oder die gegenüber sich im löschenden und/oder brandpräventiven Volumen befindlichen Substanzen oder Bestandteilen dieser Substanzen mit dem Oxidationsmittel energetisch stabilere chemische Bindung aufweisen und/oder mit den vorgenannten Substanzen oder Bestandteilen chemisch schneller reagieren und ihnen so den potentiellen Reaktionspartner entziehen. Auf diese Weise ist der konstruktive und finanzielle Aufwand für die Brandbekämpfung verringert. In besonderer Weise ist hierbei CO₂ als Kälte- und Löschmittel geeignet.
In einer Weiterführung der Erfindung kann die Notfallöffnung in sinnvoller Weise dann gesteuert geöffnet, wenn an einem gefährdeten Ort die herrschenden Temperatur einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Bei geöffneter Notfallöffnung wird der gefährdete und/oder brennende Bereich mit Kälte-/Löschmittel geflutet, wobei dies bspw. bei einem Unfall, der über schon vorhanden Detektoren, wie Airback Auslösung usw., erkannt wird. In besonderem Falle kann diese Vorgehensweise also auch der Brandprävention dienen.
In einer Weiterführung der Erfindung wird die Notfallöffnung elektronisch gesteuert geöffnet, wodurch für eine Ausströmung des Kälte/-Löschmittels, insbesondere CO₂'s, auf einfache Weise eine Vielzahl von Einflussfaktoren, wie bspw. Daten der Außentemperatur, des Gefährdungspotential der Umgebung, usw. berücksichtigt werden können.
In einer Weiterführung der Erfindung wird auf einfache und kostengünstige Weise die Notfallöffnung durch ein Bimetall und/oder durch einen Schmelzpfropfen oder eine Berstscheibe verschlossen. Im Bedarfsfall kann die Notfallöffnung dann bspw. durch ein Anheben des Bimetalls, ein Aufschmelzen Schmelzen des Schmelzpfropfens, bspw. aus PP mit einem Schmelzpunkt bei 110°C und/oder das Bersten/Aufbrechen der Berstscheibe geöffnet werden.
Weitere sinnvolle Ausgestaltungen sind den in dem nachfolgend dargestellten und die Erfindung näher erläuternden Ausführungsbeispiel entnehmbar.
Dabei zeigt
1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2 einen Querschnitt durch eine mit einem Schmelzpfropfen verschlossene Notfallöffnung.
In 1 ist ein schematischer Aufbau einer erfindungsgemäßen Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Pkw's dargestellt. Die verschiedenen Aggregate 11 der Klimaanlage sind über die Leitungen 3 miteinander zu einem geschlossenen Klimakreislauf 1 der Klimaanlage verbunden. Innerhalb des Klimakreislaufs 1 strömt das Kältemittel in der bekannten Weise. In besonderer Weise sind die Leitungen 3 des Klimakreislaufs 1 durch zumindest einige der Bereiche des Kraftfahrzeugs geführt, die vorzugsweise besonders feuergefährdeten sind. Bei diesen Bereichen handelt es sich insbesondere und den Motorraum 7, die Auspuffanlage 8 und/oder den Kraftstofftank 9 und/oder eine besonders feuergefährdete Batterie, wie insbesondere eine Li-Ionen oder Hochtemperatur-Batterie.
Da die Klimaanlage erfindungsgemäß gleichzeitig auch als (Feuer-)Löschvorrichtung und das Kältemittel gleichzeitig auch als Löschmittel vorgesehen ist, gehört das Kältemittel zweckmäßiger Weise einer Stoffgruppe an, deren Stoffe die Oxidationsmittel, insbesondere Sauerstoff verdrängend und/oder -adsorbierend und/oder -absorbierend sind und/oder die gegenüber sich im löschenden und/oder brandpräventiven Volumen befindlichen Substanzen oder Bestandteilen dieser Substanzen mit dem Oxidationsmittel energetisch stabilere chemische Bindung aufweisen und/oder mit den vorgenannten Substanzen oder Bestandteilen chemisch schneller reagieren und ihnen so den potentiellen Reaktionspartner entziehen. Auf diese Weise bildet der Klimakreislauf 1 gleichzeitig einen Löschmittelspeicher und das Kältemittel gleichzeitig das Löschmittel.
Des Weiteren sind die Leitungen 3 in den ausgesuchten feuergefährdeten Bereich mit im Normalfall, also außerhalb eines Bedarfsfalles, verschlossenen Notfallöffnungen 2 verse hen, aus denen im Bedarfsfall das Lösch- bzw. das Kältemittel in die feuer- bzw. brandgefährdeten Bereiche, insbesondere der Motorraum 7, die Auspuffanlage 8 und/oder den Kraftstofftank 9 ausgebracht werden kann. Bei dem Bedarfsfall kann es sich hierbei insbesondere um eines Brand und/oder eine Brandverhütungsmaßnahme (Präventivfall) handeln.
Für das kombinierte Kälte- und Löschmittel ist CO₂ in besonderer Weise geeignet. Insgesamt ist nicht nur CO₂ geeignet, sondern jedes Medium, dass sowohl die bekannten, an ein Kältemittel einer Klimaanlage als auch in dieser Schrift genannten an das Löschmittel gestellten Anforderungen erfüllt.
Von besonderem Vorteil erweist es sich, wenn das als Kälte- und Löschmittel eingesetzte Medium zusätzlich noch unter Druck als Gas austritt oder beim Austritt in den Gaszustand übergeht, da hierdurch dann einer zumindest u. U. auftretenden adiabatischen Entspannung in idealer Weise zusätzlich noch das Gasvolumen im Bereich der Notfallöffnung 2 gekühlt und die Umgebungstemperatur unter die eine kritische Zündtemperatur abgesenkt werden kann.
Zur Erkennung eines Not- bzw. Bedarfsfalls, insbesondere eines Brandes, wird in sinnvoller Weise eine in der Umgebung einer Notfallöffnung 2 herrschende Temperatur gemessen. Bei Überschreitung eines oder mehrerer zweckmäßiger vorgebbarer Grenzwerte wird die Notfallöffnung 2 in Abhängigkeit dieser momentan herrschenden (Umgebungs-)Temperatur insbesondere elektronisch gesteuert vorzugsweise elektronisch geöffnet und die Notfallöffnung 2 und Lösch- bzw. Kältemittel aus der zugehörigen Leitung 3 ausgebracht.
In sinnvoller Weise liegt das Kälte- bzw. Löschmittel unter einem genügend hohen Druck und in ausreichender Menge in dem Klimakreislauf 1 vor, da es auf diese Weise sofort aus diesem sofort ausgebracht werden kann.
Ferner ist es auch zweckmäßig, im Bedarfsfall das Kälte- bzw. Löschmittel zusätzlich oder allein bspw. mittels Pumpe und/oder einem Treibgas aus dem Klimakreislauf 1 zu befördern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Notfallöffnung 2 ist im Bereich des Motorraums 7 mit einem Bimetallstreifen 4, im Bereich der Auspuffanlage 8 mit einer Berstscheibe 6 und im Bereich des Kraftstofftanks 9 mit einem Schmelzpfropfen 5 dichtend verschlossen.
Eine vorzugsweise elektronisch gesteuerte Betätigung zur Öffnung dieser Verschlüsse kann bei einem Bimetallstreifen 4 bspw. durch eine gezielte elektrische Erwärmung, bei der einer Berstscheibe 6 bspw. mittels eines elektrischen Zünders und bei einem Schmelzpfropfen 5 bspw. mittels einer Heizvorrichtung vorgenommen werden.
Weiterhin kann eine Notfallöffnung 2 bspw. auch noch durch ein im Ausführungsbeispiel nicht dargestelltes insbesondere elektronisch steuerbares Ventil geöffnet bzw. verschlossen werden.
In 2 ist ein Querschnitt durch eine mit einem Schmelzpfropfen 5 verschlossene Notfallöffnung 2 dargestellt. Hierbei ist um eine Notfallöffnung 2 eine Pfropfenhalterung 11 angeordnet I, deren Austrittskanal 12 fluidisch mit der in der Leitung 3 der Klimaanlage angebrachten Notfallöffnung 2 verbunden und auf den gefährdeten Bereich hin ausgerichtet ist. Der Austrittskanal 12 weist einen sich nach außen hin konisch verjüngenden Querschnitt auf, in dem der entsprechend ausgeformte Schmelzpfropfen 5 die Notfallöffnung 2 dichtend verschließend angeordnet ist. Durch die konische Ausformung des Austrittskanals 12 und des Schmelzpfropfens 5 ist die Dichtheit der Anordnung während des Normalfalls zumindest verbessert. Tritt der Bedarfsfall ein, schmilzt der Schmelzpfropfen 5 vorzugsweise durch die Wärme der Umgebung und die Notfallöffnung 2 wird freigegeben, wodurch das Lösch- bzw. Kältemittel austreten kann.

1: Klimakreislauf
2: Notfallöffnung
3: Leitungen der Klimaanlage
4: Bimetall
5: Schmelzpfropfen
6: Berstscheibe
7: Motorraum
8: Auspuffanlage
9: Kraftstofftank
10: Pfropfenaufnahme
11: Aggregate der Klimaanlage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10123178 A1 [0001, 0002]

Claims

Verfahren zur Brandprävention und/oder -bekämpfung für eine Batterie eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, welches Fahrzeug mit einem Klimakreislauf (1) und einer Löschvorrichtung versehen wird, welche Löschvorrichtung mit Notfallöffnungen (2) versehen wird, welche Notfallöffnungen (2) im Bedarfsfall zur Brandbekämpfung und/oder zur Brandprävention geöffnet werden, wobei durch die geöffneten Notfallöffnungen (2) Löschmittel ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Löschmittel das Kältemittel des Klimakreislaufs (1) gewählt wird, das das Kältemittel aus einer Stoffgruppe gewählt wird, deren Stoffe die Oxidationsmittel, insbesondere Sauerstoff verdrängend und/oder -adsorbierend und/oder -absorbierend sind und/oder die gegenüber sich im Löschenden und/oder brandpräventiven Volumen befindlichen Substanzen oder Bestandteilen dieser Substanzen mit dem Oxidationsmittel energetisch stabilere chemische Bindung aufweisen und/oder mit den vorgenannten Substanzen oder Bestandteilen chemisch schneller reagieren und ihnen so den potentiellen Reaktionspartner entziehen und dass die das Kältemittel der Klimaanlage führenden Leitung (3) mit den Notfallöffnungen (2) versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kälte-/Löschmittel CO2 gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) in Abhängigkeit einer in ihrer Umgebung herrschenden Temperatur gesteuert geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) elektronisch gesteuert geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) durch eine thermische Ausdehnung eines Betätigungselementes, insbesondere eines Bimetall (4) geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) durch ein Schmelzen eines Schmelzpfropfens (5) geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (3) durch ein Bersten einer Berstscheibe (6) geöffnet wird.
Vorrichtung zur Brandprävention und/oder -bekämpfung bei einem Fahrzeug, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, welches Kraftfahrzeug einen Klimakreislauf (1) und eine Feuerlöschvorrichtung aufweist, welche Feuerlöschvorrichtung Notfallöffnungen (2) aufweist, die im Bedarfsfall zur Brandbekämpfung und/oder zur Brandprävention öffenbar sind, und wobei aus den geöffneten Notfallöffnungen (2) Löschmittel ausbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel das Kältemittel des Klimakreislaufs (1) ist, dass das Kältemittel aus einer Stoffgruppe zugehört, deren Stoffe die Oxidationsmittel, insbesondere Sauerstoff verdrängend und/oder -adsorbierend und/oder -absorbierend sind und/oder die gegenüber sich im Löschenden und/oder brandpräventiven Volumen befindlichen Substanzen oder Bestandteilen dieser Substanzen mit dem Oxidationsmittel energetisch stabilere chemische Bindung aufweisen und/oder mit den vorgenannten Substanzen oder Bestandteilen chemisch schneller reagieren und ihnen so den potentiellen Reaktionspartner entziehen und dass die das Kältemittel der Klimaanlage führenden Leitung (3) die Notfallöffnungen (2) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kälte-/Löschmittel CO₂ ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) in Abhängigkeit einer in ihrer Umgebung herrschenden Temperatur gesteuert öffenbar ist
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) elektronisch gesteuert öffenbar.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) mit einem Bimetall (4) verschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) mit einem Schmelzpfropfen (5) mit definierter Schmelztemperatur verschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallöffnung (2) mit einem Berstelement, insbesondere einer Berstscheibe (6) verschlossen ist.