DE102021115857A1

DE102021115857A1 - Burner unit for fire simulation and method for conducting fire simulation

Info

Publication number: DE102021115857A1
Application number: DE102021115857.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Andrzej Zoledziowski
Original assignee: GFT GENERAL FIRETECH GmbH
Current assignee: GFT GENERAL FIRETECH GmbH
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2022-12-22
Also published as: CN115497370A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennereinheit für Brandsimulationen bei Feuerlöschübungen, wobei die Brennereinheit einen ersten Brennstoffaufnahmeraum und einen zweiten Brennstoffaufnahmeraum aufweist. Der erste Brennstoffaufnahmeraum ist dazu ausgebildet, einen hauptsächlich flüssigen Brennstoff aufzunehmen, wobei der flüssige Brennstoff aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum zu einem gasförmigen Brennstoff in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum expandieren kann. Die erfindungsgemäße Brennereinheit zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass diese in einem funktionsgemäßen Zustand eines Brandszenarios nicht gekühlt werden muss, sondern sich die Brennereinheit durch die Expansion des flüssigen Brennstoffs zu einem gasförmigen Brennstoff zumindest teilweise selbst kühlt. Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Durchführung eines Brandszenarios.

The present invention relates to a burner unit for fire simulations in fire extinguishing exercises, the burner unit having a first fuel receiving space and a second fuel receiving space. The first fuel receiving space is configured to receive a primarily liquid fuel, wherein the liquid fuel can expand from the first fuel receiving space into a gaseous fuel in the second fuel receiving space. The burner unit according to the invention is characterized in particular by the fact that it does not have to be cooled in a functional state of a fire scenario, but the burner unit cools itself at least partially by the expansion of the liquid fuel into a gaseous fuel. Furthermore, the present invention includes a method for carrying out a fire scenario.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennereinheit für Brandsimulationen bei Feuerlöschübungen oder Brandszenarien, wobei die Brennereinheit einen ersten Brennstoffaufnahmeraum und einen zweiten Brennstoffaufnahmeraum aufweist. Der erste Brennstoffaufnahmeraum ist dazu ausgebildet, einen flüssigen Brennstoff aufzunehmen und gegen eine äußere Umgebung zu begrenzen, wobei der flüssige Brennstoff aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum zu einem gasförmigen Brennstoff in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum expandieren kann. Die erfindungsgemäße Brennereinheit zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass diese in einem funktionsgemäßen Zustand eines Brandszenarios nicht gekühlt werden muss, sondern sich die Brennereinheit durch die Expansion des flüssigen Brennstoffs zu einem gasförmigen Brennstoff zumindest teilweise selbst kühlt. Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Durchführung eines Brandszenarios.The present invention relates to a burner unit for fire simulations in fire extinguishing exercises or fire scenarios, the burner unit having a first fuel receiving space and a second fuel receiving space. The first fuel receiving space is configured to receive and contain a liquid fuel from an external environment, wherein the liquid fuel can expand from the first fuel receiving space into a gaseous fuel into the second fuel receiving space. The burner unit according to the invention is characterized in particular by the fact that it does not have to be cooled in a functional state of a fire scenario, but the burner unit cools itself at least partially by the expansion of the liquid fuel into a gaseous fuel. Furthermore, the present invention includes a method for carrying out a fire scenario.

Stand der TechnikState of the art

Es sind eine Vielzahl von Brand-, Feuerwehr-, Einsatz- und Notfall-Übungsanlagen bekannt, bei denen unterschiedlichste Brand- und sonstige Übungsszenarien zum Einsatz kommen. Solche Szenarien, die den Kern einer Übungsanlage ausmachen, stellen zum Beispiel brennende Einfamilienhäuser, Hochhäuser, Industrieanlagen, Flugzeuge, Lagerhallen, Schiffe, (petro)chemische Anlagen oder Bergwerke dar. So können die Übungsszenarien Feuer- und Rauchszenarien, Explosionen, Lösch-, Rettungsszenarien o.ä. darstellen. Beispiele sind Feuer, Verpuffungen, Explosionen, Leckagen, Gefahrgutszenarien, Schwelbrände, Rauchwände, Gasunfälle.A large number of fire, fire brigade, deployment and emergency training systems are known, in which a wide variety of fire and other training scenarios are used. Such scenarios, which form the core of a training facility, represent, for example, burning single-family houses, high-rise buildings, industrial plants, aircraft, warehouses, ships, (petro)chemical plants or mines. The training scenarios can include fire and smoke scenarios, explosions, extinguishing and rescue scenarios or similar. Examples are fire, deflagration, explosions, leaks, dangerous goods scenarios, smoldering fires, walls of smoke, gas accidents.

In solchen Anlagen werden häufig Brandszenarien dargestellt, die horizontale oder vertikal auftretende Mengen entzündlicher und/oder Treib-Stoffe darstellen, die in Brand geraten sind. Dazu zählen auch sog. Fuel-Spill-Szenarien, die u.a. eine sehr wichtige Rolle in der Flugzeugbrandbekämpfung (ARFF = Aircraft Rescue and Firefighting) spielen und regelmäßig wiederkehrend von Flughafenfeuerwehren zur Erfüllung nationaler und internationaler Sicherheits- und Trainingsstandards geübt werden müssen. Eine andere Kategorie von dargestellten Bränden bezieht sich auf brennende Oberflächen entzündlicher Objekte.Fire scenarios are often presented in such plants, which depict quantities of flammable and/or propellant substances occurring horizontally or vertically which have caught fire. This also includes so-called fuel spill scenarios, which, among other things, play a very important role in aircraft firefighting (ARFF = Aircraft Rescue and Firefighting) and must be practiced regularly by airport fire brigades to meet national and international safety and training standards. Another category of depicted fires relates to burning surfaces of flammable objects.

Zur Darstellung dieser Brandszenarien hat sich weltweit die Befeuerung der entsprechenden Brandsimulatoren mit Flüssiggas etabliert. Flüssiggas ist vergleichsweise günstig, brennt äußerst umweltverträglich, ist leicht beschaff- und lagerbar und das damit dargestellte Brandübungsszenario lässt sich auf Knopfdruck unterbrechen und stoppen.To represent these fire scenarios, the firing of the corresponding fire simulators with liquid gas has become established worldwide. Liquid gas is comparatively cheap, burns in an extremely environmentally friendly manner, is easy to obtain and store and the fire training scenario presented with it can be interrupted and stopped at the push of a button.

Besonders gängig ist hierbei die Nutzung von Flüssiggas bestehend aus purem Propan oder Butan bzw. einem Gemisch aus diesen. Es werden aber auch andere Flüssiggase verwendet wie zum Beispiel Erdgas / Stadtgas / Acetylen / Wasserstoff usw.. Für sehr flammengewaltige und energiereiche und/oder großflächige Darstellungen von Brandszenarien werden diese Flüssiggase vorzugsweise in ihrer flüssigen Form dem Brandsimulator zugeleitet - wegen ihres hohen Energiegehaltes im flüssigen Aggregatzustand.The use of liquid gas consisting of pure propane or butane or a mixture of these is particularly common. However, other liquefied gases are also used, such as natural gas / city gas / acetylene / hydrogen, etc.. These liquefied gases are preferably fed to the fire simulator in their liquid form for very flaming and high-energy and/or large-scale representations of fire scenarios - because of their high energy content in the liquid physical state.

Brennereinheiten, insbesondere Flüssigphase-Brenner, sind aus dem Stand der Technik bekannt. DE 69128358 T2 offenbart eine Feuerwehrübungsanlage mit einer Übungsvorrichtung, die einen in einer Grube angeordneten Brennbereich aufweist. Hiermit können im Rahmen des Trainings der Flugzeugbrandbrandbekämpfung sog. Fuel-Spill-Simulationen mit einem Brennbereich unter Erdgleiche erzeugt werden. Der in der Grubenstruktur angeordnete Brennbereich wird hier typischerweise mit einem Metallgitter überdeckt und so begeh- bzw. befahrbar gemacht - zudem wird so der Abfluss des eingesetzten Löschmittels von der Oberfläche möglich.Burner units, in particular liquid-phase burners, are known from the prior art. DE 69128358 T2 discloses a fire brigade trainer with a trainer having a firing area located in a pit. With this, so-called fuel spill simulations with a combustion area below ground level can be generated as part of aircraft firefighting training. The combustion area arranged in the pit structure is typically covered with a metal grid and is thus made walkable and driveable - this also allows the extinguishing agent used to drain off the surface.

Aus der DE 102004058190 A1 und EP 1261397 B1 ist eine Brandsimulationsanlage bekannt, bei der die Flüssiggas-Austrittdüsen für den Brennstoff oberhalb einer feuerresistenten Oberfläche angeordnet sind, während das Brennstoff-Versorgungssystem unterhalb der feuerresistenten Oberfläche angeordnet ist. Die begehbare, feuerresistente Oberfläche besteht aus einer gitterartigen Struktur oder wird aus Sand, Kies oder einem Steinpflaster hergestellt. Die Flüssiggas-Austrittdüsen sind dann im Vergleich zur Oberfläche erhöht montiert, was u.a. eine Stolpergefahr für Übungsteilnehmer darstellt.From the DE 102004058190 A1 and EP 1261397 B1 a fire simulation system is known in which the liquid gas outlet nozzles for the fuel are arranged above a fire-resistant surface, while the fuel supply system is arranged below the fire-resistant surface. The walkable, fire-resistant surface consists of a grid-like structure or is made of sand, gravel or stone paving. The liquid gas outlet nozzles are then mounted higher than the surface, which among other things represents a tripping hazard for exercise participants.

Bei den bekannten Konstruktionen entstehen Flammen nahe oder auf der Ober- bzw. Arbeitsfläche der Brandsimulation. Bei längerer Brenndauer erfährt diese Oberfläche eine sehr erhebliche Hitzeeinwirkung. Wird die Ober- bzw. Arbeitsfläche durch ein Metallgitter gebildet, kann die Temperatur der Metallteile über 450 °C ansteigen. Die von ihnen abgestrahlte Hitze stellt ein erhebliches Sicherheitsrisiko für Trainingsteilnehmer und Wartungspersonal dar.In the known constructions, flames arise near or on the surface or work surface of the fire simulation. If the burning time is longer, this surface experiences a very considerable heat effect. If the surface or work surface is formed by a metal grid, the temperature of the metal parts can rise to over 450 °C. The heat they radiate poses a significant safety hazard to training participants and maintenance personnel.

Es ist schwierig bis aufwändig, das Metallgitter innerhalb einer Betriebstemperatur zu halten, die seine statischen Eigenschaften für Begeh- bzw. Befahrbarkeit aufrechterhält. Zudem ergibt sich bei zu großer Hitzebeaufschlagung eine schädliche Verformung der Metallteile bis hin zur Gefahr des Spannungsbruches von Metallteilen und Schweißnähten. Dies gilt verstärkt, wenn die Oberfläche zugleich mit der plötzlichen Kühlwirkung aufgebrachter Löschmittel beaufschlagt wird, was zu einer eminenten thermischen Wechselbelastung führt. Schließt Sand, Kies oder ein Pflaster die Ober- bzw. Arbeitsfläche nach oben ab, heizen sich diese Materialien bei längerer Brenndauer ebenfalls erheblich auf und kühlen nur sehr langsam wieder ab -auch ihre große Hitze stellt somit noch lange nach dem Abschalten des Feuers ein erhebliches Gefahrenpotential dar.It is difficult to expensive to keep the metal grid within an operating temperature that maintains its static properties for walking and driving. In addition, there is a harmful Ver forming of the metal parts up to the risk of stress fracture of metal parts and weld seams. This applies even more when the surface is simultaneously exposed to the sudden cooling effect of applied extinguishing agents, which leads to an eminent alternating thermal load. If sand, gravel or plaster closes the surface or work surface at the top, these materials also heat up considerably if they are burned for a longer period of time and only cool down again very slowly - even their high heat is a significant problem long after the fire has been switched off hazard potential.

Um die Erhitzung der Oberfläche zu vermeiden, schlägt EP0535279 A1 vor, die Arbeitsoberfläche bzw. die Elemente des Brenners in einem Kühlmittel wie Wasser zumindest teilweise zu kühlen, wobei der flüssige Brennstoff unterhalb der Kühlmitteloberfläche in den Brenner geleitet wird.To avoid heating the surface, beats EP0535279 A1 propose at least partially cooling the work surface or elements of the torch in a coolant such as water, with the liquid fuel being directed into the torch below the coolant surface.

Es besteht somit weiterhin ein großer Bedarf an Brennern bzw. Brennereinheiten, welche für Brandszenarien eingesetzt werden können. Insbesondere besteht ein großer Bedarf an einer Brennereinheit, welche für Brandszenarien allgemein oder auch für spezielle Brandszenarien wie beispielsweise für Flugzeugbrände o. ä. verwendet werden kann, die das Problem der Kühlung der Oberflächen von eingesetzten Brennern verbessern, und dabei idealerweise den bisher aus dem Stand der Technik bekannten konstruktiven Aufwand mindern.There is therefore still a great need for burners or burner units which can be used for fire scenarios. In particular, there is a great need for a burner unit that can be used for fire scenarios in general or also for special fire scenarios such as aircraft fires or the like, which improves the problem of cooling the surfaces of burners used, and ideally the previously known reduce the design effort known in the art.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Es war somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennereinheit für Brandsimulationen bei Feuerlöschübungen (Brandszenarien) bereitzustellen, welche kostengünstig herstellbar und einfach zu transportieren ist und welche dabei schnell und einfach an einem zu verwendenden Ort angeordnet bzw. installiert werden kann, ohne dass dabei zusätzliche umfangreiche Mittel zum Betrieb der Brennereinheit benötigt werden, insbesondere keine zusätzliche Kühlung der Arbeitsoberfläche während eines funktionsgemäßen Brandszenarios notwendig ist, so dass die Materialintegrität gewahrt wird und etwaige Übungsteilnehmer auch während eines Brandszenarios keinen zusätzlichen, vom Brenner herrührenden Gefahren ausgesetzt werden.It was therefore an object of the present invention to provide a burner unit for fire simulations in fire extinguishing exercises (fire scenarios), which can be produced inexpensively and easily transported and which can be arranged or installed quickly and easily at a location to be used without the need for additional Extensive means are required to operate the burner unit, in particular no additional cooling of the work surface is required during a functional fire scenario, so that material integrity is maintained and any exercise participants are not exposed to any additional hazards arising from the burner even during a fire scenario.

Weiterhin ist es wünschenswert, dass eine Brennereinheit vielseitig einsetzbar ist, d. h., dass die Brennereinheit in unterschiedlichen Brandszenarien eingesetzt werden kann, beispielsweise als eine Bodenbrennereinheit oder auch als eine Wandbrennereinheit und dass die Brennereinheiten begeh- und befahrbar sind.Furthermore, it is desirable for a burner unit to be versatile, e.g. This means that the burner unit can be used in different fire scenarios, for example as a floor burner unit or also as a wall burner unit and that the burner units can be walked on and driven over.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Diese und weitere Aufgaben werden mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben oder werden nachfolgend genauer erläutert.These and other objects are solved with the subject matter of the independent patent claims. Preferred configurations are described in the dependent claims or are explained in more detail below.

Erfindungsgemäß wird eine Brennereinheit für Brandsimulationen bereitgestellt, welche beispielsweise bei Löschübungen oder sog. Life Fire Trainings eingesetzt werden kann. Die Brennereinheit weißt einen Rahmenkörper auf, welcher einen ersten Brennstoffaufnahmeraum zur Aufnahme eines flüssigen Brennstoffes ausbildet und den ersten Brennstoffaufnahmeraum gegen eine äußere Umgebung abschließt. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Brennereinheit einen zweiten Brennstoffaufnahmeraum, welcher dazu ausgelegt ist, einen gasförmigen Brennstoff aufzunehmen. Der zweite Brennstoffaufnahmeraum wird dabei entweder zumindest teilweise von dem Rahmenkörper sowie einer Brennerplatte und einer der Brennerplatte gegenüberliegenden Auflagefläche gebildet, oder der zweite Brennstoffaufnahmeraum wird durch einen Gasaufnahmekörper gebildet, wobei der Gasaufnahmekörper dazu geeignet ist, einen gasförmigen Brennstoff wenigstens teilweise einzugrenzen.According to the invention, a burner unit for fire simulations is provided, which can be used, for example, in extinguishing exercises or so-called life fire training. The burner unit has a frame body which forms a first fuel accommodating space for accommodating a liquid fuel and seals off the first fuel accommodating space from an external environment. Furthermore, the burner unit according to the invention comprises a second fuel receiving space which is designed to receive a gaseous fuel. The second fuel receiving space is either at least partially formed by the frame body and a burner plate and a bearing surface opposite the burner plate, or the second fuel receiving space is formed by a gas receiving body, the gas receiving body being suitable for at least partially enclosing a gaseous fuel.

Der Rahmenkörper liegt in einem funktionsgemäßen Zustand eines Brandszenarios zumindest teilweise auf einer Auflagefläche auf. Weiter weist der Rahmenkörper eine Befüllungsvorrichtung auf, mit welcher der erste Brennstoffaufnahmeraum mit einem flüssigen Brennstoff befüllt werden kann. Der erste und der zweite Brennstoffaufnahmeraum sind über wenigstens eine Verbindungsöffnung miteinander verbunden. Durch die Verbindungsöffnung kann der im ersten Brennstoffaufnahmeraum befindliche flüssige Brennstoff aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum zu einem gasförmigen Brennstoff expandieren. Der zweite Brennstoffaufnahmeraum weist wenigstens eine Austrittsöffnung auf, durch welche der gasförmige Brennstoff in die Umgebung entweichen und dort entzündet werden kann.In a functional state of a fire scenario, the frame body rests at least partially on a support surface. The frame body also has a filling device with which the first fuel receiving space can be filled with a liquid fuel. The first and the second fuel accommodation space are connected to one another via at least one connection opening. The liquid fuel located in the first fuel receiving space can expand through the connecting opening from the first fuel receiving space into the second fuel receiving space to form a gaseous fuel. The second fuel receiving space has at least one outlet opening through which the gaseous fuel can escape into the environment and be ignited there.

Weiter wird ein Verfahren zur Durchführung eines Brandszenarios mit einer erfindungsgemäßen Brennereinheit vorgeschlagen, bei welchem zunächst der erste Brennstoffaufnahmeraum über eine am Rahmenkörper angeordnete Befüllungsvorrichtung mit einem flüssigen Brennstoff befüllt wird und wobei der flüssige Brennstoff aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum über eine Verbindungsöffnung zu einem gasförmigen Brennstoff expandiert. Bei der Expansion des flüssigen Brennstoffes zum gasförmigen Brennstoff wird zumindest der zweite Brennstoffaufnahmeraum partiell gekühlt bzw. der zweite Brennstoffaufnahmeraum erfährt zumindest partiell eine Temperaturerniedrigung. Der gasförmige Brennstoff kann aus dem zweiten Brennstoffaufnahmeraum zumindest teilweise in die Umgebung entweichen und an einer Zündquelle entzündet werden.Furthermore, a method for carrying out a fire scenario with a burner unit according to the invention is proposed, in which the first fuel receiving space is first filled with a liquid fuel via a filling device arranged on the frame body and the liquid fuel flows from the first fuel receiving space into the second fuel receiving space via a connection opening to a gaseous fuel expands. During the expansion of the liquid fuel into the gaseous fuel, at least the second fuel becomes receiving space is partially cooled or the second fuel receiving space experiences at least a partial drop in temperature. The gaseous fuel can at least partially escape from the second fuel receiving space into the environment and can be ignited at an ignition source.

Detaillierte ErfindungsbeschreibungDetailed description of the invention

Herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Brenner für Brandszenarien werden oftmals als Flüssiggasbrenner (Flüssigkraftstoffbrenner) eingesetzt. Bei diesen Flüssiggasbrennern ist der Brenner beispielsweise in einem Wasserbad oder einem anderen Flüssigkeitsbad angeordnet, welches dafür ausgelegt ist, den Brenner während eines Brandszenarios zu kühlen. Dies ist beispielsweise aus US5374191A und EP0535279A1 bekannt.Conventional burners for fire scenarios known from the prior art are often used as liquid gas burners (liquid fuel burners). For example, in these LPG burners, the burner is located in a water bath or other liquid bath designed to cool the burner during a fire scenario. For example, this is off US5374191A and EP0535279A1 famous.

Während eines üblichen Brandszenarios, welches beispielsweise von Feuerwehren oder Katastrophenschützern oder auch von Bergleuten zur Katastrophenvermeidung geübt wird, werden abhängig von dem eingesetzten Brennstoff und der Sauerstoffzufuhr Temperaturen von 800 °C oder mehr frei. Problematisch bei diesen hohen Temperaturen ist zumeist, dass die Brenner bzw. ihre Umgebungen sowie Übungs-Strukturen und -Objekte der Brandszenarien (wie beispielsweise Fahrbahnen, Tanks, Fahrzeuge oder Umgebungen von Flugzeugbrandsimulatoren) diesen oben genannten hohen Temperaturen ausgesetzt sind, was dazu führt, dass die Brenner bzw. ihre Übungs-Strukturen und -Objekte, welche üblicherweise aus metallischen Körpern hergestellt werden, aufgrund der während eines funktionsgemäßen Brandszenarios herrschenden Temperaturen gekühlt werden müssen, damit sich die Übungs-Strukturen und -Objekte bzw. die Brenner nicht zum Beispiel aufgrund der hohen Temperaturen verformen oder sonst wie Schaden nehmen. Auch birgt eine derart hohe Temperatur die Gefahr, dass Übungsteilnehmer einer Brandsimulation sich verletzen können.During a typical fire scenario, which is practiced, for example, by fire brigades or civil protection officers or by miners to avoid disasters, temperatures of 800 °C or more are released, depending on the fuel used and the oxygen supply. The problem with these high temperatures is usually that the burners or their surroundings as well as exercise structures and objects of the fire scenarios (such as roadways, tanks, vehicles or surroundings of aircraft fire simulators) are exposed to the high temperatures mentioned above, which means that the burners or their practice structures and objects, which are usually made of metal bodies, must be cooled due to the temperatures prevailing during a functional fire scenario, so that the practice structures and objects or the burners are not, for example, due to the deform at high temperatures or otherwise become damaged. Such a high temperature also harbors the risk that participants in a fire simulation exercise could injure themselves.

Überraschenderweise haben die Erfinder gefunden, dass sich Brennereinheiten für Brandszenarien einfach und kostengünstig darstellen lassen und ohne zusätzliche Vorrichtungen zum Kühlen der Brennereinheiten während eines funktionsgemäßen Brandszenarios bzw. einer Brandsimulation betrieben werden können, indem sich die erfindungsgemäßen Brennereinheiten durch den physikalischen Effekt der Verdampfung des flüssigen Brennstoffes zum gasförmigen Brennstoff zumindest teilweise selber kühlen. Dies wird erreicht, indem aus einem ersten Brennstoffaufnahmeraum, in welchem ein flüssiger Brennstoff eingefüllt wird, dieser flüssige Brennstoff in einen zweiten Brennstoffaufnahmeraum, der über eine Verbindungsöffnung mit dem ersten Brennstoffaufnahmeraum verbunden ist, expandiert. Bei diesem Vorgang der Verdampfung des flüssigen Brennstoffes zum gasförmigen Brennstoff wird der den Brennstoff umgebenden Umgebung Wärmeenergie entzogen, was dazu führt, dass zumindest der zweite Brennstoffaufnahmeraum wenigstens partiell eine Temperaturerniedrigung erfährt.Surprisingly, the inventors have found that burner units for fire scenarios can be presented simply and inexpensively and can be operated during a functional fire scenario or a fire simulation without additional devices for cooling the burner units by the burner units according to the invention being affected by the physical effect of the evaporation of the liquid fuel to the gaseous fuel at least partially cool itself. This is achieved in that this liquid fuel expands from a first fuel receiving space, into which a liquid fuel is filled, into a second fuel receiving space, which is connected to the first fuel receiving space via a connecting opening. During this process of evaporation of the liquid fuel into the gaseous fuel, thermal energy is withdrawn from the environment surrounding the fuel, with the result that at least the second fuel receiving space experiences an at least partial temperature reduction.

Die erfindungsgemäße Brennereinheit umfasst einen Rahmenkörper. Der Rahmenkörper bildet einen ersten Brennstoffaufnahmeraum aus und schließt den ersten Brennstoffaufnahmeraum gegen eine äußere Umgebung ab. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Rahmenkörper rechteckig oder vieleckig oder kreisförmig oder elliptisch ausgebildet. Insbesondere bevorzugt ist der Rahmenkörper als ein rechteckiges oder ein kreisförmiges Metallrohr ausgebildet, beispielsweise als Vierkantrohr. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Brennereinheit einen zweiten Brennstoffaufnahmeraum, welcher dazu ausgelegt ist, einen gasförmigen Brennstoff aufzunehmen.The burner unit according to the invention comprises a frame body. The frame body forms a first fuel accommodating space and closes off the first fuel accommodating space from an external environment. In a preferred embodiment, the frame body is rectangular or polygonal or circular or elliptical. The frame body is particularly preferably designed as a rectangular or a circular metal tube, for example as a square tube. Furthermore, the burner unit according to the invention comprises a second fuel receiving space which is designed to receive a gaseous fuel.

Als Brennstoffe können sämtliche flüssigen Brennstoffe verwendet werden, welche zu einem brennbaren Gas verdampfen und welche in Brandszenarien eingesetzt werden können. Diese können vielfältig gewählt werden. Erfindungsgemäß wird ein flüssiger Brennstoff in den ersten Brennstoffaufnahmeraum, welcher in dem Rahmenkörper eingeschlossen ist, eingefüllt bzw. eingeleitet. Hierbei handelt es sich in einer Ausgestaltung um ein verflüssigtes Gas, insbesondere Propangas oder um verflüssigtes Butangas oder auch Acetylen. Auch andere verflüssigte Gase lassen sich erfindungsgemäß einsetzen, insbesondere auch Mischungen von mehreren Gasen. Der Erfindung liegt u.a. die Erkenntnis zugrunde, dass verflüssigte Gase beim Expandieren bzw. beim Entspannen in eine Gasphase Wärmeenergie aus der Umgebung aufnehmen, was wiederum dazu führt, dass die Umgebungstemperatur zumindest teilweise bzw. zumindest partiell abgesenkt wird. Im Sinne der vorliegenden Erfindung meint flüssiger Brennstoff und gasförmiger Brennstoff die gleichen Brennstoffe (chemisch identisch), welche lediglich in unterschiedlichen Aggregatszuständen, nämlich einmal in flüssiger Phase und einmal in einem gasförmigen Zustand, vorliegen. Ebenfalls ist es möglich, dass Mischungen von flüssigen Brennstoffen, wie beispielsweise flüssiges Butan und/oder Propan eingesetzt werden, welche dann aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum durch die wenigstens eine Verbindungsöffnung in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum zu gasförmigem Butan bzw. gasförmigem Propan expandieren können.All liquid fuels which vaporize to form a combustible gas and which can be used in fire scenarios can be used as fuels. These can be chosen in many ways. According to the invention, a liquid fuel is introduced into the first fuel accommodating space enclosed in the frame body. In one embodiment, this is a liquefied gas, in particular propane gas or liquefied butane gas or else acetylene. Other liquefied gases can also be used according to the invention, in particular mixtures of several gases. The invention is based, among other things, on the finding that liquefied gases absorb thermal energy from the environment when expanding or expanding into a gas phase, which in turn leads to the ambient temperature being at least partially or at least partially lowered. For the purposes of the present invention, liquid fuel and gaseous fuel mean the same fuels (chemically identical), which are only present in different states of aggregation, namely once in a liquid phase and once in a gaseous state. It is also possible to use mixtures of liquid fuels, such as liquid butane and/or propane, which can then expand from the first fuel receiving space through the at least one connection opening into the second fuel receiving space to form gaseous butane or gaseous propane.

Die erfindungsgemäße Brennereinheit umfasst weiterhin einen zweiten Brennstoffaufnahmeraum. Der zweite Brennstoffaufnahmeraum ist dazu ausgebildet, einen gasförmigen Brennstoff aufzunehmen bzw. einen gasförmigen Brennstoff zumindest teilweise einzugrenzen. Der erste und der zweite Brennstoffaufnahmeraum sind dabei über zumindest eine Verbindungsöffnung, durch welche der flüssige Brennstoff aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum expandieren kann, verbunden. Bei der Verbindungsöffnung handelt es sich in einer Ausgestaltung um eine Drossel. Die Größe der Verbindungsöffnung, d. h. der Querschnitt bzw. die Querschnittsfläche der Öffnung bzw. die Summe der Querschnitte der bzw. der Querschnittsflächen der Verbindungsöffungen ist dabei so gewählt, dass der flüssige Brennstoff im ersten Brennstoffaufnahmeraum, bei dem es sich bevorzugt um ein verflüssigtes Gas wie beispielsweise Propan und/oder Butan handelt, zumindest teilweise in einem flüssigen Aggregatzustand gehalten wird. Die einzelnen Parameter, anhand derer der Fachmann beispielsweise die Anzahl der Verbindungsöffnungen und/oder den Querschnitt der Verbindungsöffnungen bestimmen kann, ergeben sich aus der Dampfdruckkurve der eingesetzten Brennstoffe. Dies ist dem Fachmann bekannt. Der Dampfdruck ist dabei der Druck, der sich einstellt, wenn sich in einem System ein Dampf mit der zugehörigen flüssigen Phase im thermodynamischen Gleichgewicht befindet. Der Dampfdruck nimmt mit steigender Temperatur zu und ist abhängig vom vorliegenden Stoff bzw. Gemisch. Erfindungsgemäß ist die Verbindungsöffnung bzw. die Verbindungsöffnungen zwischen dem ersten Brennstoffaufnahmeraum und dem zweiten Brennstoffaufnahmeraum so gewählt, dass der Brennstoff im ersten Brennstoffaufnahmeraum sich zumindest teilweise in der flüssigen Phase befindet und durch die Verbindungsöffnung bzw. durch die Verbindungsöffnungen in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum expandiert. Bei diesem Vorgang entzieht der Brennstoff seiner Umgebung Wärmeenergie, was im Umkehrschluss bedeutet, dass die Umgebung abkühlt.The burner unit according to the invention also includes a second fuel receiving space. The second fuel receiving space is designed to receive a gaseous fuel or to at least partially confine a gaseous fuel. The first and the second fuel receiving space are connected via at least one connection opening through which the liquid fuel can expand from the first fuel receiving space into the second fuel receiving space. In one embodiment, the connection opening is a throttle. The size of the connection opening, ie the cross section or the cross-sectional area of the opening or the sum of the cross sections or the cross-sectional areas of the connection openings is selected so that the liquid fuel in the first fuel receiving space, which is preferably a liquefied gas such as For example, propane and / or butane is, at least partially kept in a liquid state. The individual parameters, on the basis of which the person skilled in the art can determine, for example, the number of connection openings and/or the cross section of the connection openings, result from the vapor pressure curve of the fuels used. This is known to those skilled in the art. The vapor pressure is the pressure that occurs when a vapor and the associated liquid phase are in thermodynamic equilibrium in a system. The vapor pressure increases with increasing temperature and depends on the substance or mixture present. According to the invention, the connection opening or the connection openings between the first fuel receiving space and the second fuel receiving space is selected such that the fuel in the first fuel receiving space is at least partially in the liquid phase and expands through the connecting opening or through the connecting openings into the second fuel receiving space. During this process, the fuel extracts thermal energy from its surroundings, which means, conversely, that the surroundings cool down.

In einer ersten Ausgestaltung wird der zweite Brennstoffaufnahmeraum zumindest teilweise vom Rahmenkörper und weiterhin von einer Brennerplatte sowie einer der Brennerplatte gegenüberliegenden Auflagefläche gebildet. Es kann bevorzugt sein, dass der Rahmenkörper den zweiten Brennstoffaufnahmeraum komplett umrahmt. Denkbar ist beispielsweise eine Brennereinheit mit einem rechteckigen Rahmenkörper, bei der der zweite Brennstoffaufnahmeraum zwischen den Schenkeln des Rahmenkörpers angeordnet ist. Der zweite Brennstoffaufnahmeraum wird weiterhin in dieser Ausgestaltung neben dem Rahmenkörper noch von einer Brennerplatte sowie einer der Brennerplatte gegenüberliegenden Auflagefläche gebildet. Wird die erfindungsgemäße Brennereinheit als Bodenbrenner eingesetzt, so ist die Brennerplatte zugleich die Arbeitsoberfläche des Brenners, also die Fläche, auf der sich Übungsteilnehmer bewegen oder aber über oder bei der beispielsweise ein Flugzeugbrandsimulator angeordnet ist.In a first embodiment, the second fuel receiving space is formed at least partially by the frame body and also by a burner plate and a bearing surface located opposite the burner plate. It may be preferable that the frame body completely frames the second fuel accommodating space. A burner unit with a rectangular frame body is conceivable, for example, in which the second fuel receiving space is arranged between the legs of the frame body. In addition to the frame body, the second fuel receiving space is also formed in this embodiment by a burner plate and a bearing surface located opposite the burner plate. If the burner unit according to the invention is used as a floor burner, the burner plate is also the working surface of the burner, ie the surface on which exercise participants move or over or near which, for example, an aircraft fire simulator is arranged.

Der Rahmenkörper liegt in einem funktionsgemäßen Zustand eines Brandszenarios zumindest teilweise auf der Auflagefläche auf. Die Auflagefläche kann beispielsweise eine Bodenfläche sein, auf der der Rahmenkörper zumindest teilweise aufliegt. Insbesondere ist es auch möglich, dass am Rahmenkörper zusätzliche Abstandshalter angeordnet sind, mit welchen der Rahmenkörper nur an bestimmten Punkten auf der Auflagefläche aufliegt. Die Abstandshalter können beispielsweise die Ausgestaltung von Dornen aufweisen, welche dazu ausgestaltet sind, den Rahmenkörper von der Auflagefläche zu beabstanden. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Brennereinheit auch an Wände oder andere Objekte angebracht werden, so dass die Auflagefläche im Sinne der vorliegenden Erfindung auch als Anliegefläche verstanden werden kann.In a functional state of a fire scenario, the frame body rests at least partially on the bearing surface. The support surface can be a floor surface, for example, on which the frame body rests at least partially. In particular, it is also possible for additional spacers to be arranged on the frame body, with which the frame body only rests on the support surface at certain points. The spacers can, for example, be in the form of spikes which are designed to space the frame body from the support surface. In particular, the burner unit according to the invention can also be attached to walls or other objects, so that the support surface can also be understood as a contact surface within the meaning of the present invention.

Als Brennerplatte wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere die Platte der Brennereinheit bezeichnet, auf welchem in einem anwendungsgemäßen Zustand eines Brandszenarios die Übungsteilnehmer wie zum Beispiel Feuerwehrleute oder Katastrophenschützer laufen bzw. sich bewegen können. D. h., dass bei einer Brennereinheit, welche als Bodeneinheit eines Brandszenarios eingesetzt wird, die Brennerplatten zumindest teilweise die Bodenfläche für die Übungsteilnehmer bilden. Diese wird auch als Arbeitsoberfläche bezeichnet. Insbesondere ist es weiterhin auch möglich, dass die erfindungsgemäße Brennereinheit eine Wandfläche anstatt einer Bodenfläche ausbildet oder weitere brennende Oberflächen sowohl von flüssigen Objekten (z. B. Treibstoffbrand) als auch von festen Objekten (z. B. Flugzeugbrand) darstellt und in beliebigen Positionen montiert werden kann. In dieser Ausgestaltung bildet die Brennerplatte zumindest teilweise die Wandfläche oder Oberfläche beispielsweise eines Übungsobjektes oder einer Übungsstruktur im Sinne eines Brandszenarios ab.In the context of the present invention, the burner plate refers in particular to the plate of the burner unit on which the exercise participants, such as firefighters or civil protection officers, can walk or move in an applied state of a fire scenario. This means that in the case of a burner unit which is used as the floor unit of a fire scenario, the burner plates at least partially form the floor area for the exercise participants. This is also known as the desktop. In particular, it is also possible for the burner unit according to the invention to form a wall surface instead of a floor surface or for other burning surfaces of both liquid objects (e.g. fuel fire) and solid objects (e.g. aircraft fire) to be mounted in any position can be. In this embodiment, the burner plate forms at least partially the wall area or surface, for example, of a training object or a training structure in terms of a fire scenario.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Auflagefläche zumindest teilweise von einem Basiselement gebildet, wobei ebenfalls bevorzugt der Rahmenkörper zumindest teilweise auf dem Basiselement angeordnet und optional befestigt ist. Das Basiselement kann in einer Ausgestaltung eine Platte sein. In dieser Ausgestaltung wird der zweite Brennstoffaufnahmeraum zumindest teilweise von dem Rahmenkörper, dem Basiselement sowie einer Brennerplatte gebildet. Die Brennerplatte ist dabei gegenüber der Auflagefläche bzw. gegenüber des Basiselements angeordnet. Insbesondere ist es möglich, dass der zweite Brennstoffaufnahmeraum nur teilweise vom Rahmenkörper, der Brennerplatte und einer der Brennerplatte gegenüberliegenden Auflagefläche gebildet wird. Die Brennerplatte begrenzt den zweiten Brennstoffaufnahmeraum zusammen mit dem Rahmenkörper und der Auflagefläche. Erfindungsgemäß wird als Brennerplatte insbesondere der Teil der erfindungsgemäßen Brennereinheit angesehen, welche während eines anwendungsgemäßen Brandszenarios direkt mit dem Feuer in Kontakt tritt. Dazu kann es in einer bevorzugten Ausgestaltung sein, dass die Brennerplatte auf dem Rahmenkörper zumindest teilweise aufliegt oder die Brennerplatte auf oder über dem Rahmenkörper angebracht wird. So kann es bevorzugt sein, dass die Brennerplatte beispielsweise auf den Rahmenkörper wenigstens teilweise aufgeschweißt ist oder dass die Brennerplatte mittels herkömmlicher Schraub- und/oder Nietverbindungen mit dem Rahmenkörper verbunden ist.In a preferred embodiment, the bearing surface is formed at least partially by a base element, with the frame body also preferably being at least partially arranged on the base element and optionally fastened. In one configuration, the base element can be a plate. In this embodiment, the second fuel receiving space is formed at least partially by the frame body, the base element and a burner plate. The burner plate is arranged opposite the support surface or opposite the base element. In particular, it is possible that the second fuel receiving space is formed only partially by the frame body, the burner plate and a bearing surface opposite the burner plate. The burner plate defines the second fuel accommodating space together with the frame body and the bearing surface. According to the invention, the part of the burner unit according to the invention that comes into direct contact with the fire during an application-specific fire scenario is considered to be the burner plate. For this purpose, in a preferred embodiment, the burner plate can rest at least partially on the frame body or the burner plate can be fitted on or above the frame body. Thus, it can be preferable for the burner plate to be at least partially welded onto the frame body, for example, or for the burner plate to be connected to the frame body by means of conventional screw and/or rivet connections.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Brennerplatte mehrere Einzelbrennerplatten umfasst. Noch weiter bevorzugt ist es, dass die Einzelbrennerplatten den zweiten Brennstoffaufnahmeraum in mehrere Verdampfungsraumsegmente unterteilen. Hierzu weisen die Einzelbrennerplatten beispielsweise ein U-Profil und/oder ein L-Profil auf, wobei die Schenkel des U-Profils bzw. L-Profils auf der Auflagefläche stehen. Wenn der zweite Brennstoffaufnahmeraum durch mehrere Einzelbrennerplatten in jeweils einzelne Verdampfungsraumsegmente unterteilt ist, ist es insbesondere bevorzugt, dass jedes einzelne Verdampfungsraumsegment mit jeweils mindestens einer im Rahmenkörper befindlichen Verbindungsöffnung mit dem ersten Brennstoffaufnahmeraum verbunden ist.In a further preferred embodiment it is provided that the burner plate comprises several individual burner plates. It is even more preferred that the individual burner plates divide the second fuel receiving space into a plurality of evaporation space segments. For this purpose, the individual burner plates have, for example, a U-profile and/or an L-profile, with the legs of the U-profile or L-profile standing on the support surface. If the second fuel receiving space is divided into individual evaporation space segments by a plurality of individual burner plates, it is particularly preferred that each individual evaporation space segment is connected to the first fuel receiving space via at least one connection opening in the frame body.

Der zweite Brennstoffaufnahmeraum ist so ausgestaltet, dass dieser zumindest eine Austrittsöffnung aufweist, durch welche der gasförmige Brennstoff in die Umgebung entweichen und dort zum Beispiel durch eine externe Zündquelle, wie beispielsweise einen Pilotbrenner, entzündet werden kann. Hierzu kann es bevorzugt sein, dass eine oder mehrere Austrittsöffnungen in der Brennerplatte bzw. in den Einzelbrennerplatten angeordnet ist/sind. Alternativ kann es bevorzugt sein, dass der zweite Brennstoffaufnahmeraum nicht gänzlich vom Rahmenkörper umschlossen wird und an wenigstens einer Seite offen ist, wobei der gasförmige Brennstoff aus dieser Öffnung in die Umgebung entweichen kann. Ebenfalls kann es in einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt sein, dass der zweite Brennstoffaufnahmeraum mehrere Verdampfungsraumsegmente aufweist, welche insbesondere durch mehrere Einzelbrennerplatten ausgebildet sind, wobei die Einzelbrennerplatten U-Profile und/oder L-Profile aufweisen. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, dass Öffnungen in den Schenkeln der U-Profile und/oder der L-Profile der Einzelbrennerplatten angeordnet sind, durch welche der gasförmige Brennstoff in die Umgebung entweichen kann.The second fuel receiving space is designed in such a way that it has at least one outlet opening through which the gaseous fuel can escape into the environment and can be ignited there, for example by an external ignition source, such as a pilot burner. For this purpose it can be preferred that one or more outlet openings is/are arranged in the burner plate or in the individual burner plates. Alternatively, it can be preferred that the second fuel receiving space is not completely enclosed by the frame body and is open on at least one side, with the gaseous fuel being able to escape from this opening into the environment. It can also be preferred in a further embodiment that the second fuel receiving space has a number of evaporation space segments which are formed in particular by a number of individual burner plates, the individual burner plates having U-profiles and/or L-profiles. In this configuration, it is possible for openings to be arranged in the legs of the U-profiles and/or the L-profiles of the individual burner plates, through which the gaseous fuel can escape into the environment.

Bevorzugt sind sowohl der Rahmenkörper und/oder die Brennerplatte und/oder optional das Basiselement metallisch oder keramisch ausgebildet, insbesondere aus Edelstahl und/oder Cortenstahl. Es ist besonders bevorzugt, dass der Rahmenkörper ein Metallrohr ist, wobei weiter bevorzugt das Metallrohr einen runden Querschnitt oder einen rechteckigen Querschnitt aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist es möglich, dass der Rahmenkörper und/oder das Basiselement mehrteilig ausgebildet ist. So ist es beispielsweise denkbar, dass ein Rahmenkörper beispielsweise aus vier Schenkeln zusammensetzbar ist.Both the frame body and/or the burner plate and/or optionally the base element are preferably made of metal or ceramic, in particular of stainless steel and/or Corten steel. It is particularly preferable that the frame body is a metal pipe, more preferably the metal pipe has a round cross section or a rectangular cross section. In a further preferred embodiment, it is possible for the frame body and/or the base element to be designed in multiple parts. For example, it is conceivable that a frame body can be composed of four legs, for example.

In einer zweiten Ausgestaltung ist es auch möglich, dass der zweite Brennstoffaufnahmeraum durch zumindest einen Gasaufnahmekörper gebildet wird, wobei der Gasaufnahmekörper dazu geeignet ist, einen gasförmigen Brennstoff zumindest teilweise einzugrenzen. In dieser Ausgestaltung weist der Gasaufnahmekörper beispielsweise die Form eines hohlen Vierkantprofils oder eines hohlen Rohrprofils auf. In dieser zweiten Ausgestaltung ist es insbesondere bevorzugt, dass die Austrittsöffnung bzw. die Austrittsöffnungen in dem Gasaufnahmekörper und/oder einem der Seiten ausgebildet sind. Insbesondere ist es in dieser Ausgestaltung auch möglich, dass mehrere Gasaufnahmekörper den zweiten Brennstoffaufnahmeraum ausbilden, wobei mehrere Gasaufnahmekörper den mehreren Verdampfungsraumsegmenten der ersten Ausgestaltung entsprechen.In a second embodiment, it is also possible for the second fuel receiving space to be formed by at least one gas receiving body, the gas receiving body being suitable for at least partially confining a gaseous fuel. In this configuration, the gas absorption body has, for example, the shape of a hollow square profile or a hollow tubular profile. In this second embodiment, it is particularly preferred that the outlet opening or the outlet openings are formed in the gas absorption body and/or one of the sides. In particular, it is also possible in this configuration for a plurality of gas absorption bodies to form the second fuel accommodation chamber, with a plurality of gas absorption bodies corresponding to the plurality of evaporation chamber segments of the first embodiment.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Brennereinheit auch eine Zündquelle, insbesondere einen Pilotbrenner umfassen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Zündquelle gemäß den Normen für Feuerwehrübungsanlagen NFPA 1402 und/oder DIN 14097 und den darin verwiesenen Normen ausgeführt ist.In a further embodiment, the burner unit according to the invention can also include an ignition source, in particular a pilot burner. In particular, it is preferred that the ignition source is designed in accordance with the standards for fire brigade training facilities NFPA 1402 and/or DIN 14097 and the standards referenced therein.

Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Brandsimulation mit einer erfindungsgemäßen Brennereinheit. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:

- Befüllen des ersten Brennstoffaufnahmeraums über eine am Rahmenkörper angeordnete Befüllungsvorrichtung mit einem flüssigen Brennstoff;
- Expandieren des flüssigen Brennstoffes aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum zu einem gasförmigen Brennstoff über die Verbindungsöffnung in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum, wobei der expandierende Brennstoff Wärmeenergie aufnimmt und einhergehend wenigstens der zweite Brennstoffaufnahmeraum wenigstens partiell eine Temperaturerniedrigung erfährt;
- Zumindest teilweises Entweichen des gasförmigen Brennstoffes aus dem zweiten Brennstoffaufnahmeraum durch eine Austrittsöffnung;
- Entzünden des entweichenden Brennstoffes an einer Zündquelle.

Furthermore, the present invention includes a method for operating a fire simulation with a burner unit according to the invention. The method according to the invention comprises the following steps:

- Filling the first fuel receiving chamber with a liquid fuel via a filling device arranged on the frame body;
- Expansion of the liquid fuel from the first fuel accommodating space into a gaseous fuel via the connection opening into the second fuel accommodating space, the expanding fuel absorbing thermal energy and concomitantly at least the second fuel receiving space at least partially experiences a temperature reduction;
- At least partial escape of the gaseous fuel from the second fuel receiving space through an outlet opening;
- Ignite the escaping fuel at an ignition source.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung eines Brandszenarios hat gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren insbesondere den Vorteil, dass durch den Schritt des Expandierens des flüssigen Brennstoffes aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum, wobei der expandierende Brennstoff Wärmeenergie aufnimmt und einhergehend zumindest der zweite Brennstoffaufnahmeraum zumindest partiell eine Temperaturerniedrigung erfährt, die erfindungsgemäße Brennereinheit betrieben werden kann, ohne dass hierzu eine umfangreiche zusätzliche Vorrichtung, etwa zum Kühlen der Brennereinheit und/oder ihrer Umgebung während eines Brandszenarios, benötigt wird.The method according to the invention for carrying out a fire scenario has the particular advantage over the methods known from the prior art that the step of expanding the liquid fuel from the first fuel receiving space into the second fuel receiving space, with the expanding fuel absorbing thermal energy and, at the same time, at least the second Fuel receiving space at least partially experiences a temperature reduction, the burner unit according to the invention can be operated without the need for an extensive additional device, such as for cooling the burner unit and / or its surroundings during a fire scenario, is required.

Weitere Vorteile und weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

1a und 1b: eine Draufsicht sowie einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Brennereinheit mit einer Brennerplatte;
2a und 2b eine Draufsicht sowie einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Brennereinheit mit sieben Einzelbrennerplatten, wobei die Einzelbrennerplatten ein U-Profil aufweisen;
3a und 3b eine Draufsicht sowie einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Brennereinheit mit fünf Einzelbrennerplatten, wobei die Einzelbrennerplatten ein L-Profil aufweisen;
4 eine Draufsicht auf eine Brennereinheit, bei welcher der zweite Brennstoffraum nur teilweise vom Rahmenkörper begrenzt wird.

Further advantages and further configurations of the present invention are described below with reference to the figures. Show it:

1a and 1b 1: a plan view and a section through a burner unit according to the invention with a burner plate;
2a and 2 B a plan view and a section through a burner unit according to the invention with seven individual burner plates, the individual burner plates having a U-profile;
3a and 3b a plan view and a section through a burner unit according to the invention with five individual burner plates, the individual burner plates having an L-profile;
4 a plan view of a burner unit in which the second fuel chamber is only partially delimited by the frame body.

1a und 1b zeigen eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Brennereinheit 1 und einen Schnitt entlang der Achse A - A durch eine erfindungsgemäße Brennereinheit 1. Die Brennereinheit 1 weist einen rechteckigen Rahmenkörper 2 auf. Innerhalb des Rahmenkörpers 2 ist der erste Brennstoffaufnahmeraum 3 (siehe 1b) zur Aufnahme eines flüssigen Brennstoffs, insbesondere eines verflüssigten Gases, ausgebildet und gegen eine äußere Umgebung abgeschlossen. Zwischen den vier Schenkeln des Rahmenkörpers 2 ist der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 angeordnet. Der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 wird dabei zu einer Seite von einer Brennerplatte 6 sowie eine der Brennerplatte 6 gegenüberliegenden Auflagefläche 11 ausgebildet, wobei die Brennerplatte 6 auf dem Rahmenkörper 2 aufliegt oder mit ihr verbunden ist. Der erste Brennstoffaufnahmeraum 3 und der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 sind über mehrere Verbindungsöffnungen 5 miteinander verbunden. Über die Verbindungöffnungen 5 kann ein im ersten Brennstoffaufnahmeraum 3 befindlicher flüssiger Brennstoff in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum 4 zu einem gasförmigen Brennstoff expandieren. Der im zweiten Brennstoffaufnahmeraum 4 befindliche gasförmige Brennstoff kann über die Austrittsöffnungen 8 in die Umgebung entweichen und dort entzündet werden. Der Rahmenkörper 2 ist als Vierkantprofil ausgebildet und begrenzt in dieser Ausgestaltung den zweiten Brennstoffaufnahmeraum 4 zu insgesamt vier Seiten. Der Rahmenkörper 2 weist eine Befüllungsvorrichtung 9 auf, durch welche der erste Brennstoffaufnahmeraum 3 mit einem flüssigen Brennstoff befüllt werden kann. Die gezeigte Brennereinheit 1 kann insbesondere als eine Bodenbrennereinheit und auch als Wand- oder Oberflächenbrennereinheit in einem Brandszenario eingesetzt werden. 1a and 1b show a top view of a burner unit 1 according to the invention and a section along the axis AA through a burner unit 1 according to the invention. The burner unit 1 has a rectangular frame body 2 . Inside the frame body 2 is the first fuel accommodating space 3 (see FIG 1b) designed to hold a liquid fuel, in particular a liquefied gas, and sealed against the external environment. The second fuel receiving space 4 is arranged between the four legs of the frame body 2 . The second fuel receiving space 4 is formed on one side by a burner plate 6 and a support surface 11 opposite the burner plate 6 , with the burner plate 6 resting on the frame body 2 or being connected to it. The first fuel accommodating space 3 and the second fuel accommodating space 4 are connected to one another via a plurality of connection openings 5 . A liquid fuel located in the first fuel receiving space 3 can expand into a gaseous fuel in the second fuel receiving space 4 via the connecting openings 5 . The gaseous fuel located in the second fuel receiving space 4 can escape into the environment via the outlet openings 8 and be ignited there. The frame body 2 is designed as a square profile and in this configuration delimits the second fuel receiving space 4 on a total of four sides. The frame body 2 has a filling device 9, through which the first fuel receiving space 3 can be filled with a liquid fuel. The burner unit 1 shown can be used in particular as a floor burner unit and also as a wall or surface burner unit in a fire scenario.

2a und 2b zeigen eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Brennereinheit 1 und einen Schnitt entlang der Achse A - A durch eine erfindungsgemäße Brennereinheit 1. Die Brennereinheit 1 weist einen rechteckigen Rahmenkörper 2 auf. Innerhalb des Rahmenkörpers 2 ist der erste Brennstoffaufnahmeraum 3 (siehe 2b) zur Aufnahme eines flüssigen Brennstoffs, insbesondere eines verflüssigten Gases, ausgebildet und gegen eine äußere Umgebung abgeschlossen. Zwischen den vier Schenkeln des Rahmenkörpers 2 ist der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 angeordnet. Der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 ist dabei von mehreren Einzelbrennerplatten 7 (in der vorliegenden 2a und 2b sieben Einzelbrennerplatten 7) in insgesamt sieben Verdampfungsraumsegmente 10 unterteilt. Jeder einzelne der sieben Verdampfungsraumsegmente 10 des zweiten Brennstoffaufnahmeraumes 4 ist dabei mit jeweils zwei Verbindungöffnungen 5 mit dem ersten Brennstoffaufnahmeraum 3 des Rahmenkörpers 2 verbunden. Durch die Verbindungöffnungen 5 kann der flüssige Brennstoff (nicht gezeigt) aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum 3 in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum 4 bzw. in die sieben einzelnen Verdampfungsraumsegmente 10 zu einem gasförmigen Brennstoff expandieren. Der Rahmenkörper 2 ist dabei als ein Vierkantprofil ausgebildet. Der Rahmenkörper 2 weist eine Befüllungsvorrichtung 9 auf, durch welche der erste Brennstoffaufnahmeraum 3 mit einem flüssigen Brennstoff (nicht gezeigt) befüllt werden kann. Die Einzelbrennerplatten 7 sind als U-Profile ausgebildet, wobei die sieben Einzelbrennerplatten 7 den zweiten Brennstoffaufnahmeraum 4 in insgesamt sieben Verdampfungsraumsegmente 10 unterteilen. Die Schenkel der U-Profile der Einzelbrennerplatten 7 sowie der Rahmenkörper 2 liegen auf einer Auflagefläche 11 auf, welches im vorliegenden Fall eine Metallplatte ist. Zwischen den sieben Einzelbrennerplatten 7 sowie den Einzelbrennerplatten 7 und dem Rahmenkörper 2 sind Austrittsöffnungen 8 zu erkennen, durch welche der im zweiten Brennstoffaufnahmeraum 4 bzw. der in den Verdampfungsraumsegmenten 10 befindliche gasförmige Brennstoff in die Umgebung entweichen und dort entzündet werden kann. Die gezeigte Brennereinheit 1 kann insbesondere als eine Bodenbrennereinheit und auch als Wand- oder Oberflächenbrennereinheit in einem Brandszenario eingesetzt werden. 2a and 2 B show a top view of a burner unit 1 according to the invention and a section along the axis AA through a burner unit 1 according to the invention. The burner unit 1 has a rectangular frame body 2 . Inside the frame body 2 is the first fuel accommodating space 3 (see FIG 2 B) designed to hold a liquid fuel, in particular a liquefied gas, and sealed against the external environment. The second fuel receiving space 4 is arranged between the four legs of the frame body 2 . The second fuel receiving space 4 is surrounded by several individual burner plates 7 (in the present 2a and 2 B seven individual burner plates 7) divided into a total of seven evaporation chamber segments 10. Each one of the seven evaporation space segments 10 of the second fuel receiving space 4 is connected to the first fuel receiving space 3 of the frame body 2 with two connection openings 5 each. The liquid fuel (not shown) can expand through the connection openings 5 from the first fuel receiving space 3 into the second fuel receiving space 4 or into the seven individual evaporation space segments 10 to form a gaseous fuel. The frame body 2 is designed as a square profile. The frame body 2 has a filling device 9, through which the first fuel receiving space 3 can be filled with a liquid fuel (not shown). The individual burner plates 7 are designed as U-profiles, with the seven individual burner plates 7 dividing the second fuel receiving space 4 into a total of seven evaporation subdivide space segments 10. The legs of the U-profiles of the individual burner plates 7 and the frame body 2 rest on a bearing surface 11, which in the present case is a metal plate. Outlet openings 8 can be seen between the seven individual burner plates 7 and the individual burner plates 7 and the frame body 2, through which the gaseous fuel in the second fuel receiving space 4 or in the evaporation space segments 10 can escape into the environment and be ignited there. The burner unit 1 shown can be used in particular as a floor burner unit and also as a wall or surface burner unit in a fire scenario.

3a und 3b zeigen eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Brennereinheit 1 und einen Schnitt entlang der Achse A - A durch eine erfindungsgemäße Brennereinheit 1, welcher der Brennereinheit der 2a und 2b ähnelt mit der Maßgabe, dass der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 von fünf Einzelbrennerplatten 7, dem Rahmenkörper 2 sowie der Auflagefläche 11 gebildet wird. Die fünf Einzelbrennerplatten 7 der gezeigten Brennereinheit weisen ein L-Profil auf, überlappen einander und unterteilen den zweiten Brennstoffaufnahmeraum 4 in insgesamt fünf Verdampfungsraumsegmente 10. Die Austrittsöffnungen 8 befinden sich in dieser Ausgestaltung u.a. an den Berührungsstellen der einzelnen Einzelbrennerplatten 7. 3a and 3b show a top view of a burner unit 1 according to the invention and a section along the axis AA through a burner unit 1 according to the invention, which corresponds to the burner unit of FIG 2a and 2 B is similar with the proviso that the second fuel receiving space 4 is formed by five individual burner plates 7, the frame body 2 and the bearing surface 11. The five individual burner plates 7 of the burner unit shown have an L-profile, overlap one another and divide the second fuel receiving space 4 into a total of five evaporation space segments 10. In this embodiment, the outlet openings 8 are located, among other things, at the contact points of the individual burner plates 7.

4 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Brennereinheit 1, bei der der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 nur teilweise vom Rahmenkörper 2 begrenzt wird. Der Rahmenkörper 2 grenzt den ersten Brennstoffaufnahmeraum 3 gegen die äußere Umgebung ab. Der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 erstreckt sich zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Schenkeln des Rahmenkörpers 2. Der zweite Brennstoffaufnahmeraum 4 wird weiter durch insgesamt fünf Gasaufnahmekörper 12 begrenzt, welche in der vorliegenden Ausgestaltung ein rechteckiges Vierkantprofil aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform befinden sich die Austrittsöffnungen 8 (an denen der Brennstoff entzündet werden kann - angedeutet durch die Flammensymbole) der einzelnen Gasaufnahmekörper 12 in etwa gegenüberliegend der Verbindungöffnungen 5 durch welche der flüssige Brennstoff (nicht gezeigt) aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum 3 in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum 4 bzw. in die Gasaufnahmekörper 12 expandieren kann. Jeder einzelne der fünf gezeigten Gasaufnahmekörper 12 ist über eine Verbindungsöffnung 5 mit dem ersten Brennstoffaufnahmeraum 3 verbunden. Der Rahmenkörper 2 weist eine Befüllungsvorrichtung 9 auf. 4 shows a plan view of a burner unit 1 according to the invention, in which the second fuel receiving space 4 is only partially delimited by the frame body 2 . The frame body 2 separates the first fuel accommodating space 3 from the outside environment. The second fuel receiving space 4 extends between the two opposing legs of the frame body 2. The second fuel receiving space 4 is further delimited by a total of five gas receiving bodies 12, which in the present embodiment have a rectangular square profile. In the illustrated embodiment, the outlet openings 8 (at which the fuel can be ignited - indicated by the flame symbols) of the individual gas receiving bodies 12 are located approximately opposite the connecting openings 5 through which the liquid fuel (not shown) from the first fuel receiving space 3 into the second Fuel receiving space 4 or in the gas receiving body 12 can expand. Each one of the five gas receiving bodies 12 shown is connected to the first fuel receiving space 3 via a connection opening 5 . The frame body 2 has a filling device 9 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Brennereinheitburner unit
22: Rahmenkörperframe body
33: erster Brennstoffaufnahmeraumfirst fuel receiving space
44: zweiter Brennstoffaufnahmeraumsecond fuel receiving space
55: Verbindungsöffnung(en)connection opening(s)
6363: Brennerplatte burner plate
77: Einzelbrennerplatte(n)single burner plate(s)
88th: Austrittsöffnung(en)exit opening(s)
99: Befüllungsvorrichtungfilling device
1010: Verdampfungsraumsegmenteevaporation space segments
1111: Auflageflächebearing surface
1212: Gasaufnahmekörpergas intake body

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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.This list of the documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 69128358 T2 [0006]DE 69128358 T2 [0006]
DE 102004058190 A1 [0007]DE 102004058190 A1 [0007]
EP 1261397 B1 [0007]EP 1261397 B1 [0007]
EP 0535279 A1 [0010, 0018]EP 0535279 A1 [0010, 0018]
US 5374191 A [0018]US5374191A [0018]

Claims

Brennereinheit (1) für Brandsimulationen, umfassend: - einen Rahmenkörper (2) welcher einen ersten Brennstoffaufnahmeraum (3) zur Aufnahme eines flüssigen Brennstoffes ausbildet und gegen eine äußere Umgebung abschließt; und - einen zweiten Brennstoffaufnahmeraum (4) zur Aufnahme eines gasförmigen Brennstoffes; o wobei der zweite Brennstoffaufnahmeraum (4) zumindest teilweise von dem Rahmenkörper (2) und einer Brennerplatte (6) sowie einer der Brennerplatte (6) gegenüberliegenden Auflagefläche (11) gebildet wird, oder o wobei der zweite Brennstoffaufnahmeraum (4) durch wenigstens einen Gasaufnahmekörper (12) gebildet wird, der dazu geeignet ist, einen gasförmigen Brennstoff zumindest teilweise einzugrenzen, - wobei der Rahmenkörper (2) in einem funktionsgemäßen Zustand einer Brandsimulation zumindest teilweise auf der Auflagefläche (11) aufliegt; - wobei der Rahmenkörper (2) eine Befüllungsvorrichtung (9) zum Befüllen des ersten Brennstoffaufnahmeraums (3) mit flüssigem Brennstoff aufweist, - wobei der erste und der zweite Brennstoffaufnahmeraum (3; 4) über wenigstens eine Verbindungsöffnung (5) miteinander verbunden sind, durch welche flüssiger Brennstoff aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum (3) in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum (4) zu einem gasförmigen Brennstoff expandieren kann, - wobei der zweite Brennstoffaufnahmeraum (4) zumindest eine Austrittsöffnung (8) aufweist, durch welche der gasförmige Brennstoff in die Umgebung entweichen und entzündet werden kann.Burner unit (1) for fire simulations, comprising: - A frame body (2) which forms a first fuel accommodating space (3) for accommodating a liquid fuel and closes off from an external environment; and - A second fuel receiving space (4) for receiving a gaseous fuel; o wherein the second fuel receiving space (4) is formed at least partially by the frame body (2) and a burner plate (6) and a bearing surface (11) opposite the burner plate (6), or o wherein the second fuel receiving space (4) is formed by at least one gas receiving body (12) which is suitable for at least partially delimiting a gaseous fuel, - wherein the frame body (2) rests at least partially on the bearing surface (11) in a functional state of a fire simulation; - wherein the frame body (2) has a filling device (9) for filling the first fuel receiving space (3) with liquid fuel, - wherein the first and the second fuel receiving space (3; 4) are connected to one another via at least one connection opening (5), through which liquid fuel can expand from the first fuel receiving space (3) into the second fuel receiving space (4) to form a gaseous fuel, - Wherein the second fuel receiving space (4) has at least one outlet opening (8) through which the gaseous fuel can escape into the environment and be ignited.

Brennereinheit nach Anspruch 1, wobei die Auflagefläche (11) zumindest teilweise von einem Basiselement gebildet wird, und wobei vorzugsweise der Rahmenkörper (2) zumindest teilweise auf dem Basiselement angeordnet und optional befestigt ist.Burner unit after claim 1 , wherein the bearing surface (11) is at least partially formed by a base element, and wherein preferably the frame body (2) is at least partially arranged and optionally attached to the base element.

Brennereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rahmenkörper (2) rechteckig oder vieleckig oder kreisförmig oder elliptisch ausgebildet ist.Burner unit after claim 1 or 2 , wherein the frame body (2) is rectangular or polygonal or circular or elliptical.

Brennereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmenkörper (2) und/oder die Brennerplatte (6) und/oder der Gasaufnahmekörper (12) und/oder optional das Basiselement metallisch oder keramisch ist, wobei der Rahmenkörper (2) insbesondere ein Metallrohr ist, bevorzugt aus Edelstahl oder Cortenstahl, und wobei bevorzugt das Metallrohr einen runden Querschnitt oder einen rechteckigen oder einen vieleckigen Querschnitt oder einen elliptischen Querschnitt aufweist.Burner unit according to one of the preceding claims, wherein the frame body (2) and/or the burner plate (6) and/or the gas absorption body (12) and/or optionally the base element is metallic or ceramic, wherein the frame body (2) is in particular a metal tube , preferably made of stainless steel or Corten steel, and wherein the metal tube preferably has a round cross-section or a rectangular or a polygonal cross-section or an elliptical cross-section.

Brennereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Brennerplatte (6) mehrere Einzelbrennerplatten (7) umfasst.Burner unit according to one of the preceding claims, in which the burner plate (6) comprises a plurality of individual burner plates (7).

Brennereinheit nach Anspruch 5, wobei die Einzelbrennerplatten (7) den zweiten Brennstoffaufnahmeraum (4) in mehrere Verdampfungsraumsegmente (10) unterteilen, wobei die Einzelbrennerplatten (7) vorzugsweise zumindest teilweise ein U-Profil oder ein L-Profil oder beides aufweisen.Burner unit after claim 5 , the individual burner plates (7) dividing the second fuel receiving space (4) into a plurality of evaporation space segments (10), the individual burner plates (7) preferably at least partially having a U-profile or an L-profile or both.

Brennereinheit nach Anspruch 6, wobei zumindest eine Verbindungsöffnung (5) je Verdampfungsraumsegment (10) oderje Gasaufnahmekörper (12) im Rahmenkörper (2) angeordnet ist.Burner unit after claim 6 At least one connection opening (5) per evaporation chamber segment (10) or per gas absorption body (12) is arranged in the frame body (2).

Brennereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Austrittsöffnung (8) in der Brennerplatte (6) oder im Gasaufnahmekörper (12) angeordnet ist und die Brennerplatte (6) oder der Gasaufnahmekörper (12) vorzugsweise mehrere Austrittsöffnungen (8) aufweist.Burner unit according to one of the preceding claims, wherein the outlet opening (8) is arranged in the burner plate (6) or in the gas absorption body (12) and the burner plate (6) or the gas absorption body (12) preferably has a plurality of outlet openings (8).

Brennereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmenkörper (2) und/oder das Basiselement mehrteilig ausgebildet ist.Burner unit according to one of the preceding claims, in which the frame body (2) and/or the base element is designed in multiple parts.

Brennereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Brennereinheit (1) eine externe Zündquelle umfasst, mit welcher der gasförmige in die Umgebung entweichende Brennstoff entzündet werden kann, wobei die Zündquelle insbesondere einen Pilotbrenner umfasst.Burner unit according to one of the preceding claims, wherein the burner unit (1) comprises an external ignition source with which the gaseous fuel escaping into the environment can be ignited, wherein the ignition source comprises in particular a pilot burner.

Verfahren zur Durchführung einer Brandsimulation mit einer Brennereinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend zumindest die folgenden Schritte: - Befüllen des ersten Brennstoffaufnahmeraums (3) über eine am Rahmenkörper (2) angeordnete Befüllungsvorrichtung (9) mit einem flüssigen Brennstoff; - Expandieren des flüssigen Brennstoffes aus dem ersten Brennstoffaufnahmeraum (3) zu einem gasförmigen Brennstoff über die Verbindungsöffnung (5) in den zweiten Brennstoffaufnahmeraum (4), wobei der expandierende Brennstoff Wärmeenergie aufnimmt und einhergehend wenigstens der zweite Brennstoffaufnahmeraum (4) wenigstens partiell eine Temperaturerniedrigung erfährt; - Zumindest teilweises Entweichen des gasförmigen Brennstoffes aus dem zweiten Brennstoffaufnahmeraum (4) durch wenigstens eine Austrittsöffnung (8); - Entzünden des entweichenden Brennstoffes an einer Zündquelle.Method for carrying out a fire simulation with a burner unit (1) according to one of the preceding claims, having at least the following steps: - Filling the first fuel receiving space (3) via a frame body (2) arranged filling device (9) with a liquid fuel; - Expansion of the liquid fuel from the first fuel receiving space (3) into a gaseous fuel via the connection opening (5) into the second fuel receiving space (4), the expanding fuel absorbing thermal energy and at the same time at least the second fuel receiving space (4) at least partially experiencing a temperature reduction ; - At least partial escape of the gaseous fuel from the second fuel receiving space (4) through at least one outlet opening (8); - Ignite the escaping fuel at an ignition source.