CH646541A5 - Feuersicherer schrank und verfahren zu seiner herstellung. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen feuersicheren Schrank mit mindestens einem Raum zur Aufbewahrung temperaturempfindlicher Gegenstände, insbesondere Magnetbänder und Floppy Disks, wobei der Raum mit einer wärmedämmenden Schicht und einer aus einer Mischung von wärmeabsorbierendem Material und einem weiteren Material bestehenden Schicht umgeben ist.
Es sind bereits Schränke mit einem äusseren feuerfesten Gehäuse bekannt, welche eine oder mehrere Schichten aus feuerfestem Material, wie Gips, Beton od. dgl. aufweisen. Diese Schichten bilden ein Wärmeschild. Dabei hängt der Grad des Schutzes von der Dicke, der Art und der Menge des verwendeten Materials ab.
Zusätzlich zu diesen physikalischen Gegebenheiten, welche die Wände des Schrankes betreffen, sind vielfach noch andere Faktoren von Bedeutung. Wenn beispielsweise Magnetbänder, Floppy Disks oder Mikrofilme aufbewahrt werden müssen, muss auch auf die Feuchtigkeitsempfindlichkeit oder Entzündbarkeit solcher Gegenstände Rücksicht genommen werden.
In der US-PS 3 559 594 wird ein Schrank mit wärmeisolierenden Wänden beschrieben, in welchem ein weiterer Schrank vorgesehen ist, dessen Wände eine Füllung mit einem wärmeabsorbierenden Material, z.B. Natriumazetattrihydrat aufweisen, das bei etwa 58°C schmilzt und dabei in der Lage ist, grössere Wärmemengen aufzunehmen. Zweckmässig erweist sich auch Natriummetasilikat (DE-AS 24 13 644). Damit möglichst wenig Wärme in das Innere eines Schrankes dringen kann, ist es grundsätzlich notwendig, Hohlräume in der Füllung zu vermeiden. In der genannten US-PS 3 559 594 wird daher vorgesehen, die Hohlräume völlig durch Ausgiessen mit flüssigem Natriumazetattrihydrat auszufüllen. Das Ausgiessen hat jedoch Nachteile bei der Fabrikation und kann das Auftreten von Hohlräumen, z.B. in Form von eingeschlossenen Luftblasen, nicht vermeiden. Das Ausgiessen ist ferner eine Fertigungsmethode, die viel Geschick und relativ lange Auskühlzeiten bedarf, wobei auch immer die Gefahr des Verleerens von heissem Füllmaterial besteht. Beim Auskühlen des Materials tritt Schwund auf, was ebenfalls zu unerwünschten Hohlräumen führen kann.
Durch die DE-PS 22 45 453 ist es bereits bekannt, im Innern eines Schrankes mit wärmeisolierenden Wänden einen Behälter vorzusehen, dessen Wände durch Zellen gebildet werden, welche mit Natriumazetattrihydrat in körniger Form gefüllt sind. Diese Zelle kann statt durch Giessen in heissem Zustand durch blosses Einfüllen einer bestimmten Menge des körnigen Materials bei Zimmertemperatur erfolgen. Da sich beim Transport des Schrankes das körnige Material etwas setzen kann, ergibt sich oben in der Zelle ein relativ grosser Hohlraum. Im Brandfall wird beim Schmelzen des körnigen Materials dieser Hohlraum möglicherweise noch vergrössert. Um zu verhindern, dass dort Wärme in den Behälter eindringen kann, sind daher im genannten Hohlraum der Zelle wärmeleitende Elemente vorhanden, die in das wärmeleitende Material hineinragen, um Wärme dorthin abzuleiten. Dieser bekannte feuersichere Schrank hat nicht nur den Nachteil, dass er relativ kompliziert und teuer im Aufbau ist, sondern dass auch im Brandfall die Gefahr eines Auslaufens von flüssigem Natriumazettrihydrat besteht. Durch die auslaufende Flüssigkeit können unter Umständen die eingelagerten Gegenstände beschädigt werden. Will man das Auslaufen von flüssigem Material sicher verhindern, so muss die Zelle wasserdicht gefertigt werden. Dies bringt jedoch eine erhebliche Verteuerung.
Die DE-PS 22 45 453 berichtet ferner über Versuche mit verschiedenen Mischungen, welche verschiedene Mengen von weiteren Materialien enthalten, z.B. körniges Vermikulit, körniges Perlit oder feines Sägemehl. Diese Beimengungen haben den Zweck, die Wärmereguliereigenschaften des Natriumazetattrihydrat zu verändern.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen feuersicheren Schrank der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem ein besserer Temperaturschutz der eingelagerten Gegenstände möglich ist und bei dem zugleich ein Auslaufen von geschmolzenem wärmeabsorbierenden Material auf einfache Art und Weise vermieden wird.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das weitere Material der Mischung von solcher Beschaffenheit ist, dass es das bei der Wärmeaufnahme flüssig werdende wärmeabsorbierende Material bindet und mit diesem zusammen eine teigige oder feste Masse bildet.
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Dies hat den Vorteil, dass die aus einer Mischung von wärmeabsorbierendem Material und einem weiteren Material bestehende Schicht nicht in einem flüssigkeitsdichten Behälter untergebracht werden muss, um im Brandfall ein Auslaufen von Flüssigkeit zu verhindern. Es genügt vielmehr ein Behälter, der z.B. durch Punktschweissen hergestellt wurde und nicht flüssigkeitsdicht ist. Auf diese Weise wird eine erhebliche Verbilligung des Schrankes erreicht. Gegenüber bisherigen Schränken wird eine wesentlich grössere Wärmeschutzwirkung erzielt, die vermutlich dadurch erklärt werden kann, dass die Mischung im Brandfall nicht flüssig wird und zusammensackt, sondern praktisch fest und an Ort und Stelle bleibt. Es wurde auch festgestellt, dass die Umwandlung der Mischung langsam von aussen nach innen erfolgt, wobei der umgewandelte Teil der Mischung, dessen Wärmeaufnahme im Gebiet der Schmelzwärme erschöpft ist, immer noch eine wärmedämmende Wirkung aufweist. Demgegenüber finden bei bekannten Schränken, in denen das wärmeabsorbierende Material flüssig wird, in der Flüssigkeit Konvektionsströme statt, die Wärme von der heissen Aussenwand zur kalten Innenwand transportieren.
Der feuersichere Schrank ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass das genannte weitere Material das bei der Wärmeaufnahme flüssig werdende Material chemisch bindet. Es handelt sich dabei auch vorteilhaft um ein anorganisches Material, z.B. ein wasseraufnehmendes anorganisches Material. Solche Materialien sind nicht brennbar und in der Regel relativ billig. Als besonders vorteilhaft erweist sich gebrannter Gips, d.h. ein Gips, wie er normalerweise im Baugewerbe und zur Herstellung von Feuerschutzschränken Verwendung findet. Letzterer Umstand macht die Verwendung von Gips besonders vorteilhaft, weil dann nicht noch weitere Materialien zur Herstellung des Schrankes an Lager gehalten werden müssen. Es ist aber auch die Verwendung von Kalk oder Zement und ähnlichen Materialien möglich, wenn auch in der Regel wegen der Lagerhaltung nicht so vorteilhaft.
Als wärmeabsorbierendes Material kann beispielsweise ein Natriummetasilikat oder Natriumazetattrihydrat verwendet werden. Letzteres hat einen etwas höheren Schmelzpunkt (58° C), als z.B. Natriummetasilikat-5-Hydrat oder Natrium-metasilikat-9-Hydrat. Die Mischung ist vorteilhaft körnig, kann aber auch staubförmig sein. Eine körnige Mischung ist in der Verarbeitung meist leichter zu handhaben als eine staubförmige Mischung. Eine staubförmige Mischung lässt in der Regel aber auch eine höhere Packungsdichte zu. Als sehr vorteilhaft erweist sich eine Mischung, bei der das wärmeabsorbierende Material körnig und das weitere Material staubförmig ist. Wenn dabei als staubförmiges Material Gips verwendet wird, wird die Lagerhaltung vereinfacht, da zur Fabrikation von feuerfesten Schränken ohnehin Gips verwendet wird, dessen Anlieferung als staubförmiges Material erfolgt. Bei einer Mischung aus körnigem und staubförmigem Material wird ebenfalls eine hohe Packungsdichte erreicht, weil die Zwischenräume zwischen den Körnern durch Staub ausgefüllt werden. Die Mischung besteht aus etwa 90 Volumenprozenten wärmeabsorbierendem Material, in der Regel ein Natriummetasilikat oder Natriumtrihydrat, und 10 Volumenprozenten des genannten weiteren Materials, in der Regel Gips.
Die überraschend hohe Bindewirkung von Gips bringt den Vorteil, dass die Mischung einen sehr hohen Anteil an wärmeabsorbierendem Material besitzt. Trotzdem besteht im Brandfall, da die Mischung nicht verflüssigt und an Ort und Stelle bleibt, neben der Wärmeaufnahmewirkung noch eine Wärmedämmwirkung, welche zur gesamten Wärmeschutzwirkung der aus der neuen Mischung bestehenden Schicht beiträgt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Schrankes, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Einfüllen der Mischung unter Vibration erfolgt. Es kann beispielsweise beim Einfüllen der Schrank oder Schrankteil in Vibration versetzt werden, um eine dichte Packung zu erreichen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 einen an sich bekannten Schrank mit einem Gehäuse mit isolierenden Gipswänden und einem in einer Schublade untergebrachten Behälter, dessen Wandungen eine wärmeabsorbierendes Material enthalten,
Figur 2 einen Schnitt durch einen Schrank gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 3 den Aufbau eines Prüfkörpers,
Figur 4 das Testergebnis bei einem Brandtest mit einer Temperatur im Brandraum von 900° C.
In Figur 1 wird ein an sich bekannter Schrank 10 gezeigt, dessen Gehäuse 13 eine Isolation aus einem wärmedämmenden Material, z.B. Gips, aufweist. Die Schublade 15 dient zur Aufbewahrung von wärmeempfindlichen Gegenständen, z.B. Magnetbändern 12. Der Aufnahmeraum 11 wird durch einen Behälter 17 gebildet, dessen Wände ein wärmeabsorbierendes Material mit hoher Schmelzwärme, z.B. Natriumazetattrihydrat, enthalten. Auch der Deckel 19 des Behälters 17, der beim Herausziehen der Schublade 15 durch einen Mechanismus emporgehoben wird, enthält ein wärmeabsorbierendes Material mit hoher Schmelzwärme. Weitere Einzelheiten über einen solchen Schrank finden sich in der DE-PS 22 45 453.
Schränke der in Figur 1 gezeigten Art sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Dabei ist in der Regel immer der die Gegenstände aufnehmende Raum von einer Schicht umgeben, die ein wärmeabsorbierendes Material mit hoher Schmelzwärme oder wenigstens eine Mischung aus einem wärmeabsorbierenden Material mit hoher Schmelzwärme und einem weiteren Material enthält. In der Regel ist dann noch eine weitere Schicht aus einem wärmedämmenden Material vorgesehen.
In Figur 2 ist ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines feuersicheren Schranks gemäss der Erfindung schematisch dargestellt. Das Schrankgehäuse 10 aus Blech enthält eine Isolation 14 aus einem wärmedämmenden Material, z.B. Gips. Dasselbe trifft für die Vorderseite 16 der Schublade 15 zu. In bekannter Weise ist eine Dichtung 18 zur Abdichtung der Schublade vorgesehen. Im Innern der Schublade 15 befindet sich ein Raum 11 zur Aufbewahrung von temperaturempfindlichen Gegenständen. Dieser Raum wird durch einen Behälter 17 gebildet, der eine Aussenwandung 20 und eine Innenwandung 21 aus Blech oder einem anderen geeigneten Material enthält. Der Raum zwischen den Wandungen 20,21 ist ein Gemisch 23 aus einem wärmeabsorbierenden Material mit hoher Schmelzwärme und einem weiteren Material versehen, das von solcher Beschaffenheit ist, dass es das bei der Wärmeaufnahme flüssig werdende wärmeabsorbierende Material bindet und mit diesem zusammen eine teigige oder feste Masse bildet. Die Mischung 23 besteht beispielsweise aus 90 Volumenprozenten Natriummetasilikat-9-Hydrat und 10 Volumenprozenten aus handelsüblichem Gips. Das Natri-ummetasilikat-9-Hydrat wird normalerweise in körniger Form geliefert, währendem der Gips normalerweise staubförmig ist. Es ist aber auch möglich, statt Gips ein anderes anorganisches Mittel zu verwenden, dass das bei der Wärmeaufnahme flüssig werdende Natriummetasilikat-9-Hydrat z.B. chemisch bindet. So kann beispielsweise anstelle von Gips auch Kalk oder Zement verwendet werden, wie sie ebenfalls als wasseraufnehmende Bindemittel im Baugewerbe verwendet werden. Die meisten Natriummetasilikate haben einen günstigen Schmelzpunkt, der bei ungefähr 50° C liegt. Als besonders zweckmässig erweisen sich Natriumazetattrihydrat
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bildet ein vorteilhaftes wärmeabsorbierendes Material. Bei der Herstellung des Schrankes ist es vorteilhaft, wenn das Einfüllen der Mischung unter Vibration erfolgt. Auf diese Weise wird ein dichtes Packen erzielt.
Nachfolgend wird ein Versuch mit einem Prüfkörper beschrieben.
Ein in Figur 3 schematisch dargestellter Versuchskörper wurde im Brandraum bei einer Temperatur von 900° C getestet. Während einer Dauer von 85 Minuten wurde der Körper von der Flamme direkt bestrahlt, worauf dann der Probekörper aus dem Ofen genommen wurde. Der in Figur 3 schematisch dargestellte Körper besteht aus einem Stahlaussenman-tel 31 und einem Stahlinnenmantel 33, zwischen welchen sich eine Schaumgipsschicht 14 vom 90 mm Dicke befindet. Es folgt dann eine Mineralfaserndämmplatte 35, die unter der 5 Bezeichnung Isover-Dämmplatte SP/TR 180 im Handel erhältlich ist. Diese Dämmplatte 35 besass eine Dicke von 20 mm. Die Schicht aus einem Gemisch von 90 Volumenteilen Natriummetasilikat-9-Hydrat und 10 Volumenteilen Gips war 40 mm dick. Wie die Kurve von Figur 4 zeigt, konnte 10 auch nach 15 Stunden keine Erhöhung der Innentemperatur über 32° C festgestellt werden.
2 Blatt Zeichnungen
Claims (16)
1. Feuersicherer Schrank mit mindestens einem Raum (11) zur Aufbewahrung temperaturempfindlicher Gegenstände, insbesondere Magnetbänder und Floppy Disks, wobei der Raum mit einer wärmedämmenden Schicht (14) und einer aus einer Mischung von wärmeabsorbierendem Material und einem weiteren Material bestehenden Schicht (23) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte weitere Material der Mischung von solcher Beschaffenheit ist, dass es das bei der Wärmeaufnahme flüssig werdende wärmeabsorbierende Material bindet und mit diesem eine teigige oder feste Masse bildet.
2. Schrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material das bei der Wärmeaufnahme flüssig werdende Material chemisch bindet.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Schrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material ein anorganisches Material ist.
4. Schrank nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material ein wasseraufnehmendes anorganisches Material ist.
5. Schrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material gebrannter Gips ist.
6. Schrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material Kalk ist.
7. Schrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material Zement ist.
8. Schrank nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeabsorbierende Material aus Natriummetasilikat besteht.
9. Schrank nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeabsorbierende Material aus Natriummetasilikat-5-Hydrat besteht.
10. Schrank nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeabsorbierende Material aus Natriummetasilikat-9-Hydrat besteht.
11. Schrank nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeabsorbierende Material aus Natriumazetattrihydrat besteht.
12. Schrank nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung körnig ist.
13. Schrank nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung staubförmig ist.
14. Schrank nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeabsorbierende Material körnig und das weitere Material der Mischung staubförmig ist.
15. Schrank nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus etwa 90 Volumenprozenten wärmeabsorbierendem Material und 10 Volumenprozenten des weiteren Materials besteht.
16. Verfahren zur Herstellung des Schrankes nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllen der Mischung unter Vibration erfolgt.
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