Gestaltung und Dimensionierung von Flammensperren

Die Vernetzung der wissenschaftlichen Grundlagenforschung mit der Entwicklung von Produkten für den Explosionsschutz ist nicht in einem ausreichenden Maße vorhanden. Diese Lücke wird von der vorliegenden Arbeit geschlossen, indem der Entwicklungsprozess konstruktionsmethodisch systematisiert wird. Dem Konstrukteur werden Hilfsmittel an die Hand gegeben, die es ermöglichen, Flammensperren und Produkte, die diese enthalten, sowohl sicherheitsgerecht als auch funktionsgerecht zu gestalten und auszulegen.Die bekannten wissenschaftlichen Grundlagen zu Verbrennungsprozessen vorgemischter Brennstoff/Luft Gemische und das Löschen in engen Querschnitten werden auf die Fragestellung der Gestaltung und Auslegung von Flammensperren zugeschnitten. Darauf aufbauend werden drei Anwendungsgebiete von Flammensperren - Atmungseinrichtungen druckfest gekapselter Gehäuse, endständige Deflagrationssicherungen und Dauerbrandsicherungen - intensiv experimentell untersucht. Es werden Funktionen ermittelt, die die Flammensperren in den einzelnen Anwendungsfällen zum Löschen von Flammen aufweisen müssen und aus diesen werden allgemeine Gestaltungshinweise für Flammensperren abgeleitet. Durch dieses Vorgehen werden die Vorgänge beim Löschen einer Flamme ebenso aufbereitet, wie allgemeine Lösungsvorschläge für Teilfunktionen gegeben, die in der Entwicklungspraxis dann zu innovativen Gesamtlösungen kombiniert werden können. Des Weiteren werden sowohl eine neue Kenngröße zur quantitativen Beschreibung des Flammenlöschvermögens von Flammensperren, die "äquivalente Spaltweite", eingeführt als auch Dimensionierungsgleichungen für Flammensperren erarbeitet. Darüber hinaus wird die Eignung eines neuartigen Werkstoffs für den Einsatz in Flammensperren untersucht. Es handelt sich um einen porösen gesinterten Werkstoff aus metallischen Kurzfasern. Dieser neue Werkstoff kann mit einer hohen Porosität bei gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit hergestellt werden und hat daher interessante Eigenschaften für den Einsatz in Flammensperren.Durch den vorgestellten methodischen Ansatz und den innovativen neuen Werkstoff kann die Lösungsvielfalt von Produkten für den Explosionsschutz potentiell gesteigert werden, da in den Unternehmen mit einem kalkulierbaren Risiko abseits von traditionellen Lösungen entwickelt werden kann.