Trockenlösehverfahren und Einrichtung zur Ausführung desselben. Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren zur Trockenlöschung mittels sauer stofffreier und im erforderlichen Masse abge kühlter Verbrennungsgase sowie eine Ein richtung zur Ausführung dieses Verfahrens, dessen Wesen darin besteht,
dass der Sauer stoffgehalt einer durch ein Gasturbinen- Verdichteraggregat geförderten Luftmenge durch Verbrennung von Brennstoff in einem Brennraum praktisch vollkommen gebunden wird und die erhaltenen sauerstofffreien Verbrennungsprodukte als Löschmittel nach erfolgter Abkühlung unter einem vom Aggregat erzeugten Überdruck zur Lösch stelle geleitet werden.
Die Erfindung be zweckt, einerseits das Feuer an der Lösch stelle infolge Sauerstoffmangels zu ersticken, anderseits aber zu verhindern, dass der noch nicht brennende Inhalt der zu löschenden Räumlichkeit irgendwelchen Schaden solcher Art, wie er beim Nasslöschen unvermeidlich auftritt, erleide. Die beiliegende Zeichnung stellt eine bei spielsweise Ausführungsform der erfin dungsgemässen Einrichtung dar, anhand wel cher auch Ausführungsbeispiele des erfin dungsgemässen Verfahrens erläutert werden.
Soweit der Aufbau einzelner Teile in der Zeichnung nicht ersichtlich ist, handelt es sich um an .sich bekannte Organe.
In ihren Hauptteilen besteht die Ein richtung aus einem Strassenkraftfahrzeug, dem Verdichter-Gasturbinenaggregat 1, dem zwischen dem umlaufenden Verdichter und der Turbine angeordneten Verbrennungs raum 2, dem längs der Strömungsbahn des von der Einrichtung geförderten Löschmit tels hinter die Gasturbine geschalteten Nach verbrennungsraum (Brennkessel) 3, dem V orkühler 4, dem mit einem Wasserabschei- der kombinierten Nachkühler 5 und dem Auspuffrohr 6,
auf welch letzteres auch die Anschlüsse 7 der das Löschmittel an die Löschstelle leitenden Schläuche montiert sind. Der Verdichter des Verdichter-Turbi nenaggregates 1 saugt die der zu erzeugen gen Löschgasmenge entsprechende Luft menge durch den zweckmässig mit einem Luftfilter versehenen Saugstutzen 8 hin durch an und drückt dieselbe noch vor ihrem Einströmen in die Gasturbine durch die An schlussleitung 9 hindurch in die Verbren nungskammer 2, in die zum Zwecke der in derselben vorzunehmenden Verbrennung nur so viel Brennstoff eingeführt wird, als nötig ist,
um gerade nur den Arbeitsbedarf des Verdichter - Turbinenaggregates zu decken und unter Berücksichtigung der noch nach- f o lgenden Strömungswiderstände den an der Löschstelle benötigten Überdruck zu erzeu gen. Das strömende Mittel gelangt sodann in die Gasturbine des Verdichter-Turbinen aggregates, die im Sinne des Gesagten infolge der in ihr stattfindenden Entspannung des strömenden Mittels den Verdichter antreibt. Aus der Gasturbine strömt das strömende Mittel über eine durch die Anschlussleitung 9 verdeckte und deshalb auf der Zeichnung nicht sichtbare weitere Anschlussleitung und durch die Verbindungsleitung 10 hindurch in den Brennkessel 3 und vermischt sich auf diesem Strömungswege mit dem in die Ver bindungsleitung 10, z.
B. durch das Brenn- stoff-Einspritzorgan 11, eingeführten Brenn stoff, wobei z. B. mittels der zweckmässig von aussen einstellbaren Mischvorrichtung 12 da für gesorgt wird, dass die Vermischung so gleichförmig als möglich sei.
Mit Hilfe des Brennstoffzufuhrorganes 11 wird in das aus der Turbine durch diese Leitungen hindurch noch mit einem grossen Sauerstoffüberschuss ankommende strömende Mittel so viel Brennstoff eingeführt, als nötig ist, um den noch vorhandenen Sauerstoffvor rat zu verbrauchen; die ständige Verbren nung des Brennstoffes wird z. B. mittels einer kontinuierlich arbeitenden elektrischen Zündkerze aufrechterhalten; übrigens wird die ständige Verbrennung des Brennstoffes nach erfolgter Inbetriebsetzung bereits durch das in Glut geratene Schamottefutter des Brennkessels 3 gesichert.
Der Brennstoff wird in dem Brennstoflbehälter 13 gespei chert, aus dem er durch ein von der Gas turbine angetriebenes Speisepumpensystem einerseits in die V orbrennkammer 2 und an derseits in die Verbindungsleitung 10 ge drückt wird. Im Brennkessel 3 erhält man auf diese Weise ein Löschmittel, das, von dem aus der Verbrennung des Wasserstoff gehaltes des Brennstoffes entstehenden Was serdampf abgesehen, bereits die nötige Zu sammensetzung besitzt, d. h. praktisch sauer stofffrei ist, aber noch dermassen heiss ist, dass es sich zur Einleitung in die Schläuche und zum Löschen noch nicht eignet. Dieses Löschmittel muss daher vor seiner Verwen dung noch entsprechend abgekühlt und, um selbst die Gefahr des geringsten Wasserscha dens zu beseitigen, entwässert werden.
Bei dem beschriebenen beispielsweisen Ausfüh rungsfall wird die Kühlung in zwei Stufen, und zwar in dem Vorkühler 4 und danach in dem auch mit einem Wasserabscheider kom binierten Nachkühler 5 bewerkstelligt; im Vorkühler wird das Löschmittel beispiels weise auf 500 C und nachher im Nachküh ler 5, der mit dem Vorkühler 4 mittels des Ansehlussrohres 14 verbunden ist, z. B. auf 20 bis 35 C abgekühlt. Hiernach steht das Löschmittel schon für seine Fortleitung in den a.uf die Anschlüsse 7 montierten Schläu chen bezw. für =eine praktische Verwendung bereit.
Die Kühler 4 und 5 werden zweckmässig mit get@-öhrilieheia Was-:erleitungswasser ge kühlt, das z. B. durch den Anschluss 15 hin durch dem Rohrsystem des Kühlers 5 zuge führt wird. Auch im Kühler 4 zirkuliert das Kühlwasser in einem Kühlrohrsystem; mit Rücksicht. auf diin diesem Kühler herr schende höhere Temperatur sind die Kühl rohre desselben zweckmässig glatt, während diejenigen des Kühlers 5 zweckmässig ge rippt sind.
Die Kontinuität, Betriebssicher 1>eit und Wirksamkeit der Kühlung ist für den Betrieb der Einrichtung von grosser Be deutung. Bei der beschriebenen beispielswei sen Ausführung sorgt daher ein auf der Zeichnung nicht dargestelltes selbsttätiges Organ dafür, dass die Gasturbine, deren An lassen z. B. mittels eines von einem Akku mulator gespeisten Elektromotors erfolgt, nicht in Gang gesetzt bezw. die ganze Ein richtung nicht in Betrieb gesetzt werden kann, bevor kein genügender Wasserdruck zur Verfügung steht; durch dieses Über wachungsorgan soll ferner die Einrichtung auch während des Betriebes sofort zum Still stand gebracht werden, falls das Kühlwasser aus irgendwelchem Grunde ausbleibt.
Im Falle eines genügenden Wasserdruckes kann der Anlassmotor der Gasturbine mittels eines Druckknopfes angelassen werden, worauf mit der Beschleunigung der Turbine auf die nötige Umlaufzahl gleichzeitig auch die Luftförderung und die Einspritzung des Brennstoffes in die Brennräume in Gang kommt, worauf die selbsttätige Zündung be ginnt und die Einrichtung in den betriebs bereiten Zustand gelangt.
Mit Rücksicht auf die in dem Brennkessel entstehende hohe Temperatur ist auch der letztere mit Wasserkühlung versehen bezw. besitzt für diesen Zweck einen wassergekühl ten Mantel.
Wie bereits erwähnt, arbeitet die Ein richtung mit einem bestimmten, z. B. 0,5 bis 0,6 Atmosphären betragenden Überdruck an der Löschstelle. Um eine Überschreitung des zulässigen maximalen Überdruckes während des Betriebes zu verhindern, ist im Auspuff rohr 6 ein auf der Zeichnung nicht darge stelltes, selbsttätiges Sicherheitsventil vor gesehen. Die Erhöhung des Überdruckes in unerwünschtem Masse kann sich besonders dann ergeben, wenn zum Zwecke der Lö schung nicht die ganze erzeugte Gasmenge benötigt wird, und wenn dementsprechend einige der einzeln absperrbaren Schlauch anschlüsse 7 abgesperrt sind. Zu solchen Zeiten entweicht die überschüssige Gas menge aus dem Auspuffrohr 6 durch da g Sicherheitsventil hindurch, ohne irgend welche Erhöhung des Überdruckes.
Dasselbe geschieht auch während des Anlassens, so lange die Zusammensetzung des Löschgases noch nicht zweckentsprechend ist, und zwar in der Weise, dass in dieser Periode das Sicherheitsventil von Hand geöffnet wird.
Es ist nicht unumgänglich erforderlich, neben dem Brennkessel auch noch für die Gasturbine einen besonderen Brennraum vor zusehen, sondern es können diese zwei Räume auch durch eine entsprechende Vergrösserung des auf der Zeichnung dargestellten Brenn- raumes 2 miteinander vereinigt werden, so fern man z.
B. den Vorkühler 4 zwischen diesem einzigen Brennraum und der Gas turbine anordnet, um eine übermässige Er höhung der Temperatur des in die Gasturbine eintretenden strömenden Mittels zu verhin dern. Als weitere Variante ist auch eine solche Anordnung möglich, bei der nur ein Teil der Gesamtmenge des strömenden Mit tels durch die Gasturbine z. B. in der Weise hindurchgeführt wird, dass der Einlassstutzen der Gasturbine, durch einen besonderen Brennraum hindurch, noch vor dem Brenn- kessel von der zum letzteren führenden Hauptleitung abgezweigt wird.
In diesem letzteren Falle muss man das aus der Gas turbine austretende Abgas mit Rücksicht auf die Differenz zwischen dem atmosphärischen Ausströmungsdruck der Turbine und dem auf einem Überdruck von z. B. 0,6 Atmo sphären gehaltenen Druck des Löschmittels ins Freie entweichen lassen; wird jedoch die erwähnte Druckdifferenz auf irgendwelche Weise, z.
B. dadurch, dass man den die Tur bine umgehenden Teil des strömenden Mit tels über eine Anzapfung von entsprechend niedrigerem Druck dem Verdichter entnimmt, ausgeglichen, so ist es auch möglich, die aus der Turbine austretende entspannte Gas menge - und zwar mit Rücksicht auf ihren eventuellen Sauerstoffgehalt noch vor dem Brennkessel - -in den Löschmittelstrom zurückzuführen.
Arbeiten nur einzelne der auf der Ab bildung ersichtlichen, einzeln absperrbaren Schlauchanschlüsse 7, so dass die volle Lei stungsfähigkeit des Verdichters nicht benö tigt wird, so kann man, statt den Überschuss der Löschmittelmenge durch das Auspuff rohr 6 hindurch entweichen zu lassen und unnötig grosse Brennstoffmengen zu verbrau chen, auch daran denken, die in den Brenn- kessel gelangende Menge des strömenden Mittels in einer mit der Regelung des Brenn stoffverbrauches in Einklang gebrachten Weise zu regeln.
Eine solche Regelung kann in den zuletzt beschriebenen, auf der Zeich nung nicht dargestellten Fällen, bei denen nur eine abgezweigte Teilmenge des strö menden Mittels durch die Turbine hindurch geführt wird, ziemlich einfach und ohne wesentliche Wirkungsgradverschlechterung in der Weise bewerkstelligt werden, dass man den Überschuss der vom Verdichter geförder ten Druckluft noch vor ihrem Eintritt in den Brennkessel aus der Einrichtung entweichen lässt.
Eine quantitative Regelung kann jedoch - wenn auch nur stufenweise - in sämt lichen in Betracht kommenden Ausführungs fällen auch so bewerkstelligt werden, dass man zwei oder mehrere Turbinenaggregate miteinander parallel schaltet und dann diese Aggregate je nach der erforderlichen Lösch- mittelmenge einzeln oder - in den mög lichen Kombinationen - gemeinsam in Be trieb hält, während die Regelung zwischen den einzelnen Schaltstufen dadurch bewerk stelligt wird, dass man gewisse Mengen des Löschmittels durch das Sicherheitsventil des Auspuffrohres hindurch entweichen lässt.
Allen diesen Ausführungsfällen des Trockenlöschverfahrens gemeinsam ist somit, dass durch Verbrennung von Brennstoff in einem Brennraum der Sauerstoffgehalt der von einem Gasturbinen-Verdichteraggregat gelieferten Luftmenge praktisch vollkommen gebunden wird und die erhaltenen sauer stofffreien Verbrennungsprodukte, nach er folgter Abkühlung, unter dem vom Verdich ter erzeugten Überdruck an die Löschstelle geleitet werden.
Durch die Kombination der sonstigen Teile von Einrichtungsbeispielen mit dem rotierenden Gasturbinen-Verdichter- aggregat ist man in der Lage, bei Erzeugung des erforderlichen Überdruckes zur Errei chung der erforderlichen Ausströmungsge schwindigkeit, mit Hilfe einer einfachen, ver hältnismässig geringen Arbeitsaufwand er- fordernden und betriebssicheren Einrichtung in veränderlicher Menge und in kontinuier licher Weise sauerstofffreie und während ihrer Erzeugung in den meisten Fällen auch zum Antrieb der Turbine verwendbare trok- kene Löschgase zu erzeugen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung braucht nicht ein Fahrzeug aufzuweisen, sondern sie kann zweckmässig auch als eine ortsfeste Ein richtung gebaut werden, die z. B. an feuer- oder explosionsgefährlichen Stellen als Si- Cherheitsreserveeinrichtung aufgestellt wird.
Dry dissolving process and apparatus for carrying out the same. The subject of the invention is a process for dry extinguishing by means of oxygen-free and cooled combustion gases as required and a device for carrying out this process, the essence of which is
that the oxygen content of an air volume conveyed by a gas turbine compressor unit is practically completely bound by the combustion of fuel in a combustion chamber and the oxygen-free combustion products obtained are passed to the extinguishing point as an extinguishing agent after cooling under an overpressure generated by the unit.
The invention be intended on the one hand to stifle the fire at the extinguishing point due to lack of oxygen, but on the other hand to prevent the not yet burning contents of the space to be extinguished from suffering any damage of the kind that inevitably occurs when wet extinguishing. The accompanying drawing shows an example embodiment of the device according to the invention, with reference to which embodiments of the method according to the invention are also explained.
Insofar as the structure of individual parts cannot be seen in the drawing, these are organs known to themselves.
In its main parts, the device consists of a road vehicle, the compressor gas turbine unit 1, the combustion chamber 2 arranged between the rotating compressor and the turbine, the post-combustion chamber (combustion boiler) connected along the flow path of the extinguishing agent conveyed by the device behind the gas turbine 3, the pre-cooler 4, the aftercooler combined with a water separator 5 and the exhaust pipe 6,
on which latter the connections 7 of the hoses conducting the extinguishing agent to the extinguishing point are mounted. The compressor of the compressor turbine unit 1 sucks in the amount of air corresponding to the amount of extinguishing gas to be generated through the suction port 8, which is expediently provided with an air filter, and presses the same before it flows into the gas turbine through the connection line 9 into the combustion chamber 2, into which only as much fuel is introduced as is necessary for the purpose of the combustion to be carried out in the same,
in order to just cover the work requirements of the compressor-turbine unit and, taking into account the following flow resistances, to generate the overpressure required at the extinguishing point. The flowing medium then enters the gas turbine of the compressor-turbine unit, which in the sense of what has been said drives the compressor as a result of the expansion of the flowing medium taking place in it. From the gas turbine, the flowing agent flows through a hidden by the connection line 9 and therefore not visible in the drawing further connection line and through the connection line 10 through into the boiler 3 and mixes on this flow path with the connection line in the United 10, z.
B. by the fuel injector 11, introduced fuel, where z. B. by means of the suitably externally adjustable mixing device 12 because it is ensured that the mixing is as uniform as possible.
With the help of the fuel supply element 11, as much fuel is introduced into the flowing medium coming from the turbine through these lines with a large excess of oxygen as is necessary to consume the remaining oxygen supply; the constant combustion of the fuel is z. B. maintained by means of a continuously operating electric spark plug; Incidentally, the constant combustion of the fuel is ensured by the fireclay lining of the boiler 3, which has gotten into embers, after it has been put into operation.
The fuel is stored in the fuel tank 13, from which it is pressed by a feed pump system driven by the gas turbine on the one hand in the pre-combustion chamber 2 and on the other hand in the connecting line 10. In this way, an extinguishing agent is obtained in the boiler 3, which, apart from the water vapor resulting from the combustion of the hydrogen content of the fuel, already has the necessary composition, d. H. is practically free of oxygen, but is still so hot that it is not yet suitable for introduction into the hoses and for extinguishing. This extinguishing agent must therefore be cooled down accordingly before it can be used and, in order to eliminate even the slightest water damage, drained.
In the exemplary embodiment described, the cooling is accomplished in two stages, namely in the pre-cooler 4 and then in the aftercooler 5, which is also combined with a water separator; in the pre-cooler, the extinguishing agent example, to 500 C and afterwards in the Nachküh ler 5, which is connected to the pre-cooler 4 by means of the connection pipe 14, for. B. cooled to 20 to 35 C. According to this, the extinguishing agent is already available for its forwarding in the hoses or hoses mounted on the connections 7. for = ready for practical use.
The cooler 4 and 5 are expediently cooled with get @ -öhrilieheia Was-: erleitungswasser ge that z. B. through the connection 15 through the pipe system of the cooler 5 is supplied. In the cooler 4, too, the cooling water circulates in a cooling pipe system; with consideration. On the higher temperature prevailing in this cooler, the cooling tubes of the same are appropriately smooth, while those of the cooler 5 are appropriately ribbed.
The continuity, operational reliability and effectiveness of the cooling are of great importance for the operation of the facility. In the described Ausführungsswei sen execution, therefore, an automatic organ not shown in the drawing ensures that the gas turbine, whose to let z. B. is carried out by means of an electric motor powered by a battery, not set in motion or. the whole facility can not be put into operation before there is insufficient water pressure available; This monitoring organ should also bring the device to a standstill immediately during operation if the cooling water fails for any reason.
If the water pressure is sufficient, the starter engine of the gas turbine can be started by means of a push button, whereupon the acceleration of the turbine to the required number of revolutions simultaneously also starts the air supply and the injection of the fuel into the combustion chambers, whereupon the automatic ignition begins and the The device is ready for operation.
With regard to the high temperature arising in the boiler, the latter is also provided with water cooling respectively. has a water-cooled jacket for this purpose.
As already mentioned, the device works with a certain, z. B. 0.5 to 0.6 atmospheres excess pressure at the extinguishing point. In order to prevent the maximum allowable overpressure during operation from being exceeded, an automatic safety valve is in the exhaust pipe 6, not shown in the drawing. The increase in the overpressure to an undesirable extent can arise particularly if the entire amount of gas generated is not required for the purpose of extinguishing, and if some of the individually lockable hose connections 7 are blocked accordingly. At such times, the excess amount of gas escapes from the exhaust pipe 6 through the safety valve, without any increase in the overpressure.
The same thing happens during starting, as long as the composition of the extinguishing gas is not yet appropriate, in such a way that the safety valve is opened by hand during this period.
It is not absolutely necessary to provide a special combustion chamber for the gas turbine in addition to the boiler. Rather, these two rooms can also be combined with one another by enlarging the combustion chamber 2 shown in the drawing.
B. the pre-cooler 4 between this single combustion chamber and the gas turbine is arranged in order to prevent an excessive increase in the temperature of the flowing medium entering the gas turbine. As a further variant, such an arrangement is possible in which only part of the total amount of the flowing means through the gas turbine z. B. is passed through in such a way that the inlet connection of the gas turbine, through a special combustion chamber, is branched off from the main line leading to the latter before the combustion boiler.
In this latter case, the exhaust gas exiting from the gas turbine has to be taken into account with regard to the difference between the atmospheric discharge pressure of the turbine and that at an overpressure of z. B. 0.6 atmospheres let the pressure of the extinguishing agent escape into the open; however, the mentioned pressure difference is in some way, e.g.
B. by the fact that the turbine bypassing the part of the flowing means with a tap of correspondingly lower pressure from the compressor, compensated, so it is also possible, the escaping from the turbine relaxed gas amount - with regard to their possible oxygen content upstream of the boiler - -in the extinguishing agent flow.
If only some of the individually lockable hose connections 7 shown in the illustration work, so that the full performance of the compressor is not required, instead of allowing the excess amount of extinguishing agent to escape through the exhaust pipe 6 and unnecessarily large amounts of fuel to consume, also remember to regulate the amount of fluid flowing into the boiler in a way that is compatible with the regulation of fuel consumption.
Such a scheme can in the cases described last, not shown in the drawing, in which only a branched subset of the strö-generating agent is passed through the turbine, quite simply and without significant deterioration in efficiency in such a way that you can use the excess allows the compressed air conveyed by the compressor to escape from the device before it enters the combustion boiler.
A quantitative regulation can, however - even if only gradually - in all possible execution cases be achieved by connecting two or more turbine units in parallel and then these units depending on the required amount of extinguishing agent individually or - in the possible all combinations - keeps in operation together, while the regulation between the individual switching stages is achieved by letting certain quantities of the extinguishing agent escape through the safety valve of the exhaust pipe.
What all these embodiments of the dry extinguishing process have in common is that by burning fuel in a combustion chamber, the oxygen content of the amount of air supplied by a gas turbine compressor unit is practically completely bound and the oxygen-free combustion products obtained, after cooling, under the overpressure generated by the compressor be directed to the extinguishing point.
By combining the other parts of the device examples with the rotating gas turbine compressor unit, it is possible, when generating the necessary overpressure to achieve the required outflow speed, with the help of a simple, relatively low workload and reliable device to generate dry extinguishing gases in variable quantities and in a continuous manner, which are oxygen-free and can in most cases also be used to drive the turbine during their generation.
The inventive device does not need to have a vehicle, but it can be conveniently built as a fixed A device that z. B. is set up as a safety reserve device in areas where there is a risk of fire or explosion.