CN107583221B - 泡沫水喷淋装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及泡沫水喷淋装置，带有由含有发泡剂的灭火流体产生灭火泡沫的罐笼。喷淋装置包括灭火流体出口、与该灭火流体出口沿着轴向对置的喷洒盘，该喷洒盘有基面和外径，以及在喷洒盘的基面和灭火流体出口之间形成的柱形的间隙，该间隙的直径对应喷洒盘的外径且该间隙的高度从基面的中点出发对应相距灭火流体出口的间距。按本发明的罐笼具有直径在1mm和7mm之间的筛孔和/或宽度在1mm和7mm之间以及长度在2mm和9mm之间的格栅孔。此外，该罐笼具有下列尺寸，这些尺寸允许了，如下沿径向以高度和宽度包覆所述间隙：高度至少对应喷洒盘的外径的0.20倍；罐笼的内径，备选在该罐笼的对置的内侧之间的非圆形的最小间距，在喷洒盘的高度上至少对应该喷洒盘的外径。

Description

泡沫水喷淋装置
技术领域
本发明涉及喷淋装置，其带有罐笼，该罐笼用于用含发泡剂的灭火流体(例如水)产生灭火泡沫以抑制火焰。
背景技术
灭火泡沫基本上由空气、水和含表面活性剂的发泡剂构成。涉及到含表面活性剂的发泡剂，灭火泡沫可以区分为包含氟表面活性剂的泡沫(“AFFF”或“A3F”泡沫灭火剂)和没有氟表面活性剂的灭火泡沫，接下来简略地阐释它们的不同的作用方式。
在使用AFFF发泡剂时，氟表面活性剂基于它们不同于传统的碳氢化合物表面活性剂的化学的结构而引起了在燃烧的表面和泡沫之间的通常厚度为10-30μm的不漏气的、含水的液体膜。这种氟表面活性剂引起的水膜用作防止燃烧物蒸汽逸出的屏障且禁止了复燃。基于这种特性，AFFF发泡剂也称为“成膜的泡沫”，这反映在它的针对“水成膜泡沫（Aqeous Film Forming Foam）”的缩写“AFFF”或“A3F”中。伴随成膜而来的另一个重要的优势在于，在膜上堆积的泡沫层不必有出色的阻挡功能，也就是说，灭火泡沫不必具有或仅具有很小的发泡倍数（Verschäumungszahl）。因此实际上有效的火焰抑制在使用发泡倍数小于4、通常在1.5到3.0之间的AFFF发泡剂时就足够了，因为主要灭火效果通过在燃烧的表面上由氟表面活性剂引起的气密的液体膜促成。这些之前提到的很小的发泡倍数在使用传统的设计用于以水或AFFF泡沫灭火剂运行的喷淋装置时达到。但这些传统的喷淋装置基于它们的构造方式而无法提供更高的发泡倍数。为此必须动用高倍数泡沫喷淋装置（Schwerschaumsprinkler）的例如在DE 195 39 991 C1中公开的构造方式的技术上耗费的特殊喷淋装置，它们相比传统的喷淋装置约贵40%至70%且在结构上明显更为复杂。
这种高倍数泡沫喷淋装置尤其安装在那些基于氟表面活性剂成分的有害的特性(持久的、生物积累的、有毒的)而不允许使用AFFF灭火泡沫的地方或者那些之前用AFFF灭火泡沫运行的传统的喷淋装置基于氟表面活性剂的禁用而必须改装成高倍数泡沫喷淋装置的地方。对此例如参看2006/122/EG准则的使用限制。因为没有氟表面活性剂的灭火泡沫由于缺乏氟表面活性剂而缺少膜屏障，所以基本上仅泡沫层有所需的阻挡功能。但这从发泡倍数4起才有效，从该发泡倍数起，人们通常指的是高倍数泡沫且需要使用专门的上面提到的高倍数泡沫喷淋装置。
发明内容
本发明的任务是，以尽量简单的方式解决上面提到的目标冲突，也就是说，
- 一方面期望取消灭火剂中的氟表面活性剂，
- 另一方面期望避免使用具有不充分的发泡倍数的传统的喷淋装置或避免将传统的喷淋装置改装成技术上更为耗费的高倍数泡沫喷淋装置，
优选通过针对发泡倍数小于4的传统的喷淋装置的“通用解决方案”，因而可以避免用更贵的高倍数泡沫喷淋装置(包含拆卸和安装费用以及与之相关的密封测试)替代传统的喷淋装置。在此，该解决方案应当优选既适用于含有氟表面活性剂的灭火剂，也适用于没有氟表面活性剂的灭火剂。即使未来才会迫切地完全禁用含有氟表面活性剂的泡沫灭火剂，这些喷淋装置尤其在所述背景下也应当按规定使用没有氟表面活性剂的灭火剂。
这个任务用一种带有按照所附独立权利要求的特征的、补充前述的传统的喷淋装置的罐笼解决，该罐笼允许了将有通常小于4的不充分的发泡倍数的传统的喷淋装置以简单的方式改装成高倍数泡沫喷淋装置。本发明的有利的实施形式在从属权利要求中公开。详情如下：
按本发明的罐笼是用于传统的喷淋装置的补充部分且用于由含有发泡剂的灭火流体产生灭火泡沫。传统的喷淋装置包括灭火流体出口、与所述灭火流体出口沿着轴向对置的喷洒盘且将灭火流体以一个发泡倍数喷洒到喷洒盘上，该发泡倍数在没有按本发明的罐笼时明显低于高倍数泡沫的发泡倍数(从发泡倍数4开始)。这种构造方式的所述的伞形喷淋装置例如是Victaulic伞形喷淋装置V2704(K80)和Tyco伞形喷淋装置TY315(K80)。这种传统的构造方式的喷淋装置可以限定一个形成在喷洒盘的基面(G)和灭火流体出口之间的柱状的间隙，该间隙的直径对应喷洒盘的外径(d1)且它的高度(h1)从基面(G)的中点出发对应距灭火流体出口的间距。按照本发明，为这种构造方式的喷淋装置所设置的罐笼具有直径在1.00 mm和7.00 mm之间的筛孔和/或宽度在1.00 mm和7.00 mm之间以及长度在2.00mm和9.00 mm之间的格栅孔，所述格栅孔优选通过板网式格栅（Streckgitter）形成，它们允许了，结合罐笼的特殊的尺寸将穿过罐笼的灭火流体流改良成高倍数泡沫。(未去毛刺的)金属板网尤其适合用作板网式格栅，因为材料的尖锐的棱边造成了特别良好的发泡。也与喷淋装置协调一致的尺寸允许了按本发明的罐笼包覆之前所述的喷淋装置间隙，其中，罐笼的高度(h2)至少对应喷洒盘的外径(d1)的0.20倍。此外，罐笼的内径(d2)，备选在罐笼的对置的内侧之间的非圆形的最小间距，在喷洒盘的高度上在已安装的状态下至少对应喷洒盘的外径(d1)。倘若按本发明的罐笼用其内侧没有直接在径向贴靠在喷洒盘上，这就是说，净尺寸(b)定义为间隙，那么在罐笼(1)的内侧和喷洒盘(4)之间的这个净尺寸在喷洒盘的高度上按照本发明的一种优选的实施形式环绕地处在喷洒盘的外径(d1)的0.10至3.00倍，优选在0.50至2.00倍，进一步优选在0.75至1.50倍，进一步优选在1.00至1.25倍之间。本发明已经认识到，在罐笼和喷洒盘之间的径向的间距对发泡倍数有直接的影响以及因此可以有利地改变。比较试验已经指出，发泡倍数随所述间距的渐增而上升。在此特别有利的是参考喷洒盘的外径(d1)的0.75至1.50倍的间距，此时产生了4 - 7的特别有利的发泡倍数且泡沫(不同于有因更高间距引起的更高发泡倍数的泡沫)还足够均匀。
罐笼有利地具有这样一个高度，该高度能使被喷洒盘偏转的灭火流体的大部分都穿过按本发明的罐笼。罐笼的这个高度(h2)有利地至少是喷洒盘的外径(d1)的0.50倍，优选0.75倍，进一步优选1.00倍，且可以例如对应喷淋装置间隙的高度(h1)。以喷淋装置间隙的高度(h1)为出发点，罐笼的高度(h2)按照一种优选的实施形式可以这样定义，使得该高度对应喷淋装置间隙的高度(h1)，优选小于喷淋装置间隙的高度(h1)的0.75倍，进一步优选小于喷淋装置间隙的高度(h1)的0.50倍。
按本发明的罐笼可以具有任意合适的形状，例如空心柱体、空心锥体、空心截锥、空心棱锥、空心球的形状或这些形状的组合，其中，空心柱体形状尤为优选。此外，罐笼跨越其包覆间隙的区域沿着轴向逐渐变细地延伸以及例如联通到一个内径大于喷洒盘的外径(d1)的开口。后者特别有利，以便能使普遍使用的触发元件的一小部分(带液体、熔料等的破裂元件)不受阻碍地从喷淋装置掉出，否则的话它们会留在罐笼中，可能妨碍筛孔或格栅孔按照规定作为发泡元件的功能。按照一种特别优选的实施形式，罐笼成形为空心柱体，它的面朝灭火流体出口的(上)端部在整个直径面上敞开，而对置的端部则在喷洒盘的高度上沿轴向逐渐变细且联通到在喷洒盘下方的开口。
按照本发明的一种优选的实施形式，罐笼格栅孔具有在2.00 mm和6.00 mm之间的宽度以及在3.00 mm和8.00 mm之间的长度，优选具有在2.50 mm和4.50 mm之间的宽度以及在5.00 mm和7.00 mm之间的长度。罐笼格栅此外可以有利地是网孔宽度在2.50 mm和4.50mm之间、网孔长度5.00 mm至7.00 mm以及厚度0.40 mm至0.80 mm的板网式格栅，优选网孔宽度为3.50 mm、网孔长度为6.00 mm以及厚度为0.60 mm的板网式格栅。按照本发明的另一种优选的实施形式，罐笼具有直径为1.50 mm至2.50 mm，优选1.75 mm至2.25 mm，特别优选为2.00 mm的筛孔。罐笼优选由金属制成，例如由钢制成，以及特别优选由不锈钢制成(例如不锈钢V2A)。
按照本发明的一种优选的实施形式，罐笼此外还具有用于将罐笼固定在喷淋装置处的支架。这种支架可以例如构造成保持臂，保持臂例如通过多个(例如2、3、4、5或6个)夹脚利用喷淋装置的基底将罐笼在灭火流体出口的区域中固定在喷淋装置主体处或喷淋装置主体的布置于其上的连接螺纹处。保持臂或夹脚为了更为方便修短而可以设置有额定断裂部位，以便能够根据喷淋装置和安装情况以简单的方式进行罐笼参照喷淋装置的定位。为了安全地将保持臂或夹脚保持在喷淋装置处，这些保持臂或夹脚额外用止动元件、例如在径向包围保持臂或夹脚的连接元件(电缆连接器、金属带等)止动。
如本文开头所述那样，按本发明的罐笼尤其适用于传统的伞形喷淋装置，它们可以借助罐笼扩充或加装，以便达到更高的发泡值。这尤其适用于含发泡剂的没有氟表面活性剂的灭火流体，在灭火流体中，罐笼的优势尤其变得有效。在这些传统的喷淋装置中，用按本发明的罐笼优选可以产生发泡倍数为3至9，优选4 - 8，进一步优选4.5至7，特别优选5- 6的灭火泡沫。
本发明的主题此外还是一种套装或组件，其除了喷淋装置外还包括上面说明的按本发明的罐笼。喷淋装置本身由现有技术公知且包括灭火流体出口和与该灭火流体出口在轴向对置的喷洒盘，如上文已经结合罐笼详细说明的那样。按照本发明的一种优选的实施形式，套装或组件的布置是这样的，即，罐笼包覆在喷洒盘的基面(G)上形成的间隙，因而喷洒盘的基面(G)与罐笼的背对灭火流体出口的底侧对准。
本发明的主题此外还是上面说明的按本发明的罐笼、套装或组件用于由包含发泡剂的灭火流体产生灭火泡沫的应用以及一种用于由含有发泡剂的灭火流体产生灭火泡沫的方法。该方法包括准备包含发泡剂的灭火流体和上面阐释的组件的步骤，以及将从灭火流体出口出来以及被喷洒盘转向的灭火流体导引穿过按本发明的罐笼，其中，灭火泡沫伴随灭火流体穿过罐笼由灭火流体产生。
附图说明
接下来借助所附的实施例和图详细阐释本发明。其中：
图1在侧视图中示出了带有按本发明的罐笼的喷淋装置；以及
图2示出了在例1中研究的带有所使用的改装器的喷淋装置。
具体实施方式
例1
在一个系列测试中测试下列没有(A)或带有(B、C、D)按本发明的罐笼的喷淋装置以及参考-高倍数泡沫喷淋装置(E)并且根据DIN EN 1568测量发泡。测试用三种如在下列表格中分列的、没有氟表面活性剂的不同的灭火流体在不同的压力(1 bar、2 bar和3 bar)下执行。因为确定在不同的研究压力下没有重大的区别，所以下列表格说明了压力为2 bar时测得的发泡倍数。
A – Tyco伞形喷淋装置(直立式)TY315(K80)，没有罐笼(参考)；
B – Victaulic伞形喷淋装置(直立式)V2704(K80)，带有按本发明的罐笼环，直接贴靠在喷洒盘的外棱边上且由网孔宽度为3.5 mm、网孔长度为6 mm以及板厚为0.6 mm的不锈钢(V2A)金属板网制成；
C – Victaulic伞形喷淋装置(直立式)V2704(K80)，带有按本发明的罐笼环，该罐笼环相距喷洒盘的外棱边环绕式净尺寸4cm且由网孔宽度为3.5 mm、网孔长度为6 mm以及板厚为0.6 mm的不锈钢(V2A)金属板网制成；
D – Jomos伞形喷淋装置(悬挂式)(K80)，带有按本发明的由V2A不锈钢制成的筛形的罐笼，该罐笼具有2 mm的筛孔直径且在喷洒盘高度上环绕地相距喷洒盘的外棱边3.5cm;
E – Minimax高倍数泡沫喷淋装置(悬挂式)MX5(K80)，与在DE 195 39 991 C1中说明的且与本发明在技术上迥然不同的构造方式类似。这种泡沫水喷淋装置沿着灭火泡沫的流动方向在喷淋装置后方以及沿着喷淋装置纵轴线具有带若干开口的喷洒盘以及接下来还具有泡沫筛。灭火泡沫以自由的射束从喷淋装置出口射到喷洒盘上。在此，一部分灭火泡沫通过喷洒盘分配，而另一部分灭火泡沫则穿过喷洒盘开口出来以及通过置于其后的泡沫筛改良成很大的泡沫气泡。
Figure 794796DEST_PATH_IMAGE002
传统的喷淋装置，比如(A)，也就是说没有按本发明的罐笼，表明如期望的那样没有充分的发泡。发泡倍数明显低于从例如4开始的针对高倍数泡沫的发泡倍数。但在使用按本发明的罐笼的情况下则达到了相应充分的发泡(B、C、D)，该罐笼实现了发泡值与构造技术上不同的参考-高倍数泡沫喷淋装置(E)类似的高倍数泡沫发生。系列测试同样表明，为不同的起泡特性设计的三种没有氟表面活性剂的不同的灭火流体，在使用按本发明的罐笼时几乎没有表现出不同的发泡倍数。
此外，图1在侧视图中示出了带有按本发明的罐笼的喷淋装置，以及
图2示出了上面在例1中研究的带有所使用的改装器的喷淋装置。
图1示出了传统的喷淋装置2与按本发明的罐笼1组合的结构。喷淋装置2在其头部处具有用于旋入相应的墙壁安装处、地面安装处或天花板安装处的外螺纹，且在对置的端部处具有灭火流体出口3。喷淋装置3的头部支撑在一个桥形架上，该桥形架包括两个在侧向向下会聚成一根梁的支柱，所述支柱联通到梁且在该梁的底侧上成形有直径为d1、带有基面G以及与灭火流体出口3相隔间距h1的喷洒盘4。罐笼1具有直径为d2的上部的柱形区域和下部的锥形区域，其中，圆锥形区域联通到一个开口。高度为h2的罐笼1的上部的柱形区域在喷洒盘4的水平上结束且与这个喷洒盘以净尺寸b相间隔。所述罐笼包括在喷洒盘4和灭火流体出口3之间借助(虚线示出的)母线示出的间隙5。罐笼1通过保持臂6与喷淋装置2的头部夹紧。
图2示出了：
A – Tyco伞形喷淋装置(直立式)TY315(K80)，没有罐笼(参考)；
B – Victaulic伞形喷淋装置(直立式)V2704(K80)，带有按本发明的罐笼环，直接贴靠在喷洒盘的外棱边上且由网孔宽度为3.5 mm、网孔长度为6 mm以及板厚为0.6 mm的不锈钢(V2A)金属板网制成；
C – Victaulic伞形喷淋装置(直立式)V2704(K80)，带有按本发明的罐笼环，该罐笼环相距喷洒盘的外棱边环绕式净尺寸4cm且由网孔宽度为3.5 mm、网孔长度为6 mm以及板厚为0.6 mm的不锈钢(V2A)金属板网制成；
D – Jomos伞形喷淋装置(悬挂式)(K80)，带有按本发明的由V2A不锈钢制成的筛形的罐笼，该罐笼具有2 mm的筛孔直径且在喷洒盘高度上环绕地相距喷洒盘的外棱边3.5cm;
E – Minimax高倍数泡沫喷淋装置(悬挂式)MX5(K80)，与在DE 195 39 991 C1中说明的且与本发明在技术上迥然不同的构造方式类似。

Claims (18)

1.用于喷淋装置(2)的、由含有发泡剂的灭火流体产生灭火泡沫的罐笼(1)，该喷淋装置包括：
- 灭火流体出口(3)，
- 与该灭火流体出口(3)沿着轴向对置的喷洒盘(4)，该喷洒盘有基面(G)和外径(d1)，以及
- 在所述喷洒盘(4)的基面(G)和所述灭火流体出口(3)之间形成的柱形的间隙(5)，该间隙的直径对应所述喷洒盘(4)的外径(d1)且该间隙的高度(h1)从所述基面(G)的中点出发对应相距所述灭火流体出口(3)的间距，
其特征在于，所述罐笼(1)包覆所述间隙(5)，其中，所述罐笼(1)
a)具有直径在1.00 mm和7.00 mm之间的筛孔和/或宽度在1.00 mm和7.00 mm之间以及长度在2.00 mm和9.00 mm之间的格栅孔，
b)具有尺寸，该尺寸允许了，如下沿径向以高度(h2)和宽度(d2)包覆所述间隙(5)：
- 所述罐笼(1)的高度(h2)至少对应所述喷洒盘(4)的外径(d1)的0.20倍，
- 所述罐笼(1)的内径(d2)，备选在所述罐笼(1)的对置的内侧之间的非圆形的最小间距，在所述喷洒盘(4)的高度上至少对应所述喷洒盘(4)的外径(d1)。
2.按照权利要求1所述的罐笼(1)，其特征在于，在所述罐笼(1)的内侧和所述喷洒盘(4)之间的净尺寸(b)在所述喷洒盘（4）的高度上环绕地处在所述喷洒盘(4)的外径(d1)的0.10至3.00倍之间。
3.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，所述罐笼(1)的高度(h2)至少对应所述喷洒盘(4)的外径(d1)的0.50倍。
4.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，所述罐笼(1)的高度(h2)对应所述间隙(5)的高度(h1)。
5.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，所述罐笼(1)具有从由空心柱体、空心锥体、空心截锥、空心棱锥、空心球或这些形状的组合构成的组中选取的形状。
6.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，所述罐笼(1)跨越其包覆所述间隙(5)的区域沿着轴向逐渐变细地延伸。
7.按照权利要求6所述的罐笼(1)，其特征在于，沿着轴向逐渐变细的区域联通到内径大于所述喷洒盘(4)的外径(d1)的开口。
8.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，所述格栅孔具有在2.00 mm和6.00mm之间的宽度以及在3.00 mm和8.00 mm之间的长度。
9.按照权利要求1所述的罐笼(1)，其特征在于，所述筛孔和/或格栅孔通过板网式格栅形成，其中所述板网式格栅具有在2.50 mm和4.50 mm之间的网孔宽度、5.00 mm至7.00 mm的网孔长度以及0.40 mm至0.80 mm的厚度。
10.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，所述筛孔具有1.50 mm至2.50 mm的直径。
11.按照前述权利要求任一项所述的罐笼(1)，其特征在于，所述罐笼(1)由金属制成。
12.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，所述罐笼(1)具有用于将所述罐笼(1)固定在所述喷淋装置(2)处的支架(6)。
13.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，所述灭火流体不包含具有氟表面活性剂的发泡剂。
14.按照权利要求1或2所述的罐笼(1)，其特征在于，通过所述罐笼（1）产生的灭火泡沫具有3至9的发泡倍数。
15.套装或组件，包括：
i) 用于喷洒灭火流体的喷淋装置(2)，该喷淋装置带有
- 灭火流体出口(3)，
- 与该灭火流体出口(3)沿着轴向对置的喷洒盘(4)，该喷洒盘有基面(G)和外径(d1)，
- 在所述喷洒盘(4)的基面(G)和所述灭火流体出口(3)之间形成的柱形的间隙(5)，该间隙的直径对应所述喷洒盘(4)的外径(d1)，以及
ii) 按照前述权利要求任一项所述的罐笼(1)。
16.按照权利要求15所述的套装或组件，其特征在于，所述罐笼(1)包覆在所述喷洒盘(4)的基面(G)上形成的间隙(5)，因而所述喷洒盘(4)的基面(G)与所述罐笼(1)的背对所述灭火流体出口(3)的底侧对准。
17.按照权利要求1至14任一项所述的罐笼(1)或者按照权利要求15至16任一项所述的套装或组件用于由含有发泡剂的灭火流体产生灭火泡沫的应用。
18.用于由含有发泡剂的灭火流体产生灭火泡沫的方法，包括下列步骤：
i) 准备包含发泡剂的灭火流体和按照权利要求15至16任一项所述的组件，以及
ii) 将从灭火流体出口(3)出来以及被喷洒盘(4)转向的灭火流体导引穿过罐笼(1)，其中，灭火泡沫随着灭火流体导引穿过所述罐笼(1)由灭火流体产生。
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