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Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für eine Druckluftschaum-Feuerlöscheinrichtung mit einem Kompressor zur Erzeugung von Druckluft, mit einem Löschmitteldrucksensor zum Erfassen des Drucks des Löschmittels, mit einem Mischelement zum Vermischen des Löschmittels mit der Druckluft zur Erzeugung von Druckluftschaum, wobei das Mischelement einen an eine Löschmittelleitung anschließbaren Löschmitteleinlass, einen an eine Druckluftleitung anschließbaren Drucklufteinlass und einen Druckluftschaumauslaß aufweist, und mit einem Druckregler, der dazu ausgelegt ist, den Druck der dem Drucklufteinlass zugeführten Druckluft in einem gewünschten Verhältnis zu dem Druck des Löschmittels zu halten.
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Ein Steuerungssystem der vorstehend genannten Art ist aus der
US 5,255,747 bekannt. Bei derartigen Druckluftschaum-Feuerlöscheinrichtungen wird komprimierter Luft in ein Gemisch aus Wasser und Schaummittel gedrückt. Der hierbei entstehende Löschschaum wird als Druckluftschaum bezeichnet.
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Das Druckluftschaumverfahren ist seit den dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts bekannt. Seit dieser Zeit ist es auf Schiffen, in Lokomotiven, aber auch bei Feuerwehren vor allem in Nordamerika verwendet worden. Nachdem das Druckluftschaumverfahren sich besonders bei Waldbränden bewährt hatte, setzte es sich auch bei der Gebäude-Brandbekämpfung immer mehr durch. Entsprechende Feuerlöschsysteme, im englischen als Compressed Air Foam System (CAFS) bezeichnet, sind auch in Europa nicht mehr unbekannt. Aus der
DE 100 10 141 C1 ist eine Mischkammer zur Erzeugung von Druckluftschaum für derartige Löschanlagen bekannt. Die Verkaufszahlen von mit Druckluftschaumsystem ausgerüsteten Löschfahrzeugen sind stetig steigend. Feuerwehren, die dieses Verfahren anwenden, sind mit den erzielten Erfolgen sehr zufrieden.
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Versicherungen haben bei der Schadensermittlung keine Löschwasserschäden mehr festgestellt, wenn bei der Brandbekämpfung ausschließlich Druckluftschaum eingesetzt wurde. Zudem kann durch den Druckluftanteil die Wurfweite und damit der Sicherheitsabstand der Feuerwehr von einem Schadenfeuer vergrößert werden. Das im Verhältnis zur ausschließlichen Wasserverwendung geringere Schlauchgewicht ermöglicht der Feuerwehr zudem eine bessere Beweglichkeit und reduziert die Kraftanstrengung.
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Druckluftschaum kann grundsätzlich mit zwei verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Bei einem Verfahren, wie es in der
DE 100 10 141 C1 beschrieben ist, handelt es sich um ein sogenanntes geschlossenes System. Hierbei wird das Antriebsmedium durch eine Druckluftquelle bereitgestellt. In einem Löschmittelbehälter befindet sich ein Wasser-/Schaummittelgemisch. Aus der Druckluftquelle wird über einen geteilten Volumenstrom gleichzeitig Druckluft in einen Löschmittelbehälter und in eine Mischkammer gefördert. Die in den Löschmittelbehälter geförderte Druckluft drückt das Wasser-/Schaummittelgemisch aus dem Löschmittelbehälter und fördert es über eine Löschmittelleitung in die Mischkammer. Über die zweite Druckluftleitung wird Druckluft von der Druckluftquelle direkt in die Mischkammer geleitet. Dort bewirkt diese Druckluft auf Grund der besonderen Konstruktion der Mischkammer eine Rotationsbewegung des in die Mischkammer gedrückten Wasser-/Schaummittelgemisches. Durch diese Rotation wird die Druckluft intensiv mit dem Wasser-/Schaummittelgemisch vermengt. Die daraus entstehende Dispersion wird als Druckluftschaum bezeichnet.
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Alternativ zu dem vorstehend erläuterten geschlossenen System existieren auch sogenannte offene oder getrennte Systeme zur Herstellung von Druckluftschaum. Derartige getrennte Systeme, die vorzugsweise in Löschfahrzeuge eingebaut werden, weisen separate Fördermittel für das Löschmittel einerseits und die zur Erzeugung des Druckluftschaums erforderliche Druckluft andererseits auf. Ein derartiges getrenntes System ist aus der
US 5,255,747 bekannt.
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Bei diesem bekannten System wird mittels einer Kreiselpumpe Wasser unter Druck durch eine Wasserzufuhrleitung befördert. Über eine weitere separate Pumpe wird Schaummittel in die Wasserzufuhrleitung eingeleitet. Das hierdurch entstehende Wasser-/Schaummittelgemisch wird in ein Venturielement eingeleitet. Mittels eines separaten Kompressors wird Druckluft erzeugt und über eine Druckluftleitung ebenfalls in das Venturielement eingeleitet. Die Druckluft und das Wasser-/Schaummittelgemisch werden anschließend durch ein Mischelement vermengt. Der hierbei entstehende Druckluftschaum wird über einen Feuerlöschschlauch ins Freie geleitet.
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Voraussetzung für eine gleichbleibende und optimale Schaumerzeugung ist, dass in der Mischkammer ein bestimmtes Druckverhältnis zwischen dem Wasser-/Schaummittelgemisch einerseits und der Druckluft andererseits besteht. Die Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Druckverhältnisses stellt insbesondere bei getrennten Systemen eine schwierige Aufgabe dar. Gemäß der
US 5,255,747 wird hierzu der Wasserdruck an der Kreiselpumpe abgegriffen und über ein Luftdruckregelelement in einen Steuerluftdruck umgewandelt. Der Steuerluftdruck steuert ein Einlassdrosselventil des Kompressors an. Dieses Ventil regelt durch Drosselung am Kompressoreingang den Ausgangsdruck des Kompressors und somit auch den Volumenstrom der Druckluft. Dieses Steuerungssystem ist sehr aufwendig und relativ ungenau. Es reagiert zudem träge auf gewünschte Druckänderungen, wobei diese Trägheit in der US 5,255,747 ausdrücklich als gewünschter Dämpfungseffekt bezeichnet wird.
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Die Ungenauigkeit und Trägheit des aus der
US 5,255,747 bekannten Steuerungssystems sowie der zur Realisierung der Steuerung erforderliche Bauaufwand stellen in der Praxis einen erheblichen Nachteil dar. Dieser Nachteil ist insbesondere dann gravierend, wenn die Betriebszustände am Strahlrohr ständig wechseln, was in der Praxis der Fall ist.
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Die
DE 299 03 572 U1 offenbart eine mobile Pumpeneinheit zur Brandbekämpfung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine entsprechende Feuerlöschvorrichtung zur Bekämpfung von Feststoffbränden ist aus der
DE 297 11 338 U1 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssystem für eine Druckluftschaum-Feuerlöscheinrichtung der vorstehend erläuterten Art dahingehend zu verbessern, dass eine exakte und schnell ansprechende Regelung sichergestellt und gleichzeitig der Bauaufwand reduziert wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen 1 und 6 angegeben.
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Wie zuvor erläutert, sind bei getrennten Systemen für die Erzeugung von Druckluftschaum eine Pumpe, vorzugsweise eine Kreiselpumpe zur Beförderung des Wassers sowie eine Zumischeinrichtung für Schaummittel und ein Druckluftkompressor erforderlich. Wenn ein Fahrzeug mit einer Druckluftschaumanlage nachgerüstet wird, kann beispielsweise der Bremsenkompressor des Fahrzeugs als Druckquelle für die Druckluft verwendet werden. Handelsübliche Luftkompressoren für Bremsanlagen von Lastkraftwagenliefern beispielsweise zwischen 150 und 1.200 Liter Luft pro Minute bei einem Kesseldruck von 7,35 bis 12,5 bar. Erfindungsgemäß wird auf der Druckseite eines derartigen Luftkompressors ein Druckregler angeordnet, vorzugsweise ein Proportional-Regelventil, dass die dem Drucklufteinlass zugeführte Druckluft so regelt, dass deren Druck in einem gewünschten Verhältnis zu dem Druck des Löschmittels steht. Für einen nassen Schaum, d. h. für einen Schaum, welcher einen hohen Wasseranteil in der Dispersion aufweist, wird der Druck der dem Drucklufteinlass zugeführten Druckluft auf dem gleichen Niveau gehalten wie der Druck des Wasser-/Schaummittelgemisches. Ein derartiger nasser Schaum eignet sich insbesondere für die Bekämpfung von Vollbränden, d. h. für solche Fälle, in denen die gesamte Oberfläche eines brennbaren Stoffes brennt und daher ein hoher Wasseranteil im Schaum erforderlich ist. Durch die Verdampfung des Wassers wird der Verbrennungsreaktion Energie entzogen.
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Für einen Schaum, der einen geringeren Wasseranteil in der Dispersion aufweist, muss der Druck der dem Drucklufteinlass zugeführten Druckluft um beispielsweise 1 bis 2 bar höher liegen als der Druck des Löschmittels Ein derartiger Schaum weist eine höhere Wasserhalbzeit auf und fördert die Durchfeuchtung von Kohlenstoff-Oberflächen. Diese Schaumqualität wird vorzugsweise zum präventiven Schutz von Oberflächen brennbarer Stoffe vor der Wärmestrahlung, zum Abdecken brennbarer Flüssigkeiten als Dampfsperre und auch für Nachlöscharbeiten genutzt.
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Das erfindungsgemäße Steuerungssystem eignet sich insbesondere für eine Druckluftschaum-Feuerlöscheinrichtung, bei der eine Mischkammer gemäß der
DE 100 10 141 C1 verwendet wird, welche aufgrund ihres exzellenten Wirkungsgrades keine weitere Nachmischeinrichtung für die Herstellung eines qualitativ hochwertigen Druckluftschaums erfordert.
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Durch die exakte Steuerung mittels des erfindungsgemäßen Steuerungssystems ist es möglich, mit den relativ geringen Druckluftvolumenströmen von Bremskraftanlagen für Lastkraftwagen bei variablen Drücken der Kreiselpumpe, welche beispielsweise zwischen 4 und 12,5 bar liegen können, qualitativ gleichbleibenden Druckluftschaum zu erzeugen. Vorzugsweise werden zur Druckregelung Proportionalventile mit einer Ansprechempfindlichkeit von weniger als 1% verwendet.
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Mittels des erfindungsgemäßen Steuerungssystems kann allein durch Variieren des Druckniveaus zwischen trockenerem und nassem Schaum gewechselt werden. Das erfindungsgemäße Steuerungssystem vereinfacht und verbessert somit nicht nur die Druckregelung bei getrennten Löschsystemen, sondern eignet sich auch für geschlossene Systeme.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Löschmitteldrucksensor im Bereich des Löschmitteleinlasses des Mischelements angeordnet.
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Gegenstand der Erfindung ist zudem eine Feuerlöscheinrichtung mit einem Steuerungssystem der vorstehend erläuterten Art. Die erfindungsgemäße Feuerlöscheinrichtung weist vorzugsweise eine Kreiselpumpe zur Förderung des Löschmittels auf, wobei in einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine Antriebsvorrichtung zum gemeinsamen Antrieb der Kreiselpumpe und des Kompressors vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beigefügten Figur weiter erläutert.
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Die Figur zeigt in einer schematischen Darstellung skizzenhaft das Prinzip des erfindungsgemäßen Steuerungssystems. Mit
1 ist eine Druckleitung bezeichnet, in welcher ein Wasser-/Schaummittelgemisch, angetrieben durch eine Feuerlöschkreiselpumpe (nicht dargestellt) unter Druck einem Mischelement
7 zugeführt wird. Das Mischelement kann vorzugsweise eine Mischkammer gemäß der
DE 100 10 141 C1 sein.
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Im Bereich des Einlasses des Wasser-/Schaummittelgemisches (im folgenden Löschmittel genannt) in das Mischelement 7 ist ein Löschmitteldrucksensor 2 angeordnet. Der Löschmitteldrucksensor 2 ist dazu ausgelegt, den Druck des Löschmittels im Bereich des Einlasses in das Mischelement 7 zu messen. Der Löschmitteldrucksensor 2 ist, vorzugsweise über eine elektrische Leitung 3, mit einem Proportional-Regelventil 4 verbunden.
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Mit 5 ist eine Druckluftleitung bezeichnet, mittels derer Druckluft von einem Kompressor (nicht dargestellt) dem Proportional-Regelventil 4 zugeführt wird. Die aus dem Proportional-Regelventil 4 austretende Druckluft wird über eine Druckluftleitung 6 dem Mischelement 7 zugeführt. Das Proportional-Regelventil 4 ist so ausgelegt, dass der Druck der Druckluft beim Eintritt in die Mischkammer 7 einen bestimmten Wert in Relation zu dem Eintrittsdruck des Löschmittels in die Mischkammer 7 hat. Mit anderen Worten, das Proportional-Regelventil 4 stellt ein bestimmtes Druckverhältnis sicher.
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Der Luftkompressor (nicht dargestellt) liefert beispielsweise einen weitgehend konstanten Druck von 8,2 bar. Der Löschmitteldrucksensor 2 stellt beispielsweise in der Druckleitung 1 einen Wert von 4 bar fest. Für den Fall, dass der in dem Mischelement 7 hergestellte Druckluftschaum ein nasser Schaum sein soll, regelt das Proportional-Regelventil 4 den Druck der Druckluft in der Druckluftleitung 6 derart, dass sie ebenfalls mit einem Druck von 4 bar in das Mischelement 7 eintritt. Der in dem Mischelement 7 erzeugte Druckluftschaum wird über eine Leitung 8 einem Strahlrohr (nicht dargestellt) zugeführt. Bei einem Betrieb des beschriebenen Steuerungssystems für eine Druckluftschaum-Feuerlöscheinrichtung an einem Fahrzeug, beispielsweise einem Feuerlöschfahrzeug, stellt eine elektrische Verbindung 9 sicher, dass die für den Regelbetrieb und die Signalverarbeitung erforderliche Spannung von einer Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird.
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Mit 10 ist ein Stellelement bezeichnet, durch das das Druckverhältnis verändert werden kann. Beispielsweise kann über das Stellelement 10 das Eingangssignal des Löschmitteldrucksensors 2 verändert werden. Folge hiervon kann beispielsweise sein, dass das Proportional-Regelventil 4 die Druckluft mit einem um 2 bar höher liegenden Druck als der Druck des Löschmittels in das Mischelement 7 einführt. Beträgt beispielsweise der Löschmitteldruck nach wie vor 4 bar, so liegt der Druck der Druckluft beim Eintritt in das Mischelement 7 in diesem Fall bei 6 bar, so dass ein trockener Schaum in dem Mischelement 7 erzeugt und über die Druckleitung 8 dem Strahlrohr (nicht gezeigt) zugeführt wird.
