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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen von Funken in einer Rohrleitung, die von einem mit Partikeln versetzten Gasstrom in eine Strömungsrichtung durchströmt ist. Die Erfindung betrifft weiter eine dazu geeignete Löschvorrichtung und eine Düse.
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Ein solches Verfahren und eine hierin verwendbare Düse sind beispielsweise in der
DE 198 23 085 C1 beschrieben.
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In Produktionsprozessen können bei der maschinellen Bearbeitung von Materialien Stäube auftreten. An Holzverarbeitungsmaschinen und in Betrieben der Textil-, Nahrungsmittel-, Futtermittel und der chemischen Industrie werden aus Gründen des Arbeits- und/oder des Umweltschutzes diese Stäube an der Entstehungsstelle automatisch abgesaugt und über pneumatische Leitungen in Staubabscheidungsanlagen, wie z. B. Staubfilteranlagen, geführt. Dort werden sie zunächst gesammelt, bevor sie in Silo- oder Bunkeranlagen weitertransportiert werden. Es können jedoch auch größere Partikel in einem Gasstrom transportiert werden, beispielsweise Holzspäne, Holzfasern oder ähnliches. Die Größe der Partikel, die transportiert werden, ist dabei für die Erfindung unerheblich.
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Bei der maschinellen Be- und Verarbeitung von brennbaren Materialien können aufgrund der Reibung oder durch Maschinenschäden Funken entstehen. Diese werden zusammen mit dem Staub oder den Partikeln abgesaugt und dann mit dem Fördergut über Förderleitungen in die nachfolgenden Anlagenteile, beispielsweise in eine Staubfilteranlage oder in den Bunker, gefördert. Dort kann es dann zu einem Brand oder einer Staubexplosion kommen. Ähnliche Brandgefahren treten bei der Trocknung von brennbaren Materialien auf, bei der in Folge der hohen Prozesstemperaturen Funken entstehen können, die dann über pneumatische Förderwege in die brandgefährdeten Anlagenbereiche transportiert werden können.
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Zur Erkennung und Bekämpfung des Funkenfluges in solchen brandgefährdeten Förderleitungen werden deshalb Löschvorrichtungen eingesetzt. Diese können die Brand- oder Explosionsschäden verhindern, indem sie mit empfindlichen Meldern die elektromagnetische Strahlung von Funken erkennen und über ein zentrales Steuergerät eine in einer Entfernung in Richtung der Gasströmung installierte Löschanlage aktivieren. Die Löschvorrichtung ist beispielsweise mit einem Magnetventil ausgerüstet und versprüht über eine oder mehrere in die Wandung der pneumatischen Förderleitung eingebaute Düsen Wasser in den Gasstrom. Hierdurch wird der Gasstrom mit dem Wasser derart vermischt, dass sich eine Barriere für die Funken ergibt und diese abgelöscht werden. Der Abstand zwischen den Funkenmeldern und der Löschanlage ist dabei so groß zu wählen, dass die in dem Gasstrom, beispielsweise Luftstrom, befindlichen Funken die Löscheinrichtung erst erreichen, nachdem diese wirksam geworden ist.
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Da Wasser in dem Prozess störend sein kann, ist die Löschmitteleingabe zeitlich begrenzt. Die Einbringung des Löschmittels erfolgt in Bruchteilen einer Sekunde und die Dauer der Löschmitteleingabe wird nur für einige Sekunden nach der Erkennung des letzten Funkens aufrechterhalten.
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Bekannte Löschdüsen für Löschvorrichtungen sind meistens selbstschließend, um einer Verschmutzung vorzubeugen. Sie erzeugen beispielsweise Sprühbilder in Form eines ringförmigen Hohlkegels oder eines fächerförmigen Flachstrahls. Das Sprühbild wird durch die Ausbildung der Auslassöffnung und der Art des Verschlusses erzeugt.
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Aus der
DE 198 23 085 C1 ist eine Flachstrahldüse bekannt. Der bewegliche Düseneinsatz weist zur Düsenmitte hin schlitzförmige Einkerbungen auf, die die Flüssigkeit fächerförmig als flachen Sprühstrahl austreten lassen. Der Austrittswinkel kann dabei bis zu 180 Grad betragen, wodurch bei ausreichender Wurfweite des Löschmediums der gesamte Querschnitt einer pneumatischen Rohrleitung abgedeckt wird.
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Eine Hohlkegeldüse weist einen kegelförmigen Verschluss auf, der an einer axialen Stange mit einer Rückstellfeder geführt wird. Das Löschmedium tritt ringförmig aus.
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Nachteilig ist der in axialer Richtung befindliche Sprühschatten, der durch die Abschirmung des kegelförmigen Verschlusses entsteht.
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Die in der
DE 296 20 061 U1 offenbarte Kolbendüse besitzt einen beweglichen Kolben, der durch den Flüssigkeitsdruck des Löschmittels hinausgeschoben wird und an dessen Ende sich in radialer Anordnung Auslassöffnungen befinden. Die Flüssigkeit tritt radial aus, wodurch in axialer Richtung ebenfalls ein Sprühschatten entsteht.
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Die
DE 29 16 087 A1 offenbart eine Löschvorrichtung für einen Kanal, in dem brennbares Schüttgut gefördert wird. Dabei wird ein Löschmittel mit einer Löschdüse derart in den Kanal eingebracht, dass seine Bewegungsrichtung der Strömungsrichtung des Luftstroms entgegengerichtet ist. Dabei fällt die Mittelachse des Kanals mit der Längsachse der Löschdüse zusammen.
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Die
DE 102 11 271 A1 offenbart eine Sprührohrbogenanordnung für Einrichtungen zur Abschottung von Feuer und Rauch an baulichen Anlagen. Dabei werden versenkbare Sprühdüsen verwendet, um einen Vorhang aus Löschmittel bereitstellen zu können, um ein Ausbreiten von Flammen und Rauch innerhalb von Gebäuden zu verhindern und gleichzeitig Personen die Möglichkeit zu geben, den gefährdeten Bereich zu verlassen.
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Die
GB 1 343 295 A offenbart eine Löschanordnung, bei der ein Löschmittel über eine Mehrzahl von Düsen in eine Rohrleitung eingesprüht wird, wenn in der Rohrleitung ein Funken detektiert wird.
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Um Funken, die sich in einem Luftstrom befinden, zu löschen, ist nur das Löschmittel wirksam, welches sich in dem Luftstrom befindet. Sobald das Löschmittel an die Innenwand der Rohrleitung gelangt, ist die Löschwirkung nahezu aufgehoben. Es ist deshalb erstrebenswert, die Verweilzeit des Löschmittels im Luftstrom möglichst lange aufrecht zu erhalten. In den bekannten Löschvorrichtungen wird deshalb entsprechend mehr Löschmittel versprüht, als tatsächlich zur Funkenlöschung notwendig ist. Damit soll die Menge des Löschmittels kompensiert werden, die sich an der Innenwandung der pneumatischen Rohrleitung abgesetzt hat.
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Von dieser Problemstellung ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiter zu entwickeln, dass Funken effektiver gelöscht werden können. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der dies möglich ist, sowie eine Düse vorzuschlagen, die in einer derartigen Vorrichtung Verwendung finden kann.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren zum Löschen von Funken in einer Rohrleitung, die von einem mit Partikeln versetzten Gasstrom in eine Strömungsrichtung durchströmt ist, mit folgenden Schritten:
- a) Überwachen des mit Partikeln versetzten Gasstroms auf Funken,
- b) Verwenden einer Löschvorrichtung mit einer Steuerung, die so eingerichtet ist, dass, falls ein Funke entdeckt wird, ein Löschmittel mit einer Düse so in die Rohrleitung eingesprüht wird, dass für den überwiegenden Teil des Löschmittels eine Komponente einer Sprührichtung der Strömungsrichtung entgegengesetzt ist und dass ein gesamter Querschnitt der Rohrleitung besprüht wird,
das sich dadurch auszeichnet, dass eine Einsprührate des Löschmittels für Sprührichtungen im Bereich des Zentrums der Rohrleitung ihr Maximum aufweist und radial zur Wandung der Rohrleitung hin abnimmt und dass die Düse in eine Sprühstellung, in der Löschmittel in die Rohrleitung eingesprüht wird, und in eine Schließstellung, in der kein Löschmittel in die Rohrleitung eingesprüht wird, bringbar ist, wobei die Düse so angeordnet ist, dass sie in der Schließstellung annähernd bündig oder bündig mit einer Wandung der Rohrleitung abschließt.
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Dies bedeutet, dass für den überwiegenden Teil, also mehr als die Hälfte, vorzugsweise mehr als 75% des Löschmittels der Winkel zwischen der Sprührichtung, in der das Löschmittel in die Rohrleitung eingesprüht wird, und der Strömungsrichtung des mit Staub versetzten Luftstroms zwischen 90 und 270 Grad beträgt. Idealerweise wird das gesamte Löschmittel so eingesprüht. Damit gleichbedeutend ist, dass das Skalarprodukt zwischen einem Vektor in Strömungsrichtung und einem Vektor in Sprührichtung negativ ist. Durch diese Ausgestaltung wird die starke Einwirkung des Gasstroms auf die Ablenkung des Sprühstrahls berücksichtigt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases beträgt ein Vielfaches der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Löschmittels. Das eingesprühte Löschmittel wird nicht nur in Strömungsrichtung des Luftstroms stark abgelenkt, es findet auch eine starke Zerteilung der Tropfen statt, was zu einer feineren Zerstäubung des Löschmittels führt.
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Im Gegensatz zum allgemeinen Brandschutz, wo die Löschwassermenge so bemessen wird, dass ein zur Löschung des Brandes ausreichender Kühleffekt durch Verdampfen erreicht wird, wirken für die Löschung von Funken in einer Luftströmung völlig andere physikalische Effekte. Zum Löschen eines Funkens in einem Luftstrom ist bereits ein kleinster Wassertropfen ausreichend. Es ist deshalb notwendig, den im Volumenstrom des Luftstroms befindlichen Funken mit einem Wassertropfen in Verbindung zu bringen. Die Wirkungsweise einer Funkenlöschanlage lässt sich daher mit der Wirkungsweise von Nassabscheidern vergleichen. Dabei müssen zum Zwecke der Staubabscheidung die Staubpartikel aus einem strömenden, mit Staub beladenen Gas in eine Flüssigkeit überführt werden. Hierzu sind zwischen Staubpartikeln und Flüssigkeit Relativbewegungen zu bilden. Eine intensive Durchmischung von Gas- und Flüssigkeit begünstigt den Kontakt der transportierten Staubpartikel mit der Flüssigkeit durch die Wirkung von Trägheitskräften und Strömungskräften. Durch die dadurch verursachte Anlagerung von Staubpartikeln an den Flüssigkeitstropfen erfolgt die beabsichtigte Staubabscheidung.
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Analog kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Ablöschung von Funken in einem Gasstrom erfolgen. Durch das gezielte Einsprühen des Löschmittels mit einer Bewegungskomponente, die der Strömungsrichtung des Luftstroms entgegengesetzt ist, weist es eine große Relativgeschwindigkeit zum Luftstrom auf. Dadurch kommt es zu starken Turbulenzen, die eine feine Zerstäubung des Löschmittels in kleine Tropfen zur Folge hat. Dadurch wird die Löschwirkung begünstigt. Diese große Anzahl kleiner Tropfen und die intensive Durchmischung des den Staub transportierenden Gases mit dem versprühten Löschmittel aufgrund der Turbulenzen begünstigen den Kontakt des Löschmittels mit einem in dem Luftstrom befindlichen Funken, dem dadurch sofort die Brandenergie entzogen wird, wodurch er gelöscht wird.
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Durch die besondere Einsprührichtung des Löschmittels hat dieses Löschmittel eine längere Flugbahn, als wenn das Löschmittel in Richtung des Luftstroms eingesprüht werden würde. Dadurch wird die Verweildauer des Löschmittels in der Rohrleitung verlängert, wodurch die Löschwirkung weiter erhöht wird. Da das so eingesprühte Löschmittel effektiver eingesetzt wird als bei herkömmlichen Verfahren, kann die verwendete Löschmittelmenge verringert werden. Dadurch werden zum einen Kosten gespart und zum anderen die negativen Effekte von eingesprühtem Löschmittel auf den Produktionsprozess vermindert.
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Erfindungsgemäß weist eine Einsprührate des Löschmittels im Bereich eines Zentrums der Rohrleitung ihr Maximum auf und nimmt radial zur Wandung der Rohrleitung hin ab. Das Löschmittel, das nicht in den Bereich des Zentrums der Rohrleitung eingesprüht wird, hat naturgemäß eine kürzere Flugbahn und damit eine geringere Verweildauer in der Rohrleitung als das Löschmittel, was zentral in die Rohrleitung eingesprüht wird. Löschmittel, das sich an der Innenwand der Rohrleitung abgesetzt hat, ist weitgehend wirkungslos. Durch diese besondere Ausgestaltung der Sprührate, also der eingesprühten Löschmittelmenge pro Zeiteinheit, ist sichergestellt, dass in den Richtungen, in denen sich das Sprühmittel schnell an der Rohrinnenwand absetzt, weniger Löschmittel eingesprüht wird als im zentralen Bereich der Rohrleitung. Durch die Bemessung einer größeren Einsprührate wird in dem zentralen Bereich der Rohrleitung auch die maximale kinetische Energie des austretenden Löschmittels erreicht. Dadurch wird vorteilhafterweise auch die größte Wurfweite dort erreicht, wo die Wegstrecke von einer Auslassöffnung der Düse bis zur Innenwand der Rohrleitung am größten ist. Dadurch wird gewährleistet, dass das eingesetzte Löschmittel noch effizienter verwendet wird.
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Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2.
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Eine erfindungsgemäße Löschvorrichtung zum Löschen von Funken in einer Rohrleitung, die von einem mit Partikeln versetzten Gasstrom in einer Strömungsrichtung durchströmt ist, mit einer Düse, durch die ein Löschmittel in die Rohrleitung einsprühbar ist, wobei die Düse so angeordnet ist, dass für den überwiegenden Teil des Löschmittels eine Komponente einer Sprührichtung der Strömungsrichtung entgegengesetzt ist und dass ein gesamter Querschnitt der Rohrleitung besprüht wird, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einsprührate des Löschmittels im Bereich des Zentrums der Rohrleitung ihr Maximum aufweist und radial zur Wandung der Rohrleitung hin abnimmt, wobei die Düse in eine Sprühstellung, in der Löschmittel in die Rohrleitung eingesprüht wird, und in eine Schließstellung, in der kein Löschmittel in die Rohrleitung eingesprüht wird, bringbar ist und die Düse so angeordnet ist, dass sie in der Schließstellung annähernd bündig oder bündig mit einer Wandung der Rohrleitung abschließt. Eine derartige Löschvorrichtung weist vorteilhafterweise einen in Strömungsrichtung stromaufwärts angeordneten Sensor auf, mit dem Funken in der Rohrleitung detektierbar sind. Die Löschvorrichtung umfasst vorteilhafterweise eine Steuerung, durch die gewährleistet ist, dass, sofern der Sensor einen Funken detektiert, Löschmittel zur richtigen Zeit in die Rohrleitung eingesprüht wird. Dadurch, dass die Strecke, in die der Sensor stromaufwärts von der Düse angeordnet ist, und auch die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms voreingestellt oder durch Messung mit einem Geschwindigkeitssensor bekannt sind, kann einfach errechnet werden, wann der durch den Sensor detektierte Funken den Bereich der Einsprühdüse passiert.
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Die Düse ist erfindungsgemäß in eine Sprühstellung, in der Löschmittel in die Rohrleitung eingesprüht wird, und in eine Schließstellung, in der kein Löschmittel in die Rohrleitung eingesprüht wird, bringbar. Die Düse ist dabei erfindungsgemäß so angeordnet, dass sie in der Schließstellung annähernd bündig oder bündig mit der Wandung der Rohrleitung abschließt. Dadurch ist gewährleistet, dass keine Teile der Düse im Normalbetrieb, d. h. wenn kein Funke detektiert wird, in die Rohrleitung hineinragen. Dadurch kann sich an der Düse kein Staub aus dem strömenden Luftstrom absetzen und die Düse verschmutzen oder gar verstopfen. Zudem wird die Strömung des Gasstroms in der Rohrleitung nicht beeinträchtigt. Dabei ist bündiges Abschließen die Ideallösung. Schließt die Düse jedoch annähernd bündig mit der Rohrleitung ab, kann ein Verschmutzen der Düse und eine Beeinträchtigung der Strömung des Gasstroms auch stark verringert und gegebenenfalls auch verhindert werden. Angestrebt ist jedoch, die Düse in der Schließstellung bündig mit der Rohrleitung abschließen zu lassen. In Sprühstellung kann zumindest ein Teil der Düse so in die Rohrleitung hineinragen, dass eine Sprühöffnung freigegeben wird, durch die Löschmittel in die Rohrleitung gesprüht wird.
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Die Aufgabe wird zudem gelöst durch eine Düse mit den Merkmalen des Anspruchs 4.
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Eine erfindungsgemäße Düse mit einem Düsenkörper mit einer Längsachse und einem im Düsenkörper angeordneten Formteil, wobei die Düse in eine Sprühstellung und eine Schließstellung bringbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Düsenkörper und das Formteil in der Sprühstellung eine Düsenöffnung freigeben, durch die in einem zusammenhängenden Winkelbereich das Löschmittel radial über einen Umfang des Düsenkörpers hinaus versprühbar ist und eine Sprührate im mittleren Bereich dieses Winkelbereichs ihr Maximum erreicht. Dabei ist der zusammenhängende Winkelbereich immer nur ein Teil des Gesamtumfangs der Düse und vorteilhafterweise kleiner als 180 Grad. Vorteilhafterweise wirken der Düsenkörper und das Formteil in der Sprühstellung so zusammen, dass im mittleren Bereich des Winkelbereichs auch die maximale Sprühweite erreichbar ist. Dies wird durch eine besondere Ausgestaltung des Formteils und des Düsenkörpers erreicht. Dabei wird vorteilhafterweise sowohl die Wirkung des Luftstroms als auch die gegebene Geometrie einer pneumatischen Rohrleitung berücksichtigt. Eine derartige Düse kann dadurch die gewünschte Löschwirkung bei minimalem Einsatz eines Löschmittels erbringen. Insbesondere wird durch die Formgebung des Formteils und des Düsenkörpers erreicht, dass die größte Sprührate des Löschmittels im mittleren Bereich des Winkelbereichs erreicht wird und hier auch die größte Sprühweite erreicht wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Druck des Löschmittels in diesem Bereich erhöht wird, etwa indem der Querschnitt eines Kanals, durch den das Löschmittel geleitet wird, hier verengt wird. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Löschmittels und damit die Sprühweite erhöht. Alternativ kann beispielsweise auch durch eine vergrößerte Düsenöffnung die Sprührate erhöht werden. Dadurch, dass in diesem Fall mehr Löschmittel und damit mehr Masse in diesem Bereich eingesprüht wird, wird auch eine größere Sprühweite erreicht. Natürlich sind auch andere dem Fachmann geläufige Maßnahmen möglich. Sowohl die Sprührate als auch die Sprühweite nehmen in Richtung auf die Innenwandung der Rohrleitung ab. Vorteilhafterweise ist das Formteil entlang der Längsachse des Düsenkörpers verschieblich und die Düse durch Verschieben des Formteils in eine Schließposition in die Schließstellung und durch Verschieben des Formteils in eine Sprühposition in die Sprühstellung bringbar. Dabei kann das Formteil insbesondere mittels durch das Löschmittel aufgebrachtem Druck von der Schließposition in die Sprühposition bringbar sein. Durch die Verschieblichkeit des Formteils lässt sich die Menge des versprühten Löschmittels einstellen. Vorzugsweise ist hierzu der Verschiebeweg des Formteils auch einstellbar. Ist das Formteil durch den durch das Löschmittel aufgebrachten Druck in die Sprühposition bringbar, kann es beispielsweise mittels der Kraft einer Feder oder eines Magneten wieder in die Schließstellung bringbar sein. Auf diese Weise ist ein konstruktiv besonders einfacher Aufbau einer erfindungsgemäßen Düse erreichbar.
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Durch die Verwendung einer derartigen Düse in einer oben beschriebenen Löschvorrichtung ist es möglich, die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens einfach umzusetzen. Alternativ kann in einer Löschvorrichtung auch eine herkömmliche Düse verwendet werden, die beispielsweise nicht in einem rechten Winkel zur Rohrleitung angeordnet ist. Wird eine derartige Düse beispielsweise in einem spitzen Winkel zur Rohrleitung angeordnet, ist auch auf diese Weise eine erfindungsgemäße Vorrichtung realisierbar und das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar.
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Mit Hilfe einer Zeichnung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 – eine schematische Darstellung einer Löschvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2a bis 2c – schematische Darstellungen der Anordnung der Düse in der Rohrleitung mit dem von ihr erzeugten Sprühbild,
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3 – eine Vorderansicht einer Düse in Sprühstellung,
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4 – eine Seitenansicht einer Düse in Sprühstellung,
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5 – die Vorderansicht eines Formteils,
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6 – die Seitenansicht eines Formteils,
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7 – die Draufsicht eines Formteils und
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8 – eine perspektivische Darstellung eines Formteils.
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1 zeigt die schematische Darstellung einer Löschvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einer Rohrleitung 2 strömt ein mit Partikeln versetzter Gasstrom in einer Strömungsrichtung F, die in 1 durch einen Pfeil dargestellt wird. Ein in dem mit staubförmigen Partikeln versetzten Gasstrom befindlicher Funken 4 wird durch einen Sensor 6 detektiert. Dies geschieht beispielsweise durch die vom Funken 4 ausgesandte elektromagnetische Strahlung, die in 1 durch eine Wellenlinie angedeutet ist.
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Vom Sensor 6 wird nun ein Signal an eine Steuerung 8 gesendet, durch die ein Magnetventil 10 geöffnet oder geschlossen werden kann. Hier ist selbstverständlich auch jede andere Form eines Ventils denkbar. Das Magnetventil 10 ist an einer Zufuhrleitung 12 angeordnet, durch die aus einem nicht gezeigten Reservoir Löschmittel einer an der Rohrleitung 2 angeordneten Düse 14 zugeführt werden kann. Erhält die Steuerung 8 vom Sensor 6 ein Signal, dass ein Funke 4 detektiert wurde, wird durch ein Signal der Steuerung 8 das Magnetventil 10 geöffnet und ein Löschmittel wird über die Zufuhrleitung 12 der Düse 14 zugeführt und in dem Luftstrom so zur Verteilung gebracht, dass der volle Querschnitt der Rohrleitung 2, die die mit Partikeln versetzte Luft führt, abgedeckt wird. Dies geschieht mit einer gewissen Zeitverzögerung, die sich aus der Geschwindigkeit des in der Rohrleitung 2 strömenden Gases und dem Abstand zwischen dem Sensor 6 und der Düse 14 und gegebenenfalls der Zeit, die für die Verteilung des Löschmittels in der Rohrleitung 2 benötigt wird, errechnet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ein Löschmittel aus der Düse 14 sich in dem Querschnitt der Rohrleitung 2 vollständig verteilt hat, wenn der Funken 4 die Düse 14 passiert. Somit ist sichergestellt, dass das Löschmittel effizient eingesetzt wird.
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In 1 weist die Düse 14 einen Löschmittelkanal 16 auf, durch den das Löschmittel in die Rohrleitung 2 eingebracht wird. Dieser ist so ausgeformt, dass für den überwiegenden Teil des Löschmittels eine Komponente der Sprührichtung der Strömungsrichtung F entgegengesetzt ist. Durch die in 1 in Rohrleitung 2 gezeigten Linien werden verschiedene Flugkurven des Löschmittels unter Vernachlässigung der entstehenden turbulenten Verwirbelung in der Rohrleitung 2 angedeutet.
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Durch die spezielle Ausgestaltung der Düse 14 wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 das Löschmittel also entgegen der Strömungsrichtung in die Rohrleitung 2 eingebracht. Dadurch kommt es zu Turbulenzen, die durch die große Relativgeschwindigkeit des Löschmittels bezogen auf den Gasstrom hervorgerufen werden. Diese großen Relativgeschwindigkeiten und Turbulenzen haben eine feine Zerstäubung des Löschmittels zur Folge, wodurch die Löschwirkung stark erhöht wird.
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Die 2a bis 2c zeigen verschiedene Ansichten einer an einer Rohrleitung 2 befestigten Düse 14. Dabei wird in den 2b und 2c durch einen breiten Pfeil die Strömungsrichtung F des mit staubförmigen Partikeln versetzten Gasstroms innerhalb der Rohrleitung 2 angedeutet. In den 2a bis 2c werden durch dünn dargestellte Pfeile verschiedene Sprührichtungen bzw. Flugwege des eingesprühten Löschmittels gezeigt.
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2a zeigt einen Querschnitt durch die Rohrleitung 2, an deren Wand die Düse 14 angeordnet ist. In 2a befindet sich diese in der Sprühstellung. Dabei ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Formteil 18 gegen den Rest der Düse 14 verschoben und ragt nun in die Rohrleitung 2 hinein. Dadurch wird eine Sprühöffnung freigegeben, durch die Löschmittel in die Rohrleitung 2 eingesprüht wird.
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In der Schließstellung der Düse 14 schließt das Formteil 18 und die Düse 14 bündig mit der Rohrleitung 2 ab, wodurch verhindert wird, dass sich Staubpartikel an der Düse absetzen und diese verschmutzen oder gar verschließen.
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Durch die Pfeile in 2a werden die verschiedenen Sprührichtungen des Löschmittels dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass die Entfernung von der Düse zur Rohrleitung 2 in der Mitte des Sprühbilds am größten ist und radial zu den Wandungen der Rohrleitung 2 abnimmt. Im Bereich dieser größten freien Wegstrecke ist zum einen die Sprührate am größten, so dass in diesem Bereich am meisten Löschmittel pro Zeiteinheit in die Rohrleitung 2 eingesprüht wird, und zum anderen auch die dem Löschmittel mitgegebene kinetische Energie maximal ist. Dies hat den Vorteil, dass in dem Bereich, in dem die größte freie Wegstrecke für das Löschmittel zur Verfügung steht, auch die größte Wurfweite erreicht wird.
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2b zeigt die gleiche Anordnung in einer Draufsicht auf die Rohrleitung 2. Durch die kleinen Pfeile sind wieder verschiedene Sprührichtungen für das Löschmittel dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass die Komponente der Sprührichtung in Richtung der Rohrleitung 2 der Strömungsrichtung F entgegengesetzt ist. Auch hier ist deutlich zu erkennen, dass im Bereich des Zentrums der Rohrleitung 2 die die Sprührichtung darstellenden Pfeile am längsten sind. Dadurch wird dargestellt, dass zum einen die zur Verfügung stehende freie Wegstrecke hier am größten ist, und zum anderen durch die in diesem Bereich maximale Sprührate auch die erreichte Wurfweite maximiert wird. Dadurch ist gewährleistet, dass in diesem Bereich, wo das Sprühmittel die längste Verweilzeit in der Rohrleitung 2 hat, auch die weiteste Flugstrecke des Sprühmittels erreicht wird. Zudem kommt es dadurch, dass das Löschmittel in diesem Bereich die höchste Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Luftstrom hat, hier auch zur feinsten Zerstäubung des eingesprühten Löschmittels. Ohne den Einfluss der Gasströmung liefert die Düse ein elliptisches Sprühbild.
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2c zeigt die Anordnung aus 2a und 2b in einem Längsschnitt durch die Rohrleitung 2. Auch hier befindet sich die Düse 14 in Sprühstellung, weshalb das Formteil 18 in die Rohrleitung 2 hineinragt. Hier sind durch die Pfeile die verschiedenen Flugstrecken des eingesprühten Löschmittels angedeutet. Das Löschmittel wird also zunächst entgegen der Strömungsrichtung F in die Rohrleitung 2 eingesprüht und anschließend vom Gasstrom umgelenkt. In 2c ist deutlich zu erkennen, dass das so umgelenkte Sprühmittel eine sehr große Wegstrecke in der Rohrleitung 2 zurücklegt und daher auch eine sehr lange Verweildauer hat. Dadurch wird die Löschwirkung des Löschmittels deutlich erhöht, da die Chance, den Funken zu treffen, so erhöht wird.
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3 zeigt eine Vorderansicht einer Düse 14 in ihrer Sprühstellung. Die Düse 14 umfasst einen Düsenkörper 20, in dem ein Formteil 18 angeordnet ist. In den 3 und 4 ragt dieses Formteil 18 nach unten aus dem Düsenkörper 20 heraus. Dadurch wird eine Düsenöffnung 22 freigegeben, durch die Löschmittel aus der Düse 14 gesprüht werden kann.
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4 zeigt die gleiche Anordnung in einer Seitenansicht. Durch einen Pfeil ist wieder die Strömungsrichtung F des Gasstroms angedeutet. Sowohl in 3 als auch in 4 sind um den Düsenkörper 20 herum Schlüsselflächen 23 angeordnet, durch die die Düse 14 bei der Montage oder Demontage an bzw. in einer Rohrleitung 2 gedreht werden kann. An den Schlüsselflächen 23 kann beispielsweise ein Maulschlüssel angesetzt werden.
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Die 5 bis 8 zeigen verschiedene Ansichten eines Formteils 18. Das Formteil 18 ist in seiner Grundform ebenfalls zylindrisch ausgebildet und passt sich so an den ebenfalls zylindrisch ausgebildeten Düsenkörper, der in den 5 bis 8 nicht gezeigt ist, an. Etwa über seine halbe Mantelfläche, also über etwa 180 Grad seines Umfanges, ist das Formteil 18 mit einer Ausnehmung 24 versehen. Dadurch wird ein Fuß 26 gebildet, der sich an einem unteren Teil eines Stempels 28 anschließt. Dabei ist der Übergang zwischen Fuß 26 und Stempel 28 konkav ausgebildet, wie in den 5 und 6 zu erkennen ist.
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Die Ausnehmung 24 ist symmetrisch zu einer Symmetrieebene S ausgebildet, die in 5 durch eine vertikale Linie angedeutet ist. Diese Symmetrieebene S liegt mittig zur ebenfalls symmetrisch ausgebildeten Düsenöffnung 22 im Düsenkörper 20. Der Fuß 26 weist eine über den Umfang des Formteils 18 unterschiedliche Dicke D auf, die im Bereich der Symmetrieebene minimal ist und mit wachsendem Abstand zur Symmetrieebene ansteigt.
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Ein derartiges Formteil 18 ist innerhalb des Düsenkörpers 20 angeordnet. Wird das Formteil 18 relativ zum Düsenkörper 20 verschoben, etwa weil das Formteil 18 nach unten gedrückt oder der Düsenkörper 20 nach oben gezogen werden, wird durch die Ausnehmung 24 eine Düsenöffnung 22 ausgebildet. Ein Löschmittel, das durch eine derartige Düse 14 versprüht wird, bewegt sich nun entlang des Stempels 28 und wird vom Fuß 26 bzw. der konkaven Verbindung zwischen Fuß 26 und Stempel 28 abgelenkt. Dadurch, dass der Fuß 26 im Bereich der Symmetrieebene S die geringste Dicke D aufweist, ist hier die freigegebene Düsenöffnung 22 am größten, so dass hier am meisten Löschmittel durch die Düse 14 versprüht wird.
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Alternativ zu einer derartigen Ausgestaltung eines Formteils 18 kann selbstverständlich auch der Düsenkörper 20 einer Düse 14 so ausgestaltet werden, dass die gewünschten Effekte eintreten. Auch eine Kombination einer bestimmten Ausgestaltung eines Formteils und eines Düsenkörpers ist selbstverständlich denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- F
- Strömungsrichtung
- S
- Symmetrieebene
- D
- Dicke
- 2
- Rohrleitung
- 4
- Funke
- 6
- Sensor
- 8
- Steuerung
- 10
- Magnetventil
- 12
- Zuführleitung
- 14
- Düse
- 16
- Löschmittelkanal
- 18
- Formteil
- 20
- Düsenkörper
- 22
- Düsenöffnung
- 23
- Schlüsselflächen
- 24
- Ausnehmung
- 26
- Fuß
- 28
- Stempel
