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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen von Bränden an Gebäuden und Anlagen.
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In neuerer Zeit werden Gebäude und Anlagen mit Photovoltaik-, das heißt Solaranlagen zur Energiegewinnung ausgerüstet. Derartige Photovoltaikanlagen weisen in bekannter Weise Mehrfachanordnungen von miteinander in Seriell- und Parallelverbunden verschalteten Photovoltaikmodulen auf, die an den Außenseiten von Gebäuden und Anlagen, insbesondere Dächern, angeordnet sind.
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Ein wesentliches Problem bei derartigen Anordnungen tritt im Falle eines Brandes auf. An den Photovoltaikmodulen steht während der Belichtung eine hohe Spannung an, die typischerweise bei bis zu 1000 Volt liegen kann. Tritt nun ein Brand auf, können Gebäude und Anlagen mit Photovoltaikmodulen mit Löschwasser oder dergleichen nicht gelöscht und oft auch nicht gefahrlos betreten werden, da hierbei die Gefahr von Stromschlägen besteht, was eine erhebliche Gefährdung für das Löschpersonal bedeuten würde. Daher ist man gezwungen bei Auftreten von Bränden an derartigen Gebäuden oder Anlagen komplette Dachstühle oder Bauten mit Photovoltaikmodulen komplett abbrennen lassen zu müssen.
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Um diesem Problem zu begegnen ist versucht worden, durch schaltungstechnische Maßnahmen eine Betriebsunterbrechung von Photovoltaikanlagen herbei zu führen. Derartige Einrichtungen können insbesondere Sicherungen aufweisen, wie in der
JP 110 40 838 A beschrieben. Problematisch hierbei ist, dass vom Löschpersonal im Brandfall nicht geprüft werden kann, ob die Sicherungen tatsächlich ansprechen oder ob aufgrund der Hitzeentwicklung oder Alterung die Sicherungen defekt sind. Damit aber bleibt ein hohes Risiko für das Löschpersonal, welches letztlich ein Löschen der Photovoltaikmodulen verhindert.
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Aus der
DE 10 2008 029 491 B4 ist eine Schutzvorrichtung für eine Solaranlage bekannt. Im Fall einer Störung, insbesondere in einem Brandfall, werden die stromführenden Leitungen der Solaranlage mit Sprengkapseln aufgetrennt und so mechanisch unterbrochen. Da der Sprengvorgang selbst gefahrbringend sein kann, da dadurch Lichtbögen oder dergleichen entstehen können, sind den Sprengkapseln Löscheinheiten zugeordnet.
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Eine derartige Schutzvorrichtung birgt jedoch ein andauerndes Risiko, da mit den Sprengkapseln am Gebäude potentielle Gefahrenherde installiert werden. Zudem können die Funktionen dieser Schutzvorrichtung nicht geprüft werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dessen ein gefahrloses, sicheres Löschen von Gebäuden und Anlagen mit Photovoltaikmodulen ermöglicht wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen von Bränden an Gebäuden und Anlagen mit vorhandenen Photovoltaikmodulen. Zum Löschen wird ein Wasserstrahl aus einem Wasserrohr geführt. Dem Wasserrohr werden Hartkörper zugeführt, die mit dem Wasserstrahl aus dem Wasserrohr austreten. Damit können die Photovoltaikmodule zertrümmert werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein sicheres und für das Löschpersonal gefahrloses Löschen von Bränden an Gebäuden und Anlagen, die Photovoltaikanlagen mit Photovoltaikmodulen an den Außenseiten aufweisen, gewährleistet.
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Das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass mit den Hartkörpern, die dem Wasserstrahl zugeführt werden, schnell und effizient die Photovoltaikmodule zertrümmert werden können, so dass dort keine hohe Spannungen mehr anliegen und damit der Brand ohne Gefährdungen für das Löschpersonal gelöscht werden kann.
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Ein wesentlicher Vorteil hierbei ist, dass der Hartkörper durch den Wasserstrahl des Wasserrohrs auf ein Zielobjekt geführt wird. Das Löschpersonal kann damit den Wasserstrahl genau auf das Zielobjekt ausrichten um dann den Hartkörper exakt der Bahn des Wasserstrahls folgend sicher und genau auf das Zielobjekt ausrichten. Dadurch wird ein sicherer Gebrauch der Hartkörper gewährleistet.
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Mit dem Hartkörper wird ein punktueller Energieeintrag auf dem Zielobjekt, insbesondere einem Photovoltaikmodul, erzeugt. Dadurch wird auf dem Zielobjekt lokal gezielt eine Beschädigung herbei geführt, das heißt das Zielobjekt wird lokal aufgerissen. Mit dem auf den Hartkörper nachfolgenden Wasserstrahl wird die Einrißstelle schnell vergrößert, wodurch das Zielobjekt effizient zertrümmert wird. Sollte bei einem ersten Auftreffen eines Hartkörpers noch keine hinreichende Beschädigung des Zielobjekts erreicht werden, kann dieses mit einer freiwählbaren Folge von Hartkörpern beaufschlagt werden.
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Photovoltaikmodule weisen typischerweise mit Glasabdeckungen abgedeckte Solarzellen auf. Der oder die auf ein solches Photovoltaikmodul auftreffenden Hartkörper durchschlagen die Glasabdeckungen und reißen diese mit Unterstützung des Wasserstrahls ab. Damit liegen die Solarzellen frei, die mit erheblich geringeren Energieeinträgen zerstört werden können, was mit darauffolgenden Hartkörpern einfach erreicht werden kann. Durch die so zerstörten Solarzellen werden die elektrischen Leitungen der Photovoltaikmodule zerstört und damit die Verkettungen der Einzelmodule zu Mehrfachmodulen unterbrochen, was zum Zusammenbruch der vom Photovoltaikmodul generierten Spannung führt. Damit kann nachfolgend das Gebäude oder die Anlage ohne jegliche Gefahren wie Stromschläge oder Kurzschlüsse mit dem Wasserstrahl sofort gelöscht werden, so dass die Voraussetzungen dafür gegeben sind, beim Löschvorgang einen größtmöglichen Erhalt der Bausubstanz zu gewährleisten. Zudem wird dadurch das Risiko bei der Rettung von Menschen und Tieren durch das Löschpersonal verringert.
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Dabei ist vorteilhaft, dass mit dem Hartkörper selektiv nur die Photovoltaikmodule zerstört werden, so dass mit dem Hartkörper bei der Brandbekämpfung nur das zerstört wird, was sowieso nicht gerettet werden kann.
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Die Bruchstücke, die bei der Zertrümmerung durch die Hartkörper entstehen, fallen nur dort an, wo sich im Brandfall niemand aufhalten darf, das heißt dies bedeutet keine zusätzliche Personengefährdung.
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Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin, dass insbesondere kleinere Bruchstücke oder Splitter, die beim Zertrümmern der Photovoltaikmodule mit dem Hartkörper entstehen, durch den sofort nachströmenden Wasserstrahl aufgefangen, das heißt derart gebunden werden, dass diese nicht frei herumspritzen. Dadurch werden Gefährdungen von Personen weiter vermieden.
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Da die Betätigung der Hartkörper über das Wasserrohr erfolgt, das zum Löschen verwendet wird, kann eine Bedienperson, das heißt ein Feuerwehrmann einerseits das Wasserrohr zum Löschen einsetzen und andererseits nach seiner Wahl gezielt Objekte mit dem Hartkörper beaufschlagen. Beide Aktionen können in sicherer Entfernung von typischerweise mehr als 10 Meter vom Brandherd durchgeführt werden, so dass für die Bedienperson keine Gefahren, insbesondere keine elektrischen Gefahren bestehen. Besonders vorteilhaft erfolgt die Bedienung des Wasserrohrs so, dass die Bedienperson von oben, beispielsweise einem Löschfahrzeug, die Hartkörper auf die Zielobjekte richten kann.
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Andererseits ist durch die Ankopplung an das Wasserrohr die Reichweite für die Beaufschlagung von Objekten mit den Hartkörpern an die Reichweite des Wasserstrahls angepasst, was durch die Führung der Hartkörper über den Wasserstrahl zu einer hohen Zielgenauigkeit führt und andererseits die Gefahr von unterwünschten Querschlägern oder Abprallern der Hartkörper minimiert.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die zur Zertrümmerung der Photovoltaikmodule eingesetzten Hartkörper selbst nicht gefahrbringend sind, das heißt keine explosiven Stoffe, Treibladungen, Federn, Gase oder giftige chemische Stoffe enthalten. Die Hartkörper sind dadurch auch unbegrenzt lagerfähig und können bei Übungen auch recycelt werden. Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Hartkörper nach dem Brandeinsatz problemlos mit dem anfallenden Brandschutt entsorgt werden können.
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Die als Kugeln ausgebildeten Hartkörper können einerseits aus Massivkörpern bestehen, wobei diese vorteilhaft aus Stahl bestehen können. Auch andere Materialien wie weitere metallische Werkstoffe, Keramiken oder Glas sind denkbar. Derartig ausgebildete Hartkörper können kostengünstig hergestellt werden. Weiterhin können die Hartkörper als Hohlkörper ausgebildet sein, wobei in diesen brandhemmende Materialien oder die Brandlöschung unterstützende Materialien angeordnet sein können. Die auf den Zielobjekten auftreffenden Hartkörper platzen dann auf, so dass die brandhemmenden Materialien austreten können, wodurch der Löschvorgang beschleunigt wird.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dem Wasserrohr eine Dosiervorrichtung zugeordnet. Mittels der Dosiervorrichtung werden die Hartkörper aus einem Reservoir einzeln dem Wasserrohr zugeführt.
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Die Dosiervorrichtung ist bedienerfreundlich ausgebildet, so dass diese ohne besondere Einweisung vom Löschpersonal bedient werden kann. Die Funktion der Vorrichtung ist derart, dass die Hartkörper aus dem Reservoir einzeln in das Wasserrohr eingeführt werden um dann über das Wasserrohr in Richtung eines Zielobjekts, insbesondere eines Photovoltaikmoduls, ausgegeben zu werden. Innerhalb des Wasserrohrs erfolgt dabei eine Beschleunigung des Hartkörpers bis dieser die Geschwindigkeit des Wasserstrahls erreicht.
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Um ein Verkanten der Hartkörper bei der Führung zum und im Wasserrohr zu vermeiden, sind diese kugelförmig ausgebildet. Der Innendurchmesser des Wasserrohrs von der Eintrittsstelle der Hartkörper bis zum Austritt ist etwas größer als der Durchmesser der Hartkörper, so dass diese mit geringem Spiel und damit mit geringstmöglicher Reibung im Wasserrohr geführt werden.
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Vorteilhaft weist die Dosiervorrichtung, eine Vereinzelungseinheit zum Vereinzeln der Hartkörper auf. Die Vereinzelungseinheit arbeitet beispielsweise mittels eines Kolbenantriebs, eines Kugelgetriebes oder einer Mechanik.
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Mit der Vereinzelungseinheit wird erreicht, dass immer nur ein Hartkörper in das Wasserrohr eingeführt und dann über dieses ausgeführt wird. Die Zufuhr von Hartkörpern in das Wasserrohr erfolgt mittels der Vereinzelungseinheit vorzugsweise derart, dass dabei der Wasserstrahl im Wasserrohr nicht beeinträchtigt wird, das heißt es treten durch den Hartkörper keine Rückstöße auf den nachdringenden Wasserstrahl auf. So wird der Wasserstrahl nur kurzzeitig unterbrochen, bis der Hartkörper im Wasserrohr auf die Geschwindigkeit des Wasserstrahls beschleunigt wird. Dies kann durch geeignete Dimensionierungen der Komponenten der Dosiervorrichtung und des Wasserrohrs erfolgen. Weiterhin können hierzu Entlastungsöffnungen im Wasserrohr vorgesehen sein, durch die überschüssiges Wasser bei Einführen des Hartkörpers in das Wasserrohr entweichen kann. Die Entlastungsöffnungen können vorzugsweise mit Ventilen oder dergleichen verriegelt werden, wobei diese typischerweise geschlossen sind, wenn kein Hartkörper dem Wasserrohr zugeführt wird. Weiterhin kann mit den Entlastungsöffnungen auch ein Rückfließen von Wasser in die Dosiervorrichtung verhindert werden, wenn gerade ein Hartkörper dem Wasserrohr zugeführt wird. Ein derartiges Rückströmen von Wasser in die Dosiervorrichtung kann auch durch eine Ausbildung der Vereinzelungseinheit derart ausgeschlossen werden, dass diese Verschlussmittel aufweist, die die Vereinzelungseinheit sofort nach Ausführen eines Hartkörpers in das Wasserrohr verriegeln.
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Zweckmäßig weist die Dosiervorrichtung eine maschinelle und/oder manuell arbeitende Bedieneinheit auf.
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Aus Sicherheitsgründen empfiehlt es sich in jedem Fall eine manuelle Bedieneinheit wie zum Beispiel eine Handkurbel vorzusehen, da diese keine störanfälligen elektrischen oder maschinellen Komponenten aufweist und daher ausfallsicher ist.
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Eine solche Handkurbel kann so ausgelegt sein, dass pro Umdrehung ein oder mehrere Hartkörper dem Wasserrohr zugeführt werden. Durch ein Schneckengetriebe oder dergleichen kann ein unerwünschtes zufälliges selbsttätiges Drehen der Handkurbel unterbunden werden, wodurch eine unerwünschte zufällige Zufuhr eines Hartkörpers zum Wasserrohr unterbunden wird.
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Der Bedienkomfort kann weiter dadurch erhöht werden, dass eine maschinelle Bedieneinheit vorgesehen ist, die zum Beispiel einen elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch arbeitenden Motor aufweist.
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Generell weist die Bedieneinheit als zusätzliches Sicherungsmittel eine Verriegelung auf. Eine Bedienperson muss dann aktiv die Bedieneinheit entriegeln, um die Bedieneinheit betätigen zu können. Ein zufälliges Einführen von Hartkörpern in das Wasserrohr wird dadurch ausgeschlossen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann dem Wasserstrahl über die Dosiervorrichtung Schaum oder Schaumbildner mit Luft zugeführt werden.
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Zudem kann auf ein am Austritt des Wasserrohrs angeordnetes Mundstück, ein Strahlstörer aufgebracht werden. Mit dem Strahlstörer kann ein Sprühwasserstrahl für Löscharbeiten bei geringer Reichweite generiert werden, der zum Beispiel zum Eigenschutz oder einem flächigen Bewässern dient.
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Dabei ist der Strahlstörer bevorzugt klappbar am Mundstück des Wasserrohrs angeordnet. Der Strahlstörer wird zur Vermeidung von Beschädigungen weggeklappt, wenn Hartkörper aus dem Wasserrohr ausgeführt werden.
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Damit können mit einem einzigen Wasserrohr unterschiedliche Funktionen erfüllt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1: Schematische Darstellung des vorderen Endes eines Wasserrohrs einer Löscheinrichtung mit einer zugeordneten Dosiervorrichtung zum Eintrag von Hartkörpern in das Wasserrohr bei aus dem Wasserrohr austretenden Wasserstrahl.
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2: Anordnung gemäß 1 bei Austritt eines Hartkörpers aus dem Wasserrohr
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Die 1 und 2 zeigen das vordere Ende eines Wasserrohrs 1 einer im Weiteren nicht dargestellten Löscheinheit zum Löschen von Bränden. Die Löscheinheit kann in bekannter Weise von einem Löschfahrzeug mit einer ein- und ausfahrbaren Leiter gebildet sein, wobei das Wasserrohr 1 an der Leiter vorteilhaft so positionerbar ist, dass eine Bedienperson von der Leiter aus mit dem Wasserrohr 1 einen Brand löschen kann.
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Dem Wasserrohr 1 ist eine Dosiervorrichtung 2 zugeordnet, mittels derer einzeln dem Wasserrohr 1 kugelförmige Hartkörper 3 zugeführt werden können.
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Die Dosiervorrichtung 2 weist ein Reservoir in Form eines Vorratsbehälters 4 auf, in dem ein Vorrat von Hartkörpern 3 gelagert ist. Mittels einer Vereinzelungseinheit 5 können einzeln Hartkörper 3 aus dem Vorratsbehälter 4 ausgeführt und in das Wasserrohr 1 eingeführt werden. Die Vereinzelungseinheit 5 wird mit einer Bedieneinheit 6 betätigt. Bei jeder Betätigung wird ein Hartkörper 3 dem Wasserrohr 1 zugeführt.
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1 zeigt die Standardfunktion des Wasserrohrs 1, bei welcher über das Wasserrohr 1 ein Wasserstrahl 7 ausgeleitet wird um einen Brand zu löschen.
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Für den Fall, dass ein Brand an einem Gebäude oder Anlage gelöscht werden soll, an dessen Außenseite Photovoltaikmodule einer Photovoltaikanlage angeordnet sind, besteht beim Löschen des Brands die Gefahr von Stromschlägen und Kurzschlüssen, da die Anordnung der Photovoltaikmodule mit hohen Spannungen, typisch bis 1000 Volt beaufschlagt ist.
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Um diese Gefahr zu vermeiden werden zu Beginn des Löschvorgangs mit den Hartkörpern 3 die Photovoltaikmodule gezielt zertrümmert. Hierzu wird je nach Bedarf eine bestimmte Anzahl von Hartkörpern 3 einzeln aus dem Vorratsbehälter 4 entnommen und dem Wasserrohr 1 zugeführt, so dass der jeweilige Hartkörper 3 mit dem Wasserstrahl 7 auf das zur zertrümmende Photovoltaikmodul geführt ist.
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Der Eintrag eines Hartkörpers 3 in das Wasserrohr 1 erfolgt so, dass der Wasserstrahl 7 nur kurzzeitig unterbrochen wird. Das vordere Ende des Wasserrohrs 1 bildet eine Beschleunigungsstrecke, in der der Hartkörper 3 durch den nachfolgenden Wasserstrahl 7 auf die Geschwindigkeit des Wasserstrahls 7 beschleunigt wird und dann in der gleichen Richtung wie der Wasserstrahl 7 aus dem Wasserrohr 1 austritt (2) und mit diesem auf das Photovoltaikmodul geführt ist. Die Bahn des Hartkörpers 3 ist somit durch den Wasserstrahl 7 vorgegeben und kann so von der Bedienperson einfach kontrolliert werden.
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Die Durchmesser der Hartkörper 3 sind an den Durchmesser des Wasserrohrs 1 so angepasst, dass diese im Wasserrohr 1 mit geringem Spiel und damit reibungsarm geführt sind. Die Hartkörper 3 sind im vorliegenden Fall als Massivkörper ausgebildet, beispielsweise in Form von Kugellagerkugeln oder Glaskugeln, die kostengünstig herstellbar sind. Alternativ können die Hartkörper 3 als Hohlkörper ausgebildet sein, in denen brandhemmende Substanzen enthalten sind. Bei Auftreffen der Hartkörper 3 auf Zielobjekte platzen diese auf, so dass die brandhemmenden Substanzen austreten können. In jedem Fall sind die Hartkörper 3 so beschaffen, dass diese rein passive Körper bilden, von denen selbst keine Gefahren wie Explosionen ausgehen.
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Die Vereinzelungseinheit 5 der Dosiervorrichtung 2 arbeitet derart, dass die Hartkörper 3 einzeln dem Wasserrohr 1 so zugeführt werden, dass der Wasserstrahl 7 im Wasserrohr 1 nicht gestört wird, das heißt nur kurz bei Einführen des Hartkörpers 3 unterbrochen wird. Dann jedoch fließt der Wasserstrahl 7 sofort ungehindert weiter und beschleunigt den Hartkörper 3 im Wasserrohr 1 bis er schließlich mit der Geschwindigkeit des Wasserstrahls 7 aus dem Wasserrohr 1 ausgetragen wird.
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Weiterhin ist die Vereinzelungseinheit 5 so ausgebildet, dass bei Einführen eines Hartkörpers 3 in das Wasserrohr 1 kein Wasser in die Vereinzelungseinheit 5 zurückströmt.
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Die Vereinzelungseinheit 5 kann eine mit der Bedieneinheit 6 betätigbare Kolbeneinheit aufweisen, wobei ein in einem Führungsrohr geführter Kolben eine oszillierende Bewegung ausführt, um einen Hartkörper 3 aus dem Vorratsbehälter 4 in das Wasserrohr 1 zuführen. Mittels eines geeigneten Mechanismus wird dabei sichergestellt, dass in der nur ein Hartkörper 3 in das Führungsrohr eingeführt wird. Weiterhin ist am Ausgang des Führungsrohrs ein Verschlussmechanismus vorgesehen der das Führungsrohr sofort verriegelt, wenn ein Hartkörper 3 aus diesem in das Wasserrohr 1 eingeführt wird. Dadurch wird ein Einströmen von Wasser in das Führungsrohr vermieden.
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Alternativ kann die Vereinzelungseinheit 5 ein Kugelgetriebe aufweisen, bei welchem eine Einzelausführung von Hartkörper 3 zum Wasserrohr 1 durch eine geeignete Schraube und geeignet ausgebildeten Gängen eines Gehäuses vorgesehen ist.
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Die Bedieneinheit 6 besteht im vorliegenden Fall aus einer Handkurbel die mechanisch betätigt wird. Zudem kann auch ein motorischer antrieb mit einem Elektromotor, einer Pneumatik oder einer Hydraulik als Bedieneinheit 6 vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserrohr
- 2
- Dosiervorrichtung
- 3
- Hartkörper
- 4
- Vorratsbehälter
- 5
- Vereinzelungseinheit
- 6
- Bedieneinheit
- 7
- Wasserstrahl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 11040838 A [0004]
- DE 102008029491 B4 [0005]
