DE102011007054A1 - Sound-reduced extinguishing nozzles - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Ausströmung eines Löschmediums (13) mit wenigstens einer Ausströmöffnung (22) angegeben. Dabei zeichnet sich die Ausströmöffnung (22) dadurch aus, dass das Löschmedium (13) eine so flache Strahlform annimmt, dass sich darin keine Strömungswirbel bilden können, die Schallwellen einer Wellenlänge des vom menschlichen Gehör wahrnehmbaren akustischen Spektrums aussenden würden. Dies wird durch die Geometrie der Ausströmöffnung (22) gewährleistet.A device for the outflow of an extinguishing medium (13) with at least one outflow opening (22) is specified. The outflow opening (22) is characterized by the fact that the extinguishing medium (13) assumes such a flat beam shape that no flow vortices can form therein that would emit sound waves of a wavelength of the acoustic spectrum that can be perceived by the human ear. This is ensured by the geometry of the outflow opening (22).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausströmung eines Löschmediums.The invention relates to a device for outflow of an extinguishing medium.
Im Bereich der Löschdüsen für gebäudeinstallierte Löschanlagen sind verschiedene Ausführungsformen bekannt. Generell werden Rohre an die Austrittsstelle der Löschanlage gelegt. Zweckdienlicherweise sind Gebäude-Löschanlagen deckenmontiert und je nach Raumvolumen und -geometrie sind mehrere Austrittsstellen vorgesehen. Die Rohrenden werden dann mit einer Löschdüse abgeschlossen. Dabei sind die Löschdüsen üblicherweise als Einschraubteile gefertigt, so dass die Montage vereinfacht möglich ist. Ein typisches Beispiel für eine Löschdüse ist etwa eine Hutmutter als Endkappe, in die Löcher gebohrt sind, die die Austrittsöffnungen für das Löschmedium bilden.Various embodiments are known in the field of extinguishing nozzles for building-installed extinguishing systems. Generally, pipes are placed at the exit point of the extinguishing system. Conveniently, building fire extinguishing systems are ceiling-mounted and depending on the volume and geometry of the space several exit points are provided. The pipe ends are then closed with a quenching nozzle. The extinguishing nozzles are usually made as Einschraubteile, so that the assembly is possible in a simplified manner. A typical example of an extinguishing nozzle is about a cap nut as an end cap, are drilled in the holes that form the outlet openings for the extinguishing medium.
Dabei können die Anzahl und der Lochdurchmesser auf die jeweilige Löschanwendung und die Raumgröße angepasst sein. Insbesondere wird die Löcheranzahl dafür individuell berechnet. Für die Berechnung der Löcheranzahl werden herstellerspezifische Berechnungsvorschriften bzw. Programme verwendet, die je nach Land auch zusätzliche behördliche Vorschriften und Prüfungen einhalten.The number and the hole diameter can be adapted to the respective extinguishing application and the room size. In particular, the number of holes is calculated individually. To calculate the number of holes, manufacturer-specific calculation rules or programs are used, which also comply with additional official regulations and tests, depending on the country.
Die Löschdüsenausgestaltung richtet sich auch nach der Art des Löschmediums, ob es sich um ein Gas oder eine Flüssigkeit handelt.The extinguishing nozzle design also depends on the type of extinguishing medium, whether it is a gas or a liquid.
Die Düsenform kann beispielsweise durch Strahlformengeometrien, wie etwa Prallplatten, ergänzt sein. Des Weiteren kann z. B. für ein Löschgas auch eine Drosselvorrichtung in der Löschdüse vorgesehen sein.The nozzle shape may be supplemented, for example, by beam geometry such as baffles. Furthermore, z. B. for a quenching gas and a throttle device may be provided in the extinguishing nozzle.
Alle bisherigen Löschdüsen haben das Problem, dass es bei einem Löschvorgang zu einer großen Lärmentwicklung kommt. Da bei verschiedenen Düsen ein Schallpegel von bis zu 140 dB erreicht werden kann, liegt dieser Lärmpegel in einem Bereich, der das menschliche Gehör schädigen kann. Und auch Geräte in einem zu löschenden Raum sind gefährdet. Auch bei rechtzeitiger Evakuierung aller Personen aus einem zu löschenden Raum stellt der hohe Lärmpegel ein Problem für die Stabilität von etwa den Festplatten in Rechen- oder Datenservicezentren dar. Es hat sich gezeigt, dass Festplatten bereits ab einem Lärmpegel von 120 dB teilweise sogar schon ab 110 dB fehlerhaft arbeiten. Bei einem höheren Lärmpegel kann es zu dauerhaften Beschädigungen oder sogar Zerstörung kommen.All previous extinguishing nozzles have the problem that it comes in a deletion process to a large noise. Since a noise level of up to 140 dB can be achieved with different nozzles, this noise level is within a range that can damage the human ear. And even devices in a room to be deleted are at risk. Even with timely evacuation of all persons from a room to be deleted, the high noise level is a problem for the stability of about the hard drives in computing or data centers. It has been shown that hard drives already from a noise level of 120 dB sometimes even from 110 dB working incorrectly. At a higher noise level, permanent damage or even destruction can occur.
Um den Lärmpegel bei einem Löschvorgang zu reduzieren, werden im Stand der Technik den Löschdüsen Schalldämpfer nachgeschaltet, welche zusätzlich durchströmt werden. Dazu dienen beispielsweise auch Sinterkörper. Die Durchströmung eines weiteren Bauteils setzt jedoch die Strömungsgeschwindigkeit stark herab. Außerdem eignen sich gewisse schalldämpfende Vorrichtungen nicht für chemische Löschmedien, da deren Verdampfung dann nicht gewährleistet ist. Außerdem ist keine ausreichende Durchmischung der Raumluft mit dem Löschgas gewährleistet, wenn die Strömungsgeschwindigkeit zu stark herabgesetzt wird.In order to reduce the noise level in an extinguishing process, in the prior art, the extinguishing nozzles downstream of silencer, which are additionally flowed through. For example, sintered bodies are also used for this purpose. The flow through another component, however, greatly reduces the flow velocity. In addition, certain sound-damping devices are not suitable for chemical extinguishing media, since their evaporation is then not guaranteed. In addition, a sufficient mixing of the room air is ensured with the quenching gas when the flow rate is lowered too much.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ausströmung eines Löschmediums mit verringerter Lärmentwicklung im Betrieb bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide a device for outflow of an extinguishing medium with reduced noise during operation.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a device according to
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Ausströmung eines Löschmediums. Dabei weist die Vorrichtung wenigstens eine Ausströmöffnung auf, wobei die Ausströmöffnung eine Geometrie aufweist, so dass ein durch diese Ausströmöffnung ausströmendes Medium eine Strahlform annimmt, die in wenigstens einer Ausdehnung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung geringer ist als die Untergrenze der Wellenlänge des vom menschlichen Gehör wahrnehmbaren akustischen Spektrums. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung zum Löschen von Gebäuderäumen dienen kann, in denen sensibles technisches Gerät betrieben wird, welches durch eine gewöhnliche Löschanlage gestört oder beschädigt werden würde. Außerdem hat die Vorrichtung den Vorteil, dass durch den verringerten Lärmpegel im Betrieb auch Personen, die sich noch in einem zu löschenden Raum aufhalten, nicht durch den Lärmpegel gefährdet werden.The device according to the invention serves for the outflow of an extinguishing medium. In this case, the device has at least one outflow opening, the outflow opening having a geometry such that a medium flowing out through this outflow opening assumes a beam shape which is at least one extension perpendicular to the propagation direction less than the lower limit of the wavelength of the acoustic spectrum perceivable by the human ear , This has the advantage that the device can be used to extinguish building spaces in which sensitive technical equipment is operated which would be disturbed or damaged by an ordinary extinguishing system. In addition, the device has the advantage that by the reduced noise level during operation, even persons who are still in a room to be deleted, are not endangered by the noise level.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausströmöffnung eine Geometrie auf, die in wenigstens einer Ausdehnung geringer ist als die Untergrenze der Wellenlänge des vom menschlichen Gehör wahrnehmbaren akustischen Spektrums. Mit einer derartigen Geometrie und Maximalmaßen für die Ausströmöffnung ist gewährleistet, dass die Strahlform des ausströmenden Mediums die akustischen Bedingungen erfüllt.In an advantageous embodiment of the invention, the outflow opening has a geometry which, in at least one extent, is less than the lower limit of the wavelength of the acoustic spectrum perceivable by the human ear. With such a geometry and maximum dimensions for the outflow opening ensures that the beam shape of the outflowing medium meets the acoustic conditions.
Die Löschdüse wird also insbesondere so gestaltet, dass der Querschnitt des Löschmittelstrahls zumindest in einer Richtung sehr schmal ist, d. h., dass ein sehr flacher Strahl des Löschmediums ausgeströmt wird und sich dadurch in dem freien Strahl keine Strömungswirbel bilden können, welche bei akustischen Frequenzen Schallwellen abstrahlen könnten.The extinguishing nozzle is thus designed in particular so that the cross section of the extinguishing agent jet is very narrow at least in one direction, d. h. That a very shallow beam of the extinguishing medium is emitted and thereby no flow vortex can form in the free beam, which could radiate sound waves at acoustic frequencies.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausströmöffnung eine spalt- oder schlitzförmige Geometrie auf. D. h., die Ausströmöffnung ist in einer ersten Ausdehnung sehr viel größer bzw. länger als in einer zweiten Ausdehnung senkrecht zu dieser ersten Ausdehnung. In a further advantageous embodiment of the invention, the outflow opening on a slit or slot-shaped geometry. In other words, the outflow opening is much larger or longer in a first expansion than in a second expansion perpendicular to this first expansion.
Insbesondere ist also der Querschnitt des Löschmittelstrahls einer Richtung sehr schmal, in einer anderen Richtung jedoch sehr langgezogen. Eine derartige flache Strahlform kann besonders gut durch die beschriebene spalt- oder schlitzförmige Geometrie der Ausströmöffnung erzeugt werden. Im Gegensatz zu bisherigen Düsenformen, die annähernd rotationssymmetrische Gasströmungen auslassen, wie sie etwa durch Bohrungen verursacht werden, hat der flache Gas- oder Flüssigkeitsstrahl den Vorteil, dass darin keine Strömungswirbel auftreten, die vom menschlichen Gehör erfassbare akustische Frequenzen abstrahlen.In particular, therefore, the cross section of the extinguishing agent jet is very narrow in one direction, but very elongated in another direction. Such a flat beam shape can be generated particularly well by the described gap-shaped or slot-shaped geometry of the outflow opening. In contrast to previous nozzle shapes that omit approximately rotationally symmetrical gas flows, such as are caused by drilling, the flat gas or liquid jet has the advantage that there is no flow vortex radiated by the human ear detectable acoustic frequencies.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Ausströmöffnung entlang einer Geraden. Derartige lange spalt- oder schlitzförmige gerade Geometrien für die Ausströmöffnungen sind vorzugsweise entlang eines Rohres angebracht, welches gleichermaßen zur Zufuhr des Löschmediums als auch zur Ausströmung dient. D. h., z. B. ein Rohrabschnitt an sich stellt die Löschdüse dar.In a further advantageous embodiment of the invention, the outflow opening runs along a straight line. Such long slit or slot-shaped straight geometries for the outflow openings are preferably mounted along a tube, which serves equally for supplying the extinguishing medium and for outflow. That is, z. B. a pipe section itself represents the extinguishing nozzle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Ausströmöffnung alternativ auf einem Bogen, insbesondere einem Kreisbogen. Diese Alternative zu dem geraden Verlauf ist beispielsweise an einem Rohrende von Vorteil. Dabei beschreibt die Ausströmöffnung einen Kreisbogen, durch den das Löschmedium austreten kann. In radialer Richtung ist die Ausströmöffnung wiederum höchstens so groß, dass die akustischen Bedingungen erfüllt sind.In a further advantageous embodiment of the invention, the outflow opening extends alternatively on a sheet, in particular a circular arc. This alternative to the straight course is advantageous for example at a pipe end. In this case, the outflow opening describes a circular arc through which the extinguishing medium can escape. In the radial direction, the outflow opening is in turn at most so great that the acoustic conditions are met.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Mehrzahl an Ausströmöffnungen auf. Die geraden schlitzförmigen Ausströmöffnungen können insbesondere parallel zueinander z. B. im Rohrmantel angeordnet sein. Die Kreisbogenausströmöffnungen können z. B. als konzentrische Kreisöffnungen unterschiedlichen Durchmessers an einem Rohrende angebracht sein.In an advantageous embodiment of the invention, the device has a plurality of outflow openings. The straight slot-shaped outflow openings can in particular parallel to each other z. B. be arranged in the pipe jacket. The Kreisbogenausströmöffnungen can z. B. be mounted as a concentric circular openings of different diameters at a pipe end.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausströmöffnung eine durchgehende Öffnung auf. D. h., die Ausströmöffnung ist eine durchgängige, nicht unterbrochene Öffnung in der Löschdüse, z. B. eine lange Spalte. Eine Alternative dazu stellt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, bei der die Ausströmöffnung eine Vielzahl an kleinen aneinander gereihten Öffnungen aufweist. D. h., die Ausströmöffnung ist aus einer Vielzahl an kleinen Löchern zusammengesetzt. Diese können insbesondere Bohrlöcher sein.In a further advantageous embodiment of the invention, the outflow opening has a through opening. D. h., The discharge opening is a continuous, uninterrupted opening in the extinguishing nozzle, z. For example, a long column. An alternative to this is a further advantageous embodiment of the invention, wherein the outflow opening has a plurality of small juxtaposed openings. That is, the outflow port is composed of a plurality of small holes. These can be in particular boreholes.
Diese kleinen Öffnungen, die die Ausströmöffnung bilden, sind vorzugsweise so aneinandergereiht, dass sie im Wesentlichen wie eine durchgehende Öffnung auf ein ausströmendes Medium wirken. Die Vielzahl an kleinen Öffnungen hat den Vorteil der mechanischen Stabilität der Vorrichtung und einer einfachen Herstellungsvariante, in der die Öffnungen als Bohrlöcher realisiert werden können.These small openings, which form the outflow opening, are preferably lined up in such a way that they act on an outflowing medium essentially like a through-opening. The multiplicity of small openings has the advantage of mechanical stability of the device and a simple manufacturing variant in which the openings can be realized as boreholes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind diese kleinen Öffnungen, die die Ausströmöffnung bilden, entlang einer Geraden angeordnet. Alternativ können die Öffnungen der Ausströmöffnung entlang eines Bogens, insbesondere eines Kreisbogens, angeordnet sein. Diese beiden Ausführungsformen sind besonders geeignet für ein Rohr bzw. eine Konusdüse. Dabei können die geraden Öffnungen entlang der Rohrachse im Rohrmantel verlaufen. Die kreisbogenförmigen Ausströmöffnungen sind vorzugsweise an einem Rohrende im Abschlussteil angeordnet.In a further advantageous embodiment of the invention, these small openings which form the outflow opening are arranged along a straight line. Alternatively, the openings of the outflow opening can be arranged along an arc, in particular a circular arc. These two embodiments are particularly suitable for a tube or a cone nozzle. The straight openings along the tube axis can run in the tube jacket. The arcuate outflow openings are preferably arranged at a pipe end in the end part.
Mit der Verwendung geeigneter Düsenformen kann durch deren Geometrie die Schallerzeugung reduziert werden. In einem flachen Strahl ist es räumlich nicht möglich, dass sich in dem ausströmenden Volumen Wirbel mit akustischer Rotationsfrequenz bilden. Neben der Schallreduktion im Betrieb hat die Vorrichtung noch den Vorteil, dass die angegebenen Ausströmdüsen einfach zu fertigen sind. Die neue Form lässt durch die Länge der Öffnung eine gute Verdampfung von chemischen Löschmitteln zu. Chemische Löschmittel sind beispielsweise Halon, HFC 227 oder Novec. Auch ist ein hoher Durchfluss an Löschmedium gewährleistet sowie eine schnelle homogene Verteilung des Löschmediums im Raum. Die durch die Löschdüsen erreichte Verteilung des Löschmediums gewährleistet eine schnelle Bildung einer Mindestlöschmittelkonzentration an allen Stellen des Raumes. Je nach Ausgestaltung der Löschdüse kann durch die neue Form der Ausströmöffnungen eine einzige Düse für einen Raum ausreichen, womit der Montageaufwand reduziert wird. Das Design ist skalierbar, d. h. auch auf Räume unterschiedlicher Größe anpassbar, allein durch die Anpassung einzelner geometrischer Parameter, ohne das Grunddesign verändern zu müssen. Außerdem sind die beschriebenen Löschdüsen sehr kostengünstig herstellbar.With the use of suitable nozzle shapes can be reduced by the geometry of the sound production. In a flat jet, it is spatially impossible for eddies with acoustic rotational frequency to form in the outflowing volume. In addition to the reduction in noise during operation, the device also has the advantage that the specified discharge nozzles are easy to manufacture. The new shape allows for the length of the opening to a good evaporation of chemical extinguishing agents. Chemical extinguishing agents are for example Halon, HFC 227 or Novec. Also, a high flow rate of extinguishing medium is ensured and a rapid homogeneous distribution of the extinguishing medium in the room. The achieved by the extinguishing nozzles distribution of the extinguishing medium ensures rapid formation of a minimum extinguishing agent concentration at all points in the room. Depending on the design of the extinguishing nozzle can be sufficient by the new shape of the discharge openings a single nozzle for a room, whereby the assembly cost is reduced. The design is scalable, d. H. It can also be adapted to rooms of different sizes, simply by adapting individual geometrical parameters without having to change the basic design. In addition, the extinguishing nozzles described are very inexpensive to produce.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die
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