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Der Gegenstand betrifft einen Löschdüsenkopf zum Erzeugen eines Nebels aus Löschfluid, vorzugsweise Löschflüssigkeit, wie z.B. Wasser.
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Brandbekämpfung mit Hilfe von Wassernebel ist hinlänglich bekannt. Bei dieser Form der Brandbekämpfung wird Löschfluid, vorzugsweise Wasser, durch eine Düse fein zerstäubt, so dass kleinste Wassertröpfchen mit Durchmessern zwischen 10 μm und einigen 100 μm entstehen. Diese kleinen Wassertröpfchen werden mit Hilfe eines hohen Drucks aus der Löschdüse ausgebracht und auf einen Brandherd gerichtet. Hierdurch wird eine starke Kühlung des Brandherdes erreicht, wodurch eine gute Brandbekämpfung möglich ist. Außerdem ist mit Hilfe des Nebels eine Einhausung des Brandherdes möglich, dergestalt, dass die Sauerstoffversorgung des Brandherdes beeinträchtigt ist.
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Bei der Gestaltung der Düsen als auch der Düsenköpfe ist in der Vergangenheit großer Wert darauf gelegt worden, den Nebel mit Hilfe von sogenannten Düseneinsätzen zu erzeugen. Hierbei werden Düseneinsätze in Löschdüsenköpfe eingeschraubt. Die Düseneinsätze haben kleine Düsenöffnungen, durch die das Löschfluid austreten kann. Beim Austreten aus der Düsenöffnung wird das Löschfluid aufgerissen wodurch die Nebeltropfen entstehen. Die Verwendung von Düseneinsätzen ist jedoch aufwendig und teuer, so dass man auf der Suche nach günstigeren Löschdüsenköpfen ist.
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Die Druckschrift
WO 2007/051 897 A1 beschreibt einen Löschdüsenkopf zum Erzeugen und Sprühen eines Nebels aus Löschfluid. Dieser besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse, einer Einströmöffnung und einem Hauptkanal für das Löschfluid. Zusätzlich beinhaltet der Löschdüsenkopf zumindest eine Hülse, welche innerhalb oder außerhalb des Gehäuses angebracht sein kann. Sowohl Gehäuse als auch Hülse weisen jeweils zumindest eine Öffnung auf, welche die Funktion einer Düse übernehmen. Der Löschdüsenkopf kann zusätzlich zu den Bohrungen mit einer Nut versehen sein, welche ebenfalls als Strömungskanal fungiert und deren Verlauf innerhalb des Löschdüsenkopfes ist.
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Die
EP 0 972 574 A1 betrifft einen Flüssigkeitszerstäuber, insbesondere für den Brandschutz. Dieser umfasst einen mit einem Flüssigkeitseintritt versehenen Kopf und mindestens einer einen Sitz bildenden Öffnung, in dem ein Zerstäubereinsatz untergebracht ist. Dieser Zerstäubereinsatz weist drei schraubenförmige konische Nuten auf, welche den Strömungskanal bilden. Die Flüssigkeit fließt von der Einströmöffnung und durch diese schraubenförmigen Strömungskanäle und tritt schließlich unter Bildung eines hohlkegeligen Nebels aus der Düse aus.
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Die
EP 1 944 066 A2 offenbart einen Löschdüsenkopf zum Erzeugen eines Sprühnebels, vorzugsweise zum Löschen von Feuer. Der Löschdüsenkopf umfasst im Wesentlichen eine Einströmöffnung für das Löschfluid, einen Durchfluss und Öffnungen für den Austritt des Sprühnebels. Die Öffnungen werden dabei durch zwei hintereinander angeordnete zylinderförmige Bohrungen gebildet. Die Tiefe des Strömungskanals ist dabei so gewählt, dass der turbulente Sprühstrahl beim Austritt aus dem Düsenkanal auf die Wände des Strömungskanals trifft.
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Die
WO 2008/036 298 A2 beschreibt einen Löschdüsenkopf, dessen Gehäuse stirnseitig mehrere sich überschneidende Facetten aufzeigt. Die Facetten weisen Vertiefungen auf, in welche bewegliche Düsen zum Erzeugen und Freisetzen eines Sprühnebels gesetzt werden. Die Vertiefung ist dabei so gewählt, dass die Düse nicht aus der Außenfläche des Löschdüsenkopfes herausragt. Dies sollte das Anbringen einer Abdeckung ermöglichen, um die Düsen vor Schmutzablagerungen zu schützen. Die Abdeckung wird dabei in die Vertiefung gepresst und bei Austritt des Sprühnebels aus dieser herausgedrückt.
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Auch ist die
EP 1 239 926 A1 zu nennen. Diese beschreibt einen Löschdüsenkopf, bei dem Düsenöffnungen mittels Bohren in den Löschdüsenkopf eingebohrt sind. Zur Erzeugung eines ebenmäßigen, gleich verteilten und feinen Nebelmusters wird vorgeschlagen, zwei konzentrische Bohrungen in Strömungsrichtung hintereinander anzuordnen, so dass der Fluidstrahl, der aus einer ersten Bohrung austritt und dort aufreißt, auf die Wand der zweiten Bohrung trifft, wodurch erreicht werden soll, dass der Nebel noch feiner aufgespalten wird.
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Nachteilig hierbei ist jedoch, dass durch die konzentrischen Bohrungen nur ein kegelförmiges Sprühmuster erzeugbar ist.
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Ferner ist nachteilig, dass durch das Aufprallen der Fluidtröpfchen auf die Innenwand der zweiten Bohrung erhebliche kinetische Energie verloren geht und der Sprühstrahl nur noch geringe Durchschlagskraft hat.
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Aus diesem Grunde lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Löschdüsenkopf zur Verfügung zu stellen bei dem in besonders einfacher Weise ein Sprühstrahl mit hoher Durchschlagskraft und feiner Tröpfchenverteilung erzeugt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Löschdüsenkopf nach Anspruch 1 gelöst. Insbesondere wird gegenständlich ein Löschdüsenkopf mit einer Löschfluid aufnehmenden Einströmöffnung, vorzugsweise einer Einströmbohrung vorgeschlagen.
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Die Einströmöffnung ist in der Regel an einem Ende des Löschdüsenkopfes angeordnet. Dieses Ende lässt sich in der Regel mittels eines Gewindes in eine Aufnahme einer Rohrleitung hineinschrauben. Vorzugsweise wird dabei ein O-Ring vorgesehen, um die Verbindung zwischen Löschdüsenkopf und Rohrleitung nach außen hin abzudichten, so dass Löschfluid aus dieser Schraubverbindung nicht austreten kann.
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Der Löschdüsenkopf weist ein Gehäuse mit einer Außenfläche auf. Vorzugsweise ist der Löschdüsenkopf aus Edelstahl gebildet, kann jedoch auch aus anderen Eisenlegierungen und auch aus Kupferlegierungen geformt sein. Besonders einfach lässt sich ein Sprühmuster einstellen, da in der Außenfläche des Löschdüsenkopfes eine einen Strömungskanal bildende Öffnung vorgesehen ist. Die Öffnung springt dabei in der Regel von der Außenfläche des Löschdüsenkopfes zurück.
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Um das Löschfluid von der Einströmöffnung zu dem Strömungskanal zu befördern, wird ein Düsenkanal vorgeschlagen. Vorzugsweise mündet der Düsenkanal in einer Düsenöffnung. Die Düsenöffnung ist vorzugsweise dergestalt, dass diese einen Nebel aus Löschfluid freisetzt und in dem Strömungskanal angeordnet ist. Eine im Wesentlichen laminare Fluidströmung in dem Düsenkanal reißt beim Austritt aus dem Düsenkanal durch die Düsenöffnung in einen turbulenten Sprühstrahl auf. Dies liegt daran, dass die Druckverhältnisse innerhalb des Düsenkanals und unmittelbar außerhalb des Düsenkanals an der Düsenöffnung stark unterschiedlich sind, so dass das Löschfluid, sobald es den Düsenkanal verlässt, nur noch einem geringen Umgebungsdruck ausgesetzt ist und aufreißt, wobei die Nebeltropfen gebildet werden.
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Zur Verbindung des Düsenkanals mit der Einströmöffnung ist ein Durchfluss vorgesehen. Das Löschfluid fließt von der Einströmöffnung über den Durchfluss in den Düsenkanal. Das Löschfluid tritt aus dem Düsenkanal aus der Düsenöffnung aus, wobei es in einen turbulenten Sprühstrahl aufreißt und der Sprühstrahl gelangt durch den Strömungskanal in die Umgebung des Löschdüsenkopfes.
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Zur Erzeugung eines asymmetrischen, vorzugsweise nicht punktsymmetrischen, vorzugsweise ovalen oder elliptischen Sprühbilds mit hoher Durchschlagskraft, wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal eine radial zur Düsenöffnung asymmetrische Ausdehnung hat. Das bedeutet, dass entlang des Strömungskanals radial in Richtung der Düsenöffnung strömende Zuluft zu ungleichen Druckverhältnissen an der Düsenöffnung führt, derart, dass ein aus der Düsenöffnung austretender turbulenter Sprühstrahl aus Löschfluid ein ungleiches, vorzugsweise ovales Nebelsprühbild aufweist. Das Nebelsprühbild wird dabei in einer Ebene vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung gemessen. Vorzugsweise wird das Sprühbild in einer Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung betrachtet.
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Es ist erkannt worden, dass im Gegensatz zu dem Stand der Technik ein Strömungskanal vorteilhaft ist, der zu asymmetrischen, radial ungleichen Druckverhältnissen an der Düsenöffnung führt. Hierzu wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal radial zur Düsenöffnung eine asymmetrische, ungleiche Ausdehnung hat. Das bedeutet, dass der Strömungswiderstand innerhalb des Strömungskanals in verschiedenen, radialen Richtungen zur Düsenöffnung ungleich ist. So kann z.B. in einer ersten Richtung radial zur Düsenöffnung ein erster Druck durch die Zuluft erzeugt werden, der geringer ist als ein Druck durch die Zuluft in einer zweiten radial zur Düsenöffnung und vorzugsweise senkrecht zur ersten verlaufenden Richtung. Durch eine geeignete Gestaltung des Strömungskanals kann der Strömungswiderstand in dem Strömungskanal radial zur Düsenöffnung variiert werden, so dass das Sprühbild ungleichmäßig, nicht zylindrisch oder kegelförmig ist, welches aus dem Strömungskanal austritt.
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Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn der Strömungskanal so ist, dass ausreichend Zuluft in Richtung der Düsenöffnung geleitet werden kann, so dass der aufgerissene turbulente Sprühstrahl, der aus der Düsenöffnung austritt, unmittelbar nach dem Austritt wieder eingeschnürt wird. Das Einschnüren geschieht durch die durch den Sprühstrahl angesaugte Zuluft, die mit dem Sprühstrahl mitgerissen wird und somit zu einem Druckgefälle von außerhalb des Sprühstrahls nach innerhalb des Sprühstrahls führt. Dieses Druckgefälle führt zu einem Einschnüren des turbulenten Sprühstrahls.
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Um die Durchschlagskraft des Sprühstrahls nicht negativ zu beeinflussen, ist vorgeschlagen, dass das Einschnüren durch die Zuluft derart ist, dass der Sprühstrahl im Wesentlichen an zumindest einer Wand des Strömungskanals vorbeigeführt wird. Es ist erkannt worden, dass das Auftreffen der Nebeltröpfchen bzw. des turbulenten Sprühstrahls auf eine Wand eines Strömungskanals nachteilig im Hinblick auf die Durchschlagskraft ist. Um die Durchschlagskraft des Sprühstrahls hoch zu halten, wird daher durch geeignete Gestaltungen des Strömungskanals versucht, den austretenden turbulenten Sprühstrahl an der Wand des Strömungskanals vorbei zu führen, ohne dass der Sprühstrahl auf die Wand auftrifft. Vorzugsweise wird der Sprühstrahl an allen Wänden des Strömungskanals vorbeigeführt.
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Zur Einstellung des Sprühmusters, insbesondere der Projektion des Sprühstrahls auf eine Ebene senkrecht zur Sprührichtung wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal n-eckig ist. Ein n-eckiger Strömungskanal führt dann zu unterschiedlichen Druckverhältnissen radial in Richtung der Düsenöffnung, wenn zumindest zwei unterschiedliche Seitenlängen vorgesehen sind.
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Besonders einfach lässt sich der Strömungskanal bilden, wenn zumindest zwei Wände in gleichen oder verschiedenen Abständen radial zur Düsenöffnung vorgesehen sind. Wie bereits erwähnt, ist der Strömungskanal so geformt, dass radial zur Düsenöffnung ungleiche Druckverhältnisse vorherrschen. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Strömungskanal einen radial zur Düsenöffnung ungleichen Strömungswiderstand für die Zuluft bildet. Durch geeignete Wahl der Querschnitte des Strömungskanals in unterschiedlichen Richtungen der Düsenöffnung, können unterschiedliche Strömungswiderstände des Strömungskanals eingestellt werden, die dann zu unterschiedlichen Druckverhältnissen im Strömungskanal bzw. an der Düsenöffnung führen.
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Die Zuluft, die mit unterschiedlichem Druck an die Düsenöffnung herangeführt wird, führt zu einem unterschiedlichen Einschnüren des turbulenten Sprühstrahls, was zu einem ungleichen, vorzugsweise ovalen Nebelsprühbild führt.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein Sprühöffnungswinkel des aus der Düsenöffnung austretenden Sprühstrahls in einer ersten Richtung aufgrund der ungleichen Druckverhältnisse verschieden zu einem Sprühöffnungswinkel des aus der Düsenöffnung austretenden Sprühstrahls in einer zweiten Richtung ist. Die zweite Richtung ist vorzugsweise senkrecht zur ersten Öffnung. Der Sprühöffnungswinkel kann als der Winkel bezeichnet werden, mit dem der Sprühstrahl aus dem Strömungskanal austritt. Zunächst tritt ein turbulenter Sprühstrahl aus der Düsenöffnung aus, indem die laminare Fluidströmung in dem Düsenkanal in eine turbulente Strahlung aufreißt. Hierbei entstehen die Nebeltröpfchen.
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Ein an der Düsenöffnung entstehender Unterdruck führt zu einer Zuluft radial in Richtung der Düsenöffnung. Diese Zuluft führt zu einem Einschnüren des Sprühbilds abhängig von dem Luftdruck der Zuluft. In der Regel, bei symmetrischen Druckverhältnissen wird ein symmetrisches Einschnüren des Sprühstrahls erzielt, wodurch das Sprühbild kegelförmig symmetrisch ist. Durch die gegenständlichen unterschiedlichen Strömungswiderstände radial zur Düsenöffnung und den ungleichen Druckverhältnissen wird erreicht, dass das Einschnüren zu einem ungleichmäßigen Nebelsprühbild führt.
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Der Löschdüsenkopf erstreckt sich von der Einströmbohrung entlang seiner Längsachse. Die Längsachse des Düsenkopfes ist in der Regel die Achse der Einströmöffnung. Durch eine geeignete Wahl des Strömungskanals kann ein Sprühöffnungswinkel der parallel zur Längsachse des Löschdüsenkopfes und senkrecht zur Strömungsrichtung gemessen wird, größer sein, als ein Sprühöffnungswinkel der parallel zur Umfangsrichtung des Löschdüsenkopfes und senkrecht zur Strömungsrichtung gemessen wird.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal entlang einer Sekante parallel zur Umfangsrichtung des Löschdüsenkopfes verläuft. Der Strömungskanal hat vorzugsweise eine Breite, die parallel zur Längsachse des Löschdüsenkopfes gemessen wird, die kleiner ist, als die Länge, die parallel zur Umfangsrichtung gemessen wird. Ein Sekantenschnitt in Umfangsrichtung durch den Löschdüsenkopf kann den Strömungskanal bilden.
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Der Strömungskanal verläuft bevorzugt entlang einer Helix am Löschdüsenkopf. Vorzugsweise kann der Strömungskanal eine Nut sein, die entlang dieser Helix verläuft. Auch kann der Sekantenschnitt eine Nut darstellen, die parallel zur Umfangsrichtung verläuft.
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Besonders einfach lässt sich der Strömungskanal bilden, wenn dieser aus dem Löschdüsenkopf spanhebend herausgeformt, z.B. herausgefräst oder gedreht wird. Beim Herstellen des Löschdüsenkopfes kann dieser zunächst in eine Drehmaschine eingespannt werden und die Außenkonturen können gedreht werden. Anschließend kann in besonders einfacher Weise der Strömungskanal in den Löschdüsenkopf gefräst werden, in dem mit einem Drehwerkzeug parallel zur Umfangsrichtung der Strömungskanal spanhebend geformt wird.
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Wie bereits erwähnt, kann der Strömungskanal eine Nut, vorzugsweise entlang einer Umfangsrichtung des Löschdüsenkopfes sein. Die Nut verläuft vorzugsweise um den Löschdüsenkopf herum. Eine Nut hat vorzugsweise eine Nutwand und einen Nutgrund. Die Düsenöffnung kann entweder in dem Nutgrund oder der Nutwand münden. Abhängig von dem gewünschten Sprühbild kann die Düsenöffnung des Düsenkanals somit entweder in dem Nutgrund oder der Nutwand angeordnet werden.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal einen rechteckigen, trapezförmigen, quadratischen oder ovalen Querschnitt hat.
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Der Durchmesser des Düsenkanals und der Düsenöffnung ist vorzugsweise zwischen 5mm und 0,1mm. Der Düsenkanal kann dabei zylindrisch sein, kann jedoch auch mehreckig sein. Auch ist es möglich, dass sich der Düsenkanal in Richtung des Durchflusses verjüngt. Auch kann der Düsenkanal sich in Richtung der Düsenöffnung verjüngen. Die Breite des Strömungskanals ist vorzugsweise zwischen 5mm und 5cm. Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Düsenöffnung und der Breite des Strömungskanals kann 1:2, 1:3, 1:5, 1:10 sein.
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Vorzugsweise hat der Strömungskanal eine zumindest doppelte Breite als der Durchmesser der Düsenöffnung, so dass verhindert wird, dass der Sprühstahl auf die Wand des Strömungskanals auftrifft. Auch die Tiefe des Strömungskanals, die entlang der Flussrichtung des Sprühstrahls gemessen wird, kann zwischen 1mm und 5cm liegen. Dies ist abhängig davon, wie hoch der Strömungswiderstand radial zur Düsenöffnung ist und insbesondere wie stark die Einschnürung des Sprühstrahls ist. Je leichter die Zuluft in Richtung des Düsenöffnung strömen kann, desto größer ist die Einschnürung und desto tiefer kann der Strömungskanal sein, ohne dass der turbulente Sprühstrahl die Wand des Strömungskanals berührt.
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Um eine gute Durchschlagskraft des Sprühstrahls zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass das Löschfluid an der Einströmbohrung einen Druck von 5 bis 200 bar hat. Vorzugsweise ist der Druck zwischen 5 und 10 bar oder zwischen 10 und 60 bar. Vorzugsweise kann der Druck auch zwischen 10 und 180 bar sein.
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Der Düsenkanal kann winklig zur Achse der Einströmöffnung sein. Auch kann der Düsenkanal winklig zur Strömungsrichtung in der Einströmbohrung und/oder dem Durchfluss sein. Vorzugsweise ist ein Anstellwinkel zur Strömungsrichtung oder der Längsachse des Löschdüsenkopfes vorgesehen, mit dem der Düsenkanal und/oder der Strömungskanal geneigt ist. Der Anstellwinkel ist vorzugsweise zwischen 0° und 90°, vorzugsweise kleiner 90°, so dass der Düsenkanal und/oder der Strömungskanal von der Einströmöffnung weg weisen, vorzugsweise nach unten zeigen, wenn die Einströmöffnung an der Decke angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Anstellwinkel zwischen 20° und 70° zur Längsachse des Löschdüsenkopfes.
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Der Düsenkanal ist, wie bereits erwähnt, vorzugsweise eine Bohrung, kann jedoch auch eine andere Form aufweisen.
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Die Achse des Düsenkanals kann sich in den Strömungskanal fortsetzen und der Strömungskanal kann in seiner Tiefenausdehnung parallel zu dieser Achse verlaufen.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass in jeweils einem Strömungskanal zumindest zwei Durchlasskanäle münden, wobei die Anstellwinkel der Durchlasskanäle zueinander konvergieren, parallel verlaufen oder divergieren. Auch ist es möglich, dass die Anstellwinkel von Durchlasskanälen, die in unterschiedlichen Strömungskanälen münden, zueinander konvergieren, parallel verlaufen oder divergieren.
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Das Verhältnis zwischen einer Tiefe und einer Breite des Strömungskanals ist derart, dass das Nebelsprühbild im Wesentlichen keine Wand des Strömungskanals trifft. Insbesondere muss durch das Verhältnis zwischen Tiefe und Breite sichergestellt sein, dass das Einschnüren des turbulenten Sprühstrahls ausreichend ist, so dass keine Wand des Strömungskanals von dem Sprühstrahl getroffen wird.
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Vorzugsweise ist die Breite des Strömungskanals größer als der Durchmesser des Düsenkanals.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein erster Strömungskanal in einem ersten axialen Abstand von der Einströmbohrung angeordnet ist und dass ein zweiter Strömungskanal in einem zweiten axialen Abstand von der Einströmbohrung der größer als der erste axiale Abstand ist, angeordnet ist. Somit kann der Löschdüsenkopf ausgehend von der Einströmbohrung in Strömungsrichtung einen ersten Strömungskanal aufweisen und einen weiter entlang der Strömungsrichtung unten angeordneten zweiten Strömungskanal.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist ein Düsenkanal, der in dem ersten Strömungskanal mündet, in einem ersten Anstellwinkel angeordnet und ein Düsenkanal, der in einem zweiten Strömungskanal mündet, in einem von dem ersten Anstellwinkel verschiedenen zweiten Anstellwinkel angeordnet. Die beiden Anstellwinkel können so gewählt sein, dass die Düsenkanäle entweder konvergieren oder divergieren.
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Auch ist es möglich, dass ein erster Strömungskanal in einem ersten radialen Abstand zu der Längsachse des Löschdüsenkopfes angeordnet ist. Ein zweiter Strömungskanal kann in einem zweiten radialen Abstand von der Längsachse des Löschdüsenkopfes angeordnet sein, wobei der erste radiale Abstand kleiner ist als der zweite. Insbesondere können die radialen Abstände unterschiedlich sein.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein weiterer Düsenkanal parallel zur axialen Ausbreitungsrichtung des Löschdüsenkopfes die Außenfläche durchbricht. Dieser weitere Düsenkanal kann vorzugsweise parallel zur Längsachse des Löschdüsenkopfes verlaufen. Vorzugsweise ist dieser Düsenkanal unmittelbar neben der Längsachse des Löschdüsenkopfes angeordnet.
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Entlang eines Strömungskanals können mehrere Düsenkanäle angeordnet sein. Die Düsenkanäle können in Umfangsrichtung angeordnet sein und vorzugsweise äquidistante Winkelabstände aufweisen.
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In einem Boden eines Strömungskanals können zwei Düsenöffnungen vorgesehen sein, wobei diese verschiedene Abstände zur Einlassöffnung aufweisen können. Vorzugsweise können die axialen Abstände zur Einlassöffnung verschieden sein, die radialen Abstände jedoch gleich. Auch können die axialen und radialen Abstände jeweils unterschiedlich sein.
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Bevorzugt verläuft der Boden eines Strömungskanals, insbesondere der Nutgrund rechtwinklig zum Düsenkanal. Es ist jedoch auch möglich, dass der Nutgrund trapezförmig oder oval oder halbrund ist.
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Die Düsenöffnungen sind, wie oben bereits erwähnt, sehr klein, so dass ein turbulenter Sprühstrahl entsteht. Dadurch, dass die Düsenöffnungen sehr klein sind, können kleinste Verunreinigungen, wie beispielsweise Sand oder Salz die Düsenkanäle verstopfen. Um dies zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal zur Aufnahme eines Dichtungsrings gebildet ist. Der Dichtungsring kann dabei ein O-Ring sein. Der Dichtungsring kann in dem Strömungskanal angeordnet werden. Mit Hilfe des Dichtungsrings kann ein Verstopfen eines Düsenkanals von außen im Wesentlichen verhindert werden. So ist es beispielsweise möglich, den Strömungskanal in den Löschdüsenkopf einzufräsen und anschließend die Düsenkanäle zu bohren oder in anderer Weise in den Löschdüsenkopf einzubringen. Anschließend kann der Dichtungsring in den Strömungskanal eingesetzt werden, woraufhin die Düsenkanäle durch den Dichtungsring vorläufig verschlossen werden. Im Aktivierungsfall werden die Dichtungsringe dann durch den Fluiddruck in dem Düsenkanal aus dem Strömungskanal gedrückt und der Sprühstrahl kann frei aus dem Löschdüsenkopf austreten.
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Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In den Figuren zeigt:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Löschdüsenkopfes;
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2 eine Teilansicht eines Löschdüsenkopfes gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 eine Detailansicht eines Düsenkanals mit einem Strömungskanal in einer Schnittansicht;
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4 eine Aufsicht auf einen Düsenkanal;
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5 eine Ansicht eines Düsenkanals mit einem schematisch angedeuteten Sprühbild;
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6 eine Ansicht eines Löschdüsenkopfes;
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7a–h Ansichten verschiedener Querschnitte von Strömungskanälen.
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1 zeigt eine Ansicht eines Löschdüsenkopfes 2 mit einer Einströmbohrung 4. Die Einströmbohrung 4 mündet in einer als Durchfluss gebildeten Verteilkammer 6. Ausgehend von der Verteilkammer 6 erstrecken sich Düsenkanäle 8a, 8a’, 8b, 8b’, 8c. Die Düsenkanäle 8 münden in Düsenöffnungen 10a, 10a’, 10b, 10b’, 10c.
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Die Düsenöffnungen 10a, 10’, 10b, 10b’ münden in Strömungskanälen 12a, 12a’, 12b, 12b’.
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Im Aktivierungsfall eines Brandbekämpfungssystems strömt Löschfluid über die Einströmbohrung 4 in die Verteilkammer 6. Von der Verteilkammer 6 strömt das Löschfluid in einem Anstellwinkel winklig zur Längsachse 14 des Löschdüsenkopfes 2 durch die Düsenkanäle 8. Die laminare Strömung in den Düsenkanälen 8 wird unmittelbar nach Austreten aus der Düsenöffnung 10 in eine turbulente Strömung umgewandelt. Das Löschfluid reißt in einen turbulenten Sprühstrahl auf und wird über den Strömungskanal 12 nach außen befördert. Durch ungleiche, vorzugsweise asymmetrische Luftzufuhr durch die Strömungskanäle 12 wird der aufgerissene Sprühstrahl eingeschnürt, derart, dass der Sprühstrahl die Wände der Strömungskanäle 12 nicht berührt. Hierdurch wird erreicht, dass zum Einen ein unsymmetrisches Sprühbild entsteht und zum Anderen die Durchschlagskraft des Sprühstrahls nicht negativ beeinflusst wird.
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2 zeigt eine Teilansicht eines Löschdüsenkopfes 2. Zu erkennen ist, dass die Achsen der Düsenkanäle 8a, 8b in Anstellwinkeln α, β zu der Längsachse 14 des Löschdüsenkopfes 2 verlaufen. Die Anstellwinkel α und β können gleich oder unterschiedlich sein. Sind die Anstellwinkel α, β unterschiedlich, so divergieren die Düsenkanäle 8.
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Die Achsen 16a, 16b der Düsenkanäle 8a, 8b verlaufen in Richtung der Anstellwinkel α, β. Vorzugsweise verlaufen die Strömungskanäle 12a, 12b in ihrer Tiefenausrichtung parallel zu den Achsen 16a, 16b. Die Anstellwinkel α, β betragen zwischen 0° und weniger als 90°, vorzugsweise zwischen 5° und 45°, besonders bevorzugt zwischen 10 und 50°.
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3 zeigt eine weitere Detailansicht eines Düsenkanals 8 mit einem Strömungskanal 12. Zu erkennen ist, dass der Strömungskanal 12 einen Nutgrund 18 und Nutwände 20 aufweist. Ferner ist zu erkennen, dass eine laminare Strömung eines Löschfluids 22 im Bereich der Düsenöffnung 10 zu einem Sprühstrahl 24 aufgerissen wird. Die Breite 26 des Strömungskanals 12 ist im Verhältnis zur Tiefe 28 des Strömungskanals 12 so gewählt, dass der turbulente Sprühstrahl 24 nicht die Wände 20 des Strömungskanals 12 berührt.
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Dies wird dadurch erreicht, dass ein Luftstrom 30 entlang des Strömungskanals 12 in Richtung der Düsenöffnung 10 geführt ist, der zu einem Einschnüren des Sprühstrahls 24 führt, derart, dass der Sprühstrahl 24 nicht die Nutwände 20 berührt.
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4 zeigt eine Ansicht entlang der Linie B, B’ der 3 zur Verdeutlichung der ungleich verteilten Druckverhältnisse im Bereich der Düsenöffnung 10. Zu erkennen ist, dass der Strömungskanal 12 eine Düsenöffnung 10 aufweist. Ferner ist zu erkennen, dass die Wände 20, 20’ radial zur Düsenöffnung 10 in einem ersten Abstand zur Düsenöffnung 10 angeordnet sind und dass der Strömungskanal 12 in einer zweiten, senkrecht dazu verlaufenden Richtung keine Wände aufweist. Das führt dazu, dass wie mit den Pfeilen angedeutet, ungleich verteilte Druckverhältnisse an der Düsenöffnung 10 vorherrschen. So kann parallel zur Ausbreitungsrichtung des Strömungskanals 12 die Zuluft 30 sehr leicht zur Düsenöffnung geführt werden und der Strömungskanal hat in dieser Richtung einen geringen Strömungswiderstand. Das führt zu einem hohen Luftdruck parallel zur Ausbreitungsrichtung des Strömungskanals 12. Dagegen kann die Zuluft 30 senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Strömungskanals 12 nur sehr schwer zur Düsenöffnung 10 gelangen, so dass dies zu einem geringeren Luftdruck in dieser Richtung an der Düsenöffnung 10 führt. Im Ergebnis führen die unterschiedlichen Drucke der Zuluft 30 zu einem unsymmetrischen Sprühbild, welches aus dem Strömungskanal 12 austritt. Dies ist in 5 verdeutlicht.
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5 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 4, wobei hier jedoch eine Projektion 24‘ des Sprühstrahls 24 in einiger Entfernung von dem Strömungskanal 12 angedeutet ist. Zu erkennen ist, dass aufgrund des höheren Luftdrucks parallel zur Ausbreitungsrichtung des Strömungskanals 12 als senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Strömungskanals 12 die Projektion 24’ des Sprühstrahls 24 unsymmetrisch oval ist. Die Einschnürung des Sprühstrahls 24 ist parallel zur Ausbreitungsrichtung des Strömungskanals 12 größer als senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Strömungskanals 12. Die Zuluft 30 ist jedoch ausreichend, damit der aufreißende Sprühstrahl 24 an der Düsenöffnung 10 derart eingeschnürt wird, dass dieser die Wände des Strömungskanals 12 nicht berührt.
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6 zeigt eine Ansicht von unten eines Löschdüsenkopfes 2. Zu erkennen sind umlaufende Nuten, die die Strömungskanäle 12, 12‘ bilden. In den umlaufenden Nuten sind jeweils vier Düsenöffnungen 10 vorgesehen, wobei die Düsenöffnungen 10 entlang eines Strömungskanals 12 in äquidistanten Abständen zueinander sind. Ferner ist zu erkennen, dass die Düsenöffnungen von verschiedenen Strömungskanälen 12, 12’ winklig versetzt zueinander vorgesehen sind. Schließlich ist zu erkennen, dass eine Düsenöffnung 10 parallel zur Längsachse des Löschdüsenkopfes 2 nach unten weisend vorgesehen ist.
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In den Strömungskanal 12, 12’ kann jeweils ein O-Ring eingelegt werden, der ein Verstopfen der Düsenöffnungen 10 verhindert.
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Die 7a–7h zeigen unterschiedliche Querschnitte von Strömungskanälen 12. 7a zeigt einen rechteckigen Querschnitt eines Strömungskanals 12, der entlang der Achse des Düsenkanals 8 verläuft. Die Tiefe 28 des Strömungskanals 12 im Verhältnis zur Breite 26 ist derart, dass der aus dem Düsenkanal 8 und der Düsenöffnung 10 austretende Sprühstrahl die Wände des Strömungskanals 12 nicht berührt.
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7b zeigt einen Strömungskanal 12. Parallel zueinander laufende Düsenkanäle 8 münden in zwei Düsenöffnungen 10, die in dem Strömungskanal 12 münden.
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7c zeigt einen Strömungskanal 12 in dem ebenfalls zwei Düsenöffnungen 10 angeordnet sind. Zwei zueinander divergierende Düsenkanäle 8 münden in den Düsenöffnungen 10.
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7d zeigt einen Strömungskanal 12, in den zwei konvergierende Düsenkanäle 8 münden.
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7e zeigt einen Strömungskanal 12 mit einem trapezförmigen Querschnitt.
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7f zeigt einen Strömungskanal 12 mit einem halbkreisförmigen oder ovalen oder elipsoiden Querschnitt.
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7g zeigt einen rechteckigen Strömungskanal. Ein Düsenkanal 8 mündet nicht zentral in den Strömungskanal 12, sondern die Längsachse 16 des Düsenkanals 8 ist versetzt zu der Längsachse 32 des Strömungskanals 12.
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7h zeigt einen weiteren Strömungskanal 12, bei dem die Längsachse 16 des Düsenkanals 8, der in dem Strömungskanal 12 mündet, winklig zu der Längsachse 32 des Strömungskanals 12 ist.
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Die Form der Strömungskanäle, insbesondere der Querschnitt der Strömungskanäle kann variieren. Wesentlich ist, dass durch eine geeignete Wahl der Abstände der Wände der Strömungskanäle zu den Düsenöffnungen ein ungleich verteiltes Druckverhältnis an den Düsenöffnungen entsteht, so dass das aus den Strömungskanälen austretende Sprühmuster in seiner Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Sprührichtung asymmetrisch ist. Unter asymmetrisch kann verstanden werden, dass eine Form nicht punktsymmetrisch oder achsymmetrisch, insbesondere verschiedene Radien aufweisend ist. Asymmetrisch kann insbesondere oval oder elipsoid sein. Vorzugsweise ist asymmetrisch nicht rotationssymmetrisch, insbesondere nicht rund.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Löschdüsenkopf
- 4
- Einströmbohrung, Einströmöffnung
- 6
- Verteilkammer, Durchfluss
- 8, 8a, 8a’, 8b, 8b’, 8c
- Düsenkanal, Durchlasskanal
- 10, 10a, 10a’, 10b, 10b’, 10c
- Düsenöffnung
- 12, 12‘, 12a, 12a’, 12b, 12b’
- Strömungskanal
- 14
- Längsachse
- 16a, 16b
- Achse, Längsachse
- 18
- Nutgrund
- 20, 20‘
- Nutwand, Wand
- 22
- Löschfluid
- 24
- Sprühstrahl
- 24‘
- Projektion, Sprühbild, Nebelsprühbild
- 26
- Breite
- 28
- Tiefe
- 30
- Luftstrom, Zuluft
- 32
- Längsachse
- alpha
- Anstellwinkel
- beta
- Anstellwinkel
