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Die Erfindung betrifft einen Sprühkopf zur Flüssigkeitsverteilung, mit einer Verteilerkammer, die in einer mit einer Vielzahl von Austrittsdüsen versehenen Schale von vorzugsweise teilkugelförmiger Gestalt angeordnet ist, und mit einem zu der Verteilerkammer führenden Rohrabschnitt, der an seinem anderen Ende mit einem Anschluss für eine Flüssigkeitszuleitung versehen ist.
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Im Rahmen der Brandbekämpfung aber auch im vorbeugenden Brandschutz ist es häufig erforderlich, Flüssigkeit und insbesondere Löschwasser nicht gezielt auf einen Punkt zu richten, sondern über eine größere Fläche zu verteilen. Von Bedeutung ist dies z. B. bei der Bekämpfung von Waldbränden oder bei Bränden in Lagerhallen oder auf Schiffen. Eine großflächige Flüssigkeitsverteilung kann ferner Vorteile bei unkontrollierten Produktaustritten in Chemieanlagen haben, etwa mit dem Ziel eines Niederschlagens gefährlicher Dämpfe und Gase, oder beim vorbeugenden Kühlen von Behältern, oder zum Zweck der Staubbindung bei staubintensiven Tätigkeiten wie Sprengungen oder Abbrucharbeiten. Zum Stand der Technik wird auf
DE 533 649 A ,
FR 2 342 086 A1 ,
GB 1914 / 13 724 A und
WO 2012/ 015 351 A1 verwiesen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für derartige Einsatzzwecke und insbesondere die typischerweise den Feuerwehren zugewiesenen Einsatzzwecke besonders geeignete Vorrichtung für eine ausgeprägt räumliche Flüssigkeitsverteilung zu schaffen.
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Zur Lös u n g dieser Aufgabe wird ein Sprühkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
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Der Sprühkopf ist mit einer Bajonettkupplung versehen, an die sich ein handelsüblicher Feuerwehrschlauch mit dem für Feuerwehrschläuche charakteristischen Kupplungsgegenstück druckfest anschließen lässt. Zu seiner ortsfesten Positionierung weist der Sprühkopf ein an der Verteilerkammer befestigtes Gestell auf, welches, der Außenseite der teilkugelförmigen Schale abgewandt, mit mindestens einem Stützfuß versehen ist. Für ein einfaches und schnelles Anschließen und Lösen des Standard-Feuerwehrschlauches ist die Bajonettkupplung zwischen der Verteilerkammer und dem Stützfuß angeordnet, wo die Bajonettkupplung besonders gut erreichbar ist und sie zudem geschützt angeordnet ist.
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Ein solcher Sprühkopf ermöglicht eine großvolumige Flüssigkeitsverteilung und bietet daher im Rahmen von Feuerwehreinsätzen neue Möglichkeiten bei der Brandbekämpfung, wie z. B. bei der Waldbrandbekämpfung, der Bekämpfung von Schiffsbränden, Lagerhallenbränden oder der Bekämpfung von Tunnelbränden. Die räumliche und insofern ungerichtete Flüssigkeitsverteilung unter Beimengung z. B. von Schaummitteln bietet große Vorteile bei unkontrollierten Produktaustritten in Chemieanlagen, etwa mit dem Ziel eines Niederschlagens gefährlicher Dämpfe und Gase, oder beim vorbeugenden Kühlen von Behältern, die der Gefahr einer thermischen Überhitzung ausgesetzt sind. Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist die Bindung von Stäuben durch die fein versprühten Flüssigkeitspartikel, etwa bei staubintensiven Tätigkeiten wie Sprengungen oder Abbrucharbeiten. Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist die Reinigung großer Flächen, insbesondere staubbelasteter Flächen.
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Mit einer Ausgestaltung des Sprühkopfes wird vorgeschlagen, dass der Rohrabschnitt gebogen ist, wobei sich die Anschlussachse der Bajonettkupplung in einer Ebene zwischen der Verteilerkammer und dem Stützfuß befindet. In diesem Bereich ist die Bajonettkupplung besonders gut für das schnelle Anschließen eines standardisierten Feuerwehrschlauchs erreichbar, und es kommt zu keinem nennenswerten Biegen des unter starkem Flüssigkeitsdruck stehenden Feuerwehrschlauchs.
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Mit einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen dass sich die Verteilerkammer aus einer halbkugelförmigen Schale und einem sich daran anschließenden, zylindrischen Abschnitt zusammensetzt. Diese Bauart ermöglicht eine verbesserte Flüssigkeitsverteilung innerhalb der Verteilerkammer mit der Folge geringerer Flüssigkeitsdruckunterschiede innerhalb der Verteilerkammer, so dass sich an allen Austrittsdüsen der im Wesentlichen gleiche Flüssigkeitsdruck einstellt.
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Um die räumliche Flüssigkeitsverteilung speziell an den jeweiligen Einsatzzweck anpassen zu können, befinden sich die Austrittsdüsen an Düsengehäusen, die in Öffnungen der Schale angeordnet sind. Durch Austausch der Düsengehäuse gegen anders kalibrierte Düsengehäuse ist es daher möglich, das von dem Sprühkopf erzeugte Sprühbild dem jeweiligen Einsatzzweck anzupassen. Vorzugsweise sind die Düsengehäuse der Austrittsdüsen jeweils mit einem Außengewinde versehen, welches in eine entsprechende Gewindeöffnung in der Schale eingeschraubt ist. In Verlängerung des Außengewindes kann das Düsengehäuse einen radial erweiterten Bund aufweisen, mit dem sich das Düsengehäuse gegen die Außenseite der Schale abstützt. Dieser Bund kann zum Ansetzen eines Schraubschlüssels als Mehrkant ausgebildet sein, um so das Tauschen der Austrittsdüse gegen eine andere, ein anderes räumliches Sprühbild erzeugende Austrittsdüse zu erleichtern.
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Mit einer Ausgestaltung der Austrittsdüse für den Sprühkopf wird vorgeschlagen, dass die Austrittsdüse mit einem Düsengehäuse und einem Längskanal mit einem darin ausgebildeten, die hindurchströmende Flüssigkeit in einen Drallzustand versetzenden Drallabschnitt versehen ist. Ein solcher Drallabschnitt ist geeignet, einen kegelförmigen Sprühkegel zu erzeugen, und damit eine räumliche Verteilung der Flüssigkeit, vorzugsweise eines Gemischs aus Wasser und einem Schaummittel.
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Vorzugsweise ist in Verlängerung des Längskanals eine gegenüber dem Längskanal radial erweiterte Kammer angeordnet, die der Einmündung des Längskanals gegenüberliegend mit mindestens einer Austrittsöffnung, und um die Einmündung herum mit einer Mehrzahl von Lufteintrittsöffnungen versehen ist.
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Mit einer weiteren Ausgestaltung der Austrittsdüse wird vorgeschlagen, dass die Kammer zylindrisch ist, und dass die Einmündung als eine kegelförmige Erweiterung des Längskanals ausgebildet ist.
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Mit einer anderen Ausgestaltung einer Austrittsdüse wird vorgeschlagen, dass das Düsengehäuse zwei oder mehr Düsenöffnungen mit nicht zueinander parallelen Austrittswinkeln aufweist, vorzugsweise mit einer Winkeldifferenz zwischen 1,5° und 15°. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Vervielfältigung der mit dem Sprühkopf realisierbaren Sprühstrahlen und damit ein feines Sprühbild bis hin zu der Möglichkeit, einen räumlichen Sprühnebel mit fein verteilten Flüssigkeitströpfchen zu erzeugen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einem Längsschnitt einen Sprühkopf zur Flüssigkeitsverteilung;
- 2 einen vergrößerten Teilschnitt entsprechend dem Ausschnitt II-II in 1 durch eine der Austrittsdüsen des Sprühkopfes;
- 3 in einem Längsschnitt eine zweite Ausführungsform eines Sprühkopfes zur Flüssigkeitsverteilung und
- 4 einen Längsschnitt durch eine im Vergleich zu 2 anders gestaltete Austrittsdüse, die zum Erzielen eines feinen Flüssigkeitsnebels als eine in den Sprühkopf einschraubbare Sprühdüse ausgebildet ist.
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Der in 1 in seiner Gesamtheit dargestellte Sprühkopf dient der räumlichen Verteilung von Flüssigkeit und vorzugsweise Wasser, welches über einen handelsüblichen Feuerwehrschlauch 2 zu dem Sprühkopf gepumpt wird. Derartige Feuerwehrschläuche 2 bestehen üblicherweise aus einem durch ein Textilgewebe verstärkten und an der Innenseite gummierten Schlauchmaterial, welches sich in drucklosem Zustand biegeschlaff verhält und dann faltbar ist. An beiden Schlauchenden ist jeweils eine Bajonettkupplung (Kupplungsgegenstück 3) angebracht. Diese Bajonettkupplungen sind für Feuerwehrschläuche standardisiert. Auch der Sprühkopf ist mit einer entsprechenden Bajonettkupplung 4 versehen, von der aus bei der Ausführungsform nach 1 ein relativ kurzer Rohrabschnitt 5 zu einer Verteilerkammer 10 führt.
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Die Verteilerkammer 10 ist umschlossen von einer halbkugelförmigen Schale 11 und einem sich daran anschließenden, im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 12. Nach unten hin ist die Verteilerkammer 10 durch einen ringförmigen Boden 13 begrenzt, in den zentral der Rohrabschnitt 5 mündet.
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Über die hier halbkugelförmig gestaltete Schale 11 ist eine Vielzahl von Austrittsdüsen 14 gleichmäßig verteilt befestigt, so dass Flüssigkeit in entsprechend viele Richtungen aus der Verteilerkammer 10 austreten kann. Im Fall einer Halbkugel-Form der Schale 11 kann Flüssigkeit über einen räumlichen Winkelbereich von bis zu 180° versprüht werden.
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Über den Umfang des zylindrischen Abschnitts 12 der Verteilerkammer 10 sind hingegen keine Austrittsdüsen vorhanden. Der zylindrische Abschnitt 12 dient vor allem der verbesserten Druck- und Flüssigkeitsverteilung innerhalb der Verteilerkammer 10 und er bewirkt, dass an allen, gleichmäßig über die teilkugelförmige Schale 11 verteilt angeordneten Austrittsdüsen 14 im Wesentlichen derselbe Flüssigkeitsdruck herrscht.
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Zur ortsfesten Positionierung des Sprühkopfes weist dieser ein an der Verteilerkammer 10 befestigtes Gestell 20 auf. Das Gestell 20 ist, der Außenseite 15 der Schale 11 abgewandt, mit Stützfüßen versehen. Bei der Ausführungsform nach 1 erfolgt die Abstützung insofern durch einen einzigen Stützfuß 22, als dieser als ein geschlossener Stützring 22 gestaltet ist, von dem aus sich einzelne Streben 23 des Gestells 20 zu der Verteilerkammer 10 erstrecken. Vorzugsweise sind drei oder vier Streben 23 vorhanden. Die Streben 23 sind von solcher Länge, dass der Feuerwehrschlauch 2, ohne zu stark gebogen zu werden, über den Stützring 22 hinweg zwischen zwei der Streben 23 hindurchgeführt werden kann.
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Die 2 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Austrittsdüse 14. Hierzu ist am Ort jeder Austrittsdüse ein mit einem Außengewinde 31 versehenes Düsengehäuse 30 der Austrittsdüse in eine entsprechende Gewindeöffnung 32 in der Wandung der Schale 11 eingeschraubt. In Verlängerung des Außengewindes 31 weist das Düsengehäuse 30 einen radial erweiterten Bund 35 auf, mit dem sich das Düsengehäuse 30 gegen die Außenseite 15 der Schale 11 abstützt. Um das Austauschen des Düsengehäuses 30 gegen ein Düsengehäuse mit anderer Sprühcharakteristik zu erleichtern, kann der Bund 35 zum Ansetzen eines Schraubschlüssels als ein Mehrkant gestaltet sein.
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Die 2 zeigt eine Ausführungsvariante des Düsengehäuses 30 mit insgesamt zwei Austrittsöffnungen 41, 42. Die Austrittsrichtungen der zwei düsenartigen Öffnungen 41, 42 sind nicht parallel zueinander, sondern weisen zueinander eine Winkeldifferenz W1 auf. Diese sollte vorzugsweise zwischen 1,5° und 15° betragen. Die Düse sprüht daher nicht nur in eine Richtung, sondern verteilt Flüssigkeit in mindestens zwei Richtungen, was zu der angestrebten räumlichen Flüssigkeitsverteilung führt.
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Für eine günstige Druckverteilung im Bereich der Austrittsöffnungen 41, 42 ist das Düsengehäuse 30 mit einem zu der Verteilerkammer 10 hin offenen Sackloch 43 versehen, dessen Querschnittfläche größer ist als die summierten Querschnittsflächen der Austrittsöffnungen 41, 42. Der Anfang der Düsenöffnungen 41, 42 befindet sich am Boden dieses Sacklochs 43.
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Bei der Ausführungsform eines Sprühkopfes nach 3 ist der von der Bajonettkupplung 4 zu der Verteilerkammer 10 führende Rohrabschnitt 5 nicht gerade, sondern als ein starrer Rohrbogen gestaltet. Dies erlaubt das Anschließen des Feuerwehrschlauchs 2 von der Seite her. Zudem besteht nicht die Gefahr eines zu starken Biegens des Feuerwehrschlauchs 2. Da bei dieser Ausführungsform keine Rücksicht auf ein Biegen des Feuerwehrschlauchs 2 genommen werden muss, ist bei dem Sprühkopf nach 3 eine geringere Bauhöhe möglich, als bei dem Sprühkopf nach 1. Zudem ist es möglich, das Gestell 20 mit einzelnen, also jeweils getrennten Stützfüßen 22 zu versehen, vorzugsweise in der Ausführung des Gestells als ein Dreifuß.
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4 zeigt eine zur Verteilung eines besonders feinen Sprühnebels geeignete Austrittsdüse 14A. Das Düsengehäuse 30A dieser Austrittsdüse ist mehrteilig ausgebildet und setzt sich zusammen aus einem in der Schale 11 verschraubten ersten Gehäuseteil 51, einem in das erste Gehäuseteil 51 eingeschraubten zweiten Gehäuseteil 52 und einem eine Kammer 45 bildenden Verteilergehäuse 53. Durch die Gehäuseteile 51, 52 hindurch erstreckt sich ein Längskanal 47, der sich an einer Einmündung 54 in das Innere der Kammer 45 öffnet. Um die Einmündung 54 des Längskanals 47 herum ist die zylindrische Wandung 55 der Kammer 45 mit mehreren Lufteintrittsöffnungen 46 versehen. Diese sind gleichmäßig verteilt über den Umfang der Kammer 45 angeordnet, z. B. mit 90°-Abständen zueinander.
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Die Flüssigkeit in der Verteilerkammer 10 des Sprühkopfes, hier vorzugsweise ein über den Feuerwehrschlauch 2 zugeführtes Gemisch aus Wasser W und einem für Feuerlöschzwecke geeigneten Schaum S, gelangt über die Öffnung 57 des ersten Gehäuseteils 51 in den Längskanal 47 und durchströmt diesen. Ein Teil des Längskanals 47 ist ein hier in dem zweiten Gehäuseteil 52 ausgebildeter Drallabschnitt 48. An dem Drallabschnitt 48 kommt es zu einer Verdrallung der hindurchströmenden Flüssigkeit, so dass diese ebenfalls unter Dralleinwirkung in die Kammer 45 in dem Verteilergehäuse 53 gelangt.
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Es ist von Vorteil, wenn die Einmündung 54 des Längskanals 47 in die zylindrische Kammer 45 als ein kegelförmig sich erweiternder Endabschnitt des Längskanals 47 ausgebildet ist. Der Einmündung 54 vorgeschaltet ist der Längskanal 47 mit einer Einschnürung 58 versehen, welche das Bilden eines Austrittskegels verbessert.
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Wie schon bei der Ausführungsform nach 2 ist zum Austauschen des Düsengehäuses 30A dieses mit einem Bund 35 versehen, der zum Ansetzen eines Schraubschlüssels als ein Mehrkant gestaltet ist. Der Bund 35 ist an dem ersten Gehäuse 51 ausgebildet, ebenso das in eine entsprechende Gewindeöffnung 32 in der Wandung der Schale 11 einschraubbare Außengewinde 31 der Austrittsdüse 14A.
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Die 4 zeigt lediglich eine einzige, zentral auf der Achse des Längskanals 47 angeordnete Austrittsöffnung 41, aus der das unter Drallwirkung stehende Wasser-Schaum-Gemisch in die Umgebung austritt. Statt dieser einzigen Öffnung 41 können hier jedoch auch mehrere Austrittsöffnungen vorhanden sein, oder die Austrittsöffnung 41 ist von solcher Größe, dass sie gleich ist der Innenweite des zylindrischen Verteilergehäuses 53.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Feuerwehrschlauch
- 3
- Kupplungsgegenstück (Bajonettkupplung des Feuerwehrschlauchs)
- 4
- Bajonettkupplung
- 5
- Rohrabschnitt
- 10
- Verteilerkammer
- 11
- Schale
- 12
- zylindrischer Abschnitt
- 13
- Boden
- 14
- Austrittsdüse
- 14A
- Austrittsdüse
- 15
- Außenseite
- 20
- Gestell
- 22
- Stützfuß
- 23
- Strebe
- 30
- Düsengehäuse
- 30A
- Düsengehäuse
- 31
- Außengewinde
- 32
- Gewindeöffnung
- 35
- Bund
- 41
- Austrittsöffnung
- 42
- Austrittsöffnung
- 43
- Sackloch
- 45
- Kammer
- 46
- Lufteintrittsöffnung
- 47
- Längskanal
- 48
- Drallabschnitt
- 51
- erstes Gehäuseteil
- 52
- zweites Gehäuseteil
- 53
- Verteilergehäuse
- 54
- Einmündung
- 55
- Wandung der Kammer
- 57
- Öffnung
- 58
- Einschnürung
- L
- Luft
- S
- Schaum
- W
- Wasser
- W1
- Winkeldifferenz
