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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erzeugen eines Löschschaums gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Anordnungen werden massenweise zur Löschschaumerzeugung in stationären oder mobilen Feuerlöschgerätschaften eingesetzt, welche dazu dienen, einen Löschschaum auszubringen, um zum Beispiel einen Brand durch den Löschschaum zu ersticken oder angrenzende Objekte durch Bedecken mit Löschschaum vor einem Übergriff der Flammen zu schützen.
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STAND DER TECHNIK
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Für bestimmte Brandbekämpfungseinsätze ist ein Löschschaum gegenüber Wasser aufgrund seiner vielfältigen, gleichermaßen erstickenden wie kühlenden Löschwirkungen das Mittel der Wahl. Den bekannten Systemen zur Erzeugung des Löschschaums ist hierbei gemein, dass einem unter Druck zugeführten Löschwasser ein Schaummittel zugemischt wird, bevor das entstandene Schaummittel-Wasser-Gemisch mittels Luft zu dem Löschschaum verschäumt wird.
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Die Zumischer für das Schaummittel können dabei nach dem Wirkprinzip der Zumischung unterschieden werden in Druckzumischer und – die hier interessierenden – Zumischer, die nach dem Venturiprinzip arbeiten. Bei Letzteren erfolgt die Zumischung entweder nach dem Saugstrahl- bzw. Strahlpumpenprinzip als Injektor (”Wasserstrahlpumpen”) oder als Rohr mit Querschnittsverjüngung (”Venturirohre”) und Ansaugrohr im Bereich der Querschnittsverjüngung. Beide Konstruktionen nutzen den Effekt, dass die Erhöhung der Fließgeschwindigkeit in einem verengten Rohr (Düse) eine Druckabsenkung erzeugt und diese wiederum zu einer Sog- bzw. Saugwirkung in diesem Bereich führt (Venturieffekt). Wenn nachfolgend im Zusammenhang mit der Erfindung allgemein von ”Venturielementen” die Rede ist, sollen darunter Zumischer jeglicher konstruktiver Ausgestaltung verstanden werden, die den vorbeschriebenen Venturieffekt zur Beimischung nutzen.
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Wird beispielsweise einem Zumischer mit Venturirohr Löschwasser unter Druck zugeführt, so ist demnach im Bereich der Querschnittsverjüngung der dynamische Druck (Staudruck) maximal und der statische Druck minimal. Dabei steigt aufgrund des konstanten Volumenstroms die Geschwindigkeit des strömenden Löschwassers im Verhältnis der Querschnitte beim Durchströmen der Querschnittsverjüngung an. Gleichzeitig sinkt der Druck im an der Querschnittsverjüngung mündenden Ansaugrohr. Damit entsteht ein Differenzdruck, der ein Ansaugen des flüssigen Schaummittels über das Ansaugrohr bewirkt, welches sich sodann mit dem Löschwasser zur Bildung des Schaummittel-Wasser-Gemischs vermischt. Mit dieser Art der Zumischung einher geht indes ein Druckverlust von ca. 1/3, d. h. wurde dem Zumischer Löschwasser unter z. B. 9 bar zugeführt, so hat das den Zumischer an einem Schlauchanschluss verlassende Schaummittel-Wasser-Gemisch einen Druck von etwa 6 bar.
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Auch die konventionellen Armaturen zur Verschäumung und Schaumabgabe (”Schaumstrahlrohre”) arbeiten nach dem vorbeschriebenen Venturiprinzip. Eine solche Armatur ist am jeweiligen Schlauchanschluss des Zumischers für das Schaummittel über einen Schlauch angeschlossen und sitzt am vom Zumischer entfernten Ende des Schlauchs, wo sie dazu dient, dem Schaummittel-Wasser-Gemisch Luft unter Atmosphärendruck zur Schaumbildung beizumischen.
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Um diesen konventionellen Systemen gegenüber insbesondere die erzielbare Wurfweite des Löschschaums zu erhöhen, die auch vom Systemdruck abhängig ist, und die Schaumqualität im Hinblick auf eine höhere Kühlwirkung zu verbessern, wurden im Stand der Technik ferner Systeme vorgeschlagen, mit denen durch Zugabe von komprimierter Luft in das Schaummittel-Wasser-Gemisch in einer Druckluftschaumanlage ein Druckluftschaum erzeugt wird. Auch solche Systeme werden beispielsweise im vorerwähnten
"Feuerwehr-Magazin" im Artikel "Schaum schlagen mit Pressluft" auf den S. 72 bis 81 beschrieben. Genauer gesagt wird bei diesen gemeinhin unter dem Kürzel CAFS
® (Compressed Air Foam System) bekannten Systemen dem Löschwasserstrom in der Druckluftschaumanlage zunächst das flüssige Schaummittel vermittels eines der bekannten Prinzipien (Druckzumischung oder Venturizumischung, siehe oben) beigemischt. Unmittelbar nach der Beimischung des Schaummittels wird sodann dem entstandenen Schaummittel-Wasser-Gemisch ein Druckgas – in der Regel Druckluft – zugesetzt und dadurch eine Verschäumung erreicht, bevor der entstandene Druckluftschaum die Druckluftschaumanlage an einem Schlauchanschluss über einen Schlauch verlässt.
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Wenngleich diese Druckluftschaumsysteme gegenüber den eingangs beschriebenen konventionellen Systemen u. a. Vorteile dahingehend besitzen, dass der mit dem Druckluftschaum gefüllte Schlauch erheblich leichter als ein mit einem Schaummittel-Wasser-Gemisch gefüllter Schlauch ist und anstelle der vergleichsweise schweren Armatur zur Verschäumung und Schaumabgabe ein leichteres Strahlrohr am Ende des Schlauchs eingesetzt werden kann, was insgesamt die Handhabung im Einsatzfall erleichtert, ist ein Nachteil dieser Druckluftschaumsysteme insbesondere darin zu sehen, dass – einhergehend mit dem zwingenden Einsatz von Druckluft – ein erheblicher technischer Aufwand betrieben werden muss, der mit dementsprechend hohen Kosten verbunden ist.
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AUFGABENSTELLUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und kostengünstige Anordnung zum Erzeugen eines Löschschaums zu schaffen, die eine Löschschaumerzeugung und -abgabe nahe der Beimischung des Schaummittels ermöglicht, so dass der Löschschaum über einen Löschschaumausgang der Anordnung insbesondere zur weiteren Förderung durch einen Schlauch, eine Verrohrung, eine Leitung od. dgl. bereitgestellt werden kann, ohne dass hierfür notwendigerweise komprimierte Gase einzusetzen wären.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte bzw. zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 16.
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Bei einer Anordnung zum Erzeugen eines Löschschaums, umfassend (i) ein erstes Venturielement zur Bildung eines Schaummittel-Wasser-Gemischs, das einen Wassereingang, über den ein Wasserstrom unter Druck einspeisbar ist, einen wahlweise verschließbaren Schaummitteleingang, über den ein Schaummittel zuführbar ist, einen Mischbereich, in dem das Schaummittel dem Wasserstrom nach dem Venturi-Prinzip zumischbar ist, und einen Ausgang für das Schaummittel-Wasser-Gemisch aufweist, (ii) eine Gaszuführeinrichtung, über die dem Schaummittel-Wasser-Gemisch für die Bildung des Löschschaums als Gas Luft und/oder Löschgase zuführbar ist/sind, und (iii) einen Löschschaumausgang zur Abgabe des Löschschaums; ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass (iv) die Gaszuführeinrichtung ein parallel zum ersten Venturielement geschaltetes zweites Venturielement zur Bildung eines Gas-Wasser-Gemischs besitzt, das einen Wassereingang, über den ein Wasserstrom unter Druck einspeisbar ist, einen wahlweise verschließbaren Gaseingang, über den das Gas zuführbar ist, einen Mischbereich, in dem das Gas dem Wasserstrom nach dem Venturi-Prinzip zumischbar ist, und einen Ausgang für das Gas-Wasser-Gemisch aufweist, wobei (v) der Ausgang des ersten Venturielements und der Ausgang des zweiten Venturielements in einer Mischkammer münden, die der Bildung des Löschschaums aus dem Schaummittel-Wasser-Gemisch und dem Gas-Wasser-Gemisch dient und ihrerseits mit dem Löschschaumausgang fluidverbunden ist.
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Wenngleich oben von einem ”ersten Venturielement” und einem ”zweiten Venturielement” die Rede ist, soll dies nicht beschränkend auf nur zwei Venturielemente verstanden werden, vielmehr können den jeweiligen Erfordernissen entsprechend auch weitere, bezüglich der genannten Venturielemente parallel geschaltete Venturielemente vorgesehen sein. Ferner soll unter ”Mischkammer” im Sinne der Erfindung der Ort verstanden werden, an dem die Ausgänge der parallel geschalteten Venturielemente vor dem Löschschaumausgang zusammengeführt werden, ohne dass mit diesem Ort zwingend eine bestimmte, insbesondere größere räumliche Erstreckung verbunden wäre.
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Zwar kommen erfindungsgemäß (wenigstens) zwei Venturielemente zum Einsatz, deren Druckverluste von jeweils ca. 1/3 addieren sich infolge der Parallelschaltung der Venturielement jedoch nicht, so dass in der Mischkammer und am Löschschaumausgang noch ausreichend Druck ansteht, um den Löschschaum über den Löschschaumausgang und hieran ggf. angeschlossene Schläuche od. dgl. weiter zu fördern. Dadurch können die schon oben im Zusammenhang mit den CAFS®-Systemen beschriebenen Handhabungsvorteile (”leichte” Schläuche und Strahlrohre) erzielt werden. Dies indes, ohne dass hierfür der Aufwand und die Kosten der CAFS®-Systeme realisiert werden müssten. Denn in von dem Erfinder durchgeführten Versuchen hat sich insbesondere der Einsatz des zweiten Venturielements für die Zuführung der (des) zur Bildung des Löschschaums benötigten Gase(s) als derart vorteilhaft erwiesen, dass komprimierte Gase nicht eingesetzt und demgemäß hierfür grundsätzlich keine Ausrüstung/Gerätschaften vorgehalten werden müssen. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Anordnung mit ggf. standardisierten, einfachen Komponenten aufgebaut werden, was nicht nur eine kostengünstige Produktion gestattet, sondern auch einer leichten Reinigung und einfachen Wartung förderlich ist. Darüber hinaus können aufwendige Schulungen zum Betrieb bzw. zum Notbetrieb der Anordnung entfallen, da die Anordnung einfach zu gebrauchen ist und deren Komponenten (Venturielemente und Anschlüsse) z. B. Einsatzkräften der Feuerwehren in der Regel in ihrer Funktion ohnehin vertraut sind.
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Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist auch darin zu sehen, dass die Anordnung während eines Löscheinsatzes vielfältig verwendet werden kann, ohne dass es hierfür einer Unterbrechung des Löscheinsatzes und/oder zeitaufwendiger Umbauarbeiten (Abklemmen und/oder Neuanschließen von Schläuchen, etc.) bedürfte. Dadurch, dass sowohl der Schaummitteleingang des ersten Venturielements als auch der Gaseingang des zweiten Venturielements wahlweise verschließbar sind, kann nämlich insbesondere zwischen folgenden Einsatzarten gewählt bzw. quasi unterbrechungslos gewechselt werden: 1. Sind die Eingänge beider Venturielemente geöffnet, ist Löschschaum erzeugbar. Dieser kann durch Einsatz eines zusätzlichen Schaumstrahlrohrs nach dem Löschschaumausgang bzw. am freien Schlauchende als weiterer, optionaler Bestandteil der Gaszuführeinrichtung noch verfeinert bzw. optimiert werden, sofern gewünscht oder für den jeweiligen Löscheinsatz erforderlich. 2. Ist der Gaseingang des zweiten Venturielements geschlossen, kann ein Schaummittel-Wasser-Gemisch je nach Konzentration des Schaummittels z. B. als nicht aufzuschäumendes ”Netzwasser” oder für ein Verschäumen an einem nachgelagerten Schaumstrahlrohr erzeugt werden. 3. Sind die Eingänge beider Venturielemente geschlossen, kann schließlich ein reiner Wassereinsatz erfolgen.
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Grundsätzlich kann der Gaseingang des zweiten Venturielements mit einem konstanten Querschnitt versehen sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der Gaseingang des zweiten Venturielements jedoch einen Querschnitt, der zur Gasmengenregulierung veränderbar ist, um den Grad der Verschäumung einzustellen und/oder die Schaumqualität zu beeinflussen. In zweckmäßiger Ausgestaltung kann der Gaseingang des zweiten Venturielements hierbei mit einem Kugelhahn oder Dosierventil versehen sein, der/das zur Gasmengenregulierung mittels einer Handhabe stufenlos einstellbar ist, was eine sehr feinfühlige Einstellung des Gas-Wasser-Gemischs ermöglicht. Eine Veränderung des Querschnitts am Gaseingang in festgelegten Stufen ist aber ebenfalls denkbar.
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Auch der Schaummitteleingang des ersten Venturielements kann prinzipiell mit einem konstanten Querschnitt ausgebildet sein. Vorzugsweise besitzt allerdings der Schaummitteleingang des ersten Venturielements ebenfalls einen Querschnitt, der zur Schaummittel-Mengenregulierung veränderbar ist, um so bei einem gleichbleibenden, also mit ein und demselben Schaummittel dessen Konzentration im Schaummittel-Wasser-Gemisch ggf. verschieden einzustellen. Einer besonders genauen Einstellung der Konzentration förderlich ist hierbei eine – derzeit bevorzugte – Ausgestaltung, bei der der Schaummitteleingang des ersten Venturielements mit einem Kugelhahn oder Dosierventil versehen ist, der/das zur Schaummittel-Mengenregulierung mittels einer Handhabe stufenlos einstellbar ist.
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Grundsätzlich ist es möglich, für die (wenigstens) zwei Venturielemente eine getrennte Wasserversorgung vorzusehen, d. h. jedes Venturielement separat mit Wasser zu versorgen. Im Hinblick auf ein möglichst gleichbleibendes Mischungsverhältnis in der Mischkammer ist es indes bevorzugt, wenn ein Verteilerstück mit einem Wassereingang und zwei Wasserausgängen vorgesehen ist, von denen der eine Wasserausgang an den Wassereingang des ersten Venturielements angeschlossen ist, während der andere Wasserausgang mit dem Wassereingang des zweiten Venturielements fluidverbunden ist. Durch eine solche gemeinsame Wasserversorgung steht vor den zwei Venturielementen immer der gleiche Wasserdruck an, so dass das Zumischverhalten der zwei Venturielemente nicht von verschiedenen Wasserzufuhrdrücken abhängig ist. Außerdem vereinfacht ein gemeinsamer Wassereingang den Einsatz der Anordnung.
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Prinzipiell ist es möglich, die lichten Querschnitte des Wassereingangs des Verteilerstücks und des Löschschaumausgangs derart zu wählen, dass diese gleich groß sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der Wassereingang des Verteilerstücks jedoch einen lichten Querschnitt, der um einen Faktor von ca. 2/3 kleiner als ein lichter Querschnitt des Löschschaumausgangs ist, was dem Umstand Rechnung trägt, dass der aus einer vorbestimmten Wassermenge erzeugte Löschschaum ein größeres Volumen einnimmt als diese Wassermenge selbst.
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In weiterer Ausgestaltung der Anordnung kann dem Wassereingang des zweiten Venturielements ein Absperrorgan vorgeschaltet sein, mittels dessen der Wassereingang des zweiten Venturielements wahlweise verschließbar ist. Nach Absperren des Wassereingangs des zweiten Venturielements mittels des Absperrorgans wird lediglich das erste Venturielement vom Wasser durchströmt, so dass sich die Anordnung in diesem Betriebsmodus wie ein konventioneller Venturizumischer verhält.
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Wie schon weiter oben angedeutet kann in einer besonders einfachen Ausgestaltung das Mischen des Schaummittel-Wasser-Gemischs und des Gas-Wasser-Gemischs zur Schaumerzeugung in der Mischkammer durch einfaches Zusammenführen der von den Venturielementen abgehenden Strömungen erfolgen, d. h. ohne Einsatz weiterer technischer Hilfsmittel. In einer optionalen Ausgestaltung kann die Durchmischung in der Mischkammer aber noch dadurch optimiert werden, dass die Mischkammer mit einer zusätzlichen Mischstruktur versehen ist. Als optionale Mischstruktur können z. B. Elemente zur gezielten Strömungsumleitung wie Leitbleche, handelsübliche, sogenannte ”statische” Mischer ohne bewegliche Teile und/oder Gitter, Netze, Siebe od. dgl. zur Verfeinerung der Gasblasen im Löschschaum verwendet werden.
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Ferner können das erste Venturielement und das zweite Venturielement hinsichtlich ihrer Durchflussquerschnitte für Wasser gleich groß dimensioniert sein, was vorteilhaft die Verwendung von Gleichteilen ermöglicht. Wie die von dem Erfinder durchgeführten Untersuchungen gezeigt haben, kann das zweite Venturielement der Gaszuführeinrichtung hinsichtlich seines Durchflussquerschnitts für Wasser aber auch kleiner dimensioniert sein als das erste Venturielement. Bevorzugt ist hier ein Kombination von Venturielementen, bei denen das erste Venturielement einen ersten Durchflussquerschnitt für Wasser und das zweite Venturielement einen zweiten Durchflussquerschnitt für Wasser aufweist, wobei ein Verhältnis des zweiten Durchflussquerschnitts zum ersten Durchflussquerschnitt größer gleich 2:5 und kleiner gleich 1:1 ist.
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Im Hinblick auf eine gute Reproduzierbarkeit, für eine Feineinstellung der Qualität des erzeugten Löschschaums und/oder zu Kontrollzwecken kann die Anordnung weiterhin den jeweiligen Einsatzerfordernissen entsprechend eine oder mehrere der folgenden Messeinrichtungen aufweisen: (a) Eine erste Messeinrichtung zur Erfassung und Anzeige einer Messgröße, die für die Menge und/oder den Druck des dem Wasserstrom mittels des ersten Venturielements zugemischten Schaummittels repräsentativ ist. (b) Eine zweite Messeinrichtung zur Erfassung und Anzeige einer Messgröße, die für die Menge und/oder den Druck des dem Wasserstrom mittels des zweiten Venturielements zugemischten Gases repräsentativ ist. (c) Eine dritte Messeinrichtung zur Erfassung und Anzeige des Drucks und/oder der Menge des eingespeisten Wasserstroms. (d) Eine vierte Messeinrichtung zur Erfassung und Anzeige des Drucks und/oder der Menge des am Löschschaumausgang abgegebenen Mediums.
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Die erfindungsgemäße Anordnung kann stationär, fest in einem Löschfahrzeug installiert oder als eigenständige Einheit mobil eingesetzt werden. In einer insbesondere für den mobilen Einsatz besonders bevorzugten Ausgestaltung kann die Anordnung ein tragbares Gehäuse besitzen, in dem wenigstens das erste Venturielement, das zweite Venturielement und die Mischkammer aufgenommen sind. Dabei kann die Anordnung schließlich so ausgestaltet sein, dass der Wassereingang des Verteilerstücks und der Löschschaumausgang aus dem Gehäuse hinausgeführt und außerhalb des Gehäuses endseitig jeweils mit einer Schlauchkupplung versehen sind. Die Anordnung ist somit vorteilhaft ohne Weiteres in Kombination mit der üblicherweise bei Feuerwehren ohnehin vorhandenen Ausrüstung (Schläuche, Kupplungsstücke, Pumpen, etc.) einsetzbar.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten, teilweise schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Prinzipskizze einer Anordnung zum Erzeugen eines Löschschaums nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine perspektivische Darstellung einer als eine tragbare Einheit in einem Gehäuse aufgenommenen Anordnung zum Erzeugen eines Löschschaums nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung von schräg hinten/oben links, wobei die Anordnung ein- wie ausgangsseitig mit Schlauchkupplungen für einen unmittelbaren Einsatz für Löschzwecke versehen ist; und
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3–5 Prinzipskizzen einer Anordnung zum Erzeugen eines Löschschaums nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die verschiedene Einsatzmöglichkeiten der Anordnung veranschaulichen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In den 1 bis 5 ist eine Anordnung zum Erzeugen eines Löschschaums L allgemein mit 10 beziffert. Den gezeigten Anordnungen 10 ist gemein, dass sie zwei parallel geschaltete Venturielemente 12, 14 besitzen, nämlich ein erstes Venturielement 12 zur Bildung eines Schaummittel-Wasser-Gemischs und ein zweites Venturielement 14 einer allgemein mit 15 bezifferten Gaszuführeinrichtung zur Bildung eines Gas-Wasser-Gemischs. Während das erste Venturielement 12 einen Wassereingang 16, über den ein Wasserstrom W unter Druck einspeisbar ist, einen wahlweise verschließbaren Schaummitteleingang 18, über den ein Schaummittel S zuführbar ist, einen Mischbereich 20, in dem das Schaummittel S dem Wasserstrom W nach dem Venturi-Prinzip zumischbar ist, und einen Ausgang 22 für das Schaummittel-Wasser-Gemisch aufweist, hat das zweite Venturielement 14 einen Wassereingang 24, über den ein Wasserstrom W unter Druck einspeisbar ist, einen wahlweise verschließbaren Gaseingang 26, über den Luft und/oder Löschgase als Gas G zuführbar ist/sind, einen Mischbereich 28, in dem das Gas G dem Wasserstrom W nach dem Venturi-Prinzip zumischbar ist, und einen Ausgang 30 für das Gas-Wasser-Gemisch. Wesentlich ist ferner, dass der Ausgang 22 des ersten Venturielements 12 und der Ausgang 30 des zweiten Venturielements 14 in einer Mischkammer 32 münden, die der Bildung des Löschschaums L aus dem Schaummittel-Wasser-Gemisch und dem Gas-Wasser-Gemisch dient und ihrerseits mit einem Löschschaumausgang 34 zur Abgabe des Löschschaums L fluidverbunden ist. Im Ergebnis kann in der vorbeschriebenen Anordnung 10 über das zweite Venturielement 14 der Gaszuführeinrichtung 15 dem Schaummittel-Wasser-Gemisch das Gas G für die Bildung des Löschschaums L zugeführt werden, bevor Letzterer die Anordnung 10 über den Löschschaumausgang 34 verlässt und ohne dass sich der Druckverlust am zweiten Venturielement 14 zum Druckverlust am ersten Venturielement 12 wie bei einer Reihenschaltung addiert.
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Gemäß 1 besitzt die Anordnung 10 ein hier nur schematisch mit einer gestrichelten Linie angedeutetes Gehäuse 36, in dem (wenigstens) das erste Venturielement 12, das zweite Venturielement 14 und die Mischkammer 32 aufgenommen sind. Darüber hinaus beinhaltet das Gehäuse 36 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auch noch weitere Komponenten der Anordnung 10, die nachfolgend ebenfalls näher beschrieben werden. Ein solches, ggf. tragbares Gehäuse 36 bietet sich insbesondere dann an, wenn die Anordnung 10 mobil eingesetzt werden soll. Die Einzelkomponenten der Anordnung 10 können je nach Einsatzzweck der Anordnung 10 aber auch ohne eigenes Gehäuse – ggf. mit mehr als zwei, d. h. einer Mehrzahl von parallel geschalteten Venturielementen und entsprechender Verrohrung – fest eingebaut sein, z. B. in stationären Löschanlagen in Gebäuden, großen Einsatzfahrzeugen – etwa solchen (Tank)Löschfahrzeugen, wie sie an Flughäfen eingesetzt werden, Schaumwerfern für Raffinerien, etc.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind ein gemeinsamer Wassereingang 38 für die beiden Venturielemente 12, 14 und der Löschschaumausgang 34 aus dem Gehäuse 36 hinausgeführt und außerhalb des Gehäuses 36 endseitig jeweils mit einer Schlauchkupplung 40, 42 versehen. Wie deutlich in 1 zu erkennen ist besitzt der Wassereingang 38 hier einen lichten Querschnitt 44, der um einen Faktor von ca. 2/3 kleiner ist als ein lichter Querschnitt 46 des Löschschaumausgangs 34. So kann der Wassereingang 38 z. B. mit einer Schlauchkupplung 40 vom Typ C (Festkupplung nach DIN 14317) versehen sein, während der Löschschaumausgang 34 etwa eine Schlauchkupplung 42 vom Typ B (Festkupplung nach DIN 14318) aufweisen kann, so dass feuerwehrtypische Schläuche an der Anordnung 10 angeschlossen werden können, mit einem größeren Querschnitt für den abgehenden Löschschaum L und einem kleineren Querschnitt für das zugeführte Wasser W.
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Wie die 1 weiterhin zeigt hat die Anordnung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingangsseitig ein hosenrohrähnliches Verteilerstück 48, das auf der in 1 linken Seite den Wassereingang 38 bildet und auf der in 1 rechten Seite zu zwei Wasserausgängen 50, 52 verzweigt, von denen der eine Wasserausgang 50 an den Wassereingang 16 des ersten Venturielements 12 angeschlossen ist, während der andere Wasserausgang 52 mit dem Wassereingang 24 des zweiten Venturielements 14 in Fluidverbindung steht. In dem hier dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist dem Wassereingang 24 des zweiten Venturielements 14 im Verteilerstück 48 ein Absperrorgan 54, z. B. ein Kugelhahn vorgeschaltet, mittels dessen der Wasserausgang 52 des Verteilerstücks 48 und damit der Wassereingang 24 des zweiten Venturielements 14 wahlweise verschlossen werden kann. Ein solches Absperrorgan kann auch in dem zum Wassereingang 16 des ersten Venturielements 12 führenden Wasserausgang 50 des Verteilerstücks 48 vorgesehen sein (in 1 nicht gezeigt), was es z. B. für Reinigungszwecke ermöglicht, entweder das eine oder das andere Venturielement 12 bzw. 14 mit Wasser zu versorgen.
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Die einzelnen Venturielemente 12, 14 weisen in dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel in an sich bekannter Ausgestaltung in Strömungsrichtung des Wassers gesehen nacheinander die folgenden Bestandteile auf: ein Sieb 56, 57 im Wassereingang 16 bzw. 24, um etwaige Festkörper im Wasser W daran zu hindern, in das Innere des jeweiligen Venturielements 12, 14 zu gelangen und dieses eventuell zu verstopfen, eine zum Mischbereich 20 bzw. 28 führende Treibdüse 58, 59 zur Strömungsbeschleunigung und eine Fangdüse 60, 61 nach dem Mischbereich 20 bzw. 28 zur Aufnahme und Weiterleitung des jeweiligen Gemischs (Schaummittel-Wasser-Gemisch bzw. Gas-Wasser-Gemisch). Außerdem besitzt hier jedes Venturielement 12, 14 in an sich bekannter Weise einen die jeweilige Düsenanordnung 58, 60 bzw. 59, 61 umgehenden Bypass 62, 63, in den ein Regelventil 64, 65 geschaltet ist, das bei Druckschwankungen im jeweiligen Wassereingang 16, 24 anspricht, um einen Teilstrom an der jeweiligen Düsenanordnung 58, 60 bzw. 59, 61 vorbei durch den entsprechenden Bypass 62 bzw. 63 zu leiten und damit die Druckverhältnisse im jeweiligen Mischbereich 20 bzw. 28 im Wesentlichen konstant zu halten. An den jeweiligen Mischbereich 20, 28 ist schließlich der entsprechende Eingang 18, 26 für Schaummittel S bzw. Gas G jeweils über ein Rückschlagventil 66, 67 angeschlossen.
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Gemäß 1 können die beiden Venturielemente 12, 14 unterschiedlich groß dimensioniert sein, namentlich so, dass das erste Venturielement 12 für das Schaummittel S größere Strömungsquerschnitte für das Wasser W aufweist als das zweite Venturielement 14 für das Gas G. Genauer gesagt hat das erste Venturielement 12 einen ersten Durchflussquerschnitt 68 für Wasser W und das zweite Venturielement 14 einen zweiten Durchflussquerschnitt 69 für Wasser W, wobei ein Verhältnis des zweiten Durchflussquerschnitts 69 zum ersten Durchflussquerschnitt 68 hier etwa 2:5 beträgt.
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Wie weiterhin der 1 zu entnehmen ist besitzt der Schaummitteleingang 18 des ersten Venturielements 12 einen Querschnitt, der zur Schaummittel-Mengenregulierung veränderbar ist. Hierzu ist bei dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Schaummitteleingang 18 des ersten Venturielements 12 mit einem Kugelhahn 70 – oder einem anderen geeigneten Stellorgan, wie einem Dosierventil – versehen, der zur Schaummittel-Mengenregulierung mittels einer Handhabe 72 stufenlos einstellbar ist. Ein eingangsseitig an den Kugelhahn 70 angeschlossenes Rohrstück 74 ist aus dem Gehäuse 36 herausgeführt und dort am freien Ende mit einer Kupplung 76 für den Anschluss an eine Schaummittelquelle (nicht gezeigt) versehen.
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Auch am Gaseingang 26 des zweiten Venturielements 14 ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein Stellorgan vorgesehen, so dass der Gaseingang 26 des zweiten Venturielements 14 einen Querschnitt besitzt, der zur Gasmengenregulierung verändert werden kann. Genauer gesagt ist hier ein Kugelhahn 78 – oder ein anderes geeignetes Stellorgan, wie ein Dosierventil – eingebaut, der zur Gasmengenregulierung mittels einer weiteren Handhabe 80 stufenlos eingestellt werden kann. Ein eingangsseitig mit dem Kugelhahn 78 verbundenes weiteres Rohrstück 82 ist ebenfalls aus dem Gehäuse 36 herausgeführt und am vorkragenden freien Ende mit einer Kupplung 84 für den Anschluss an eine Gasquelle (nicht gezeigt) versehen. Hieran kann je nach Einsatzzweck der Anordnung 10 aber auch nur ein Ansaugstück mit Luftfilter od. dgl. (nicht dargestellt) angeschlossen werden. Die Kupplungen 76, 84 können beispielsweise als Typ D-Kupplungen (z. B. Festkupplungen nach DIN 14306) ausgebildet sein, um wiederum mit feuerwehrtypischer Ausrüstung kompatibel zu sein.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel schließt sich gemäß 1 stromabwärts an die beiden Venturielemente 12, 14 ein hosenrohrähnliches Sammelstück 86 an, welches die von den Venturielementen 12, 14 über deren Ausgänge 22, 30 abgehenden Fluidströme (Schaummittel-Wasser-Gemisch bzw. Gas-Wasser-Gemisch) zu der Mischkammer 32 zusammenführt, wo die Vermischung der beiden (Vor)Gemische zum Löschschaum L erfolgt. Die gestrichelten Linien bei 88 deuten in 1 des Weiteren eine zusätzliche Mischstruktur an, die in der Mischkammer 32 und/oder dem Sammelstück 86 vorgesehen sein kann aber nicht muss, um die Vermischung der beiden (Vor)Gemische zum Löschschaum L zu unterstützen bevor dieser über den Löschschaumausgang 34 aus der Anordnung 10 abgeht. Bei der optionalen Mischstruktur 88 kann es sich um Leitbleche, handelsübliche, sogenannte ”statische” Mischer ohne bewegliche Teile und/oder Gitter, Netze, Siebe od. dgl. handeln.
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Schließlich kann die Anordnung 10 je nach Einsatzzweck mit einer Messeinrichtung oder mehreren Messeinrichtungen versehen sein, die es der Bedienperson erleichtern sollen, zu gut reproduzierbaren Schaumergebnissen zu gelangen, die Qualität des erzeugten Löschschaums feineinzustellen und/oder den ordnungsgemäßen Betrieb der Anordnung 10 zu überwachen bzw. zu kontrollieren. In 1 sind hier die folgenden Messeinrichtungen schematisch angedeutet, die hinsichtlich Aufbau und Funktion Fachleuten bekannt sind und insofern nicht im Detail beschrieben werden müssen: Eine erste Messeinrichtung 90 zur Erfassung und Anzeige einer Messgröße, die für die Menge und/oder den Druck des dem Wasserstrom W mittels des ersten Venturielements 12 zugemischten Schaummittels S repräsentativ ist, eine zweite Messeinrichtung 92 zur Erfassung und Anzeige einer Messgröße, die für die Menge und/oder den Druck des dem Wasserstrom W mittels des zweiten Venturielements 14 zugemischten Gases G repräsentativ ist, eine dritte Messeinrichtung 94 zur Erfassung und Anzeige des Drucks und/oder der Menge des eingespeisten Wasserstroms W und eine vierte Messeinrichtung 96 zur Erfassung und Anzeige des Drucks und/oder der Menge des am Löschschaumausgang 34 abgegebenen Mediums.
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Die 2 zeigt die Anordnung 10 zum Erzeugen eines Löschschaums nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend nur insoweit beschrieben werden soll, als es sich von dem oben unter Bezugnahme auf die 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, wobei gleiche bzw. entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen beziffert sind.
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Zunächst ist die mobile Anordnung 10 gemäß 2 oben am Gehäuse 36 mit einem Griff 98 versehen, um einen problemlosen Transport der Anordnung 10 als integrale Gerätschaft zu ermöglichen. An der Unterseite des Gehäuses 36 sind Füße 100 angebracht, so dass die Anordnung 10 sicher auch auf nicht ganz ebenen Untergründen abgestellt werden kann. In 2 links und rechts sind der Wassereingang 38 bzw. der Löschschaumausgang 34 dargestellt, die beide – wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel – aus dem Gehäuse 36 herausgeführt sind, im zweiten Ausführungsbeispiel allerdings gleiche lichte Querschnitte besitzen, was an den gleichen Typen der Schlauchkupplungen 40, 42 zu erkennen ist.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erstrecken sich ferner in paralleler Anordnung nach oben aus dem Gehäuse 36 heraus der Schaummitteleingang 18 des ersten Venturielements (nicht gezeigt) und – als Bestandteil der Gaszuführeinrichtung 15 – der Gaseingang 26 des zweiten Venturielements (ebenfalls nicht gezeigt), wo die Eingänge 18, 26 jeweils direkt mit einer verschlussfähigen Kupplung 76 bzw. 84 versehen sind. Für eine Regulierung der Schaummittelmenge bzw. der Gasmenge sind an die Kupplungen 76, 84 also externe Kugelhähne oder Dosierventile (nicht dargestellt) anzuschließen. Ein Absperrorgan für die (gemeinsame) Wasserzufuhr ist ebenfalls nicht am bzw. im Gehäuse 36 vorgesehen und müsste extern angeschlossen werden.
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In Richtung der Schlauchkupplung 40 gesehen vor den Kupplungen 76, 84 für das Schaummittel bzw. Gas sind in entsprechender Nebeneinanderanordnung die Anzeigen von zwei Messeinrichtungen außen am Gehäuse 36 angebracht, nämlich eine Anzeige der zweiten Messeinrichtung 92 zur Druckerfassung des dem (Teil)Wasserstrom W mittels des zweiten Venturielements zugemischten Gases G sowie eine Anzeige der dritten Messeinrichtung 94 zur Erfassung und Anzeige des Drucks des eingespeisten Wasserstroms W. Weitere Messeinrichtungen sind bei diesem Ausführungsbeispiel nicht vorhanden.
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Im Inneren des Gehäuses 36 und deshalb in 2 nicht zu erkennen sitzen – analog der 1 – ausgehend vom Wassereingang 38 ein hosenrohrähnliches Verteilerstück für das Wasser, die hieran angeschlossenen, parallel geschalteten Venturielemente für das Schaummittel bzw. das Gas und ein daran angeschlossenes, hosenrohrähnliches Sammelstück, welches die Gemischausgänge der Venturielemente zusammenführt und dabei zugleich die mit dem Löschschaumausgang 34 verbundene Mischkammer bildet. In Ermangelung bewegter Teile, wie Kugelhähne od. dgl., ist die Anordnung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel außerordentlich robust und wartungsfrei.
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Die 3 bis 5 zeigen die Anordnung 10 zum Erzeugen eines Löschschaums nach einem dritten Ausführungsbeispiel, das im Folgenden strukturell wiederum nur insoweit beschrieben werden soll, als es sich von den anderen Ausführungsbeispielen unterscheidet, wobei gleiche bzw. entsprechende Teile erneut mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die beiden Venturielemente 12, 14 in einfachster Weise durch Venturirohre gebildet, mit einer Querschnittsverjüngung zur Ausbildung des jeweiligen Mischbereichs 20, 28 und dem darin quer zur jeweiligen Wasser(teil)strömung mündenden Schaummitteleingang 18 bzw. Gaseingang 26. Anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden hier identisch ausgebildete Venturielemente 12, 14 verwendet, bei denen das Verhältnis der Durchflussquerschnitte 68, 69 mithin gleich 1:1 ist. Als optionale Mischstruktur 88 sind in den 3 bis 5 im Bereich des Sammelstücks 86 eingangs der Mischkammer 32 angeordnete Leitbleche angedeutet.
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Abschließend sollen anhand des dritten Ausführungsbeispiels Einsatzmöglichkeiten der Anordnung 10 erläutert werden, die gleichermaßen für alle Ausführungsbeispiele gelten:
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3 veranschaulicht einen Trockenschaumeinsatz der Anordnung 10, mit zeitgleicher Zumischung des Schaummittels S über das erste Venturielement 12 und des Gases G über das zweite Venturielement 14 zu dem über den Wassereingang 38 zugeführten und mittels des Verteilerstücks 48 aufgeteilten Wasserstrom W, worauf die entstandenen Gemische – Schaummittel-Wasser-Gemisch am Ausgang 22 des ersten Venturielements 12 und Gas-Wasser-Gemisch am Ausgang 30 des zweiten Venturielements 14 – über das Sammelstück 86 in der Mischkammer 32 zusammengeführt werden, wo sodann der Löschschaum L entsteht, der schließlich über den Löschschaumausgang 34 der Anordnung 10 an z. B. einen Schlauch abgegeben werden kann.
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Mögliche Prozessparameter für den Trockenschaumeinsatz bei einer Verwendung des unter der Handelsbezeichnung ”ifoam®” von der Febbex International GmbH, Frankfurt am Main, Deutschland im Handel erhältlichen Schaummittels sind wie folgt: Eingangsdruck am Wassereingang 38 größer 8 bar; Ausgangsdruck am Löschschaumausgang 34 ca. 2/3 des Eingangsdrucks; Verschäumung größer 8-fach bei 12 bar Eingangsdruck; Kugelhahn 78 am zweiten Venturielement 14 für Luft als Gas G vollständig geöffnet, für einen Volumenstrom von ca. 3000 L/min; Kugelhahn 70 am ersten Venturielement 12 für eine Zumischung von 2 bis 3% des Schaummittels S geöffnet.
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4 illustriert einen Netzmitteleinsatz der Anordnung 10, bei dem der Kugelhahn 78 am zweiten Venturielement 14 für das Gas vollständig geschlossen ist, während der Kugelhahn 70 am ersten Venturielement 12 für die Zumischung von Schaummittel S zum Wasser W definiert geöffnet ist. Bei einer sehr gering eingestellten Schaummittelkonzentration entsteht ein Netzmittel N, welches nicht aufgeschäumt wird, sondern bei dem das Schaummittel S lediglich zur Reduktion der Oberflächenspannung dient.
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Mögliche Prozessparameter für den Netzmitteleinsatz bei einer Verwendung des vorerwähnten Schaummittels ”ifoam®”: Eingangsdruck am Wassereingang 38 größer 8 bar; Ausgangsdruck am Medienausgang 34 ca. 2/3 des Eingangsdrucks; Kugelhahn 78 am zweiten Venturielement 14 für Luft vollständig geschlossen; Kugelhahn 70 am ersten Venturielement 12 für eine Zumischung von 0,1 bis 0,5% des Schaummittels geöffnet.
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Bei demgegenüber vergrößerter Öffnung des Kugelhahns 70 am ersten Venturielement 12 für eine höhere Zumischung von Schaummittel S zum Wasser W kann auch ein konventioneller Schaumeinsatz erfolgen, wenn am Medienausgang 34 über einen Schlauch ein herkömmliches Schaumstrahlrohr angeschlossen wird, welches dann zur Verschäumung des Schaummittel-Wasser-Gemischs mit Luft dient.
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Schließlich veranschaulicht 5 einen reinen Wassereinsatz der Anordnung 10, für den lediglich die Kugelhähne 70, 78 an beiden Venturielementen 12, 14 zu schließen sind, so dass das Wasser W die Anordnung 10 vom Wassereingang 38 zum Medienausgang 34 durchströmt. Für den Fachmann ist somit ersichtlich, dass die Anordnung 10 vielfältig einsetzbar ist, ohne dass hierfür aufwändige Umrüstarbeiten notwendig wären.
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Eine Anordnung zum Erzeugen eines Löschschaums umfasst ein erstes Venturielement zur Bildung eines Schaummittel-Wasser-Gemischs, das einen Wassereingang, einen wahlweise verschließbaren Schaummitteleingang, einen Mischbereich, in dem das zugeführte Schaummittel dem eingespeisten Wasserstrom nach dem Venturi-Prinzip zumischbar ist, und einen Ausgang für das Schaummittel-Wasser-Gemisch aufweist, eine Gaszuführeinrichtung, über die dem Schaummittel-Wasser-Gemisch für die Bildung des Löschschaums ein Gas zuführbar ist, und einen Löschschaumausgang zur Löschschaumabgabe. Dabei besitzt die Gaszuführeinrichtung ein parallel zum ersten Venturielement geschaltetes zweites Venturielement zur Bildung eines Gas-Wasser-Gemischs, das einen Wassereingang, einen wahlweise verschließbaren Gaseingang, einen Mischbereich, in dem das zugeführte Gas dem eingespeisten Wasserstrom nach dem Venturi-Prinzip zumischbar ist, und einen Ausgang für das Gas-Wasser-Gemisch aufweist, wobei die Ausgänge der Venturielemente in einer der Bildung des Löschschaums aus dem Schaummittel-Wasser-Gemisch und dem Gas-Wasser-Gemisch dienenden Mischkammer münden, von der der Löschschaumausgang abgeht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Anordnung
- 12
- erstes Venturielement
- 14
- zweites Venturielement
- 15
- Gaszuführeinrichtung
- 16
- Wassereingang
- 18
- Schaummitteleingang
- 20
- Mischbereich
- 22
- Ausgang
- 24
- Wassereingang
- 26
- Gaseingang
- 28
- Mischbereich
- 30
- Ausgang
- 32
- Mischkammer
- 34
- Löschschaumausgang bzw. Medienausgang
- 36
- Gehäuse
- 38
- Wassereingang
- 40
- Schlauchkupplung
- 42
- Schlauchkupplung
- 44
- lichter Querschnitt
- 46
- lichter Querschnitt
- 48
- Verteilerstück
- 50
- Wasserausgang
- 52
- Wasserausgang
- 54
- Absperrorgan
- 56
- Sieb
- 57
- Sieb
- 58
- Treibdüse
- 59
- Treibdüse
- 60
- Fangdüse
- 61
- Fangdüse
- 62
- Bypass
- 63
- Bypass
- 64
- Regelventil
- 65
- Regelventil
- 66
- Rückschlagventil
- 67
- Rückschlagventil
- 68
- erster Durchflussquerschnitt
- 69
- zweiter Durchflussquerschnitt
- 70
- Kugelhahn
- 72
- Handhabe
- 74
- Rohrstück
- 76
- Kupplung
- 78
- Kugelhahn
- 80
- Handhabe
- 82
- Rohrstück
- 84
- Kupplung
- 86
- Sammelstück
- 88
- Mischstruktur
- 90
- erste Messeinrichtung
- 92
- zweite Messeinrichtung
- 94
- dritte Messeinrichtung
- 96
- vierte Messeinrichtung
- 98
- Griff
- 100
- Fuß
- G
- Gas bzw. Luft
- L
- Löschschaum
- N
- Netzmittel
- S
- Schaummittel
- W
- Wasser bzw. Wasserstrom
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”Feuerwehr-Magazin” der Ebner Verlag GmbH & Co. KG, Sonderheft 1/2010 ”Brandbekämpfung mit Schaum” in dem den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildenden Artikel ”Richtig zumischen” auf den S. 58 bis 71 [0003]
- DIN 14384 [0003]
- DIN 14366 [0003]
- ”Feuerwehr-Magazin” im Artikel ”Schaum schlagen mit Pressluft” auf den S. 72 bis 81 [0007]
- DIN 14317 [0031]
- DIN 14318 [0031]
- DIN 14306 [0036]
