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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zumischsystem für Feuerlöschanlagen. Eine Feuerlöschanlage im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Anlage aufweisend eine Pumpe, ein Leitungssystem und ein Schaummittel-Zumischsystem, mit der ein Löschmittel insbesondere durch Düsen, Schaumrohre oder Schaumgeneratoren ausgebracht werden kann. Bei der Feuerlöschanlage kann es sich um eine stationäre Anlage wie eine Feuerlöschanlage in einem Tanklager mit einem fest montierten sogenannten Monitor, d. h. einem großen Strahlrohr, oder auch um eine fest montierte Sprinkler-Anlage in einem Gebäude handeln. Es kann sich aber auch um eine mobile Anlage auf einem Fahrzeug oder Abrollbehälter handeln.
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Derartige Feuerlöschanlagen werden üblicherweise mit Wasser als Löschmittel betrieben. Es ist jedoch in vielen Fällen vorteilhaft, das Löschmittel vor dem Ausbringen auf das zu bekämpfende Feuer aufzuschäumen, damit das aufgebrachte Löschmittel eine Löschmitteldecke von längerer Bestandsdauer bildet, durch welche das Feuer erstickt werden kann. Hierzu wird dem Löschmittel üblicherweise zunächst ein Löschmitteladditiv, hier ein Schaummittel, in einem bestimmten Verhältnis zugemischt. Sodann wird das Löschmittel-Löschmitteladditiv-Gemisch (der sogenannte „Premix“) in einer Düse durch Zuführung von Luft aufgeschäumt und auf das zu löschende Feuer ausgebracht.
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Das Volumenverhältnis des Löschmitteladditivs zu dem Löschmittel, die sogenannte Zumischrate, beträgt typischerweise zwischen 0,5 % und 6 %.
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Ein anderes Löschmitteladditiv, welches dem Löschmittel zugemischt werden kann, ist ein Netzmittel oder „wetting agent“, welches die Oberflächenspannung des Löschmittels, insbesondere des Löschwassers, herabsetzt. Dies ist beispielsweise bei der Bekämpfung von Waldbränden vorteilhaft, weil das Löschwasser hierdurch größere Flächen, insbesondere auf den Blättern von Bäumen, benetzen und somit effizienter eingesetzt werden kann. Weiterhin kann das Löschwasser durch die herabgesetzte Oberflächenspannung tiefer in den Waldboden eindringen, um beispielsweise tiefere Glutnester zu löschen.
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Es existieren auch Schaummittel, die ebenso (dann ggf. mit anderen Zumischraten, insbesondere mit einer minimalen Zumischrate von 0,1 %) als Netzmittel einsetzbar sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden teilweise am Beispiel von Wasser als Löschmittel und Schaummittel als Löschmitteladditiv beschrieben. Dies ist jedoch nicht als einschränkend zu verstehen. Die Erfindung kann genauso bei der Zumischung von beliebigen Löschmitteladditiven zu beliebigen Löschmitteln eingesetzt werden.
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Für den Betrieb der Feuerlöschanlage mit dem Zumischsystem können sowohl das Löschmittel als auch das Löschmitteladditiv in einem Löschmitteltank bzw. in einem Löschmitteladditivtank oder auch über eine Löschmittelversorgungsleitung bzw. über eine Löschmitteladditivversorgungsleitung bereitgestellt werden. Im Falle der Bereitstellung des Löschmittels in einem Löschmitteltank ist weiterhin eine Löschmittelpumpe erforderlich, welche das Löschmittel aus dem Löschmitteltank fördert, mit Druck beaufschlagt und dem Zumischsystem zuführt. Die soeben genannten Komponenten sind jedoch nicht Teil des Zumischsystems selbst.
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Die zu erzeugende Mischung aus dem Löschmittel und dem Löschmitteladditiv, d. h. der Premix, wird im Falle eines Schaummittels als Löschmitteladditiv dann in Form eines Premixstroms durch eine Aufschäumdüse geleitet, in der durch den Premixstrom Umgebungsluft angesaugt und mit dem Premix vermischt wird. Hierdurch wird das Schaummittel im Premix aktiviert und der Premix aufgeschäumt, sodass ein Löschmittelschaum aus der Aufschäumdüse austritt und auf das Feuer ausgebracht werden kann.
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Die zum Aufschäumen des Schaummittels benötigte Luft kann dem Premix auch in Form von Druckluft zugeführt werden. Im Falle einer solchen, Druckluftschaum erzeugenden Anlage spricht man von einer CAFS-Anlage (Compressed Air Foam System).
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Es ist zwar möglich, den Premix unabhängig von der Feuerlöschanlage im Voraus herzustellen, jedoch muss dieser dann möglicherweise über längere Zeit gelagert werden. Es ist daher in vielen Fällen vorteilhafter, den Premix erst unmittelbar vor der Ausbringung des Löschmittels auf das zu bekämpfende Feuer herzustellen. Zu diesem Zweck weist das Zumischsystem eine Zumischpumpe auf, durch welche das Löschmitteladditiv gefördert und dem Löschmittel zugemischt werden kann.
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In dem für die vorliegende Erfindung betrachteten Zumischsystem wird die Zumischpumpe durch einen Motor angetrieben, der wiederum durch einen Strom des Löschmittels selbst angetrieben wird.
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In dem oben genannten, nicht einschränkenden Anwendungsbeispiel der Erfindung weist das Zumischsystem somit einen Wassermotor auf, der durch den Löschwasserstrom angetrieben wird. Zu diesem Zweck ist die Ausgangswelle des Wassermotors mit der Eingangswelle der Zumischpumpe gekoppelt, beispielsweise durch eine Kupplung.
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Das von der Zumischpumpe geförderte Löschmitteladditiv wird dann durch eine Löschmitteladditivleitung von der Zumischpumpe in eine Zumischleitung geleitet und dort dem Löschmittelstrom zugemischt, um den Premix zu erzeugen.
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Dieser Aufbau des Zumischsystems, bei dem die Zumischpumpe durch den ohnehin vorhandenen Löschmittelstrom angetrieben wird, hat den Vorteil, dass die Zumischpumpe keine Antriebsenergie, insbesondere Elektrizität, von außen benötigt, wodurch das Zumischsystem sehr ausfallsicher ist. Weiterhin ist die Förderleistung der Zumischpumpe im Wesentlichen proportional zur Drehzahl des Motors, welche wiederum im Wesentlichen proportional zur Durchflussrate des Löschmittelstroms ist. Auf diese Weise wird automatisch eine im Wesentlichen konstante Zumischrate erreicht, ohne dass weitere Steuerungs- oder Regelungseinrichtungen erforderlich sind.
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Eine technische Eigenschaft von Wassermotoren besteht darin, dass diese erst ab einer bestimmten Mindestdurchflussrate des sie antreibenden Wasserstroms zuverlässig arbeiten. Erreicht der antreibende Wasserstrom diese Mindestdurchflussrate nicht, so erreicht der Wassermotor nur einen schlechten Wirkungsgrad. Dieser Effekt wird insbesondere durch innere Reibung der Motorkomponenten und durch eine innere Leckage im Motor verursacht.
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Bei einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen mit dem oben beschriebenen Aufbau tritt daher das Problem auf, dass, wenn das zu löschende Feuer nur einen Löschwasserstrom mit einer geringen Durchflussrate erfordert, das Zumischsystem aufgrund der bei einer solchen geringen Durchflussrate unzuverlässigen Arbeitsweise des Wassermotors nicht die gewünschte Zumischrate erreicht.
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Dem kann entgegengewirkt werden, indem ein Teil des Löschwasserstroms hinter (d. h. stromabwärts) dem Motor abgezweigt und nicht auf das zu löschende Feuer ausgebracht wird. Dann ist die Durchflussrate des den Motor antreibenden Löschwasserstroms größer als die Durchflussrate des Löschwasserstroms, welchem das Löschmitteladditiv zugemischt wird und welcher dann als Premix bzw. als Löschschaum auf das zu bekämpfende Feuer ausgebracht wird. Die Differenz zwischen den beiden genannten Durchflussraten ist gerade die Durchflussrate des abgezweigten Teils des Löschwasserstroms.
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Der den Motor antreibende Löschwasserstrom wird somit künstlich erhöht und damit der Arbeitsbereich des Motors in einen Bereich angehoben, in dem der Motor zuverlässig arbeitet (sogenannte Anlaufreduzierung).
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Bei geeigneter Wahl der Durchflussrate des abgezweigten Teils des Löschwasserstroms kann der Motor also stets an oder oberhalb einer für seinen zuverlässigen Betrieb erforderlichen Mindestdurchflussrate des Löschwasserstroms betrieben werden.
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Falls das Löschwasser aus einem Löschwassertank bereitgestellt wird, kann der abgezweigte Teil des Löschwasserstroms wieder in den Löschwassertank zurückgeführt werden, d. h. der abgezweigte Teil des Löschwasserstroms zirkuliert in der Feuerlöschanlage und geht somit nicht verloren.
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Die Abzweigung erfolgt an einer Abzweigungsstelle vor (d. h. stromaufwärts) der Zumischstelle, an welcher das Löschmitteladditiv, insbesondere ein Schaummittel, dem Löschwasser zugemischt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass der abgezweigte Teil des Löschwasserstroms bereits Löschmitteladditiv enthält, welches sonst ggf. bei der Rückführung in den Löschwassertank gelangen würde und dort zu einer unerwünschten Schaumbildung führen könnte.
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Bei den Zumischsystemen der Anmelderin wird die Abzweigung eines Teils des Löschwasserstroms beim Anlaufen des Zumischsystems dadurch ausgelöst, dass ein Abzweigungsventil in einer von der Abzweigungsstelle ausgehenden Abzweigungsleitung geöffnet wird, wenn ein Alarmventil, welches innerhalb der Feuerlöschanlage, jedoch außerhalb des Zumischsystems selbst, auslöst. Sobald der vom Verbraucher in der Feuerlöschanlage benötigte Löschmittelstrom einen bestimmten Wert überschreitet (beispielsweise 500 l/min), wird die Anlaufreduzierung nicht mehr benötigt und das Abzweigungsventil wieder geschlossen. Hierzu wird der von dem Zumischsystem erzeugte Druckverlust in Form eines Differenzdrucks zwischen zwei Steuerleitungen auf ein differenzdruckgesteuertes Regelventil übertragen und dieses bei einem entsprechenden Differenzdruck geschlossen.
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Eine derartig konzipierte Steuerung der Anlaufreduzierung weist jedoch mehrere Nachteile auf: Einerseits führt das Vorsehen eines Alarmventils außerhalb des Zumischsystems zu einer potenziell erhöhten Fehleranfälligkeit, da die spätere Funktionsfähigkeit des Zumischsystems dann nicht bereits vor der Auslieferung, insbesondere bei einer Endkontrolle im Werk, getestet werden kann. Andererseits kann die für die Steuerung erforderliche Ermittlung des Differenzdrucks nicht immer mit der ausreichenden Zuverlässigkeit vorgenommen werden. Beide Probleme führen somit zu einer verminderten Betriebssicherheit des Zumischsystems.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen mit dem oben beschriebenen Aufbau die Betriebssicherheit zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zumischsystem gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zu dessen Betrieb nach Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung geht aus von einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen zum Zumischen eines Löschmitteladditivs, insbesondere eines Schaummittels, zu einem Löschmittel, insbesondere Wasser.
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Das Zumischsystem weist einen von einem Löschmittelstrom antreibbaren Motor auf, insbesondere einen Wassermotor, mit einem Eingang zur Zuleitung des Löschmittels zu dem Motor, insbesondere aus einem Löschmitteltank oder aus einer Löschmittelversorgungsleitung, einem Ausgang zur Abführung des Löschmittels von dem Motor und einer von dem Motor antreibbaren Abtriebswelle.
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Das Zumischsystem weist ferner eine Zumischpumpe zum Fördern des Löschmitteladditivs auf, insbesondere eine Kolbenpumpe, mit einer Antriebswelle, welche mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt ist, einem Eingang zur Bereitstellung des Löschmitteladditivs, insbesondere aus einem Löschmitteladditivtank oder aus einer Löschmitteladditivversorgungsleitung, und einem Ausgang zur Abführung des Löschmitteladditivs.
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Außerdem weist das Zumischsystem eine Zumischleitung mit einem ersten, motorseitigen Ende und einem zweiten, ausgabeseitigen Ende auf, wobei das motorseitige Ende mit dem Ausgang des Motors fluidleitend verbunden ist.
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Weiterhin weist das Zumischsystem eine Löschmitteladditivleitung mit einem ersten, pumpenseitigen Ende und einem zweiten, zumischleitungsseitigen Ende auf, wobei das pumpenseitige Ende mit dem Ausgang der Zumischpumpe und das zumischleitungsseitige Ende mit der Zumischleitung an einer Zumischstelle, welche von dem motorseitigen Ende der Zumischleitung verschieden ist, fluidleitend verbunden ist.
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Das Zumischsystem weist außerdem eine Abzweigungsleitung mit einem ersten, zumischleitungsseitigen Ende und einem zweiten, auslassseitigen Ende auf, wobei das zumischleitungsseitige Ende mit der Zumischleitung an einer Abzweigungsstelle, welche zwischen dem motorseitigen Ende der Zumischleitung und der Zumischstelle liegt, fluidleitend verbunden ist.
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Schließlich weist das Zumischsystem ein Abzweigungsventil auf, welches in der Abzweigungsleitung angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß weist das Zumischsystem weiterhin einen Motordrehzahlmesser und eine Steuerung auf. Die Steuerung ist dazu eingerichtet, das Abzweigungsventil in Abhängigkeit der von dem Motordrehzahlmesser gemessenen Motordrehzahl vollständig oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen.
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Eine Messung der Motordrehzahl gibt den Zustand des Zumischsystems und insbesondere des Motors exakter und zuverlässiger wieder als beispielsweise die bisher verwendete Differenzdruckmessung. Auch ist auf diese Weise keine außerhalb des Zumischsystems angeordnete Komponente wie das bisher verwendete Alarmventil erforderlich, sodass das gesamte Zumischsystem unabhängig von später hinzugefügten externen Komponenten bereits vor der Auslieferung getestet werden kann. Auf diese Weise wird die Betriebssicherheit des Zumischsystems erhöht und die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Abzweigungsventil vollständig zu öffnen, wenn das Abzweigungsventil geschlossen ist und die Motordrehzahl größer als Null ist und unterhalb einer ersten vorgegebenen Drehzahl liegt. Auf diese Weise werden der Anlauf des Motors erkannt und die Abzweigung eines Teils des Löschmittelstroms aktiviert. Die erste vorgegebene Drehzahl kann dabei eine Motordrehzahl angeben, oberhalb derer eine Abzweigung nicht erforderlich oder nicht gewünscht ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Abzweigungsventil vollständig zu schließen, wenn das Abzweigungsventil geöffnet ist und die Motordrehzahl oberhalb einer zweiten vorgegebenen Drehzahl liegt. Auf diese Weise kann die Abzweigung deaktiviert werden. Die zweite vorgegebene Drehzahl kann dabei wiederum eine Motordrehzahl angeben, oberhalb derer eine Abzweigung nicht erforderlich oder nicht gewünscht ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Abzweigungsventil in Abhängigkeit der gemessenen Motordrehzahl teilweise so weit zu öffnen und/oder zu schließen, dass die Summe aus der Durchflussmenge des Löschmittelstromes in der Abzweigungsleitung und der Durchflussmenge des Löschmittelstromes am ausgabeseitigen Ende der Zumischleitung im Wesentlichen der Durchflussmenge eines Löschmittelstromes entspricht, der den Motor mit einer dritten vorgegebenen Drehzahl antreibt. Auf diese Weise lässt sich der abgezweigte Teil des Löschmittelstroms noch genauer einstellen, als wenn das Abzweigungsventil nur vollständig geöffnet oder geschlossen wird. Die dritte vorgegebene Drehzahl kann dabei eine Motordrehzahl angeben, bei der eine Abzweigung gerade noch erforderlich oder gewünscht ist. In diesem Fall ist der abgezweigte Teil des Löschmittelstroms gerade so groß, dass die dritte vorgegebene Drehzahl erreicht wird. Mit anderen Worten ist der abgezweigte Teil des Löschmittelstroms gerade so groß wie nötig, aber so klein wie möglich.
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In weiteren bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist die erste, die zweite bzw. die dritte vorgegebene Drehzahl derart gewählt, dass im Bereich der jeweiligen vorgegebenen Drehzahl die Motordrehzahl im Wesentlichen proportional zur Durchflussmenge des den Motor antreibenden Löschmittelstromes ist. Eine solche Proportionalität gewährleistet, dass auch die Förderleistung der Zumischpumpe, deren Antriebswelle mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt ist, proportional zu dieser Durchflussmenge ist. Dadurch wird eine im Wesentlichen konstante Zumischrate des Löschmitteladditivs gewährleistet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Löschmittelstrom am auslassseitigen Ende der Abzweigungsleitung in die Umgebung des Zumischsystems abführbar. Diese Möglichkeit der Abführung des abgezweigten Teils des Löschmittelstroms ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Löschmittel nicht aus einem Löschmitteltank, sondern aus einer, insbesondere mit Druck beaufschlagten, Löschmittelversorgungsleitung zur Verfügung gestellt wird. In diesem Fall wäre es technisch schwierig realisierbar, das abgezweigte Löschmittel wieder zurück in die Löschmittelversorgungsleitung einzuspeisen. Insbesondere im Falle von Wasser als Löschmittel (welches zum Zeitpunkt der Abzweigung noch kein Löschmitteladditiv enthält) ist eine Abführung in die Umgebung des Zumischsystems auch unter Umweltgesichtspunkten unproblematisch.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Zumischsystems mit den Schritten:
- - Zuleiten eines Löschmittelstroms zum Eingang des Motors,
- - Antreiben des Motors durch den Löschmittelstrom,
- - Antreiben der Abtriebswelle des Motors durch den Motor,
- - Abführen des Löschmittels vom Ausgang des Motors in die Zumischleitung,
- - Abzweigen eines Teils des Löschmittels an der Abzweigungsstelle aus der Zumischleitung in die Abzweigungsleitung, falls das Abzweigungsventil vollständig oder teilweise geöffnet ist,
- - Auslassen des abgezweigten Teils des Löschmittels am auslassseitigen Ende der Abzweigungsleitung,
- - Antreiben der Antriebswelle der Zumischpumpe durch die Abtriebswelle des Motors,
- - Antreiben der Zumischpumpe durch deren Antriebswelle,
- - Bereitstellen des Löschmitteladditivs am Eingang der Zumischpumpe,
- - Fördern des Löschmitteladditivs durch die Zumischpumpe,
- - Abführen des Löschmitteladditivs vom Ausgang der Zumischpumpe in die Lösch m itteladd itivleitung,
- - Zumischen des Löschmitteladditivs zu dem Löschmittel in der Zumischleitung an der Zumischstelle,
- - Ausgeben des Löschmittel-Löschmitteladditiv-Gemischs (Premix) am ausgabeseitigen Ende der Zumischleitung,
- - Messen der Motordrehzahl durch den Motordrehzahlmesser,
- - vollständiges oder teilweises Öffnen und/oder Schließen des Abzweigungsventils durch die Steuerung in Abhängigkeit der gemessenen Motordrehzahl.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit der Figur. Dabei zeigt:
- 1 ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Zumischsystems einschließlich weiterer Komponenten einer Feuerlöschanlage.
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Das Zumischsystem 1 wird aus einem Löschwassertank 23, dessen Füllstand durch einen Schwimmer 47 überwacht werden kann, mit Löschwasser versorgt. Das Löschwasser wird durch eine Löschwasserpumpe 27, die über eine Kupplung 28 von einem Motor 29 angetrieben wird, aus dem Löschwassertank 23 herausgepumpt und dabei durch einen Filter 32 gefiltert. Vor der Löschwasserpumpe 27 und nach dem Filter 32 ist jeweils ein Absperrventil 30, 31 angeordnet.
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Auf diese Weise wird das Löschwasser mit Druck beaufschlagt, bevor es dem Wassermotor 2 zugeführt wird und diesen antreibt. Der Wassermotor 2 arbeitet vorzugsweise nach dem Verdrängerprinzip, weiter vorzugsweise nach dem Hubkolben- oder nach dem Rotationsprinzip.
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Am Ausgang 4 des Wassermotors 2 gelangt das Löschwasser in das motorseitige Ende 11 der Zumischleitung 10 und wird von dort durch die Zumischleitung 10 zu deren ausgabeseitigem Ende 12 geleitet, an die sich der oder die Verbraucher der Feuerlöschanlage, wie eine oder mehrere Sprinkler-Düsen oder auch eine Schaumdüse und ein Löschmonitor, anschließen (alle nicht gezeigt).
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Die Abtriebswelle 5 des Wassermotors 2 ist über eine Kupplung 25 mit der Antriebswelle 9 einer Zumischpumpe 6 verbunden. Mit der Abtriebswelle 5 des Wassermotors 2 wird somit auch die Antriebswelle 9 der Zumischpumpe 6 in eine Rotationsbewegung versetzt und treibt wiederum die Zumischpumpe 6 an.
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Die Zumischpumpe 6 ist vorzugsweise eine Plungerpumpe oder eine verstellbare Plungerpumpe.
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Die Zumischpumpe 6 fördert ein Löschmitteladditiv, insbesondere ein Schaummittel, welches in dem Löschmitteladditivtank 24 bereitgestellt wird, dessen Füllstand ebenfalls durch einen Schwimmer 42 überwacht werden kann. Das Löschmitteladditiv gelangt durch einen Absperrhahn 40 und eine Rückschlagklappe 41 zunächst zu einem 3-Wege-Kugelhahn 44, dessen Funktion weiter unten beschrieben wird, und in der entsprechenden Stellung „Ansaugen“ des 3-Wege-Kugelhahns 44 zum Eingang 7 der Zumischpumpe 6, wo es von der Zumischpumpe 6 angesaugt, von dieser mit Druck beaufschlagt und zum Ausgang 8 der Zumischpumpe 6 gefördert wird.
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Am Ausgang 8 der Zumischpumpe 6 gelangt das Löschmitteladditiv in das pumpenseitige Ende 14 der Löschmitteladditivleitung 13. Die Zumischpumpe 6 und die Löschmitteladditivleitung 13 sind über ein Entlüftungsventil 51 entlüftbar. Der Druck des Löschmitteladditivs in der Löschmitteladditivleitung 13 kann über einen Druckmesser 45 überwacht werden.
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In der Löschmitteladditivleitung 13 gelangt das Löschmitteladditiv zunächst zu einem 3-Wege-Kugelhahn 34, dessen Funktion ebenfalls weiter unten beschrieben wird, und in der entsprechenden Stellung „Zumischen“ des 3-Wege-KugelHahns 34 zum zumischleitungsseitigen Ende 15 der Löschmitteladditivleitung 13, wo diese mit der Zumischleitung 10 verbunden ist. Dort befindet sich auch die Zumischstelle 16, an der das Löschmitteladditiv dem Löschwasser zugemischt wird.
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Durch die Synchronisierung der Durchflussraten des Löschwasserstroms in der Zumischleitung 10 und des Löschmitteladditivstroms in der Löschmitteladditivleitung 13 aufgrund der Kopplung des Wassermotors 2 mit der Zumischpumpe 6 ist das Volumenverhältnis zwischen dem zugemischten Löschmitteladditiv und dem Löschwasser, d. h. die Zumischrate, im Wesentlichen konstant, beispielsweise 3 %.
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Eine vor (d. h. stromaufwärts) der Zumischstelle 16 in der Löschmitteladditivleitung 13 angeordnete Rückschlagklappe 33 verhindert, dass Löschwasser in die Löschmitteladditivleitung 13 in Richtung der Zumischpumpe 6 eindringen kann. Entsprechend verhindert eine vor (d. h. stromaufwärts) der Zumischstelle 16 in der Zumischleitung 10 angeordnete Rückschlagklappe 43, dass Löschmitteladditiv in die Zumischleitung 10 in Richtung des Wassermotors 2 eindringen kann.
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Die 3-Wege-Kugelhähne 34, 44 können neben den beiden oben beschriebenen Stellungen jeweils noch in eine weitere Stellung gebracht werden, um jeweils eine zusätzliche Funktion des Zumischsystems 1 einzuleiten:
- In der weiteren Stellung „Rückführen“ des 3-Wege-Kugelhahns 34 wird das Löschmitteladditiv aus der Löschmitteladditivleitung 13 nicht zur Zumischstelle 16 geleitet, sondern über eine Rückführleitung 35 und ein Gegendruckventil 37 in einen Löschmitteladditivmessbehälter 36, dessen Füllstand durch einen Schwimmer 38 überwacht werden kann. Ein Entlastungsventil 52 mit einem größeren Öffnungsdruck als dem des Gegendruckventils 37 ist vor (d. h. stromaufwärts) dem 3-Wege-Kugelhahn 34 in einer weiteren Leitung zwischen der Löschmitteladditivleitung 13 und dem Löschmitteladditivmessbehälter 36 vorgesehen.
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Auf diese Weise kann das Volumen des von der Zumischpumpe 6 in einem bestimmten Zeitintervall geförderten Löschmitteladditivs gemessen und mit dem - beispielsweise errechneten - Volumen des im selben Zeitintervall durch den Wassermotor 2 strömenden Löschwassers verglichen werden. Auf diese Weise kann die Einhaltung der gewünschten Zumischrate kontrolliert werden.
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Die Rückführung des Löschmitteladditivs in den Löschmitteladditivmessbehälter 36 erlaubt es, die beschriebene Kontrollmessung durchzuführen, ohne dass das Löschmitteladditiv tatsächlich dem Löschwasser zugemischt werden muss. Das in dem Löschmitteladditivmessbehälter 36 aufgefangene Löschmitteladditiv kann sodann über einen Absperrhahn 39 wieder in den Löschmitteladditivtank 24 zurückgeführt werden und geht somit durch die Kontrollmessung nicht verloren.
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In der weiteren Stellung „Spülen“ des 3-Wege-Kugelhahns 44 wird ein Teil des Löschwassers bereits vor (d. h. stromaufwärts) dem Wassermotor 2 abgezweigt und in die Zumischpumpe 6 geleitet, um diese zu spülen. Das zum Spülen der Zumischpumpe 6 verwendete Löschwasser fließt dann, wie oben für das Löschmitteladditiv beschrieben, durch die Löschmitteladditivleitung 13 an der Zumischstelle 16 wieder in die Zumischleitung 10. Auf diese Weise kann die Zumischpumpe 6 mit Löschwasser gespült werden, sodass hierfür kein gesonderter Vorrat an Spülwasser vorgehalten werden muss.
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Statt den Kugelhahn 44 vorzusehen, können alternativ auch die drei Leitungen, die an den Kugelhahn 44 angeschlossen sind, unmittelbar fluidleitend miteinander verbunden sein (ähnlich wie an der Zumischstelle 16). Dann werden statt des Kugelhahns 44 vorzugsweise in der von der Löschwasserpumpe 27 kommenden und vor dem Wassermotor 2 abgezweigten Leitung ein Absperrhahn und eine Rückschlagklappe angeordnet (nicht dargestellt).
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Der geöffnete Absperrhahn entspricht dann der Stellung „Spülen“ des 3-Wege-Kugelhahns 44, wodurch der abgezweigte Teil des Löschwassers in die Zumischpumpe 6 geleitet wird, um diese zu spülen, und der geschlossene Absperrhahn entspricht der oben beschriebenen Stellung „Ansaugen“ des 3-Wege-Kugelhahns 44. Die Rückschlagklappe verhindert, dass Löschmitteladditiv in die von der Löschwasserpumpe 27 kommende Leitung und von dort zum Wassermotor 2 gelangt. Umgekehrt verhindert die Rückschlagklappe 41, dass Löschwasser in den Löschmitteladditivtank 24 gelangt.
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Wenn nur ein geringer Löschmittelstrom am ausgabeseitigen Ende 12 der Zumischleitung 10 durch den Verbraucher - beispielsweise eine Sprinkler-Anlage, bei der nur ein oder wenige Sprinkler geöffnet sind - benötigt wird, ist auch nur eine entsprechend geringe Drehzahl des Wassermotors 12 erforderlich. Um die Unzuverlässigkeit des Wassermotors 2 und dessen schlechten Wirkungsgrad bei geringen Drehzahlen zu umgehen, wird ein Teil des Löschwasserstroms von der Zumischleitung 10 über eine Abzweigungsleitung 17 abgezweigt und dadurch der Löschwasserstrom durch den Wassermotor 2 künstlich erhöht. Der abgezweigte Teil des Löschwasserstroms wird sodann in den Löschwassertank 23 zurückgeführt und geht somit nicht verloren.
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Das zumischleitungsseitige Ende 18 der Abzweigungsleitung 17 befindet sich an einer Abzweigungsstelle 20 in der Zumischleitung 10, und das auslassseitige Ende 19 der Abzweigungsleitung 17 ist mit dem Löschwassertank 23 verbunden. Da sich die Abzweigungsstelle 20 auf der Zumischleitung 10 vor (d. h. stromaufwärts) der Rückschlagklappe 43 und der Zumischstelle 16 befindet, ist sichergestellt, dass nur Löschwasser, jedoch kein Löschmitteladditiv oder Premix in die Abzweigungsleitung 17 und von dort zurück in den Löschwassertank 23 gelangt.
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Die Abzweigungsleitung 17 kann durch ein steuerbares Abzweigungsventil 21 geöffnet und geschlossen werden. Auf der Abzweigungsleitung 17 sind nach (d. h. stromabwärts) dem Abzweigungsventil 21 ein Schieber 49, ein Druckminderer 50, ein weiterer Schieber 48 und eine Blende 26 angeordnet. Der Druck auf der Abzweigungsleitung 17 kann durch einen Druckmesser 46 überwacht werden.
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Die Abzweigungsleitung 17 dient zur Anlaufreduzierung, d. h. um ein zuverlässiges Arbeiten des Wassermotors 2 auch bei kleinen am ausgabeseitigen Ende 12 der Zumischleitung 10 benötigten Löschmittelströmen zu gewährleisten, indem ein zusätzlicher, abgezweigter Löschwasserstrom durch den Wassermotor 2 zirkuliert. Auf diese Weise kann der Mindestlöschmittelstrom, ab welchem die geforderte Zumischrate zuverlässig erreicht wird, beispielsweise von 200 l/min auf 60 bis 80 l/min, also auf etwa ein Drittel, gesenkt werden. Die zu diesem Mindestlöschmittelstrom gehörende Motordrehzahl wird im folgenden als Umin bezeichnet.
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Die Anlaufreduzierung wird durch eine Steuerung (nicht dargestellt) des Zumischsystems 1 gesteuert. Diese ist mit einem Motordrehzahlmesser 22 verbunden, welcher kontinuierlich die Drehzahl des Wassermotors 2 misst. Der Motordrehzahlmesser 22 kann beispielsweise ein an der Kupplung 25 angebrachter Näherungsschalter sein, welcher bei jeder Umdrehung der Wellen 5, 9 einen Impuls durch einen an einer der Wellen 5, 9 angebrachten Magnet-Impulsgeber erhält. Daraus ermittelt dann der Näherungsschalter selbst oder die Steuerung die Drehzahl des Wassermotors 2.
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Weiterhin ist die Steuerung mit dem Abzweigungsventil 21 verbunden und kann dieses durch entsprechende Signale öffnen und schließen. Im Ausführungsbeispiel sind nur Signale zum vollständigen Öffnen bzw. vollständigen Schließen des Abzweigungsventils 21 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, Signale zum nur teilweisen Öffnen bzw. nur teilweisen Schließen des Abzweigungsventils 21 auszugeben, sofern dieses über entsprechende Fähigkeiten verfügt.
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Vorzugsweise öffnet die Steuerung das Abzweigungsventil 21, sobald der Motordrehzahlmesser 22 eine Motordrehzahl feststellt, welche größer als 0, aber kleiner als Umin ist. In diesem Drehzahlbereich ist der Wassermotor 2 bereits angelaufen, d. h. das Zumischsystem 1 ist in Betrieb, aber der benötigte Löschmittelstrom ist kleiner als für einen zuverlässigen Betrieb des Wassermotors 2 erforderlich. Daher wird durch Öffnen des Abzweigungsventils 21 ein Teil des den Wassermotor 2 durchströmenden Löschwasserstroms zwecks Anlaufreduzierung in die Abzweigungsleitung 10 abgezweigt.
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Entsprechend schließt die Steuerung das Abzweigungsventil 21, sobald der Motordrehzahlmesser 22 eine Motordrehzahl feststellt, welche größer als Umin ist. Dann läuft der Wassermotor 2 in einem Drehzahlbereich, in dem sein zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist. Eine Anlaufreduzierung ist somit nicht notwendig, und die Abzweigung kann durch Schließen des Abzweigungsventils 21 abgeschaltet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zumischsystem
- 2
- Wassermotor
- 3
- Eingang des Wassermotors
- 4
- Ausgang des Wassermotors
- 5
- Abtriebswelle des Wassermotors
- 6
- Zumischpumpe
- 7
- Eingang der Zumischpumpe
- 8
- Ausgang der Zumischpumpe
- 9
- Antriebswelle der Zumischpumpe
- 10
- Zumischleitung
- 11
- motorseitiges Ende der Zumischleitung
- 12
- ausgabeseitiges Ende der Zumischleitung
- 13
- Löschmitteladditivleitung
- 14
- pumpenseitiges Ende der Löschmitteladditivleitung
- 15
- zumischleitungsseitiges Ende der Löschmitteladditivleitung
- 16
- Zumischstelle
- 17
- Abzweigungsleitung
- 18
- zumischleitungsseitiges Ende der Abzweigungsleitung
- 19
- auslassseitiges Ende der Abzweigungsleitung
- 20
- Abzweigungsstelle
- 21
- Abzweigungsventil
- 22
- Motordrehzahlmesser
- 23
- Löschwassertank
- 24
- Löschmitteladditivtank
- 25
- Kupplung
- 26
- Blende
- 27
- Löschwasserpumpe
- 28
- Kupplung der Löschwasserpumpe
- 29
- Motor der Löschwasserpumpe
- 30
- Absperrventil
- 31
- Absperrventil
- 32
- Filter
- 33
- Rückschlagklappe
- 34
- 3-Wege-Kugelhahn „Zumischen/Rückführen“
- 35
- Rückführleitung
- 36
- Löschmitteladditivmessbehälter
- 37
- Gegendruckventil
- 38
- Schwimmer
- 39
- Absperrhahn
- 40
- Absperrhahn
- 41
- Rückschlagklappe
- 42
- Schwimmer
- 43
- Rückschlagklappe
- 44
- 3-Wege-Kugelhahn „Spülen/Ansaugen“
- 45
- Druckmesser
- 46
- Druckmesser
- 47
- Schwimmer
- 48
- Schieber
- 49
- Schieber
- 50
- Druckminderer
- 51
- Entlüftungsventil
- 52
- Entlastungsventil
