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Der Gegenstand betrifft ein Flüssigkeitsbehältersystem, insbesondere für Brandbekämpfungssysteme, sowie ein Brandbekämpfungssystem mit einem solchen Flüssigkeitsbehältersystem, als auch einen Adapter für ein solches Flüssigkeitsbehältersystem.
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Im Bereich der Brandbekämpfung existieren verschiedene Bekämpfungsansätze. Hierbei wird im Wesentlichen unterschieden zwischen einer Brandbekämpfung mit Sprinklern auf der einen Seite und Brandbekämpfung mit Löschnebeldüsen auf der anderen Seite. Bei der Brandbekämpfung mit Löschnebendüsen ist der mengenmäßige Einsatz von Löschmitteln, insbesondere Wasser, gegenüber herkömmlichen Sprinklersystemen erheblich reduziert. Das führt dazu, dass Brandbekämpfungssysteme basierend auf Löschnebel mit einem Löschmittelspeicher verbunden sein können, welcher nur wenige Liter Fassungsvolumen haben kann, ohne dass der Brandbekämpfungserfolg dadurch beeinflusst ist. Dies ermöglicht es auch, solche Brandbekämpfungssysteme in mobilen Einrichtungen, beispielsweise in Schienenfahrzeugen oder sonstigen Fahrzeugen, einzusetzen.
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Insbesondere der Einsatz der Brandbekämpfungssysteme in mobilen Einrichtungen, insbesondere außerhalb von Immobilien, führt zu dem Problem der notwendigen Frostfestigkeit. Es ist hinlänglich bekannt, dass durch die Anomalie des Wassers im Falle des Einfrierens eine Volumenvergrößerung auftritt, die bei der Lagerung von Wasser in Behältern zu Problemen führt, wenn diese einfrieren. Insbesondere können dann die Behälter aufgrund der Ausdehnung des Wassers platzen. Auch Zuleitungen und Adapter für den Behälter können beim Einfrieren des Wassers platzen.
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Besonders kritisch ist der Verschluss der Löschmittelbehälter, insbesondere der Verschluss mittels einer Berstscheibe. Die Berstscheibe dient zum dauerhaften Verschluss des Löschmittelbehälters bis dieser aktiviert wird. Bei der Aktivierung wird ein Gasdruck in den Löschmittelbehälter aufgebaut, über den das Löschmittel gegen die Berstscheibe gedrückt wird. Ist der Berstdruck erreicht, soll die Berstscheibe bersten und das Löschmittel soll aus dem Löschmittelbehälter entlang der geborstenen Berstscheibe in das angeschlossene Rohrleitungssystem und mithin die Löschnebeldüsen getrieben werden. Die Berstscheibe ist dazu ausgelegt, bei Berstdruck zu bersten. Dies führt immanent dazu, dass gerade die Berstscheibe beim Einfrieren des Löschmittels besonders gefährdet ist zu bersten, ohne dass ein Aktivierungsfall vorliegt.
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Ein bekanntes Konzept zum Schutz der Berstscheibe, welches etabliert und funktionstüchtig ist, ist aus der
WO 2008/052593 A1 bekannt. Hierbei wird zwischen der Berstscheibe und dem in dem Behälter gelagerten Wasser ein Gasvolumen aufgebaut, in welches sich das Wasser beim Einfrieren ausdehnen kann. Durch die Kompressibilität des Gases wird der sich dadurch aufbauende Druck an der Berstscheibe reduziert, so dass diese selbst beim Einfrieren des Wassers nicht birst. Es ist jedoch beim Befüllen, der Lagerung und beim Betrieb des Löschmittelbehälters sicherzustellen, dass vor der Berstscheibe stets das Gasvolumen tatsächlich ansteht. Dies kann im Einzelfall problematisch sein. Darüber hinaus ist für den Aufbau des Gasvolumens ein Steigrohr notwendig. Dieses Steigrohr ist entfernt vom Inneren des Löschmittelbehälters. Um im Falle des Einfrierens des Wassers im Löschmittelbehälter eine Betriebsbereitschaft herstellen zu können, sind Heizsysteme notwendig, die das Wasser innerhalb des Behälters schnell auftauen können. Das in der Zuleitung zu dem Steigrohr und dem Steigrohr gelagerte Wasser ist aber in der Regel entfernt von diesen Heizsystemen und taut langsamer auf. Dies ist problematisch, da die Betriebsbereitschaft nicht zügig hergestellt werden kann.
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Auch kann es dazu kommen, dass in der Zuleitung zu der Berstscheibe, insbesondere im Bereich des Steigrohres, eine niedrigere Temperatur herrscht, als im Löschmittelbehälter selbst. Dies kann dazu führen, dass Wasser in der Zuleitung bereits friert und die Betriebsbereitschaft nicht mehr gegeben ist, ehe dies mit dem Temperatursensor in dem Behälter detektiert werden kann. Um ein frühes Einfrieren in dem Steigrohr detektieren zu können, wäre dort ein separater Temperatursensor als auch eine separate Heizung notwendig, womit die Temperatur in der Zuleitung zur Berstscheibe gemessen und das Wasser gegebenenfalls aufgetaut werden kann.
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In Anerkennung dieser Hindernisse des bekannten Standes der Technik lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsbehältersystem, insbesondere für Brandbekämpfungsanlagen zur Verfügung zu stellen, welches eine kompakte Bauweise eines Verschlusses bei gleichzeitiger Frostsicherheit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch ein Flüssigkeitsbehältersystem nach Anspruch 1, ein Brandbekämpfungssystem nach Anspruch 17 sowie ein Adapter nach Anspruch 18 gelöst.
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Das Flüssigkeitsbehältersystem weist gegenständlich einen Behälter für flüssiges Wasser auf. Das flüssige Wasser wird dabei insbesondere zur Brandbekämpfung eingesetzt.
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Es sei angemerkt, dass die Lagerung von Wasser nicht nur in Brandbekämpfungssystemen relevant ist. In allen Systemen, in denen der Behälter oder Komponenten Frost ausgesetzt sein kann und der Behälter im Normalzustand durch einen Verschluss verschlossen ist, tritt das oben genannte Problem auf. Die gegenständliche Lösung ist daher auch für weitere Anwendungen als die der Brandbekämpfung geeignet und gedacht. Hier seinen exemplarisch Bauteile wie Behälter, Rohrleitungen, Pumpen und Ventile genannt.
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Ein Flüssigkeitsbehältersystem ist über einen Adapter mit einer externen Rohrleitung verbunden. Im Bereich der Brandbekämpfung ist dies ein Rohrleitungssystem für einen Anschluss von Löschnebeldüsen. Andere Einsatzgebiete des Flüssigkeitsbehältersystems sind jedoch durchaus denkbar. Insbesondere ist das Flüssigkeitsbehältersystem für den mobilen Einsatz gedacht, wobei dieses stark schwankenden Temperaturen ausgesetzt sein kann, insbesondere Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser.
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Der Druckbehälter dient dem Aufbewahren von Wasser und ist daher aus einem wasserbeständigen Material gebildet. Ein wasserbeständiges Material kann insbesondere metallisch sein, insbesondere aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl (z.B. V2A oder V4A). Auch kann das wasserbeständige Material Aluminium oder eine Legierung hiervon oder ein Kunststoff, besonders in Kombination mit einen faserverstärkter Kunststoff, insbesondere ein glasfaserverstärkter oder kohlenstoffverstärkter Kunststoff sein.
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Darüber hinaus ist der Druckbehälter gegenüber Innendruck resistent. Damit kann der Druckbehälter mit einem Innendruck von mehreren 10bar, insbesondere auch mehreren 100bar betreibbar sein. Der Druckbehälter ist insbesondere eine Druckflasche, bevorzugt ein Druckzylinder. Solche Druckzylinder sind hinlänglich bekannt. Andere Formen des Druckbehälters lassen sich insbesondere durch den Einsatz von Kunststoffen realisieren.
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Das in dem Druckbehälter gelagerte Wasser kann über eine Ausströmöffnung aus diesem ausgetrieben werden. Insbesondere wird bevorzugt, wenn der Druckbehälter druckbeaufschlagbar ist. Dies kann über eine externe Gasdruckquelle erfolgen oder auch über eine Gasdruckquelle innerhalb der Druckflasche. Durch einen sich innerhalb der Druckflasche aufbauenden Gasdruck wird das Wasser über die Ausströmöffnung aus der Druckflasche ausgetrieben. Dies geschieht insbesondere im sogenannten Aktivierungsfall, d.h. wenn das Wasser für den Einsatz ausgetrieben werden soll. Ein solcher Aktivierungsfall liegt insbesondere im Fall eines detektierten Brandes oder im Falle einer detektierten Brandgefahr vor. Dann soll zum Kühlen der Brandlast das Wasser aus dem Behälter über die Rohrleitung und die Düsen zu der Brandlast transportiert werden.
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Um zu verhindern, dass im Ruhezustand, d.h., wenn das Wasser in der Druckflasche gelagert bleiben soll, dieses aus der Druckflasche austritt, ist an der Ausströmöffnung ein Adapter vorgesehen. Der Adapter ist insbesondere in Form eines Nippels oder eine Muffe am Auslass der Druckflasche angeordnet. An oder in dem Adapter ist eine Verschluss zum gas- und/oder flüssigkeitsdichten abdichten der Ausströmöffnung angeordnet.
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An der Ausströmöffnung kann ein Anschlussteil vorgesehen sein. Dieses Anschlussteil kann ebenfalls in der Form eines Nippels oder einer Muffe gebildet sein. Das Anschlussteil ist gas- und/oder flüssigkeitsdicht an der Ausströmöffnung des Adapters angeordnet, insbesondere dort verschraubt. Der Adapter und das Anschlussteil dienen zum Verbinden eines innerhalb der Druckflasche angeordneten Tauchrohrs mit einem außerhalb der Druckflasche angeordneten Rohr.
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Der Adapter hat eine Durchgangsöffnung, die das Innere eines Tauchrohrs mit einem Inneren eines Rohres, welches an den Adapter oder das Anschlussteil angeschlossen sein kann, verbinden kann.
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Das Tauchrohr erstreckt sich ausgehend von der Ausströmöffnung in das Innere der Druckflasche.
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Zum Abdichten der Druckflasche gegenüber der Umgebung kann zwischen dem Tauchrohr und dem Auslass des Adapters ein Verschluss angeordnet sein. Der Verschluss kann dabei insbesondere eine oben beschriebene Berstscheibe sein. Die Funktionsweise von Berstscheiben im Allgemeinen ist hinlänglich bekannt und wird daher nicht näher beschrieben. Auch der Aufbau des Flüssigkeitsbehälters mit Druckflasche, Adapter und Tauchrohr ist hinlänglich bekannt und wird daher ebenfalls nachfolgend nicht näher erläutert.
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Wie eingangs bereits erwähnt, ist der Verschluss besonders sensibel hinsichtlich eines Einfrierens des in dem Druckbehälter gelagerten Wassers. Da der Verschluss zum Bersten bei Überdruck ausgelegt ist, birst dieser schnell, sollte sich das Wasser frostbedingt ausdehnen. Um nun zu verhindern, dass bei einfrierendem Wasser der Verschluss birst, wird gegenständlich vorgeschlagen, ein Ausgleichsvolumen zur Verfügung zu stellen, welches im Normalbetrieb stets frei von Wasser bleibt.
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Daher wird vorgeschlagen, dass innerhalb des Flüssigkeitsbehältersystems ein Ausgleichsstück aus einem geschlossenporigen Schaum angeordnet ist. Der geschlossenporige Schaum innerhalb des Flüssigkeitsbehältersystems ermöglicht ein Ausdehnen des Wassers im Fall des Einfrierens, verhindert jedoch, dass Wasser im flüssigen Zustand in den Schaum eindringt. Der geschlossenporige Schaum ist derart innerhalb des Flüssigkeitsbehältersystems angeordnet, dass dieser zumindest teilweise abhängig von einer Ausdehnung des in dem Druckbehälter gelagerten Wassers elastisch komprimierbar ist. Im Falle des Einfrierens des Wassers dehnt sich dieses um bis 9% in seinem Volumen aus. Abhängig hiervon kann das Ausgleichsstück in dem Flüssigkeitsbehältersystem dimensioniert sein. Das heißt, dass das Volumen des Ausgleichsstücks abhängig von Volumen des gelagerten Wassers dimensioniert sein kann. Ergänzend ist bei der Systemauslegung der Wärmefluss und damit die Einfrierreihenfolge zu beachten.
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Die Dimensionierung des Schaumvolumens sollte vorzugsweise so gewählt werden dass die Volumenzunahme des Wassers beim Einfrieren zu einer Verpressung des Schaumes von 2 bis 25%, in Ausnahmefällen bis zu 50% beträgt.
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Beim Ausdehnen drückt das Wasser gegen das Ausgleichsstück und komprimiert dieses elastisch. Beim Wiederauftauen des Wassers dekomprimiert das Ausgleichsstück wiederum elastisch. Dadurch, dass ein geschlossenporiger Schaum eingesetzt wird, dringt in kein oder nur sehr wenig Wasser in den Schaum ein, so dass das Ausgleichsvolumen des Ausgleichsstücks stets gewährleistet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichsstück im Bereich des Adapter oder des Tauchrohrs angeordnet ist. In diesem Bereich, der nah an dem Verschluss ist, ist ein Volumenausgleich durch das Ausgleichsstück besonders vorteilhaft, da dort einfrierendes Wasser schnell zum Bersten des Verschlusses führen kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ausgleichsstück an einer Innenwand des Adapters oder des Tauchrohrs angeordnet ist. Das innerhalb des Adapters oder Tauchrohres gelagerte Wasser kann sich somit in das Ausgleichsstück hinein ausdehnen. Hierdurch wird eine Druckbelastung des Verschlusses beim Einfrieren des Wassers reduziert.
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Auch ist es möglich, dass das Ausgleichsstück an einer Innenwand der Druckflasche angeordnet ist. Die Innenwand der Druckflasche hat gegenüber der Innenwand eines Adapters oder Tauchrohrs eine größere Mantelfläche und somit kann auch das Ausgleichsstück und das damit einhergehende Volumen größer dimensioniert sein als im Bereich des Tauchrohres oder des Auslasses. Hierdurch wird ein größeres Ausgleichsvolumen zur Verfügung gestellt. Jedoch ist in diesem Fall das Ausgleichsstück in der Regel weiter von dem Verschluss entfernt, als wenn dieses an dem Adapter oder dem Tauchrohr angeordnet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichsstück derart gebildet ist, dass sich beim Einfrieren des Wassers im Adapter das gefrorene Wasser in Richtung des Ausgleichsstücks, das Ausgleichsstück elastisch komprimierend, ausdehnt. Das Ausgleichsstück ist in der Regel unmittelbar an dem Volumen angeordnet, in dem das Wasser gelagert ist. Hierbei kann im Ruhezustand (Also wenn das Wasser gelagert und der Behälter verschlossen ist) ein unmittelbarer Kontakt zwischen der äußeren Fläche des Ausgleichsstücks und dem Wasser bestehen. Durch den geschlossenporigen Schaum dringt das Wasser nicht in das Ausgleichsstück ein. Durch die Komprimierbarkeit des Schaums ist es dann aber möglich, dass beim Ausdehnen des Wassers sich dieses in das Ausgleichsstück hinein ausdehnen kann.
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Um zu gewährleisten, dass Wasser aus der Druckflasche über den Auslass des Adapters bis zum Verschluss und von dort im Fall des Berstens des Verschlusses in eine Rohrleitung und beispielsweise zu Löschnebeldüsen gelangen kann, ist zumindest in dem Adapter ein Strömungskanal gebildet. Der Strömungskanal erstreckt sich bevorzugt jeweils zumindest teilweise von einem Einlass des Tauchrohres entlang des Tauchrohres bis hin zu dem Adapter und von einem Einlass des Adapters, an den das Tauchrohr angeschlossen ist, bis hin zu dem Verschluss.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Ausgleichsmittel an einer Innenwand des Strömungskanals angeordnet. Innerhalb des Strömungskanals liegt das Wasser räumlich nah an dem Verschluss und somit ist die Anordnung der Ausgleichsmittel dort besonders zielführend, da dort sich ausdehnendes Wasser besonders kritisch für das ungewollte Bersten des Verschlusses ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichsmittel im Wesentlichen umlaufend an der Innenwand des Strömungskanals angeordnet ist. Der Strömungskanal erstreckt sich in zumindest einer Längsrichtung, die parallel zur Strömungsrichtung des Wassers in dem Strömungskanal verläuft. Radial zu dieser Längsrichtung verläuft die Innenwand des Strömungskanals und das Ausgleichsmittel ist bevorzugt umlaufend hieran angeordnet.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn der Strömungskanal an seiner Innenwand einen radialen Rücksprung aufweist. Dies kann in Form einer zumindest teilweisen, bevorzugt vollständig umlaufenden Nut sein. Das Ausgleichsmittel kann in diesem Rücksprung angeordnet sein. Das hat den Vorteil, dass der freie Strömungsquerschnitt, d.h. der Querschnitt durch den das Wasser im Strömungskanal strömen kann, durch das Ausgleichsmittel nicht oder nur gering beeinträchtigt ist. So kann die zum Inneren des Strömungskanals weisende Außenfläche des Ausgleichsmittels plan mit der Innenwandung des Strömungskanals sein. Hierdurch ist ein freier Strömungsquerschnitt gewährleistet. Nur im Falle des Einfrierens des Wassers dehnt sich dieses aus und drückt das Ausgleichsmittel radial nach außen in den radialen Rücksprung hinein. Durch diese Spreizung des Ausgleichsmittels in radialer Richtung kann ein Ausdehnen des Wassers ermöglicht werden, ohne dass der Druck auf den Verschluss so groß wird, dass dieser birst.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichsmittel zwischen einem Befestigungselement und der Innenwand des Strömungskanals fixiert ist. Hierbei kann insbesondere das Ausgleichsmittel an dem radialen Rücksprung angeordnet sein. Um zu verhindern, dass im Fall des Ausströmens von Wasser das Ausgleichsmittel mit ausgespült wird oder aus dem Rücksprung oder von der Innenwand gelöst wird, kann das Befestigungsmittel das Ausgleichsmittel an dem Strömungskanal, insbesondere dessen Innenwand fixieren. Insbesondere kann das Befestigungselement das Ausgleichsmittel an der Innenwand des Strömungskanals verklemmen. Insbesondere kann das Befestigungselement eine radial nach außen wirkende Kraft auf das Ausgleichsmittel in Richtung der Innenwand des Strömungskanals ausüben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Befestigungselement ringförmig, insbesondere spreizringförmig an dem Ausgleichsmittel anliegt. Das Befestigungselement liegt insbesondere an der Fläche des Ausgleichsmittels an, welche zum Inneren des Strömungskanals gerichtet ist. Durch die ringförmige Anordnung des Befestigungselements wird das Ausgleichsmittel bevorzugt umlaufend gegen die Innenwand des Strömungskanals gedrückt. Durch einen Spreizring wird sichergestellt, dass die Anpresskraft dauerhaft auf das Ausgleichsmittel wirkt. Das Befestigungselement kann insbesondere in der Form einer Spreizfeder, insbesondere aus Federstahl gebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass das Befestigungselement aus einem Kunststoff gebildet ist, der mechanisch vorgespannt an dem Ausgleichsmittel anliegt und somit eine Federkraft radial nach außen auf das Ausgleichsmittel ausübt.
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Im Fall des Einfrierens soll das Wasser gegen das Ausgleichsmittel drücken können. Hierzu sollten freie Flächen des Ausgleichsmittels unmittelbar mit dem Wasser in Kontakt stehen. Um dies zu gewährleisten und gleichzeitig mittels des Befestigungselements das Ausgleichsmittel an dem Strömungskanal zu fixieren, wird vorgeschlagen, dass das Befestigungselement käfigförmig ist. Die „Käfigstäbe“ dienen der Fixierung des Ausgleichsmittels und die Freiräume zwischen den „Stäben“ ermöglichen das unmittelbare Anliegen des Wassers an dem Ausgleichsmittel.
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Der Strömungskanal kann sowohl gerade als auch winklig verlaufen. Insbesondere kann sich der Strömungskanal zunächst entlang einer Längsachse, welche sich entlang des Tauchrohres erstreckt, in den Adapter hinein erstrecken. In dem Adapter kann der Strömungskanal hierzu winklig weitergeführt werden, insbesondere rechtwinklig. Dadurch bildet der Strömungskanal ein Knie. In dem Knie kann das Ausgleichsmittel angeordnet sein. Hierbei kann das Ausgleichsmittel insbesondere auf der der Strömungsrichtung des zum Auslass führenden Schenkels des Knies gegenüberliegenden Seite in dem Knie angeordnet sein. Der Verschluss ist bevorzugt in dem Strömungskanal, insbesondere dem Schenkel, welcher unmittelbar zum Auslass führt, angeordnet. Auf der in Strömungsrichtung gegenüberliegenden Seite des zum Auslass führenden Schenkels und des Verschlusses kann das Ausgleichsmittel in dem Knie des Strömungskanals angeordnet sein.
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Um eine schnelle Betriebsbereitschaft zur Verfügung stellen zu können, insbesondere wenn das Wasser eingefroren ist, muss dieses aufgetaut werden. Um eine Heizvorrichtung aktivieren zu können, wird ein Temperaturfühler an dem Adapter vorgeschlagen. Der Temperaturfühler ist somit unmittelbar in dem Bereich angeordnet, in dem das Wasser als erstes einzufrieren droht. Der Temperaturfühler kann in Wirkverbindung mit einer Heizeinrichtung, die insbesondere manschettenförmig an dem Adapter angeordnet ist, insbesondere an dessen Außenwand, verbunden sein.
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Wie bereits zuvor erläutert, kann der Adapter muffenförmig oder nippelförmig oder in der Form eines Übergangsstücks geformt sein. An dem Auslass des Adapters kann ein Anschlussteil vorgesehen sein. Das Verschlussmittel wird bevorzugt zwischen dem Anschlussteil und dem Auslass des Adapters verklemmt. Hierzu kann der Verschluss in den Auslass des Adapters, an einer umlaufenden Ringschulter, angelegt werden und anschließend kann das Anschlussteil an den Adapter befestigt, insbesondere angeschraubt werden. Beim Befestigen verklemmt der Verschluss somit zwischen einer Stirnfläche des Anschlussteils und der Ringschulter des Adapters in dem Strömungskanal des Adapters und dichtet somit den Strömungskanal des Adapters gegenüber dem Auslass des Adapters und dem Anschlussteil ab.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal ein dem Auslass gegenüberliegendes Leervorlumen hat und dass in dem Leervolumen das Ausgleichsmittel angeordnet ist. Dieses Leervolumen ist insbesondere in dem oben erwähnten Knie angeordnet.
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Ein weiterer Aspekt ist ein Brandbekämpfungssystem mit einem Flüssigkeitsbehältersystem, wie zuvor beschrieben.
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An dem Anschlussteil, welches an dem Adapter befestigt ist, kann zumindest eine Rohrleitung angeschlossen sein und an dieser Rohrleitung kann zumindest eine offene Löschdüse, insbesondere eine Löschnebeldüse zum Ausbringen des Wassers angeschlossen sein. Der Verschluss ist zwischen dem Anschlussteil und dem Adapter in den Strömungskanal, insbesondere verklemmt, angeordnet und die Rohrleitung gegenüber dem Tauchrohr verschließen. Dieser Verschluss ist insbesondere flüssigkeitsdicht, bevorzugt auch gasdicht. Der Verschluss ist bevorzugt eine Berstscheibe.
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Ein weiterer Aspekt ist ein Adapter zum Anschluss eines in einem Druckbehälter angeordneten Tauchrohres mit einem außerhalb des Druckbehälters angeordneten Anschlussteil und mit einem zwischen dem Tauchrohr und dem Auslass des Adapters angeordneten Verschluss. In dem Adapter ist ein Ausgleichsstück aus einem geschlossenporigen Schaum angeordnet derart, dass das Ausgleichsstück zumindest teilweise abhängig von einer Ausdehnung des in der Druckflasche gelagerten Wassers elastisch komprimierbar ist.
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Der Adapter ist mit allen zuvor beschriebenen Merkmalen realisierbar.
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Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 ein System mit Druckflasche und Nebeldüsen;
- 2 eine Detailansicht eines gegenständlichen Adapters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine Detailansicht eines gegenständlichen Adapters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Detailansicht eines gegenständlichen Adapters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 5 eine Ansicht einer Befestigung eines Ausgleichsstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 6a-d Ansichten einer Befestigung eines Ausgleichsstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein Flüssigkeitsbehältersystem 2, welches gegenständlich zum Einsatz kommen kann. Dieses System verfügt über einen Druckbehälter 4, beispielsweise eine Druckflasche. Der Druckbehälter 4 ist insbesondere ein Druckzylinder. Dieser kann beispielsweise aus Metall, insbesondere Aluminium oder einer Metalllegierung wie Stahl oder Aluminiumlegierung gebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Druckbehälter 4 aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise einem faserverstärktem Kunststoff gebildet ist. Der Druckbehälter 4 ist wasserbeständig (hydrolysebeständig). Der Druckbehälter 4 ist insbesondere mit einem wasserbeständigen Material an seiner Innenseite beschichtet. Es ist jedoch auch möglich, dass der Druckbehälter 4 aus einem an sich wasserbeständigen Material, beispielsweise Edelstahl, beispielsweise V2A oder V4A, gebildet ist.
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In dem Druckbehälter 4 kann eine Löschflüssigkeit 6 gelagert werden. Im gegenständlichen Anwendungsfall ist die Löschflüssigkeit 6 bevorzugt Wasser. Wasser eignet sich sehr gut zur Brandbekämpfung mit Löschnebeldüsen. Problematisch bei Wasser ist jedoch, dass sich dieses beim Einfrieren ausdehnt, was für eine Berstscheibe problematisch ist.
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In dem Druckbehälter 4 ist ein Tauchrohr 8 vorgesehen. Das Tauchrohr 8 ist innerhalb des Druckbehälters 4 so angeordnet, dass sein Einlass 8a im Bereich des tiefsten Flüssigkeitsniveaus endet. Im Falle eines liegenden Druckbehälters 4 ist das Tauchrohr 8 hin zu einer Seitenwand geneigt. Im Fall eines stehenden Druckbehälters 4 ist das Tauchrohr 8 bis zum Boden des Druckbehälters 4 geführt.
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Das Tauchrohr 8 erstreckt sich vom Einlass 8a bis hin zu einer Ausströmöffnung 10 des Druckbehälters 4. In der Ausströmöffnung 10 ist ein Adapter 12 angeordnet. Der Adapter 12 ist bevorzugt flüssigkeitsdicht in der Ausströmöffnung 10 angeordnet, so dass lediglich durch das Tauchrohr 8 Flüssigkeit in den Adapter 12 strömen kann.
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An dem Adapter 12 ist ein Anschlussstück 14 angebracht. Das Anschlussstück 14 dient zum Anschluss des Druckbehälters 4 an eine Rohrleitung, insbesondere ein Rohrleitungssystem 16. Das Rohrleitungssystem 16 verzweigt zu Löschnebeldüsen 18. Im Brandfall wird die Löschflüssigkeit aus dem Druckbehälter 4 durch das Steigrohr 8, den Adapter 12, das Anschlussstück 14 und das Rohrleitungssystem 16 hin zu den Löschnebeldüsen befördert und dort vernebelt. Die Art der Brandbekämpfung ist an sich bekannt und wird nicht näher erläutert.
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Zwischen dem Adapter 12 und dem Anschlussstück 14 ist innerhalb des Strömungskanals, durch welchen die Flüssigkeit strömt, eine hier nicht dargestellte Berstscheibe als Verschluss angeordnet. Diese Berstscheibe verhindert, dass im Ruhefall die Löschflüssigkeit 6 aus dem Druckbehälter 4 ausläuft. Die Berstscheibe kann bevorzugt am Einlass des Anschlussstücks 14 angeordnet sein. Dabei kann die Berstscheibe entweder als Teil des Anschlussstücks hiermit verbunden sein oder als separates Bauteil zwischen Anschlussstück 14 und Adapter 12 verklemmt sein.
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Wird eine Aktivierung benötigt, so wird über einen Einströmstutzen 20 Gas mit hohem Druck in den Druckbehälter 4 getrieben. Dieses Gas drückt die Löschflüssigkeit 6 gegen die Berstscheibe, bis diese birst und somit die Löschflüssigkeit 6 bis zu den Nebeldüsen 18 gelangen kann. Das Rohrleitungssystem 16 mit Nebeldüsen 8 ist ein sogenanntes trockenes System, d.h. im Ruhezustand ist dort keine Löschflüssigkeit gelagert.
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Wie eingangs bereits erläutert, ist das Problem der Berstscheibe, dass die Löschflüssigkeit 6 einfriert und hierdurch die Berstscheibe bersten kann. Zur Lösung wird nun ein Adapter, wie er beispielhaft in den 2 bis 4 dargestellt ist, vorgeschlagen.
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Die 2 bis 4 zeigen in Detaildarstellungen die Anordnung von Ausströmöffnung 10, Adapter 12, Anschlussstück 14 mit jeweils einer Berstscheibe. Die 2 bis 4 zeigen jeweils einen Längsschnitt durch die Anordnung.
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Im Bereich der Ausströmöffnung 10 ist das Tauchrohr 8 mit dem Adapter 12 verbunden. Ausgehend von dem Tauchrohr 8 erstreckt sich ein Strömungskanal 22 bis in den Adapter 12. Der Adapter 12 ist mit O-Ringen 12a und einer Gewindeverschraubung 12b in der Ausströmöffnung 10 flüssigkeitsdicht verschraubt. Zu erkennen ist, dass der Adapter 12 als Übergangsstück mit einem Außengewinde zum Anschluss an die Ausströmöffnung 12 und einem Innengewinde zum Anschluss eines Anschlussstücks 14 gebildet.
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Die Anordnung von Ausströmöffnung 10, Adapter 12 sowie Anschlussstück 14 und Tauchrohr 8 zueinander, insbesondere deren Verbindung miteinander, ist an sich bekannt und in den 2 bis 4 gleich. Die Art und Weise der Verschraubung ist bevorzugt lediglich derart auszubilden, dass diese flüssigkeitsdicht ist.
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In dem Adapter 12 ist eine Ringschulter 26 an der Innenwand der Strömungskanals angeordnet. Gegen diese Ringschulter 26 wird das Anschlussstück 14 verschraubt und hierdurch eine Berstscheibe 28 zwischen Adapter 12 und Anschlussstück 14 verklemmt. Die Berstscheibe 28 dichtet den Strömungskanal 22 auf Seiten des Tauchrohrs 8 gegenüber einem Strömungskanal 30 des Anschlussstücks 14 ab. Es ist aber auch möglich, dass an dem Anschlussstück 14 die Berstscheibe 28 befestigt ist, insbesondere dass Berstscheibe 28 und Anschlussstück 14 einstückig sind, so dass ein Verklemmen entfallen kann und ggf. auch die Ringschulter.
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Die Löschflüssigkeit 6 kann gemäß der Ausführungsbeispiele bis unmittelbar an die Berstscheibe 28 anliegen.
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2 zeigt, dass an der Innenwand des Strömungskanals 22 auf Seiten des Tauchrohrs 8 in der Nähe der Berstscheibe 28, insbesondere unmittelbar anliegend an der Berstscheibe 28, ein radialer Rücksprung gebildet ist. In diesem radialen Rücksprung ist das Ausgleichsstück 32 eingesetzt. Das Ausgleichsstück 32 ist aus einem geschlossenporigen Schaum gebildet. Das Ausgleichsstück 32 hat insbesondere eine Wandstärke, die der radialen Erstreckung des radialen Rücksprungs an der Innenwand des Adapters 12 entspricht. Hierdurch liegt die innere Wand des Ausgleichsstücks 32 im Wesentlichen plan zu der Innenwand des Strömungskanals 22.
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Das Ausgleichsstück 32 ist ringförmig, bevorzugt geschlossen ringförmig in dem radialen Rücksprung angeordnet.
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Um zu verhindern, dass im Auslösefall das Ausgleichsstück 32 mit der Löschflüssigkeit 6 ausgespült wird, ist das Ausgleichsstück 32 bevorzugt mit einem Befestigungsteil 34 an der Innenwand des Strömungskanals 22 fixiert. Das Befestigungsteil 34 kann offen oder geschlossen ringförmig sein und es kann bevorzugt mechanisch vorgespannt sein, so dass es dauerhaft eine radial nach außen wirkende Kraft auf das Ausgleichsstück 32 ausübt.
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Befestigungsteile 34 sind in den 5 und 6 gezeigt. 5 zeigt ein Befestigungsteil 34 als offener Ring. In dem Befestigungsteil 34 können wandseitig fensterartige Durchbrechungen 34a vorgesehen sein, die durch Stege 34b unterbrochen sind. Die Stege 34b verbinden Ober und Unterseite. Durch die Durchbrechungen 34a kann die Löschflüssigkeit 6 unmittelbar an dem Ausgleichsstück 32 anliegen. Ein Spalt 34c kann den Ring durchbrechen so dass der Ring mechanisch vorgespannt in den Rücksprung eingesetzt werden kann.
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6a, c zeigen Ansichten eines weiteren Befestigungsteils 34. Die fensterartigen Durchbrechungen 34a können wabenförmig, getrennt durch Stege 34b an Wandung des Befestigungsteils 34 angeordnet sein. Die wabenförmige Anordnung ist in den 6b und die gezeigten Schnitte 6c nochmals deutlich zu erkennen. Die Waben können insbesondere hexagonal, insbesondere gleichseitig sein.
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Im Falle des Einfrierens der Löschflüssigkeit 6 kann sich diese in das Ausgleichsstück 32 erstrecken und das Ausgleichsstück 32 dabei elastisch verformen. Da hierdurch ein Ausgleichsvolumen gegeben ist, wird durch das Ausdehnen der Löschflüssigkeit 6 in das Ausgleichsvolumen die Berstscheibe 20 nicht zerstört.
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Da das Ausgleichsstück 32 aus geschlossenporigen Schaum gebildet ist, dringt im Normalfall keine Löschflüssigkeit 6 in das Ausgleichsstück 32, insbesondere in das Material des Ausgleichsstücks 32, ein. Es verbleiben Luftporen in dem Ausgleichsstück 32, welche im Fall des Ausdehnens der Löschflüssigkeit 6 komprimiert werden können, so dass ein Druckausgleich möglich ist.
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3 zeigt ein zur 2 ähnliches Beispiel. Im Unterscheid zu der 3 ist der Adapter 12 jedoch bogenförmig gebildet. Der Strömungskanal 22 erstreckt sich entlang zweier Achsen 36a, 36b, die bevorzugt rechtwinklig zueinander sind. Im Bereich des Strömungskanals 22, der winklig zur Längsachse des Tauchrohres 8 verläuft, ist die Berstscheibe 28 sowie das Ausgleichsstück 32 angeordnet. Die Anordnung der Elemente entspricht denen der 2, wobei lediglich die Anordnung nicht in dem parallel zum Taucherohr 8 verlaufenden Schenkel des Strömungskanals 22 erfolgt, sondern in den hierzu winklig verlaufenden Schenkel.
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4 zeigt ebenfalls den Adapter 12 im Bereich der Ausströmöffnung 10. Das Anschlussstück 14 verläuft mit seinem Strömungskanal quer zum Strömungskanal 22, bevorzugt rechtwinklig hierzu. In dem Übergang zwischen den beiden winklig zueinander verlaufenden Schenkeln, d.h. dem Knie 36, ist die Berstscheibe 28 zwischen dem Anschlussteil 14 und dem Adapter 12 verklemmt.
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Auf einer der Berstscheibe 28 gegenüberliegende Seite des Knies 36 ist ein Freivolumen gebildet, innerhalb dessen das Ausgleichsstück 32 angeordnet ist. Dieses Ausgleichsstück 32 ist mit einem ringförmigen Befestigungsteil 34 in diesem Freivolumen fixiert. Dieses Befestigungsteil 34 kann als Ring, insbesondere Klemmring in einer umlaufenden Nut an der Innenwand des Strömungskanals 22 angeordnet sein. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann sich einfrierende Löschflüssigkeit 6 in das Ausgleichsstück 32 ausdehnen und so ein Bersten der Berstscheibe 28 verhindern.
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Mit Hilfe der gegenständlichen Anordnung ist es möglich, eine Berstscheibe in unmittelbarer Nähe zu der Löschflüssigkeit 6 selbst anzuordnen, ohne befürchten zu müssen, dass die Berstscheibe birst, wenn die Löschflüssigkeit 6 einfriert.
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Bezugszeichenliste
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- 4
- Druckbehälter
- 6
- Löschflüssigkeit
- 8
- Tauchrohr
- 8a
- Einlass
- 10
- Ausströmöffnung
- 12
- Adapter
- 12a
- O-Ring
- 12b
- Verschraubung
- 14
- Anschlussstück
- 16
- Rohrleitungssystem
- 18
- Nebeldüse
- 20
- Einströmstutzen
- 22
- Strömungskanal
- 26
- Ringschulter
- 28
- Berstscheibe
- 30
- Strömungskanal
- 32
- Ausgleichsstück
- 34
- Befestigungsteil
- 34a
- Durchbrechung
- 34b
- Steg
- 34c
- Spalt
- 36
- Knie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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