DE102023003347B3

DE102023003347B3 - Resublimierapplikator für eine Feuerlöscheinrichtung und Feuerlöscheinrichtung mit mindestens einem solchen Resublimierapplikator

Info

Publication number: DE102023003347B3
Application number: DE102023003347.2A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Rosenberger; Simon David Blessing
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-08-12
Filing date: 2023-08-12
Publication date: 2024-06-27
Anticipated expiration: 2043-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Resublimierapplikator (1) für eine Feuerlöscheinrichtung (2), aufweisend eine Außenhülse (3) mit einer Außenhülsenöffnung (4) an einem Ende, wobei- an einem der Außenhülsenöffnung (4) gegenüberliegenden Ende der Außenhülse (3) eine dieses Ende verschließende Düse (5) zum Ausströmen von CO2in die Außenhülse (3) angeordnet ist,- an einer Innenseite einer Umfangsseitenwand der Außenhülse (3) eine äußere Kühlflächenhülse (10) angeordnet ist, die an der Außenhülsenöffnung (4) eine Ausbringöffnung (11) für erzeugten CO2-Schnee und gasförmiges CO2und an einem der Ausbringöffnung (11) gegenüberliegenden Ende eine Einströmöffnung (12) zum Einströmen von aus der Düse (5) ausströmendem CO2in die äußere Kühlflächenhülse (10) aufweist,- in der äußeren Kühlflächenhülse (10), von einer Innenseite einer Umfangsseitenwand der äußeren Kühlflächenhülse (10) beabstandet, eine innere Kühlflächenhülse (14) angeordnet ist, die an einem der Außenhülsenöffnung (4) zugewandten Ende verschlossen ist, in einem an das verschlossene Ende angrenzenden Bereich Öffnungen (16) in einer Umfangsseitenwand aufweist und an einem dem verschlossenen Ende gegenüberliegenden Ende eine Einströmöffnung (17) zum Einströmen von aus der Düse (5) ausströmendem CO2in die innere Kühlflächenhülse (14) aufweist, und- die Einströmöffnung (17) der inneren Kühlflächenhülse (14) von einer Innenseite des der Außenhülsenöffnung (4) gegenüberliegenden Endes der Außenhülse (3) beabstandet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Resublimierapplikator für eine Feuerlöscheinrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Feuerlöscheinrichtung mit mindestens einem solchen Resublimierapplikator.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der US 6 116 049 A beschrieben, eine adiabatische Expansionsdüse bekannt. Diese Düse ist zur Erzeugung eines kontinuierlichen Gas-/Feststoff- oder Gas-/Aerosolstroms aus einer Flüssigkeit, die bei Raumtemperatur einen hohen Dampfdruck aufweist, vorgesehen. Die Düse besteht aus einer Reihe von Expansionsstufen, wobei die Strömungsrichtung nach jeder Expansion, mit Ausnahme der ersten, umgekehrt wird und über die Leitung verläuft, die die vorherige Expansionsstufe umfasste. Darüber hinaus kommt die Strömung aus der letzten Expansionsstufe mit der Einlassleitung in Kontakt, wodurch die Einlassströmung der in der Düse erzeugten kalten Temperatur ausgesetzt wird. Da die Strömung in der Düse im Wesentlichen adiabatisch ist, entzieht die Expansion in jeder Stufe der Strömung in der vorherigen Stufe Wärme, was letztendlich zu einer Strömung mit sehr niedriger Temperatur führt. Die Düse eignet sich als Feuerlöscher, da sie festen CO₂-Schnee erzeugen kann, der bei niedrigen Austrittsgeschwindigkeiten vom verbleibenden gasförmigen CO₂ geschleudert werden kann. Weiterer Stand der Technik ist aus US 8 926 858 B2 , US 9 216 309 B1 und US 2011 / 0 139 468 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Resublimierapplikator für eine Feuerlöscheinrichtung und eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Feuerlöscheinrichtung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Resublimierapplikator für eine Feuerlöscheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Feuerlöscheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Resublimierapplikator für eine Feuerlöscheinrichtung weist eine Außenhülse, insbesondere aus Kunststoff oder einem anderen wärmeisolierenden bzw. gering wärmeleitenden Material, mit einer Außenhülsenöffnung an einem Ende auf. Unter dem Begriff Resublimierapplikator ist im Kontext dieser Anmeldung insbesondere eine Vorrichtung zu verstehen, mittels welcher gasförmiges CO₂ (Kohlenstoffdioxid) zumindest anteilsweise in CO₂-Schnee umwandelbar, d. h. resublimierbar, und anschließend auf ein Brandobjekt, d. h. ein brennendes Objekt, und beispielsweise auch auf dessen Umfeld aufbringbar ist.
Erfindungsgemäß ist an einem der Außenhülsenöffnung, insbesondere in Axialrichtung des Resublimierapplikators, gegenüberliegenden Ende der Außenhülse eine dieses Ende verschließende Düse zum Ausströmen von CO₂ (Kohlenstoffdioxid) in die Außenhülse angeordnet. An einer Innenseite einer Umfangsseitenwand der Außenhülse ist eine insbesondere aus Metall ausgebildete äußere Kühlflächenhülse angeordnet, die an der Außenhülsenöffnung eine auch als Applikatoröffnung bezeichnete Ausbringöffnung für erzeugten CO₂-Schnee und gasförmiges CO₂ und an einem der Ausbringöffnung, insbesondere in Axialrichtung des Resublimierapplikators, gegenüberliegenden Ende eine Einströmöffnung zum Einströmen von aus der Düse ausströmendem CO₂ in die äußere Kühlflächenhülse aufweist. In der äußeren Kühlflächenhülse, von einer Innenseite einer Umfangsseitenwand der äußeren Kühlflächenhülse beabstandet, ist eine insbesondere aus Metall ausgebildete innere Kühlflächenhülse angeordnet, die an einem der Außenhülsenöffnung der Außenhülse zugewandten Ende verschlossen ist, in einem an das verschlossene Ende angrenzenden Bereich Öffnungen in einer Umfangsseitenwand aufweist und an einem dem verschlossenen Ende, insbesondere in Axialrichtung des Resublimierapplikators, gegenüberliegenden Ende eine Einströmöffnung zum Einströmen von aus der Düse ausströmendem CO₂ in die innere Kühlflächenhülse aufweist. Die Einströmöffnung der inneren Kühlflächenhülse ist, insbesondere in Axialrichtung des Resublimierapplikators, von einer Innenseite des der Außenhülsenöffnung der Außenhülse gegenüberliegenden Endes der Außenhülse beabstandet.
Als Düse kann beispielsweise die Düse eines Standard-Applikators von CO₂-Feuerlöscheinrichtungen verwendet werden.
Die Außenhülse, die äußere Kühlflächenhülse und die innere Kühlflächenhülse weisen insbesondere jeweils einen runden Querschnitt auf.
Die erfindungsgemäße Lösung ist ein kombinierter CO₂-Trockeneisgenerator bzw. CO₂-Schneegenerator und Lösch-/Kühlapplikator. Sie ermöglicht eine einfache, schnelle und ausreichend volumige Erzeugung von Kohlenstoffdioxid in festem Aggregatzustand, auch bezeichnet als CO₂-Trockeneis oder CO₂-Schnee, sowohl in mobilen als auch in stationären Feuerlösch- und/oder Feuerschutzeinrichtungen bzw. Einsatzmitteln der Feuerwehr, insbesondere ohne dass hierfür eine zusätzliche Kühlung erforderlich ist.
Der erfindungsgemäße Resublimierapplikator nutzt eine Verdunstungskälte beim Übergang von unter Druck verflüssigtem CO₂ in den gasförmigen Aggregatzustand, so dass aus dem gasförmigen CO₂ wiederum ein sehr hoher Anteil an festem CO₂ durch Resublimieren entsteht. Durch die Ausbringöffnung kann das Gemisch aus gasförmigem und festem CO₂ auf das Brandobjekt und beispielsweise auch auf dessen Umfeld aufgebracht werden.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung wird somit dem Brandobjekt und beispielsweise auch dessen Umfeld vorteilhafterweise gleichzeitig der erzeugte CO₂-Schnee und CO₂ im gasförmigen Zustand, welches nicht resublimiert wurde, zugeführt. Durch das gasförmige CO₂ und den auf dem Brandobjekt und beispielsweise auch in dessen Umfeld verdampfenden CO₂-Schnee wird dem Feuer Sauerstoff entzogen, und zudem wird das Brandobjekt und beispielsweise auch dessen Umfeld durch den CO₂-Schnee gekühlt. Durch diese Kühlung wird insbesondere eine Verlangsamung einer Reaktion durch Entzug von Wärmeenergie aus dem Brandobjekt bzw. Aufnahme dieser Wärmeenergie erreicht. Beispielsweise kann das Brandobjekt auch bis zum Einfrieren gekühlt werden, wodurch zum Beispiel Reaktionen, die den Brand anfachen oder zu einer erneuten Brandentstehung führen können, unterbunden werden können.
Durch den CO₂-Schnee wird es ermöglicht, das CO₂ direkt auf das Brandobjekt und beispielsweise auch auf dessen Umfeld aufzubringen, im Gegensatz zu dem bei herkömmlichen CO₂-Feuerlöschern verwendeten nur gasförmigen CO₂, dass nur in Richtung des Brandobjekts gesprüht werden kann, wodurch sich viel CO₂ ohne Wirkung verflüchtigen kann oder durch thermische Effekte abgelenkt werden kann, wodurch die Effektivität der Brandbekämpfung beeinträchtigt wird. Der erfindungsgemäße Resublimierapplikator ist beispielsweise sowohl in mobilen als auch in stationären Feuerlösch- und/oder Feuerschutzeinrichtungen verwendbar.
Die erfindungsgemäße Lösung benötigt zur Erzeugung des CO₂-Schnees keine drehenden oder andersartig bewegten Teile.
Der erfindungsgemäße Resublimierapplikator weist ein geringes Gewicht und geringe Abmessungen auf und ist somit durch eine einzelne Person handhabbar und bedienbar. Er ist beispielsweise auch für tragbare Feuerlöscher geeignet.
Der erfindungsgemäße Resublimierapplikator ist insbesondere mit bekannten Einsatzmitteln zur Brandbekämpfung kombinierbar, insbesondere mit bekannten CO₂-Feuerlöscheinrichtungen. Beispielsweise ist es hierfür lediglich erforderlich, den Standard-Applikator an der CO₂-Feuerlöscheinrichtung durch den Resublimierapplikator auszutauschen, beispielsweise indem der Standard-Applikator von einer zum Beispiel als Schlauch ausgebildeten Fluidleitung, die mit mindestens einem Druckbehälter für flüssiges CO₂ verbunden oder verbindbar ist, gelöst wird und stattdessen der Resublimierapplikator mit dieser Fluidleitung verbunden wird. Beispielsweise kann hierbei auch die Düse des Standard-Applikators als Düse des Resublimierapplikators verwendet werden.
Die Funktion des Standard-Applikators ist es insbesondere, das CO₂ gasförmig zum Brandobjekt zu leiten und dem Feuer dadurch Sauerstoff zu entziehen. Dabei soll durch den Standard-Applikator die Bildung von Trockeneis minimiert werden. Bei dem erfindungsgemäßen Resublimierapplikator ist es im Gegenteil das Ziel, möglichst viel CO₂-Schnee bzw. CO₂-Trockeneis zu erzeugen.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist der CO₂-Schnee bzw. das CO₂-Trockeneis unmittelbar nach Aktivierung der Feuerlöscheinrichtung verfügbar, beispielsweise durch Aktivieren eines herkömmlichen Kohlenstoffdioxidlöschers, an dem an Stelle des Standard-Applikators der erfindungsgemäße Resublimierapplikator angebracht ist. Es ist somit keine Herstellung von CO₂-Schnee bzw. CO₂-Trockeneis auf Vorrat und dessen Lagerung erforderlich. Dies wäre für Feuerlöschzwecke nicht geeignet.
In einer möglichen Ausführungsform weist die Ausbringöffnung der äußeren Kühlflächenhülse einen geringeren Durchmesser auf als die Außenhülsenöffnung der Außenhülse.
In einer möglichen Ausführungsform ist das verschlossene Ende der inneren Kühlflächenhülse innerhalb der äußeren Kühlflächenhülse angeordnet und in Axialrichtung von der Ausbringöffnung der äußeren Kühlflächenhülse beabstandet.
In einer möglichen Ausführungsform ist ein Abstand der Einströmöffnung der inneren Kühlflächenhülse zur Ausbringöffnung der äußeren Kühlflächenhülse geringer als ein Abstand der Einströmöffnung der äußeren Kühlflächenhülse zur Ausbringöffnung der äußeren Kühlflächenhülse.
In einer möglichen Ausführungsform entspricht ein Durchmesser der inneren Kühlflächenhülse und/oder des verschlossenen Endes der inneren Kühlflächenhülse einem Durchmesser der Ausbringöffnung der äußeren Kühlflächenhülse.
Insbesondere wenn eine manuelle Bedienung vorgesehen ist, d. h. insbesondere wenn der Resublimierapplikator für eine mobile Feuerlöscheinrichtung vorgesehen ist, weist die Außenhülse am der Außenhülsenöffnung gegenüberliegenden Ende vorteilhafterweise ein Griffstück auf, insbesondere aus dem gleichen Material wie die anderen Abschnitte der Außenhülse. Dadurch wird eine manuelle Handhabung des Resublimierapplikators verbessert.
Eine erfindungsgemäße Feuerlöscheinrichtung weist mindestens einen Druckbehälter zur Aufnahme und Speicherung von flüssigem, d. h. unter Druck verflüssigtem, CO₂ und mindestens einen Resublimierapplikator auf, wobei die Düse des Resublimierapplikators über eine Fluidleitung mit dem mindestens einen Druckbehälter verbunden ist. Daraus resultieren die oben bereits geschilderten Vorteile. Die Feuerlöscheinrichtung kann beispielsweise als eine mobile oder stationäre Feuerlöscheinrichtung ausgebildet sein.
Der Druckbehälter weist beispielsweise ein Steigrohr auf, insbesondere zur Entnahme von flüssigem CO₂ aus dem Druckbehälter und Zuführung zur Düse. Die Fluidleitung kann beispielsweise ein Schlauch sein. Ersetzt der Resublimierapplikator den vorher an der Feuerlöscheinrichtung verwendeten Standard-Applikator, dann kann die beispielsweise als Schlauch ausgebildete Fluidleitung, über welche der Standard-Applikator mit dem Druckbehälter verbunden war, beispielsweise weiterhin verwendet werden. Es ist somit beispielweise lediglich erforderlich, den Standard-Applikator von der Fluidleitung zu lösen und stattdessen den Resublimierapplikator mit dieser Fluidleitung zu verbinden. Beispielsweise kann hierbei auch die Düse des Standard-Applikators als Düse des Resublimierapplikators verwendet werden.
Beispielweise kann die Feuerlöscheinrichtung auch mehrere Resublimierapplikatoren und/oder mehrere Druckbehälter aufweisen. Mehrere Resublimierapplikatoren sind beispielsweise bei stationären Feuerlöscheinrichtungen sinnvoll, insbesondere wenn diese für einen größeren Bereich, in welchem ein Feuer entstehen kann, vorgesehen sind. Mehrere Druckbehälter ermöglichen ein Bereitstellen eines größeren Vorrats an CO₂.
Der erfindungsgemäße Resublimierapplikator und somit auch die Feuerlöscheinrichtung mit mindestens einem solchen Resublimierapplikator ist beispielsweise besonders vorteilhaft zur Brandbekämpfung brennender Lithium-Ionen-Objekte, insbesondere brennender Lithium-Ionen-Batteriezellen und brennender Materialien für solche Lithium-Ionen-Batteriezellen. Die beschriebene Lösung kann somit beispielsweise an Orten eingesetzt werden, an denen mit solchen Lithium-Ionen-Objekten gearbeitet oder geforscht oder Entwicklungsarbeiten hierfür durchgeführt werden, zum Beispiel an Handarbeitsplätzen, Nacharbeitsorten, Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, Laboren, Prüfständen und/oder Montagelinien.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Resublimierapplikators für eine Feuerlöscheinrichtung,
2 schematisch eine Ausführungsform einer Feuerlöscheinrichtung mit dem Resublimierapplikator gemäß 1,
3 schematisch eine weitere Ausführungsform einer Feuerlöscheinrichtung mit dem Resublimierapplikator gemäß 1,
4 schematisch eine weitere Ausführungsform einer Feuerlöscheinrichtung mit dem Resublimierapplikator gemäß 1, und
5 schematisch eine weitere Ausführungsform einer Feuerlöscheinrichtung mit mehreren Resublimierapplikatoren gemäß 1.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt beispielhaft eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Resublimierapplikators 1 für eine Feuerlöscheinrichtung 2. Die 2 bis 4 zeigen beispielhaft verschiedene Ausführungsformen mobiler Feuerlöscheinrichtungen 2 mit einem solchen Resublimierapplikator 1. 5 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform einer stationären Feuerlöscheinrichtung 2, die im dargestellten Beispiel mehrere solche Resublimierapplikatoren 1 aufweist.
Der Resublimierapplikator 1 weist eine Außenhülse 3 aus Kunststoff oder einem anderen wärmeisolierenden bzw. gering wärmeleitenden Material auf, die eine Außenhülsenöffnung 4 an einem Ende aufweist. An einem der Außenhülsenöffnung 4 gegenüberliegenden Ende der Außenhülse 3 ist eine dieses Ende verschließende Düse 5 zum Ausströmen von CO₂ in die Außenhülse 3 angeordnet. Hierzu weist im dargestellten Beispiel das der Außenhülsenöffnung 4 gegenüberliegende Ende der Außenhülse 3 eine Abschlusswand 6 mit einer Aufnahmeöffnung für die Düse 5 auf. Im dargestellten Beispiel schließt sich daran ein Griffstück 7 an, mittels welchem der Resublimierapplikator 1 manuell handhabbar ist. An der Düse 5 und/oder der Aufnahmeöffnung für die Düse 5 und/oder im Griffstück 7 ist vorteilhafterweise eine Anschlussausformung zur fluidischen Verbindung des Resublimierapplikators 1, insbesondere der Düse 5, mit einer beispielsweise als Schlauch ausgebildeten Fluidleitung 8 vorgesehen. Über diese Fluidleitung 8 ist der Resublimierapplikator 1 mit mindestens einem Druckbehälter 9 für flüssiges CO₂ verbindbar oder verbunden, wie in den 2 bis 5 gezeigt.
Diese Grundausgestaltung ähnelt einem Standard-Applikator von CO₂-Feuerlöscheinrichtungen. Beispielsweise können die Außenhülse 3 und/oder die Düse 5 eines solchen Standard-Applikators zur Herstellung des im Folgenden weiter beschriebenen Resublimierapplikators 1 verwendet werden.
Bei dem Resublimierapplikator 1 ist an einer Innenseite einer Umfangsseitenwand der Außenhülse 3 eine aus Metall ausgebildete äußere Kühlflächenhülse 10 angeordnet, die an der Außenhülsenöffnung 4 eine auch als Applikatoröffnung bezeichnete Ausbringöffnung 11 für erzeugten CO₂-Schnee und gasförmiges CO₂ und an einem der Ausbringöffnung 11 gegenüberliegenden Ende eine Einströmöffnung 12 zum Einströmen von aus der Düse 5 ausströmendem CO₂ in die äußere Kühlflächenhülse 10 aufweist.
Im dargestellten Beispiel erstreckt sich die äußere Kühlflächenhülse 10 in Axialrichtung des Resublimierapplikators 1 über die gesamte Innenseite der Umfangsseitenwand der Außenhülse 3, d. h. von der Abschlusswand 6 bis zur Außenhülsenöffnung 4 der Außenhülse 3. An dem Ende der äußeren Kühlflächenhülse 10, welches an der Außenhülsenöffnung 4 angeordnet ist, weist die äußere Kühlflächenhülse 10 eine Abschlusswand 13 auf, in der die Ausbringöffnung 11 ausgebildet ist. Ein Durchmesser der Ausbringöffnung 11 der äußeren Kühlflächenhülse 10 ist somit kleiner als ein Durchmesser der Außenhülsenöffnung 4 der Außenhülse 3.
In der äußeren Kühlflächenhülse 10, von einer Innenseite einer Umfangsseitenwand der äußeren Kühlflächenhülse 10 beabstandet, ist eine aus Metall ausgebildete innere Kühlflächenhülse 14 angeordnet, die an einem der Außenhülsenöffnung 4 der Außenhülse 3 zugewandten Ende verschlossen ist, d. h. eine Abschlusswand 15 aufweist, in einem an das verschlossene Ende, d. h. an die Abschlusswand 15, angrenzenden Bereich Öffnungen 16 in einer Umfangsseitenwand aufweist und an einem dem verschlossenen Ende gegenüberliegenden Ende eine Einströmöffnung 17 zum Einströmen von aus der Düse 5 ausströmendem CO₂ in die innere Kühlflächenhülse 14 aufweist. Die Einströmöffnung 17 der inneren Kühlflächenhülse 14 ist von einer Innenseite des der Außenhülsenöffnung 4 der Außenhülse 3 gegenüberliegenden Endes der Außenhülse 3, d. h. von der Abschlusswand 6 der Außenhülse 3, beabstandet.
Die Außenhülse 3, die äußere Kühlflächenhülse 10 und die innere Kühlflächenhülse 14 weisen insbesondere jeweils einen runden Querschnitt auf.
In der dargestellten Ausführungsform ist das verschlossene Ende der inneren Kühlflächenhülse 14 innerhalb der äußeren Kühlflächenhülse 10 angeordnet und in Axialrichtung von der Ausbringöffnung 11 der äußeren Kühlflächenhülse 10 beabstandet. Das verschlossene Ende der inneren Kühlflächenhülse 14, d. h. die Abschlusswand 15 der inneren Kühlflächenhülse 14, weist somit einen geringeren Abstand zum der Außenhülsenöffnung 4 gegenüberliegenden Ende der Außenhülse 3, d. h. zu deren Abschlusswand 6, auf als die Ausbringöffnung 11 der äußeren Kühlflächenhülse 10.
In der dargestellten Ausführungsform ist ein Abstand der Einströmöffnung 17 der inneren Kühlflächenhülse 14 zur Ausbringöffnung 11 der äußeren Kühlflächenhülse 10 geringer als ein Abstand der Einströmöffnung 12 der äußeren Kühlflächenhülse 10 zur Ausbringöffnung 11 der äußeren Kühlflächenhülse 10. Die äußere Kühlflächenhülse 10 ist somit länger als die innere Kühlflächenhülse 14 und die innere Kühlflächenhülse 14 ist vollständig in der äußeren Kühlflächenhülse 10 angeordnet und sowohl axial als auch radial von der äußeren Kühlflächenhülse 10, insbesondere von deren Innenwand, beabstandet.
Die Befestigung der inneren Kühlflächenhülse 14 in der äußeren Kühlflächenhülse 10 erfolgt beispielsweise durch in der Schnittdarstellung gemäß 1 nicht sichtbare radial verlaufende Verbindungsstege, über welche die innere Kühlflächenhülse 14 mit der äußeren Kühlflächenhülse 10 verbunden ist. Alternativ sind zur Halterung der inneren Kühlflächenhülse 14 auch andere Verbindungen zur äußeren Kühlflächenhülse 10 und/oder zur Außenhülse 3 möglich.
In der dargestellten Ausführungsform entspricht ein Durchmesser der inneren Kühlflächenhülse 14 und/oder des verschlossenen Endes der inneren Kühlflächenhülse 14 dem Durchmesser der Ausbringöffnung 11 der äußeren Kühlflächenhülse 10.
Insbesondere durch diese oben beschriebene Ausgestaltung des Resublimierapplikators 1 weist dieser Resublimierapplikator 1 einen äußeren Kanal 18 und einen inneren Kanal 19 auf. Der innere Kanal 19 verläuft in der inneren Kühlflächenhülse 14 von deren Einströmöffnung 17 bis zu den Öffnungen 16. Der äußere Kanal 18 verläuft koaxial zum inneren Kanal 19 zwischen der äußeren Kühlflächenhülse 10 und der inneren Kühlflächenhülse 14. Durch die Kühlflächenhülsen 10, 14 wird eine Abkühlung des daran vorbeiströmenden gasförmigen CO₂ erreicht, wodurch ein Anteil dieses gasförmigen CO₂ resublimiert wird, d. h. es wird CO₂-Schnee erzeugt. Diese Funktionsweise ist in 1 mittels Pfeilen P1, P2, P3 schematisch dargestellt.
Über die hier nicht dargestellte Fluidleitung 8 wird unter Druck verflüssigtes CO₂ aus dem in 1 nicht gezeigten Druckbehälter 9 der Düse 5 zugeleitet, wie durch einen ersten Pfeil P1 schematisch dargestellt, und strömt über die Düse 5 in die Außenhülse 3 und somit zunächst über die Einströmöffnung 12 der äußeren Kühlflächenhülse 10 in die äußere Kühlflächenhülse 10 ein, wobei es expandiert und dadurch verdunstet, d. h. gasförmig wird. Durch eine dadurch entstehende Verdunstungskälte werden die aus Metall ausgebildeten Kühlflächenhülsen 10, 14 abgekühlt. Diese Kühlflächenhülsen 10, 14, insbesondere deren Umfangsseitenwände, bilden dann Kühlflächen zur Abkühlung des gasförmigen CO₂, wodurch ein Anteil des gasförmigen CO₂ resublimiert wird, d. h. der CO₂-Schnee gebildet wird.
Die Düse 5 ist vorteilhafterweise derart ausgestaltet, dass das CO₂ als Strahlkegel ausgebracht wird, so dass es sich sowohl in Axialrichtung als auch schräg dazu nach außen verteilt. Dadurch wird das nun gasförmige CO₂ auf den äußeren Kanal 18 und den inneren Kanal 19 verteilt, d. h. ein Anteil des gasförmigen CO₂ strömt in den äußeren Kanal 18 ein und der andere Anteil des gasförmigen CO₂ strömt über die Einströmöffnung 17 der inneren Kühlflächenhülse 14 in die innere Kühlflächenhülse 14 und somit in den inneren Kanal 19 ein, wie durch zweite Pfeile P2 schematisch dargestellt. Das CO₂ strömt nun durch den jeweiligen Kanal 18, 19 in Richtung der Ausbringöffnung 11, wobei es durch die Kühlflächen der Kühlflächenhülsen 10, 14, die insbesondere durch deren Umfangsseitenwände gebildet werden, abgekühlt wird, so dass das gasförmige CO₂ anteilig resublimiert wird und dadurch der CO₂-Schnee gebildet wird.
Am Ende der Kanäle 18, 19 strömt somit sowohl resublimiertes CO₂, d. h. der CO₂-Schnee, als auch noch gasförmiges CO₂ in Richtung der Ausbringöffnung 11 und kann somit mittels des Resublimierapplikators 1 über die Ausbringöffnung 11 auf ein Brandobjekt und beispielsweise auch dessen Umgebung aufgebracht werden. Das noch gasförmige CO₂ ist durch die zweiten Pfeile P2 schematisch dargestellt und das resublimierte CO₂, d. h. der CO₂-Schnee, ist durch dritte Pfeile P3 schematisch dargestellt.
Das gasförmige CO₂ und der CO₂-Schnee im inneren Kanal 19 strömen über die Öffnungen 16 der inneren Kühlflächenhülse 14 in die äußere Kühlflächenhülse 10 und zusammen mit dem gasförmigen CO₂ und CO₂-Schnee im äußeren Kanal 18 in Richtung der Ausbringöffnung 11. Das gasförmige CO₂ und der CO₂-Schnee werden dabei durch die Abschlusswand 13 der äußeren Kühlflächenhülse 10 radial nach innen in Richtung der Ausbringöffnung 11 geleitet. Das gasförmige CO₂ und der CO₂-Schnee strömen dann, insbesondere als Gemisch, über die Ausbringöffnung 11 aus dem Resublimierapplikator 1 aus und können somit durch eine Ausrichtung der Ausbringöffnung 11 auf ein Brandobjekt bzw. auf dessen Umgebung entsprechend auf das Brandobjekt und beispielsweise auch auf dessen Umgebung aufgebracht werden.
Die beschriebene Lösung ermöglicht eine einfache, schnelle und ausreichend volumige Erzeugung von CO₂ in festem Aggregatzustand, auch bezeichnet als CO₂-Trockeneis oder CO₂-Schnee, sowohl in mobilen als auch in stationären Feuerlösch- und/oder Feuerschutzeinrichtungen bzw. Einsatzmitteln der Feuerwehr, insbesondere ohne dass hierfür eine zusätzliche Kühlung erforderlich ist.
Der Resublimierapplikator 1 nutzt die Verdunstungskälte beim Übergang von unter Druck verflüssigtem CO₂ in den gasförmigen Aggregatzustand, so dass aus dem gasförmigen CO₂ wiederum ein sehr hoher Anteil an festem CO₂ durch Resublimieren entsteht. Durch die Ausbringöffnung 11 kann das Gemisch aus gasförmigem und festem CO₂ auf das Brandobjekt und beispielsweise auch auf dessen Umfeld aufgebracht werden.
Wie beispielhaft in den 2 bis 5 gezeigt, ist der Resublimierapplikator 1 insbesondere mit bekannten Einsatzmitteln zur Brandbekämpfung kombinierbar, insbesondere mit bekannten CO₂-Feuerlöscheinrichtungen. Beispielsweise ist es hierfür lediglich erforderlich, den Standard-Applikator an der CO₂-Feuerlöscheinrichtung durch den Resublimierapplikator 1 auszutauschen, beispielsweise indem der Standard-Applikator von der zum Beispiel als Schlauch ausgebildeten Fluidleitung 8, die mit mindestens einem Druckbehälter 9 für flüssiges CO₂ verbunden oder verbindbar ist, gelöst wird und stattdessen der Resublimierapplikator 1 mit dieser Fluidleitung 8 verbunden wird. Beispielsweise kann hierbei auch die Düse des Standard-Applikators als Düse 5 des Resublimierapplikators 1 verwendet werden.
Die Feuerlöscheinrichtung 2 weist mindestens einen Druckbehälter 9 zur Aufnahme und Speicherung von flüssigem, d. h. unter Druck verflüssigtem, CO₂ auf, wie beispielhaft in den 2, 3 und 5 gezeigt, oder sie weist mehrere solcher Druckbehälter 9 auf, wie beispielhaft in 4 gezeigt. Des Weiteren weist die Feuerlöscheinrichtung 2 den Resublimierapplikator 1 auf, wie beispielhaft in den 2 bis 4 gezeigt, oder sie weist mehrere solche Resublimierapplikatoren 1 auf, wie beispielhaft in 5 gezeigt. Die Düse 5 des Resublimierapplikators 1 oder des jeweiligen Resublimierapplikators 1 ist über die Fluidleitung 8 mit dem mindestens einen Druckbehälter 9 oder mit den mehreren Druckbehältern 9 verbunden.
Wie bereits erwähnt, kann die Feuerlöscheinrichtung 2 beispielsweise als eine mobile Feuerlöscheinrichtung 2 ausgebildet sein, wie beispielhaft in den 1 bis 4 gezeigt, oder als eine stationäre Feuerlöscheinrichtung 2 ausgebildet sein, wie beispielhaft in 5 gezeigt. 2 zeigt beispielsweise eine als Handfeuerlöscher ausgebildete Feuerlöscheinrichtung 2 und die 2 und 3 zeigen verschiedene Beispiele größerer mobiler Feuerlöscheinrichtungen 2, die in den dargestellten Beispielen Räder 20 aufweisen und dadurch beispielsweise manuell bewegt werden können, d. h. insbesondere geschoben oder gezogen werden können.
Die in 5 beispielhaft gezeigte stationäre Feuerlöscheinrichtung 2 weist mehrere Resublimierapplikatoren 1 auf. In stationären Feuerlöscheinrichtungen 2 werden die Resublimierapplikatoren 1 vorteilhafterweise an geeigneten Stellen positioniert, um ein Objekt optimiert gegen einen Brand zu schützen. Eine Anzahl und Positionierung der Resublimierapplikatoren 1 ist somit insbesondere abhängig vom zu schützenden Objekt.
Wie in 5 gezeigt, weisen stationäre Feuerlöscheinrichtungen 2, die mit CO₂ löschen, bisher häufig ein gasdichtes Anlagengehäuse 21 um das zu schützende Objekt auf, da der Feuerlöscheffekt aus der Sauerstoffverdrängung durch das gasförmige CO₂ resultierte. Dieser Effekt ist besonders wirksam, wenn das gasdichte Anlagengehäuse 21 mit dem gasförmigen CO₂ geflutet wird. Bei der den Resublimierapplikator 1 oder mehrere Resublimierapplikatoren 1 verwendenden Feuerlöscheinrichtung 2 ist dieses gasdichte Anlagengehäuse 21 nicht unbedingt erforderlich, da nun ein Kühleffekt des mittels des Resublimierapplikators 1 oder der mehreren Resublimierapplikatoren 1 erzeugten und auf das Brandobjekt aufgebrachten CO₂-Schnees für die Brandbekämpfung entscheidend ist. Dadurch können nun beispielsweise auch Objekte mittels einer stationären Feuerlöscheinrichtung 2 geschützt werden, die nicht in einem gasdichten Anlagengehäuse 21 angeordnet werden können. Des Weiteren kann durch die hier beschriebene Lösung beispielsweise eine Zugänglichkeit von zu schützenden Objekten und somit beispielsweise eine Arbeit an oder mit diesen Objekten vereinfacht werden, welche bisher in einem gasdichten Anlagengehäuse 21 angeordnet sind, da dieses gasdichte Anlagengehäuse 21 durch die hier beschriebene Lösung nicht mehr unbedingt erforderlich ist.
Der Druckbehälter 9 oder der jeweilige Druckbehälter 9 weist in seinem Behälterinneren insbesondere ein Steigrohr auf, insbesondere zur Entnahme von flüssigem CO₂ aus dem Druckbehälter 9, welches anschließend über die Fluidleitung 8 der Düse 5 zugeführt wird.
Die Fluidleitung 8 kann beispielsweise ein Schlauch sein. Ersetzt der Resublimierapplikator 1 den vorher an der Feuerlöscheinrichtung 2 verwendeten Standard-Applikator, dann kann die beispielsweise als Schlauch ausgebildete Fluidleitung 8, über welche der Standard-Applikator mit dem Druckbehälter 9 verbunden war, beispielsweise weiterhin verwendet werden. Es ist somit beispielweise lediglich erforderlich, den Standard-Applikator von der Fluidleitung 8 zu lösen und stattdessen den Resublimierapplikator 1 mit dieser Fluidleitung 8 zu verbinden. Beispielsweise kann hierbei auch die Düse des Standard-Applikators als Düse 5 des Resublimierapplikators 1 verwendet werden, wie oben bereits erwähnt.

Claims

Resublimierapplikator (1) für eine Feuerlöscheinrichtung (2), aufweisend eine Außenhülse (3) mit einer Außenhülsenöffnung (4) an einem Ende, dadurch gekennzeichnet, dass - an einem der Außenhülsenöffnung (4) gegenüberliegenden Ende der Außenhülse (3) eine dieses Ende verschließende Düse (5) zum Ausströmen von CO₂ in die Außenhülse (3) angeordnet ist, - an einer Innenseite einer Umfangsseitenwand der Außenhülse (3) eine äußere Kühlflächenhülse (10) angeordnet ist, die an der Außenhülsenöffnung (4) eine Ausbringöffnung (11) für erzeugten CO₂-Schnee und gasförmiges CO₂ und an einem der Ausbringöffnung (11) gegenüberliegenden Ende eine Einströmöffnung (12) zum Einströmen von aus der Düse (5) ausströmendem CO₂ in die äußere Kühlflächenhülse (10) aufweist, - in der äußeren Kühlflächenhülse (10), von einer Innenseite einer Umfangsseitenwand der äußeren Kühlflächenhülse (10) beabstandet, eine innere Kühlflächenhülse (14) angeordnet ist, die an einem der Außenhülsenöffnung (4) der Außenhülse (3) zugewandten Ende verschlossen ist, in einem an das verschlossene Ende angrenzenden Bereich Öffnungen (16) in einer Umfangsseitenwand aufweist und an einem dem verschlossenen Ende gegenüberliegenden Ende eine Einströmöffnung (17) zum Einströmen von aus der Düse (5) ausströmendem CO₂ in die innere Kühlflächenhülse (14) aufweist, und - die Einströmöffnung (17) der inneren Kühlflächenhülse (14) von einer Innenseite des der Außenhülsenöffnung (4) der Außenhülse (3) gegenüberliegenden Endes der Außenhülse (3) beabstandet ist.
Resublimierapplikator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbringöffnung (11) der äußeren Kühlflächenhülse (10) einen geringeren Durchmesser aufweist als die Außenhülsenöffnung (4) der Außenhülse (3).
Resublimierapplikator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verschlossene Ende der inneren Kühlflächenhülse (14) innerhalb der äußeren Kühlflächenhülse (10) angeordnet ist und in Axialrichtung von der Ausbringöffnung (11) der äußeren Kühlflächenhülse (10) beabstandet ist.
Resublimierapplikator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der Einströmöffnung (17) der inneren Kühlflächenhülse (14) zur Ausbringöffnung (11) der äußeren Kühlflächenhülse (10) geringer ist als ein Abstand der Einströmöffnung (12) der äußeren Kühlflächenhülse (10) zur Ausbringöffnung (11) der äußeren Kühlflächenhülse (10).
Resublimierapplikator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der inneren Kühlflächenhülse (14) und/oder des verschlossenen Endes der inneren Kühlflächenhülse (14) einem Durchmesser der Ausbringöffnung (11) der äußeren Kühlflächenhülse (10) entspricht.
Resublimierapplikator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kühlflächenhülse (14) und/oder die äußere Kühlflächenhülse (10) aus Metall ausgebildet sind/ist.
Resublimierapplikator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (3) aus Kunststoff ausgebildet ist.
Resublimierapplikator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (3) am der Außenhülsenöffnung (4) gegenüberliegenden Ende ein Griffstück (7) aufweist.
Feuerlöscheinrichtung (2), aufweisend mindestens einen Druckbehälter (9) zur Aufnahme und Speicherung von flüssigem CO₂ und mindestens einen Resublimierapplikator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düse (5) des Resublimierapplikators (1) über eine Fluidleitung (8) mit dem mindestens einen Druckbehälter (9) verbundenen ist.
Feuerlöscheinrichtung (2) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als mobile oder stationäre Feuerlöscheinrichtung (2).