DE10327350A1 - Strahlpumpenzumischer sowie Verfahren zum Betreiben eines Strahlpumpenzumischers - Google Patents
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Abstract
Ein Strahlpumpenzumischer (1) dient zum Zumischen von Zusatzstoffen zu einem Löschmittel. Für einen geringen Druckverlust beim Zumischen des oder der Zusatzstoffe sowie für einen hohen Unterdruck im Mischraum sind zumindest zwei Strahlpumpen (3, 4) in einem Gehäuse (2) nebeneinander angeordnet und es ist eine gemeinsame Zuführung (5) für den oder die Zusatzstoffe vorgesehen (Fig. 1).
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlpumpenzumischer zum Zumischen von Zusatzstoffen zu einem Löschmittel, mit einer Strahlpumpe, die eine Zuführung für den Zusatzstoff zu einem Mischbereich aufweist.
- Strahlpumpen, auch Injektor oder Ejektor genannt, beziehungsweise Strahlpumpenzumischer sind unter anderem aus der
DE 896 302 , derDE 37 40 677 A1 oder auch derUS 3 547 409 bereits bekannt. Dabei werden die Strahlpumpen druckseitig an Normal- oder Hochdruckpumpen eingesetzt, um Luftschaumrohre mit Löschschaum als Löschmittel zu versorgen. - Die Strahlpumpe wirkt dabei als Energieumwandler, der die Arbeitsfähigkeit der geförderten Flüssigkeit oder des Gases zu Lasten der Förderflüssigkeit oder dem Gas erhöht.
- Bei Betrieb des Strahlpumpenzumischers strömt das als Löschmittel verwendete Druckwasser (Betriebs- oder Treibwasser) in eine Treibdüse und über einen Mischraum in eine Fangdüse. Durch den sich verengenden Querschnitt in der Treibdüse erhöht sich die Fließgeschwindigkeit, so dass im Mischraum der Druck unter den atmosphärischen Luftdruck absinkt. Dieser Unterdruck saugt den Zusatzstoff wie beispielsweise Schaummittel über einen Dosierhahn oder eine Dosierleitung an. Bei gleichbleibendem Pumpendruck (gleichbleibende Treibwassermenge) von zum Beispiel 8 bar ist der erzeugte Unterdruck und damit die Schaumsaugleistung der Strahlpumpe ungefähr konstant.
- Neben dem Vorteil des gleichzeitigen Wasser/Schaumeinsatzes weist die Strahlpumpe durch die starke Querschnittverengung im Injektor jedoch einen hohen Energieverlust und eine Gegendruckempfindlichkeit auf.
- So entsteht ein Druckverlust am Zumischer, der, bezogen auf den Eingangsdruck, nur noch etwa 38% betragen kann (vgl. DIN 14384). Durch die Begrenzung des Arbeitsdruckes wird die Wurfweite des Schaumrohres begrenzt und eine Erhöhung der Wurfweite durch Druckerhöhung verschlechtert die Verschäumung.
- Wegen der hohen Gegendruckempfindlichkeit können an derartigen Strahlpumpen nur Schläuche bis zu einer Länge von etwa 30 m bis 40 m je nach Mischergröße betrieben werden.
- Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Strahlpumpenzumischer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Energie- beziehungsweise Druckverlust und auch die Gegendruckempfindlichkeit verringert sind.
- Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung insbesondere vor, dass wenigstens zwei seriell in Durchströmrichtung hintereinander angeordnete Strahlpumpen vorgesehen sind, dass eine in Durchströmrichtung erste Strahlpumpe als Misch-Strahlpumpe mit dem Mischraum für den Zusatzstoff ausgebildet ist und dass der Misch-Strahlpumpe wenigstens eine Beschleunigungs-Strahlpumpe nachgeschaltet ist.
- Dadurch kann der beim Zumischen entstandene Druckverlust durch das zusätzliche Beschleunigen des Gemisches aus Löschmittel und Zusatzstoff durch die Beschleunigungs-Strahlpumpe wieder ausgeglichen werden und/oder sogar eine weitere Druckerhöhung erreicht werden.
- Ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Strahlpumpenzumischers sieht vor, dass das Löschmittel als Antriebsmedium in wenigstens zwei seriell in Durchströmrichtung hintereinander angeordnete Strahlpumpen über Zuführungen eingespeist wird, dass in der in Durchströmrichtung ersten Strahlpumpe das Löschmittel mit dem oder den Zusatzstoffen vermischt wird, dass das Gemisch aus Löschmittel und Zusatzstoffe(n) der zweiten Strahlpumpe so zugeführt wird, dass es von dem dort eingespeisten Löschmittel beschleunigt wird.
- Es sind damit die bereits vorerwähnten Vorteile erreichbar, nämlich den zunächst bei der Misch-Strahlpumpe auftretenden Druckverlust durch das zusätzliche Beschleunigen des Gemisches aus Löschmittel und Zusatzstoff durch die Beschleunigungs-Strahlpumpe wieder auszugleichen.
- Eine andere Ausführungsform eines Strahlpumpenzumischers, für die selbstständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, dass zumindest zwei Strahlpumpen in einem Gehäuse nebeneinander angeordnet sind und dass eine gemeinsame Zuführung für den oder die Zusatzstoffe zu den Mischbereichen der Strahlpumpen vorgesehen ist.
- Auch damit kann die Förderleistung des Strahlpumpenzumischers verbessert werden. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Bauform, dass ein sehr einfacher Aufbau vorhanden und damit eine kostengünstige Herstellung möglich ist.
- Dazu trägt auch bei, wenn das Gehäuse der Strahlpumpen ein stückig ausgebildet ist.
- Durch die Anordnung mehrerer Strahlpumpen der Druckverlust durch die Zuführung des/der Zusatzstoffe zum Löschmittel, sodass durch diesen höheren verfügbaren Ausgangsdruck ein breiteres Einsatzspektrum der Strahlpumpe erreicht wird.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass bei zwei nebeneinander angeordneten Strahlpumpen die Zuführöffnung für den oder die Zusatzstoffe durch etwa quer zur Strömungsrichtung gegenüberliegende, in den Querschnitt der Strahlpumpen reichende oder den Querschnitt in den Mischbereichen vollständig durchsetzende Schlitze gebildet ist, und dass diese Schlitze durch eine dazwischen befindliche Trennwand getrennt sind.
- Durch die Trennwand wird die Unterdruckbildung an der gemeinsamen Zuführung für den oder die Zusatzstoffe erhöht. Außerdem wird durch die Trennwand eine ungünstige Wechselwirkung zwischen den beiden Strahlpumpen vermieden.
- Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass mehr als zwei Strahlpumpen in einem gemeinsamen Gehäuse so angeordnet sind, dass deren Austrittsöffnungen etwa in einer geraden Linie nebeneinander oder bogenförmig angeordnet sind. Durch eine solche Vielfachanordnung kann der von dem Löschmittel-Zusatzstoff-Gemisch abdeckbare Bereich einfach in seiner Fläche und Größe, je nach Einsatzzweck, unterschiedlich gestaltet sein. So kann damit beispielsweise zum Selbstschutz der Feuerwehrleute und/oder der Löschfahrzeuge ein bogenförmiger Löschmittel-Nebel erzeugt werden.
- Zusätzliche Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt.
- Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
- Es zeigt:
-
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Strahlpumpenzumischers mit zwei nebeneinander angeordneten Strahlpumpen, -
2 einen Querschnitt des Strahlpumpenzumischers gemäß der in1 dargestellten Schnittlinie II-II und -
3 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform eines Strahlpumpenzumischers mit einer Misch-Strahlpumpe und einer in Durchströmrichtung nachgeordneten Beschleunigungs-Strahlpumpe. - Eine erste Ausführungsform eines Strahlpumpenzumischers
1 ist in1 und2 dargestellt. Er dient zum Zumischen von Zusatzstoffen zu einem Löschmittel. - Das Löschmittel ist vorzugsweise Wasser und der Zusatzstoff vorzugsweise Löschschaum.
- In einem gemeinsamen Gehäuse
2 sind zwei nebeneinander angeordnete Strahlpumpen3 und4 mit jeweils einer Treibdüse6 und einer Fangdüse7 vorgesehen. Zwischen der Treibdüse6 und der Fangdüse7 befindet sich in einem Mischbereich eine gemeinsame Zuführung5 für den oder die Zusatzstoffe zu den beiden Strahlpumpen3 und4 . - Die gemeinsame Zuführung
5 für den oder die Zusatzstoffe ist in der dargestellten Ausführungsform als quer zur Durchströmrichtung (Pf1) des Löschmittels verlaufende, schlitzartige Öffnung im Gehäuse des Strahlpumpenzumischers1 ausgebildet. Bei der gezeigten Ausführungsform mit zwei nebeneinander ange ordneten Strahlpumpen3 und4 ist die Zuführöffnung für den oder die Zusatzstoffe durch etwa quer zur Strömungsrichtung verlaufende, gegenüberliegende, den Querschnitt in den Mischbereichen vollständig durchsetzende Schlitze5 gebildet, die durch eine dazwischen befindliche Trennwand11 getrennt sind (vergleiche auch2 ). Diese Trennwand11 bildet die Verbindung zwischen dem hinteren und dem vorderen Teil des Gehäuses2 . - Außerdem wird durch diese Trennwand
11 eine verbesserte Unterdruckbildung und damit eine verbesserte Saugleistung erzielt. Weiterhin kann eine gegenseitige, nachteilige Wechselwirkung zwischen den beiden Strömungsführungen der Strahlpumpen3 und4 vermieden werden, wie es sich in Versuchen erwiesen hat. - Der Mischbereich ist praktisch nur durch die schlitzartige Zuführöffnung und die dadurch vorhandene Unterbrechung der jeweiligen Strömungsführung gebildet. Eine Mischkammer im herkömmlichen Sinn und wie bei der Ausführungsform nach
3 ist nicht vorhanden. Der Verlauf der Strömungsführungen der beiden Strahlpumpen ist strichliniert dargestellt. - In
1 ist erkennbar, dass die Strahlpumpen3 und4 eine gemeinsame Entrittsöffnung8 für das Löschmittel und jeweils separate Austrittsöffnungen9 und10 aufweisen. Dadurch ist der Strahlpumpenzumischer1 einerseits leicht montierbar und andererseits ist mit Hilfe mehrerer Austrittsöffnungen ein größerer Bereich mit dem Löschmittel-Zusatzstoff-Gemisch abdeckbar als mit einer einzigen Austrittsöffnung. Beispielsweise kann bei stationären Sprinkleranlagen ein bestimmter Raumbereich oder bei einem mobilen Einsatz der das Löschfahrzeug umgebende Bereich abgedeckt werden. - Das Gehäuse
2 mit den beiden Strahlpumpen3 und4 kann als Einsatzteil in ein hier nicht dargestelltes Trägerteil einge setzt sein, welches im Bereich der die Zuführung bildenden Schlitze5 eine innere Ringnut mit einer Verbindung zu einem äußeren Anschluss für Zusatzstoff aufweist. -
2 zeigt im Querschnitt den Strahlpumpenzumischer1 mit den beiden nebeneinander angeordneten Strahlpumpen3 und4 und der im Bereich der Zusatzstoff-Zuführung5 vorgesehenen Trennwand11 . - Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlpumpenzumischers
1a ist in3 dargestellt, bei der zwei Strahlpumpen12 und13 in Durchströmrichtung Pf1 seriell hintereinander angeordnet sind. - Die in Strömungsrichtung gemäß dem Pfeil Pf1 erste Strahlpumpe ist dabei als Misch-Strahlpumpe
12 ausgebildet und weist einen Mischraum14 zwischen ihrer Treibdüse15 und ihrer Fangdüse16 auf, in den der Zusatzstoff (Löschschaum) über eine Zuführung26 zugeführt beziehungsweise durch den in der Mischkammer herrschenden Unterdruck angesaugt und dem Löschmittel zugemischt werden kann. - Die in Durchströmrichtung (Pf1) zweite Strahlpumpe ist als Beschleunigungs-Strahlpumpe
13 ausgebildet, die das Löschmittel-Zusatzstoff-Gemisch aus der Misch-Strahlpumpe12 beschleunigt beziehungsweise zusätzlich antreibt. Sie weist eine Treibdüse20 und eine Fangdüse21 auf. Über eine Zuführung17 vom Strömungsaustritt18 der Misch-Strahlpumpe12 zu einem Mischraum19 der Beschleunigungs-Strahlpumpe13 wird das Löschmittel-Zusatzstoff-Gemisch in den Bereich zwischen der Treibdüse20 und der Fangdüse21 geführt, dort beschleunigt und kann über eine düsenartige Austrittsöffnung25 ausströmen, an die auch ein Schlauch oder dergleichen Druckleitung angeschlossen werden kann. Das Löschmittel-Zusatzstoff-Gemisch kann auch direkt aus der Fangdüse21 verspritzt werden. - Die Treibdüse
20 der Beschleunigungs-Strahlpumpe13 weist eine Zuführung22 für Druckwasser auf, die über einen Bypasskanal23 mit der Eintrittsöffnung27 der Misch-Strahlpumpe12 verbunden ist. Für eine gleichmäßige Strömungszuführung weist die Zuführung22 mehrere am Umfang der Treibdüse20 verteilte Eintrittsöffnungen24 auf. - Von der Treibdüse
20 kommend durchströmt das Löschmittel (Druckwasser) den Mischraum19 und beschleunigt durch den entstehenden Unterdruck im Mischraum19 das dort aus der Zuführung17 einströmende Löschmittel-Zusatzstoff-Gemisch. Dabei vermischt sich das Druckwasser aus der Treibdüse20 mit dem Löschmittel-Zusatzstoff-Gemisch aus der Misch-Strahlpumpe12 . - Die Misch-Strahlpumpe
12 und die Beschleunigungs-Strahlpumpe13 sind in ein Gehäuse28 eingesetzt, das auch Einschraubteile einerseits mit der Zuführung27 für Löschmittel, andererseits mit der Austrittsöffnung25 der Beschleunigungs-Strahlpumpe13 sowie der Zuführung26 für Zusatzstoff aufweist. - Der Beschleunigungs-Strahlpumpe
13 kann bedarfsweise eine weitere Beschleunigungs-Strahlpumpe nachgeschaltet sein, um die Strömungsgeschwindigkeit des Löschmittel-Zusatzstoff-Gemisch noch weiter zu erhöhen und damit die maximale Wurfweite, um beispielsweise weiter entfernte Brandherde beim Löschen erreichen zu können.
Claims (12)
- Strahlpumpenzumischer (
1 ) zum Zumischen von Zusatzstoffen zu einem Löschmittel in einer Druckleitung mit einem Injektor, der eine Treibdüse und eine Fangdüse sowie wenigstens eine Zuführung zu einem Mischraum zwischen Treibdüse und Fangdüse für den oder die Zusatzstoffe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei seriell in Durchströmrichtung (Pf1) hintereinander angeordnete Strahlpumpen (12 ,13 ) vorgesehen sind, dass eine in Durchströmrichtung (Pf1) erste Strahlpumpe als Misch-Strahlpumpe (12 ) mit dem Mischraum (14 ) für den Zusatzstoff ausgebildet ist und dass der Misch-Strahlpumpe (12 ) wenigstens eine Beschleunigungs-Strahlpumpe (13 ) nachgeschaltet ist. - Strahlpumpenzumischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibdüse (
20 ) der Beschleunigungs-Strahlpumpe (13 ) wenigstens eine Zuführung (22 ) für Löschmittel aufweist und dass eine Zuführung (17 ) vom Strömungsaustritt (18 ) der Misch-Strahlpumpe (12 ) zu einem Mischraum (19 ) der Beschleunigungs-Strahlpumpe (13 ) zwischen deren Treibdüse (20 ) und deren Fangdüse (21 ) für das Gemisch aus Löschmittel und Zusatzstoffen vorgesehen ist. - Strahlpumpenzumischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das der Treibdüse (
20 ) der Beschleunigungs-Strahlpumpe (13 ) zugeführte Löschmittel ein Bypasskanal (23 ) vorgesehen ist, der die Eintrittsöffnung (27 ) der Treibdüse (15 ) der Misch-Strahlpumpe (12 ) mit der oder den Eintrittsöffnungen (24 ) der Treibdüse (20 ) der Beschleunigungs-Strahlpumpe (13 ) verbindet. - Strahlpumpenzumischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Beschleunigungs-Strahlpumpe in Strömungsrichtung des Löschmittels hinter der Beschleunigungs-Strahlpumpe (
13 ) vorgesehen ist. - Strahlpumpenzumischer (
1 ) zum Zumischen von Zusatzstoffen zu einem Löschmittel, mit einer Strahlpumpe, die eine Zuführung für den Zusatzstoff zu einem Mischbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Strahlpumpen (3 ,4 ) in einem Gehäuse (2 ) nebeneinander angeordnet sind und dass eine gemeinsame Zuführung (5 ) für den oder die Zusatzstoffe zu den Mischbereichen der Strahlpumpen (3 ,4 ) vorgesehen ist. - Strahlpumpenzumischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (
2 ) der Strahlpumpen (3 ,4 ) einstückig ausgebildet ist. - Strahlpumpenzumischer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlpumpen (
3 ,4 ) eine gemeinsame Eintrittsöffnung (8 ) für das Löschmittel und voneinander getrennte Austrittsöffnungen (9 ,10 ) aufweisen. - Strahlpumpenzumischer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Zuführung (
5 ) für den oder die Zusatzstoffe als quer zur Strömungsrichtung (Pf1) des Löschmittels verlaufende, vorzugsweise schlitzartige oder nutartige Zuführöffnung im Gehäuse (2 ) der Strahlpumpe (1 ) ausgebildet ist. - Strahlpumpenzumischer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei nebeneinander angeordneten Strahl pumpen (
3 ,4 ) die Zuführöffnung für den oder die Zusatzstoffe durch etwa quer zur Strömungsrichtung verlaufende, gegenüberliegende, in den Querschnitt der Strahlpumpen reichende oder den Querschnitt in den Mischbereichen vollständig durchsetzende Schlitze (5 ) gebildet ist, und dass diese Schlitze durch eine dazwischen befindliche Trennwand (11 ) getrennt sind. - Strahlpumpenzumischer nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Strahlpumpen in einem gemeinsamen Gehäuse so angeordnet sind, dass deren Austrittsöffnungen etwa in einer geraden Linie nebeneinander oder bogenförmig angeordnet sind.
- Strahlpumpenzumischer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel vorzugsweise Wasser und der Zusatzstoff Löschschaum ist.
- Verfahren zum Betreiben eines Strahlpumpenzumischers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel als Antriebsmedium in wenigstens zwei seriell in Durchströmrichtung hintereinander angeordnete Strahlpumpen (
12 ,13 ) über Zuführungen (22 ,27 ) eingespeist wird, dass in der in Durchströmrichtung ersten Strahlpumpe (12 ) das Löschmittel mit dem oder den Zusatzstoffen vermischt wird, dass das Gemisch aus Löschmittel und Zusatzstoffe(n) der zweiten Strahlpumpe (13 ) so zugeführt wird, dass es von dem dort eingespeisten Löschmittel beschleunigt wird.
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