DE1559679A1 - Leichtschaumloeschverfahren mit Kohlendioxydzusatz und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

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Leichtschaumlöschverfahren mit Kohlend!oxydzusatζ und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

. Vereinigte Glanzstoff-Fabriken AG Wuppertal-Elberfeld

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leichtschaumlöschverfahren zur Brandbekämpfung, insbesondere zum Löschen von Stoffen, die bei starker Wassereinwirkung unbrauchbar werden und/oder deren Brände nur durch ihre Trennung von der Luftsauerstoffzufuhr erstickt werden können sowie von Flüssigkeiten, die spezifisch leichter als Wasser und/ oder leicht flüchtig sind, wobei ein in einem Schaumgenerator mit, Hilfe eines Luftstromes und einer verschäumbaren Lösung erzeugter Leichtschaum (High expansion foam) eingesetzt wird.

Die fortlaufende Verbrennung eines Stoffes geschieht nur dann, wenn das Material durch die Verbrennungsenergie dauernd über seine Entzündungstemperatur hinaus erhitzt wird und der zur Verbrennung benötigte Sauerstoff zutreten kann. Ein hochwirksames Löschmittel muß daher den brennenden Stoff schnell abkühlen und ihn zugleich so gut einhüllen und - wenn möglich - durchdringen, daß der Luftsauerstoffgehalt um den Brandherd unter die zur Aufrechterhaltung eines Brandes notwendige Konzentration von 7»5 % absinkt.

Neben dem bekanntesten Löschmittel Wasser sind in den vergangenen Jahrzehnten weitere Löschverfahren gefunden und weiterentwickelt worden, deren. Einsatz wesentlich teurer als der Gebrauch des Wassere 1st. Sie werden deshalb nur zum Löschen von Branden benutzt, gegen

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die Wasser aus physikalischen Gründen nicht angewandt werden kann, oder wo das gelöschte Out durch die Berührung mit Wasser unbrauchbar wird, d.h., wo durch das Wasserlöschverfahren keine Schadensverhütung im eigentlichen Sinne mehr stattfindet.

Zu den obengenannten neueren Verfahren zur Brandbekämpfung gehört auch das LeichtSchaumlöschverfahren. Im Unterschied zum bekannten Luftschaumverfahren ist hier die Verschäumungszahl, d.h. das Verhältnis von Schaumvolumen zum Volumen der verschäumten Flüssigkeit, wesentlich größer. Bei der Durchführung des Leichtschaumlöschverfahrene kann die Verschäumungszahl zwischen 50 und 2 000 eingestellt werden. Als günstigster Wert für die meisten Fälle wird der Wert 1 000 angegeben. Wegen der großen Verschäumungszahl 1st das Volumengewicht des Schaumes sehr klein, so daß man ihm die Bezeichnung "Leichtschaum" gegeben hat.

Der Leichtschaum wird in einem Schaumgenerator erzeugt. Ein Filtergewebe wird kontinuierlich mit der verschäumungsfähigen Flüssigkeit benetzt. Die Flüssigkeit besteht aus einer Lösung des eigentlichen Schaummittels, einem die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzenden Stoff, in Wasser. Schon ein Zusatz von 1 bis 2 % des Schaummittels zum Wasser genügt, um die verschäumungsfähige Lösung zu erstellen. Daher wird das Wasser dem Generator über einen normalen Feuerwehrschlauchanschluß zugeführt und erst im Generator durch Beimischen des Schaummitters aus einem kleinen Behälter die verschäumbare Lösung hergestellt. Das Filtergewebe wird von einem Luftstrom durchblasen, den ein Gebläse am Generator erzeugt. Der Luftstrom bildet beim Austritt aus dem Filtergewebe in Zusammenhang mit der Netzflüssigkeit einen Schaum. Dieser setzt sich aus Blasen zusammen, die in dichtem Haufen aus dem Filtergewebe austreten. Dabei 1st Jede einzelne Masche des Gewebes der Entstehungsort für eine Blasenreihe.

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Der eigentliche Löschvorgang des Leichtschaumverfahrens geht so vor sich, daß der im Generator erzeugte Schaum durch ein Strahlrohr zur Brandstelle geleitet wird. Dort tritt der Schaumstrahl aus dem Rohr aus und wird infolge des Überdruckes im Strahlrohr noch einige Meter weit geschleudert. Der zunächst in die Nähe des Brandes gelangende Schaum wird durch die große Hitze zerstört, indem die die Blasenhaut bildende Schaummittellösung verdampft. Die Verdampfung erfolgt außerordentlich schnell. Beim übergang in die Dampfphase vergrößert das Wasser sein Volumen auf das 1 700fache. Dadurch sinkt der Volumenanteil des Sauerstoffes der mit den Schaumblasen zugeführten Luft auf weniger als 7,5 % des Dampf-Luft-Gemisches, so daß eine das Feuer erstickende Atmosphäre um den Brandherd entsteht. Die Kühlwirkung· dieses LeichtSchaumes ist nur sehr klein," so daß es'unbedingt notwendig 1st, nach dem Niederschlagen der Flammen den brennenden Stoff vollständig einzuschäumen und so längere Zeit zu halten, um die Wiederentzündung am ungenügend abgekühlten Material zu verhindern.

Mit Hilfe des Leichtschaumverfahrens können FlUssigkeltsbrände gelöscht werden. Es eignet sich wegen des kleinen Volumengewichtes, welches das Löschmittel hat, besonders zum Ablöschen von Flüssigkeiten* deren spezifisches Gewicht kleiner als 1 er/ever ist. Auch Feststoffbrände, z.B. von Holz und Papier, können mit dem Leichtschaumlöschverfahren erfolgreich bekämpft werden. Dabei ist es wegen der überwiegend auf dem Stickeffekt beruhenden Löschwirkung nicht notwendig, daß der Schaum das brennende Material durchdringt. So tritt keine Vergrößerung des Brandschadens infolge der zusätzlichen Vernichtung von Werten durch die Einwirkung des Löschmittels auf das brennende Gut ein.

Bei der Anwendung des bekannten LeichtSchaumlöschverfahrens zur Bekämpfung von Bränden leicht flüchtiger und dabei sehr feuergefährlicher Flüssigkeiten, wie z.B. Methanol, stellen sich erhebliche Schwierig- -

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keiten ein. Ganz ohne Löscherfolg ist der Einsatz des LeichtSchaumes gegen Schwefelkohlenstoffbrande.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, bei dem durch Zusatz von Kohlendioxyd zur Luft im Generator ein Leichtschaum erzeugt wird, der nicht nur Methanolbrände schnell und wirksam bekämpft, sondern sogar gegen brennenden Schwefelkohlenstoff sehr erfolgreich eingesetzt werden kann.

ErfindungsgemMß wird daher vorgeschlagen, daß dem Luftstrom vor der Schaumbildung von hohem Druck entspanntes Kohlendioxyd zur Kühlung sowie Erhöhung des Stickeffektes und Vergrößerung des spezifischen Schaumgewichtes beigemischt wird. Die Beimischung des COp erfolgt in Abhängigkeit von der Schaumtemperatur, und zwar so, daß diese Temperatur am Generatoraustritt etwa 6 ⁰C beträgt.

Die Einstellung der Schaumtemperatur durch Kohlendioxydzusatz auf etwa 6 ⁰C ist deshalb notwendig, weil der Schaum dann eine sehr große KUhlwirkung auf den Brand ausübt und auch sein Stickeffekt wesentlich erhöht wird, ohne den COp-Verbrauch so zu steigern, daß die wirksame Anwendung des Verfahrens an der Bereitstellung des benötigten aber nicht installierbaren Kohlendioxydvorrates scheitert. Darüber hinaus wird das Gewicht pro Volumeneinheit des Schaumes durch den Kohlendioxydzusatz vergrößert, wodurch der nun schwerere Schaum . von den durch hochschlagende Flammen erzeugten Luftwirbeln nicht mehr so leicht zerrissen und damit in der Löschwirkung beeinträchtigt werden kann.

Anhand von drei Beispielen sollen die mit dem neuen Verfahren erzielten, wesentlich verbesserten Löscherfolge gezeigt werden.

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Beispiel Nr. 1: Löschen eines Schwefelkohlenstoffbrandes Objektt Betonwanne 4 m χ 8 in; Wannenrand ca. JO cm hoch.

Um die Wanne war in einem Abstand von ca. 1 ro eine Holzwand von ca. 0,75 m Höhe errichtet.

In der Wanne befanden sich 4 Betonbalken von ca. 1 m Länge und auf Eisenträgern gelagert; 2 miteinander verbunden^ Paßhälften, gefüllt mit 200 1 CS₂- Dieser Doppelbehälter

hatte eine Abflußleitung von 1 " Durchmesser mit Absperrventil. .' . ·

Weitere 200 1 CS₂ wurden in die große Wanne ausgeschüttet.

Nach der Zündung des· CS₂ brannten der obere Doppelbehälter, die auslaufende Flüssigkeit und die große Wanne in vollem Umfang. ■ '

Schaumlel-stung; 200 mvmin

Verschäumung: 1 t 150 mit COg-Zugabe

Vorbrennzeit: · 1 Minute und 20 Sekunden Beschäumungszeit: 2 Minuten

Ergebnis: Objekt ohne Nachzündung gelöscht.

Hier muß nochmals betont werden, daß es unmöglich ist, Schwefelkohlenstoff brande mit Leichtschaum ohne den Zusatz von Kohlendloxyd zu löschen. Bisher wurden solche Brände nur mit Kohlensäureschnee und WassersprUhnebel gelöscht. Bei größeren Bränden mußte sich die Bekämpfung wegen des nur begrenzt zur Kohlensäureschneebildung zur Verfügung stehenden CO₂ auf den Schutz der um den Brandherd liegenden

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Objekte beschränken sowie darauf, den weiteren Zufluß von CS_p zum Feuer zu unterbinden, das Feuer selbst aber ausbrennen zu lassen.

Beispiel Nr. 2 ι

Objekt;

Schaumleistung^ Verschaumungt Vorbrennzeitt Beschäumungszeit;

Ergebnis;

Löschen eines Methanolbrandes mit CO^-Zugabe

3 Faßhälften, gefüllt mit 200 1 Methanol

200 nrymin

1 : 500 mit COp-Zugabe

5 Minuten

50 Sekunden

Objekt gelöscht.

P !spiel Nr. 3 : Objekt;

Sohaumleistungs V<?rschäumungt _i

Vorbrennzeitt
Ergebnis;

Löschen eines Methanolbrandes ohne COg-Zugabe 3 Faßhälften, gefüllt mit 200 1 Methanol 200 nr/min 1 ; 500 ohne COp-Zugabe

5 Minuten und 15 Sekunden

Zuerst schien der Brand gelöscht, bald brachen Jedoch Methanolgase durch die Schaumdecke. 2 Mi· nuten nach Beendigung des Ablöschens brannten diese Oase wieder. ****"

Zwar besteht die Möglichkeit, einen Methanolbrand durch das Leichtschaumlöschverfahren wirksam zu bekämpfen, der Vergleich der Beispiele 2 und > zeigt jedoch ganz eindeutig die sehr vergrößerte Lösch· wirkung des offenbarten neuen Verfahrens.

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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt zusätzlich zu der schon weiter oben ausführlich beschriebenen Anlage zur Erzeugung von Leichtschaum eine verstellbare Blende im Gebläseeintritt und ein Druckminderventil, dessen Austrittsende in das von der Gebläseluft durchströmte vom Gebläse zum Filtergewebe führende Rohr hineinragt und dessen Eintrittstutzen über ein Mengenregelventil an eine CO₂-Flaschenbatterie angeschlossen ist,sowie einen TemperaturfUhler in der Schaumaustrittsöffnung des Generators zur Messung der Schaumtemperatur, so daß durch Größenvergleich der Einstellwerte des Regelventils, der Drossel im Gebläseeintritt und des Temperaturfühlers die Schaumtemperatur unabhängig von der Temperatur des Luftstromes sowie der der verschäumungsfähigen Lösung eingestellt werden kann.

Ob die Einstellung einer bestimmten Schaumtemperatur am Generatoraustritt durch Verändern des Regelventils an der COg-Flaschenbatterie bei konstanter Stellung der Drossel am Generatoreintritt erfolgt oder umgekehrt, hängt von dem gewünschten Effekt ab. Ist es nötig, daß beim Einsatz der Vorrichtung der vorhandene CO₂-Vorrat für eine bestimmte Zeit reicht, z.B. bei selbsttätig ausgelösten stationären Anlagen in gefährdeten Räumen für, den voraussichtlichen Zeitraum bis zum Eintreffen der Feuerwehr, wird das Regelventil auf den Durchgang einer konstanten Menge CO₂ pro Zeiteinheit ausgelegt, während die Einstellung der Schaumtemperatur über die Blendenänderung im Gebläseeintritt, d.h. durch Regelung der Gebläseluftmenge erfolgt.

Wird beim Löscheinsatz ein bestimmtes Schaumvolumen pro Zeiteinheit ohne Rücksicht auf den COg-Verbrauch benötigt, so bleibt die Drosseleinstellung im Gebläseeintritt für die entsprechende Luftmenge pro Zeiteinheit unverändert eingestellt und die gewünschte Schaumtemperatur wird durch die Veränderung der dem Luftstrom beigemischten CO₂-Menge eingehalten.

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Das Einfahren auf eine bestimmte Schaumtemperatur kann bei beiden aufgezeigten Regelarten von Hand oder über eine Regelstrecke erfolgen. Selbsttätig ausgelöste Anlagen sind natürlich nur mit einer Regelstrecke brauchbar.

Die Entspannung des Kohlendioxyds aus der F.laschenbatterie muß

direkt in den Gebläseluftstrom erfolgen. Diese Maßnahme ist notwendig, weil das COp bei der Entspannung aus den Flaschen seiner Umgebung so viel Wärme entzieht, daß ein Druckminderventil bei Raumtemperatur und unbewegter Luft ohne Heizung vereisen und funktionsunfähig würde, überdies wäre es widersinnig, das zum Kühlen der Gebläseluft eingesetzte CO₂ zuvor teilweise aufzuheizen. Im Gebläse-Luftstrom wird die Abkühlung des Druckminderventils bis zur Funktionsunfähigkeit verhindert. Die COp-Leitung von der Batterie bis zum Druckminderventil wird also als Hochdruckleitung ausgeführt.

In Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorgeschlagen, die Anlage zur Erzeugung von Leichtschaum mit COp-Zusatz auf ein Tanklöschfahrzeug zu montieren. Zweckmäßig 1st es in diesem' Fall, das Fahrzeug nicht nur mit dem für die Durchführung des neuen Verfahrens hergerichteten Schaumgenerator und der COp-Flaschenbatterie nebst Regeleinrichtungen zu versehen, sondern auch noch eine Motorspritze anzubauen. Gegebenenfalls kann ein Teil der aufgeführten Elemente auf einem Anhänger des Tanklöschfahrzeuges untergebracht werden.

Der besondere Vorteil dieser Vorrichtung .liegt darin, daß die Anlage sehr beweglich ist und schnell zu Jedem Einsatzort gebracht werden kann. Der Wasservorrat ermöglicht einen sofortigen Einsatz schon bevor die Schlauchverbindungen zu weiter entfernten Wasserstellen gelegt sind, aus denen das Wasser dann später mit Hilfe der Motorspritze In den Wassertank des Fahrzeuges gepumpt wird.

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Führt das hler beschriebene Fahrzeug noch ein Schneerohr zur Erzeugung von Kohlensäureschnee mit und werden die Anschlüsse der COg-Flaschenbatterie sowie des Wasserbehälters an den Schaumgenerator als leicht und schnell lösbare Kupplungen ausgeführt, so ist das Fahrzeug zu einem Vielzwecklöschfahrzeug geworden. Es kann ohne nennenswerte Veränderungen als Leichtschaumlöscheinheit mit und ohne COg-Zusatz, als Tanklöschfahrzeug und als Kohlensäureschneelöschvorrichtung benutzt werden.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   ί l.j Leichtschaumlöschverfahren zur Brandbekämpfung, insbesondere zum Löschen von Stoffen, die bei starker Wassereinwirkung unbrauchbar werden und/oder deren Brände nur durch ihre Trennung von der Luftsauerstoffzufuhr erstickt werden können, sowie von Flüssigkeiten, die spezifisch leichter als Wasser und/oder leicht flüchtig sind, wobei ein in einem Schaumgenerator mit Hilfe eines Luftstromes und einer verschäumbaren Lösung erzeugter Leichtschaum (High expansion foam) eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftstrom vor der Schaumbildung von hohem Druck entspanntes Kohlendloxyd zur Kühlung sowie Erhöhung dee Stiokeffektes und Vergrößerung des spezifischen Schaumgewichtes beigemischt wird.

   2· Verfahren nach Anspruch I₁ daduroh gekennzeichnet, daJ dai Kohlendioxyd In Abhängigkeit von der Schaumtemperatur beigemischt wird.

   Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kohlendioxydbeimischung die Temperatur des Schaumes am Oeneratoraustritt auf 2 bis 8⁰C,vorzugsweise jauf etwa 6⁰C eingestellt wird. '

   Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach den Ansprüchen 1 bis 2, wobei In einem Sohaumgenerator von einem Gebläse ausgehend ein Luftstrom senkrecht Auf ein Piltergewebe trifft« welches kontinuierlich mit der aus etwa 98 % Wasser« das über einen nor-

   • 11 .
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   ^V0P

   malen SchlauchanschluB In den Generator gelangt« und 2 % Schaummittel, welches dem Wasser aus einem Vorratsbehälter am Generator zugemischt wird, bestehenden verschäumungafähigen-Lösung benetzt wird, und auf dessen Gegenseite aus jeder Gewe.bemasche ein Strom dicht aufeinander folgender Schaumblasen austritt, dadurch gekennzeichnet, daß eine verstellbare Blende im Gebläseeintritt angeordnet ist und das Austrittsende eines Druckminderventils in das vom Gebläse zum Piltergewebe führende von der Gebläseluft durchströmte Rohr hineinragt, wobei dessen Eintrittseite über ein Regelventil an eine COg-Flaschenbatterie angeschlossen ist und daß sich in der Schaumaustrittsöffnung des Generators ein Temperaturfühler zur Ermittlung der Schaumteraperatur befindet, so dafl durch Gröflenvergleich der Einstellwerte des Regelventils, der Blende im Gebläseeintritt und des Temperaturfühlers die Sahauratemperatur unabhängig von der Temperatur des Luftstromes sowie der der verschäumungsfählgen Lösung eingestellt werden kann.

   Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhaltung der Schaumtemperatur von Hand am Regelventil oder über eine Regelstrecke zwischen Temperaturfühler und Regelventil selbsttätig erfolgt.

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhaltung der Schaumtemperatur von Hand an der Blende Im Gebläseeintritt oder über eine Regelstrecke zwischen Temperaturfühler und Blende im Gebläseeintritt selbsttätig erfolgt.

   7* Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage auf ein Fahrzeug» gegebenenfalls mit Anhänger,

   -12 .

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   Montiert lit, welches alt einea Wasservorratsbehltlter und einer Motorspritze versehen ist·

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7· dadurch gekennzeichnet« daß der AnachiuS der COg-Flaechenbatterie an das Regelventil leicht und schnell gelöst und durch Anschluß der Batterie an ein Schneerohr eine KohlensKureechneelOsoheinriohtung erstellt werden kann.

   Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Wasservorratsbehälters an den Generator leicht und schnell gelöst und durch Anschluß des Behälters an die Motorspritze ein Tanklöschfahrzeug erstellt werden kann.

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