DE1759016A1

DE1759016A1 - Duese zur Erzeugung eines weitgehend geschlossenen Strahles einer niedrig siedenden Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1759016A1
Application number: DE19681759016
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Hoeppe; Gerhard Wohlfahrt
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1968-03-21
Filing date: 1968-03-21
Publication date: 1971-05-19
Also published as: FR1602205A; GB1177880A; BE726019A; NL6813764A

Description

Kali-Chemie Hanaover, den B₀ Juni 1970

Aktiengesellschaft Pat.MH/Me 4 nc Q ("MC

Patentanmeldung

Düse zur Erzeugung eines weitgehend geschlossenen

Strahles einer niedrig siedenden Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Düse zur Erzeugung eines weitgehend geschlossenen Strahles einer niedrig siedenden Flüssigkeit. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal in zwei Abschnitte aufgeteilt ist, deren Quer- M schnitte sich wie 1 : 4 - 1 : 15, vorzugsweise wie 1:5-1:12, verhalten, wobei der enge !Teil sich an die Gefäßöffnung anschließtο Zur Anpassung an die in den üblichen Feuerlöschern vorhandene Düse ist es empfehlenswert,-vor dem engen Düsenkanal eine kleine Vorkammer anzubringen. Außerdem wird dadurch bewirkt, daß die Reichweite des Plüssigkeitsstrahles noch erhöht wird.

Zur Bekämpfung von Entstehungsbranden in komplizierten und unzugänglichen Apparaturen sowie bei öl- und Gasbränden werden in der Regel Handfeuerlöscher verwandt, die mit einer lochartigen Düse versehen sind. Die Schwierigkeit dabei ist, daß z.B. bei elektrischen Anlagen die Annäherung an den f

Brandherd gemäß VDE 0132 wegen der Möglichkeit einer Gefährdung durch Berührungsspannung begrenzt ist. Eine analoge Schwierigkeit igt bei den Öl- und Gasbränden auch schon in der Entstehungsphase durch Strahlungshitze bedingt»

Als sehr wirkungsvoll zur Bekämpfung von Entstehungsbranden unter den vorgenannten Bedingungen haben sich die unter der Sammelbezeichnung Halone bekannten Halogenkohlenwasserstoffe erwiesen; und zwar sind besonders günstig die Verbindungen mit

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Neue Unterlagen (Art. 7 |I Abe. 2 Nr., Satz 3 d« Änderungen, v. 4. 9.^967}

verschiedenen Halogenatomen im Molekül. Zu den bevorzugten Feuerlöschmitteln gehört das Bromchlordifluorriethan, da ea neben einer günstigen Löschwirkung eine sehr niedrige Toxizität und eine Reihe von vorteilhaften physikalischen Eigenschaften besitzt. So lässt ■ es sich z.B. bei geringem Überdruck leicht verflüssigen und niciat dann wegen des hohen spezifischen Gewichtes der Flüssigkeit von 1»9 g/cm nur einen geringen Raum ein. Da CPpClBr den elektrischen Strom nicht leitet und infolge seines niedrigen Siedepunktes rasch rückstandsfrei verdampft, eignet es sich hervorragend zur Bekämpfung von Entstehungsbränden unter den vorgenannten Bedingungen.

Als Nachteile der Halone· mit niedrigein Siedepunkt wird jedoch bemängelt, dass sie eich infolge rascher Verdampfung beim Austritt aus der Düse handelsüblicher Löscher rasch zu einer Löschwolke ausbreiten, wodurch ihre Reichweite begrenzt ist. So beträgt geinäss VDE 0132 der Sicherheitsabstand für Hochspannungsanlagen bis 100.000 V drei Meter. Daher kann es schwierig sein, unter diesen Bedingungen die notwendige Löschmittelkonzentration für einen ausreichenden Zeitraum aufrechtzuerhalten, obwohl die Halone an sich erheblich wirksamer sind als Kohlendioxyd und daher die erforderliche Löschmittelkonzentration weitaus geringer ist.

Zur Verbesserung der Löschwirksarnkeit von einzelnen Halogenkohlenwasserstoffen wurde schon vorgeschlagen, Gemische von niedrig siedenden mit höher siedenden Halogenkohlenwasserstoffen zu verwenden. Auch der Zusatz anderer löschend wirkender Agentien wurde vorgeschlagen. Eine entscheidende Verbesserung der Reichweite der Löschwolke schnell verdampfender Halogenkohlenwasserstoffe wurde damit nicht erreicht·

Beispielsweise wird die Löschwolke eines mit Bromchlordifluormethan gefüllten handelsüblichen Handfeuerlöschers mit Stickstoff als Treibgas und mit einem Druck von ca. 12 kp/cm nach dem Austritt aus einer normalen üblichen Düse, die aus einer lochartigen öffnung besteht, infolge der raschen Expansion sofort zu einem

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Kegel von 15-20 cn Durchmesser aufgefächert«. Die Reichweite des tropfb£-r .flüssig austretenden geringen Anteiles von Brorrchlordifluormethan beträgt nur etwa einen I'eter«,

Hier setzt die Erfindung ein. Durch Verwendung der erfindungsgemäs'sen Löschdüse wird ejne erhebliche Verlängerung der Reichweite des Löschmitteletrahles erreicht. Überraschend ist, dass eine einfache Verlängerung der üblichen Spritzdüse in Form eines längeren Düsenkanals mit gleichmässigem Querschnitt keine bessere Ausrichtung der Löschwolke und damit keine Verbesserung bringt_o Erst die Verwendung der erfindungsgemässen Düse mit einem in zwei Abschnitte unterschiedlichen Querschnitts aufgeteilten ^üsenkanal verändert die Charakteristik der austretenden Halon-Löschwolke grundlegend. Unter sonst analogen Bedingungen wird das niedrig % siedende Halon nun mehr als zwei Meter weit flüssig ausgestossen, wobei nur ein geringer Teil auf dem Wege verdampft. Das an Objekt auftreffende Löschmittel verdampft rasch und bewirkt eine örtlich begrenzte hohe Löschmittelkonzentration.

Wird dem niedrig siedenden Halogenkohlenwasserstoff wie Broiachlordifluormethan noch ein anderer Halogenkohlenwasserstoff mit höherem Siedepunkt .zugesetzt, so ist es möglich, noch in über drei Meter Entfernung den grössten Teil des Löschmittels in flüssiger Forin gezielt auf eine begrenzte Stelle zu bringen. In Abbe 1 ist das Prinzip der erfindungsgemässen Düse dargestellt. Das Charekteristikum der Düse besteht darin, dass der Düsenkanal in zwei g Abschnitte mit verschiedenem Durchmesser aufgeteilt ist. In Abb. 1 bedeutet a der Durchmesser des engen Düsenkanals. Die Länge e dieses engen Düsenkanals ist variabel; sie kann auf wenige ma verkürzt werde?, ohne dass die Reichweite des Löschmittelstrahles verkleinert wird. Der enge Düsenkanal geht dann in einen Düsenkanal mit grösserem Durchmesser b über. Die Länge c dieses erweiterten Düsenkanals darf 2 cm nicht unterschreiten, wenn die Reich- * weite des Löschmittelstrahles nicht zu sehr verkürzt werden soll. Vorzugsweise sollte die Länge c 3 - 5 cm betragen. ' · J

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In Abb. 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Düse dcrgesteJlt. Vor dem engen Düsenljanal mit dem Durchs.

messer ε befindet sich eine kleine Erweiterung zur Befestigung

an dem handelsüblichen Ausgang des Behälterverschlusses. Es hat sich als 2v;eckmässig erwiesen, wenn ein Teil dieses Anschluß-Stuckes ohne Gewinde ist und eine kleine freie Kammer bildete Dadurch wird die Reichweite des Löschstrahles noch weiter erhöht. Je grosser beide Durchmesser sind, umso grosser ist die Austrittscffnung und damit naturgemäss auch die Wurfweite. 7/esentlich ist in jedem Falle, dass das vorgeschriebene Querschnittsverhältnis des engeren und weiteren Düsenkanals eingehalten wird.

Eine Düse ohne Vorkammer mit folgenden Dimensionen wurde in einem Feuerlöscher üblicher Bauart für die nachfolgenden Versuche verwandt: Durchmesser a des engen Düsenkanals = 3 nm, Länge e des engen Düsenkanals = 2 cm, Durchmesser b des erweiterten Düsenkanels = 7 mrn, Länge c des erweiterten Düsenkanals = 3 cm; das Querschnittsverhältnis betrug also 1 : 5t5. Verwandt wurde Bromchlordifluormethan als Löschmittel mit Zusätzen von höher siedenden Halogenkohlenwasserstoffen und Stickstoff als Treibmittel Der Druck betrug bei allen Versuchen im Löscher 10 kp/cm .

Zur Darstellung der unterschiedlichen Reichweiten wurde schwarzes Papier in verschiedenen Entfernungen von der Löscherdüse " aufgestellt und besprüht. Die auftretende Benetzung bzw. Vereisung diente als Maß für die auftreffende Menge flüssigen Halons.

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Tabelle

Versuch Löschmittel

CF₂ClBr

80 Gew/S CF₂ClBr 20 "

80 " 20 ».

80 " 20 "

(Kp + 24°C) + 48⁰C)

CF₂ClBr

CF₂ClBr CH₂ClBr(Kp + 68⁰C)

CF₂ClBr

Reichweite in Metern bei

mit bisher mit erfinüblicher Düse*dungsgemäßer Düse

unter 1 m ca, 2,50 m

1 m ca, 2,50 m

1,5m ca, 3,0 m

1,5m ca. 3,0 m

1,5 m ca. 3,50 m.

5.) 80 "

20 » Cl₃O-CH₃(Kp + 74°C)

* (Loch mit 0 von 3,5 mm)

Diese "Jerte zeigen deutlich, dass durch Verwendung der erfindungsgemässen Düse die Reichweite desStrahles erheblich erhöht wird, leiter zeigen diese Werte, dass mit Erhöhung des Siedepunktes des dem Bromchlordifluormethan zugesetzten Halogenkohlenwasserstoffes die V/urf weite noch gesteigert werden kann.

Dagegen ergeben weitere Versuche, dass eine Erhöhung der Zusätze an höher siedenden Halogenkohlenwasserstoffen über die in der Tabelle 1 angegebenen V/erte hinaus keine wesentliche Verbesserung der V/urf weite ergab.

Von entscheidender Bedeutung für die V/urfweite ist das Verhältnis der Querschnitte des engen und erweiterten Teiles des Düsenkanals, wie die nachfolgende Tabelle zeigt:

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	mm	Tabelle	2	: 4	Wurfweite 18° c	2,5	be:
	mm	Großer a Durchmesser b		: 5,5	ca.	3,5	nt
Kleiner Durchmesser	mm	6 mm	Verhältnis der Querschnitte	: 6,5	ca.	4,0	m
3	mm	7 mm	1	: 8	ca.	4,5	m
3	mm	7,6 mm	1	: 10	ca·	4,5	m
3	4,7 mm	8,5 mm	1	: .11	ca·	7,0	m
3	9,5 mm	1		ca.		m
3	16,0 mm	1
" 1

Die länge c des erweiterten Teiles des Düsenkanals betrug 3 cm, nur bei dem letzten Versuch 4,5 cm. Die Länge e des engen Düsenkanalteiles betrug in allen Fällen 2 cm. Die Düsen besaßen keine Vorkammer. Die Versuche wurden mit CPpClBr ohne weitere Zusätze ausgeführt·

Aus diesen Versuchen ergibt sich, daß das Querschnittsverhältnis am günstigsten im Bereich von 1 : 5 - 1 » 12 liegt· Werte, die merklich oberhalb eines Verhältnisses von 1:15 und wesentlich unterhalb von 1:4 liegen, ergeben keine wesentliche Verbesserung bzw. unter Umständen eine Verschlechterung des Löschmittelstrahles.

Ein Vergleich der Werte der Tabelle 1 mit dem Wert für das Querschnittsverhältnis 1 : 5,5 der Tabelle 2 zeigt, daß die Wurfweite des Löschmittelstrahles natürlich auch von der Temperatur beeinflußt wird. Bei niedrigerer Temperatur ist sie naturgemäß größer als bei höherer Temperatur.

Eine zusätzliche Vergrößerung der Reichweite um etwa 1/2 m konnte erzielt werden, wenn das Löschmittel vor dem Eintritt in den verengten Teil der Düse in einer kleinen Vorkammer mit einer größeren Querschnittsfläche als der verengte Teil der Düse geringfügig expandierte. Dieser Effekt wurde z.B. dadurch erzielt, daß die normale Mündung eines handelsüblichen Löschers von 3,5 auf 5 mm aufgebohrt wurde.

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Die Verwendung der erfindungsgeniäßen Düse ist selbstverständlich nicht auf Feuerlöscher begrenzt. Sie wird überall dort eingesetzt werden, wo es darauf ankommt, eine niedrig siedende Flüssigkeit gezielt als geschlossenen Strahl auf eine vom Standort weiter entfernte Stelle zu bringen. Z.B₆ können Propan/Butan-Geinisclie damit auf größere Entfernung hin flüssig befördert v/erden. Es lassen sich somit auf größere Distanz starke Kühleffekte erzielen. Auch beim Abbrennen von Unkräutern durch Zündung brennbarer Stoffe läßt sich die erfindungsgemäße Düse zum Zerstäuben von brennbaren Flüssigkeiten mit Erfolg einsetzen.

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Claims

Patentansprüche

1. Düse zur Erzeugung eines weitgehend geschlossenen Strahles einer niedrig siedenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkanal in zwei Abschnitte aufgeteilt ist, deren Querschnitte sich wie 1 : 4 - 1 : 15, vorzugsweise wie 1 : 5 - 1 : 12, verhalten, wobei der enge Teil sich an die Gefäßöffnung anschließt.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des erweiterten Düsenkanals mindestens 2 cm, vorzugsweise 3-5 cm, beträgt.

3. Verwendung der Düse nach Anspruchi oder 2 in Feuerlöschern, die mit niedrig siedenden Halogenkohlenwasserstoffen gefüllt sind.

4. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich vor dem engen Düsenkanal eine kleine Vorkammer befindet.

Neue Unterlagen ia.i. ? < 109821/0606

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