DE19757654A1 - Verfahren zur Erzeugung von Löschmittelkombinationen sowie Vorrichtung zur Erzeugung und Abgabe von Löschmitteln variabler Zusammensetzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von aus einer Löschflüssigkeit und einem heterogenen Gas gebildeten Löschmittelkombinationen, welchen wahlweise ein homogenes Schaum- oder Netzmittel beigegeben ist, sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung und Abgabe von Löschmitteln variabler Zusammensetzung.

Es ist bekannt, daß bei der Brandbekämpfung in Abhängigkeit von der Art des Brandgutes unterschiedliche Löschmittel zum Einsatz gelangen. Je nach Brandfall werden Löschflüssig­ keiten (hier natürlich in erster Linie Wasser), Löschgase oder Löschmittelkombination, wie beispielsweise mit einem Schaumbildner versetztes Wasser eingesetzt. Ortsfeste Löschanlagen werden im allgemeinen entsprechend der Art des potentiellen Brandgutes auf die Ausbringung eines Löschmittels mit vorbestimmter Zusammensetzung abgestimmt. Diese Löschanlagen sind somit für einen bestimmten Anwendungsfall konzipiert und für das Erzielen einer bestimmten Löschwirkung ausgelegt, also für die statische Anwendung des jeweils vorgesehenen Löschmittels dimensioniert und entsprechend installiert. Sie ermöglichen es daher nur im sehr begrenzten Maße, den Ablauf des Löschvorgangs und die Auswahl des zur Erzielung eines maximalen Löscherfolges jeweils günstigsten Lösch­ mittels entsprechend einem festgestellten tatsächlichen Brandverlauf bzw. Löschverlauf zu beeinflussen.

Bei herkömmlichen Sprüh- und Wasserfeinsprühlöschanlagen mit Einstoffdüsen wird Löschwasser in der Regel ohne Zusätze oder bei entsprechendem Erfordernis mit homoge­ nen Zusätzen (Netzmittel, Filmbildner, Schaumbildner) in einer vorbestimmten und zumeist fest eingestellten Intensität und Menge über eine bestimmte Zeit in den Brandraum eingebracht bzw. auf die Brandfläche ausgebracht. Die Zusätze haben die Aufgabe, die Oberflächenspannung des Wassers herabzusetzen und damit die Benetzbarkeit der zu löschenden bzw. zu schützenden Stoffe zu erhöhen oder gegebenenfalls auch die Tröpf­ chengröße zu verringern.

Heterogene Zumischungen, wie löschfähige Gase, werden bei Sprühwasser- und insbeson­ dere Sprühnebellöschanlagen über Zwei- oder Mehrstoffdüsen unmittelbar an den Düsen zugemischt. Über die Düsenauswahl, beispielsweise hinsichtlich ihrer Größe, sowie durch die Druckeinstellungen für das zu zerstäubende Wasser und die heterogene Komponente können die pro Zeiteinheit ausgebrachte Löschmittelmenge, die Tröpfchengröße bzw. der Zerstäubungsgrad sowie der jeweilige Anteil von Wasser und Gas im Löschmittelstrahl geregelt und variiert werden. Die unterschiedlichen Löschmittelkomponenten (Wasser, Löschgas) werden bei bisher bekannten Löschanlagen den einzelnen Düsen über getrennte Leitungen zugeführt, was einen relativ hohen apparativen Aufwand bedingt.

Zur Schaumerzeugung wird dem Löschwasservolumenstrom in Schaumlöschanlagen antei­ lig und volumenstromabhängig ein Schaumbildner als homogene Komponente zugemischt. Für das Zumischen der genannten Komponenten sind bisher verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt geworden. Am gebräuchlichsten sind die Pumpenvormischung, die Zumischung über einen nach dem Injektorprinzip (Venturirohr) arbeitenden Zumischer sowie Zumisch- bzw. Dosierpumpen. Das Löschmittelgemisch wird dann unter Druck über ein Rohrleitungssystem speziellen Löschmittelauswurfvorrichtungen (Schaumdüsen, Schaumrohre u. a.) zugeführt. Eine entsprechende Vorrichtung wird durch die DE 41 13 618 offenbart. Bei der in der Schrift beschriebenen Vorrichtung erfolgt die Zumischung eines Schaum- oder Netzmittels in bekannter Weise über eine Pumpe. Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht es dabei, das Mischungsverhältnis zwischen dem Löschwasser und dem Schaum- bzw. Netzmittel auf einem einstellbarem Wert konstant zu halten, indem vor den Löschmittelauswurfvorrichtungen mittels eines Venturi der Druck erfaßt und einem Steuerkolben zugeführt wird. Über den Hub des Steuerkolbens wird ein Kugelhahn eingestellt, der in die Leitung zur Zuführung des Schaum- bzw. Netzmittels zur Zumischpumpe eingeordnet ist und dessen Öffnungswinkel die Menge des zugegeben Schaum- bzw. Netzmittels bestimmt. Die in der Vorrichtung eingesetzten Löschmittelaus­ wurfvorrichtungen bzw. Düsen werden nicht näher beschrieben. In der Regel wird aber bei vergleichbaren Vorrichtungen das Wasser-/Schaumbildnergemisch mittels einer Sprühdüse versprüht. Dabei wird der entstehende Sprühstrahl auf ein in fester Anordnung zur Sprühdüse befindliches doppelmaschiges Stellsieb mit bestimmter Maschengröße gerichtet und an diesem Sieb verschäumt. Das zur Verschäumung erforderliche Gas, zumeist Luft, wird bei niedriger und mittlerer Verschäumung durch den Sprühstrahl angesaugt und bei stärkerer Verschäumung vor dem Stellsieb zwangsweise, beispielsweise mit einem Lüfter, zugeführt.

Eine andere Lösung wird durch die DE 195 20 265 A1 offenbart. Diese betrifft eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Löschschaum. Gemäß der Lehre der Schrift wird das zur Verschäumung erforderliche Gas dem Wasser-/Schaumbildnergemisch in einer speziellen Mischkammer als heterogene Komponente zugemischt. Der in der Mischkammer erzeugte fertige Schaum wird danach in Form von gasgefüllten Schaum­ zellen durch den eingangsseitig der Anlage von einer Pumpe realisierten Wasserdruck über ein Rohrleitungssystem zu den Auswurfvorrichtungen in Form von Freistrahldüsen geför­ dert. Die Zumischung des Gases erfolgt bei dieser Lösung unter Druck. Nachteilig ist dabei, daß das aus der Löschflüssigkeit mit beigegebenen Schaum- oder Netzmittel und dem Gas entstehende Gemisch keine homogene Dispersion ausbildet, die Gasbläschen also nicht gleichmäßig in der flüssigen Komponente verteilt sind. Dadurch kommt es an den Auswurfdüsen teilweise zu erheblichen und plötzlichen Druckschwankungen bzw. zu unerwünschten Druckstößen.

Bekannte Löschanlagen, welche ausschließlich der Ausbringung eines Gases dienen, ermöglichen es, in Analogie zu herkömmlichen anderen Löschanlagen ausgelegt und dimensioniert, für einen bestimmten Anwendungsfall unter besonderer Berücksichtigung der mediumspezifischen Sicherheitsanforderungen, unter Druck stehende oder unter Druck gesetzte löschfähige Gase oder Gasgemische in homogener Form über Rohrleitungen zu transportieren und entsprechende Düsen in zu löschende bzw. zu schützende Räume einzu­ bringen.

Weiterhin sind auch verfahrenstechnische Lösungen bekannt, bei denen über getrennte anlagentechnische Systeme gleichzeitig verschiedene Löschmittel und -verfahren zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel die Kombination einer Wasser-Sprühnebellöschanlage mit einer Gaslöschanlage im Objektschutz. Der für diese Lösungen erforderliche anlagen­ technische Aufwand ist sehr hoch und daher sehr kostenintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die Erzeu­ gung von aus einer Löschflüssigkeit und einem heterogenen Gas unter wahlweisem Zusatz eines homogenen Schaum- oder Netzmittels gebildeten Löschmittelkombinationen auf einfache Weise ermöglicht. Aufgabe ist weiterhin die Schaffung einer Vorrichtung zur Erzeugung und Abgabe von Löschmitteln variabler Zusammensetzung, welche das erfindungsgemäße Verfahren nutzt und einen gegenüber dem genannten Stand der Technik vereinfachten Aufbau besitzt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das heterogene Gas der Lösch­ flüssigkeit unter Ausbildung einer homogenen Dispersion ohne Druckbeaufschlagung zu­ geführt wird, wobei die wahlweise Zugabe eines Schaum- oder Netzmittels nach der Zusammenführung der Löschflüssigkeit mit dem heterogenen Gas erfolgt. Dabei bewirkt die druckfreie Zuführung des heterogenen Gases eine sehr gleichmäßige Verteilung von Gasbläschen in der erzeugten Löschmittelkombination. Infolge dessen werden uner­ wünschte Druckstöße an den Löschmittelauswurfvorrichtungen einer mit der erzeugten Löschmittelkombination gespeisten Löschanlage vermieden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung und Abgabe von Löschmitteln variabler Zusammensetzung besteht aus einer Pumpe und Leitungen mit eingeordneten Ventilen, über welche das Löschmittel in Form von unterschiedlichen, aus verschiedenen Quellen gelieferten Löschmittelkomponenten oder in Form von unterschiedlichen, aus den Lösch­ mittelkomponenten gebildeten Löschmittelkombinationen einem Druckbehälter zur Zwischenspeicherung und/oder mindestens einer Löschmittelauswurfvorrichtung zugeführt wird. Der einfache Aufbau der Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die Pumpe, mit der die Löschmittelkomponenten gefördert werden, als Mehrphasenpumpe ausgebildet und an ihrer Ansaugseite mit mindestens zwei Quellen für mindestens zwei verschiedene Lösch­ mittelkomponenten verbunden ist. Durch die Auslegung der Pumpe als Mehrphasenpumpe ist es dabei möglich, abhängig von der jeweiligen Stellung der in die Leitungen auf der An­ saugseite der Pumpe eingeordneten Ventile eine oder mehrere Löschmittelkomponenten gleichzeitig zu fördern, wobei, bei der gleichzeitigen Förderung mehrerer Komponenten, deren Mischung unmittelbar in der Pumpe erfolgt. Die Art der zur Förderung durch die Pumpe bestimmten Löschmittelkomponenten richtet sich dabei nach dem Einsatzzweck des Löschmittels. Je nach der Art der mit der Pumpe verbundenen Quellen für die Löschmittel­ komponenten und der Stellung der Ventile kann die Pumpe beispielsweise nur eine Lösch­ flüssigkeit oder zwei verschiedene Löschflüssigkeiten oder aber eine Löschflüssigkeit und ein Löschgas fördern. Im Sinne der Erfindung soll unter dem Begriff Mehrphasenpumpe demnach eine Pumpe verstanden werden, die jedenfalls die gleichzeitige Förderung einer Löschflüssigkeit und eines Löschgases ermöglicht. Mit herkömmlichen Pumpen ist es nicht möglich, ein auf bekanntem Wege erzeugtes Flüssigkeits-Gas-Gemisch zu fördern, da die in einem solchen Gemisch enthaltenen großen Gasblasen zu einem Abriß der Förder­ säule oder zu Druckstößen und dadurch im ungünstigsten Fall zur Zerstörung der Pumpe führen würden. Das Löschgas wird der Löschflüssigkeit, in der Regel Wasser, in der Mehrphasenpumpe entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Beaufschlagung mit Druck zugeführt und mit der Flüssigkeit unmittelbar in der Pumpe vermischt. Dies führt zu einer Mischung bei der das Löschgas in Form sehr gleichmäßig verteilter und kleiner Gasbläschen in die Löschflüssigkeit eingelagert wird. Das gebildete Gemisch kann einem Behälter zur Zwischenspeicherung oder, bei unmittelbarer Integration der Vorrich­ tung in eine Löschanlage, Löschdüsen unterschiedlichster Form zugeführt werden. Durch die sehr gleichmäßige Verteilung der Gasbläschen in der Löschflüssigkeit treten dabei Druckstöße, wie sie sonst bei der Verwendung herkömmlicher Anlagen und Verfahren vielfach beobachtet werden, in einem zur Weiterführung des Gemisches dienenden Leitungssystem praktisch nicht auf. Auch verbessert sich das Verhalten einer solchen Mischung bei ihrer Zwischenspeicherung in einem Speicherbehälter, da die Gefahr der Entmischung deutlich herabgesetzt ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Mehrphasenpumpe an ihrer Ansaugsei­ te mit mindestens einer Quelle für eine flüssige Löschmittelkomponente und mit minde­ stens einer Quelle für eine gasförmige Löschmittelkomponente verbunden.

Die Erfindung ist vorteilhaft ausgebildet, indem in die die Druckseite der Mehrphasen­ pumpe mit der oder den Quellen für flüssige Löschmittelkomponenten und mit der oder den Quellen für gasförmige Löschmittelkomponenten verbindenden Leitungen steuerbare Ventile eingeordnet sind, wobei diese entsprechend dem Einsatzfall so angesteuert werden, daß eine strömungsleitende Verbindung zwischen der Mehrphasenpumpe und der oder den Quellen für flüssige Löschmittelkomponenten oder/und der oder den Quellen für gasförmi­ ge Löschmittelkomponenten besteht. Dabei können die besagten Quellen für die Löschmit­ telkomponenten unterschiedlichster Art sein und je nach der Art des zuzuführenden Mediums als begrenztes Reservoir oder als stetig Medium liefernde Quelle ausgebildet sein.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist parallel zu der die Druckseite der Mehrphasenpumpe mit der oder den Löschmittelaus­ wurfvorrichtungen verbindenden Leitung eine Bypassleitung mit einem aus einem Vorrats­ behälter gespeisten Zumischer für ein Schaum- oder Netzmittel angeordnet. Durch diese Maßnahme ist es möglich über die Vorrichtung nicht nur flüssige oder gasförmige Medien oder ein aus diesen Medien gebildetes Gemisch abzugeben, sondern auch unterschiedliche Arten von Löschschaum für die Brandbekämpfung.

Eine praktische Ausbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bei der die Mehr­ phasenpumpe an ihrer Ansaugseite über eine Leitung mit einem drucklosen oder unter Vordruck stehenden Löschwasserreservoir und über eine weitere Leitung mit einem als Druckbehälter ausgebildeten Vorratsbehälter für ein Löschgas verbunden ist. In die Ver­ bindungsleitung zu dem das Gas enthaltenden Druckbehälter ist dabei ein Druckreduzier­ ventil eingeordnet. Je nachdem, ob bei dieser Ausbildung der Vorrichtung die Zumischung eines Schaum- oder Netzmittels vorgesehen wird, ergibt sich eine unterschiedliche Anzahl möglicher Zusammensetzungen des an einen Speicherbehälter abzugebenden oder über Löschmittelauswurfvorrichtungen auszubringenden Löschmittels. So ist es bei der Integra­ tion der Vorrichtung in eine Löschanlage je nach Einstellung bzw. Ansteuerung der in die Leitungen eingeordneten Ventile möglich, einen Brand ausschließlich mit Wasser oder einem Löschgas bzw. -gasgemisch zu bekämpfen. Es ist aber ebenso möglich, die Lösch­ wirkung des Wassers mit der eines Löschgases in vorteilhafter Weise zu vereinen. Die inertisierende Wirkung eines Wassersprühnebels kann so durch das Gas wirkungsvoll ergänzt oder sogar verstärkt werden. Bei entsprechender Auslegung der Anlage kann dem Wasser oder dem Wasser/Gas-Gemisch außerdem ein Schaum- oder Netzmittel beigegeben werden. Im Falle der Beigabe eines Schaummittels unterstützt ein mit dem Löschwasser vermischtes Gas in vorteilhafter Weise die Schaumbildung.

Soweit bisher ausgeführt wurde, daß die Löschmittelkomponenten von verschiedenen Quellen bereitgestellt werden, meint dieses, daß es sich bei den Quellen um unmittelbare Bestandteile der Vorrichtung in Form von drucklosen oder unter Druck stehenden Behäl­ tern oder um stetig liefernde Quellen handelt. Letzteres umfaßt beispielsweise auch die Umgebungsluft, wobei Luft für sich selbstverständlich kein Löschmittel, aber im hier gemeinten Sinne eine Löschmittelkomponente ist, die Bestandteil einer aus einer Lösch­ mittelkombination sein kann, bei der eine Löschflüssigkeit mit Schaummittel versetzt ist. So ist bei einer Ausgestaltung der mit der Möglichkeit einer Zugabe eines Schaummittels versehenen Vorrichtung die Mehrphasenpumpe an ihrer Druckseite mit einem Löschwas­ serreservoir verbunden, während gleichzeitig über eine weitere Leitung eine Verbindung zu einer Einlaßöffnung zum Einlaß atmosphärischer Luft besteht. Die mit der Mehrphasen­ pumpe angesaugte Luft ermöglicht dabei die Verschäumung des Schaummittels. Durch die Regulierung des Pumpendrucks kann vorteilhaft unmittelbar der Verschäumungsgrad beeinflußt werden. Selbstverständlich ist es auch bei dieser Anordnung möglich, das Wasser ohne Beimengungen zur Löschung einzusetzen.

Eine weitere mögliche Ausgestaltung betrifft eine Kombination der beiden erstgenannten. Dabei ist die Mehrphasenpumpe an ihrer Druckseite gleichzeitig mit dem drucklosen oder unter Vordruck stehenden Löschwasserreservoir, mit einer Einlaßöffnung zum Einlaß atmosphärischer Luft und einem Vorratsbehälter für ein Löschgas verbunden, während druckseitig die Bypassleitung mit dem Zumischer für das Schaum- oder Netzmittel ange­ ordnet ist. In die Leitungen zu der Lufteinlaßöffnung und dem Druckbehälter für das Löschgas sind dabei allerdings miteinander zwangsgekoppelte Ventile eingeordnet. Die Kopplung der Ventile ist so gestaltet, daß jeweils nur die zu der Einlaßöffnung führende Leitung oder die Verbindung zu dem Druckbehälter mit dem Löschgas strömungsleitend ist bzw. beide Leitungen abgesperrt sind.

Die Vorteile der Erfindung kommen besonders zum Tragen, wenn sie in eine Löschanlage integriert ist und die Löschanlage so konzipiert ist, daß das Löschmittel dynamisch angewendet werden kann, das heißt wenn die Steuerung von Art und Menge des auszu­ bringenden Löschmittels entsprechend dem tatsächlichen Brand- und Löschverlauf erfolgt. Dies wird durch eine Ausbildung der Erfindung ermöglicht, bei der die in die Leitungen eingeordneten Ventile über eine Steuereinrichtung mit Mitteln zur Erfassung der Brand­ kenngrößen während des Brand- und Löschverlaufs in eine Wirkverbindung gebracht sind. Zwischen der Steuereinrichtung und den Ventilen ist zu diesem Zweck eine Datenver­ bindung zur Übermittlung von Istgrößen und Sollgrößen des Regel- bzw. Schaltzustandes der Ventile vorgesehen, so daß der Regel- bzw. der Schaltzustand und damit die Menge und die jeweilige Zusammensetzung des über die Löschmittelauswurfvorrichtung oder -vor­ richtungen ausgebrachten Löschmittels über die Steuereinrichtung entsprechend dem durch Sensoren, Meßfühler und dergleichen festgestellten Brand- und Löschverlauf einstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen geringen anlagentechnischen Aufwand aus und ist trotz des einfachen Aufbaus sehr universell zur Bereitstellung unter­ schiedlichster Löschmittel bzw., im Falle der unmittelbaren Einbeziehung in eine Löschan­ lage, zur Brandbekämpfung einsetzbar. Entsprechend den genannten Ausgestaltungen ermöglicht sie beim Einsatz in einer Löschanlage außerdem ein sehr flexibles Reagieren auf das Brandgeschehen. Zudem können dabei mittels ein und derselben Löschanlage gleichzeitig oder zeitversetzt verschiedene Löschverfahren angewendet und verschiedene Löschmittel mit unterschiedlichen Löschwirkungen einzeln oder in Kombination über ein und dasselbe Düsensystem ausgebracht werden. Art, Menge und Anteile der auszubringen­ den Löschmittel können dadurch besonders günstig dynamisch gesteuert werden. Damit wird die Löschwirkung und Löschsicherheit der einzelnen Löschmittel durch die Kombina­ tion mit anderen, jeweils geeigneten Zumischungen wesentlich erhöht. Außerdem lassen sich die zu bevorratenden und auszubringenden Löschmittelmengen deutlich reduzieren, was letztlich auch zu einer Verringerung der auf den Löschmitteleinsatz zurückzuführen­ den Schäden führt.

Die Vorrichtung ermöglicht es insbesondere:

• - homogene und/oder heterogene Löschmittelgemische in dauerhafter Mischung zu erzeugen, zu fördern bzw. zu transportieren und einer Lagerung bzw. einem Einsatz zuzuführen,
• - die Erzeugung homogener und/oder heterogener Löschmittelgemische zeitlich, men­ gen- und anteilmäßig zu steuern,
• - die reinen oder gemischten Löschmittel über ein und dasselbe Rohrleitungs- und Düsensystem zu fördern und auszubringen sowie
• - die Ausbringung der Löschmittel bzw. der homogenen und/oder heterogenen Löschmit­ telgemische/-kombinationen dynamisch, in Abhängigkeit vom Brand-/Löschverlauf zu steuern.

Der für Löschanlagen bisher nicht bekannte Einsatz der Mehrphasenpumpe ermöglicht es, bei für Wasserlöschanlagenzwecke hinreichend großen Fördervolumenströmen (bis ca. 70 m³/h) und Pumpenausgangsdrücken (bis ca. 28 bar), Luft aus der Umgebung bei atmosphärischem Druck sowie aus Behältern zu fördernde Gase drucklos einzuspeisen. Pumpenmodellabhängig werden dabei Gasmitförderanteile bis 35% und Lösegrade der ein­ getragenen Gase von bis zu 100% erreicht. Abhängig von den Druckverhältnissen besit­ zen die von der Löschflüssigkeit mitgeführten Gasbläschengrößen Durchmesser von 30 Mikrometer oder darunter. Durch diese geringe Größe der Gasbläschen und den damit erreichbaren hohen Lösegrad ist das heterogene Wasser-Gasgemisch beständig und kann in Rohrleitungen transportiert oder in Behältern gelagert bzw. zwischengespeichert werden. Diese Möglichkeit der Zwischenspeicherung ist für Löschmittelkombinationen, die nach den bisher bekannten Verfahren bzw. mit den bekannten Vorrichtungen erzeugt werden, nicht gegeben.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ein Löschwasserreservoir 2, ein Druckbehälter 3 für ein Löschgas (Stickstoff, Kohlendi­ oxid etc.) oder -gasgemisch sowie eine Einlaßöffnung 10 für atmosphärische Luft sind über Leitungen 12, 13, 14 und darin eingeordnete Ventile V1, V2a, V2b mit der An­ saugseite 15 einer Mehrphasenpumpe 1 verbunden. Bei dem Löschwasserreservoir 2 handelt es sich um ein druckloses oder unter Vordruck stehendes Reservoir mit oder ohne Zufluß. Die Ventile V1, V2a, V2b werden je nach Auslegung der Anlage manuell bedient oder von einer Steuereinheit nach bekannten Wirkprinzipien angesteuert, wobei die nach­ folgende Darstellung der Vorrichtung von deren Integration in eine automatisch arbeitende Löschanlage ausgeht, bei der die notwendigen Steuervorgänge durch eine nicht dargestellte Steuerzentrale ausgelöst werden. Das von der Mehrphasenpumpe 1 als einzelne Löschkom­ ponente (Wasser) oder Löschmittelkombination (Wasser/Löschgas- oder Wasser/Luft-Ge­ misch) geförderte Löschmittel oder ein die Pumpe 1 passierendes Löschgas wird in Abhängigkeit vom Schaltzustand des analog-kontinuierlich oder diskret wirkenden Ventils V5 den Löschmittelauswurfvorrichtungen 7 oder einem Druckbehälter 6 zur Zwischenspeicherung zugeführt. Über die Zumischeinrichtung 4 in der Bypassleitung 11, welche vorliegend nicht nach dem Injektorprinzip arbeitet, kann dem Löschmittel auf der Druckseite 16 der Pumpe 1 ein in dem Behälter 5 bevorratetes Schaum- oder Netzmittel zugegeben werden. Bei den Düsen 7 handelt es sich um gleich ausgebildete Einstoffdüsen oder Düsen unterschiedlicher Bauart, die geeignet sind, im Niederdruckbereich mit Wasser einen Sprüh- oder Sprühnebelstrahl zu erzeugen. Je nach dem vorgesehenen Ein­ satzzweck müssen außerdem einige oder alle Düsen 7 bzw. eine Düsengruppe geeignet sein, bei über die Pumpe 1 zugemischtem Löschgas oder zugemischter Luft sowie gleich­ zeitig über den Zumischer 4 zugemischten Schaumbildner einen Löschschaum zu erzeu­ gen. Möglich ist dies aufgrund der geringen Größe der im Wasser gelösten Gasbläschen (< 30 µm) und bei entsprechenden von den Düsen 7 erzeugten Tröpfchengrößen (ca. 100 µm). Die Druckmesser oder -sensoren 8, 9 dienen zur Erfas­ sung des Pumpeneingangsdruckes (Unterdruck) und des Pumpenausgangsdruckes bzw. des Anlagendruckes.

Solange V5 geschlossen ist und an dem Druckmesser 9 nicht der maximale Anlagendruck erreicht ist, fördert die Mehrphasenpumpe 1 in Abhängigkeit von der Stellung der Venti­ le V1, V2a, V2b Löschwasser oder eine Kombination von Löschwasser und Löschgas bzw. Löschwasser, Löschgas und Schaum- bzw. Netzmittel in den Löschmittelspeicher­ behälter 6. Bei V1 handelt es sich um ein analog-kontinuierlich wirkendes Ventil. Die Ventile V2a und V2b sind zwangsgekoppelt, so daß entweder beide geschlossen oder nur eines geöffnet ist. Dabei vereint V2a die Eigenschaften eines analog-kontinuierlich wir­ kenden Druckreduzierventils mit denen eines diskret wirkenden Absperrventils für den Gasdruckbehälter 3, während V2a ein diskret wirkendes (Zustände geöffnet oder geschlos­ sen) Ventil ist. Nach dem Abschalten der Pumpe 1 verhindert das Rückschlagventil V4 den Rückfluß des Löschmittels aus dem Behälter 6 in Richtung der Pumpe 1. Registriert der Druckmesser 9 das Unterschreiten eines eingestellten Minimaldruckes, d. h. Ventil V5 ist geöffnet oder der Behälter 6 muß nachgefüllt werden, wird durch die nicht dargestellte Steuerzentrale, welcher das Signal des Druckmessers 9 zugeführt wird, die Mehrphasen­ pumpe 1 eingeschaltet.

Die Zusammensetzung des dann von der Pumpe 1 geförderten Löschmittels wird durch die Stellung der Ventile V1, V2a, V2b bestimmt, wobei diese voreingestellt sein kann oder ebenfalls durch die Steuereinheit bestimmt wird. Die Festlegung der Stellung der Ven­ tile V1, V2a, V2b durch die Steuereinheit kann dabei aus der Auswertung von Signalen abgeleitet werden, die von Sensoren geliefert werden, welche den Raum bzw. die Fläche bis zum Brandausbruch und/oder während des Brandes und des Löschvorgangs über­ wachen. Die Anordnung der entsprechenden Sensoren zur Branderkennung und zur Erfassung des Brandverlaufs ist in dem Beispiel nicht näher dargestellt.

Während des Pumpenbetriebs drosselt das Ventil V1 in Abhängigkeit des Meßwertes an dem Druckmesser 8 den saugseitigen Volumenstrom der Mehrphasenpumpe 1, um saugseitig einen konstanten, für die Gasansaugung über die Ventile V2a, V2b erforder­ lichen und konstruktiv/technologisch bestimmten Unterdruck kontinuierlich einzustellen. Der Unterdruck wird mit dem Sensor 8 kontrolliert. Soweit nicht beide Ventile V2a und V2b geschlossen sind, wird durch die Pumpe 1 entweder über das Ventil V2b Luft aus der Umgebung oder über das Druckreduzierventil V2a Gas aus dem Druckbehälter 3 bei einem auf ca. 1 bar reduzierten Gasdruck angesaugt und dem Löschwasservolumenstrom heterogen beigemischt.

Bei entsprechender Stellung der diskret wirkenden und ebenfalls zwangsgekoppelten Ven­ tile V3a, V3b (V3a geschlossen/V3b offen) wird der durch die Pumpe 1 geförderte Löschwasservolumenstrom durch den Zumischer 4 geleitet, so daß dem Löschwasser­ volumenstrom durch den Zumischer 4 aus dem Behälter 5 eine anteilig voreingestellte oder kontinuierlich regelbare Menge einer zu Wasser homogenen Lösung zugemischt wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, daß die heterogene und die homogene Zumi­ schung voneinander unabhängig sind. Wahlweise können diese Komponenten einzeln oder gleichzeitig dem Löschwasser bei laufender Pumpe 1 zugemischt werden. Dies ist ledig­ lich von der Stellung der Ventile V2a, V2b bzw. V3a, V3b abhängig, welche in einer entsprechenden Steuerschaltung bezogen auf unterschiedliche Einsatz-alle abgeleitet und durch ein entsprechendes den Ventilen V2a, V2b bzw. V3a, V3b zugeführtes Signal vorgegeben wird. Durch die Regelung der Drehzahl kann außerdem die Pumpe 1 selbst gesteuert werden.

Bei Pumpenstillstand und geschlossenem Ventil V1, aber gleichzeitig geöffneten Ventilen V3a und V5 sowie flüssigkeitsleerem Behälter 6 ist zudem die Abgabe von löschfähigen Gasen/Gasgemischen über die Düsen 7 aus dem im Behälter 3 befindlichen Gasreservoir mit einem durch das Ventil V2a einstellbarem Druck möglich.

Das Steuerventil V5 kann abhängig vom Anwendungsfall einmal oder mehrfach im Löschanlagensystem vorhanden sein, die unabhängig von einander auf einzelne Düsen 7 oder Düsengruppen unter Berücksichtigung bzw. entsprechender Dimensionierung der Leistung der Pumpe 1, der Rohrleitungsquerschnitte bzw. des Löschmitteldruckbehälters 6 wirken.

Die dargestellte Vorrichtung erlaubt entsprechend dem Einsatzfall bzw. dem festgestellten Brand-/Löschverlauf das Ausbringen folgender Löschmittelkomponenten oder in der Vorrichtung selbst erzeugter Löschmittelkombinationen:

• 1. Erzeugung von reinem Sprühwasser oder Sprühnebel an den Düsen D ohne Zumischun­ gen. Das heißt die Pumpe 1 fördert aus dem Behälter 2 Wasser über V1, V3a, V4 und V5 zu entsprechenden, sprühstrahl- oder sprühnebelerzeugenden Düsen 7.
• 2. Erzeugung von Sprühwasser oder Sprühnebel an den Düsen 7 unter Zumischung eines homogenen Netzmittels zum Löschwasservolumenstrom, das die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzt. Dabei wird die Benetzbarkeit verschiedener Stoffe wesentlich verbessert und bei Sprühnebelanwendungen zusätzlich die Tröpfchengröße reduziert, so daß die Löschwirksamkeit (Inertisierungseffekt) des Sprühnebels gleichzeitig erhöht wird. Die Pumpe 1 fördert das Löschwasser über V3b und den Zumischer 4 zu den Düsen 7. Der Zumischer 4 mischt dem Löschwasservolumenstrom aus dem Behälter 5 einen geringen Anteil (< 1%) Netzmittel oder Schaumbildner zu.
• 3. Erzeugung von Sprühnebel an den Düsen 7 unter Zumischung eines heterogenen lösch­ fähigen Gases oder Gasgemisches, das die inertisierende Löschwirkung des Sprüh­ nebels zusätzlich und wesentlich erhöht. Die Pumpe 1 fördert wie unter 1. das Lösch­ wasser zu den Düsen 7. Zusätzlich wird über das Ventil V2a durch die Pumpe 1 dem Löschwasservolumenstrom in regelbaren Grenzen (0 . . . 35%) aus dem Behälter 3 ein löschfähiges Gas oder Gasgemisch zugemischt.
• 4. Erzeugung von Sprühnebel an den Düsen 7 unter Zumischung eines homogenen Netz­ mittels und eines heterogenen löschfähigen Gases oder Gasgemisches, das die Einflüsse der Zumischungen auf die Löschwirksamkeit des Wassersprühnebels kombiniert und weiter verstärkt. Steuerungstechnisch bedeutet dies eine Kombination der unter 2. und 3. erläuterten Möglichkeiten.
• 5. Erzeugung von Löschschaum an den Düsen 7 unter Verwendung von löschfähigen Gasen oder Gasgemischen, wodurch die kühlende und erstickende Löschwirkung eines mit Luft erzeugten Schaumes zusätzlich durch die inertisierende Wirkung erhöht wird. Förder- und steuerungstechnisch entspricht diese Anwendung dem Fall 4., mit dem Unterschied, daß über den Zumischer 4 dem Löschwasservolumenstrom aus dem Be­ hälter 5 ein Anteil Schaumbildner in regelbaren Grenzen, in der Regel ca. 3 . . . 6%, zugemischt wird.
• 6. Erzeugung von Löschschaum an den Düsen 7 unter Verwendung von dem Lösch­ wasservolumenstrom beigemischter Luft. Analog zum Anwendungsfall 5. liegen die gleichen förder- und steuerungstechnischen Bedingungen vor, mit dem Unterschied, daß das Ventil V2a geschlossen und das Ventil V2b geöffnet ist. Die Pumpe 1 saugt dabei über die Lufteinlaßöffnung 10 Luft aus der Umgebung an.
• 7. Ausbringung eines löschfähigen Gases oder Gasgemisches an den Düsen 7. Das bedeu­ tet steuerungstechnisch, daß die Pumpe 1 nicht läuft, die Ventile V1, V2b und V3b geschlossen sind und das Löschgas oder -gasgemisch aus dem Behälter 3 mit einem durch V2a bestimmten und regelbaren Druck (ca. 0 . . . 25 bar) über die Pumpe 1 und die Ventile V3a, V4 und V5 zu den Düsen 7 strömt.

Die verschiedenen durch die Vorrichtung auch unter Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegebenen Möglichkeiten der Anwendung einzelner Löschmittelkomponenten oder von aus diesen gebildeten Kombinationen sind praktisch in der Ausführung und Ab­ stimmung der Anlagenteile auf den Anwendungsfall zu beziehen. Das heißt die tatsächlich für die Löschung einzusetzenden Löschmittel oder -kombinationen sowie die Erfordernisse für eine dynamische Löschmittelanwendung sind entsprechend dem zu erwartenden und/oder tatsächlichen Verlauf des Brandes und des Löschvorgangs festzulegen bzw. abzuleiten.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung kann dementsprechend die Pumpe 1 und damit die gesamte Vorrichtung entweder als nicht ständig erforderliche Befülleinrichtung, als stationäre und klein bemessene Nachfülleinrichtung für den Behälter 6 oder entsprechend den zu fördernden Löschmittelvolumenströmen für den stationären Einsatz dimensioniert werden, wobei sie im letztgenannten Fall in vollem Umfang als steuerbare Förder- und Zumischeinrichtung arbeitet und der Behälter 6 in klein bemessener Aus­ führung lediglich als Druckausgleichsbehälter dient.

Bezugszeichenliste

1

Pumpe, Mehrphasenpumpe

2

Quelle, Löschwasserreservoir

3

Quelle, Druckbehälter

4

Zumischer

5

Vorratsbehälter

6

Speicherbehälter

7

Löschmittelauswurfvorrichtung, Düse

8

Druckmesser

9

Druckmesser

10

Quelle, Lufteinlaßöffnung

11

Bypassleitung

12

Leitung

13

Leitung

14

Leitung

15

Ansaugseite

16

Druckseite

17

Leitung
V1 Ventil
V2a Druckreduzierventil
V2b Ventil
V3a Ventil
V3b Ventil
V4 Rückschlagventil
V5 Ventil

Claims (9)

1. Verfahren zur Erzeugung von aus einer Löschflüssigkeit und einem heterogenen Gas gebildeten Löschmittelkombinationen, welchen wahlweise ein homogenes Schaum- oder Netzmittel beigegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das heterogene Gas der Löschflüssigkeit unter Ausbildung einer homogenen Dispersion ohne Druckbe­ aufschlagung zugeführt wird, wobei das gegebenenfalls zuzugebende homogene Schaum- oder Netzmittel nach der Zusammenführung der Löschflüssigkeit mit dem heterogenen Gas zugegeben wird.

2. Vorrichtung zur Erzeugung und Abgabe von Löschmitteln variabler Zusammen­ setzung, bestehend aus einer Pumpe und Leitungen mit eingeordneten Ventilen, über welche das Löschmittel in Form von unterschiedlichen, aus verschiedenen Quellen gelieferten Löschmittelkomponenten oder in Form von unterschiedlichen, aus den Löschmittelkompenenten gebildeten Löschmittelkombinationen einem Druckbehälter zur Zwischenspeicherung und/oder mindestens einer Löschmittelauswurfvorrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) zur Förderung ver­ schiedener Löschmittelkomponenten als Mehrphasenpumpe ausgebildet und an ihrer Ansaugseite (15) über Leitungen (12, 13, 14) mit mindestens zwei Quellen (2, 3, 10) für mindestens zwei verschiedene Löschmittelkomponenten verbunden ist, so daß die im Einsatzfall angesteuerte Pumpe (1), abhängig von der Stellung der Ventile (V1, V2a, V2b), eine oder mehrere, sich in der Pumpe (1) mischende Lösch­ mittelkomponenten gleichzeitig fördert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Mehrphasen­ pumpe ausgebildete Pumpe (1) an ihrer Ansaugseite (15) über Leitungen (12, 13, 14) mit mindestens einer Quelle (2) für eine flüssige Löschmittelkomponente und mit mindestens einer Quelle (3, 10) für eine gasförmige Löschmittelkomponente ver­ bunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die die Ansaugseite (15) der Mehrphasenpumpe (1) mit der oder den Quellen (2) für flüssige Löschmittelkomponenten und mit der oder den Quellen (3, 10) für gasförmige Löschmittelkomponenten verbindenden Leitungen (12, 13, 14) steuerbare Ventile (V1, V2a, V2b) eingeordnet und so ansteuerbar sind, daß entsprechend dem Einsatzfall eine strömungsleitende Verbindung zwischen der Mehrphasenpumpe (1) und der oder den Quellen (2) für flüssige Löschmittelkomponenten oder/und der oder den Quellen (3, 10) für gasförmige Löschmittelkomponenten besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß paral­ lel zu der, die Druckseite (16) der Mehrphasenpumpe (1) mit der oder den Löschmit­ telauswurfvorrichtungen (7) oder mit dem Behälter (6) zur Zwischenspeicherung verbindenden Leitung (17) eine Bypassleitung (11) mit einem aus einem Vorratsbe­ hälter (5) gespeisten Zumischer (4) für ein Schaum- oder Netzmittel angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrphasenpumpe (1) an ihrer Ansaugseite (15) über eine Leitung (12) mit einem drucklosen oder unter Vordruck stehenden Löschwasserreservoir (2) und über eine weitere Leitung (13) mit einem als Druckbehälter (3) ausgebildeten Vorratsbehälter für ein Löschgas oder -gasgemisch verbunden ist, wobei in die Leitung (13) zu dem Druckbehälter (3) ein Druckreduzierventil (V2a) eingeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrphasen­ pumpe (1) an ihrer Ansaugseite (15) über eine Leitung (12) mit einem drucklosen oder unter Vordruck stehenden Löschwasserreservoir (2) und über eine weitere Leitung (14) mit einer Einlaßöffnung (10) zum Einlaß atmosphärischer Luft verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrphasen­ pumpe (1) an ihrer Ansaugseite (15) mit einem drucklosen oder unter Vordruck stehenden Löschwasserreservoir (2), einer Einlaßöffnung (10) zum Einlaß atmosphä­ rischer Luft und einem als Druckbehälter (3) ausgebildeten Vorratsbehälter für ein Löschgas oder -gasgemisch verbunden ist, wobei in die Leitungen (13, 14) zu der Lufteinlaßöffnung (10) und dem Druckbehälter (3) für das Löschgas Ventile (V2a, V2b) eingeordnet sind, die in der Weise zwangsgekoppelt sind, daß jeweils nur eine der zu der Einlaßöffnung (10) und dem Druckbehälter (3) führenden Leitungen (13, 14) strömungsleitend geöffnet ist oder beide Leitungen abgesperrt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abgabe des Löschmittels an eine oder mehrere Löschmittelauswurfvorrichtungen die in die Leitungen eingeordneten Ventile (V1, V2a, V2b, V3a, V3b, V4, V5) über eine Steuereinrichtung mit Mitteln zur Erfassung der Brandkenngrößen während des Brand- und Löschverlaufs in eine Wirkverbindung gebracht sind, wobei zwischen der Steuereinrichtung und den Ventilen (V1, V2a, V2b, V3a, V3b, V4, V5) eine Daten­ verbindung zur Übermittlung von Istgrößen und Sollgrößen ihres Regel- bzw. Schalt­ zustandes besteht, so daß der Regel- bzw. der Schaltzustand der Ventile (V1, V2a, V2b, V3a, V3b, V4, V5) und damit die jeweilige Zusammensetzung des über die Löschmittelauswurfvorrichtung (7) oder -vorrichtungen ausgebrachten Löschmittels über die Steuereinrichtung, entsprechend dem festgestellten Brand-/Löschverlauf, einstellbar ist.