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Die
Erfindung betrifft einen mit einer Löschschaumerzeugungseinrichtung
kombinierten Löschdüsenkopf
zum Ausbringen von Löschflüssigkeit
unter hohem Druck mit mindestens einer zentralen Löschdüse. Derartige
Löschdüsenköpfe werden
in stationären
oder mobilen Feuerlöscheinrichtungen eingesetzt.
Unter hohen Drücken
werden in diesem Zusammenhang Drücke
oberhalb 40 bar verstanden.
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Ein
Löschdüsenkopf
für eine
mobile Feuerlöschvorrichtung
ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 295 18 911 bekannt. Bei dem
bekannten Löschdüsenkopf
sind auf der vorderen freien Stirnseite mehrere Löschdüsen beabstandet
zueinander angeordnet, von denen jede bei Flüssigkeitsbeaufschlagung einen
Flüssigkeitsnebel
erzeugt. Zusätzlich
ist der Löschdüsenkopf
mit einer zentral angeordneten Hauptdüse ausgestattet. In Abhängigkeit
von der Stellung eines Steuerventils kann aus der Hauptdüse bei Bedarf
ein gerichteter Vollstrahl, Sprühstrahl oder
Grob-Wassernebel von Löschflüssigkeit
ausgebracht werden.
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Beim
Ausbringen des Vollstrahls hat es sich als nachteilig erwiesen,
daß die
Löschflüssigkeit
nur in einem einzigen Strahl aus der Hauptdüse austritt und demzufolge
nur eine begrenzte Fläche
von dem auftreffenden Strahl benetzt wird. Weiter hat es sich herausgestellt,
daß sich
der einzelne Löschstrahl
in einem gewissen Abstand von der Löschdüse in eine Vielzahl von einzelnen
Tropfen zerlegt. Die damit einhergehende Aufweitung verhindert ein
gezieltes Aufbringen des Löschstrahls
auf den Brand und macht eine Überbrückung großer Wurfweiten
schwierig.
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Neben
dem voranstehend erläuterten
Stand der Technik ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 94 10
663 ein Kleinstrahlrohr für
das Ausbringen von Löschflüssigkeit,
vorzugsweise Wasser, bekannt, bei dem über einen Ringspalt ein Wasserkegel
erzeugt wird. Dieser Wasserkegel umgibt mantelartig einen Innenraum,
welcher über
mehrere Düsen
mit zusätzlichem
Wasser gefüllt
wird. Der derart erzeugte Wasserstrahl soll eine verbesserte Bündelung
aufweisen, wobei ein weiterer Vorteil darin besteht, daß der Wasserdurchfluß durch
die Düse
gegenüber
anderen bekannten Düsen
erhöht
sein soll. Nachteilig ist jedoch, daß die Herstellung des bekannten
Kleinstrahlrohres wegen der komplexen Formgebung seiner Einzelteile
aufwendig ist. Darüber
hinaus ist die Düse
nur beschränkt
geeignet, einen Wasserstrahl zu erzeugen, der auch über größere Wurfweiten
gebündelt
bleibt.
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Dieses
Problem ist bei einem aus der französischen Offenlegungsschrift
FR 2 318 684 bekannten Düsenelement
dadurch gelöst
worden, daß in
nächster
Nachbarschaft um eine zentrale Löschdüse herum
mehrere Zusatzdüsen
auf einem Kreis angeordnet sind, dessen Mittelpunkt mit der Achse
der zentralen Löschdüse zusammenfällt. Im
Betrieb tritt aus den Zusatzdüsen
und der zentralen Düse
gleichzeitig ein Löschnebelstrahl
aus. Der Zweck dieser gleichzeitigen, parallelen Ausbringung der
Strahlen aus den Zusatzdüsen
und der zentralen Düse
besteht dabei darin, die Effektivität, Genauigkeit und Handhabbarkeit
einer mit dem bekannten Düsenelement
ausgestatteten Lanze zum Feuerlöschen
zu steigern.
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Ein
vergleichbarer, jedoch nicht für
das Löschen
mit Wassernebel, sondern für
das Löschen
mit CO
2 bestimmter Löschdüsenkopf ist aus der
US 1,809,787 bekannt. Auch
bei diesem bekannten Löschdüsenkopf
sind in nächster
Nachbarschaft um eine zentrale Löschdüse herum
mehrere Zusatzdüsen
auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt mit der Mittelachse der zentralen
Löschdüse zusammenfällt, in gleichen
Winkelabständen
angeordnet, wobei aus den Zusatzdüsen jeweils ein Strahl austritt,
dessen Strahlrichtung gleich der Strahlrichtung des aus der zentralen
Löschdüse austretenden
Strahles ist.
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Für bestimmte
Brandsituationen erweisen sich die aus dem Stand der Technik bekannten
Vorrichtungen als unzureichend wirksam. Der Erfindung liegt daher
die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem voranstehend erläuterten
Stand der Technik einen Löschdüsenkopf
zu schaffen, welcher einerseits einen Löschflüssigkeitsstrahl erzeugen kann,
dessen Bündelung
auch nach einer großen
Wurfweite erhalten bleibt und mittels dessen mehrere Löschpunkte auf
die Brandoberfläche
aufgebracht werden können und
mit dem andererseits ein besonders hoher Löscherfolg auch bei Bränden möglich ist,
die sich trotz des derart präzise
gerichteten Strahls mit den herkömmlichen
Vorrichtungen nur schwer löschen
lassen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Löschdüsenkopf
gelöst,
der mit einer zentralen Löschdüse, um die
herum in nächster
Nachbarschaft mehrere Zusatzdüsen
in gleichen Winkelabständen auf
einem Kreis angeordnet sind, dessen Mittelpunkt mit der Mittelachse
der zentralen Löschdüse zusammenfällt, wobei
aus den Zusatzdüsen
jeweils ein Strahl austritt, dessen Strahlrichtung gleich der Strahlrichtung
des aus der zentralen Löschdüse austretenden
Strahles ist, und mit einer von der zentralen Löschdüse und den Zusatzdüsen mit
Löschfluid
beaufschlagbaren Löschschaumerzeugungseinrichtung,
die einen Düsenkörper mit
einer Injektordüse und
ein Schaumrohr aufweist, welches den Düsenkörper mindestens teilweise umgibt
und stirnseitig eine einer Schaumaustrittsöffnung gegenüberliegende
Eintrittsöffnung
besitzt, in welcher der Düsenkörper sitzt
und durch die Umgebungsmedium ansaugbar ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Kombination einer
Löschschaumerzeugungseinrichtung
mit einem Löschdüsenkopf,
bei dem Zusatzdüsen
um die zentrale Löschdüse herum
angeordnet sind, können auch
solche Brände
sicher und zielgerichtet gelöscht werden,
die andernfalls nicht oder nur unter erheblichen Schwierigkeiten
gelöscht
werden können.
Dabei erweist sich die durch die erfindungsgemäße Anordnung von Zusatzdüsen in enger
Nachbarschaft um die zentrale Düse
erreichte Aufteilung des von den Löschdüsen des Löschdüsenkopfes ausgebrachten Strahls
in mehrere Strahlen für
eine vollständige
Aufschäumung
der Löschflüssigkeit
als besonders vorteilhaft.
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Darüber hinaus
wird durch die Aufteilung der aus den Düsen des Löschdüsenkopfes austretenden Strahlen
zum einen ein Löschbild
erzeugt, das mehrere Löschpunkte aufweist.
Zum anderen verhindern die aus den Zusatzdüsen austretenden Strahlen ein Ausfasern
des aus der zentralen Löschdüse austretenden
Strahls in eine Vielzahl von auseinander stäubenden Einzeltropfen. Dies
wird dadurch erreicht, daß die
aus den Zusatzdüsen
austretenden Zusatzstrahlen den zentralen Strahl umhüllen und
so eine Art "Stütze" für den zentralen
Strahl bilden. Die Zusatzstrahlen stellen auf diese Weise sicher,
daß der Strahl
auch noch nach einer großen
Wurfweite eine gute Bündelung
aufweist. Auf diese Weise eignet sich der erfindungsgemäß ausgestattete
Löschdüsenkopf
in besonderer Weise für
die Ausbringung von Löschflüssigkeit
unter Hochdruck, daß heißt unter
Drücken
oberhalb 40 bar, vorzugsweise oberhalb 60 bar.
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Eine
im Hinblick auf die Fertigungskosten und die praktische Verwendbarkeit
günstige
Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß drei Zusatzdüsen um die
zentrale Löschdüse angeordnet
sind. Praktische Erprobungen haben gezeigt, daß die aus den drei Zusatzdüsen austretenden
Strahlen eine ausreichende stützende
Wirkung haben, um einerseits eine gute Benetzung der Brandoberfläche zu erreichen
und um andererseits einen vorzeitigen Verlust der Bündelung
des zentralen Löschstrahls
zu verhindern.
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Eine
besonders gute Stützwirkung
für den Strahl
der zentralen Löschdüse stellt
sich ein, wenn die Zusatzlöschdüsen einen
kleineren Durchmesser als die zentrale Löschdüse aufweisen. Dies gilt insbesondere
dann, wenn der Durchmesser der zentralen Löschdüse das 1,5- bis dreifache des
Durchmessers der Zusatzdüsen
beträgt.
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Eine
auch bei großen
Wurfweiten besonders gute Stützwirkung
der Zusatzstrahlen kann dadurch erreicht werden, daß der Abstand
der Zusatzdüsen zum
Zentrum der zentralen Löschdüse dem ein-
bis vierfachen Durchmesser der Löschdüse entspricht.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
die Löschdüse und die
Zusatzdüsen
in ein selbständiges
Löschdüsenelement
einzuformen. Dies ermöglicht
es beispielsweise, bei Bedarf Löschdüsenelemente
auszutauschen. Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht
darin, daß die
Löschdüse und die
Zusatzdüsen
auf einfache Weise gemeinsam durch eine in Strömungsrichtung der Löschflüssigkeit
vorgelagerte Kammer gespeist werden können. Diese gemeinsame Versorgung
der Düsen
bewirkt eine gleichmäßige Ausbildung
der aus den Düsen
austretenden Strahlen, da sichergestellt ist, daß an allen Düsen der
gleiche Druck anliegt. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei
erwiesen, wenn die Kammer in Strömungsrichtung
der Löschflüssigkeit
konisch zuläuft.
Durch diese konische Anströmung
kommt es in der Kammer zu einer gerichteten Strömung, durch die die gleichmäßige Entfaltung
der aus den Düsen austretenden
Strahlen zusätzlich
verbessert ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Löschdüsenkopfes sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen schematisch:
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1 einen Löschdüsenkopf
in einer frontalen Ansicht;
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2 ein Löschdüsenelement in einer frontalen
Ansicht;
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3 das Löschdüsenelement gemäß 2 in einem achsialen Schnitt;
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4 den Löschdüsenkopf gemäß 1 mit aufgesetztem Schaumrohr in einem
achsialen Schnitt;
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5 das Schaumrohr in einem
vergrößerten achsialen
Schnitt;
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6 das Schaumrohr in einem
Querschnitt entlang der in
-
5 angegebenen Schnittlinie
X–X.
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Der
Löschdüsenkopf 1 weist
eine Stirnfläche 2 auf,
in deren Mitte eine Aufnahme 3 eingeformt ist. In die Aufnahme 3 ist
ein Löschdüsenelement 4 eingeschraubt,
welches eine zentrale, auf seiner freien Stirnfläche 5 angeordnete
Löschdüse 6 besitzt.
An die Stirnfläche 2 des
Löschdüsenkopfes 1 schließt sich
eine umlaufende Schrägfläche 1b an,
auf der Nebelerzeugungsdüsen 1c angeordnet
sind.
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Um
die zentrale Löschdüse 6 des
Löschdüsenelements 4 herum
sind auf einem Kreis K in geringem Abstand a zu der zentralen Löschdüse 6 drei
Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c in regelmäßigen Winkelabständen a positioniert,
deren Düsenbohrungen
achsparallel zur Bohrung der zentralen Löschdüse 6 verlaufen. Der
Durchmesser der Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c ist kleiner
als der Durchmesser der zentralen Löschdüse 6.
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Die
zentrale Löschdüse 6 und
die Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c sind
an eine Kammer 8 angeschlossen, die ausgehend von der der
Stirnfläche 5 gegenüberliegend
angeordneten Stirnseite in das Löschelement 4 eingeformt
ist. Die Kammer 8 weist einen den Mündungen der Bohrungen der zentralen
Löschdüse 5 und
der Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c zugeordneten
Abschnitt 8a auf, dessen Wandungen unter einem Winkel in
Richtung der Bohrungsmündungen konisch
zulaufen.
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Im
vorderen, der Stirnfläche 5 zugeordneten Bereich
des Löschdüsenelements 4 ist
mit einem Abstand zur Stirnfläche 5 an
dem Löschdüsenelement 4 ein
Sechskant 9 ausgebildet, an dem ein hier nicht gezeigtes
Montagewerkzeug angesetzt werden kann. Im hinteren, die Kammer 8 umgebenden
Abschnitt ist darüber
hinaus an dem Löschdüsenelement 4 ein
Außengewinde 10 geformt, über welches das
Löschdüsenelement 4 in
ein entsprechend ausgebildetes Gewinde der Aufnahme 3 eingeschraubt ist.
Im Abschnitt zwischen dem Sechskant 9 und der Stirnfläche 5 des
Löschdüsenelements 4 ist
ein weiteres Außengewinde 11 vorhanden.
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Auf
das Gewinde 11 kann, wie in 4 gezeigt, über eine
an ihren beiden Enden mit jeweils einem Innengewinde versehene Hülse 29 ein
Schaumrohr 12 aufgeschraubt sein. Das Schaumrohr 12 weist
einen ersten Abschnitt 13 auf, der sich ausgehend von einer
dem Löschdüsenkopf 1 zugeordneten Eintrittsöffnung von
einem großen
Durchmesser D1 konisch verjüngt
und in einen ersten Zylinderabschnitt 14 mit einem konstanten
Durchmesser D2 übergeht.
An den ersten Zylinderabschnitt 14 schließt sich
ein zweiter konisch zulaufender Abschnitt 15 an, der in
einen zweiten Zylinderabschnitt 16 übergeht. Der konstante Durchmesser
D3 des Zylinderabschnitts 16 entspricht dem Durchmesser
der Schaumaustrittsöffnung 17 des
Schaumrohrs 12.
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Im
konisch ausgebildeten Abschnitt 13 des Schaumrohrs 12 sitzt
ein Düsenkörper 18,
der über einstückig an
ihm ausgebildete, an der Wandung des Abschnitts 13 abgestützte Stege 19 koaxial
zur Längsachse
L des Schaumrohrs 12 gehalten ist. Zwischen den Stegen 19 und
dem Düsenkörper 18 sind Einsaugöffnungen 20 vorhanden, über die
Umgebungsmedium, in der Hauptsache Luft, aus der Umgebung in das
Schaumrohr 12 gesogen wird.
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Der
Düsenkörper 18 weist
eine Stirnfläche 21 auf,
von der aus eine Injektordüse 22 in
den Düsenkörper 18 eingeformt
ist. Die Bohrung der Injektordüse 22 mündet in
einer Kammer 23, welche ausgehend von der der Stirnfläche 20 gegenüberliegenden
Seite im Düsenkörper 18 ausgebildet
ist. An der Außenseite
der die Kammer 23 umgebenden Wände des Düsenkörpers 18 ist ein Außengewinde 30 ausgebildet, über welches
das Schaumrohr 12 mit der Hülse 29 verschraubt
ist (4).
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In
der Kammer 23 sitzt eine Blendenscheibe 24, die
zwei Düsenbohrungen 25, 26 aufweist.
Die Düsenbohrungen 25, 26 sind
teilweise von der Injektordüse 22 des
Düsenkörpers 18 überdeckt,
so daß die
Düsenbohrungen 25, 26 der
Blendenscheibe 24 nur teilweise freigegeben sind und die
scharfe Kante 27 des Randes der Injektordüse 22 jeweils
in den Düsenöffnungen 25, 26 angeordnet
ist.
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Mit
Schaumbildner angereicherte Löschflüssigkeit
gelangt über
einen Kanal 28 des Löschdüsenkopfes 1 in
die Kammer 8 des Löschdüsenelements 4.
Von dort dringt es in die Bohrungen der zentralen Löschdüse 6 und
der Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c und
tritt als parallel ausgerichtete Strahlen aus der zentralen Löschdüse 6 und
den Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c aus. Die
aus den Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c austretenden Strahlen
stützen
den aus der zentralen Löschdüse 6 austretenden
Strahl, so daß die
Strahlen gemeinsam eine große
Wurfweite überbrücken können. Darüber hinaus
sorgen die aus den Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c austretenden
Strahlen für
ein Sprühbild,
welches auf einer gegenüber
einem Einzelstrahl vergrößerten Fläche vier
konzentrierte Löschpunkte
aufweist, die entsprechend der Verteilung der zentralen Löschdüse 6 und
der Zusatzdüsen 7a, 7b ,7c am
Löschdüsenelement 2 angeordnet
sind.
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Ist
ein Schaumrohr 12 auf das Löschdüsenelement 4 geschraubt
(4), werden die derart
aufgeteilten Strahlen in der Kammer 23 des Düsenkörpers 18 verwirbelt
und gelangen über
die Düsenbohrungen 25, 26 zu
dessen Injektordüse 22.
An der Kante 27 der Injektordüse 22 werden die aus
schon zerstäubten
Strahlen gebildeten, durch die Düsenbohrungen 25, 26 tretenden
Strahlen weiter verwirbelt, so daß über die Injektordüse 22 ein
aus feinverteilten Tropfen von hoher kinetischer Energie gebildeter
Nebelstrahl in das Schaumrohr 12 eintritt.
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Dieser
Nebelstrahl saugt nach Art einer Venturi-Düse Umgebungsluft durch die
Einsaugöffnungen 20 in
das Schaumrohr 12, so daß die der Löschflüssigkeit mit den ihr zugemischten
Additiven einen Schaum bildet. Dieser Schaum weist aufgrund der feinen
Vernebelung der Löschflüssigkeit
eine besonders feinporige Beschaffenheit auf. Der feinporige Löschschaum
tritt aus dem Schaumrohr 12 aus und wird aufgrund der ihm
eigenen kinetischen Energie in Richtung des Brandherdes geworfen.
Ein derart fein zusammengesetzter Löschschaum weist eine hohe Haftfähigkeit
auf, so daß er
die Brandfläche
sicher benetzt und ein großes
Löschvermögen hat.
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Zum
Schutz des Feuerwehrmanns, der die mit dem Löschdüsenkopf 1 ausgestattete,
hier weiter nicht gezeigte Löschpistole
bedient, können
erforderlichenfalls durch eine geeignete, ebenfalls nicht gezeigte
Ventileinrichtung die Nebelerzeugungsdüsen 1c mit Löschfluid
beaufschlagt werden. Der dann entstehende Wassernebel bewirkt nicht
nur eine zielgerichtete Kühlung
der Brandumgebung, sondern bildet gleichzeitig einen wirkungsvollen
Schutz für
den Feuerwehrmann. Die den Wassernebel anhaftenden Vorteile der
Wärmebindung
und der exzellenten Inertisierung sowie der Strahlungswärmeschutz
für das Bedienungspersonal
erhöhen
die Effektivität
und Einsatzfähigkeit
des durch den auf die Zentraldüse
aufgesetzten Hochdruckschaumerzeuger generierten Schaums.
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- 1
- Löschdüsenkopf
- 1b
- Schrägfläche
- 1c
- Nebelerzeugungsdüsen
- 2
- Stirnfläche
- 3
- Aufnahme
- 4
- Löschdüsenelement
- 5
- Stirnfläche
- 6
- Löschdüse
- 7a,
7b, 7c
- Zusatzdüsen
- 8
- Kammer
- 8a
- Abschnitt
der Kammer 8
- 9
- Sechskant
- 10
- Gewinde
- 11
- Gewinde
- 12
- Schaumrohr
- 13
- Abschnitt
- 14
- Zylinderabschnitt
- 15
- Abschnitt
- 16
- Zylinderabschnitt
- 17
- Schaumaustrittsöffnung
- 18
- Düsenkörper
- 19
- Stege
- 20
- Einsaugöffnungen
- 21
- Stirnfläche
- 22
- Injektordüse
- 2
3
- Kammer
- 24
- Blendenscheibe
- 25,26
- Düsenbohrungen
- 27
- Kante
- 28
- Kanal
- 29
- Hülse
- 30
- Außengewinde
- a
- Abstand
- a
- Winkel
- D1,
D2, D3
- Durchmesser
- K
- Kreis
- L
- Längsachse