DE3520546C2

DE3520546C2 - Löscher mit Schnellentleerung

Info

Publication number: DE3520546C2
Application number: DE3520546A
Authority: DE
Inventors: Fredy Decima
Original assignee: Kidde Dexaero
Current assignee: DEXAERO S.A., ANTONY, FR
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2005-06-08
Also published as: FR2565495A1; GB8513799D0; US4637472A; IL75371A0; GB2159707A; CA1302369C; IL75371A; DE3520546A1; FR2565495B1; GB2159707B

Description

Die Erfindung betrifft einen Feuerlöscher gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Gas- oder Naßlö scher. Ein Löscher dieser Art besteht aus einem Behälter mit einem Löschmit tel, beispielsweise einem flüssigen, unter dem Namen Freon oder Halon bekann ten Mittel in flüssiger Form, das bei seiner Entspannung verdampft, und einem Gas, üblicherweise Stickstoff, das unter einem Druck von mehreren Dutzend Bar steht. Der Behälter ist mit einem Deckel verschlossen, der bei der Explosion eines Zünders reißt. Diese Explosion wird normalerweise automatisch ausgelöst, sobald der Beginn eines Brands beispielsweise mit Hilfe eines Infrarot- und/oder Ultraviolett-Brandmelders festgestellt wird.

Das verdampfte Freon oder Halon erstickt den Brand mit Hilfe seiner starken Löschwirkung und vermindert bestimmte chemische Verbrennungsreaktionen auf einen Wert nahe Null.

Für bestimmte Anwendungen, besonders dort, wo das zu schützende Material - beispielsweise ein Explosivstoff - rasch verbrennt, ist es erwünscht, daß der Löscher schnell wirksam wird. Sobald in einem solchen Fall ein Brand festge stellt wird, muß der Zünder schnellstens ausgelöst werden und den Behälter in kürzest möglicher Zeit entleeren.

Bei bestimmten bisher bekannten Löschern (FR-PS 11 43 458 und GB-PS 20 62 457) ist im Inneren des Behälters ein Sprengsatz vorgesehen. Dieser Sprengsatz wirkt über eine allgemeine Verstärkung des Drucks im Behälter. Dies führt jedoch nicht in jedem Fall auch zu einer schnelleren Entladung des Behälters.

Ein Feuerlöscher der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist aus der DE-AS 11 72 543 bekannt. Bei diesem bekannten Feuerlöscher ist außer halb des Behälters gegenüber dessen Öffnung ein rohrförmiger Behälterkopf angebracht, der sich senkrecht zur Längsachse des Behälters erstreckt und am einen Ende durch einen Deckel verschlossen ist, gegenüber dem der Sprengsatz angeordnet ist. Dieser im Behälterkopf aufgenommene Sprengsatz ist demnach außerhalb des Behälters angeordnet. Aufgrund des äußeren Behälterkopfes ist der Strömungsweg des aus dem Behälter ausströmenden Fluids um 90° abgewinkelt. Die auf den am äußeren Behälterkopf vorgesehenen Deckel wirkende Druckwelle trifft senkrecht zur Längsachse des Behälters auf. Schließlich muß aufgrund der getroffenen Anordnung mit Turbulenzen im Bereich des ausströmenden Fluids gerechnet werden. Im Ergebnis ist somit nur eine begrenzte Entleerungsge schwindigkeit erzielbar.

Aus der DE-AS 11 18 013 ist ein zylindrischer Löschmittelbehälter für Feuer löschzwecke bekannt, dessen Mantel selbst aus zerbrechlichem Material besteht und in dessen Innerem ein elektrisch zündbarer Sprengsatz angeordnet ist. Der Sprengsatz ist in einem Rohr enthalten, das ebenfalls aus zerbrechlichem Mate rial besteht. Nach einer Zündung des Sprengsatzes und dem Zerbersten des Rohres wird somit zunächst der gesamte Innendruck des Behälters erhöht, bis auch dieser Behälter platzt, um die unter Gasdruck stehende Löschflüssigkeit freizugeben.

Ziel der Erfindung ist es, einen Feuerlöscher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Zeit zwischen der Auslösung des Zünders und der voll ständigen Entleerung des Behälters auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Deckel zur Längsachse des Behälters konzentrisch ist, daß der Sprengsatz in einer innerhalb des Behälters angeordneten Kammer aufgenommen ist, die durch das eine Ende eines pyrotechnischen Rohres und ein in dieses eingesetztes Widerlager begrenzt ist, um eine durch den Sprengsatz bewirkte Druckwelle parallel zur Längsachse des Behälters auf den Deckel zu richten, und das andere Ende des pyrotechnischen Rohres im Bodenteil des Behälters befestigt ist.

Aufgrund dieser Ausbildung wird durch die Zündung des Sprengsatzes eine Druckwelle erzeugt, die parallel zur Längsachse des Behälters auf den Deckel trifft und damit hinsichtlich eines möglichst raschen Löschmittelausstoßes durch die Behälteröffnung in der gleichen Richtung wie das im Behälter unter Druck stehende Gas wirkt. Indem der Sprengsatz am einen Ende des am anderen Ende im Bodenteil des Behälters befestigten pyrotechnischen Rohres angeordnet ist, wird der vom Deckel weggerichtete Energieanteil der Druckwelle vom Behälter aufgenommen, ohne die möglichst rasche Entleerung zu behindern.

Der Sprengsatz kann die Kammer vor der Explosion praktisch ganz ausfüllen.

Der Sprengsatz enthält z. B. Bleinitrid.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Behälter im wesentlichen eine zylindrische Form besitzen und das pyrotechnische Rohr längs der Achse des Behälters angeordnet sein.

Der Hals im Bereich der Öffnung des Behälters weist vorteilhafterweise eine durch eine Rotation eines Kreisbogens um die Längsachse des Behälters erzeugte Form auf, wobei das Zentrum des Kreisbogens außerhalb des Behälters liegt. Mit einer derartigen Verformung kann die Entleerung weiter beschleunigt werden. Die einzelnen Druckverluste sind stark vermindert.

Ein Versuch hat gezeigt, daß ein erfindungsgemäßer Feuerlöscher innerhalb von 35 bis 40 Millisekunden nach dem Feststellen des Brandes entleert werden kann, während bei bekannten Löschern hierzu mehr als etwa 75 Millisekunden benötigt werden.

Überdies steht der in den bekannten Löschern enthaltene Stickstoff unter einem Druck von ungefähr 90 Bar. Es hat sich herausgestellt, daß bei einem erfin dungsgemäßen Löscher bereits ein Druck von 60 Bar ausreicht und eine darüber hinausgehende Drucksteigerung die Entleerungszeit nicht mehr spürbar ver kürzt.

Die Erfindung ist in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Löscher, und

Fig. 2 ein Schaubild zur Erläuterung der Eigenschaften des in Fig. 1 gezeigten Löschers.

Im Ausführungsbeispiel ist der Löscher mit Schnellentleerung dazu bestimmt, in einem Lager für explosive Stoffe verwendet zu werden. Er steht mit einem nicht gezeigten Brandmelder in Verbindung, der infrarote und/oder ultraviolette Strahlen empfangen kann. Der Melder steuert die Schnellentladung des Freons, sobald der Brand entdeckt wird.

Der Löscher besteht aus einem metallischen Behälter 10, der mit flüssigen Freon und Stickstoff unter einem Druck in der Größenordnung von 60 Bar steht.

Der Behälter 10 hat hauptsächlich eine zu einer Längsachse 11 axialsymmetrische Gestalt. Sein mittlerer Bereich 12 wird durch einen Zylinder gebildet. Sein vorderer Teil, der Hals 13, erstreckt sich bis zu einer Öffnung 14. In unmittelbarer Nähe der Öffnung 14 weist der Behälter 10 einen weiteren zylindrischen Bereich 15 mit einem Außengewinde zur Montage eines Zerstäubers 16 auf. Unmittelbar vor dem zylindrischen Bereich 15 weist der Hals 13 nach einem zur Längsachse 11 parallelen Bereich die Form eines Kreisbogens auf, dessen Mittelpunkt außerhalb des Behälters 10 liegt. Diese letztgenannte Ausbildungsform erlaubt es, die üblichen Verluste der Entleerung zu verkleinern und damit den Freonausstoß zu erhöhen.

Die Öffnung 14 ist durch einen Deckel 17 verschlossen, der durch eine Membran gebildet ist. Die Membran reißt, wenn ein Sprengsatz 18 gezündet wird. Der Sprengsatz 18 ist im Innern des Behälters 10 in der Nähe des Deckels 17 angeordnet. Im Ausführungs beispiel liegt der Abstand zwischen dem Deckel 17 und dem Rand des Sprengsatzes 18 in der Größenordnung von 6 Millimeter.

Der Sprengsatz 18 ist am vorderen Rand oder Ende 21 eines pyrotechnischen Rohrs 19 angeordnet, das aus einer langen, zur Längsachse 11 konzentrischen Außenröhre 20 besteht. Das vordere Ende 21 der Außenröhre 20 endet in dem zylindrischen Bereich 15 des Behälters 10, während das hintere Ende 22 der Röhre 20 mit dem Bodenteil 23 verbunden ist.

In der Außenröhre 20 ist eine weitere Röhre 24 untergebracht, deren Länge gleich der Differenz zwischen der Länge der Außenröhre 20 und der Länge des Sprengsatzes 18 ist. Der Durchmesser dieser Innenröhre 24 ist genau gleich groß wie der Durchmesser des Sprengsatzes 18, damit dieser am vorderen, ein Widerlager bildenden Rand 25 der Innenröhre 24 befestigt werden kann. Das Ende 21 der Außenröhre 20 ist in der Nähe des Deckels 17 mit einem Deckel 35 verschlossen. Der Sprengsatz 18, der beispielsweise Bleinitrid enthält, ist am Deckel 35 befestigt. Überdies ist der Außendurchmesser des Sprengsatzes 18 etwas kleiner als der Innendurchmesser der Außen röhre 20 an ihrem Ende 21. Der Sprengsatz 18 nimmt praktisch den ganzen Teil einer durch den Deckel 35, eine Seitenwand am vorderen Rand 25 der Innenröhre 24 und durch das Ende 21 der Außenröhre 20 begrenzten Kammer ein.

Der hintere Rand 26 der Innenröhre 24 ist wie das Ende 22 der Außenröhre 20 am Bodenteil 23 des Behälters 10 oder an einem mit ihm verbundenen Teil befestigt. Die Innenröhre 24 enthält elektrische Leiterdrähte 27, die den Sprengsatz 18 mit einem Auslösesystem verbinden, das seinerseits mit dem Melder außerhalb des Behälters 10 in Verbindung steht.

Zur Abstützung des pyrotechnischen Rohrs 19 verbinden radiale Streben 28 im vorderen Teil des zylindrischen Bereichs 12 die äußere Oberfläche der Außenröhre 20 mit der inneren Oberfläche des Behälters 10.

Das Bodenteil 23 weist Stützmittel 30 für das pyrotechnische Rohr 19 und für die Führung der Leiterdrähte 27 auf. Zusätzlich dazu ist eine Vorrichtung 31 vorgesehen, die zum Füllen des Behälters 10 dient und ein Sicherheitsventil gegen Überdruck bildet. Weiter ist ein Druckschalter 32 zum Feststellen des Druck abfalls im Behälter 10 eingebaut. Die Längsachse 11 des Behälters 10 ist üblicherweise senkrecht mit der Öffnung 14 nach unten angeordnet, damit sich das flüssige Löschmittel in der richtigen Entleerungslage befindet.

Die Wirkungsweise wird im folgenden beschrieben. Sobald der Beginn eines Brands festgestellt wird, explodiert der Sprengsatz 18. Die durch die Explosion erzeugte Druckwelle zerreißt den Deckel 17. Durch den Druck des Stickstoffs strömt das Freon schnell aus, und zwar in einer Zeit, die kleiner als 40 Millisekunden ist. Durch seine Entspannung verdampft das Freon.

Die Verkürzung der Entleerungszeit des Freon beruht im wesentlichen auf der Tatsache, daß der durch die Druckwelle wirkende Sprengsatz 18 sich im Innern des Behälters 10 in der Nähe des Deckels 17 befindet. Tatsächlich überlagert sich beim Entleeren des Freon die Energie der Druckwelle dem Druck des Stickstoffs. Außerdem wird dadurch, daß der Deckel 17 in Richtung zur Außenseite des Behälters 10 aufreißt, die Entleerung nicht behindert. Die Energie der Druckwelle, die durch die Explosion freigesetzt wird, wird zum Deckel 17 übertragen und gelenkt, denn der Sprengsatz 18 stützt sich nach hinten am Rand 25 der Innenröhre 24 ab, die damit ein Widerlager bildet. Man beseitigt auch den Rückstoß, der einen Energie verlust zur Folge hätte. Die geringe Entfernung zwischen dem Sprengsatz 18 und dem Deckel 17 sowie die Tatsache, daß der Sprengsatz 18 praktisch die ganze Kammer ausfüllt, trägt ebenfalls weitgehend zu einer Verkürzung der Entleerungszeit bei. Schließlich verkleinert, wie schon er wähnt, der kreisbogenförmige Bereich des Halses 13 die einzelnen Druckverluste, die einer Entleerung des Freon entgegenwirken können. Im Schaubild in Fig. 2 ist auf den Ordinaten der absolute Druck P des Stickstoffs im Behälter 10 in Bar und auf den Abszissen die von der Zündung des Spreng satzes 18 an gerechnete Entleerungszeit t in Millisekunden aufgetragen.

Die Kurve 36 zeigt, daß für einen Druck von 60 Bar die Entleerungszeit 35 Millisekunden beträgt und daß für höhere Drucke der Zeitgewinn vernachlässigbar klein ist. Es ist also unnötig, den Druck des Stickstoffs stark zu erhöhen, um etwa die Entleerungszeit zu verkleinern.

Claims

1. Feuerlöscher mit einem Behälter (10), der ein Löschmittel wie insbesondere eine bei ihrer Entspannung verdampfende Flüssigkeit und ein unter Druck ste hendes Gas wie insbesondere Stickstoff enthält und eine zu seiner Längsachse (11) koaxiale Öffnung (14) besitzt, die durch einen Deckel (17) verschlossen ist, und mit einem nahe am Deckel (17) angeschlossenen Sprengsatz (18) zum Zerreißen des Deckels (17), dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (17) zur Längsachse (11) des Behälters (10) konzentrisch ist, daß der Sprengsatz (18) in einer innerhalb des Behälters (10) angeordneten Kammer (21, 25) aufgenommen ist, die durch das eine Ende (21) eines pyrotechnischen Rohres (19) und ein in dieses eingesetztes Widerlager (25) begrenzt ist, um eine durch den Sprengsatz (18) bewirkte Druckwelle parallel zur Längsachse (11) des Behälters (10) auf den Deckel (17) zu richten, und daß das andere Ende (22) des pyrotechnischen Rohres (19) im Bodenteil (23) des Behälters (10) befestigt ist.

2. Feuerlöscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) im wesentlichen eine zylindrische Form besitzt und daß das pyrotechnische Rohr (19) längs der Achse (11) des Behälters (10) angeordnet ist.

3. Feuerlöscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengsatz (18) die Kammer (21, 25) praktisch ganz ausfüllt.

4. Feuerlöscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß das pyrotechnische Rohr (19) eine Außenröhre (20) umfaßt, deren dem Deckel (17) zugewandtes Ende (21) den Sprengsatz (18) aufnimmt, und daß sich der Sprengsatz (18) am angrenzenden, als Widerlager dienenden Rand (25) einer weiteren, ebenfalls in der Außenröhre (20) enthaltenen Innenröhre (24) ab stützt.

5. Feuerlöscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das pyrotechnische Rohr (19) eine Außenröhre (20) enthält, die einer seits im Bodenteil (23) und andererseits über radiale Streben (28) an der Innenseite des Behälters (10) befestigt ist.

6. Feuerlöscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß der Behälter (10) nahe an seiner Öffnung (14) eine durch eine Rota tion eines Kreisbogens (13), dessen Zentrum außerhalb des Behälters (10) liegt, um die Längsachse (11) erzeugte Form aufweist.

7. Feuerlöscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß er mit Stickstoff unter einem Druck in der Größenordnung von 60 Bar gefüllt ist.