DE3624939C2 - - Google Patents
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- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
- A62C37/08—Control of fire-fighting equipment comprising an outlet device containing a sensor, or itself being the sensor, i.e. self-contained sprinklers
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sprinklerdüse oder eine
Löschdüse für ortsfeste Feuerlöschanlagen mit wenigstens
einer den Durchfluß von Löschflüssigkeit
in Abhängigkeit von deren Druck bestimmenden Austrittsöffnung
mit oder ohne nachfolgendem Sprühteller.
Zur Verhinderung von Brandschäden in großen Gebäuden
wie Warenhäusern, Industrieanlagen, Lagerhallen, Parkhäusern
usw. finden stationäre Feuerlöschanlagen Verwendung,
wobei entsprechend den einschlägigen Vorschriften
ein mehr oder weniger dichtes Netz von
Rohrleitungen mit an deren Ende angeordneten Sprinklerdüsen
oder Löschdüsen (im folgenden wird nur noch
der Ausdruck Sprinklerdüse verwendet, dieser soll
jedoch stets die Löschdüsen mit einschließen) vorgesehen
wird.
Sprinklerdüsen, wie man sie beispielsweise aus den
deutschen Patentschriften 24 28 446, 25 39 703,
26 39 245 oder auch 27 16 544 kennt, werden heutzutage
weltweit vor allem in den drei Größen K 57, K 80 und
K 115 mit Ausflußquerschnitten von ca. 0,7 bzw. 1,0
bzw. 1,4 cm² hergestellt, seltener in anderen Größen.
Die Durchflußkonstante K gibt dabei den Wasseraustritt
Q in Liter/Minute bei 1 bar Überdruck vor der
Sprinklerdüse an. Da die Sprinklerdüsen in einem
Druckbereich von wenigstens etwa 0,5 bar bis etwa 5 bar
Überdruck arbeiten sollen, bemißt sich entsprechend
ihrer heutigen Konstruktionsweise der tatsächliche
Wasseraustritt nach der Formel
wobei
Q = Durchfluß in l/min
K = Durchfluß bei p = 1 bar Überdruck und
p = Überdruck vor der Sprinklerdüse in bar
Q = Durchfluß in l/min
K = Durchfluß bei p = 1 bar Überdruck und
p = Überdruck vor der Sprinklerdüse in bar
bedeuten.
Der Einfluß der Zuströmgeschwindigkeit des Wassers
ist hierbei bewußt vernachlässigt, da die bei den in
Sprinkleranlagen üblichen Rohrabmessungen und Durchflüssen
hierdurch auftretenden Ungenauigkeiten vernachlässigbar
klein sind.
Bei solchen Feuerlöschanlagen führen von der Wasserversorgung
zu den einzelnen Sprinklerdüsen/Löschdüsen ungleichlange
Rohrstrecken, wodurch sich in diesen
unterschiedlichen Druckverluste und damit an den
einzelnen Sprinklerdüsen/Löschdüsen unterschiedliche
Drücke ergeben. Die Wasserversorgung und die Rohrleitungen
werden daher so bemessen, daß sich im
ungünstigsten Fall, d. h. alle in der Wirkfläche
- das ist die Fläche, in der alle darin angeordneten
Sprinklerdüsen/Löschdüsen ausreichend mit Wasser versorgt
werden müssen - befindlichen Sprinklerdüsen/Löschdüsen
sind voll geöffnet, auch bei der über die längste
Rohrstrecke mit der Wasserversorgung verbundenen
Sprinklerdüse/Löschdüse, bei der sich also infolge des
größten Druckabfalls der niedrigste Druck einstellt,
der für ihre einwandfreie Funktion erforderliche
Druck einstellt.
Da alle anderen Sprinklerdüsen der Anlage somit aber
einen höheren als den erforderlichen Druck und damit
auch einen höheren Durchfluß als die am ungünstigsten
plazierte Sprinklerdüse haben, wird die in der gesamten
Wirkfläche der Anlage austretende Wassermenge immer
größer sein als die für diese Anlage theoretisch
erforderliche Wassermenge. So sind beispielsweise
Ungleichförmigkeitsgrade von rund 140% und mehr der
theoretisch erforderlichen Wassermenge üblich. Für
diese erhöhte Wassermenge sind dann aber auch Pumpen,
Rohrleitungen, Wasserbehälter, Energieversorgung usw.
auszulegen, was einer Überdimensionierung dieser
Einrichtungen entspricht und daher den Aufwand unnötig
vergrößert.
Vorstehende Angabe treffen in besonderem Maße auch
für Feuerlösch-Sprühköpfe gemäß der DE-AS 26 13 091
zu, bei denen ein mittels eines Anschlußnippels in
eine Wasserzufuhrleitung eingeschraubtes Deckelteil
unterseitig mit einem trichterförmigen Gehäuseteil
verbunden ist, das in einer konvergierenden Umfangswand
eine Anzahl von Sprühauslässen aufweist, deren
Umfangswandungen zumindest in gewissen Bereichen im
wesentlichen senkrecht zu einer zu besprühenden Oberfläche
verlaufen. Diesen Sprühköpfen liegt nämlich
nicht nur die Aufgabe zugrunde, einen vorbestimmten
Flächenbereich sowohl bei hohen als auch bei niedrigen
Wasserdrücken im wesentlichen gleichmäßig mit
einer bestimmten Wassermenge zu beschicken, sondern
sie sind auch geeignet, bei unterschiedlichen Wasserdrücken
eine das vorgeschriebene Maß übersteigende
Wassermenge in einen bestimmten Umkreis von einer
Stelle unterhalb des Sprühkopfes aus zu versprühen.
Demgegenüber liegt der Erfindung gerade die Aufgabe
zugrunde, den Wasserverbrauch weitgehendst auf die
für eine Feuerlöschanlage jeweils theoretisch erforderliche
Wassermenge zu begrenzen und auch die
für die Bereitstellung des Löschwassers erforderlichen
Einrichtungen an diese Wassermenge anzupassen.
Überraschend wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe
mit einem Sprinkler gemäß den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs lösen läßt.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich,
bis zu 15% Wasser und bis zu 30% Antriebsleistung
sowie erhebliche Installationskosten einzusparen.
Darüber hinaus führt die erfindungsgemäße Ausbildung
des Sprinklers auch noch zur Erzeugung größerer
Tropfen, was gemäß neueren Erkenntnissen den Löscherfolg
der Sprinkler wesentlich erhöht.
Zweckmäßige weitere Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausführungsbeispielen
gezeigt und wird anhand dieser nachfolgend
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in einem Kurvenblatt den Wasseraustritt Q in
Abhängigkeit vom Überdruck p bei Verwendung
herkömmlicher und erfindungsgemäßer Sprinklerdüsen,
Fig. 2 teilweise im Schnitt ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Sprinklerdüse,
Fig. 3 in einem Ausschnitt und im Schnitt eine Variante
zu Fig. 2 in größerem Maßstab,
Fig. 4 ein Beispiel für den Einbau der erfindungsgemäßen
Sprinklerdüse mittels eines T-Stückes,
Fig. 5 eine Einbaumöglichkeit für die Sprinklerdüse
in ein Fallrohr,
Fig. 6 ein Anwendungsbeispiel mit getrennter Anordnung
von Diffusor und Sprinklerdüse unter
Verwendung eines Klemmbügels,
Fig. 7 ein weiteres Beispiel für den Anschluß der
Sprinklerdüse an das Sprinklerrohrnetz unter
Verwendung eines Klemmbügels,
Fig. 8 im Schnitt und in einer Ansicht ein Ausführungsbeispiel
für eine Sprinklerdüse mit
eine Eintritts- aber mehreren Austrittsöffnungen,
Fig. 9 eine gegenüber Fig. 8 geringfügig modifizierte
Sprinklerdüse mit Verschlußelement, Sprühteller
und Auslösevorrichtung,
Fig. 10 ein Beispiel für die Ausbildung der Düse mit
Drallschlitzen und
Fig. 11 in einem weiteren Kurvenblatt das Ergebnis
eines durchgeführten Versuchs.
In dem Schaubild der Fig. 1 ist mittels der anfänglich
ausgezogenen und dann gestrichelten Kurven für
die gebräuchlichen Sprinklerdüsengrößen herkömmlicher
Art, nämlich K57, K80 und K115 über den Überdruck p
in bar die Wasserausflußmenge Q in l/min eingetragen.
Unter Vernachlässigung der Zuströmgeschwindigkeit des
Wassers bestimmt sich die Wasserausflußmenge entsprechend
diesen Kurven bei Überdrücken von 0 bar bis zu
einem vorbestimmten Überdruck nach der Formel
Dadurch, daß der Austrittsdüse der herkömmlichen
Sprinklerdüse gemäß der Erfindung eine weitere kleinere
Düse vorgeschaltet ist und diese beiden Düsen mittels
eines Verbindungsstückes mit sich von der kleineren
zur größeren Düse erweiterndem lichtem Querschnitt
miteinander verbunden sind, entsteht, wie an sich bekannt,
an der kleineren Düse ein Unterdruck, der
bei entsprechender Ausbildung bis auf den Dampfdruck
des Wassers absinken kann. Da bei Sprinkleranlagen
die Wassertemperatur üblicherweise gering und auf
maximal 40°C begrenzt ist, ist der dabei auftretende
Dampfdruck ebenfalls gering, so daß der zusätzliche
Druckunterschied bei Sprinkleranlagen mit 1 bar
angenommen werden kann.
Anstelle eines Düsenkörpers mit je einer einzigen
Ein- und Austrittsdüse kann auch eine solche mit
einer einzigen Eintrittsdüse aber zwei oder mehreren
Austrittsdüse vorgesehen werden. Ebenso ist es aber
auch möglich, einen Düsenkörper mit mehreren Eintrittsöffnungen
bzw. Düsen und nur einer Austrittsöffnung
bzw. Düse oder aber auch einen Düsenkörper mit mehreren
Ein- und Austrittsdüsen bzw. -öffnungen gleicher
oder unterschiedlicher Anzahl vorzusehen.
Von ausschlaggebender Bedeutung ist dabei immer nur,
daß der lichte Gesamtquerschnitt der Eintrittsdüse
bzw. -düsen in dem vorausbestimmten Maße kleiner ist
als der lichte Gesamtquerschnitt der Austrittsdüse
bzw. -düsen, so daß sich an der bzw. den eintrittsseitigen
Düsen der vorgesehene Unterdruck einstellt.
Unter Berücksichtigung dieses Druckunterschiedes
folgt der Wasseraustritt nunmehr der Formel
wobei die Durchflußkonstante
KS den Wasseraustrit in l/min bei 1 bar Druckgefälle
zwischen Eingang und Ausgang der kleineren
Düse bezeichnet und die 1 unter der Wurzel näherungsweise
für den Unterschied zwischen Umgebungsdruck
und Dampfdruck des Wassers steht (diese Formel
ist nicht exakt, da die Zuströmgeschwindigkeit und
der genaue Dampfdruck des Wassers berücksichtigt
werden müßten; für Sprinkleranlagen ist die angenommene
Näherung jedoch ausreichend). Die sich
hieraus ergebenden Wasseraustrittsmengen sind in
Fig. 1 mittels der anfänglich punktierten und
dann ausgezogenen Kurven KS 28, KS 40 und KS 57 angegeben.
Durch das erfindungsgemäße Hintereinanderschalten
zweier unterschiedlicher Düsen ergibt sich somit
aber eine Abhängigkeit des Wasserdurchflusses von
zwei unterschiedlichen Ausflußformeln.
Am Ausgang der direkt am Auslaß der Sprinklerdüse
in Flußrichtung abwärts angeordnete Düse herrscht
atmosphärischer Druck, sie läßt das Wasser nach der
Gesetzmäßigkeit
austreten. An der in
Flußrichtung aufwärts angeordneten kleineren
Düse fällt der Druck des Wassers mit steigendem
Durchfluß so lange, bis der Dampfdruck des Wassers
erreicht ist. Von diesem Zeitpunkt an und erst von
diesem Zeitpunkt an folgt nun der Wasseraustritt
der Formel
Ein Beispiel für den
gemessenen Verlauf des Durchflusses einer erfindungsgemäßen
Düse ist in Fig. 1 durch die dick
ausgezogene Linie entsprechend den Kurven K 80/
KS 40 wiedergegeben. Selbstverständlich sind durch
entsprechende Ausbildung bzw. Wahl der Düsenquerschnitte
nahezu beliebig viele Kombinationen von
K- und KS-Kurven möglich, wobei sich aus der
Fig. 1 ablesen läßt, daß der Wasseraustritt
immer derjenigen Formel
folgt, die den geringeren Wasseraustritt ergibt.
Da nach den gültigen Regeln für Sprinkleranlagen
und Sprühwasserlöschanlagen der Überdruck an der Wasseraustrittsdüse
mindestens 0,5 bar betragen soll,
erweist es sich auch als zweckmäßig, die Anordnung
und Ausbildung so zu wählen, daß der Schnittpunkt
der K- und KS-Kurven, also der Knickpunkt der kombinierten
Durchflußkurve, so zu liegen kommt, daß
er stets bei oder unter 0,5 bar Überdruck liegt, was
den Vorteil ergibt, daß man bei der praktischen Anwendung
nur mit der Formel
zu rechnen braucht und diese sich auch leicht in bereits
bestehende EDV-Programme für die Rohrnetzberechnungen
einfügen läßt.
Die Sprinklerdüse 1 der Fig. 2 weist in herkömmlicher
Weise den Anschlußzapfen 5 mit Anschlußgewinde 2
sowie den Bügel 3 mit Sprühteller 4 auf. Die noch
üblichen Verschluß- und Auslöseelemente sind nicht
dargestellt. Der Anschlußzapfen 5 weist die zylindrische
Ausnehmung 7 auf, deren Querschnitt am unteren
Ende zu der Austrittsöffnung 6 verengt ist, an die
sich austrittsseitig die ringzylindrische Erweiterung
25 anschließt. In der zylindrischen Ausnehmung 7
ist mit seinem Ringbund 23 auf dem Anschlußzapfen 5
aufsitzend der Venturieinsatz 8 angeordnet, der in
seiner Länge so bemessen ist, daß zwischen der Austrittsöffnung
6 und dem Diffusor 12 die als Drossel
wirkende Wirbelkammer 9 gebildet ist. Der Venturieinsatz
8 weist an seinem Eingang 10 die Eintrittsöffnung
11 auf und ist am eingangsseitigen Ende
abgerundet, beispielsweise mit einem Radius r = d/3.
Die Eintrittsöffnung 11 geht, vorzugsweise mit einer
Ausrundung, in den Diffusor 12 über, der hier beispielsweise
einen Erweiterungswinkel von ca. 8°
aufweisen soll. Die an den Diffusor anschließende
Erweiterung 14 weist hier beispielsweise einen Erweiterungswinkel
von ca. 60° auf und beginnt etwa an
der Stelle, an der der lichte Querschnitt des Diffusors
etwa 80% des lichten Querschnittes der Austrittsöffnung
6 beträgt. Der Übergang 13 vom Diffusor
12 zur Erweiterung 14 ist hier abgerundet.
Bei der Variante gemäß Fig. 3, bei welcher für gleiche
Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind,
ist der Venturieinsatz 8 mit seiner ganzen Längserstreckung
in der zylindrischen Ausdehnung 7 des Anschlußstopfens
5 bzw. in dem den Übergang zum Bügel 3
bildenden Ringbund 24 angeordnet, wobei der Venturieinsatz
8 im Prinzip demjenigen der Fig. 2 entspricht,
also mit abgerundetem Eingang 10 in die
zylindrische Eingangsöffnung 11 sowie mit einem
Erweiterungswinkel von ca. 8° ausgebildeten Diffusor
12 und an diesen anschließende Erweiterung 14 mit
einem Erweiterungswinkel von ca. 30° ausgebildet
ist. Der Übergang von der Eingangsöffnung 11 zum
Diffusor 12 wie auch der Übergang 13 vom Diffusor
12 zur Erweiterung 14 sind auch hier entsprechend
abgerundet. Im Unterschied zu Fig. 2 ist die zylindrische
Länge der Austrittsöffnung 6 hier wesentlich
kürzer und schließt sich an die zylindrische Austrittsöffnung
6 die konische bzw. die kegelige Erweiterung
22 an. Die Ausnehmung 7 geht mittels des Ringkragens
oder dergleichen 21 in die Austrittsöffnung 6 über,
wobei die ebene Fläche 20 des Ringkragens 21 senkrecht
zur Strömungsrichtung ausgebildet ist und scharfkantig
in die zylindrische Austrittsöffnung 6 übergeht.
Der in Zusammenhang mit der Fig. 1 erwähnte Schnittpunkt
der K- und KS-Kurven, d. h. der Knickpunkt der
tatsächlichen Durchflußkurve, ergibt sich bei dem
dort als vorteilhaft bezeichneten Überdruck von
0,5 bar oder darunter, wenn die Ausrittsöffnung 6
etwa den doppelten lichten Querschnitt wie die Eintrittsöffnung
11 aufweist.
Die Wirbelkammer 9 soll hier einen Durchmesser von etwa
dem 1,2fachen des Durchmessers der Austrittsöffnung
6 haben, ihre Länge etwa ¹/₃ ihres Durchmessers betragen.
Infolge der zwischen der kleineren Eintrittsöffnung
11 und der größeren Austrittsöffnung 6 stattfindenden
Druckerhöhung erfolgt eine Rückgewinnung von Druckenergie
durch Herabsetzung der Geschwindigkeitsenergie.
Die Austrittsgeschwindigkeit des Löschmediums ist daher
wesentlich geringer als bei herkömmlichen Sprinklerdüsen.
Dies hat den Vorteil, daß sich infolge der verringerten
Austrittsgeschwindigkeit im Vergleich zu herkömmlichen
Sprinklerdüsen größere Tropfen bilden. Gemäß Fire Safety
Journal, 9 (1985), 157-163, soll die Tropfengröße
proportional zu (Düsendurchmesser: Austrittsgeschwindigkeit)2/3
sein. Durch Wahl des Durchmesserverhältnisses
kann die Austrittsgeschwindigkeit fast beliebig verringert
werden und damit der Durchmesser der sich beim
Austritt aus der Sprinklerdüse bildenden Tropfen in Übereinstimmung
mit den Ergebnissen neuerer Untersuchungen,
daß die Tropfengröße für den Löscherfolg von wesentlicher
Bedeutung ist, maßgeblich in der gewünschten
Weise beeinflußt werden, was einen wesentlichen
Vorteil der erfindungsgemäßen Sprinklerdüse darstellt.
Die konische bzw. kegelige Erweiterung 22 - die
selbstverständlich in vielfältiger Weise variiert
werden kann - bewirkt, insbesondere in Verbindung
mit einer möglichst kurzen Erstreckung der zylindrischen
Austrittsöffnung 6, daß ein geringer Teil
des Wasserstroms, und zwar in dessen Randbereich,
sich in Form feiner bzw. kleiner Tropfen vom Hauptstrahl
ablöst. Dies geschieht dadurch, daß das Wasser
durch die seitliche Zuströmung elastisch komprimiert
wird und nach Passieren der Austrittsöffnung 6
seitlich expandieren kann. Die Sprinklerdüse erzeugt
damit in vorteilhafter Weise gleichzeitig kleine und
große Tropfen, nämlich in einem verhältnismäßig kleinen
Randbereich kleine Tropfen, die im Ernstfall die
Rauchgastemperatur senken bzw. die Umgebung kühlen,
sowie im überwiegenden zentralen Bereich große Tropfen,
die die Löschwirkung nachhaltig verbessern.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für den Einbau einer
Variante der Sprinklerdüse gemäß den Fig. 2 und 3
in ein T-Stück 15 einer Sprinklerrohrleitung 16 durch
Einschrauben mittels des Anschlußgewindes 2, wobei
auch hier wieder gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind.
Im Unterschied dazu ist die gleiche Sprinklerdüse
gemäß Fig. 5 in das Fallrohr 17 einer Sprinklerrohrleitung
eingebaut, d. h. eingeschraubt. Ein Einbau
in ein Steigrohr oder in ein beliebig gerichtetes
Abgangsrohr ist aber selbstverständlich auch möglich.
Die Möglichkeit der getrennten Anordnung von Sprinklerdüse
und Diffusor, d. h. die räumlich getrennte Anordnung
von Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung, zeigt
die Fig. 6. Die Sprinklerdüse kann dabei in herkömmlicher
Weise ausgebildet sein. Der in einem für den
Anschluß von Sprinklerdüsen an sich bekannten Klemmbügel
18 angeordnete Venturieinsatz 8 ist auch hier
auf die gewählte Sprinklerdüsengröße abgestimmt. Die
Drossel bzw. Wirbelkammer 9 ist durch den verbleibenden
Hohlraum bzw. das Rohrstück 19 ergänzt. Da beim
Diffusor 12 der Querschnitt eingeschnürt ist, lassen
sich auch dessen Außenabmessungen klein halten.
Entsprechend ist nur eine verhältnismäßig kleine
Anschlußbohrung erforderlich, was die Anbringung und
Abdichtung erleichtert.
Den Einbau einer Sprinklerdüse gemäß Fig. 2 mit
eingebautem Diffusor 12 und mit Drossel unter Verwendung
eines Klemmbügels 18 ist in Fig. 7 gezeigt.
Auch hier ist die Anbringung und Abdichtung einfach
und problemlos.
Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der Fig. 2
bis 7 sind bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8
die Eintrittsöffnung 11 und die Austrittsöffnung
6 in dem gemeinsamen Düsenkörper 26 mit Anschlußgewinde
2 vereinigt. Die Austrittsöffnung 6
ist dabei in Form von vier gleichmäßig über den Umfang
verteilt angeordneten Bohrungen 6′ ausgebildet,
deren Achse gegenüber der Mittelachse des Düsenkörpers
einen Winkel von 15° aufweist. Die Anordnung
ist dabei so getroffen, daß sich die Mittellinien
28 der Bohrungen 6′ mit der, mit der Düsenkörperachse
zusammenfallenden, Mittellinie 29 der Eintrittsöffnung
11 im Bereich deren Längserstreckung treffen. Die den
freien Durchtritt der Löschflüssigkeit verhindernde
Drosselteile bzw. Wirbelkammer 9 ist durch das zentrale
Mittelteil 27 des Düsenkörpers 26 gebildet.
Die Verbindung eines gegenüber der Fig. 8 geringfügig
modifizierten Düsenkörpers 26 mit dem Verschlußkörper
30, dem Auslösemechanismus 31 und dem
Sprühteller 4 zu einem Sprinkler 1 ist in Fig. 9
gezeigt.
Der Düsenkörper 26 weist gegenüber demjenigen der
Fig. 8 an seinem unteren äußeren Ende den Ringbund
32 sowie das für die Aufnahme des Verschlußkörpers
30 und die Hindurchführung der Verbindungsstange
33 zwischen Sprühteller 4 und Verschlußkörper
30 etwas anders gestaltete und mit der zentralen
Bohrung 34 versehene zentrale Mittelteil 27 auf.
In der gezeigten Bereitschaftsstellung des Sprinklers
1 befindet sich der Verschlußkörper 30 mit Ringdichtung
35 an der Stelle des engsten Querschnitts,
nämlich im Bereich der Eintrittsöffnung bzw. -düse 11,
wo er über die Verbindungsstange 34 und den Sprühteller
4 durch die Teile 36, 37 und 38 des Auslösemechanismus
31 bis zum in Funktion treten im Brandfall
gehalten ist. Das hat den wesentlichen Vorteil,
daß der Verschlußkörper 30 nur verhältnismäßig kleine
Querschnittsabmessungen aufzuweisen braucht, so
daß auf ihn durch den Druck der Löschflüssigkeiten
nur eine verhältnismäßig geringe Kraft ausgeübt wird
und er somit leicht in seiner Schließstellung gehalten
werden kann. Dies hat auch den weiteren Vorteil,
daß die Verwendung von schnellansprechenden Auslöseelementen,
wie beispielsweise ein Schmelzlotauslöseelement
oder dergleichen, oder aber so wie in Fig. 9
gezeigt ein als Glasampulle 38 ausgebildetes Auslöseelement
Verwendung finden kann.
Wird im Brandfall die Glasampulle 38 durch die auftretende
Hitze zerstört, so können die Klammern 36
und 37 mit ihren unteren Enden nach innen schwenken,
wodurch sich ihre oberen Enden vom Ringbund 32 lösen.
Durch die mit Überdruck im Rohrnetz befindliche
Löschflüssigkeit wird nunmehr der Verschlußkörper 30
und mit ihm über die Verbindungsstange 33 der Sprühteller
4 aus der Schließstellung in die Offenstellung
verschoben, in welcher der Verschlußkörper 30 in der
ringförmigen Vertiefung 39 des zentralen Mittelteils
27 aufsitzt, und die Löschflüssigkeit kann ausströmen.
Durch die Stirnfläche des Verschlußkörpers 30
wird dabei auf die Löschflüssigkeit eine quergerichtete
Verteilwirkung im Sinne einer Verwirbelung bzw. Drosselung
ausgeübt.
Um die Allgemeingültigkeit des der Erfindung zugrundeliegenden
Prinzips der Kombination zweier verschiedener
Durchflußkonstanten durch Vorschalten einer kleineren
Düse vor die Austrittsdüse Erweiterung des
Querschnitts hinter der kleineren Düse sowie Verhinderung
des freien Durch- bzw. Austritts des aus der
kleineren Düse austretenden Strahls durch einen stabilen
Widerstand zu belegen, wurde ein Düsenkörper
26 der Fig. 9 samt Verschlußkörper 30 mit Ringdichtung
35, Verbindungsstange 33 und Sprühteller 4 hergestellt
und geprüft. Bei der Herstellung des Düsenkörpers
26 wurde wie folgt verfahren:
Ein Stück Rundmaterial von 41 mm Länge und einem
Durchmesser von 35 mm wurde unter Belassung bzw.
Ausbildung des Ringbundes 32 außenseitig auf 30 mm
Durchmesser abgedreht bzw. auf einer Länge von 20 mm
mit einem Gewinde R 3/4″ versehen. Vom gewindeseitigen
Ende her wurde unter Belassung des für die Aufnahme
des Verschlußkörpers 30 mit der ringförmigen
Vertiefung 39 versehene zentralen Mittelteils 27
ein Sackloch von 10 mm Durchmesser gebohrt. Vom anderen
Ende her wurden gleichmäßig über den Umfang
verteilt vier Bohrungen von 8 mm Durchmesser unter
einem Winkel von 15° zur Mittelachse 29 des Düsenkörpers
26 gebohrt, so daß sich deren Mittellinie
28 und die Mittellinie 29 des Düsenkörpers 26
bzw. der Eintrittsöffnung 11 im Bereich deren
Längserstreckung kreuzen. In die zentrale Bohrung
wurde ein Verschlußkörper 30 mit Ringdichtung 35
gemäß Fig. 9 eingesetzt und mittels einer Verbindungsstange
33 durch eine Bohrung 34 im zentralen
Mittelteil 27 hindurch mit einem Sprühteller 4
verbunden. Der kegelstumpfförmige Teil des Verschlußkörpers
30 wurde mit 30° Kegelwinkel und die Stirnfläche
mit einem Durchmesser 6 mm ausgebildet.
Mit dem so beschriebenen Düsenkörper 26 wurden in
geöffnetem Zustand, also mit auf dem zentralen Mittelteil
27 aufsitzendem Verschlußkörper 30, Durchflußmessungen
durchgeführt, die auf Anhieb die aus
dem Meßprotokoll der Fig. 11 ersichtlichen völlig
einwandfreien und brauchbaren Ergebnisse ergaben,
d. h. die Durchflußmenge entsprach bis zu einem Überdruck
von etwa 0,5 bar der Kurve K 115 und danach
bei größerem Überdruck der Kurve KS 57 der Fig. 1.
Durch die Möglichkeit der Verwendung schnell ansprechender
Auslöseelemente eignet sich der erfindungsgemäße
Sprinkler der Fig. 9 vorteilhaft als sogenannter
ESFR-Sprinkler, wobei die Buchstaben ESFR
den Anfangsbuchstaben der in der einschlägigen Branche
üblichen englischen Bezeichnung
Early Surpression - frühe Unterdrückung und
Fast Response - schnelles Ansprechen
Fast Response - schnelles Ansprechen
entsprechen.
Die bekannten ESFR-Sprinkler erzielen die zur frühen
Unterdrückung erforderlichen großen Tropfen
durch große Austrittsöffnungen und niedrigen Versorgungsdruck.
Beispielsweise werden K 160- und
neuerdings sogar K 225-Sprinkler benutzt, die mit
einem entsprechenden niedrigen Versorgungsdruck
betrieben werden. Für diese Sprinkler müssen die
Versorgungsrohre speziell, nämlich mit verhältnismäßig
großem Durchmesser, ausgelegt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Sprinkler der Fig. 9, der
in der gezeigten Anordnung gleichzeitig einen hängenden
Trockensprinkler darstellt, steht ein ESFR-Sprinkler
zur Verfügung, der sowohl in bereits vorhandenen
Rohrnetzen und insbesondere auch in solchen mit erhöhtem
Druck betrieben werden kann, was außer den
schon erwähnten Vorteilen auch zu einer Reduzierung
des Aufwandes für die Rohrleitungen führt.
Es versteht sich, daß zahlreiche weitere Ausführungsformen
für die erfindungsgemäße Sprinklerdüse sowie für
dessen Einbau möglich sind. Zweckmäßig erfolgt die
Anordnung und Ausbildung so, daß neben einer absolut
sichere Funktion auch eine kompakte Form erreicht
wird, was dadurch möglich ist, daß die Düsenkombination
in den Sprinkler eingebaut oder als Bestandteil
der Sprinklerdüse ausgebildet wird.
Eine vorteilhafte Wirkung ergibt sich, wenn, wie in
Fig. 10 in einem Schnitt und in einer Draufsicht
gezeigt, der Eintrittsöffnung bzw. -düse 11 tangential
verlaufende Zuläufe 40 zugeordnet werden und der Eintritt
mäßig abgerundet wird. Durch diese Maßnahme wird
ein Drall erzeugt, der den kegelförmigen Austritt des
Wassers aus der Eintrittsöffnung 11 bewirkt. Dies
gestattet es, den Erweiterungswinkel des Diffusors 12
zu vergrößern, wodurch die Baulänge der erfindungsgemäßen
Einrichtung bei gleichen Durchmesserverhältnissen
verringert werden kann. Da ein Teil der Energie
der Löschflüssigkeit in Drallenergie umgewandelt wird
und der Austritt des Wassers wie bei einer Vollkegeldüse
erfolgt, ergeben sich für gleiche Durchflüsse
größere Querschnitte für die Eintrittsöffnung 11 und
die Austrittsöffnung 6.
Eine sichere Füllung des Diffusorteils 12 kann desweiteren
auch dadurch erreicht werden, daß ein Teil
des Wassers durch die um die Austrittsöffnung 6 umlaufende
senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnete
ebene Ringfläche 20 zurückgeworfen wird, womit die
Füllung des Diffusors 12 gesichert ist. Gleichzeitig
wird dadurch die Geschwindigkeitsenergie, die nicht
für die Druckumwandlung benötigt wird, durch Verwirbelung
verbraucht. Eine entsprechende Ausbildung ist
den Fig. 2 und 3 zu entnehmen, wo der lichte
Querschnitt der Austrittsdüse 6 durch die ringkragenförmige
Verengung 21 bewirkt ist. Diese ringkragenförmige
Verengung 21 kann dabei so, wie in den Fig. 2
und 3 gezeigt, mit der Abschrägung 22 versehen
sein, jedoch kann die Austrittsöffnung 6 auch
über die volle Höhe des Ringkragens 21 zylindrisch
ausgebildet sein.
Claims (12)
1. Sprinkler- oder Löschdüse für ortsfeste Feuerlöschanlagen,
mit wenigstens einer den Durchfluß
von Löschflüssigkeit in Abhängigkeit von deren
Druck bestimmenden Austrittsöffnung, dadurch
gekennzeichnet, daß der Austrittsöffnung oder den
Austrittsöffnungen (6) eine oder mehrere Eintrittsöffnungen
(11) vorgeschaltet ist oder sind, deren
lichter Gesamtquerschnitt um ein vorbestimmtes Maß
kleiner ist als der lichte Gesamtquerschnitt der
Austrittsöffnung oder -öffnungen (6), und daß
zwischen Eintrittsöffnung(en) (11) und Austrittsöffnung(en)
(6) ein oder je ein Verbindungsstück
mit sich von der Eintrittsöffnung (11) nach der
Austrittsöffnung (6) zumindest auf einem Teil
seiner Länge zunächst diffusionsartig erweiterndem
lichtem Querschnitt und einem darauffolgenden eine
Drosselstelle (9) bildenden Bereich angeordnet ist.
2. Sprinkler- oder Löschdüse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (9) als
Bereich großen lichten Querschnitts ausgebildet
ist.
3. Sprinkler- oder Löschdüse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Austrittsöffnung
(6) eine Drosselscheibe vorgeschaltet ist.
4. Sprinkler- oder Löschdüse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (9) als
zylindrisches Rohrstück vorbestimmter Länge
ausgebildet ist.
5. Sprinkler- oder Löschdüse nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Eintrittsöffnung(en)
(11), Austrittsöffnung(en) (6) und
Verbindungsstück(e) mit kreisförmigem lichtem
Querschnitt ausgebildet sind.
6. Sprinkler- oder Löschdüse nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung(en)
(11) mit außermittigen, vorzugsweise
tangentialen Drallschlitzen oder Zuläufen (40)
versehen ist oder sind.
7. Sprinkler- oder Löschdüse nach einem der Ansprüche
1 bis 6, mit einer zentralen Austrittsöffnung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung
(6) einen sich nach innen erstreckenden Ringkragen
(21) aufweist, der nach der Seite der Eintrittsöffnung
(11) zu mit zur Strömungsachse vorzugsweise
senkrechter ebener Fläche (20) und scharfkantigem
innerem Rand ausgebildet ist.
8. Sprinkler- oder Löschdüse nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ringkragen (21) austrittsseitig
mit einer vorzugsweise kegeligen oder
konischen Erweiterung (22) versehen ist.
9. Sprinkler- oder Löschdüse nach einem der Ansprüche
1 bis 6 mit mehreren Austrittsöffnungen, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den Austrittsöffnungen
(6) eine zentrale Stauplatte (27) ausgebildet
ist.
10. Sprinkler- oder Löschdüse nach einem der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung(en)
(11) eintrittsseitig abgerundet sind.
11. Sprinklerdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
mit einem über einen Auslösemechanismus mit einem
Sprühteller verbundenen Verschlußelement, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (30) in
der Eintrittsöffnung (11) angeordnet ist.
12. Sprinklerdüse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stauplatte (27) für die Aufnahme
eines nach der Eintrittsseite zu kegelstumpfförmigen
Verschlußelementes (30) ausgebildet ist,
der in Bereitschaftsstellung mittels einer durch
die Stauplatte (27) hindurchgeführten und an einem
Sprühteller (4) befestigten Verbindungsstange (33)
die Eintrittsöffnung (11) verschließend in dieser
gehalten ist.
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