DE3624939C2 - - Google Patents

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

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

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.