DE4236545C1 - Löschdüse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Löschdüse für Löschanlagen, insbesondere für dampfförmige Stoffe, die bei den Drücken, für die das Löschsystem ausgelegt ist, nicht verflüssigt sind, speziell für Gase, die überwiegend Edelgase, wie z. B. Argon, enthalten oder Argon selber.

Bei Löschsystemen für dampfförmige Löschmittel ist festgelegt, innerhalb welcher Zeit die Sauerstoffkonzentration im Raum auf den zur Löschung des Brandes notwendigen verringerten Wert herabgesetzt werden muß. Da die Verringerung der Sauerstoffkonzentration im wesentlichen durch die Verdrängung von Luft erreicht werden muß, muß in der geforderten Zeit nicht nur das Löschmittel in ausreichender Menge zugeführt werden, sondern die Raumluft muß auch in ausreichender Menge abgefördert werden. Bei den bisher üblichen Löschanlagen, die zum Beispiel mit Kohlendioxid betrieben werden, stellte dies kein Problem dar, weil hier der dampfförmige Stoff relativ gleichmäßig ausströmt, so daß einerseits die erforderliche Löschzeit eingehalten wird, andererseits für die Raumluft genügend Zeit zum Entweichen zur Verfügung steht. Dies gilt auch für die bisher üblichen mit Halon betriebenen Löschanlagen. Letztere dürfen künftig nicht mehr verwendet werden, so daß ein Bedarf zum Einsatz alternativer dampfförmiger Löschmittel entsteht. In Frage kommen hier vor allen Dingen argonhaltige Löschmittel. Für diese ist das gesamte Leitungsnetz auf deutlich höhere Betriebsdrücke (z. B. bei Argon nach Druckbehälterverordnung 300 bar) auszulegen als beispielsweise bei CO₂-Löschanlagen. Dies bedeutet zusätzlichen Aufwand. Andererseits führt die Anwendungsweise von derartig erhöhten Drücken zu extrem hohen Strömungsgeschwindigkeiten, so daß in dem mit dem Löschgas gefluteten Raum kurzzeitig ein sehr hoher Druck entsteht. Der Druckstoß im Raum ist so groß, daß ohne besondere Maßnahmen zur Abfuhr der durch das Löschgas verdrängten Raumluft erhebliche Gebäudeschäden auftreten können.

Dies könnte vermieden werden, indem im Raum druckbelastete Auslaßöffnungen vorgesehen werden. Die unter den gegebenen Bedingungen der Druckzufuhr und der notwendigen Dimensionierung der Druckleitungen erforderlichen Druckentlastungsöffnungen im Raum würden jedoch erhebliche Flächen in den Raumwänden beanspruchen. Bei innenliegenden Räumen wäre zusätzlich die Anbringung von Entlüftungsschächten erforderlich. Der hiermit verbundene Aufwand wird als nicht vertretbar angesehen.

Aufgabe der Erfindung war es daher, die Zufuhr des Löschgases zu dem Raum so zu gestalten, daß auch ohne die Anbringung von groß-dimensionierten Druckentlastungsöffnungen im Raum unvertretbar hohe Drücke im Raum bei Zufuhr des Löschgases vermieden werden.

Die Aufgabe könnte zum Beispiel durch im Rohrleitungsnetz vorgesehene Installationen zur Einstellung der Durchflußmenge an Löschgas gelöst werden. Hierzu wären aber zusätzliche Installationen im Rohrleitungsnetz erforderlich, was bei der Auslegung auf die hohen Betriebsdrücke aus Sicherheitsgründen und aus wirtschaftlichen Gründen möglichst vermieden werden soll.

Es ist daher insbesondere Aufgabe der Erfindung, nicht nur unzulässig hohe Drücke ohne groß-dimensionierte Druckentlastungsöffnungen im Raum zu vermeiden, sondern möglichst auch keine zusätzlichen Installationen durchführen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Löschdüse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Löschdüse besteht zunächst in ans ich bekannter Weise aus einem Gehäuse mit einer Zuführöffnung für das gasförmige Löschmittel und einer Auslaßöffnung, die dem mit dem Löschmittel zu flutenden Raum zugewandt ist. Um in dem zu flutenden Raum nach Öffnung des Reservoirs für das Löschgas den unerwünschten Druckanstieg zu vermeiden, ist an der Auslaßöffnung die Ausströmfläche automatisch und druckabhängig einstellbar. Die Ausströmfläche wird bei dem nach Öffnung des Druckreservoirs auftretenden hohen Druck an der Düse automatisch so eingestellt, daß sie relativ klein gegenüber der bei abnehmendem Druck eingestellten Fläche ist. Der anfänglich sehr hohe Druck nimmt mit der Zeit nach Öffnung des Druckreservoirs nahezu exponentiell ab.

Erfindungsgemäß soll die Ausströmfläche so geregelt werden, daß aus der Düse möglichst ein konstanter Massenstrom ausströmt.

Die erfindungsgemäße Löschdüse kann im Gehäuse beweglich angeordnete Mittel aufweisen, die mit einem ersten Abschnitt in den Bereich der Auslaßöffnung hineinreichen, wobei zwischen diesem ersten Abschnitt und der Auslaßöffnung die Ausströmfläche gebildet wird.

Die im Gehäuse angeordneten Mittel weisen erfindungsgemäß einen zweiten Abschnitt auf, an dem kraftausübende Einrichtungen angreifen können. Als kraftausübende Einrichtungen kommen sämtliche zum Beispiel sensorgesteuerte Regeleinrichtungen mechanischer, pneumatischer, elektromagnetischer Art oder Kombinationen hiervon in Frage.

Die kraftausübenden Einrichtungen sind insbesondere so ausgebildet, daß die ersten Abschnitte der im Gehäuse angeordneten bewegbaren Mittel bei hohem Druck an der Zuführöffnung für Löschmittel zur Bildung einer relativ geringen Ausströmfläche auf die Auslaßöffnung zu bewegt sind. Demgegenüber sind die ersten Abschnitte der im Gehäuse angeordneten bewegbaren Mittel bei geringem Druck zur Bildung einer relativ großen Ausströmfläche von der Auslaßöffnung weg bewegt. Insbesondere wird durch die Formgebung der ersten Abschnitte der im Gehäuse angeordneten Mittel mit abnehmendem Druck die Ausströmfläche so vergrößert, daß der Massenstrom durch die Ausströmfläche weitgehend konstant ist.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Löschdüse sowie ein Ausführungsbeispiel einer Löschdüse wird anhand der beigefügten Abbildungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm des Druck-Zeitverlaufes mit schematisch dargestellten Druckverläufen, wie sie nach dem Stand der Technik bzw. mit der erfindungsgemäßen Löschdüse erreicht werden;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Löschdüse.

Nach Öffnen des Löschmittelvorratsbehälters steigt der Druck im Rohrleitungssystem schlagartig an und nimmt dann nach einer Exponentialfunktion mit der Zeit ab. Dies ist in der strichpunktierten Linie 12 dargestellt, wobei die auftretende Druckspitze in dem Diagramm nicht mehr eingetragen ist. Ohne besondere Maßnahmen würde die im Rohrleitungssystem auftretende Druckspitze auch in dem zu flutendem Raum auftreten. Diese Druckspitze soll vermieden werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Ausströmfläche an der Düse, also die dem Raum zugewandte Öffnung der Düse, druckabhängig eingestellt wird. Bei hohem Druck im Rohrleitungssystem wird die Ausströmfläche relativ verkleinert; hierdurch strömt in den Raum ein kleinerer Massenstrom als bei vollständig geöffneter Düse. Demgegenüber wird bei abfallendem Druck im Rohrleitungssystem die Ausströmfläche an der Düse vergrößert, so daß relativ gesehen auch der Massenstrom zunimmt. Durch diese Maßnahme stellt sich während der geforderten Löschzeit t₁ ein annähernd linearer Druckverlauf im Raum dar, der nach vollständiger Öffnung der Düse in einen exponential abnehmenden Druckverlauf einmündet. Dies ist in der durchgezogenen Kurve 13 dargestellt.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Löschdüse. Die Düse weist ein Gehäuse 1 auf, in dem eine Zuführöffnung für Löschmittel 2 und eine Auslaßöffnung 3 angeordnet ist. In dem Gehäuse ist ein bewegbares Mittel 5 angebracht, das mit einem ersten Abschnitt 6 in den Bereich der Auslaßöffnung 3 hineinreicht, so daß zwischen der Auslaßöffnung 3 des Gehäuses 1 und dem ersten Abschnitt 6 des Mittels 5 eine Ausströmfläche 4 gebildet wird. Das Mittel 5 weist einen zweiten Abschnitt 7 auf, an dem ein kraftausübendes Mittel, hier eine Druckfeder 10, angeordnet ist. Das Mittel 5 wirkt über die Flächen 11 als Differenzdruckkolben, so daß in Verbindung mit der Druckfeder 10 bei hohem Druck eine Bewegung des Mittels 5 in Richtung des Pfeiles 8, bei geringerem Druck eine Bewegung in Richtung des Pfeiles 9 erfolgt. In einer speziellen vorteilhaften Ausführung ist das Mittel 5 in der Stellung der kleinsten Ausströmfläche arretiert, so daß sichergestellt ist, daß bei hohem Druck im Rohrleitungssystem nur eine relativ geringe Menge aus der Düse ausströmen kann. Durch den Druckanstieg wird insbesondere ein pneumatisches Verriegelungselement 14 freigegeben. Das Verriegelungselement 14 besteht zum Beispiel aus einem Kolben 16, einer Druckfeder 17 und einer Halterungskappe 15. Nach dem Druckanstieg ist der Kolben 16 in Richtung des Pfeiles 18 bewegt. Die Druckfeder 17 ist so gewählt, daß auch bei verringertem Druck das Entriegelungselement entriegelt bleibt, so daß bei abnehmendem Druck das Mittel 5 in Richtung des Pfeiles 9 bewegt werden kann.

Anstelle des Drucks in der Zuführöffnung für das Löschmittel kann auch die Regelung mittels des Drucks im Raum erfolgen.

Claims (8)

1. Löschdüse, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Zuführöffnung für Löschmittel und einer Auslaßöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß an der Auslaßöffnung (3) die Ausströmfläche (4) automatisch und druckabhängig veränderbar ausgeführt ist.

2. Löschdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) bewegliche Mittel (5) angeordnet sind, die mit einem ersten Abschnitt (6) in den Bereich der Auslaßöffnung (3) hineinreichen, so daß zwischen diesem ersten Abschnitt (6) und der Auslaßöffnung (3) die Ausströmfläche (4) einstellbar ausgebildet ist.

3. Löschdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gehäuse (1) angeordneten Mittel (5) einen zweiten Abschnitt (7) aufweisen, an dem kraftausübende Einrichtungen (10, 11) angeordnet sind.

4. Löschdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftausübenden Einrichtungen (10, 11) so ausgebildet sind, daß bei hohem Druck an der Zuführöffnung (2) die ersten Abschnitte (6) der im Gehäuse (1) angeordneten beweglichen Mittel (5) zur Bildung einer relativ geringen Ausströmfläche (4) auf die Auslaßöffnung (3) zu bewegt sind, während bei geringerem Druck die ersten Abschnitte (6) zur Bildung einer relativ größeren Ausströmfläche (4) von der Auslaßöffnung (3) weg bewegt sind.

5. Löschdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftausübenden Mittel (10, 11) als federbelasteter Differenzdruckkolben ausgeführt sind.

6. Löschdüse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Druckes an der Zuführöffnung (2) der Druck im mit dem Löschmittel gefluteten Raum zur Regelung verwendet ist.

7. Löschdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (1) ein Verriegelungselement (14) angebracht ist, das die beweglichen Mittel (5) so arretiert, daß bei an der Zuführöffnung (2) einströmendem Löschmittel die Ausströmfläche (4) auf den geringsten Wert eingestellt ist.

8. Löschdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (14) als pneumatisches Element mit einem Kolben (16) ausgeführt ist, der gegen die als Differenzdruckkolben wirkenden Flächen (11) des Mittels (5) im Bereich der Abschnitte (7) angeordnet ist.