DE4335827C2 - Process and extinguishing system for extinguishing a fire - Google Patents

Process and extinguishing system for extinguishing a fire

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen eines Bran­ des, bei dem eine Löschflüssigkeit mittels einer Zweistoff- Düse, der ein Gas zugeführt wird, versprüht wird. Die Erfin­ dung betrifft ferner eine stationäre Löschanlage mit einer Zufuhrleitung für eine Löschflüssigkeit, mit einer Drucklei­ tung für ein Gas und mit einer an die Zufuhrleitung und die Druckleitung angeschlossenen Zweistoff-Düse.The invention relates to a method for deleting a branch in which an extinguishing liquid by means of a two-substance Nozzle to which a gas is supplied is sprayed. The Erfin dung also relates to a stationary extinguishing system with a Supply line for an extinguishing liquid, with a Drucklei device for one gas and with one to the supply line and the Pressure line connected two-fluid nozzle.

Brände werden durch den Einsatz von Löschmitteln gelöscht. Die Löschmittel wirken physikalisch oder chemisch auf den Verbrennungsvorgang ein und unterbrechen diesen. Die meisten Löschmittel sind flüssig.Fires are extinguished using extinguishing agents. The extinguishing agents have a physical or chemical effect on the Combustion process and interrupt it. Most Extinguishing agents are liquid.

Die Löschwirkung einer Löschflüssigkeit beruht auf der hohen Wärmekapazität, durch die die Temperaturen in der Reaktions­ zone herabgesetzt werden. Durch eine bereits relativ geringe Abkühlung wird die Reaktionsgeschwindigkeit in sehr hohem Ma­ ße herabgesetzt und der Brand gelöscht.The extinguishing effect of an extinguishing liquid is based on the high Heat capacity by which the temperatures in the reaction zone can be reduced. By an already relatively small The reaction rate is cooling to a very high degree reduced and the fire extinguished.

Damit in einer möglichst kurzen Zeit eine möglichst große Wärmemenge aufgenommen werden kann, ist es erforderlich, daß das flüssige Löschmittel mit einer möglichst großen Oberflä­ che mit der Verbrennungszone in Kontakt kommt.So as large as possible in the shortest possible time Amount of heat can be absorbed, it is necessary that the liquid extinguishing agent with the largest possible surface comes into contact with the combustion zone.

Bei mobilen Löschanlagen (Feuerwehrschlauch mit Spritzdüse) wird möglichst viel Löschwasser in scharfem Strahl auf den Brandherd geleitet. Bei fest eingebauten Löschanlagen, z. B. Sprinkleranlagen, wird unter Druck ausströmendes Wasser über Düsen zerstäubt. Bei bisher verwendeten Düsen haben nur circa 50% der Tropfen hierbei einen Durchmesser, der kleiner ist als 1,0 mm, der Rest der Tropfen ist größer. Die Löschwirkung und damit der Wirkungsgrad könnte verbessert werden, wenn die Tropfen insgesamt kleiner würden und der Anteil der Kleinst­ tropfen erhöht würde.For mobile extinguishing systems (fire hose with spray nozzle) as much fire water as possible in a sharp jet on the Fire source directed. With permanently installed extinguishing systems, e.g. B. Sprinkler systems, water flowing out under pressure Atomized nozzles. In the case of nozzles used so far, only approx 50% of the drops have a diameter that is smaller than 1.0 mm, the rest of the drops are larger. The extinguishing effect and thus the efficiency could be improved if the  Total drops would be smaller and the proportion of the smallest drop would increase.

In vielen Fällen ist der nach einem Brand durch die Wirkung des Löschwassers entstandene Schaden wesentlich größer als der eigentliche Feuerschaden. Z. B. können in einer Indu­ strieanlage durch das Wasser elektrische Komponenten beschä­ digt oder chemische Betriebsmittel ausgewaschen werden und in die Umgebung gelangen; bei Kernkraftwerken können große Men­ gen kontaminiertes Wasser anfallen.In many cases it is after a fire the damage caused by the extinguishing water is much greater than the actual fire damage. For example, in an Indu line system damaging electrical components through the water or chemical consumables are washed out and in get around; Large numbers of nuclear power plants against contaminated water.

Für Anwendungen außerhalb des Gebietes der Brandbekämpfung ist eine Zweistoff-Düse seit langem bekannt und üblich. Eine solche Zweistoff-Düse ist beschrieben in (Ullmanns Encyklopä­ die der technischen Chemie, Band 2, 4. Auflage 1972, Seite 257, 258).A two-component nozzle has long been known and customary for applications outside the field of fire fighting. Such a two-component nozzle is described in (Ullmanns Encyklopä die der technical chemistry, Volume 2 , 4th Edition 1972 , pages 257, 258).

Für Feuerlöschzwecke ist der US 4,989,675 eine Zweistoff- Löschdüse beschrieben, die nach dem Prinzip der inneren Ver­ mischung arbeitet. Hierbei werden ein Gas und eine Löschflüs­ sigkeit zunächst in einer Mischkammer innerhalb der Löschdüse vermischt, bevor sie durch eine gemeinsame Düsenöffnung aus der Düse ausströmen.For fire extinguishing purposes, US 4,989,675 is a two-substance Extinguishing nozzle described, which works on the principle of internal Ver mixture works. Here, a gas and an extinguishing river liquid in a mixing chamber inside the extinguishing nozzle mixed before passing through a common nozzle opening flow out of the nozzle.

Mittels einer solchen Zweistoffdüse wird ein Löschflüssig­ keitsstrahl in deutlich kleinere Tropfen als bei bisherigen Verfahren zerstäubt. Die Löschdüse der US 4,989,675 ist je­ doch für zahlreiche Zwecke nicht ausreichend betriebssicher.An extinguishing liquid is made using such a two-substance nozzle jet into significantly smaller drops than previous ones Process atomized. The extinguishing nozzle of US 4,989,675 is ever but not sufficiently reliable for numerous purposes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermei­ dung dieses Nachteils beim Löschen eines Brandes mit mög­ lichst wenig Löschflüssigkeit auszukommen.The invention is therefore based on the object under Vermei This disadvantage when extinguishing a fire is possible as little extinguishing liquid as possible.

Die Aufgabe wird bezogen auf das eingangs genannte Verfahren gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die Düse arbeitet also nach dem Prinzip der äußeren Vermi­ schung. The task is based on the procedure mentioned at the beginning solved by the characterizing features of claim 1. The nozzle works on the principle of the outer vermi shung.  

Der prinzipielle Aufbau einer Zweistoff-Düse mit äußerer Ver­ mischung ist in Fig. 1 dargestellt. Durch ein Gas hoher Ge­ schwindigkeit wird ein Flüssigkeitsstrahl zerrissen. Im Falle der äußeren Vermischung wird die Flüssigkeit erst nach dem Durchtritt durch eine Düsenöffnung A am Ende einer Zufuhrlei­ tung mittels des Gases, das aus einer eigenen Düsenöffnung B mit hoher Geschwindigkeit austritt, fein zerstäubt, wobei sich der Durchsatz beider Medien unabhängig voneinander ein­ stellen läßt. Mit steigendem Gas-Flüssigkeits-Verhältnis (insbesondere bei steigendem Druck, unter dem das Gas zuge­ führt wird) wird die Zerstäubung feiner.The basic structure of a two-component nozzle with external mixing is shown in Fig. 1. A jet of liquid is torn apart by a high-speed gas. In the case of external mixing, the liquid is atomized only after passing through a nozzle opening A at the end of a feed line by means of the gas which emerges from its own nozzle opening B at high speed, the throughput of both media being able to be set independently of one another . With increasing gas-liquid ratio (especially with increasing pressure under which the gas is supplied) the atomization becomes finer.

Dagegen würde im Falle der inneren Vermischung, der in Fig. 2 dargestellt ist, die Flüssigkeit nach Austritt aus der Zu­ fuhrleitung bereits vor dem Austritt durch eine gemeinsame Düsenöffnung C mit dem Gas vermischt. Dabei ließe sich der Durchsatz beider Medien nicht mehr unabhängig voneinander einstellen, da der Druck in der Mischkammer und damit der Differenzdruck für beide Teilströme vom Gesamtdurchsatz ab­ hängt.In contrast, in the case of the internal mixing, which is shown in Fig. 2, the liquid after leaving the supply line to be mixed with the gas through a common nozzle opening C before the exit. The throughput of both media could no longer be set independently of one another, since the pressure in the mixing chamber and thus the differential pressure for both partial flows depend on the total throughput.

Bei beiden Düsentypen wird durch das Versprühen des Lösch­ mittels mit Zweistoffdüsen eine wesentliche Oberflächenver­ größerung bei gleichzeitig hohem Anteil im Bereich der Kleinsttropfen erreicht. So ist es z. B. problemlos möglich, einen Wasserstrahl so zu zerstäuben, daß mehr als 90% der Tropfen einen Durchmesser haben, der kleiner als 250 µm ist. Dadurch kann eine größere Wärmemenge in kürzerer Zeit aufge­ nommen werden, so daß die Löschwirkung wesentlich verbessert wird.Spraying the extinguishing agent on both types of nozzles by means of two-substance nozzles an essential surface ver increase with a high proportion in the area of Small drops reached. So it is z. B. possible without any problems, atomize a jet of water so that more than 90% of the Drops have a diameter that is smaller than 250 µm. This allows a larger amount of heat to be consumed in a shorter time be taken so that the extinguishing effect is significantly improved becomes.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann als Gas ein Inert­ gas der Düse zugeführt werden, so daß noch eine zusätzliche Löschwirkung durch das als gasförmiges Löschmittel wirkende Inertgas erreicht wird, die auf der Verdrängung und dem Er­ satz des Luftsauerstoffs beruht (der Brand wird "erstickt"). Als Löschmittel kann auch bei diesem Verfahren Wasser verwendet werden, was allgemein das gebräuchlichste Löschmittel ist.In the method according to the invention, an inert gas can be used gas are supplied to the nozzle, so that an additional Extinguishing effect through the gaseous extinguishing agent Inert gas is reached, based on the displacement and the Er atmospheric oxygen rate (the fire is "suffocated"). Water can also be used as an extinguishing agent in this process  become what is generally the most common extinguishing agent is.

Ein Anwendungsgebiet für dieses Verfahren stellen stationäre Löschanlagen dar.One area of application for this method is stationary Extinguishing systems.

Bezogen auf die eingangs genannte stationäre Löschanlage wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6.Based on the stationary extinguishing system mentioned at the beginning the problem underlying the invention solved by the characterizing features of claim 6.

Bei den fest eingebauten Anlagen sind an eine Zweistoffdüse eine Zufuhrleitung für eine Löschflüssigkeit und eine Zufuhr­ leitung für ein Gas angeschlossen. Dabei kann als Löschmittel Wasser verwendet werden und die Zufuhrleitung über einen Druckregler an eine Wasserleitung angeschlossen sein. Ebenso kann die Zufuhrleitung für das Gas über einen Druckregler an einer Vorratsleitung für ein Inertgas angeschlossen sein, was den erwähnten Vorteil hat. Dabei können die Zufuhrleitungen leer und die Düse geöffnet sein und erst im Brandfall Gas und Flüssigkeit durch Leitungen und Düse ausströmen - wie bei ei­ ner herkömmlichen Sprühwasserlöschanlage -; oder die Zufuhrleitungen sind unter Druck gefüllt und die Düse wird erst im Brandfall freigegeben - wie bei einer Sprinkleranlage.In the permanently installed systems there is a two-substance nozzle a supply line for an extinguishing liquid and a supply line connected for a gas. It can be used as an extinguishing agent Water can be used and the supply line through a Pressure regulator connected to a water pipe. As well can connect the gas supply line via a pressure regulator be connected to a supply line for an inert gas, what has the advantage mentioned. The supply lines empty and the nozzle open and only in the event of fire gas and Flow out liquid through lines and nozzle - as with egg ner conventional water spray system -; or the supply lines  are filled under pressure and the nozzle is only in the Fire released - like a sprinkler system.

Durch die Verwendung einer solchen, erfindungsgemäßen statio­ nären Löschanlage wird die Löschwirkung des flüssigen Lösch­ mittels gegenüber bisher üblichen Anlagen deutlich verbes­ sert. Zudem kann zusätzlich ein Inertgas als gasförmiges Löschmittel wirken.By using such a statio när extinguishing system, the extinguishing effect of liquid extinguishing by means of significantly better facilities than in the past sert. In addition, an inert gas can also be used as a gaseous one Extinguishing agents work.

Diese Verringerung der benötigten Löschmittelmenge zum Lö­ schen eines Brandes bewirkt nicht nur ein Einsparen von Löschmittel, was auch kleinere Nennweiten der Rohrleitungen und damit einfachere und kostengünstigere Installationen er­ möglicht, sondern vor allem eine Minimierung des Schadens, den das Löschwasser anrichtet. Der Wartungsaufwand einer sol­ chen Löschanlage ist vergleichbar mit dem herkömmlicher Löschanlagen. Die Wurfweiten der Zweistoffdüsen sind denen herkömmlicher Löschdüsen ähnlich.This reduction in the amount of extinguishing agent required to extinguish extinguishing a fire does more than just save Extinguishing media, which also means smaller pipe sizes and thus simpler and cheaper installations possible, but above all minimizing the damage, which the extinguishing water causes. The maintenance effort of a sol extinguishing system is comparable to that of a conventional one Extinguishing systems. The throwing distances of the two-substance nozzles are those Similar to conventional extinguishing nozzles.

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to three figures.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 den erwähnten prinzipiellen Aufbau einer Zweistoff­ düse mit äußerer Vermischung, Fig. 1 shows the basic structure of a two-fluid nozzle with external mixing mentioned,

Fig. 2 den erwähnten prinzipiellen Aufbau einer Zweistoff­ düse mit innerer Vermischung, Fig. 2 shows the basic structure of a two-fluid nozzle mentioned internal mixing,

Fig. 3 eine stationäre Löschanlage. Fig. 3 is a stationary extinguishing system.

In Fig. 3 erkennt man den prinzipiellen Aufbau einer statio­ nären Löschanlage mit einer Zweistoffdüse 1. An die Düse 1 sind eine Zufuhrleitung 2 für flüssiges Löschmittel und eine Druckleitung 9 für Gas angeschlossen. Von der Düse 1 ausge­ hend sind in die Druckleitung 9 für das Gas ein Absperrventil 8, ein Gasdruckregler und Manometer 7 und ein Gasfilter 6 eingebaut. Bevor das Gas also die Düse 1 erreicht, wird es gereinigt. Zudem läßt sich der Gasdruck bzw. die Gaszufuhr nach Bedarf optimal einstellen. In die Zufuhrleitung 2 für das flüssige Löschmittel sind von der Düse 1 ausgehend eben­ falls ein Absperrventil 3, ein Flüssigkeitsdruckregler und Manometer 4 und ein Filter 5 eingebaut. Zufuhr und Druck des gereinigten Löschmittels lassen sich also ebenfalls nach Be­ darf einstellen.In Fig. 3 you can see the basic structure of a statio nary extinguishing system with a two-fluid nozzle 1st A supply line 2 for liquid extinguishing agent and a pressure line 9 for gas are connected to the nozzle 1 . From the nozzle 1 starting in the pressure line 9 for the gas, a shut-off valve 8 , a gas pressure regulator and manometer 7 and a gas filter 6 are installed. Before the gas reaches nozzle 1 , it is cleaned. In addition, the gas pressure or the gas supply can be optimally adjusted as required. In the supply line 2 for the liquid extinguishing agent are starting from the nozzle 1 even if a shut-off valve 3 , a liquid pressure regulator and manometer 4 and a filter 5 are installed. The supply and pressure of the cleaned extinguishing agent can also be adjusted as required.

Die Fig. 3 zeigt auch einen Rauchgasmelder, einen Sensor, der auf Wärmeentwicklung reagiert, oder einen anderen (eventuell auch manuell betätigbaren) Feuermelder 10, der im Falle eines Brandes über eine Signalleitung das Öffnen der Gas- und Löschmittelzufuhr für die Zweistoffdüse 1 oder eine entsprechende Freigabe der Zweistoffdüse 1 auslöst.The Fig. 3 also shows a flue gas detector, a sensor, which reacts to heat, or other (possibly also manually operable) fire alarm 10, which in the event of a fire through a signal line opening of the gas and extinguishing agent supply for the two-fluid nozzle 1 or a Appropriate release of the two-component nozzle 1 triggers.

Claims (9)

1. Verfahren zum Löschen eines Brandes, bei dem eine Lösch­ flüssigkeit mittels einer Zweistoff-Düse (1), der ein Gas zu­ geführt wird, versprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch eine erste Düsenöffnung (A) aus der Zweistoff- Düse (1) herausströmende Löschflüssigkeit von dem mit hoher Geschwindigkeit durch eine zweite Düsenöffnung (B) aus der Zweistoff-Düse (1) herausströmenden Gas zerstäubt wird.1. A method of extinguishing a fire in which an extinguishing liquid is sprayed by means of a two-substance nozzle ( 1 ) to which a gas is supplied, characterized in that the first nozzle opening (A) from the two-substance nozzle ( 1 ) Extinguishing liquid flowing out of which gas is atomized at high speed through a second nozzle opening (B) out of the two-substance nozzle ( 1 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas ein Inertgas der Zweistoff-Düse (1) zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that an inert gas of the two-component nozzle ( 1 ) is supplied as gas. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Löschflüssigkeit Wasser benutzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that water is used as the extinguishing liquid. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschflüssigkeit unter Druck zugeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the extinguishing liquid is supplied under pressure. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der hohen Geschwindigkeit das Gas unter Druck der Zweistoff-Düse (1) zugeführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to produce the high speed, the gas is supplied under pressure to the two-component nozzle ( 1 ). 6. Stationäre Löschanlage mit einer Zufuhrleitung (2) für ei­ ne Löschflüssigkeit, mit einer Druckleitung (9) für ein Gas und einer an die Zufuhrleitung (2) und die Druckleitung (9) angeschlossenen Zweistoff-Düse (1), gekennzeichnet durch
  • a) eine ausschließlich mit der Zufuhrleitung (2) in Verbin­ dung stehende erste Düsenöffnung (A) der Zweistoff-Düse (1) zum Ausströmen der Löschflüssigkeit aus der Zweistoff-Düse (1),
  • b) eine ausschließlich mit der Druckleitung (9) in Verbindung stehende zweite Düsenöffnung (B) der Zweistoff-Düse (1) zum Ausströmen des Gases aus der Zweistoff-Düse (1), wobei die beiden Düsenöffnungen (A, B) derart zueinander an­ geordnet sind, daß der austretende Löschflüssigkeitsstrahl von dem ausströmenden Gas zerrissen wird.
6. Stationary extinguishing system with a supply line ( 2 ) for egg extinguishing liquid, with a pressure line ( 9 ) for a gas and a two-component nozzle ( 1 ) connected to the supply line ( 2 ) and the pressure line ( 9 ), characterized by
  • a) a first nozzle opening (A) of the two-substance nozzle ( 1 ), which is connected exclusively to the supply line ( 2 ), for the extinguishing liquid to flow out of the two-substance nozzle ( 1 ),
  • b) a standing only with the pressure line (9) in conjunction second orifice (B) of the two-substance nozzle (1) for the outflow of gas from the dual-substance nozzle (1), wherein the two nozzle openings (A, B) relative to each other to are arranged so that the emerging jet of extinguishing liquid is torn apart by the escaping gas.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, die erste Düsenöffnung (A) von der zweiten Düsenöffnung (B) ringförmig umschlossen ist.7. Plant according to claim 6, characterized, the first nozzle opening (A) from the second nozzle opening (B) is enclosed in a ring. 8. Anlage nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (2) über einen Druckregler (4) an eine Wasserleitung angeschlossen ist.8. Plant according to one of claims 6 or 7, characterized in that the supply line ( 2 ) via a pressure regulator ( 4 ) is connected to a water line. 9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (9) über einen Druckregler (7) an einer Vorratsleitung für ein unter Druck stehendes Inertgas ange­ schlossen ist.9. Plant according to one of claims 6 to 8, characterized in that the pressure line ( 9 ) via a pressure regulator ( 7 ) on a supply line for a pressurized inert gas is closed.
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