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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Einrichtung zur Brandbekämpfung, insbesondere in Räumen, bei
denen die Gefahr eines Brandes unterhalb eines Bodenaufbaus oder
in Schränken
für elektrische
Geräte
besteht, wobei zu dem Verfahren und der Einrichtung mindestens ein Sprühkopf oder
Sprinkler zum Versprühen
eines Flüssigkeitsnebels
gehört.
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Die besagten Räume sind beispielsweise Rechnerbetriebsräume, in
denen Kabelkanäle
unter dem Boden verlaufen, die gegebenenfalls diverse Arten von
Geräteschränken miteinander
verbinden, oder Schiffsmaschinenräume, die unterhalb des Bodens
in dem sogenannten Bilgeraum Feuer fangen könnten.
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Ein gravierendes Problem bei solchen
Räumen
besteht darin, dass Kabelkanäle,
Geräteschränke etc.
im Allgemeinen schmal sind und darin zusätzlich Kabel, Tragwerk, Rohre
etc. untergebracht sind, wodurch schwer zugängliche Ecken entstehen. Sprühköpfe oder
Sprinkler lassen sich nur sehr schwer geeignet anbringen, damit
der Flüssigkeitsnebel
alle Ecken erreichen kann; eine unverhältnismäßig große Anzahl von Sprühköpfen wird
benötigt, was
die Einrichtung kostspielig gestaltet, und der Flüssigkeitsnebel
kann aufgrund der allgemeinen Enge seine Wirkung nicht entfalten,
sondern verwandelt sich vielmehr in große Wassertropfen, die an den Strukturen
einfach ablaufen.
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In der PCT/WO93/09848 ist ein Verfahren zur
Brandbekämpfung
offenbart, das die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 beinhaltet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein
neues Verfahren und eine neue Brandbekämpfungseinrichtung vorzusehen,
um die obigen Probleme zu beseitigen.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren zur Brandbekämpfung geschaffen, bei dem
ein Flüssigkeitsnebel
in einen Hauptbereich eines gesamten Wirkbereiches mittels wenigstens
eines Sprühkopfes
oder Sprinklers versprüht
wird, aus dem Flüssigkeit
mittels eines Treibgases ausgetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich
zu dem Versprühen
des Flüssigkeitsnebels
eine Ansammlung von Löschgas
oder Inertgas, die wenigstens ein Teil des Treibgases enthält, lokal
innerhalb eines beschränkten
Raumes ohne Flüssigkeit
versprüht
wird, der bezogen auf das Volumen des gesamten Wirkraumes klein
und gegenüber dem
gesamten Wirkraum abgegrenzt ist.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Brandbekämpfungseinrichtung mit
wenigstens einem Sprinkler oder Sprühkopf zum Erzeugen eines Flüssigkeitsnebels
in einem Hauptbereich eines Wirkraumes und mit einer Treibgaseinheit
geschaffen, die Treibgas enthält,
wobei die Treibgaseinheit vorzugsweise wenigstens einen gasbetriebenen
hydraulischen Speicher aufweist, dadurch gekennzeichnet, wenigstens
ein Teil des Treibgases dazu verwendet wird, ohne Flüssigkeit
Gasdüsen
zugeführt
zu werden, die in wenigstens einem abgegrenzten Teilraum des Wirkraumes
der Einrichtung angeordnet sind.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
ein Flüssigkeitsnebel
in den Hauptbereich des Raumes gesprüht, wo bei unter dem Hauptbereich der
normale Raum verstanden sein kann, während ein nicht brennbares
Gas, das vorzugsweise schwerer als Luft ist, bevorzugt in schmale
Teilräume,
beispielsweise Kabelkanäle
etc., versprüht
wird. Das besagte Gas kann vorzugsweise Argon sein, es kann jedoch
auch eine geeignete Mischung von Argon und Stickstoff, oder in manchen
Fällen
auch ausschließlich
Stickstoff, der leichter als Luft ist, in Betracht gezogen werden.
Grundsätzlich
kann jedes beliebige Gas verwendet werden, von dem eine Feuer löschende
Wirkung ausgeht.
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Das Gas ist gut in der Lage, in sämtliche Hohlräume einzudringen
und diese auszufüllen,
um dort vorhandenes Feuer zu ersticken. Da das Volumen der Räume, in
die Gas gesprüht
wird, im Verhältnis
zu dem sogenannten normalen Raum, in den ein Flüssigkeitsnebel versprüht wird,
relativ gering ist, wird vermieden, dass die Gesamtkonzentration
an Gas auf unzulässig
hohe, gesundheitsgefährdende Werte
ansteigen kann. Wenn beispielsweise bei einem Einsatz von Argon
in Verbindung mit einem Flüssigkeitsnebel
in einer Telefonzentrale ein Gasanteil am Gesamtvolumen von nur
ca. 5% entsteht, sinkt dabei der Sauerstoffgehalt in dem Raum von
ca. 20% auf 19%, was völlig
ungefährlich
ist.
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Wenn als Löschgas Argon verwendet wird, sammelt
sich das Gas in einer Schicht unten in dem Raum, wobei das Gas auf
diese Weise leicht unter dem Boden und in Geräteschränken u. ä. verbleibt. Wenn in einem
Raum, in dem sich Gas auf Bodenhöhe
befindet, ein nebelartiger Flüssigkeitssprühstrahl nach
unten gerichtet auf den Boden versprüht wird, wird das Gas zu den
Wänden
und Ecken des Raumes hin verdrängt,
von wo aus es insbesondere an den Ecken entlang aufwärts direkt
in die oberen Winkel des Raumes getrieben wird, in die der Flüssigkeitsnebel
selbst nur relativ schlecht vordringt. Dabei neigt der Flüssigkeitsnebel
auch dazu, das Gas in die auf dem Boden stehenden Schränke und ähnliche Aufbauten
zu treiben, in die der Flüssigkeitsnebel
nur schwer eindringen kann. Es kann beispielsweise für Argongas
eine Konzentration von ca. 10% des Gesamtvolumens gewählt werden,
was den Sauerstoffgehalt von ca. 20% auf etwa verhältnismäßig ungefährliche
18% absinken ließe.
Als allgemeine Näherung
kann davon ausgegangen werden, dass die nötige Konzentration des Argongases
zur Erreichung einer Löschwirkung
durch Verdrängen
(Ersetzen) des Luftsauerstoffes in dem betreffenden Teilbereich ca.
40–50%
Volumenprozent betragen sollte. Auf dieser Grundlage kann der in
Frage kommende Teilbereich gut 30% des Gesamtvolumens des Wirkraumes betragen,
wobei ein sicherer Abstand zu dem für Menschen geltende Gefährdungsgrenzwert
von 15% Sauerstoffanteil eingehalten wird.
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Bei Kabelbränden entstehen häufig PVC-haltige
Rauchgase, die z. B. Computergeräte beschädigen können. So
bewirkt die erfindungsgemäße Kombination
von Löschgas
und Flüssigkeitsnebel,
die eine Saugwirkung entlang der Decke des Raumes nach innen hin
zu der Flüssigkeitsnebelsprühdüse erzeugt,
beispielsweise in einem Rechnerbetriebsraum, dass das Gas die Rauchgase
einschließlich
der schädlichen
PVC-Gase nach oben gegen
die Decke drängt,
woraufhin die Rauchgase in den Nebel hinein gesaugt werden und zum
einen gewaschen und gekühlt
werden und zum anderen auf die Ebene des Bodens gesprüht werden,
so dass für Computer
und andere empfindliche Geräte
wesentlicher Schaden vermieden wird. Der Flüssigkeitsnebel hat außerdem eine
gute allgemein kühlende
Wirkung.
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Die Verwendung von Gasen wie Halon
und Kohlendioxid für
Feuerlöschzwecke
ist an sich seit langem bekannt, aber es handelte sich dabei bisher gewissermaßen um eine
Vollanwendung. Im Unterschied zu einer derartigen Vollanwendung,
richtet sich die vorliegende Erfindung auf eine im Verhältnis zu
dem betroffenen Volumen des gesamten Wirkbereichs des jeweiligen
Falles lokale und gezielte Ansammlung von Gas in bestimmten Teilräumen oder Teilbereichen
in Kombination mit einem Flüssigkeitsnebel
für den übrigen Raum.
Es scheint, dass man von dem Einsatz von Halon in naher Zukunft
abkommen wird. Ersatzgase befinden sich in Entwicklung, sind aber
bislang unverhältnismäßig kostspielig.
Bei der vorliegenden Erfindung, die es möglich macht, mit geringen Mengen
von Gas auszukommen, kommt auch der Einsatz von teuren Gasen unter
wirtschaftlichem Gesichtspunkt in Betracht. Bereits vorhandene Einrichtungen,
die für
Halon ausgelegt sind, lassen sich was die relevanten, in diese Erfindung einbezogene
Teilräume
betrifft, mit relativ geringfügigen Änderungen
verwenden. Im Allgemeinen kann es erforderlich sein, druckmindernde
Ventile an geeigneter Stelle einzufügen, da die erfindungsgemäßen Einrichtungen
vorzugsweise mit höherem
Betriebsdruck als die bestehenden Halonanlagen betrieben werden.
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Dank der Tatsache, dass man mit kleineren Mengen
von Gas auskommen kann, ist es, falls erwünscht, darüber hinaus möglich, Kohlendioxid
auch dort einzusetzten, wo seine Verwendung bisher eine ernstliche
Gesundheitsgefährdung
bedeutete; der Kohlendioxidgehalt darf nämlich in belegten Räumen eine
Wert von 5 Vol-% nicht überschreiten.
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Im folgenden wird die Erfindung mit
Bezug auf die in den beigefügten
Zeichnungen veranschaulichten, bevorzugten, als Beispiel dienenden
Ausführungsformen
näher beschrieben.
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1–5 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit einem Rechnerbetriebsraum o. ä.
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6 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel
in Verbindung mit dem Maschinenraum eines Schiffes o. ä. dar.
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7–9 zeigen ein Ventil gezeigt,
wie es bevorzugt in den Ausführungsbeispielen
der 4 und 6 eingesetzt wird.
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10 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
in Verbindung mit einem Schiffsmaschinenraum o. Ä.
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11–14 zeigen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
eines Sprühkopfes,
der sich in den Boden eines Maschinenraums integrieren lässt.
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15–17 zeigen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
einer Gasdüse,
die unterhalb des Bodens eines Maschinenraums montierbar ist.
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18–21 zeigen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
eines Sprühkopfes,
der sich an der Decke eines Maschinenraums anbringen lässt.
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22–24 zeigen eine Anwendung
des in den 11–14 dargestellten Sprühkopfes,
der vorzugsweise auf dem Boden eines Fahrzeugdecks eines Schiffes
oder eines vergleichbaren Raumes angeordnet werden kann.
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In den 1–4 bezeichnen die Bezugsnummer 1 einen Rechnerbetriebsraum,
dessen Boden mit 2 bezeichnet ist. Unterhalb des Bodens
befindet sich ein Kabeltunnel 3 der über in dem Boden eingebrachte Öffnungen 4 und 5 eine
Verbindung zwischen den Geräteschränken 6 und 7 herstellt.
An der Decke des Raumes 1 sind eine geeignete Anzahl von Sprühköpfen oder
Sprinklern 8 angeordnet, während in dem Kabeltunnel 3 eine
Reihe von Gasdüsen 9 untergebracht
sind.
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Die Sprühköpfe 8 werden von einem
oder einer Vielzahl von hydraulischen Speichern mit Flüssigkeit
gespeist, und zwar gemäß 1 und 2 von einem Flüssigkeitsbehälter 10,
einem sogenannten Druckwasserbehälter,
von dem aus die Flüssigkeit mittels
eines in einem Hochdruckgasbehälter 11 befindlichen
Treibgases wie z. B. Argon ausgetrieben wird.
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In 1 gelangt
ein Teil des Treibgases bereits von Anfang an über eine Drossel 12 zu
den Gasdüsen 9,
während
in 2 die Versorgung
der Gasdüsen 9 über ein
beispielsweise elektrisch betriebenes Ventil 13 läuft, das
dazu dient, geöffnet
zu werden, sobald der Druck in dem Behälter 11 auf einen vorgegebenen
Wert gefallen ist.
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In den 3 und 4 ist das Treibgas in dem oberen
Bereich eines hydraulischen Speichers 14 komprimiert. Gemäß 3 gelangt Treibgas grundsätzlich in
gleicher Weise wie in 2 über ein
beispielsweise elektrisch betriebenes Ventil 15 an die Düsen 9,
und in 4 werden die
Düsen 9 mit
Treibgas versorgt, indem eine Kombination von Ventilen 16 und 17 eingesetzt
wird, die geeignet angepasst sind, so dass sich, sobald der Behälter 14 von
Flüssigkeit
entleert ist und der Druck des Treibgases nach der Expansion unter
einen vorgegebenen Wert gefallen ist, das Ventil 16 in
der zu dem Sprühkopf 8 führenden
Flüssigkeitsleitung
schließt, während sich das
in einer zu den Gasdüsen 9 abgezweigten
Leitung befindliche Ventil 17 öffnet. Bei dem Ausführungsbeispiel
in 4 ist von Vorteil,
dass der angestrebte Betrieb auch ohne Zugang zu elektrischem Strom
erfolgen kann. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventils 17 wird
weiter unten gemäß den 7–9 näher beschrieben.
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Das in 5 dargestellte
Ausführungsbeispiel
arbeitet grundsätzlich
in gleicher Weise wie dasjenige nach 1.
In 5 weist der Rechnerbetriebsraum 1 o.
d. zusätzlich
zu dem unter dem Boden 2 verlaufenden Kabeltunnel 3 einen
oberen, oberhalb der Decke angeordneten Kabeltunnel 3a mit
Gasdüsen 9a auf.
Die Gasdüsen 9b sind
so angeordnet, dass ihre Öffnungen
direkt in die Geräteschränke 6 und 7 gerichtet
sind. Die Beschickung der Düsen 9a mit
Treibgas geschieht in gleicher Weise wie bei den Düsen 9 und 9b über eine
Drossel 12a.
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Sollte der Raum 1 zwar keine
Kabeltunnel oder ähnliche
Räume,
die unterhalb des Bodens in Brand geraten könnten, aufweisen, sich darin
aber brandgefährdete
Geräteschränke befinden,
kann das Ausführungsbeispiel
in 5 insoweit abgewandelt werden,
als man sich damit begnügt,
Gasdüsen
möglicherweise
von oben in die Schränke
zu richten, anstatt wie in 5 gezeigt
von unten. Der von der Decke her nach unten versprühte Flüssigkeitsnebel trägt erheblich
dazu bei, das Gas in den Schränken zu
halten.
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In 6 sind
ein Schiffsmaschinenraum mit 21, der Boden des Maschinenraums
mit 22 und der unterhalb des Bodens befindliche Bilgeraum
mit 23 bezeichnet. Eine Motor, beispielsweise ein Dieselmotor,
ist mit Bezugsnummer 24 versehen. An der Decke des Maschinenraums
sind eine Reihe von Sprühköpfen oder
Sprinklern 25 und nahe bei dem Motor 24 zusätzlich eine
Anzahl Sprühköpfe oder
Sprinkler 26 angeordnet. In dem Bilgeraum 23 sind
eine Reihe von Gasdüsen 27 angeordnet.
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Zu der Brandbekämpfungseinrichtung nach 6 gehört eine Hochdrucktreibgaseinheit 28 und eine
Niederdrucktreibgaseinheit 29. Zu der Hochdruckeinheit 28 gehören eine
Anzahl Flüssigkeitsbehälter 30,
bei denen die Wände
der nach außen
führenden
Steigrohre 31 vorzugsweise eine Reihe von Öffnungen
in verschiedener Höhe
aufweisen, wie beispielsweise in der finnischen Patentanmeldung 924752
gezeigt, um zunehmend das Treibgas in die nach außen geleitete
Flüssigkeit
zu mischen, und Treibgasbehälter 32,
die in zwei mit A und B bezeichneten Gruppen oder Aggregate aufgegliedert
sind. Die ausströmende
Flüssigkeit
wird zu der betreffenden Brandzone – in 6 die Brandzone D – über eine Ventileinrichtung 33 geleitet,
die vorzugsweise, wie in der finnischen Patentanmeldung 925836 vorgeschlagen,
aufgebaut ist.
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Die Einrichtung arbeitet wie folgt:
Zunächst werden
die Behälter 30 ein
erstes Mal mittels eines Treibgasaggregats, beispielsweise dem Aggregat
A entleert. Sobald die Behälter 30 und 32 leer
sind, wird die Niederdruckeinheit 29 eingeschaltet, um
zum einen die Behälter 30 wieder
mit Flüssigkeit
aufzufüllen,
und zum anderen um die Sprühköpfe 25 und 26 vor
allem zur Kühlung
mit Flüssigkeit
zu speisen. Sobald die Behälter 30 wieder
gefüllt
sind, können
sie mit Hilfe des zweiten Treibgasaggregats B ein zweites Mal entleert
werden. Ruf diese Weise lässt
sich die Kapazität
der Flüssigkeitsbehälter verdop peln.
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An die nach außen führende Flüssigkeitsleitung 34 ist
eine Abzweigleitung 35 angeschlossen, die zu den Gasdüsen 27 führt. An
der Leitung 35 ist ein Ventil 36 angeschlossen,
dessen Aufbau so gestaltet ist, dass es bei einem Druck von weniger
als beispielsweise 20 bar und bei einem beispielsweise 100 bar übersteigenden
Druck geschlossen ist, jedoch innerhalb des Intervalls zwischen
20 und 100 bar geöffnet
ist. Die Treibgasbehälter 32 sind
dabei so dimensioniert, dass sie, nachdem die Entleerung der Flüssigkeitsbehälter 30 abgeschlossen
ist, noch einen Gasdruck von knapp unter 100 bar aufweisen; das
Gas aus den Gasbehältern 32 wird
zu den Gasdüsen 27 geleitet.
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Selbstverständlich lässt sich die in 6 gezeigte Treibgaseinrichtung
auch bei solchen Brandbekämpfungseinrichtungen
verwenden, bei denen ausschließlich
ein Flüssigkeitsnebel
versprüht
wird, d. h. weder Gasdüsen 27 noch
eine Gasleitung 35 mit einem Ventil 36 vorhanden
sind.
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Ein bevorzugter Aufbau des Ventils 36 ist
in den 7 bis 9 gezeigt. Innerhalb des
Ventilgehäuses 36a, 36b ist
ein Ventilverschlussglied 37 vorgesehen, das sich zwischen
einer ersten Stellung, in der es sich, wie in 9 gezeigt, angedrückt durch eine Feder 38 absperren
in Anlage gegen eine Öffnung
in dem einen Ventilgehäuseteil 36a befindet, und
einer zweiten Stellung hin- und herbewegen lässt, in der es bei zusammengedrückter Feder 38 absperrend
gegen eine Öffnung
in dem anderen Ventilgehäuseteil 36b anliegt,
wie dies 7 zeigt. Die Feder 38 kann
dem jeweiligen Fall entsprechend problemlos beispielsweise so angepasst
werden, dass sie das Ventilverschlussglied 37 gegen einen
Druck von bis ca. 20 bar in der in 9 gezeigten
Stellung hält
und bei einem Druck von ca. 100 bar wegen des Flüssigkeitsdruckabfalls, der
infolge eines für
diesen Zweck zwischen dem Ventilverschlussglied 37 und dem
Ventilgehäuseteil 36a eigens
vorgesehenen ringförmigen
Kanals 39 besteht, in der Weise nachgibt, dass der Ventilverschlussglied
die in 7 gezeigte Position
einnimmt. In beiden Fällen
ist das Ventil 36 geschlossen. Innerhalb des Druckintervalls von
20–100
bar gibt die Feder 38 nur teilweise nach, wie in 8 gezeigt, wobei das Ventil
für den
Gasstrom zu den Gasdüsen 27 hin
wie oben beschrieben geöffnet
ist. Der Druckabfall in dem Kanal 39 ist bei gleichem Druck
im Falle von Gas beträchtlich
geringer als bei Flüssigkeiten.
Auf diese Weise lässt
sich vermeiden, dass weder unter Hochdruck stehende Flüssigkeit,
noch Flüssigkeit,
die von der Niederdruckeinheit 29 stammt, zu den Gasdüsen gelangt. Wie
weiter oben erwähnt,
kann ein ähnlicher
Ventilaufbau in gleicher Weise in dem Ausführungsbeispiel der 4 als Ventil 17 verwendet
werden.
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Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
für Maschinenräume u. dergl.
ist in 10 dargestellt.
Die Treibgaseinheit der Einrichtung in 10 ähnelt
derjenigen in 6, während die
Anordnung in dem Maschinenraum 21 selbst etwas abweicht.
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Sprinkler oder Sprühköpfe 25,
die an der Decke des Maschinenraums angeordnet sind, ebenso wie
die Sprühköpfe 26 in
der Nähe
des Motors 24 können
denjenigen nach 6 ähneln. In
dem Boden 22 des Maschinenraums sind zusätzlich eine
Anzahl von Sprühköpfen 40 vorzugsweise
nahe bei der Maschine 24 integriert. Die Sprühköpfe 40 sind
so eingerichtet, dass sie sich bei Aktivierung ein Stück weit über den
Boden 22 erheben, wobei sie im Wesentlichen in der Weise,
wie in der internationalen Patentanmeldung PCT/FI92/00213 vorgeschlagen, einen
Deckel 41 wegstoßen,
und in einer ersten Stufe einen nach oben gerichteten nebelartigen
Flüssigkeitssprühstrahl
hervorbringen, der eine starke Saugwirkung aus dem Bilgeraum 23 heraus
und von diesem nach oben hervorruft, und in einer späteren Stufe
ein Gas in den Bilgeraum versprühen,
wobei allgemein die in den 7–9 gezeigte grundsätzliche
Lösung
zur Anwendung kommt. Um in den Bilgeraum 23 eine ausreichende
Menge Gas einzubringen, können
die Sprühköpfe 40 durch
eine Anzahl Gasdüsen 42 ergänzt werden,
die sich in ähnlicher
Weise der Ventillösung
der 7–9 bedienen. Sämtliche Sprinkler
und Sprühköpfe sowie
Gasdüsen
können dabei
aus ein und derselben Leitung 43, die aus der Treibgaseinheit
der Einrichtung führt,
gespeist werden. Die Arbeitsweise der Bodensprühköpfe 40, die für das Ausführungsbeispiel
in 10 wesentlich sind,
wird im folgenden gemäß den 11–14 beschrieben.
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11 zeigt
einen Sprühkopf 40 in Stand-by-Stellung, 12 und 13 zeigen den Sprühkopf in der erwähnten ersten
Aktivierungsstufe, wobei ein Flüssigkeitsnebel
erzeugt wird, und 14 zeigt
die erwähnte
spätere
Aktivierungsstufe, wobei Gas in den Bilgeraum versprüht wird.
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Der Sprühkopf 40 weist ein
mittels eines Flansches 45 fest auf dem Boden 22 des
Maschinenraums befestigtes Grundgehäuse bzw. einen Halter 44 auf.
Das Grundgehäuse 44 weist
einen Einlass 43a für
Flüssigkeit
bzw. Gas, und in seinem unteren Abschnitt eine Reihe von Flüssigkeitsdüsen 46,
die schräg
nach den Seiten ausgerichtet sind, sowie eine zentrale Gasdüse 47 mit
vorzugsweise nach den Seiten hin ge richteten Öffnungen 48 auf. Die
strömungsmäßige Verbindung
von dem Einlass 43a zu den Düsen 46 und 47 hin
wird durch einen Ventilverschlussglied 49, das unter der
Wirkung einer Feder 50 steht, grundsätzlich in derselben Weise geregelt
wie bei dem Ventil gemäß den 7–9.
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In dem oberen Abschnitt des Grundgehäuses 44 ist
ein Sekundärgehäuse 51 verschieblich
angeordnet, das eine Anzahl von Flüssigkeitsdüsen 52 aufweist, die
zu den Seiten hin schräg
nach oben gerichtet sind. Die strömungsmäßige Verbindung von dem Einlass 43a zu
den Sprühdüsen 52 hin
wird mittels einer Spindel 53 reguliert, die eine Feder 54 zur schließenden Anschlagstellung
zu schieben bestrebt ist, wie dies in 11 gezeigt
ist. Die Feder 54 ist in einem zwischen dem Gehäuse 51 und
der Spindel 53 gebildeten ringförmigen Raum angeordnet, wobei der
ringförmige
Raum über
einen in der Spindel 53 ausgeformten zentralen Kanal mit
dem Einlass strömungsmäßig verbunden
ist. Durch geeignete Dimensionierung dieses ringförmigen Raumes,
ist es möglich
den Druck in dem Einlass beispielsweise zu einem Teil so auszugleichen,
dass auch eine relativ schwache Feder 54 in der Lage ist,
die Spindel gegen einen Druck von beispielsweise bis zu 100 bar
gemäß 11 in der geschlossenen
Stellung zu halten.
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Wenn nach dem Ausbruch eines Brands
die Einrichtung aktiviert wird, wird der Sprühkopf 40 mit Flüssigkeit
mit einem Druck, der über
100 bar liegt, beispielsweise 280 bar gespeist, ein Zustand, wie
er in 12 und 13 gezeigt ist. Das Sekundärgehäuse 51 ist
mit großer
Kraft in die obere Anschlagstellung gegen einen Sprengring 55 hin
vorgeschoben worden und hat dabei den Deckel 41 weggedrückt. Außerdem hat
der hohe Druck die Spindel 53 nach oben ge schoben, wobei
das obere, herausragende Ende sicherstellt, dass der Deckel nicht
vor den Düsen 52 zu
liegen kommt, die nun mit dem Einlass 43a strömungsmäßig in Verbindung
stehen. Die Düsen 52 erzeugen
einen kräftigen
nach oben gerichteten nebelartigen Flüssigkeitsstrahl oder Sprühstrahl,
der wiederum eine kräftige
Saugwirkung über
in der Nähe des
Flansches 45 angeordnete Rahmenöffnungen 56 aus den
Bilgeraum heraus und nach oben hervorruft, wobei die Saugrichtung
durch die Pfeile 57 angedeutet ist. Beispielsweise sei
angeführt,
dass ein nebelartiger Flüssigkeitssprühstrahl
aus ca. 5 Litern Flüssigkeit
pro Minute bis zu 5000 Liter Rauchgas und Luft mit sich saugt. In
der Praxis stellt der Bilgeraum ein Flammenmeer dar, wobei beträchtliche Flammen
aus den Rahmenöffnungen 56 herausgesaugt
werden. Diese Flammen bringen in Verbindung mit den sonstigen erhitzten
Rauchgasen schon unmittelbar auf Bodenebene eine kraftvolle Dampfbildung
in dem versprühten
Flüssigkeitsnebel
mit sich. Der Dampf trägt
sehr wirkungsvoll zur Löschung
des Brandes bei.
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Gleichzeitig hat der hohe Druck in
dem Einlass 43a das Ventilverschlussglied 49 gegen
die Gasdüse 47 nach
unten gestoßen,
so dass die strömungsmäßige Verbindung
in dieser Richtung versperrt ist, während die Flüssigkeit
aus den Düsen 46 versprüht werden
kann.
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Nachdem die Flüssigkeitsbehälter 30 entleert
sind und der Druck des Treibgases in den Behältern 32 bis etwas
unter 100 bar gesunken ist, nimmt der Sprühkopf 40 grundsätzlich eine
Position gemäß 14 ein. Das Sekundärgehäuse 51 befindet
sich noch in der angehobenen Stellung, während die Spindel durch die
Feder 54 zurückgeschoben
wurde, womit die strömungsmäßige Verbindung
von dem Einlass 43a zu den Düsen 52 wieder abgesperrt
ist. Die Feder 50 hat den Ventilverschlussglied 49 von der
Gasdüse 47 abgehoben,
die nun mit dem Einlass 43a kommuniziert. Der größte Teil
des Gases entströmt
durch die Öffnungen 48 der
Düse 47,
während ein
kleiner Teil des Gases durch die Düsen 46 ausströmt. Dieser
Zustand setzt sich fort, bis der Gasdruck genügend weit, beispielsweise bis
auf 20 bar, gesunken ist, so dass die Feder 50 das Ventilverschlussglied 49 zurück in die
in 11 gezeigte Stellung
schiebt. Die kräftige
Dampferzeugung während der
Phase gemäß den 12 und 13 reicht in vielen Fällen für sich schon aus, einen Brand
endgültig
zu löschen,
jedoch ist eine abschließende
Bekämpfung mit
Gas als Sicherheitsmaßnahme
empfehlenswert.
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Dieselbe oben beschriebene grundsätzliche Lösung kann
sehr gut auch auf die ergänzenden Gasdüsen 42 angewendet
werden, 15 zeigt eine derartige
Düse, wenn
der Druck weniger als 20 bar beträgt, 16 zeigt den Zustand der Düse innerhalb
des Druckintervalls 20–100
bar, und 17 gibt die
Stellung der Düse
wieder, wenn der Druck über 100
bar beträgt.
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Mit den gemäß den 11–17 hergestellten Sprühköpfen und
Gasdüsen
und mit bevorzugten Öffnungen,
mit denen die Wand der Steigrohre 31 der Flüssigkeitsbehälter 30 versehen
sind, wird eine optimale Ausnutzung des Treibgases erreicht, ohne dass
die von der Niederdruckeinheit 29 der Einrichtung zugeleitete
Flüssigkeit
in vergeudender Weise verschwenderisches versprüht wird.
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Was die Sprühköpfe 25 und 26 betrifft,
die an der Decke und nahe bei dem Motor angeordnet sind, verhält sich
die Situation anders, d. h. sie sollen vielmehr bei einem Druck
von über
100 bar und unter 20 bar geöffnet
sein und in dem Druckintervall 20–100 bar geschlossen sein.
Ein bevorzugter Aufbau wird hierfür in den 18–21 dargestellt.
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Der Sprühkopf 25 weist eine
zentrale Durchflussdüse 62 sowie
eine Reihe von Düsen 61 auf,
die in einem Gehäuse 60 befestigt
und schräg
nach unten ausgerichtet sind. Die Verbindung zwischen dem Einlass 43b und
den Düsen 61,
sowie der Düse 62 wird
mittels eines Spindelaufbaus reguliert, zu dem zwei zusammenwirkende
Teile 63 und 64 gehören, die jeweils unter dem
Druck von Federn 65 bzw. 66 stehen, die gegen die Düse 62 anliegen.
Wenn die Feder 65, die auf das Spindelteil 63 wirkt,
so bemessen ist, dass sie bis zu einem Druck von 100 bar in dem
Einlass 43b unverformt bleibt, und die Feder 66, die
auf das Spindelteil 64 wirkt, so ausgelegt ist, dass sie
nur bis 20 bar unverformt bleibt, wird die Arbeitsweise wie folgt
ablaufen:
In Stand-by-Stellung gemäß 18, in der der Druck in dem Einlass 43b nahezu
Null ist, wird das Spindelteil 63 durch die Feder 65 nach
oben schließend
gegen die Einlassöffnung
anliegend gepresst und das Spindelteil 64 seinerseits durch
die Feder 66 gegen das Spindelteil 63 gedrückt, wobei
es einen axial durch das Spindelteil 63 verlaufenden, geeignet drosselnden
Kanal 67 verschließt.
Die strömungsmäßige Verbindung
von dem Einlass 43b zu sämtlichen Düsen ist geschlossen.
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Wenn die Einrichtung aktiviert ist,
ist die Verbindung zu der beispielsweise unter einem Druck von 280
bar stehenden Flüssigkeit
hergestellt, worauf der gesamte Spindelaufbau 63, 64 ganz
nach unten getrieben wird, und das Spin delteil 64 schließend in
Anschlag gegen den Einlass der Düse 62 anliegt,
wie in 19 zu sehen.
Der Einlass 43b steht mit der Düse 61 strömungsmäßig in Verbindung,
nicht jedoch mit der Düse 62.
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Wenn der Druck in dem Einlass 43b,
wie in der 20 vorausgesetzt,
unter den Wert von 100 bar gesunken ist, aber noch über 20 bar
liegt, schiebt, die Feder 65 das Spindelteil 63 zurück zu der
in 18 gezeigten Position,
während
das Spindelteil weiter in der Stellung von 19 gehalten wird. Die Verbindungen von
dem Einlass zu sämtlichen
Düsen ist
wieder geschlossen.
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Sobald der Druck in dem Einlass 43b unter 20
bar sinkt, was eintritt, wenn die Niederdruckeinheit 29 der
Einrichtung strömungsmäßig angeschlossen ist,
hebt sich das Spindelteil 64 aus einer in 20 gezeigten Position in eine "schwebende" Zwischenstellung
gemäß 21, bei der die Verbindung
von dem Einlass 43b zu den Düsen 61 noch unterbrochen
ist, während
die Verbindung zu der Düse 62 über den
axialen Kanal 67 des Spindelteils 63 und an dem
schwebenden Spindelteil 64 vorbei geöffnet ist.
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Die 22–24 zeigen schließlich eine
Anwendung der Erfindung, die vorzugsweise in solchen Wirkungsräumen eingesetzt
werden kann, die zwar keine schwer zugänglichen, brandgefährdeten
Teilräume
unterhalb des Bodens aufweisen, für die aber allgemein anzunehmen
ist, dass deren Bodengruppe selbst eine besondere Zone der Brandgefahr
darstellt. Hierfür
sei als Beispiel das Fahrzeugdeck eines Schiffes genannt.
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Die Bezugsnummer 70 bezeichnet
den Boden eines Fahr zeugdecks und ein in dem Boden befestigter Sprühkopf ist
insgesamt bei 71 angedeutet. Das Gehäuse 72 des Sprühkopfs,
der eine Reihe von schräg
nach den Seiten hin nach oben gerichteten Düsen 72 enthält, ist
verschieblich in einem Halter 74 angeordnet, der mittels
eines Flansches 75 starr auf dem Boden befestigt ist. Die
Verbindung von einem Einlass 76 für Flüssigkeit bzw. Gas zu den Düsen 73 und
zu einer oberen zentralen Gasdüse 71 wird
in derselben Weise, wie in den 11–14 dargestellt, über ein
Ventilverschlussglied 78 geregelt, das unter der Wirkung
einer Feder 79 in einer Stellung gemäß 22 gehalten wird, bei der die Verbindung
geschlossen ist, beispielsweise in Stand-by-Stellung, bei der in dem Einlass 76 niedriger
Druck herrscht und der Deckel 80 aufliegt. Die Einrichtung
lässt sich ebenso
betreiben wie in den 6 und 10 gezeigt.
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In 23 wurde
der Sprühkopf
in Betrieb gesetzt, indem die Verbindung zu der unter hohem, an 300
bar heranreichenden Druck stehenden Flüssigkeit hergestellt wurde,
woraufhin das Gehäuse 72 gegen
einen Sprengring 81 in die obere Anschlagstellung bewegt
und der Deckel 80 durch die Gasdüse 77 abgestoßen wurde
und zur Seite gefallen ist. Das Ventilverschlussglied 78 ist
durch den Flüssigkeitsdruck
zur Düse 77 hin
nach oben verschoben worden und schließt nun die Verbindung dorthin,
während
es die Verbindung zu den Düsen 73 öffnet, die
einen kräftigen
Flüssigkeitsnebel
wie weiter oben beschrieben hervorbringen.
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In 24 ist
der Druck des Treibgases auf einen Wert unter beispielsweise 100
bar gefallen, woraufhin die Feder 79 das Ventilverschlussglied
aus seiner Lage in 23 verschoben
hat, so dass der größte Teil
des zu diesem Zeitpunkt zur Verfügung stehenden
Gases, vorzugsweise Argon oder ein anderes Inertgas, da s. schwerer
als Luft ist, durch die Öffnungen 82 der
Gasdüse 77 vorzugsweise
in im Wesentlichen horizontaler Richtung ausströmen und eine Gasschicht über dem
Boden 70 bilden kann, wobei diese Gasschicht den Sauerstoff
verdrängt
und auf diese Weise das Feuer erstickt.
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Die Erfindung lässt sich auch bei einzeln oder
in kleinen Gruppen angeordneten Objekten, wie z. B. einem separaten
Rechner oder einem für
sich in einem größeren Raum
oder in einer Halle untergebrachten Dieselmotor in der Weise anwenden,
dass das Objekt durch Flüssigkeitsnebel
von dem umgebenden Bereich abgeschirmt wird, wobei mindestens eine,
jedoch vorzugsweise eine Vielzahl von Sprühköpfen oder Sprinklern geeignet über und/oder
um das Objekt herum angeordnet sind, und Gas in das Objekt gesprüht wird.
Der Flüssigkeitsnebel
wirkt dabei dann als ein nach außen gerichteter Schutz, während das
Gas für
das Innere Schutz bietet.
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Der Durchmesser der Tröpfchen in
dem Flüssigkeitsnebel
kann typischerweise ca. 10–200 um
betragen, was einen großen
Unterschied zu herkömmlichen
Sprinkleranlagen bedeutet, die die Löschflüssigkeit im Vergleich dazu
wie Regen versprühen.
Die in der Einrichtung integrierten Sprinkler und Sprühköpfe sind
vorzugsweise gemäß den Beschreibungen
der internationalen Patente PCT/FI92/00060 und PCT/FI92/00155 aufgebaut. Selbstverständlich eignet
sich die Grundidee der Erfindung auch für Niederdruckbetrieb, bei dem
jeweils eine lokale, gezielte Konzentration von Gas auf einen begrenzten
Teilraum des gesamten Wirkungsraumes angewendet wird.