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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feuerlöschen von der Art, die wenigstens
eine Flüssigkeitsleitung
aufweist und die an dem einen Ende mit einer Quelle einer unter
Druck stehenden Feuerlöschflüssigkeit
und an dem anderen Ende mit Kanälen
in einem Düsenkopf
mit einer Vielzahl von Düsen verbunden
ist, wobei die Kanäle
des Düsenkopfes wenigstens
einen ersten Kanal, der mit wenigstens einer Zerstäuberdüse zur Abgabe
der Flüssigkeit
in zerstäubter
Form verbunden ist, und wenigstens einen zweiten Kanal aufweisen,
der mit wenigstens einer Zerstäuberdüse zur Abgabe
der Flüssigkeit
in zerstäubter
Form verbunden ist und wenigstens einen zweiten Kanal aufweist,
der wenigstens eine Luftzufuhr hat und stromabwärts von dieser mit wenigstens
einer Schaumdüse
zur Abgabe von Flüssigkeit
in aufgeschäumter
Form verbunden ist.
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Es
ist eine bekannte Tatsache, dass Wasser in seinem normalen Zustand
ein nicht sehr wirksames Mittel zum Löschen von Feuer ist, da bis
zu 98% des Wassers an dem Löschvorgang
nicht teilnehmen, sondern stattdessen an den brennenden Gegenständen herabrinnen,
ohne die Primärverbrennung
jemals zu erreichen. Wenn das Feuer in besonders entflammbaren Flüssigkeiten,
wie Benzin, auftritt, kann das Besprühen mit normalem Wasser im Gegenteil
zu einer Ausbreitung des Feuers führen.
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Das
Wasser wird besser verwendet, wenn es die Form von kleinen Tröpfchen angenommen
hat. Eine optimale Verwendung wird jedoch nur mit fein zerstäubtem Wasser
erreicht, das eine sehr große Gesamtoberfläche hat
und unmittelbar verdampft, wenn es in Bereiche gesprüht wird,
in denen die Verbrennung bei einer hohen Temperatur stattfindet.
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Der
letztgenannte Effekt ist in hohem Maße erwünscht, da die Rauchgase des
Feuers sofort abgekühlt
werden, da die Dampfbildung die brennbaren Gase verdrängt und
den Sauerstoffgehalt der Luft reduziert.
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Während eines
Feuers wird Luft in den primären
Verbrennungsbereich strömen,
wobei der Sauerstoffgehalt der Luft die Verbrennung speist. Die feinen
Wassertropfen sind jedoch so klein und haben eine so geringe Masse,
dass sie dazu neigen, in der Luft zu schweben und so in die Verbrennungszone mitgerissen
zu werden, wodurch der Brand gemindert oder vollständig gelöscht wird.
Fein zerstäubtes Wasser
kann weiter in faseriges Material eindringen und kann so in vorteilhafter
Weise seine Brennbarkeit reduzieren, während kleine Tröpfchen nur
auf der Oberfläche
des Materials verbleiben.
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In
einer Wolke feinzerstäubten
Wassers sind die Tropfen weiter so klein und heben einen so großen gegenseitigen
Abstand voneinander, dass die elektrische Leitfähigkeit der Wolke sehr klein
ist. Fein zerstäubtes
Wasser kann daher mit einem minimalen Risiko für den Verwender verwendet werden,
auch wenn in dem Bereich des Feuers unter Spannung stehende Drähte vorhanden
sind.
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Üblicherweise
werden Drücke
zwischen 150 bar und 250 bar verwendet, um Wasser ausreichend fein
zum Bekämpfen
eines Feuers zu zerstäuben. Die
hohen Drücke
erfordern jedoch eine schwere Ausrüstung, die normalerweise nur
in stationären oder
großen
Einheiten bewirkt werden kann.
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Eine
derart schwere Ausrüstung
kann nicht oder nur mit Schwierigkeiten zur offensiven Feuerbekämpfung verwendet
werden und das fein zerstäubte Wasser
hat weiter einen Bereich, der zu kurz ist, um den Feuerwehrmann
geeignet vor Verletzungen durch die Hitze, die das Feuer verursacht,
zu schützen.
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Zur
schnellen und wirksamen Bekämpfung von
brennenden Fluiden (Feuern der Klasse B) und zum Sichern vor einer
erneuten Entzündung,
kann es erforderlich sein, einen Schaum zu bilden, der einen stabilen
Teppich von kleinen Bläschen
zum effektiven Abkühlen
und Dämpfen
von Feuern, die auf andere Weise schwer zu kontrollieren sind.
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Wenn
ein Feuer ausbricht, ist es nicht immer unmittelbar klar, ob das
jeweilige Feuer ein Feuer der Klasse A, der Klasse B, der Klasse
C oder der Klasse E ist. Dies bedeutet, dass es bei dem Zeitpunkt
des Ausbruchs des Feuers unsicher sein kann, ob ein bestimmter Typ
eines Feuerlöschgerätes oder
das andere in der gegebenen Situation, das wirksamste ist und daher
zu dem Feuer verbracht werden muss Es ist daher ein Vorteil, wenn
sowohl fein zerstäubtes Wasser,
als auch Schaum von demselben Feuerlöschgerät abgegeben werden kann, so
dass die Wahl zwischen Schaum oder fein zerstäubtem Wasser als Feuerlöschmittel
erst getroffen werden muss, wenn die Feuerwehr an dem Ort des Feuers
eingetroffen ist.
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Es
ist weiter vorteilhaft, wenn die Anzahl der Feuerlöschmittel,
die zum Löschen
des Feuers erforderlich ist, so gering wie möglich ist, so dass das Feuerlöschgerät nicht
auf eine stationäre
Verwendung begrenzt ist, sondern auch offensiv verwendet werden
kann.
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Eine
kombinierte Vorrichtung zum Feuerlöschen ist u. a. in dem US-Patent
2 832 424 beschrieben. Diese Vorrichtung kann mittels eines Ventils zum
Abgeben entweder von zerstäubtem
Wasser oder von Schaum umgestellt werden, jedoch erfolgt die Abgabe über dieselbe
Art von Düse.
Eine Schaumdüse
kann jedoch nicht verwendet werden, um Wasser fein zu zerstäuben. Die
Tröpfchen
in dem zerstäubten
Wasser, die die übliche
Vorrichtung zum Löschen
von Feuer abgeben kann, sind zu groß, um Feuer in einer optimalen
Weise bekämpfen
zu können.
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Aus
der WO 94/06517 ist ein weiteres Feuerlöschgerät bekannt, das eine einzige
Flüssigkeitsleitung
hat. die Vorrichtung kann nur eine Flüssigkeit zum Löschen von
Feuern verwenden, nicht dagegen einen Schaum. Die Flüssigkeitsleitung
hat einen ersten Zweig, der mit einer Düse zum Liefern eines gerichteten
Wasserstrahls verbunden ist und einen zweiten Zweig, der mit einem
Düsenkopf
zum Liefern von Flüssigkeit
in zerstäubter
Form verbunden ist. Die Flüssigkeit
wird in eine schraubenförmige
Drehung entlang einer Schraubenfeder zum Zerstäuben der Flüssigkeit gezwungen. Um den
Verwender wirksam vor dem von dem Feuer ausgehenden Hitze zu schützen, muss
ein sehr hoher Druck von etwa 300 bar verwendet werden. Dieses Gerät ist weiter schwer
und teuer herzustellen.
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Das
US-Patent 4 420 047 offenbart eine ähnliche Vorrichtung zum Löschen zur
Verwendung in einem Flugzeug. Die Vorrichtung kann wahlweise entweder
Schaum oder zerstäubtes
Wasser abgeben, aber auch hier erfolgt die Abgabe über dieselbe
Düse. Auch
diese Vorrichtung ist nicht dazu in der Lage, ein Feuer mittels
fein zerstäubten
Wassers zu bekämpfen.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zum Feuerlöschen
zu schaffen, mit dem Feuer der Klasse A, der Klasse B, der Klasse
C und der Klasse E optimal bekämpft
werden kann, das mit einem einzigen Handgriff zum Bekämpfen des
Feuers entweder mit Schaum oder mit Wasser umgewandelt werden kann und
das dazu in der Lage ist, fein zerstäubtes Wasser mittels relativ
geringem Druck von etwa 10 – 25
bar erzeugen kann und das fein zerstäubte Wasser in einem horizontalen
Bereich von mehr als 10 m ausbringen kann.
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Dies
wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass in einer Entfernung zur Düsenöffnung der wenigstens einen
Zerstäuberdüse eine
Trennwand eingesetzt ist, die sich quer zur inneren Seite der Düse erstreckt
und gemeinsam mit dieser eine Düsenkammer
bildet, in der Trennwand eine zentrale Öffnung und wenigstens eines
seitliche Öffnung
vorhanden sind und Mittel vorhanden sind, die die Flüssigkeit,
die während
des Gebrauchs durch die wenigstens eine seitliche Düse fließt, in der
Düsenkammer
eine Drehbewegung beschreiben lassen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen
die Mittel, die die Flüssigkeit
in der Düsenkammer
eine Drehbewegung beschreiben lassen, wenigstens eine im wesentlichen
spiralige Rille auf, die sich entlang der Peripherie der Trennwand
von der wenigstens einen seitlichen Öffnung zur Düsenkammer
erstreckt.
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Wenn
die Vorrichtung zum Feuerlöschen zum
Bekämpfen
des Feuers mit zerstäubtem
Wasser verwendet wird, wird über
die Düsenöffnung ein
Kegel fein zerstäubten
Wassers ausgebracht. Der Wasserkegel ist im Inneren mit größeren Wassertröpfchen gefüllt, um
das fein zerstäubte
Wasser mit sich zu tragen und damit dessen Bereich erheblich zu
vergrößern.
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Die
Anzahl von Zerstäuberdüsen kann
vorteilhaft in einem gegenseitigen Abstand entlang eines Kreises
in der Stirnabdeckung des Düsenkopfes angeordnet
sein, wodurch die Vorrichtung einer relativ größeren Menge von zerstäubtem Wasser
in einem gemeinsamen Bündel
abgeben kann.
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Wenn
die zentralen Öffnungen
der Zerstäuberdüsen weiter
mit unterschiedlichen Größen ausgebildet
sind, kann ein Bündel
von zerstäubtem
Wasser mit einem Ausmaß an
Zerstäubung
erreicht werden, das vorzugsweise ein breites Spektrum umfasst.
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Durch
Anordnen der Schaumdüse
an oder nahe der Mitte des Kreises, entlang dem die Zerstäuberdüsen angeordnet
sind, wird bewirkt, dass Schaum und zerstäubtes Wasser entlang derselben Achse
ausgebracht werden, so dass der Verwender leicht zwischen den beiden Löschmitteln
umschalten kann, ohne die axiale Ausrichtung des Düsenkopfes direkt ändern zu
müssen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann die Flüssigkeitsleitung
der Vorrichtung zum Feuerlöschen
einen ersten Zweig haben, der mit dem ersten Kanal des Düsenkopfes
verbunden ist, und einen zweiten Zweig, der mit dem zweiten Kanal
des Düsenkopfes
verbunden ist. Diese Konstruktion ist besonders einfach herzustellen.
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An
dem Verzweigungspunkt kann weiter ein Umschaltventil zum wahlweisen
vollständigen
oder teilweisen Öffnen
des ersten oder des zweiten Kanals vorgesehen sein, so dass es mit
einem einzigen Handgriff einfach und schnell zwischen der Abgabe von
Schaum und der Abgabe von fein zerstäubtem Wasser umgestellt werden
kann.
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Der
Betrieb der Vorrichtung zum Feuerlöschen wird erleichtert, wenn
in die Flüssigkeitsleitung eine
Pistole mit einem Pistolenventil zum Ein- bzw. Ausschalten der Flüssigkeit
eingesetzt ist.
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Die
Erfindung wird im folgenden genauer erläutert, wobei ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert wird.
Dabei zeigt:
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1 einen
Verwender, der ein Feuer mittels einer Vorrichtung zum Feuerlöschen nach
der Erfindung löscht,
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2 eine
axiale Schnittansicht des Düsenkopfes
für die
Vorrichtung zum Feuerlöschen
von 1,
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3 eine
Stirnansicht auf den Düsenkopf,
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4 eine
Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von 2,
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5 eine
teilweise Ansicht des Düsenkopfes
von 2 in vergrößertem Maßstab, und
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6 eine
Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von 5.
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Wasser
bedeutet im folgenden, dass dem Wasser ein einen Schaum bildender
Wirkstoff zugesetzt ist. Schaum bedeutet im folgenden ein Schaum, der
aus Wasser hergestellt ist, dem ein Schaum bildender Wirkstoff beigegeben
ist und der mit Luft aufgeschäumt
ist.
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1 zeigt
schematisch einen Feuerwehrmann 2, der ein Feuer 3 mittels
einer Vorrichtung zum Feuerlöschen,
die allgemein durch das Bezugszeichen 1 angegeben ist,
löscht.
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Die
Feuerlöschflüssigkeit 4 wird
in einem Tank 5 aufbewahrt, der über Gasleitungen 7 und 8 mit einer
Druckflasche 6 verbunden ist, die ein Druckgas beinhaltet,
um die Feuerlöschflüssigkeit
und einem Druck von etwa 10 – 20
bar zu halten. In die Gasleitung 7 ist ein Druckeinstellventil 11 eingesetzt,
um den Druck in dem Tank 5 zu regulieren und ein Rückschlagventil 9,
um einen Rückstrom
in den Gasleitungen zu verhindern.
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In
der Gasleitung ist weiter eine Schnellkupplung 10 zum schnellen
und einfachen montieren und demontieren des Tanks 5 und
der Druckflasche 6 eingesetzt. Eine ähnliche Schnellkupplung 12 ist
zwischen einer Flüssigkeitsleitung 13,
die sich zu der Feuerlöschflüssigkeit 4 in
dem Tank 5 erstreckt, und einer Flüssigkeitsleitung 14,
zum Verbringen der Feuerlöschflüssigkeit 4 zu
dem Rest der Vorrichtung zum Feuerlöschen erstreckt.
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Die
Länge der
Flüssigkeitsleitung 14 ist
derart, dass sie sicherstellt, dass der Feuerwehrmann während der
Bekämpfung
des Feuers einen ausreichend großen Bereich hat. Um zu verhindern,
dass die Flüssigkeitsleitung 14 dabei
in den Weg des Feuerwehrmanns gerät, ist es auf eine Spule 15 aufgewickelt.
Die Flüssigkeitsleitung 14 ist über eine
Schnellkupplung 16 mit dem Einlassende der Pistole 17 verbunden,
mit der die Zufuhr von Feuerlöschflüssigkeit 4 eingeschaltet
oder ausgeschaltet werden kann.
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Stromabwärts der
Pistole 17 ist ein Verzweigungspunkt, von dem ein erster
Zweig 18 und ein zweiter Zweig 19 abzweigen. An
dem Verzweigungspunkt ist ein Umschaltventil 20 zum alternativen
Ausschalten des ersten oder des zweiten Zweiges 18, 19 angeordnet.
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Beide
Zweige 18, 19 sind weiter mit einem Düsenkopf 21 verbunden,
der vorgesehen ist, um entweder fein zerstäubtes Wasser oder Schaum abzugeben.
Das Wasser für
das fein zerstäubte
Wasser wird über
den ersten Zweig 18 und der Schaum über den zweiten Zweig 19 zugeführt.
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Nahe
dem Düsenkopf 7 sind
die Zweige unter einem Winkel θ abgebogen,
wodurch der Verwender dazu in die Lage gebracht wird, den Düsenkopf auf
das Feuer zu richten und nicht sehr einfach zugängliche Bereiche zu erreichen.
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In 1 ist
der erste Zweig 18 offen. Die Vorrichtung zum Feuerlöschen 1 kann,
wie erkennbar ist, fein zerstäubtes
Wasser abgeben.
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2 ist
eine axiale Schnittansicht des Düsenkopfes 21 in
vergrößertem Maßstab. Der
Düsenkopf
hat einen ersten Kanal 40, der mit einem ersten Zweig verbunden
ist und dazu dient, Wasser zu einer Anzahl von Zerstäubungsdüsen 27 über eine
Verteilungskammer 42 zu führen.
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Der
Düsenkopf 21 hat
weiter eine Schaumkammer 41, über die eine Turbulenzkammer 44 mit dem
zweiten Zweig 19 verbunden ist und über Lufteinlaß-Öffnungen 25 zur
Umgebung. Die Schaumkammer ist weiter über einen zweiten Kanal 23 mit
einer Schaumdüse 24 verbunden.
Wenn die Vorrichtung zum Feuerlöschen
mit Schaum als Feuerlöschmittel
betrieben wird, verströmt
das Wasser über
die Turbulenzkammer 44, in der das Wasser in der Schaumkammer 41 in
Turbulenzen verbracht wird in die Schaumkammer 41, in der
Luft über
die Lufteinlassöffnungen 25 eingesogen
wird, so dass das turbulente Wasser Schaum bildet. Der gebildete Schaum
wird über
den zweiten Kanal 22 zu der Schaumdüse 23 und über diese
dem Feuer zugeführt.
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Der
Düsenkopf
hat eine Abdeckung 26, die über ein Gewinde 2 auf
das Ende des Düsenkopfes aufgeschraubt
ist. Die Zerstäuberdüsen 27 mit
den Düsenöffnungen 29 sind
in dieser Abdeckung ausgebildet.
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3 zeigt
den Düsenkopf 21 von
dem Ende mit der aufgesetzten Abdeckung 26 gesehen und 4 zeigt
diese Abdeckung von hinten gesehen. Es ist erkennbar, dass sieben
Zerstäuberdüsen 27 entlang
eines Kreises angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, eine
Wassermenge aufzubringen, die zum Bekämpfen des Wassers ausreichend
ist, während
gleichzeitig sehr fein zerstäubtes
Wasser erhalten wird. 3 zeigt, dass eine Schaumdüse 24 zwischen
den Zerstäuberdüsen 27 angeordnet
ist.
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5 zeigt
genauer, wie eine Zerstäuberdüse 27 ausgebildet
ist. Mit einem Abstand zwischen der Düsenöffnung 29 ist mittels
eines Gewindes 33 lösbar
eine Trennwand 32 angeordnet, die die Düsenkammer 36 in der
Düse begrenzt.
Die Gewindeverbindung macht es möglich,
die Trennwand schnell und einfach zu entfernen, wenn die jeweilige
Düse inspiziert
oder gereinigt werden soll.
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Auf
einer Seite der Trennwand gegenüberliegend
der Düsenöffnung ist
eine relativ tiefe Querkerbe 30 (5) ausgebildet.
Ausgehend von dem Boden dieser Kerbe ist in der Trennwand 32 eine
zentrale Öffnung 31 ausgebildet,
die mit der Düsenöffnung 29 fluchtet.
In der Trennwand sind weiter zwei seitliche Öffnungen 34 ausgebildet,
die an jeder Seite des Bodens der Kerbe 30 ausgeht. Jede
seitliche Öffnung
kommuniziert mit der Düsenkammer 36 über schraubenförmige Kerben 35,
die in dem Umfang der Trennwand 32 ausgebildet sind.
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Wenn
das Pistolenventil 43 betätigt und das Umschaltventil 30 so
eingestellt wird, dass der erste Zweig 18 offen und der
zweite Zweig 19 geschlossen ist, fließt unter Druck stehendes Wasser über den ersten
Kanal 14 in die Verteilerkammer 42.
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Ein
Teil dieses Wassers fließt über die
zentrale Öffnung 31 jeder
Trennwand 32 in die Düsenkammer 36 der
jeweiligen Zerstäuberdüse 27,
während
der andere Teil in die Kammer über
die Seitenöffnungen 34 fließt.
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Das
Wasser fließt,
wie in 6 mit Vektoren angegeben ist, von der Zentralöffnung 39 hauptsächlich in
einem zentralen Strahl 39 weiter in Richtung auf die Düsenöffnung 29 in
der Düsenkammer 36, während das
Wasser von den Seitenöffnungen
in eine starke Rotation in einer rotierenden Flüssigkeitsschicht 37 auf
der Wand der Düsenkammer
infolge der Passage des Wassers durch die schraubenförmigen Kammern 35 in
dem Umfang der Trennwand ersetzt wird. Die beiden auf diese Weise
sehr unterschiedlichen Verläufe
von Strömungen
bedeutet, dass durch die Interferenz in der Düsenkammer eine Zwischenschicht 38 erzeugt
wird, die an dem Übergang
der rotierenden Flüssigkeitsschicht 37 erheblich
gedreht wird und an dem Übergang
zu dem zentralen Strahl 39 hauptsächlich seiner nach links gerichteten
und seiner nach rechts gerichteten Querbewegung in Richtung auf
die Düsenöffnung 29 folgt.
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Die
wesentlich unterschiedlichen Strömungen
in der Düsenkammer
führen
in Kombination mit der Abgabe über
die Düsenöffnung zu
einem Gemisch von fein verstäubtem
Wasser und gröber
zerstäubtem
Wasser, das das Innere des Kegels füllt. Die gröberen Wasserpartikel haben
eine relativ große
Schwerkraft und damit eine große
Reichweite. Während
ihrer Passage durch die Luft erzeugen die Wasserpartikel einen Unterdruck
in der umgebenden Luft. Dieser Unterdruck hat die Wirkung, dass
fein zerstäubtes
Wasser von dem grober zerstäubten Wasser
in der Mitte des Kegels mitgerissen werden. Dadurch gewinnt auch
das fein zerstäubte
Wasser eine große
Reichweite.
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Wenn
die zentralen Öffnungen 31 der
sechs Zerstäuberdüsen weiter
mit unterschiedlicher Größe ausgebildet
sind, wird ein Bündel
von zerstäubtem Wasser
gewonnen mit einem Maß an
Zerstäubung, das
vorteilhaft ein großes
Spektrum abdeckt.
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Das
abgegebene fein zerstäubte
Wasser gewinnt so eine vorteilhafte Ausbildung, da das fein zerstäubte Wasser
zunächst
sich kegelförmig
nach außen
verbreitet, der sich später
wieder verjüngt
infolge des Unterdrucks.
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Das
fein zerstäubte
Wasser erreicht so zunächst
eine große
Fläche,
was den Verwender gegen die Strahlungswärme des Feuers schützt. Die
nachfolgende Verjüngung
erlaubt es dem Verwender, fein zerstäubtes Wasser für einen
konzentrierten Angriff gegen das Feuer zu verwenden.
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Wenn
das Pistolenventil 43 betätigt wird und das Umschaltventil 20 so
eingestellt wird, dass der erste Zweig 18 geschlossen und
der zweite Zweig 19 geöffnet
ist, fließt
Wasser mit dem aufschäumenden Wirkstoff über den
zweiten Kanal 41 in die Schaumkammer 41, wobei
Luft von den Lufteinlassöffnungen 25 aufgenommen
wird. Diese Luft schäumt
das Wasser auf, der hergestellte Schaum wird über die zweite Düse 23 zu
der Schaumdüse
und in Richtung auf das Feuer getragen.
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Beispiel 1
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Mit
einem Gasdruck von 10 – 20
bar wurde die Vorrichtung zum Feuerlöschen verwendet mit fein zerstäubten Wasser,
um ein Feuer in einem vollständig
möblierten
Raum von 19 m2 zu löschen. Das Feuer wurde in 15
Sekunden mit einem Wasserverbrauch von ungefähr 6 Litern gelöscht. Die
sehr kleine Wassermenge, die zum Löschen eines Feuers mittels
der Vorrichtung zum Feuerlöschen
nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bedeutet, dass die
geringe Wassermenge von einem kleinen Fahrzeug, etwa einem Motorrad,
transportiert wer den kann. Dieses wird den Ort des Feuers auch bei starkem
Verkehr in einer großen
Stadt schneller erreichen als ein Feuerwehrwagen.
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Die
Vorrichtung zum Feuerlöschen
kann auch auf einfache Weise in einem Auto, einem Flugzeug oder
einem Boot an den Ort des Feuers transportiert werden, bei nicht
leicht zugänglichen
Wintersportstätten
beispielsweise auch in einem Motorschlitten.