EP0848967A2 - Anordnung zum Löschen von Bränden - Google Patents

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EP0848967A2 EP97121300A EP97121300A EP0848967A2 EP 0848967 A2 EP0848967 A2 EP 0848967A2 EP 97121300 A EP97121300 A EP 97121300A EP 97121300 A EP97121300 A EP 97121300A EP 0848967 A2 EP0848967 A2 EP 0848967A2
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C2/00—Fire prevention or containment
    • A62C2/06—Physical fire-barriers
    • A62C2/10—Fire-proof curtains

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for extinguishing fires the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide an arrangement for extinguishing fires, in which the dangers or damage from extinguishing for people and material are as small as possible.
  • the arrangement should be a simple one Have structure and be inexpensive.
  • a room 1 has two entrances 2, 3 and is one in the corner area Cover with a cavitation nozzle 4 to 7 and also with a central on the Ceiling of the room (not shown) arranged sensor 8 for smoke or Provide fire alarm.
  • the room 1 and the entrances 2, 3 have different Built-in components, see also FIG. 2
  • the airbag 10 has the corresponding Corner areas 35 and the spaces 36 auxiliary bags 12 to 16 on the air bag 10 and the auxiliary bags 12 to 16 are cut so that - different from the schematic representation in Fig. 2 - all gaps and spaces that in the schematic representation are shown visibly, filled in or at least are almost filled.
  • the airbag 10 and 11 and the auxiliary bags 12 to 16 are made by a stationary Air pressure network - not shown - or by a pyrotechnic gas generator - also not shown - supplied with air or inflated.
  • a solution can also be provided in which the air bags 10; 11 each with a gas generator are provided, which then also feeds the auxiliary bags 12 to 16.
  • the cavitating nozzle or cavitation nozzle 4 to 7 has according to FIGS. 4 and 5 a level 19 on the mouthpiece 20. So that is already at relatively low pressure Cavitation creates.
  • FIG. 5 Another, equivalent effect training is shown in Fig. 5, after which Mouthpiece 21 an aperture 22 is provided.
  • the Injection law ", ie the time-dependent drop diameter distribution can easily be controlled via the injection pressure profile applied to the nozzle 4 to 7. For example, deliver dirty "start and stop profiles larger drops 27 corresponding to the areas 43, 44 than that stationary "design part of the injection pressure profile with the area 42.
  • the cavitation nozzle 4 to 7 has a relatively high Efficiency and a more uniform drop spectrum in at least two Areas 42; 43, 44 of drop size 26, 27.
  • Handheld devices for object protection can, according to the invention, be small and therefore light and be built handy. Its construction is very simple: the water is there the cavitation nozzles 4 to 7 in a flexible sack (not shown), which of Is acted upon externally by the compressed gas. So that the not shown Extinguishers can be used regardless of their orientation.
  • the air bags 10 to 16 are inflated and blocked then the entrances 2, 3; d. that is, they prevent the fire from spreading further 50 or a spread of the flue gases as well as the supply of atmospheric oxygen. Afterwards or in parallel with this, room 1 in which it burns and / or in the actual source of fire 50 the heat of reaction from a water mist from larger and smaller drops of water 26, 42; 43, 44 withdrawn. The water mist or the drops 26, 27 is generated by the nozzles 4 to 7, the deletion process is triggered by the sensor 8 or an alarm system. The possibly still existing Residual fire can be caused by fire extinguishing personnel using water mist from handheld devices be fought.
  • Water should be used as the extinguishing medium. Water is non-toxic and chemical neutral, has a heat capacity and a heat of vaporization and is always avaliable. Because of its high density, the movement of water drops relatively little influenced by a gas flow.
  • the choice of the extinguishing medium is not on clean "water bound. Salt water, drinking water or water with additives, eg with foam additives to cover the source of the fire, can be atomized in the same way as distilled water.
  • the air or auxiliary bags 10 to 16 can be provided with an ablation layer be.
  • the geometry of these bags 10 to 16 is in accordance with those to be blocked To design cross sections and are with safety, pressure relief valves for the used Gas, such as air, to interpret carbon dioxide.
  • Lußsburge of this type are simple under construction and are quick and inexpensive to install or replace. she prevent the supply of atmospheric oxygen to the source of the fire 50 in a simple manner prevent unwanted, uncontrolled and dangerous quickly and safely Spread of smoke and extinguishing gases.
  • the inflatable bags 10 to 16 can be inflated with any gas, also with the extinguishing gas. This simplifies the structure of the extinguishing system considerably.
  • the extinguishing system according to the invention in accordance with the arrangement described have a minimal impact on people, the environment and machinery. For example, one will be in yours Room 1 trapped person not endangered or damaged by the extinguishing. The pressure level in room 1 remains constant. With this come loads of Installations in vehicles, such as aircraft, watercraft, do not open when extinguishing.
  • the arrangement according to the invention is very simple in structure and operation. It is therefore quick to install, use and test anywhere to control. The consequential damage is minor, since room 1 immediately after the Delete can be entered again. The costs, i.e. maintenance, repair and Operating costs are very low.

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Abstract

Eine Anordnung zum Löschen von Bränden in Gebäuden oder Fahrzeugen sieht vor, daß in den luftführenden Zugängen (2, 3) Luftsäcke (10 bis 16) und im Raum (1) wenigstens eine Kavitationsdüse (4 bis 7) zum Zerstäuben von Wasser vorgesehen sind. Die durch einen Sensor (8) oder eine Alarmeinrichtung auslösbaren Luftsäcke (10 bis 16) und Kavitationsdüsen (4 bis 7) bewirken ein schonendes Löschverfahren für Mensch und Maschine. Die Luftsäcke (10 bis 16) verhindern den weiteren Zutritt von Luftsauerstoff zum Brandherd (50). Die Kavitationsdüsen (4 bis 7) erzeugen entsprechend einem geeigneten Einspritzdruckprofil große Tropfen (27) zum Eindecken des Brandherdes (50) und bei Kavitation einen Wassernebel aufgrund kleiner Tropfen (26). Der Wassernebel entzieht dem Brandherd (50) die Wärme. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Löschen von Bränden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Übliche Anordnungen zum. Löschen von Bränden bestellen aus Sprinkleranlagen, die sensorgesteuert einen Raum, in dem ein Brand festgestellt wurde, unter Wasser setzen. Andere Anordnungen sehen vor, einen, durch Brand gefährdeten Raum mit Kohlendioxyd anzufüllen, um den Bandherd zu ersticken. Neben Kohlendioxyd sind noch Halone bekannt, die den selben Effekt erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zum Löschen von Bränden vorzusehen, bei der die Gefahren bzw. Schäden durch das Löschen für Mensch und Material möglichst vernachlässigbar klein sind. Dabei soll die Anordnung einen einfachen Aufbau aufweisen und kostengünstig sein.
Die Erfindung löst diese Aufgabe entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist mit dem Löschverfahren jeder denkbare Brand in jeder Umgebung zu löschen. Kolateralschäden, d. h., Schäden, die nicht durch den Brand, sondern durch das Löschen auftreten, sind minimiert. Damit liegt auch die Hemmschwelle, das Löschverfahren einzusetzen, sehr tief. Daneben sind die Kosten für Installation, Einsatz und Verbrauchsmaterial des Löschsystems gering und die Handhabung des Löschsystems ist einfach.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1
einen Brandherd in einem Raum in einer Ansicht von oben,
Fig. 2
einen Querschnitt II- II nach Fig. 1,
Fig. 3
eine Einzelheit III nach Fig. 2,
Fig. 4, 5
Kavitationsdüsen und
Fig. 6
Tropfenbildung der Düsen nach den Fig. 4 und 5 in einem Diagramm.
Ein Raum 1 weist zwei Zugänge 2, 3 auf und ist jeweils im Eckenbereich einer Decke mit einer Kavitationsdüse 4 bis 7 und mit einem Zentral ebenfalls an der Decke des Raumes (nicht dargestellt) angeordneten Sensor 8 zur Rauch- bzw. Feuermeldung versehen. Der Raum 1 als auch die Zugänge 2, 3 weisen verschiedene Einbauten, siehe auch Fig. 2, auf
In den Zugängen 2, 3 sind aufgeblasene Luftsäcke 10, 11 mit zugeordneten Hilfssäcken 12, 13 querschnittsfüllend angeordnet.
Entsprechend Fig. 2 sind an den Seitenwänden 30 und in Bereich der Decke 31 des Zugangs 2 Einbauten, wie Rohre 32, Schächte 33, 34 für Hydraulik bzw. elektrische Leitungen oder ähnliches fest angeordnet.
Um den Zugang 2 luftdicht abzuschließen, weist der Luftsack 10 entsprechend den Eckbereichen 35 und den Zwischenräumen 36 Hilfssäcke 12 bis 16 auf Der Luftsack 10 und die Hilfssäcke 12 bis 16 sind so geschnitten, daß - abweichend von der schematischen Darstellung in Fig. 2 - sämtliche Lücken und Zwischenräume, die in der schematischen Darstellung sichtbar dargestellt sind, ausgefüllt oder wenigstens nahezu ausgefüllt sind.
Der Luftsack 10 bzw. 11 und die Hilfssäcke 12 bis 16 werden von einem stationären Luftdrucknetz - nicht dargestellt - oder durch einen pyrotechnischen Gasgenerator - ebenfalls nicht dargestellt - mit Luft versorgt bzw. aufgeblasen. Hierbei kann auch eine Lösung vorgesehen sein, bei der die Luftsäcke 10; 11 jeweils mit einem Gasgenerator versehen sind, der dann auch die Hilfssäcke 12 bis 16 speist.
Zwischen dein Luftsack 10 bzw. 11 und den Hilfssäcken 12 bis 16 bestellt eine Verbindung über ein Ventil 17 in Form einer Folie 18, die ab einem bestimmten Druck innerhalb des Luftsackes 10; 11 aufreißt, so daß entsprechend dem Pfeil 19 der Hilfssack 14 ebenfalls aufgeblasen wird, siehe die Fig. 2 und 3.
Die kavitierende Düse bzw. Kavitationsdüse 4 bis 7 weist nach den Fig. 4 und 5 eine Stufe 19 am Mundstück 20 auf. Damit wird bei relativ geringem Druck bereits Kavitation erzeugt.
Eine andere, gleich wirkende Ausbildung geht aus Fig. 5 hervor, wonach am Mundstück 21 eine Blende 22 vorgesehen ist.
Andererseits wird abhängig vom Mediumdruck in der Kavitationsdüse 4 bis 7 der Strahl 25 in seiner Resonanzfrequenz so stark angeregt, daß er kurz nach Verlassen der Düse 4 bis 7 in kleine Tropfen 26 zerplatzt. Die Erregung geschieht durch Druckschwankungen, die in der Düse 4 bis 7 im Strahl 25 durch gewollte Kavitation erzeugt werden.
Nach Fig. 6 ist der Wassernebel, bestehend aus den feinen Tropen 26 in dem Diagramm mit den Koordinaten 40 für die Tröpfchengröße der Wassertropfen und der Koordinate 41 für die Zeit durch den Bereich 42 dargestellt.
Das
Figure 00030001
Einspritzgesetz", d. h., die zeitabhängige Tropfendurchmesserverteilung kann leicht über das an die Düse 4 bis 7 angelegte Einspritzdruckprofil gesteuert werden. Zum Beispiel liefern unsaubere" Start- und Stoppprofile größere Tropfen 27 entsprechend der Bereiche 43, 44 als der stationäre" Auslegungsteil des Einspritzdruckprofils mit dem Bereich 42.
Mit derartigen Düsen 4 bis 7 erhält man mit minimalem Energieeinsatz auf der einen Seite ein sehr enges Tropfenspektrum kleiner Tropfen 26 und auf der anderen Seite - bei entsprechendem Einspritzdruckprofil - wesentlich größere Tropfen 27.
In, Gegensatz zu den konventionellen Düsen, die mit Schubspannungs- und Oberflächenstabilitätseffekten arbeiten, hat die Kavitationsdüse 4 bis 7 einen relativ hohen Wirkungsgrad und ein gleichmäßigeres Tropfenspektrum in wenigstens zwei Bereichen 42; 43, 44 der Tropfengröße 26, 27.
Durch die exakte und vollständige Zerlegung des Strahls 25 in kleine Tropfen 26 wird das versprühte Wasser nahezu komplett für das Löschen eines Brandherdes 50, siehe Fig. 1, verbraucht; man löscht Trocken". Die üblichen Wasserschäden, Folgeschäden durch das Überangebot an Wasser, das zum eigentlichen Löschvorgang eigentlich nichts beiträgt, treten nicht auf. Mit den, erfindungsgemäßen Ver-fahren sind auch empfindliche Güter, wie z. B. EDV-Geräte zu löschen ohne die bekannten Wasserschäden.
Durch den Wassernebel aufgrund der kleinen Tropfen 26 gemäß dem regulären Arbeitsbereich 42 (Fig. 6) wird ein feiner Wassernebel am Brandherd 50 erzeugt, der für den generellen Wärmeabzug sorgt.
Entsprechend den Arbeitsbereichen 43, 44 werden durch entsprechende Drucksteuerungen in der wasserzuführenden Leitung bzw. in den Düsen 4 bis 7 relativ große Tropfen erzeugt. Diese sind relativ energiereich und ermöglichen einen Durchschlag auf den Brandherd 50 um diesen abzudecken.
Da das gesamte Wasser effektiv genutzt wird, benötigt man wenig Wasser. Bei stationären Anlagen zum Raumschutz können die Kaviationsdüsen 4 bis 7 unmittelbar aus einem Wasserleitungsnetz gespeist werden. Der Massenstrom und damit die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in den Rohren ist so niedrig, daß die Rohrleitungsverluste akzeptabel sind. Speicherbehälter unmittelbar vor den Kavitationsdüsen 4 bis 7, aus denen Wasser in, Bedarfsfall, z. B., mit Druckluft durch die Kavitationsdüsen 4 bis 7 gefördert wird, können entfallen.
Handgeräte zum Objektschutz können erfindungsgemäß klein und damit leicht und handlich gebaut werden. Ihr Aufbau ist sehr einfach: Das Wasser befindet sich vor den Kavitationsdüsen 4 bis 7 in einen flexiblen Sack (nicht dargestellt), der von Außen durch das Druckgas beaufschlagt wird. Damit kann der nicht dargestellte Löscher unabhängig von seiner Orientierung eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist auch, daß die Transport- und Lagertanks für Wasser sehr klein sind. Wegen seiner geringen Masse beeinflußt dieses Löschsystem die Stabilität von Fahrzeugen, wie Luft-, Wasser- und Landfahrzeuge nur wenig.
Im Brandfall nach Fig. 1 werden die Luftsäcke 10 bis 16 aufgeblasen und versperren dann die Zugänge 2, 3; d. h., sie verhindern ein weiteres Ausbreiten des Brandes 50 oder ein Ausbreiten der Rauchgase sowie die Zufuhr von Luftsauerstoff. Danach oder parallel dazu wird in dem Raum 1, in dem es brennt und/oder dem eigentlichen Brandherd 50 die Reaktionswärme durch einen Wassernebel aus größeren und kleineren Wassertropfen 26, 42; 43, 44 entzogen. Der Wassernebel bzw. die Tropfen 26, 27 wird durch die Düsen 4 bis 7 erzeugt, wobei der Löschvorgang durch den Sensor 8 oder eine Alarmanlage ausgelöst wird. Der eventuell noch vorhandene Restbrand kann von dem Feuerlöschpersonal mit Wassernebel aus Handgeräten bekämpft werden.
Als Löschmedium soll Wasser eingesetzt werden. Wasser ist ungiftig und chemisch neutral, hat eine holte Wärmekapazität und eine hole Verdampfungswärme und ist jederzeit verfügbar. Wegen seiner hohen Dichte wird die Bewegung von Wassertropfen durch eine Gasströmung relativ wenig beeinflußt.
Mit den Kavitationsdüsen 4 bis 7 erhält man mit minimalem Energieeinsatz ein sehr enges Tropfenspektrum kleiner Tropfen 26.
Der für das Zerstäuben benötigte Druck kann im Gegensatz zu bekannten Verfahren ( low fog" / "high fog", Δp = 100 - 1000 bar) mit Drücken arbeiten, die in jeden, Bord-Druckluftnetz angeboten werden (Δp ≈ 6 bar). Man kann deshalb nicht nur auf vorhandene Installationen zurückgreifen, man muß auch keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen treffen.
Das Auslegen einer solchen Kavitationsdüse 4 bis 7 birgt kein Risiko, wenn man die Stoffeigenschaften von Strahl und umgebendem Medium, hier Luft, kennt.
Bei der Wahl des Löschmediums ist man nicht an sauberes" Wasser gebunden. Salzwasser Trinkwasser oder Wasser mit Additiven, z. B. mit Schaumzusätzen zum Abdecken des Brandherdes, kann genauso wie destilliertes Wasser zerstäubt werden.
Die Luft- bzw. Hilfssäcke 10 bis 16 können mit einer Ablationsschicht versehen sein. Die Geometrie dieser Säcke 10 bis 16 ist entsprechend den abzusperrenden Querschnitten auszulegen und sind mit Sicherheits-, Überdruckventile für das eingesetzte Gas, wie Luft, Kohlendioxyd auszulegen. Derartige Lußsäcke sind einfach im Aufbau und sind schnell und preiswert zu installieren bzw. zu ersetzten. Sie unterbinden auf einfache Weise die Luftsauerstoffzufuhr zum Brandherd 50. Daneben verhindern sie schnell und sicher das unerwünschte, unkontrollierte und gefährliche Ausbreiten von Rauch- und Löschgasen. Der Bedarf an Löschgas und damit an Druckflaschen wirkt sich u. a. günstig auf die Systemkosten und dem Platzbedarf und - bei Fahrzeugen - wegen der niedrigeren Masse vorteilhaß auf die Stabilität der Fahrzeuge aus. Die Lußsäcke 10 bis 16 sind mit jedem Gas aufblasbar, also auch mit dem Löschgas. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau der Löschanlage erheblich.
Das erfindungsgemäße Löschsystem entsprechend der beschriebenen Anordnung belasten Mensch, Umwelt und Maschine minimal. Zum Beispiel wird ein in dein Raum 1 eingeschlossener Mensch durch das Löschen nicht gefährdet oder geschädigt. Das Druckniveau im Raum 1 bleibt konstant. Damit treten Belastungen der Einbauten in Fahrzeugen, wie Luft-, Wasserfahrzeuge beim Löschen nicht auf. Die erfindungsgemäße Anordnung ist im Aufbau und in der Arbeitsweise sehr einfach. Daher ist es schnell an jedem Ort zu installieren, einzusetzen und zu Testzwecken zu kontrollieren. Die Folgeschäden sind gering, da der Raum 1 sofort nach dem Löschen wieder betreten werden kann. Die Kosten, also Wartungs-, Instands- und Betriebskosten sind sehr niedrig.

Claims (7)

  1. Anordnung zum Löschen von Bränden in Gebäuden, Luftfahrzeugen, Wasser- und Landfahrzeugen, deren Räume mit Sensoren zur Feststellung von Bränden und einer Löscheinrichtung ausgestattet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Abschott-Einrichtungen, bestehend aus wenigstens einem aufblasbaren Sack (10 bis 16) in luftführenden Gängen (1, 2), Schächten angeordnet, in dem feuergefährdeten Raum (1) wenigstens eine Kavitationsdüse (4 bis 7) zum Zerstäuben von feuerlöschenden Medien, wie Flüssigkeiten vorgesehen sind,
    wobei die Abschotteinrichtungen und die Kavitationsdüsen (4 bis 7) durch Sensoren (8) auslösbar sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der oder die Luftsäcke (10 bis 16) an ein Druckluftnetz angeschlossen sind oder jeweils einen pyrotechnischen Gasgenerator in den zentralen Luftsäcken (10, 11) aufweisen.
  3. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sackmaterial mit einer Beschichtung, wie Ablationsschicht, Metallschicht, versehen ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Sack (10, 11) mit wenigstens einem weiteren Hilfssack (12 bis 16) über ein Ventil (17) verbunden ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kavitationsdüse (4 bis 7) Einbauten (19) oder eine Blende (22) aufweist.
  6. Verfahren zum Betrieb der Kavitationsdüse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kavitationsdüse (4 bis 7) über ein Einspritzdruckprofil zur Erzeugen von entweder kleinen Tropfen (26) oder großen Tropfen (27) steuerbar ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der durch die Kavitationsdüse (4 bis 7) hindurchtretende Strahl (25) zur Erzeugung von kleinen Tropfen (26) mit seiner Ressonanzfrequenz anregbar ist.
EP19970121300 1996-12-17 1997-12-04 Anordnung zum Löschen von Bränden Expired - Lifetime EP0848967B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19652392 1996-12-17
DE19652392 1996-12-17
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