EP1112109A1

EP1112109A1 - Vorrichtung zur erzeugung von löschschaum

Info

Publication number: EP1112109A1
Application number: EP99948748A
Authority: EP
Inventors: Peter Kammer; Beda Itin
Original assignee: Fogtec Brandschutz GmbH and Co KG
Current assignee: Fogtec Brandschutz GmbH and Co KG
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2001-07-04
Also published as: WO2000015302A1; DE19841876A1; JP2002524221A; DE19841876C2; JP4316811B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Löschschaum mit einem eine Injektordüse (22) aufweisenden Düsenkörper (18) und ein Schaumrohr (12), welches den Düsenkörper (18) umgibt und an einer seiner Stirnseiten eine Schaumaustrittsöffnung (17) und an der gegenüberliegenden Stirnseite eine Eintrittsöffnung (20) mit einem gegenüber der Schaumaustrittsöffnung (17) grösseren Durchmesser besitzt, der ein verbessertes Haftvermögen aufweist und grosse Wurfweiten überbrücken kann. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art sich der den Düsenkörper umgebende Abschnitt des Schaumrohrs von der Eintrittsöffnung in Richtung der Schaumaustrittsöffnung verjüngt.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Löschschaum

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Loschschaum mit einem eine Injektorduse aufweisenden Dusenkorper und ein Schaumrohr, welches den Dusenkorper umgibt und an einer seiner Stirnseiten eine Schaumaustrittsoffnung und an der gegenüberliegenden Stirnseite eine Eintrittsoffnung mit einem gegenüber der Schaumaustrittsoffnung größeren Durchmesser besitzt. Derartige Vorrichtungen werden in stationären oder mobilen Feuerloscheinrichtungen eingesetzt, um einen Brand durch einen Schaum zu ersticken, wenn beispielsweise der Einsatz von Wasser als Loschflussigkeit nicht möglich nicht.

Eine Vorrichtung zum Erzeugen von Loschschaum ist aus der britischen Patentschrift 1 018 431 bekannt. Die m dieser Druckschrift beschriebene Vorrichtung weist ein Schaumrohr auf, welches mit einem zylindrischen Abschnitt einen Dusenkorper umgibt. Der Dusenkorper hat eine Düse, aus der Loschflussigkeit ausgebracht wird. Zum Einlassen von Umgebungsmedium besitzt die bekannte Vorrichtung auf ihrer rückwärtigen Stirnseite eine Eintrittsoffnung. Zusatzlich sind mehrere Emtπttsoffnungen auf dem zylindrischen Umfang des Schaumrohrs verteilt. Die aus dem Dusenkorper austretende Loschflussigkeit wird bei der bekannten Vorrichtung durch mit dem Dusenkorper verbundene Stifte verwirbelt, so daß sie in dem größeren Querschnitt des Schaumrohrs aufschäumt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der mittels der bekannten Vorrichtung erzeugte Loschschaum keine großen Wurfweiten überbrücken kann und seine Haftfähigkeit an einer Brandoberflache nur begrenzt ist. Die damit einhergehend eingeschränkte Benetzungsfahigkeit hat zur Folge, daß der mit der bekannten Vorrichtung erzeugte Schaum nur ein vermindertes Löschvermögen hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Löschschaum zu schaffen, der ein verbessertes Haftvermögen aufweist und große Wurfweiten überbrücken kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Erzeugen von Löschschaum gelöst, bei der sich der den Düsenkörper umgebende Abschnitt des Schaumrohrs von der Eintrittsöffnung in Richtung der Schaumaustrittsoffnung verjüngt.

Aufgrund der Verjüngung und der durch die aus dem Düsenkörper austretende Löschflüssigkeit eingebrachten Impuls wird bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung Umgebungsmedium nach Art einer Venturi-Düse in großen Mengen und mit hoher Geschwindigkeit durch die Eintrittsöffnung in das Schaumrohr gesaugt. Der dabei im Raum vor der Düse des Düsenkörpers entstehende Schaum weist aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der guten Durchmischung von Loschflussigkeit und Umgebungsmedium eine besonders feinporige Beschaffenheit auf. Ein derart fein zusammengesetzter Löschschaum besitzt eine hohe Haftfähigkeit, so daß er eine Brandfläche sicher benetzen kann. Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Löschschaum hat auf diese Weise ein verbessertes Löschvermögen.

Durch einen sich an den verjüngenden Schaumrohrabschnitt anschließenden zylindrischen Schaumrohrabschnitt kann die Strömung des entstandenen Schaums stabilisiert werden. Durch einen zweiten, sich an den zylindrischen Schaumrohrabschnitt in Strömungsrichtung anschließenden sich verjüngenden Schaumrohrabschnitt ist es möglich, den Schaum darüber hinaus zu verdichten. Ein verdichteter Schaum ist in vielen Fällen vorteilhaft, weil er aufgrund seiner Kompaktheit auch bei Einwirken größerer kinetischer Energien nicht auseinanderfällt und so zusammenhängend größere Wurfweiten zu überbrücken vermag. Ein weiterer, zweiter zylindrischer Schaumrohrabschnitt, der sich in Strömungsrichtung an den zweiten sich verjüngenden Schaumrohrabschnitt anschließt, dient ebenfalls der Stabilisierung der Schaumströmung. Zusätzlich ist es durch diesen zweiten zylindrischen Schaumrohrabschnitt möglich, die Richtung des austretenden Schaumstrahls genau vorzugeben.

Besonders vorteilhaft einsetzen läßt sich das erfindungsgemäße Schaumrohr in Verbindung mit Löscheinrichtungen, bei denen die Löschflüssigkeit unter hohem Druck, d.h. bei Drücken oberhalb 40 bar, ausgebracht wird. Dabei ist besonders hervorzuheben, daß das Schaumrohr auch dann zu einer erheblichen Verbesserung der Wurfweite des aus ihm austretenden Löschmittelstrahles führt, wenn dem Löschmittel kein schaumerzeugendes Additiv beigemischt ist, sondern lediglich die Löschflüssigkeit selbst als Strahl von hoher kinetischer Energie aus dem Schaumrohr austritt. Die Verwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Schaumrohrs beim reinen Flüssigkeitslöschen ist dann günstig, wenn beispielsweise ein gerichteter Loschflüssigkeitsstrahl benötigt wird, um aus größerer Entfernung den Brandherd zu erreichen. Darüber hinaus kann der durch das Schaumrohr konzentrierte Loschflüssigkeitsstrahl dazu benutzt werden, eine Benetzung von auch tief im Innern des Brandherdes verborgenen Glutnestern durch einen gezielten Strahl zu erreichen.

In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gesamtlänge des Schaumrohrs drei- bis viermal so groß ist wie die Eintrittsöffnung des Schaumrohrs. Diese Länge führt zu einem gut aufgeschäumten, kompakten Schaum, der große Wurfweiten zu überbrücken vermag. Zum anderen ist ein Schaumrohr dieser Länge gut handhabbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sitzt der Düsenkörper, durch Stützelemente an den Wandungen des Schaumrohrs abgestützt, in dem Schaumrohr. Auf diese einfache Weise kann eine kompakte, einfach zu fertigende Baueinheit gebildet werden. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang auch, wenn die Stützelemente an den Düsenkörper angeformt sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Stützelemente einstückig mit dem Düsenkörper ausgebildet sind. Auf diese Weise ist eine einfach herstellbare, wartungsarme Ausgestaltung der Vorrichtung gegeben.

Die Löschflüssigkeit tritt aus den Düsenöffnungen des Düsenkörpers aus und verwirbelt aufgrund der plötzlichen Querschnittserweiterung. Diese Verwirbelung bewirkt ein Aufschäumen der Löschflüssigkeit. Besonders vorteilhaft ist es zu diesem Zweck, wenn der Düsenkörper eine der Düsenöffnung in Strömungsrichtung vorgelagerte Kammer aufweist. Dies ermöglicht eine Vorverwirbelung der Löschflüssigkeit, die durch den begrenzten Querschnitt der Düsenöffnung konzentriert wird und erneut beim Austritt aus der Düsenöffnung verwirbelt. Auf diese Weise wird eine noch feinere Verteilung der Schaumporen bewirkt. Besonders bei einem rotationssymmetrischen Aufbau des Schaumrohrs ist es günstig, wenn der Düsenkörper eine zentrale Düsenöffnung aufweist. Bei dieser Anordnung tritt die Löschflüssigkeit strömungsgünstig auf der Mittellinie des Schaumrohrs aus und erhält in alle Richtungen genügend Raum zum Aufschäumen.

In der Praxis hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Injektordüse eine in Strömungsrichtung der Düsenöffnung vorgelagerte Blende aufweist. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich die Düsenöffnung und die Blendenöffnung nur teilweise überdecken. Durch diese teilweise Überdeckung entsteht eine sogenannte Abrißkante, die zu einer verstärkten Verwirbelung der Löschflüssigkeit führt. Weist die Blende dabei eine Anzahl von Blendenöffnungen auf, die auf einem Kreis um eine gemeinsame Mittelachse der Blende und des Düsenkörpers angeordnet sind, tritt die Löschflüssigkeit in kleine Wirbel aufgeteilt aus der Düsenöffnung aus, wodurch eine größere Durchmischung mit dem angesaugten Umgebungsmedium und dadurch eine weiter verbesserte Aufschäumung gegeben ist.

Für die Handhabung und den Einsatz einer solchen Vorrichtung zum Erzeugen von Löschschaum hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese Vorrichtung mit einem Löschdüsenkopf verbunden ist, wie er für das Löschen mit Flüssigkeitsnebel bekannt ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn, wie in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung im einzelnen erläutert, der Löschdüsenkopf eine Düse aufweist, welche die Löschflüssigkeit in mehrere Strahlen aufgeteilt ausbringt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein

Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 den Löschdüsenkopf mit aufgesetztem Schaumrohr in einem achsialen Schnitt;

Fig. 2 das Schaumrohr gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten achsialen Schnitt;

Fig. 3 das Schaumrohr in einem Querschnitt entlang der in Fig. 2 angegebenen Schnittlinie X-X;

Fig. 4 einen Löschdüsenkopf in einer frontalen Ansicht;

Fig. 5 ein Löschdüsenelement in einem achsialen Schnitt; Fig. 6 das Löschdüsenelement gemäß Fig. 5 in einer frontalen

Ansicht .

Das Schaumrohr 12 weist einen ersten Abschnitt 13 auf, der sich ausgehend von einer dem Löschdüsenkopf 1 zugeordneten Eintrittsöffnung von großem Durchmesser Dl konisch verjüngt und in einen ersten Zylinderabschnitt 14 mit einem konstanten Durchmesser D2 übergeht. An den ersten Zylinderabschnitt 14 schließt sich ein zweiter konisch zulaufender Abschnitt 15 an, der in einen zweiten Zylinderabschnitt 16 übergeht. Der konstante Durchmesser D3 des Zylinderabschnitts 16 entspricht dem Durchmesser der Schaumaustrittsoffnung 17 des Schaumrohrs 12.

Im konisch ausgebildeten Abschnitt 13 des Schaumrohrs 12 sitzt ein Düsenkörper 18, der über einstückig an ihm ausgebildete, an der Wandung des Abschnitts 13 abgestützte Stege 19 koaxial zur Längsachse L des Schaumrohrs 12 gehalten ist. Zwischen den Stegen 19 und dem Düsenkörper 18 sind Einsaugöffnungen 20 vorhanden, über die Umgebungsmedium, in der Hauptsache Luft, aus der Umgebung in das Schaumrohr 12 gesogen wird.

Der Düsenkörper 18 weist eine Stirnfläche 21 auf, von der aus eine Injektordüse 22 in den Düsenkörper 18 eingeformt ist. Die Bohrung der Injektordüse 22 mündet in einer Kammer 23, welche ausgehend von der der Stirnfläche 20 gegenüberliegenden Seite im Düsenkörper 18 ausgebildet ist. An der Außenseite der die Kammer 23 umgebenden Wände des Düsenkörpers 18 ist ein Außengewinde 30 ausgebildet, über welches das Schaumrohr 12 mit einer Hülse 29 verschraubt ist.

In der Kammer 23 sitzt eine Blendenscheibe 24, die zwei Düsenbohrungen 25,26 aufweist. Die Düsenbohrungen 25,26 sind teilweise von der Injektordüse 22 des Düsenkörpers 18 überdeckt, so daß die Düsenbohrungen 25,26 der Blendenscheibe 24 nur teilweise freigegeben sind und die scharfe Kante 27 des Randes der Injektordüse 22 jeweils in den Düsenöffnungen 25,26 angeordnet ist.

Das Schaumrohr 11 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, über die an ihren beiden Enden mit jeweils einem Innengewinde versehene Hülse 29 auf das Außengewinde 11 eines Löschdüsenelements 4 aufgeschraubt werden, das in einer zentral auf der Stirnfläche 2 ausgebildeten Aufnahme 3 eines Löschdüsenkopfs 1 sitzt.

Das Löschdüsenelement 4 besitzt eine zentrale, auf seiner freien Stirnfläche 5 angeordnete Löschdüse 6. An die Stirnfläche 2 des Löschdüsenkopfes 1 schließt sich eine umlaufende Schrägfläche lb an, auf der Nebelerzeugungsdüsen lc angeordnet sind.

Um die zentrale Löschdüse 6 des Löschdüsenelements 4 herum sind auf einem Kreis K in geringem Abstand a zu der zentralen Löschdüse 6 drei Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c in regelmäßigen Winkelabständen a positioniert, deren Düsenbohrungen achsparallel zur Bohrung der zentralen Löschdüse 6 verlaufen. Der Durchmesser der Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c ist kleiner als der Durchmesser der zentralen Löschdüse 6.

Die zentrale Löschdüse 6 und die Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c sind an eine Kammer 8 angeschlossen, die ausgehend von der der Stirnfläche 5 gegenüberliegend angeordneten Stirnseite in das Löschelement 4 eingeformt ist. Die Kammer 8 weist einen den Mündungen der Bohrungen der zentralen Löschdüse 5 und der Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c zugeordneten Abschnitt 8a auf, dessen Wandungen unter einem Winkel in Richtung der Bohrungsmündungen konisch zulaufen. Im vorderen, der Stirnfläche 5 zugeordneten Bereich des Löschdüsenelements 4 ist mit einem Abstand zur Stirnfläche 5 an dem Löschdüsenelement 4 ein Sechskant 9 ausgebildet, an dem ein hier nicht gezeigtes Montagewerkzeug angesetzt werden kann. Im hinteren, die Kammer 8 umgebenden Abschnitt ist darüber hinaus an dem Löschdüsenelement 4 ein Außengewinde 10 geformt, über welches das Löschdüsenelement 4 in ein entsprechend ausgebildetes Gewinde der Aufnahme 3 eingeschraubt ist. Im Abschnitt zwischen dem Sechskant 9 und der Stirnfläche 5 des Löschdüsenelements 4 ist ein weiteres Außengewinde 11 vorhanden.

Mit Schaumbildner angereicherte Löschflüssigkeit gelangt über einen Kanal 28 des Löschdüsenkopfes 1 in die Kammer 8 des Löschdüsenelements . Von dort dringt es in die Bohrungen der zentralen Löschdüse 6 und der Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c und tritt als parallel ausgerichtete Strahlen aus der zentralen Löschdüse 6 und den Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c aus. Die aus den Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c austretenden Strahlen stützen den aus der zentralen Löschdüse 6 austretenden Strahl, so daß die Strahlen gemeinsam eine große Wurfweite überbrücken können. Darüber hinaus sorgen die aus den Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c austretenden Strahlen für ein Sprühbild, welches auf einer gegenüber einem Einzelstrahl vergrößerten Fläche vier konzentrierte Löschpunkte aufweist, die entsprechend der Verteilung der zentralen Löschdüse 6 und der Zusatzdüsen 7a, 7b, 7c am Löschdüsenelement 2 angeordnet sind.

Die derart aufgeteilten Strahlen werden in der Kammer 23 des Düsenkörpers 18 verwirbelt und gelangen über die Düsenbohrungen 25,26 zu dessen Injektordüse 22. An der Kante 27 der Injektordüse 22 werden die aus schon zerstäubten Strahlen gebildeten, durch die Düsenbohrungen 25,26 tretenden Strahlen weiter verwirbelt, so daß über die Injektordüse 22 ein aus feinverteilten Tropfen von hoher kinetischer Energie gebildeter Nebelstrahl in das Schaumrohr 12 eintritt.

Dieser Nebelstrahl saugt nach Art einer Venturi-Düse Umgebungsluft durch die Einsaugöffnungen 20 in das Schaumrohr 12, so daß die Löschflüssigkeit mit den ihr zugemischten Additiven einen Schaum bildet. Dieser Schaum weist aufgrund der feinen Vernebelung der Löschflüssigkeit eine besonders feinporige Beschaffenheit auf. Der feinporige Löschschaum tritt aus dem Schaumrohr 12 aus und wird aufgrund mit hoher kinetischer Energie in Richtung des Brandherdes geworfen. Ein derart fein zusammengesetzter Löschschaum weist eine hohe Haftfähigkeit auf, so daß er die Brandfläche sicher benetzt und ein großes Löschvermögen hat.

Zum Schutz des Feuerwehrmanns, der die mit dem Löschdüsenkopf 1 ausgestattete, hier weiter nicht gezeigte Löschpistole bedient, können erforderlichenfalls durch eine geeignete, ebenfalls nicht gezeigte Ventileinrichtung die Nebelerzeugungsdüsen lc mit Loschfluid beaufschlagt werden. Der dann entstehende Wassernebel bewirkt nicht nur eine zielgerichtete Kühlung der Brandumgebung, sondern bildet gleichzeitig einen wirkungsvollen Schutz für den Feuerwehrmann. Gleichzeitig beeinflußt er das Verhalten des Löschschaums nicht, da zum einen die Ausbringung des Nebels in eine zur Ausbringung des Löschschaums unterschiedlichen Richtung erfolgt und zum anderen die dem Löschschaum eigene kinetische Energie größer ist als die des Nebels . Bezugszeichenliste

1 Löschdüsenkopf lb Schrägfläche lc Nebelerzeugungsdüsen

2 Stirnfläche

3 Aufnahme

4 Löschdüsenelement

5 Stirnfläche

6 Löschdüse

7a, 7b, 7c Zusatzdüsen

8 Kammer

8a Abschnitt der Kammer 8

9 Sechskant

10 Gewinde

11 Gewinde

12 Schaumrohr

13 Abschnitt

14 Zylinderabschnitt

15 Abschnitt

16 Zylinderabschnitt

17 Schaumaustrittsoffnung

18 Düsenkörper

19 Stege

20 Einsaugöffnungen

21 Stirnfläche

22 Injektordüse

23 Kammer

24 Blendenscheibe

25,26 Düsenbohrungen

27 Kante

28 Kanal

29 Hülse

30 Außengewinde a Abstand a Winkel D1,D2,D3 Durchmesser

K Kreis

L Längsachse

Claims

P A T E N T AN S P RÜ C H E

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Löschschaum mit einem eine Injektordüse (22) aufweisenden Düsenkörper (18) und ein Schaumrohr (12), welches den Düsenkörper (18) umgibt und an einer seiner Stirnseiten eine Schaumaustrittsoffnung (17) und an der gegenüberliegenden Stirnseite eine Eintrittsöffnung (20) mit einem gegenüber der Schaumaustrittsoffnung (17) größeren Durchmesser besitzt, dadurch ge kennze ichnet , daß sich der den Düsenkörper (18) umgebende Abschnitt (13) des Schaumrohrs (13) von der Eintrittsöffnung (20) in Richtung der Schaumaustrittsoffnung (17) verjüngt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß sich in Richtung der Schaumaustrittsoffnung (17) an den ersten Abschnitt (13) des Schaumrohrs (12) ein zylindrischer Abschnitt (14) mit konstantem Durchmesser (D2) anschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kenn zeichnet , daß sich in Richtung der Schaumaustrittsoffnung (17) an den zylindrischen Abschnitt (14) ein zweiter sich in Richtung der

Schaumaustrittsoffnung (17) verjüngender Abschnitt (15) des Schaumrohrs (12) anschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, da durch ge kenn z e i chnet , daß sich in Richtung der Schaumaustrittsoffnung (17) an den zweiten sich verjüngenden Abschnitt (15) ein zweiter zylindrischer Abschnitt (16) des Schaumrohrs (12) anschließt.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Gesamtlänge des Schaumrohrs (12) drei- bis viermal so groß ist wie der Querschnitt der Eintrittsöffnung (20) des Schaumrohrs (12) .

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Düsenkörper (18) über sich an den Wandungen des Schaumrohrs (12) abstützende Stützelemente (19) mit dem Schaumrohr (12) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Stützelemente (19) einstückig mit dem Düsenkörper verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Injektordüse (22) konzentrisch zur Mitte der Stirnfläche des Düsenkörpers (18) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Düsenkörper (18) eine der Injektordüse (22) in Strömungsrichtung des Löschfluids vorgelagerte Kammer (23) aufweist .

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Injektordüse (22) in Strömungsrichtung des Löschfluids eine Blende (24) mit mindestens einer Blendenöffnung (25,26) vorgelagert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß sich die Injektordüse (22) und Blendenöffnung (25,26) nur teilweise überdecken.

12. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Injektordüse (22) von einem mit weiteren Löschdüsen (lc) ausgestatteten Löschdüsenkopf (1) getragen ist.