Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Feuerlöscher, insbesondere
einen Feuerlöscher, der beim Auslösen mit einem Treibgas aufgeladen wird,
wobei das Treibgas und ein Löschmittel, bis zum Auslösen in separaten
Behältern bevorratet werden.
Stand der Technik
Zum Stand der Technik gehören sowohl "Dauerdruck-Feuerlöscher",
d.h. Feuerlöscher bei denen der Löschmittelbehälter dauernd unter Druck steht,
als auch sogenannte "Auflade-Feuerlöscher", d.h. Feuerlöscher bei denen im
Einsatzfall der Löschmittelbehälter mit einem Treibgas aufgeladen wird, um dort
ein Druckpolster auszubilden, mit dem das Löschmittel über eine Sprühdüse
ausgetrieben wird.
Bei beiden Feuerlöschertypen muss der Löschmittelbehälter als
Druckbehälter ausgebildet sein, der für den maximalen Gasdruck ausgelegt ist.
Eine hohe Druckfestigkeit des Löschmittelbehälters führt jedoch zu einem
hohen Gewicht dieses Behälters und beschränkt zudem die Werkstoffauswahl
und Gestaltungsfreiheit beim Design des Behälters. In der Praxis werden bei
beiden Bauarten ausschließlich zylindrische Löschmittelbehälter aus Stahl
eingesetzt. Bei tragbaren Feuerlöschern ist der maximale Betriebsdruck aus
Gewichtsgründen üblicherweise auf maximal 20 bar beschränkt. Um mit diesem
relativ niedrigen Treibgasdruck im Löschmittelbehälter eine ausreichend lange
Betriebsdauer des Feuerlöschers zu erzielen, muss im Löschmittelbehälter
genügend Raum für ein großvolumiges Gaspolster vorgesehen sein. In anderen
Worten, das Volumen des Löschmittelbehälters muss wesentlich größer als das
Volumen des bevorrateten Löschmittels sein. Ein weiterer Nachteil der beiden
bereits erwähnten Feuerlöschertypen besteht darin, dass der Betriebsdruck
beim Entladevorgang ständig abnimmt, so dass sich das Sprühverhalten des
Feuerlöschers ständig verändert.
Um zu vermeiden, dass der Löschmittelbehälter als Druckbehälter
ausgelegt werden muss, wird in der Druckschrift WO 96/44660 vorgeschlagen,
das Treibgas durch eine Venturidüse strömen zu lassen, und mittels dieser
Venturidüse das Löschmittel aus dem Löschmittelbehälter herauszusaugen. Ist
das abzusaugende Löschmittel ein Löschpulver, wird ein kleiner Teil des
Treibgases in den Löschmittelbehälter abgezweigt um das Löschpulver hierin
aufzuwirbeln und absaugbar zu machen. Damit dieses Verfahren funktioniert,
muss gewährleistet sein, dass das Einführen von Aufwirbelungsgas in den
Löschmittelbehälter erst stattfindet, nachdem der für das Absaugen benötigte
Unterdruck aufgebaut ist. Der in der Druckschrift WO 96/44660 vorgestellte
Feuerlöscher umfasst somit ein relativ aufwendiges Austragssystem für das
Löschmittel, mit vielen neuen Bauteilen, die zuerst noch entwickelt und getestet
werden müssen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfachen
Feuerlöscher vorzuschlagen, der die eingangs genannten Nachteile nicht, bzw.
nur in einem stark verminderten Ausmaß aufweist. Diese Aufgabe wird durch
einen Feuerlöscher nach Anspruch 1 gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Feuerlöscher umfasst einen Löschmittelbehälter
in dem ein Löschmittel bevorratet ist, einen Treibgasbehälter in dem ein
Treibgas unter Hochdruck bevorratet ist, Treibgasentladungsmittel, um das
Treibgas aus dem Treibgasbehälter in den Löschmittelbehälter zu entladen, wo
es das Löschmittel unter Druck setzt, und Löschmittelentladungsmittel, um das
unter Druck gesetzte Löschmittel aus dem Löschmittelbehälter nach außen zu
entladen. Erfindungsgemäß umfassen die Treibgasentladungsmittel einen
Druckregler, der das Entladen des Treibgases in den Löschmittelbehälter derart
regelt, dass während des Entladevorgangs des Löschmittelbehälters, hierin ein
weitgehend konstanter Austreibdruck erzeugt wird.
In der Praxis begrenzt der Druckregler den Druck im Löschmittelbehälter
auf einen Wert, der ein optimales Versprühen des Löschmittels
gewährleistet. Dies sind in der Regel 2 bis 7 bar. Bei dem erfindungsgemäßen
Feuerlöscher muss der Löschmittelbehälter folglich nur noch für einen relativ
niedrigen Behälterdruck ausgelegt werden. Eine hohe Druckfestigkeit des
Löschmittelbehälters ist demnach nicht mehr erforderlich. Das Gewicht dieses
Behälters kann somit reduziert werden, und Beschränkungen betreffend die
Werkstoffauswahl und Gestaltungsfreiheit beim Design des Behälters entfallen.
Das Volumen des Löschmittelbehälters muss nur noch unwesentlich größer als
das Volumen des bevorrateten Löschmittels sein, wodurch der Feuerlöscher
kompakter, handlicher und leichter wird. Der konstante Austreibdruck
gewährleistet zudem, dass das Sprühverhalten des Feuerlöschers während des
gesamten Entladevorgangs weitgehend konstant bleibt, und dass seine
Betriebszeit verlängert wird. Dies vereinfacht die Handhabung des Feuerlöschers
durch Laien. Es ist weiterhin hervorzuheben, dass ein erfindungsgemäßer
Feuerlöscher sehr einfach im Aufbau ist, wobei als Löschmittelentladungsmittel
grundsätzlich auch bereits bewährte Feuerlöscherventile eingesetzt
werden können.
Der Treibgasbehälter und die Treibgasentladungsmittel sind
vorzugsweise innerhalb des Löschmittelbehälters angeordnet, wobei der
Ausgang des Druckreglers mit einem Verschlussmittel ausgestattet ist, welches
den Ausgang des Druckreglers bis zum Entladen des Treibgases verschließt.
Man beachte, dass die Anordnung des Treibgasbehälters und der Treibgasentladungsmittel
innerhalb des Löschmittelbehälters gewährleistet, dass diese
Komponenten optimal gegen Beschädigungen geschützt sind. Die Verschlussmittel
am Ausgang des Druckreglers stellen sicher, dass kein Löschmittel in den
Druckregler eintreten und dessen Funktionsweise beeinträchtigen kann.
Das Verschlussmittel am Ausgang des Druckreglers kann, z.B. als
Platzmembrane oder Rückschlagventil ausgebildet sein. In einer besonders
einfachen Ausgestaltung umfasst ein solches Rückschlagventil einen
zylindrischen Stutzen mit mindestens einer seitlichen Austrittsöffnung für das
Treibgas. Ein elastisches Schlauchstück ist hierbei derart über den zylindrischen
Stutzen gestülpt, dass es die mindestens eine Austrittsöffnung für das
Löschmittel abdichtet, das unter Druck stehende Treibgas jedoch durch die
Austrittsöffnung ausströmen lässt.
Der Druckregler ist vorzugsweise für einen reduzierten Betriebsdruck
zwischen 2 bar und 7 bar ausgelegt. Für ein Löschmittel auf Wasserbasis ist
der Druckregler z.B. vorteilhaft für einen Druck zwischen 2,5 bar und 3,5 bar
ausgelegt.
Der Löschmittelbehälter, der für den reduzierten Betriebsdruck
ausgelegt ist, umfasst vorteilhaft ein federbelastetes Sicherheitsventil als
zusätzliche Sicherheit. Der Löschmittelbehälter kann auch ein Aluminium- oder
Kunststoffbehälter sein, wodurch sich das Gewicht des Löschmittelbehälters
wesentlich reduzieren lässt. Zudem ergeben sich mit diesen Materialien neue
Möglichkeiten, was Form und Design des Feuerlöschers anbetrifft.
Der Treibgasbehälter ist im Normalfall als handelsübliche Hochdruckgaspatrone
mit einer Durchstoßmembrane ausgebildet. Zum Einsatz können
z.B. Stickstoff-Patronen mit einem Druck von 200 bar und ggf. auch Kohldioxid-Patronen
gelangen.
Die Löschmittelentladungsmittel umfassen im Normalfall ein
Feuerlöscherventil, das auf den Löschmittelbehä Iter aufgeschraubt wird. Dieses
Ventil umfasst einen Löschmittelkanal für das Löschmittel, einen Ventilsitz im
Auslösekanal, ein Schließelement das bei geschlossenem Feuerlöscherventil
durch eine Schließfeder auf den Ventilsitz gedrückt wird, eine Betätigungsvorrichtung,
welche es ermöglicht, das Schließelement von seinem Ventilsitz zu
drücken und so den Löschmittelkanal für das Löschmittel zu öffnen. Die
Gaspatrone mit Durchstoßmembrane ist vorteilhaft am Feuerlöscherventil in
axialer Verlängerung des Löschmittelkanals für das Löschmittel angebracht. Die
Betätigungsvorrichtung bildet unterhalb des Schließelementes einen Durchstoßstift
aus, der beim Öffnen des Löschmittelkanals für das Löschmittel die
Durchstoßmembrane der Gaspatrone durchsticht.
In einer besonders kompakten Ausgestaltung weist das Feuerlöscherventil
einen Anschlussstutzen für die Gaspatrone auf, und der Druckregler
ist seitlich an diesem Anschlussstutzen angeordnet. Damit der Druckregler die
Montage des Feuerlöscherventils auf dem Löschmittelbehälter nicht behindert,
ist er vorzugsweise drehbar am Anschlussstutzen befestigt.
Ein kompakter, zuverlässiger Druckregler ist vorteilhaft wie folgt
aufgebaut. Er umfasst ein Gehäuse mit einer Kolbenkammer in der ein Kolben
axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben weist eine Stirnseite auf, welche
mit dem Druck im Löschmittelbehälter beaufschlagt ist. Eine Feder beaufschlagt
den Kolben mit einer Federkraft, welche sich dem Druck im Löschmittelbehälter
entgegenstellt. Ein Kolbenansatz ist in eine Bohrung des Gehäuse abgedichtet
eingeführt, welche einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Kolbenkammer
aufweist. Das Treibgas mündet über einen Gaseinlasskanal und einen
Sitz in diese Bohrung ein, wobei eine Stirnfläche des Kolbenansatzes eine
Dichtfläche für den Sitz ausbildet. Ein Gasauslasskanal erstreckt sich durch den
Kolbenansatz und weist in der Stirnseite des Kolbens eine Ausmündung auf.
Figurenaufstellung
Im Folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der
beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt des oberen Teils eines erfindungsgemäßen
Feuerlöschers; und Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 1.
Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltungder Erfindung anhand der
Figuren
Der in Fig. 1 zwecks Illustration der Erfindung gezeigte Feuerlöscher
ist ein tragbarer Auflade-Feuerlöscher. Er ist insbesondere für ein flüssiges
Löschmittel, wie z.B. Wasser oder eine Wasseremulsion geeignet. Es ist jedoch
nicht ausgeschlossen, den Feuerlöscher ebenfalls für pulverförmige Löschmittel
einzusetzen.
Der gezeigte Feuerlöscher umfasst einen Löschmittelbehälter10, in
dem das Löschmittel unter Atmosphärendruck oder gegebenenfalls unter
Niederdruck bevorratet ist, einen Treibgasbehälter 12, in demein Treibgas
unter Hochdruck bevorratet ist, Treibgasentladungsmittel 14, um das Treibgas
aus dem Treibgasbehälter in den Löschmittelbehälter 10 zu entladen, und
Löschmittelentladungsmittel 16, um das Löschmittel aus dem Löschmittelbehälter
10 nach außen zu entladen.
Die Löschmittelentladungsmittel 16 umfassen einFeuerlöscherventil
18 mit einem Ventilkörper 20, der einen Ventilsockel 22 mit einemVentilflansch
23 ausbildet. Der Ventilkörper 20 ist mit seinem Ventilflansch 23 auf einen
Halsstutzen 24 des Löschmittelbehälters 10 aufgesetzt, wobei der Ventilsockel
22 in Löschmittelbehälter 10 hineinragt. Eine Gewindemuffe 26 zieht den
Ventilflansch 23 gegen die Stirnfläche des Halsstutzen 24, wobei ein O-Ring 28
zwischen dem Ventilflansch 23 und dem Halsstutzen 24 die Abdichtung
gewährleistet.
Im Ventilkörper 20 ist ein Kanal 30 für das Löschmittel vorges ehen.
Dieser Löschmittelkanal 30 bildet im Ventilsockel 22 eine Einmündung 32 und
außerhalb des Löschmittelbehälters 10 eine Ausmündung 34 aus. In seine
Einmündung 32 ist ein Steigrohr 36 für das Löschmittel eingesetzt. In seine
Ausmündung 34 ist ein Löschmittelschlauch 38 eingeschraubt.
Im Löschmittelkanal 30 ist ein Ventilsitz 42 angeordnet. Bei
geschlossenem Feuerlöscherventil 18 wird ein Schließelement 44durch eine
Schließfeder 46 auf den Ventilsitz 42 gedrückt. Eine an sich bekannte
Betätigungsvorrichtung mit einem Hebelgriff 52 und einem Ventilstößel 54
ermöglicht es, das Schließelement 44 gegen die Federkraft der Schließfeder 46
von seinem Ventilsitz 42 zu drücken und so den Löschmittelkanal 30 für das
Löschmittel zu öffnen.
Im Löschmittelbehälter 10 weist das Feuerlöscherventil 20 einen
Anschlussstutzen 60 für den Treibgasbehälter 12 auf. Ein erstes Endedieses
Anschlussstutzens 60 ist in eine Bohrung 64 im Ventilsockel 22 eingeschraubt.
Die Bohrung 64 erstreckt sich im wesentlichen koaxial zum Ventilsitz 42 durch
den Ventilkörper 20. Zwischen dem Ventilsitz 42 und der Stirnfläche des
Anschlussstutzens 60, bildet die Bohrung 64 eine Federkammer 66 aus, in
welcher die Schließfeder 46 angeordnet ist. Der Löschmittelkanal 30 mündet
unterhalb des Ventilsitzes 42 seitlich in die Federkammer 66.
Der Treibgasbehälter12 umfasst eine handelsübliche Hochdruckgaspatrone
70 mit einem Anschlusskopf 72, in den eine Durchstoßmembrane 74
integriert ist. Der Anschlusskopf 72 ist in das zweite Ende des Anschlussstutzens
60 eingeschraubt. Mit dem Bezugszeichen 80 ist ein Durchstoßstift
bezeichnet, der in der Federkammer 66 am Schließelement 44 befestigt ist und
sich durch eine axiale Durchgangsbohrung 82 des Anschlussstutzens 60
erstreckt. Wird der Hebelgriff 52 der Betätigungsvorrichtung 50 zusammengedrückt,
so drückt der Ventilstößel 54 das Schließelement 44 von seinem
Ventilsitz 42. Der gleichzeitig nach unten gedrückte Durchstoßstift 80
durchstößt hierbei die Durchstoßmembrane 74, welche die Hochdruckgaspatrone
70 bis dahin gasdicht verschlossen hat. Über die nun durchstoßene
Membrane 74 strömt das unter Hochdruck stehende Treibgas in einen
Gasraum 84 innerhalb des Anschlussstutzens 60. Ein O-Ring 85 dichtet den
Durchstoßstift 80 in der Durchgangsbohrung 82 des Anschlussstutzens 60 ab
und verhindert, dass Treibgas unmittelbar in die Federkammer 66 einströmt.
Die Beschreibung wird nun anhand der Fig. 2 fortgesetzt. Aus dem
Gasraum 84 strömt das Treibgas über radiale Querbohrungen 86 und eine
umlaufende Ringnut 88 in einen Druckregler 90. Letzterer regelt das Entladen
des Treibgases in den Löschmittelbehälter 10 derart, dass währenddes
Entladevorgangs des Löschmittelbehälters 10, hierin ein konstanterAustreibdruck
erzeugt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Druckreglers 90 wird nun
ebenfalls anhand der Fig. 2 beschrieben. Er umfasst ein Gehäuse 92 mit einer
zylindrischen Kammer 94, in die ein Kolben 96 axial verschiebbar integriert ist.
Ein O-Ring 98 dichtet den Kolben 96 in der ersten Kammer 94 ab. Eine Feder
100 drückt den Kolben 96 gegen einen Endanschlag, der z.B.durch einen
Spreizring 102 ausgebildetwird. Ein Kolbenansatz 104ist in eine Bohrung 106
des Gehäuse 92 eingeführt, die einen wesentlich kleineren Durchmesser als die
Kammer 94 aufweist. Ein O-Ring 108 dichtet denKolbenansatz 104in der
Bohrung 106 ab. Die Stirnfläche des Kolbenansatzes 104 wird durcheine
Dichtscheibe 110 ausgebildet. Letztereliegt gegenübereinem Sitz 112,der
einen Gaseinlasskanal 114 umgibt.
In Fig. 2 ist der Druckregler 90 im geöffneten Zustand gezeigt, in dem
das Treibgas über den Sitz 112 in die Bohrung 106 des Druckreglers90
einströmen kann. Von hier gelangt das Treibgas dann über eine Querbohrung
116 im Kolbenansatz104 in einen axialen Auslasskanall 18, der eine
Ausmündung 119 inder Stirnseite 120des Kolbens 96 aufweist. In diese
Ausmündung 119 ist Rückschlagventill 22 eingebaut. Dasgezeigte Rückschlagventil
122, das besonders einfach im Aufbau ist, umfasst einen
zylindrischen Stutzen 124 mit mindestenseiner seitlichen Austrittsöffnung126
für das Treibgas und ein elastisches Schlauchstück 128. Letzteres istderart
über den zylindrischen Stutzen 124 gestülpt, dass es die mindestens eine
Austrittsöffnung 126 für das Löschmittel abdichtet, das unterDruck stehende
Treibgas jedoch durch diese Austrittsöffnung 126 ausströmenlässt.
Das Treibgas, das über den Druckregler 90 und das Rückschlagventil
122 in den Löschmittelbehälter10 überströmt, baut hierin einGaspolster auf,
das auf den Kolben 96 eine Druckkraft ausübt. Letztere wirkt gegen die
Federkraft der Feder 100 und die Druckkraftdie auf den wesentlich kleineren
Querschnitt des Kolbenansatzes104 in der zweiten Bohrung 106.Sobald die
Druckkraft, die auf den Kolben 96 wirkt überwiegt, wird der Kolben 96 in das
Gehäuse 92 gedrückt, bis dieDichtscheibe 110 schlussendlichauf dem Sitz
112 aufliegt.Nun dichtet die Dichtscheibe 110 den Sitz 112ab, undkein
Treibgas kann mehr in den Löschmittelbehälter 10 nachströmen.Durch das
Entladen des Löschmittels über den geöffneten Löschmittelkanal 30, fällt der
Druck im Gaspolster, so dass der Druckregler 90 wiederum öffnet, und Treibgas
in das Gaspolster nachströmen kann. Auf diese Art und Weise wird das
Entladen des Treibgases in den Löschmittelbehälter 10 derart regelt, dass
während des Entladevorgangs des Löschmittels, im Löschmittelbehälter 10 ein
weitgehend konstanter Austreibdruck erzeugt wird.
Der Druckregler 90 ist seitlich am Anschlussstutzen 60, zwischen
dem Flansch 22 des Feuerlöscherventils 20 und dem Treibgasbehälter12
angeordnet. Damit er problemlos durch den Halsstutzen 24 in den Löschmittelbehälter
10 eingeführt werden kann, ist er um die Achse des Anschlussstutzen
60 verdrehbar. Hierzu weist er eine Montagebohrung 130 auf,in welche das
zylindrische Mittelteil des Anschlussstutzen 60 eingeführt ist. Zwei O-Ringe
132', 132'' dichten beidseitig die Ringnut 88 ab, über die das Treibgas in den
Gaseinlasskanal 14 einmündet.
Auslegungsbeispiel:
Der Feuerlöscherbehälter ist bis zum Druckregler 90 mit Löschwasser gefüllt.
Als Treibgas wird Stickstoff unter 200 bar im Treibgasbehälter 12 bevorratet.
Der Druckregler 90 ist derart ausgelegt, dass er im Löschmittelbehälter10
einen Druck von 4 bar einregelt. Mit diesem konstanten Austreibdruck von 4 bar
lässt sich eine einwandfreie Versprühung des Löschwassers aus dem
Löschmittelbehälter 10 gewährleisten. Weil gewährleistet ist, dass der Druck im
Löschmittelbehälter 10 nie höherals 4 bar ist, muss der Löschmittelbehälter 10,
bei einer 1,5-fachen Sicherheit, nur für einen Druck von 6 bar ausgelegt
werden. Es können somit weitaus leichtere Löschmittelbehälter, als in
bekannten Feuerlöschern eingesetzt werden. Durch die geringeren Anforderungen
an die Druckfestigkeit können auch andere Werkstoffe eingesetzt werden.
So ist es z.B. möglich den Löschmittelbehälter aus Kunststoff oder Aluminium
herzustellen, was natürlich eine wesentliche Gewichtsreduzierung bedeutet.
Ein weiterer Vorteil des vorgestellten Feuerlöschers besteht darin,
dass durch den konstanten Austreibdruck wesentlich längere Löschzeiten
erzielt werden.