Beschreibung
Schallreduzierte Löschdüsen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausströmung eines Löschmediums .
Im Bereich der Löschdüsen für gebäudeinstallierte Löschanla¬ gen sind verschiedene Aus führungs formen bekannt. Generell werden Rohre an die Austrittsstelle der Löschanlage gelegt. Zweckdienlicherweise sind Gebäude-Löschanlagen deckenmontiert und je nach Raumvolumen und -geometrie sind mehrere Aus¬ trittsstellen vorgesehen. Die Rohrenden werden dann mit einer Löschdüse abgeschlossen. Dabei sind die Löschdüsen üblicherweise als Einschraubteile gefertigt, so dass die Montage ver¬ einfacht möglich ist. Ein typisches Beispiel für eine Lösch¬ düse ist etwa eine Hutmutter als Endkappe, in die Löcher ge¬ bohrt sind, die die Austrittsöffnungen für das Löschmedium bilden .
Dabei können die Anzahl und der Lochdurchmesser auf die jeweilige Löschanwendung und die Raumgröße angepasst sein. Ins¬ besondere wird die Löcheranzahl dafür individuell berechnet. Für die Berechnung der Löcheranzahl werden herstellerspezifische Berechnungsvorschriften bzw. Programme verwendet, die je nach Land auch zusätzliche behördliche Vorschriften und Prü¬ fungen einhalten.
Die Löschdüsenausgestaltung richtet sich auch nach der Art des Löschmediums, ob es sich um ein Gas oder eine Flüssigkeit handelt .
Die Düsenform kann beispielsweise durch Strahlformengeomet¬ rien, wie etwa Prallplatten, ergänzt sein. Des Weiteren kann z. B. für ein Löschgas auch eine Drosselvorrichtung in der Löschdüse vorgesehen sein.
Alle bisherigen Löschdüsen haben das Problem, dass es bei einem Löschvorgang zu einer großen Lärmentwicklung kommt. Da bei verschiedenen Düsen ein Schallpegel von bis zu 140 dB erreicht werden kann, liegt dieser Lärmpegel in einem Bereich, der das menschliche Gehör schädigen kann. Und auch Geräte in einem zu löschenden Raum sind gefährdet. Auch bei rechtzeiti¬ ger Evakuierung aller Personen aus einem zu löschenden Raum stellt der hohe Lärmpegel ein Problem für die Stabilität von etwa den Festplatten in Rechen- oder Datenservicezentren dar. Es hat sich gezeigt, dass Festplatten bereits ab einem Lärm¬ pegel von 120 dB teilweise sogar schon ab 110 dB fehlerhaft arbeiten. Bei einem höheren Lärmpegel kann es zu dauerhaften Beschädigungen oder sogar Zerstörung kommen.
Um den Lärmpegel bei einem Löschvorgang zu reduzieren, werden im Stand der Technik den Löschdüsen Schalldämpfer nachgeschaltet, welche zusätzlich durchströmt werden. Dazu dienen beispielsweise auch Sinterkörper. Die Durchströmung eines weiteren Bauteils setzt jedoch die Strömungsgeschwindigkeit stark herab. Außerdem eignen sich gewisse schalldämpfende Vorrichtungen nicht für chemische Löschmedien, da deren Verdampfung dann nicht gewährleistet ist. Außerdem ist keine ausreichende Durchmischung der Raumluft mit dem Löschgas ge¬ währleistet, wenn die Strömungsgeschwindigkeit zu stark her¬ abgesetzt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ausströmung eines Löschmediums mit verringerter Lärment¬ wicklung im Betrieb bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Ausströmung eines Löschmediums. Dabei weist die Vorrichtung wenigstens eine Ausströmöffnung auf, wobei die Ausströmöffnung eine Geometrie aufweist, so dass ein durch diese Ausströmöffnung ausströmen-
des Medium eine Strahlform annimmt, die in wenigstens einer Ausdehnung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung geringer ist als die Untergrenze der Wellenlänge des vom menschlichen Ge¬ hör wahrnehmbaren akustischen Spektrums. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung zum Löschen von Gebäuderäumen dienen kann, in denen sensibles technisches Gerät betrieben wird, welches durch eine gewöhnliche Löschanlage gestört oder beschädigt werden würde. Außerdem hat die Vorrichtung den Vorteil, dass durch den verringerten Lärmpegel im Betrieb auch Personen, die sich noch in einem zu löschenden Raum aufhalten, nicht durch den Lärmpegel gefährdet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausströmöffnung eine Geometrie auf, die in wenigstens einer Ausdehnung geringer ist als die Untergrenze der Wellenlänge des vom menschlichen Gehör wahrnehmbaren akustischen Spektrums. Mit einer derartigen Geometrie und Maximalmaßen für die Ausströmöffnung ist gewährleistet, dass die Strahlform des ausströmenden Mediums die akustischen Bedingungen erfüllt.
Die Löschdüse wird also insbesondere so gestaltet, dass der Querschnitt des Löschmittelstrahls zumindest in einer Rich¬ tung sehr schmal ist, d.h., dass ein sehr flacher Strahl des Löschmediums ausgeströmt wird und sich dadurch in dem freien Strahl keine Strömungswirbel bilden können, welche bei akus¬ tischen Frequenzen Schallwellen abstrahlen könnten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausströmöffnung eine spalt- oder schlitzförmige Ge¬ ometrie auf. D.h., die Ausströmöffnung ist in einer ersten Ausdehnung sehr viel größer bzw. länger als in einer zweiten Ausdehnung senkrecht zu dieser ersten Ausdehnung.
Insbesondere ist also der Querschnitt des Löschmittelstrahls einer Richtung sehr schmal, in einer anderen Richtung jedoch sehr langgezogen. Eine derartige flache Strahlform kann besonders gut durch die beschriebene spalt- oder schlitzförmige
Geometrie der Ausströmöffnung erzeugt werden. Im Gegensatz zu bisherigen Düsenformen, die annähernd rotationssymmetrische Gasströmungen auslassen, wie sie etwa durch Bohrungen verursacht werden, hat der flache Gas- oder Flüssigkeitsstrahl den Vorteil, dass darin keine Strömungswirbel auftreten, die vom menschlichen Gehör erfassbare akustische Frequenzen abstrahlen .
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Ausströmöffnung entlang einer Geraden. Derartige lange spalt- oder schlitzförmige gerade Geometrien für die Ausströmöffnungen sind vorzugsweise entlang eines Rohres an¬ gebracht, welches gleichermaßen zur Zufuhr des Löschmediums als auch zur Ausströmung dient. D.h., z. B. ein Rohrabschnitt an sich stellt die Löschdüse dar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Ausströmöffnung alternativ auf einem Bogen, insbesondere einem Kreisbogen. Diese Alternative zu dem geraden Verlauf ist beispielsweise an einem Rohrende von Vorteil. Da¬ bei beschreibt die Ausströmöffnung einen Kreisbogen, durch den das Löschmedium austreten kann. In radialer Richtung ist die Ausströmöffnung wiederum höchstens so groß, dass die akustischen Bedingungen erfüllt sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Mehrzahl an Ausströmöffnungen auf. Die geraden schlitzförmigen Ausströmöffnungen können insbesondere parallel zueinander z. B. im Rohrmantel angeordnet sein. Die Kreisbogenausströmöffnungen können z. B. als konzentrische Kreisöffnungen unterschiedlichen Durchmessers an einem Rohrende angebracht sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausströmöffnung eine durchgehende Öffnung auf.
D.h., die Ausströmöffnung ist eine durchgängige, nicht unter¬ brochene Öffnung in der Löschdüse, z. B. eine lange Spalte. Eine Alternative dazu stellt eine weitere vorteilhafte Aus-
gestaltung der Erfindung dar, bei der die Ausströmöffnung eine Vielzahl an kleinen aneinander gereihten Öffnungen aufweist. D.h., die Ausströmöffnung ist aus einer Vielzahl an kleinen Löchern zusammengesetzt. Diese können insbesondere Bohrlöcher sein.
Diese kleinen Öffnungen, die die Ausströmöffnung bilden, sind vorzugsweise so aneinandergereiht, dass sie im Wesentlichen wie eine durchgehende Öffnung auf ein ausströmendes Medium wirken. Die Vielzahl an kleinen Öffnungen hat den Vorteil der mechanischen Stabilität der Vorrichtung und einer einfachen Herstellungsvariante, in der die Öffnungen als Bohrlöcher re¬ alisiert werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind diese kleinen Öffnungen, die die Ausströmöffnung bilden entlang einer Geraden angeordnet. Alternativ können die Öffnungen der Ausströmöffnung entlang eines Bogens, insbesonder eines Kreisbogens, angeordnet sein. Diese beiden Ausführungs formen sind besonders geeignet für ein Rohr bzw. eine Konus¬ düse. Dabei können die geraden Öffnungen entlang der Rohrach se im Rohrmantel verlaufen. Die kreisbogenförmigen Ausströmöffnungen sind vorzugsweise an einem Rohrende im Abschluss¬ teil angeordnet.
Mit der Verwendung geeigneter Düsenformen kann durch deren Geometrie die Schallerzeugung reduziert werden. In einem flachen Strahl ist es räumlich nicht möglich, dass sich in dem ausströmenden Volumen Wirbel mit akustischer Rotationsfrequenz bilden. Neben der Schallreduktion im Betrieb hat die Vorrichtung noch den Vorteil, dass die angegebenen Ausströmdüsen einfach zu fertigen sind. Die neue Form lässt durch die Länge der Öffnung eine gute Verdampfung von chemischen Löschmitteln zu. Chemische Löschmittel sind beispielsweise Halon, HFC 227 oder Novec. Auch ist ein hoher Durchfluss an Löschme¬ dium gewährleistet sowie eine schnelle homogene Verteilung des Löschmediums im Raum. Die durch die Löschdüsen erreichte Verteilung des Löschmediums gewährleistet eine schnelle Bil-
dung einer Mindestlöschmittelkonzentration an allen Stellen des Raumes. Je nach Ausgestaltung der Löschdüse kann durch die neue Form der Ausströmöffnungen eine einzige Düse für ei nen Raum ausreichen, womit der Montageaufwand reduziert wird Das Design ist skalierbar, d.h. auch auf Räume unterschiedli eher Größe anpassbar, allein durch die Anpassung einzelner geometrischer Parameter, ohne das Grunddesign verändern zu müssen. Außerdem sind die beschriebenen Löschdüsen sehr kostengünstig herstellbar.
Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die Figuren 1 bis 12 der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Einschraubteil-Löschdüse aus dem Stand der Tech nik,
Fig. 2 eine erste Aus führungs form einer Ausströmöffnung ent lang eines Rohrs,
Fig. 3 einen Querschnitt dieser ersten Ausführungsform,
Fig. 4 einen Längsschnitt dieser ersten Ausführungsform,
Fig. 5 eine zweite Aus führungs form mehrerer Ausströmöffnungen entlang eines Rohrs,
Fig. 6 eine dritte Aus führungs form mehrerer Ausströmöffnungen entlang eines Rohrs,
Fig. 7 einen Querschnitt dieser dritten Ausführungsform,
Fig. 8 einen Längsschnitt dieser dritten Ausführungsform, Fig. 9 eine weitere Aus führungs form mehrerer Ausströmöffnun gen,
Fig. 10 eine Konusdüse mit einer weiteren Aus führungs form ei ner Ausströmöffnung,
Fig. 11 eine Draufsicht auf diese weitere Aus führungs form ei¬ ner Ausströmöffnung,
Fig. 12 einen Längsschnitt durch die Konusdüse,
Fig. 13 eine Konusdüse mit mehreren Ausströmöffnungen,
Fig. 14 eine Draufsicht auf die Ausströmöffnungen der Konus¬ düse und
Fig. 15 einen Längsschnitt durch die Konusdüse mit den mehre¬ ren Ausströmöffnungen.
Die Figur 1 zeigt eine Löschdüse, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Dabei ragt ein Rohr 11 aus der Decke eines zu löschenden Raums. Das Rohr 11 ist die Zuleitung für das Löschmedium 13. Dieses Rohr 11 ist mit der Löschdüse 14 abgeschlossen. Perspektivisch gezeigt ist eine Endkappe in Form einer Hutmutter 15, die auf das Rohr 11 aufgeschraubt ist. Die Endkappe 15 weist Ausströmöffnungen 12 auf, die durch Bohrlöcher in der Endkappe 15 gebildet wurden. Aus diesen Ausströmöffnungen 12 strömt das Löschmedium 13 in einem kegelförmigen Strahl aus, so dass möglichst ein großer Radius abgedeckt werden kann.
Die Figur 2 zeigt ein Rohr 21 in einer Seitenansicht. Dieses Rohr 21 dient gleichermaßen der Zufuhr des Löschmittels 13 als auch zur Ausströmung des Löschmittels, d.h. also als Löschdüse. Dazu weist das Rohr 21 eine Ausströmöffnung 22 auf. Diese verläuft als schmaler Schlitz entlang der Rohrachse. In der Figur 2 sind zusätzlich Markierungen III und IV gezeigt, die den Querschnitt III durch das Rohr 21, der in Figur 3 gezeigt ist, sowie den Längsschnitt IV durch das Rohr 21, der in Figur 4 gezeigt ist, kennzeichnen.
Figur 3 zeigt also den Querschnitt III durch das Rohr 21. Da¬ bei ist die sehr schmale Ausströmöffnung 22 zu erkennen. Insbesondere ist gezeigt, dass die Ausdehnung der Ausströmöff-
nung 22 entlang des Rohrmantelumfangs sehr gering ist, insbe¬ sondere weniger als 17 mm beträgt.
Figur 4 zeigt den Längsschnitt IV durch das Rohr 21. Dabei ist die Schnittebene IV so gewählt, dass auch die Ausström¬ öffnung 22 an einer der Kanten gezeigt ist. An einem ersten Ende des Rohres 21 ist dieses abgeschlossen, an dem anderen Ende des Rohres 21 ist ein Durchlass 23 gezeigt, der als Me¬ dienzuführung 23 zu dem Rohr 21 dient.
Die Figur 5 zeigt schließlich eine weitere Aus führungs form des Rohrs 21 als Löschdüse, wobei dieses mehrere Ausströmöff¬ nungen 22 aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind. Somit erfüllt nach wie vor jede der Ausströmöffnungen 22 die Bedingungen an die Ausströmgeometrie des Strahls, jedoch tra¬ gen mehrere Öffnungen 22 zu einem höheren Durchsatz an Löschmedium 13 bei.
Die Figur 6 zeigt eine weitere alternative Aus führungs form der Ausströmöffnung 22. In diesem Fall ist wieder ein Rohr 21 als Löschdüse verwendet. Die Figur 6 weist wiederum die Kenn¬ zeichnung von Quer- und Längsschnitt VII, VIII auf, die in den Figuren 7 und 8 gezeigt sind. Dabei weist diese Ausfüh¬ rungsform keinen durchgängigen Schlitz als Ausströmöffnung 22 auf, sondern es sind eine Vielzahl an kleinen Öffnungen 20 gezeigt, die so nebeneinander angeordnet sind, dass sie eine sehr ähnliche Strahlform des ausströmenden Mediums 13 bewirken, wie ein durchgängiger langgezogener Schlitz. D.h., der Durchmesser der Öffnungen 20, die insbesondere Bohrlöcher sind, erfüllt das Höchstmaß für den Lärmschutz. Die enge An¬ einanderreihung entlang der Rohrachse bewirkt, dass ausrei¬ chend Löschmedium 13 ausströmen kann und dass sich die Strahlen, die durch die kleinen Öffnungen 20 getarnt werden, geeignet vereinen.
Die Figur 7 zeigt wiederum den Querschnitt durch die Ebene VII des Rohres 21. Dabei wurde wieder durch eine Ausströmöff-
nung 22 geschnitten. Der Durchmesser eines Bohrstabes 22 beträgt dabei insbesondere maximal 17 mm.
Die Figur 8 zeigt wiederum den Längsschnitt durch das Rohr 21 entlang der Ebene VIII. Dabei sind an der Längsseite des Rohrs 21 die Ausströmöffnungen 22 zu erkennen. Das Rohr 21 ist wieder an einem ersten Ende abgeschlossen und weist an dem zweiten Ende eine Öffnung zur Medienzuführung 23 auf. Die Figur 9 zeigt eine alternative Aus führungs form der Löschdüse. Dabei ist das Rohr 21 senkrecht zu einem Anschlussstück 26 angeordnet. Dieses Anschlussstück 26 weist an seinem obe¬ ren Ende die Öffnung 23 für die Medienzuführung des Löschmediums auf. Diese ist insbesondere als Schraubteil gefertigt, das auf ein Rohrende, das beispielsweise aus der Decke ragt, montiert werden kann. Am unteren Ende des Anschlussstücks 26 ist senkrecht dazu das Rohr 21 angeordnet, das über die Me¬ dienzuführung 23 mit Löschmedium 13 versorgt werden kann. An beiden Enden des T-Stücks ist das Rohr 21 abgeschlossen. Es weist entlang des Rohrmantels die Ausströmöffnungen 22 auf. Insbesondere sind in dem gezeigten Beispiel in Figur 9 eine Vielzahl an Ausströmöffnungen 22 gezeigt. Diese weisen keine durchgängige Öffnung, sondern wiederum eine Vielzahl an kleinen Öffnungen 20 auf, die so nebeneinander angeordnet sind, dass Strahlen, die durch diese kleinen Öffnungen 20 austreten, sich so vereinigen, dass sie einen einzelnen flachen Strahl an Löschmedium 13 bilden, der die akustischen Bedingungen erfüllt. In dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Rohr nicht um einen kegelförmigen Rohrmantel, sondern um eine Geometrie mit achteckigem Querschnitt. Die Höhe h des T-Stückes beträgt insbesondere 65 mm. Die Länge 1 des T- Stückes, welche der Länge des Rohres 21 entspricht, beträgt insbesondere 128 mm. Die Medienzufuhröffnung 23 weist insbe¬ sondere einen Durchmesser von 19,05 mm auf. Die kleinen Öff- nungen 20 sind insbesondere Bohrlöcher. Die Durchmesser der kleinen Öffnungen 20 betragen insbesondere 25,4 mm. Vorzugsweise betragen die Durchmesser dieser Öffnungen 20 weniger als 25,4 mm. Der Abstand zwischen den Öffnungen 20 entlang
einer Ausströmöffnung 22 beträgt insbesondere 2,53" oder weniger .
Die Figuren 10 bis 15 zeigen eine alternative Aus führungs form einer Löschdüse in Form einer Konusdüse 24. Diese ist in der Figur 10 zunächst in einer Seitenansicht gezeigt. Die Konus¬ düse 24 besteht zunächst aus einem Rohrabschnitt 21, der ins¬ besondere zylinderförmig verläuft. Daran schließt der kegel¬ förmige Abschluss 25 der Konusdüse 24 mit der Löschdüsenvor- richtung an. In diesem Abschlusskegel 25 befindet sich die
Ausströmöffnung 22. Diese ist in der Figur 10 als durchgängiger Schlitz gezeigt. Die Figur 10 weist eine Kennzeichnung einer Schnittfläche XII auf, die in der Figur 12 gezeigt ist. Des Weiteren ist in der Figur 10 gekennzeichnet, welche
Draufsicht XI auf die Konusdüse 24 in der Figur 11 gezeigt ist. Die Figur 11 zeigt eine Draufsicht XI auf den kegelför¬ migen Abschluss 25 der Konusdüse 24. Dort ist zu erkennen, dass die durchgängige Ausströmöffnung 22 einen vollständigen Kreisbogen beschreibt. Durch eine derartig geformte Ausström- Öffnung 22 wird das Löschmedium 13 in Form eines Kegelstrahls aus der Düse austreten. Der Kegelstrahl ist jedoch nicht wie bei einer Lochbohrung voll ausgefüllt, sondern das Löschmedi¬ um 13 strahlt nur als flacher Kegelmantel aus. Dadurch ist die Lärmpegelreduzierung gewährleistet.
Figur 12 zeigt einen Längsschnitt durch die in Figur 10 gezeigte Konusdüse 24 entlang der Fläche XII. Dabei erkennt man auf der einen Seite die Medienzuführung 23 in die Konusdüse 24, die insbesondere an ein Zuleitungsrohr angeschlossen sein kann. Auf der entgegengesetzten Seite der Konusdüse 24, auf dem kegelförmigen Abschluss 25, befinden sich die Ausströmöffnungen 22, durch die das Löschmedium 13 die Konusdüse 24 verlassen kann. Innerhalb der Konusdüse 24 wird die Zuleitung 23 so verzweigt, dass sie die Ausströmöffnungen 22 erreicht.
Die Figur 13 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Aus¬ strömöffnung 22 für eine Konusdüse 24. Dabei ist die Aus¬ strömöffnung 22 wieder nicht durchgängig ausgestaltet, son-
dern weist eine Vielzahl kleiner Öffnungen 20 auf, die zusammen eine Ausströmöffnung 22 ergeben. Diese Ausströmöffnung 22 ist wieder auf einem Kreisbogen an dem kegelförmigen Ende 25 der Konusdüse 24 angeordnet. In Figur 13 ist der Längsschnitt XV durch die Konusdüse 24, wie er in der Figur 15 dargestellt ist, gekennzeichnet. Die Figur 14 zeigt eine Draufsicht auf die Konusdüse 24 von der Seite XIV, die das kegelförmige Ende 25 darstellt.
In der Figur 15 sind wieder auf einer Seite die Öffnung 23 für die Medienzufuhr und auf der entgegengesetzten Seite der Düse 24 die Ausströmöffnungen 20 gezeigt.