WO2022200153A1 - Löschvorrichtung und verfahren zum betreiben derselben - Google Patents

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WO2022200153A1
WO2022200153A1 PCT/EP2022/056915 EP2022056915W WO2022200153A1 WO 2022200153 A1 WO2022200153 A1 WO 2022200153A1 EP 2022056915 W EP2022056915 W EP 2022056915W WO 2022200153 A1 WO2022200153 A1 WO 2022200153A1
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extinguishing device
flow
area
flow divider
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PCT/EP2022/056915
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Lukas Traxl
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PUTZ INNOVA GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C31/00—Delivery of fire-extinguishing material
    • A62C31/02—Nozzles specially adapted for fire-extinguishing
    • A62C31/03—Nozzles specially adapted for fire-extinguishing adjustable, e.g. from spray to jet or vice versa
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C2/00—Fire prevention or containment
    • A62C2/06—Physical fire-barriers
    • A62C2/08—Water curtains

Definitions

  • the invention relates to a fire extinguishing device and a method for operating the same
  • Extinguishing devices differ in terms of function, extinguishing agent, extinguishing effect, application and many other features. In principle, however, it can be stated that the extinguishing agent water is available for most applications. In any case, the function of the extinguishing device is to bring the water into a suitable form in order to obtain an ideal extinguishing effect for the respective application. According to the combustion triangle, quenching can be done via 3 ways:
  • Water as the main extinguishing agent basically uses the effect of cooling due to the very high heat of vaporization, i.e. withdrawal of reaction energy. In order to dissipate these enormous amounts of energy, it is therefore necessary to vaporize as effectively as possible. Heat transfer between two materials depends on many factors, but the easiest and most effective heat transfer factor to modify is the effective area. Therefore, with every extinguishing method for cooling the fire object, care must be taken to maximize the effective area.
  • an extinguishing device or an extinguishing method can be considered particularly effective if the evaporation of the water and the associated vapor spread displaces the combustion air as a secondary extinguishing effect and thus leads to an extremely fast containment of the fire.
  • Solid jet tubes have been known from the prior art for a long time.
  • Solid jet tubes as the name suggests, produce a concentrated solid jet, designed in a nozzle-like shape, so that the vectors of the fluid particles are aligned and bundled at the outlet of the jet tube. The effect of this is a large throw distance, which ensures the necessary safety distance from the source of the fire.
  • the bundled jet has the major disadvantage that the surface area wetted by the extinguishing water is minimal. As a result, the heat transfer is very low and the extinguishing water can hardly be used for evaporation because the necessary evaporation energy cannot be transferred from the seat of the fire to the medium due to the boundary conditions.
  • the consequence of this is what is known as water damage, which means that extinguishing water seeps into lower-lying structures of the source of the fire and damages these areas that were not actually affected by the fire. It is not uncommon for water damage to buildings to exceed actual fire damage.
  • Conventional fire hoses use the pressure level of PN 16, this standard is internationally recognized and, with the exception of slight deviations in the hose diameter and the connection technology, is also almost the same.
  • the high-pressure hose uses a pressure level of PN40, and is made of a dimensionally stable, pressed fabric hose, similar to a hydraulic hose. The processing of the pressure level is realized exclusively by water-carrying fire engines with integrated built-in centrifugal pumps.
  • the water must be routed from the main stage to a secondary stage, which is usually located on the same shaft and consists of a series connection of several impellers.
  • a secondary stage which is usually located on the same shaft and consists of a series connection of several impellers.
  • Another limitation for the applicability is the special hose system, in the implementation a high-pressure hose is usually realized on a permanently installed hose reel in the vehicle, close to the high-pressure stage. In the application, this means that the fire engine must be placed accordingly close to the source of the fire, commonly realized hose line lengths are 60 - 90 meters here.
  • Such designs are generally not found on aerial rescue devices such as turntable ladders or telescopic mast platforms.
  • the high-pressure hose has an advantage in terms of the extinguishing effect. It is generally known that a very effective atomization of a liquid medium can be generated by a high exit velocity. No constructive sieve serves as an atomizer, the division of the fluid is realized purely by the ambient medium air. The connection between air resistance and speed is also known, this increases with the square of the flow speed. Twice as high an exit speed generates a 4-fold increase in air resistance.
  • High-pressure pipe Due to the massively increased pressure energy, the high-pressure pipe therefore has a higher potential to effectively convert this into kinetic energy at the outlet with a suitable nozzle shape.
  • High-pressure solid jet pipes therefore use the above-mentioned effect and can thus ensure efficient extinguishing technology in practice.
  • This technology was or is being replaced by the low-pressure jet pipe at the pressure level of PN16. The reason for this are the considerable disadvantages of the high-pressure system as a whole:
  • the hollow jet tube was developed, since an essential factor in the atomization theory is the surface area or the circumference of the jet. In principle, it can be determined that every water particle lying on the circumference is hit by an opposite air particle, which generates a frictional force. The connection is therefore clear, the greater the number of frictional contacts, the more effectively good atomization can be achieved, especially at points that are as close as possible to the outlet.
  • the high-pressure full jet pipe therefore uses the effect of the high exit velocity, but not the largest possible jet circumference.
  • Table 1 shows that with a constant outlet area and thus also a constant outlet velocity (continuity theorem without considering the channel losses) by dividing into several nozzles, a multiple larger circumference and circumferential area can be generated.
  • the example calculation shows the change in the bores, starting with a 20 mm bore (standard jet pipe), subdivided into finer bore increments.
  • the contact points on the circumference can be increased relatively easily by using several small nozzles, while at the same time the exit speed remains constant (considered friction-free).
  • the solution to this problem is to divide the beam into several smaller beams with the same total cross-section. You can look at this with extinguishing lances, where fixed holes are drilled to influence the jetting. The holes are not bundled together to form a jet, but are set at a specific exit angle in order to achieve the best possible development in the fire area. However, the loss of channel entry has a negative effect if the bores are too small.
  • an ideal extinguishing device must therefore serve the following effects and functions:
  • a hollow jet pipe divides the jet to a set angle by means of an adjustable cone in the middle of the meridian flow.
  • Flow-mechanical additions on the housing or cone side which are often used in the form of flow-dividing blades.
  • the circular ring surface generated by the overlap is converted into circular sectors, and the circumferential surface of the jet is thus increased.
  • the change in momentum or speed of the jet can be modulated. This means that the operator can also change the spray angle of the jet.
  • a fragmented hollow jet tube is known from DE 20 2012 012 648 U1, with this solution the jet being adjusted via an adjustable cone on the nozzle.
  • the structure is extraordinarily complicated and expensive.
  • a range-enlarging fire-fighting nozzle and a corresponding method are known from EP 2 155 401 B1.
  • This solution is a combination of a full jet pipe and a jacketed jet pipe, whereby a part, but at least 50% of the water capacity is ejected as a full jet, but the full jet nozzle is surrounded by an annular outlet opening for a jacketed jet.
  • the annular outlet opening can be closed and opened with a sleeve.
  • An extinguishing device is known from DE 60 2004003 303 T2, in which an extinguishing jet can be modulated with the aid of three different pipe units that can be slid into one another on a main pipe.
  • the main pipe of the extinguishing device leads the extinguishing agent to the three adjustable pipe units and has a central cone in the flow path.
  • the main pipe is constructed in several parts.
  • An additional ball valve is also required if the device is to be shut down.
  • the disadvantage here is that the structure is complex and simple and intuitive use is not possible.
  • the object of the invention is to provide an extinguishing device that is simple in construction, provides the user with a high level of safety and is effective in fighting fires.
  • a further object is to create a method for operating the extinguishing device with which simple, safe and reliable operation can be guaranteed.
  • the device according to the invention can be used as a complete fire-fighting device that can be used on its own. However, it can also be part of a more complex device and in particular part of an intruding or invasive fire fighting device (e.g. lance for piercing walls), i.e. a fire extinguishing lance can be further developed with the construction principle according to the invention.
  • an intruding or invasive fire fighting device e.g. lance for piercing walls
  • a fire extinguishing lance can be further developed with the construction principle according to the invention.
  • the device according to the invention has a more compact and simple structure, thereby saving weight and costs.
  • the known design principles are abandoned and the cone that is usually movable for momentum change and beam expansion is provided as a fixed component
  • the housing edge of the device which interacts with the cone, is designed to be axially movable, in contrast to known solutions.
  • the first effect to be observed is the possibility of an ideal flow-guiding geometry in the nozzle segment of the jet pipe. Due to the static wall, this can ensure a low-turbulence flow path, which is difficult to implement with a hollow jet pipe due to the internal adjustment mechanism.
  • the flow divider is therefore designed as far as possible without abrupt pulse changes through the component wall and ensures a smooth flow at the outlet.
  • the second great advantage achieved by the invention lies in the massive reduction of the modulating housing element.
  • This can be designed as a bush, for example, and have a conical sealing surface. Due to the conical sealing surface, which is set relatively slightly differentially to the outlet angle of the flow divider, the outflowing jet can be formed very smoothly. When executed correctly, the fluid breaks off sharply with a smooth jet and can be injected into the fire area with almost no friction losses.
  • the external adjusting device therefore means that no further moving components are required between the fluid and the adjusting apparatus and enables a simpler construction.
  • the device according to the invention with the adjusting mechanism can be of particular advantage in the case of fire extinguishers with a penetrating function.
  • the casing tube is small and cylindrical and, as a slim design, can implement very efficient atomization in conjunction with invasive extinguishing techniques.
  • a casing tube atomization can therefore be seen both as an independent atomization unit for extinguishing devices of all kinds, or as an independent extinguishing device and as the means of choice for the atomizing device of an invasive extinguishing device.
  • the casing tube is hydraulically shaped in such a way that a complete tube flow is divided into an annular flow. It is within the meaning of the invention that the turbulence is kept as low as possible. The fluid is accelerated by this splitting.
  • the proportionate high-velocity flow path is kept as short as possible, but not so short that the flow cannot traverse the structure smoothly. During this process, the flow is simultaneously accelerated to the targeted exit speed, because the exit speed is directly proportional to the atomization quality according to the previous statements.
  • the next step in guiding the flow is to redirect the flow from the axial direction to the radial direction as continuously as possible.
  • a parabolic wall is particularly suitable for guiding the flow evenly. The areas described should therefore take the shortest possible route to reduce friction and can therefore overlap in terms of design.
  • the greatest flow rate is also generated in this position.
  • the angle is defined by a person skilled in the art during design and must be empirically matched to the opposing flank.
  • the maximum opening position is that obtained by retraction of the actuator. It is a major advantage that a kind of “panic position” is created at the largest position opening and a protective jet is formed for the operator. This large-area jet is therefore a kind of "man protection shower” and unfolds as soon as the pipe is opened to the maximum. It is therefore only necessary to move backwards, and a possible panic reaction by the operator always leads to a protective position. Since, in the event of panic, the operator tends to retreat rather than advance, there is an emergency logic that reliably protects the operator. Even if the operator falls backwards, the jet produced is a shielding jet that acts as a shield around the operator against smoke and flame effects
  • the extinguishing device according to the invention can be operated intuitively and, in the retracted "panic or defense position" of the control element, leads to a wide, umbrella-like jet that delimits the room and prevents the intake of combustion air and, as already mentioned, protects the emergency services from streaks and hot smoke gases .
  • the device according to the invention therefore makes use of the effect that this protective shield is built up automatically in the panic position, while a known hollow jet pipe ensures this only by means of several handles which go against intuition.
  • outlet velocity and the flow rate are dimensioned from the lowest contact angle and can decrease as the jet diameter increases.
  • the flow rate is increased by reducing the kinetic energy. This effect is of great advantage because a larger jet diameter also covers a larger area.
  • the surface area of the cone is therefore the product of the radius and the chord length, but the effective depth and radius increase with the angle of attack, which leads to a quadratic relationship via the angle of attack. Due to this enormous increase in area, the Increased wetting contact of the fluid particles, thereby compensating for the reduced exit velocity.
  • the device according to the invention thus has, with correct dimensioning, a purely mechanical self-regulation, which has optimal fog formation and extinguishing water quantity delivery for every jet angle.
  • the opening characteristics of the jacket tube can be determined in relation to the exit area, which is thus enlarged, via the channel width of the support vanes.
  • a complex hollow jet pipe which has a large number of components, is almost completely replaced by 2 simple components.
  • the outlined automatic regulation of wetting area and flow rate is an advantage of the invention that is not realized in any known extinguishing device.
  • An extinguishing device must therefore have at least one static connection between the flow divider and the housing, while the number of these can vary at will and design.
  • the support blades can be designed with airfoil profiles. In this way it can be achieved that the friction of the channels can be reduced to a very low level in comparison to known mist nozzles through bores. It is thus possible to greatly dampen the duct entry vortex and the duct exit vortex, so that a homogeneous fog pattern is achieved.
  • the extinguishing device according to the invention in the form of the casing tube is ideally suited for extinguishing close to the source of the fire.
  • a further advantageous embodiment also extends the application to radiant tube areas. For this purpose, an additional switching position and a corresponding constructive extension are provided in order to obtain a good throw.
  • the fluid In order to be able to realize the low angle range of 0 to approx. 40 degrees of opening angle in addition to the above-described opening angle range of approx. 40 to 180° of the exiting jet, the fluid must be guided with a different structure.
  • the application of the extinguishing device according to the invention is to be seen as a single solution and not in connection with an extinguishing lance, but rather in extinguishing technologies which are intended to achieve a large throw range.
  • the extinguishing device according to the invention is designed with an extended attachment jet nozzle.
  • the attachment jet nozzle is only subjected to flow when the extended flow path through this nozzle is required.
  • the fluid is introduced via the flow divider through a bypass path in the casing pipe into the extended attachment jet nozzle.
  • the medium is bundled again and formed into a light hollow jet.
  • the range in the low focal range can be modified by the jacket tube, in which the same changes the deflection angle of the outlet nozzle by slight axial displacements.
  • the device according to the invention in the form of jacket tube atomization can be designed to be handled similarly to a hollow jet tube.
  • the main advantage is the operation, because the modulation and the shut-off can be carried out with the main operating lever or with the axial adjustment of the casing tube. If the lever is pushed all the way forward, the device is locked.
  • the advantage of the invention is that an extinguishing device is created with which fires can be reliably fought both in the near and far range, with significantly improved occupational safety being created for operators and handling being improved and designed intuitively.
  • the invention thus relates in particular to an extinguishing device having a support tube and a jacket tube that can be displaced axially on the support tube, with a flow divider assembly being present on the support tube and comprising a flow divider cone, the flow divider assembly forming a ring-like outward-pointing orifice, the Casing tube with a front edge over the mouth this can be moved to close or open, so that a fluid flow entering the flow divider assembly from the support tube is divided into an annular flow and is directed outwards to the mouth.
  • a development provides that all flow-guiding components have a coaxial cylindrical shape in cross section.
  • the flow divider cone has a cone wall which runs parabolic from a tip protruding axially from the front into the flow path of the fluid, the flow divider cone being firmly connected to a tubular wall via guide vanes, the cone wall, the tubular wall forming the flow path limit and in the area of the guide vanes the flow path is additionally divided into several flow paths.
  • a further development provides that the wall of the flow divider assembly narrows the flow path in the manner of a nozzle, with the diameter increasing again after a region of closest approximation or narrowing and forming a funnel-like wall section which circumferentially delimits the mouth.
  • a further development provides that the flow divider cone protrudes axially into the funnel-like area or the funnel-like opening, which is delimited by the wall, into the space delimited by the wall, with the flow divider cone extending with a tip over the area of greatest approximation of the Wall also extends into the tubular interior.
  • peripheral ring-like opening is delimited by the funnel-like wall section in the axially rear area and by the cone wall in the axially front area.
  • the front edge of the jacket tube has a conical sealing surface in the form of a sloping wall, which runs inwards and axially backwards from an outer peripheral edge of the jacket tube to an inner peripheral edge.
  • the flow divider assembly has a corresponding conical sealing surface on the flow divider cone in the form of a sloping wall section that runs from an area of the greatest radial extent of the flow divider cone to a circumferential cylindrical step, with the walls running in the same direction.
  • the rectified walls have an angle of inclination which is different and in particular more steeply inclined in relation to the walls delimiting the mouth, in order to be able to bring about a change in momentum.
  • the jacket tube is designed to widen towards a front end diametrically or axially opposite a rear end of the extinguishing device, with a circumferential, radially continuous slot being present in the widened area obtained in this way, with the widening on the inside of the widened
  • a bulge is formed in the area, the wall of the flow divider cone running parabolic up to the area of greatest extent, in order then to diverge in a convex curve, wherein the area between the greatest expanse and a front edge of the wall and the bulge jointly define a hollow jet flow path in the Limit the hollow jet position of the extinguishing device.
  • a further development provides that the front part of the widened area is arranged with the struts spanning the slot 18 on the casing tube.
  • a further development provides that the diameter of the area of the greatest extent of the flow divider cone ends with the wall or has the same diameter, so that the area can be passed over by the casing pipe and in particular by the edge in order to close the mouth.
  • a further development provides for a wall section to be arranged at a distance from the conically running, sloping wall of the jacket tube by the webs, which runs radially or slightly curved, with a circumferential wall section extending from the inside of the wall, with which the expanded area has an inner circumference, which corresponds to the outer circumference of the area of greatest extent, so that the areas or the wall can slide on the wall in the area in a form-fitting but axially displaceable manner.
  • a further development provides that the front part with the bulge widens from an inner peripheral edge, which is a little distanced axially from the wall, and then narrows towards the front to a peripheral edge, the course of the bulge essentially corresponding to the course of the Wall follows and thus the wall section between the inner peripheral edge and the front peripheral edge and in particular the bulge forms an outer wall of a hollow jet flow path.
  • a further development provides that the hollow jet flow path is formed in the extreme rearward position of the jacket tube by the edge of the front part of the jacket tube and the edge of the wall of the funnel-like section being flush with one another and thus the mouth being closed off by the curvature and the wall of the flow divider cone is continued and the flow path is deflected annularly in cross-section in an axial direction.
  • a further development provides that the hollow jet position is blocked by a barrier which the user has to overcome by means of an additional manipulation.
  • a further development provides that a connection for coupling to a hose carrying extinguishing agent is present at a rear end of the extinguishing device.
  • the extinguishing device has a lighting device arranged in the flow divider assembly at a front end.
  • a further aspect of the invention relates to a method for extinguishing using an extinguishing device as described above, the opening and closing and modulation of the extinguishing jet being effected by a displaceable jacket tube.
  • a further development provides that the flow rate of extinguishing agent through the opening of the cross-section of the mouth induced with the casing tube is adapted to the enlarged distribution funnel by reducing the kinetic energy.
  • a further development provides that a man protection jet running outwards like an umbrella is set by opening the muzzle to the maximum extent by means of the jacket tube.
  • jet cone is modulated and, in particular, narrowed and directed forwards by the advancement of the jacket tube.
  • a further development provides that the radial flow path is deflected into an annular axial hollow jet which is directed forwards by a maximum retraction of the casing pipe, in particular beyond a barrier, with a corresponding hollow jet flow path being formed by the casing pipe and the flow divider assembly.
  • Figures la-le the extinguishing device according to the invention in one embodiment in five views;
  • Figures 2a-2g the flow divider assembly of the invention
  • Erasing device in one embodiment in several views and sections;
  • FIG. 3 the extinguishing device according to the invention with a partial longitudinal section in the area of the flow divider assembly in a man-protection jet position;
  • FIG. 4 the device according to FIG. 3 in a position in which the extinguishing water cone is directed forward
  • FIG. 5 the extinguishing device according to the invention in a hollow jet tube position
  • FIGS. 6a-6c the flow divider assembly with jacket tube in an open extinguishing jet position
  • FIGS. 7a-7c the flow divider assembly with casing pipe in a man-protecting jet position
  • Figures 8a-8c the flow divider assembly with jacket tube in a position in which the extinguishing jet is directed forwards in a cone;
  • Figures 9a-9c the flow divider assembly and mandrel in a more forward jet position
  • Figures 10a-10c Flow divider assembly and mandrel in an almost closed
  • FIG. 12 the extinguishing device in the area of the flow divider assembly, partially in section, in a closed position
  • FIG. 13 the extinguishing device according to the invention in a partially sectioned view, showing the course of the flow and the operating lever position in hollow jet pipe operation;
  • FIG. 14 the extinguishing device according to the invention in an extinguishing position in which a conical extinguishing jet is achieved
  • FIG. 15 the extinguishing device according to the invention in a man-protection beam position
  • FIGS. 16a-16b the course of the flow of the extinguishing agent of the flow divider assembly with the jacket pipe open.
  • the extinguishing device 1 according to the invention has a hollow-cylindrical support tube 2 , a handle 3 being arranged on the hollow-cylindrical support tube 2 .
  • the support tube 2 has a hose connection coupling 5 at a rear end 4 for coupling a conventional fire hose.
  • the extinguishing device 1 has a casing tube 6 which is displaceably arranged on the support tube 2 and has an inside diameter which corresponds approximately to the outside diameter of the support tube 2 .
  • the axially displaceable casing tube 6 has a longitudinal recess 7 on the underside adjacent to the end 4 for the handle 3 to reach through.
  • An actuating lever 8 is also present.
  • the actuating lever 8 has a rectangular profile with an upper cross brace 9, two longitudinal braces 10 extending perpendicularly at their ends, which are connected by the cross brace 9 and two short cross braces 11 in the area of the handle 3. With the short cross braces 11, which have a space between them limit, which corresponds to the width of the handle 3, the actuating lever 8 is arranged pivotably on the handle 3 by means of a shaft 12.
  • shaft stubs 13 protrude laterally on the jacket tube 6, with the shaft stubs 13 extending laterally away from an outer jacket surface 14 of the jacket tube 6 and resting in a longitudinal recess 15, which can be seen in the parallel longitudinal struts 10.
  • a pivoting movement of the handle 3 around the shaft 12 thus results in the jacket tube 6 being displaced axially on the support tube 2 via the shaft stubs 13 , with the shaft stubs 13 being able to slide along in the longitudinal recesses 15 .
  • this embodiment on the jacket tube 6 has an extension with a step 17 on the outside Stage 17 is a circumferential, radially continuous slot 18 which divides the front part 19 of the jacket tube 6, but the front part 19 and the jacket tube 6 are connected to the slot 18 bridging webs 20.
  • a cavity 21 protruding inwards, with a lighting device 22 having a corresponding optical system being inserted in the cavity 21 .
  • the cavity 21 or the lighting device 22 is surrounded by a radial wall 23, which belongs to a flow divider assembly 27, which will be illustrated later.
  • An annular outlet channel 25 for a hollow jet of extinguishing agent is formed between the wall 23 and a free peripheral edge 24 .
  • a flow divider assembly 27 is screwed onto the support tube 2 at the front (FIG. 3) inside the jacket tube 6 .
  • the flow divider assembly 27 (Fig. 2) has a housing 26 with a hollow-cylindrical connection area 28 with a cylinder wall 29 and an external thread 30 on the cylinder wall 29.
  • the external thread 30 is designed in such a way that it can be screwed into an internal thread 31 of a connection area 32 of the support tube 2 ( Figure 3).
  • the support tube 2 has the front connection area 32 with a front peripheral edge 33.
  • the flow divider assembly 27 or the housing 26 of the same widens after the external thread 30 with a step 34 to an outside diameter that corresponds to the outside diameter of the support tube 2 .
  • the step 34 extends radially outwards and serves as a stop for the front peripheral edge 33 of the support tube 2. Adjacent to the step 34 there may be a groove 35 between the step 34 and the external thread 30 for receiving a seal.
  • the housing 26 continues with a cylindrical outer wall 36 to a front peripheral edge 37, with a peripheral groove 38 adjacent the front peripheral edge 37 to accommodate a seal. Between the groove 38 and the step 34, the wall 36 is provided with recesses 39, wherein the recesses 39 can run transversely to the longitudinal direction and delimit webs 40 between them.
  • the openings 39 and ridges 40 result in a cage-like arrangement.
  • the jacket wall 29 divides in the area of the step 34 to form the outer cylinder jacket wall 36 and an inner nozzle wall 41.
  • the nozzle wall 41 runs from the step 34 or from the groove 35 converging to an area of greatest approximation 42. Expanded from there the nozzle wall 41 becomes very funnel-like with a funnel-like wall section 43 up to the front peripheral edge 27, where the nozzle wall 41 correspondingly reunites with the cylinder wall 36, approximately in the area of the peripheral groove 38. This forms a funnel-like widening orifice 45
  • the axial length of the converging nozzle wall 41 corresponds to approximately 4 to 5 times the axial length of the funnel-like wall section 43 of the nozzle wall 41. Accordingly, there is a cavity 44 between the cylinder wall 36 and the nozzle wall 41, which cavity is accessible through the openings 39.
  • the cylinder wall 36 is used to guide the jacket tube 6 and the openings 39 or the cavity 44 between the cylinder wall 36 and the nozzle wall 41 is used to save weight. Instead of a cavity 44, this area could also be machined from solid.
  • a flow divider cone 46 protrudes from the peripheral edge 37 into the funnel-like area or the funnel-like opening 45 of the housing 26, which is delimited by the wall 43, into the space delimited by the wall 41, the flow divider cone 46 having a tip 50 extends beyond the area of closest approach 42 of the wall 41 into the interior.
  • the flow divider cone 46 is connected to the housing 26 with webs which are connected to the wall 41 or 43 as guide vanes 47, so that flow channels 51 are formed between the webs 47.
  • the flow divider cone 46 is hollow and has a cone wall 48, which widens concavely or parabolically from the tip 50 to the outside, up to an area of greatest expansion 49, in which the flow divider cone 46 has an outer diameter that corresponds to the outer diameter of the Wall 36 corresponds. From the area of greatest extent 49, the flow divider cone 46 tapers a little, in order then to extend again with a significantly smaller diameter and a very slight widening to the front peripheral edge 23.
  • the flow divider cone 46 or its wall 48 runs from the area of greatest convergence 42 or constriction of the wall 41 approximately parallel to the funnel-like wall 43 of the nozzle wall 41. This forms an annular channel as a nozzle and the mouth 45 as an annular gap mouth.
  • FIG. 6 - 11 An embodiment of the extinguishing device is shown in Figures 6 - 11, in which a man-protection jet and a forward-directed, cone-like firefighting jet are possible, with the embodiment also being able to be used in invasive extinguishing devices, in which case the flow splitter cone 46 may then be used connect other components that serve to penetrate or penetrate walls, roofs, doors and the like.
  • the jacket tube 6 has no circumferential slot and no expansion step 17, but ends with a circumferential outer sharp edge 53.
  • the flow divider cone 46 ends in the area of greatest extent 49 with a short cylindrical wall section 54, the flow divider cone 46 having an outer diameter in the area of the short cylindrical wall section 54 which terminates with the outer diameter of the casing tube 6.
  • the short cylindrical wall section 54 is followed by a conical, sloping, circumferential wall section 55, which has an inclination that corresponds to the inclination of a sloping closing wall section 56 of the jacket tube 6 from the sharp outer circumferential edge 53 to an inner circumferential edge 57 that is set back from this.
  • the conical, sloping circumferential wall section 55 of the flow divider cone 46 ends in a concentric, short cylindrical wall section 58, which forms a step to the cone wall 48, which then runs correspondingly parabolic.
  • the circumferential cylindrical wall 58 or step 58 has an outer diameter that corresponds to the outer diameter of the wall 36 of the flow divider assembly 27 corresponds.
  • FIG. 6 shows a position of the jacket tube 6 in which the oblique wall section 56 or its inner peripheral edge 57 terminates with the front peripheral edge 37 of the flow divider assembly.
  • extinguishing agent usually water
  • the support tube 2 can enter the flow assembly 27 through the support tube 2 (omitted from Figures 6-11 for the sake of clarity). Due to the fact that the nozzle wall 41 tapers conically up to the area of closest approximation 42, the increases
  • Flow divider cone protrudes with its tip 50 in the tapering area between the nozzle walls 41.
  • the guide vanes 47 delimit the flow channels 51 between them, as a result of which the flow rate is further increased, since the available flow path is limited on the one hand and on the other hand the flow channel is narrowest in this area.
  • the guide vanes 47 can themselves have a profile, for example an airfoil profile, in order to influence the flow accordingly.
  • the cone wall 48 of the flow divider cone is advantageously designed to be parabolic all the way around, so that the flow is directed evenly.
  • the flow divider assembly 27 is thus the Tube flow coming from the support tube 2 divided by the flow divider cone 46 in an annular flow towards the mouth 45. Due to the harmonious shape of the parabolic wall 48 of the flow divider cone 46 on the one hand and the course of the wall of the nozzle wall 41, particularly in the area of the funnel-like wall section 43, turbulence is kept to a minimum.
  • the fluid is accelerated by the splitting, whereby the proportional flow path is kept quite short with high speed. During this process, the flow is accelerated to the targeted outlet velocity.
  • FIG. 7 shows a configuration in which the jacket tube 6 is pulled back far. This is the man protection jet position, in which a jet of extinguishing water is accelerated essentially radially outwards.
  • the peripheral outer sharp edge 53 of the jacket tube 6 is pulled back to such an extent that the exiting jet is not deflected forward by this edge or the wall 56 .
  • a corresponding headlight or lamp 22 can of course also be arranged in the cavity 21, possibly with a lens, so that the operator can use a light cone directed in the fighting direction even in the dark or with poor visibility can.
  • a significant advantage of this lighting arrangement is the resulting reflection or conduction of the light beam through the extinguishing water, which conducts the photons much better than dense fire smoke.
  • FIGS. 6a-11b is an embodiment with which, in addition to a man-protection jet, a cone-shaped, forward-directed firefighting jet is also possible.
  • a man-protection jet a cone-shaped, forward-directed firefighting jet is also possible.
  • an extreme atomization of the beam is achieved by the appropriate design, so that the largest possible Surface of the fluid is created, which is available for evaporation and in this respect very quickly lowers the temperature in a fire room on the one hand, and on the other hand limits the amount of extinguishing agent so much that water damage can be minimized.
  • such an embodiment is also suitable for use in invasive fire-fighting systems, in which case devices would be attached to the flow divider cone 46 in a forward direction, with which a wall delimiting a fire area, for example, a door, a roof structure or similar can be penetrated, so that at the moment when the penetration has taken place, a firefighting can take place within the fire room by the jacket pipe atomization according to the invention, provided that the extinguishing device protrudes deep enough into the fire room so that the corresponding jet can unfold in the fire room.
  • this device can also be used, as shown, as a fully-fledged fire-extinguishing device with jacketed tube atomization.
  • the flow divider assembly 27 is used according to Figures 2a-2g.
  • the wall 48 of the flow divider cone 46 runs parabolic up to the area 49 of the greatest extent, in order then to diverge in a curve, in order then to diverge outwards again.
  • the area between the largest extension 49 and the leading edge 23 of this embodiment forms an inner peripheral wall of a hollow jet position.
  • the jacket tube 6 has a front part 19 which is arranged on the main body of the jacket tube 6 via struts 20 .
  • the struts 20 are located radially aligned with the webs 47 designed as guide vanes between the flow divider cone 46 and the nozzle wall 41. However, they can also be offset thereto.
  • the area of greatest extent 49 of the flow divider cone 46 ends with the wall 36 from the perimeter, so that the area 49 can be run over by the casing tube 6 and in particular by the edge 57 in order to close the orifice 45 .
  • a wall section 61 is arranged at a distance from the sloping wall 56 of the jacket tube 6 by the webs 20 and runs radially or slightly curved, with a circumferential wall section 62 extending from the wall 61 on the inside, with which the front part 19 has an inner circumference which corresponds to the outer circumference of the area of greatest extent 49, so that these areas or the wall 62 on the wall 48 in the area 49 form-fitting, but axially displaceable, can slide.
  • the front part 19 widens with a bulge 64 and then narrows forwards to the peripheral edge 34.
  • the wall section between the inner peripheral edge 63 and the front Circumferential edge 34 and in particular the bulge 64 forms an outer wall of a hollow jet flow path.
  • the extinguishing agent flows, as in the other embodiment described, and is divided accordingly by the flow divider cone 46 into an annular flow, which in this position flows out of the annular orifice 45 and onto the wall 61 of the advantage 19 bounces and is deflected radially outwards.
  • the operating lever 8 is blocked against being pulled back further in order to reliably reach this man-protection jet position in the event of a panic. If the operating lever 8 is moved further forward, a beam modulation results which is comparable to the other embodiment described above and produces a cone beam directed forward.
  • the wall 56 terminates with the funnel-like wall section 43, the flow divider assembly 27, which delimits the mouth 45 on the outside and thus extends the mouth 45, as it were Beam is directed outwards in front.
  • FIG. 5 shows a hollow jet position which can be achieved with this embodiment.
  • the operating lever 8 and thus the casing tube 6 must be pulled backwards beyond the panic position, whereby this is preferably only possible if the lever is moved by suppressing release or by pulling a braid over an otherwise insurmountable lock in order to prevent this position is to be achieved in the event of a panic or emergency.
  • the edge 63 of the front part 19 and the edge 37 of the flow divider assembly 27 are flush.
  • the closed position (FIG. 12) is reached when the lever 8 is pushed all the way forward, since the edge 57 of the jacket tube 6 runs over the area of greatest extent 49 and thereby the mouth 45 is completely shut off to the outside.
  • FIG. 13 shows the flow path in the man-protection jet position in a highly schematic manner. It is immediately apparent how an annular flow is brought about by the nozzle wall 41 in the flow divider assembly 27 on the one hand and the flow divider cone 46, with an impact on the wall 61 taking place so that the jet is deflected radially outwards.
  • the jet position is shown as a conical jet forward, in which the casing tube atomization allows particularly good firefighting in the close range and good atomization with a good throw range is achieved, the position corresponding to the position in FIG.
  • FIG. 15 shows the forward-facing hollow jet position, with the corresponding flow paths of the outflowing extinguishing water.
  • Figures 16a and 16b show the flow path in the flow divider assembly 27 past the tip 50 of the flow divider cone and through the flow channels 51 to the orifice 45 and thence outwards. The splitting of the beam can be seen again clearly in the enlarged detail according to FIG. 16b.
  • the advantage of the invention is that an extinguishing device is created which is simple in construction and reliable.
  • the quenching device consists of few parts, whereby the fact that the flow divider assembly is designed in one piece and in particular the flow divider cone cannot move ensures an optimal flow result. Perfect atomization of the jacket tube can be achieved via the jet modulation according to the invention with the jacket tube, which ensures highly effective fire fighting with the greatest possible safety for the operator. Due to the fundamentally simple structure, maintenance and repairs are also easy.

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Abstract

Die Erfindung Löschvorrichtung aufweisend ein Tragrohr (2) und ein auf dem Tragrohr (2) axial verschiebliches Mantelrohr (6), wobei eine Strömungsteilerbaugruppe (27) am Tragrohr (2) vorhanden ist, welche einen Strömungsteilerkonus (46) umfasst, wobei die Strömungsteilerbaugruppe (27) eine ringartig nach außen weisende Mündung (45) bildet, wobei das Mantelrohr (6) mit einer Vorderkante (53, 56, 57) über die Mündung (45) diese verschließend oder öffnend verfahrbar ist, so dass eine aus dem Tragrohr (2) in die Strömungsteilerbaugruppe (27) eintretende Fluidströmung in eine Ringströmung aufgeteilt wird und nach außen zur Mündung (45) geleitet wird und ein Verfahren zum Löschen mit der Löschvorrichtung.

Description

Löschvorrichtung und Verfahren zum Betreiben derselben
Die Erfindung betrifft eine Feuerlöschvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben derselben
Löschgeräte unterscheiden sich hinsichtlich Funktion, Löschmittel, Löschwirkung, Anwendung und noch vielen weiteren Merkmalen. Grundsätzlich kann jedoch festgehalten werden, dass für die meisten Anwendungsfälle das Löschmittel Wasser zur Verfügung kommt. Die Funktion des Löschgerätes besteht dann in jedem Fall darin, das Wasser in eine geeignete Form zu bringen, um für den jeweiligen Anwendungsfall einen idealen Löscheffekt zu erhalten. Gemäß dem Verbrennungsdreieck kann Löschen über 3 Arten erfolgen:
• Entzug des brennbaren Materials
• Entzug des Sauerstoffes
• Entzug der Reaktionsenergie
Wasser als Hauptlöschmittel bedient sich grundsätzlich aufgrund der sehr großen Verdampfungswärme dem Effekt der Kühlung, sprich Entzug der Reaktionsenergie. Um diese enormen Energiemengen abzuführen ist es daher notwendig, möglichst effektiv zu verdampfen. Der Wärmeübergang zwischen zwei Stoffen hängt von vielen Faktoren ab, der am einfachsten und effektivsten zu modifizierende Faktor für den Wärmeübergang ist jedoch die Wirkfläche. Es muss daher bei jedem Löschverfahren zur Kühlung des Brandobjektes darauf geachtet werden die Wirkfläche zu maximieren.
In weiterer Folge kann ein Löschgerät bzw. ein Löschverfahren als besonders effektiv angesehen werden, wenn die Verdampfung des Wassers und die damit verbundene Dampfausbreitung als sekundären Löscheffekt die Verbrennungsluft verdrängt und somit zu einem enorm schnellen Eindämmen des Brandes führt.
Um dies zu erreichen muss ein perfekt im Brandraum verteilter Wassernebel erzeugt werden, sodass bei ausreichendem Feinheitsgrad (Tröpfchengröße) die Wirkfläche des Wassers so groß wird, dass es keine Verzögerung beim Wärmeübergang mehr wahrgenommen werden kann. Die Verdampfung erfolgt somit in Sekundenbruchteilen und es entsteht eine schlagartige Ausbreitung des Dampfes.
1 L Wasser = 1673 Liter Wasserdampf
Kann das Wasser annähernd zu 100% verdampft werden, führt diese Ausbreitung sofort zu mehreren Kubikmetern Wasserdampf. Eine gängige Wassermenge für den Innenangriff sind 180 Liter / Minute, bei diesem Betriebszustand können somit 3 Liter / Sekunde in den Brandraum eingebracht werden. Im Idealfall werden so ca. 5 m3 Wasserdampf / Sekunde erzeugt. Durch diese schlagartige Verdampfung werden auch primär nicht verdampfte Wasserteilchen im gesamten Raum verteilt, was in weitere Folge zu einer gleichmäßigen Benetzung des Brandraumes mit Dampf und Nassdampf führt.
Aus dem Stand der Technik sind seit langem sogenannte Vollstrahlrohre bekannt. Vollstrahlrohre erzeugen, wie der Name schon sagt einen gebündelten Vollstrahl, ausgeführt in einer düsenartigen Form, damit die Vektoren der Fluidpartikel am Austritt des Strahlrohres gleichgerichtet und gebündelt sind. Der Effekt daraus ist eine große Wurfweite, welche für den notwendigen Sicherheitsabstand zum Brandherd sorgt.
Leider hat der gebündelte Strahl den großen Nachteil, dass die Benetzungsfläche des Löschwassers eine minimale Größe erreicht. Dies hat zur Folge, dass der Wärmeübergang sehr gering ist, und dass das Löschwasser kaum zur Verdampfung verwendet werden kann, weil die notwendige Verdampfungsenergie durch die Randbedingungen nicht vom Brandherd an das Medium übergeben werden kann. Die Folge daraus ist ein sogenannter Wasserschaden, dies bedeutet, dass Löschwasser in tieferliegende Strukturen des Brandherdes versickert, und diese vom Brand eigentlich nicht betroffenen Bereiche beschädigt. Es ist nicht ungewöhnlich, dass der Löschwasserschaden in Gebäuden den eigentlichen Brandschaden übersteigt.
Lange Zeit war es technisch nicht anders möglich, sich dem Brandherd als Einsatzkraft zu nähern und mit einer anderen Strahlform eine Löschwirkung zu erzielen. Weiterentwicklungen in der persönlichen Schutzausrüstung haben vor allem in Kombination mit Atemschutzgeräten dazu geführt, dass sich die Einsatzkräfte dem Brandherd entsprechend nähern konnten.
Die Technologie des Vollstrahlrohres war für diese Anwendung dann weniger gut geeignet, der große gebündelte Impuls des Strahles ist für die Brandbekämpfung aus der Nähe nicht vorteilhaft.
Technologische Entwicklungen bemühten sich daher den Strahl zu zerstäuben, weil es naheliegt, dass mit einer größeren Kühlfläche eine bessere Kühlwirkung zu erzeugt werden kann.
Umgesetzt wurde dies durch einen Leitapparat, welcher in einem Kugelhahn integriert wurde. Der Leitapparat erzeugt einen enorm hohen Drall in der Strömung, die Schaufeln stehen nahezu orthogonal zur Meridianströmung. Dieser Drall führt am Austritt der Düse zu einer radialen Verteilung aus dem Zentrum hinaus, und verteilt das Löschwasser in der Form eines Kegels.
Diese Änderung hatte massive Verbesserungen der Kühlleistung zur Folge, bis heute werden derartige Strahlrohre noch verwendet.
Eine zweite, nahezu parallellaufende Entwicklung war die Einführung eines Hochdruckstrahlrohres. Übliche Feuerwehrschläuche bedienen sich dem Druckniveau von PN 16, dieser Standard ist international anerkannt und bis auf leichte Abweichungen im Schlauchdurchmesser und der Verbindungstechnik auch nahezu gleich. Der Hochdruckschlauch hingegen bedient sich einem Druckniveau auf PN40, die Ausführung erfolgt durch einen formstabilen, verpressten Gewebeschlauch, ähnlich einem Hydraulikschlauch. Die Aufbereitung des Druckniveaus wird ausschließlich von wasserführenden Löschfahrzeugen mit integrierten Einbaukreiselpumpen realisiert.
Dazu muss von der Hauptstufe das Wasser in eine meist an derselben Welle liegende Nebenstufe geleitet werden, welche aus einer Serienschaltung mehrerer Pumpenräder besteht. Eine weitere Einschränkung für die Anwendbarkeit ist das spezielle Schlauchsystem, in der Umsetzung wird ein Hochdruckschlauch meist auf einer fest verbauten Schlauchhaspel im Fahrzeug, nahe der Hochdruckstufe realisiert. Im Anwendungsfall bedeutet dies, dass das Löschfahrzeug dementsprechend nahe am Brandherd platziert werden muss, gängige realisierte Schlauchleitungslängen sind hier 60 - 90 Meter. Auf Hubrettungsgeräten wie Drehleitern oder Teleskopmastbühnen findet man solche Ausführungen grundsätzlich nicht.
Der Hochdruckschlauch hat aber einen Vorteil hinsichtlich der Löschwirkung. Allgemein ist bekannt, dass eine sehr effektive Zerstäubung eines flüssigen Mediums durch eine große Austrittsgeschwindigkeit erzeugt werden kann. Als Zerstäuber dient dabei kein konstruktives Sieb, die Aufteilung des Fluids wird rein durch das Umgebungsmedium Luft realisiert. Auch bekannt ist der Zusammenhang zwischen Luftwiderstand und Geschwindigkeit, dieser steigt mit der Strömungsgeschwindigkeit zum Quadrat. Eine doppelt so hohe Austrittsgeschwindigkeit erzeugt einen 4-fach gesteigerten Luftwiderstand.
Dieser Zusammenhang ist aller Wahrscheinlichkeit nicht direkt proportional mit der Tröpfchengröße, jedoch ist dem Fachmann klar, dass eine große Austrittsgeschwindigkeit der Schlüssel zu einer effektiven Zerstäubung ist. Der Luftwiderstand ist daher in einer kleineren Dimension als wechselnde, schwellende Kraft auf den Löschstrahl zu sehen. Ein Löschstrahl ist nichts anderes als eine Menge an Wasserpartikel mit gleich gerichteten Gesch wi nd ig keitsvektoren .
Wird auf ein Wasserpartikel daher eine beliebig liegende Ablenkkraft angelegt, so ändert sich die Richtung des Geschwindigkeitsvektors geringfügig. Dadurch entfernen sich die Fluidpartikel mit fortlaufender Reibungswirkung solange voneinander bis die Anziehungskräfte zwischen den Tropfen abbrechen. Der Tropfen folgt dann einer durch die turbulente Strömung willkürlich gerichteten Flugbahn. Dieser Effekt sorgt für eine mit fortlaufender Flugbahn steigenden Zerstäubung, und wird, nach Absenkung der kinetischen Energie auf einen Schwellenwert, der sich nach einer gewissen Fluglänge einstellt, kaum mehr Wirkung zeigen. Ein Löschstrahl, welcher auf Zerstäubung in dieser Form beruht, benötigt daher eine gewisse Entwicklungslänge. Das ist der Teil der Flugbahn der benötigt wird um die Zerstäubung aufzu bauen.
Das Hochdruckrohr hat durch die massiv gesteigerte Druckenergie daher ein höheres Potential um am Austritt diese bei einer geeigneten Düsenform effektiv in kinetische Energie zu verwandeln. Hochdruck-Vollstrahlrohre bedienen sich daher dem oben genannten Effekt und konnten dadurch in der Praxis für eine effiziente Löschtechnologie sorgen. Abgelöst wurde bzw. wird diese Technologie vom Niederdruck-Hohlstrahlrohr auf dem Druckniveau von PN16. Grund dafür sind die doch erheblichen Nachteile des Hochdruck - Gesamtsystems:
• Teure und aufwendige Pumpenkonstruktion durch mehrstufige Kreiselpumpe
• Begrenztes Einsatzgebiet durch starre Schlauchleitung
• Große Reibungsverluste durch hohe Strömungsgeschwindigkeiten
• Keine Einstellmöglichkeit des Strahlstellwinkels
• Begrenzter Wasserdurchfluss durch die technischen Rahmenbedingungen
Aus diesen Gründen hat sich das Hohl strahl rohr entwickelt, da ein wesentlicher Faktor in der Zerstäubungstheorie die Mantelfläche bzw. der Umfang des Strahles ist. Im Prinzip kann festgestellt werden, das auf jedes am Umfang liegendes Wasserpartikel ein gegenüberliegendes Luftpartikel trifft, welches eine Reibungskraft erzeugt. Der Zusammenhang ist daher klar, desto größer die Anzahl der Reibkontakte, desto effektiver kann vor allem bei möglichst austrittsnahen Punkten eine gute Zerstäubung erzielt werden.
Das Hochdruck-Vollstrahlrohr bedient sich daher zwar dem Effekt der großen Austrittsgeschwindigkeit, nicht aber eines möglichst großen Strahlumfangs. Berechnungsbeispiel nach Tabelle 1 wird gezeigt, dass bei konstant gehaltener Austrittsfläche und somit auch konstant gehaltener Austrittsgeschwindigkeit (Kontinuitätssatz ohne Berücksichtigung der Kanalverluste) durch das Aufteilen in mehrere Düsen ein Vielfach größerer Umfang sowie Umfangsfläche erzeugt werden kann. Das Berechnungsbeispiel zeigt die Veränderung der Bohrungen ausgehend von einer 20 mm Bohrung (Vollstrahlrohr Standard), unterteilt in feinere Bohrungsstufen. Man kann klar erkennen, dass man die Kontaktpunkte am Umfang durch einsetzen mehrerer kleiner Düsen relativ einfach auf ein Vielfaches erhöhen kann bei gleichzeitig konstant bleibender Austrittsgeschwindigkeit (reibungsfrei betrachtet).
Die Lösung dieser Problematik ist die Aufteilung des Strahles bei selbigem Gesamtquerschnitt auf mehrere kleineren Strahlen. Man kann dies bei Löschlanzen betrachten, dort werden fix eingebrachte Bohrungen gesetzt um die Strahlgebung zu beeinflussen. Die Bohrungen gehen dabei nicht gebündelt zu einem Strahl zusammen, sondern sind in einem bestimmten Austrittswinkel angestellt um eine möglichst gute Entfaltung im Brandraum zu erzielen. Eine negative Auswirkung hat jedoch der Kanaleintrittsverlust bei zu kleinen Bohrungen.
Ein ideales Löschgerät muss nach oben angestellten Überlegungen daher folgender Effekte und Funktionen bedienen:
• Effektive Austrittsgeschwindigkeit
• Zerteilung der Austrittsfläche in eine ideale Anzahl an Austrittsöffnungen für einen maximalen Strahl umfang
• Flexible Strahlformung durch Änderung der Anstellwinkel der Austrittskanäle
Diesen Überlegungen kommen bekannte Hohlstrahlrohre schon näher. Ein Hohlstrahlrohr teilt durch einen verstellbaren Konus in der Mitte des Meridianstromes den Strahl auf einen eingestellten Winkel auf. Um jedoch nicht nur eine Ringfläche zu erzeugen gibt es Gehäuseseitig oder konusseitig strömungsmechanische Ergänzungen, welche in der Form von Stromteilungsschaufeln oftmals zur Anwendung kommen. Dadurch wird die durch die Überlappung erzeugte Kreisringfläche in Kreissektoren übergeführt, und die Umfangsfläche des Strahles somit erhöht.
Durch die Verstellung der axialen Position des Konus kann damit die Impuls- bzw. Geschwindigkeitsänderung des Strahles moduliert werden. Somit kann der Bediener den Strahl auch im Sprühwinkel verändern.
Diese Form von Strahlgebung wird heute bei handgeführten Strahlrohren als auch fest verbauten Wasserwerfern fast flächendeckend eingesetzt und stellt den Stand der Entwicklung dar.
Problematisch und Aufwendig stellt sich jedoch die Umsetzung des doch komplexen Verstellmechanismus dar. Hierfür ist eine Vielzahl an Einbauten notwendig, um einen Verstellmechanismus innenliegend der Meridianströmung zu realisieren.
Aus der DE 20 2012 012 648 Ul ist ein fragmentiertes Hohlstrahlrohr bekannt, wobei bei dieser Lösung die Verstellung des Strahles über einen verstellbaren Konus an der Düse erfolgt. Der Aufbau ist außerordentlich kompliziert und aufwändig.
Aus der EP 2 155 401 Bl ist eine bereichserweiternde Feuerbekämpfungsdüse und ein entsprechendes Verfahren bekannt. Diese Lösung stellt eine Kombination aus einem Vollstrahlrohr und einem Mantelstrahlrohr da, wobei ein Teil, jedoch mindesten 50% der Wasserkapazität als Vollstrahl ausgestoßen werden, jedoch die Vollstrahldüse von einer ringförmigen Austrittsöffnung für einen mantelstrahl umgeben ist. Die ringförmige Austrittsöffnung kann dabei mit einer Muffe verschlossen und geöffnet werden. Diese Mischung der beiden Techniken ist in der realisierten Form ungünstig, da die Strömungsverhältnisse nicht genau genug steuerbar sind und der hohe Anteil des Vollstrahles eigentlich nicht sinnvoll ist.
Aus der DE 60 2004003 303 T2 ist eine Löschvorrichtung bekannt, bei der ein Löschstrahl mit Hilfe von drei unterschiedlichen, auf einem Hauptrohr und ineinander verschiebbaren Rohreinheiten moduliert werden kann. Hierbei führt das Hauptrohr der Löschvorrichtung das Löschmittel zu den drei verstellbaren Rohreinheiten und weist einen zentralen Konus im Strömungsweg auf. Das Hauptrohr ist dabei mehrteilig aufgebaut. Zudem wird ein zusätzlicher Kugelhahn benötigt, wenn die Vorrichtung abgestellt werden soll. Hierbei ist von Nachteil, dass der Aufbau aufwändig ist und eine einfache und intuitive Verwendung nicht ermöglicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Löschvorrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, für den Verwender eine hohe Sicherheit schafft und wirkungsvoll bei der Brandbekämpfung ist.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen angegeben. Es ist eine weitere Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben der Löschvorrichtung zu schaffen, mit dem ein einfacher, sicherer und zuverlässiger betrieb gewährleistet werden kann.
Die Aufgabe wird mit eine Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als vollständige und für sich einsetzbare Vorrichtung zur Brandbekämpfung verwendet werden. Sie kann aber auch Teil einer komplexeren Vorrichtung sein und insbesondere Teil einer intrudierenden bzw. invasiven Feuerbekämpfungsvorrichtung (z.B. Lanze zum Durchstoßen von Wänden) sein, d.h. eine Feuerlöschlanze kann mit dem Konstruktionsprinzip nach der Erfindung weiter gebildet werden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung besitzt einen kompakteren und einfacheren Aufbau und spart hierdurch Gewicht und Kosten.
Erfindungsgemäß werden die bekannten Konstruktionsprinzipen verlassen und der üblicherweise bewegliche Konus zur Impulsänderung und Strahlaufweitung als fest angeordnetes Bauteil vorgesehen
Die mit dem Konus zusammenwirkende gehäusekante der Vorrichtung ist im Gegensatz zu bekannten Lösungen axial beweglich ausgebildet.
Dies führt zu mehreren positiven Effekten der Erfindung.
Der erste zu beobachtende Effekt ist die Möglichkeit einer idealen strömungsführenden Geometrie im Düsensegment des Strahlrohres. Durch die statische Wandung kann diese für einen verwirbelungsarmen Strömungsgang sorgen, welcher bei einem Hohlstrahlrohr durch den innenliegenden Verstellmechanismus schwer umsetzbar ist.
Der Strömungsteiler wird daher möglichst ohne sprunghafte Impulsänderungen durch die Bautei Iwandung ausgeführt und sorgt für eine glatte Strömung am Austritt.
Der zweite durch die Erfindung erzielte große Vorteil liegt in der massiven Reduktion des modulierenden Gehäuseelements. Dieses kann z.B. als Buchse ausgeführt werden und eine konische Dichtfläche aufweisen. Durch die konische Dichtfläche, welche relativ leicht differentiell zum Austrittswinkel des Strömungsteilers angestellt wird, kann der abströmende Strahl sehr glatt geformt werden. Das Fluid reißt bei richtiger Ausführung scharf mit einem glatten Strahl ab, und kann nahezu ohne Reibungsverluste in den Brandraum injiziert werden.
Die außenliegende Verstelleinrichtung führt daher dazu, dass keine weiteren beweglichen Bauteile zwischen Fluid und Verstellapparat benötigt werden und ermöglicht eine einfachere Konstruktion. Mit besonderem Vorteil kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Verstellmechanismus vor allem bei Löschgeräten mit Durchdringungsfunktion sein. Das Mantelrohr baut zylindrisch klein und kann als schlanke Ausführung in Verbindung mit invasiven Löschtechniken eine sehr effiziente Zerstäubung umsetzen.
Eine Mantelrohrzerstäubung kann daher sowohl als eigenständige Zerstäubungseinheit für Löschgeräte aller Art gesehen werden bzw. als eigenständiges Löschgerät als auch als Mittel der Wahl für die Zerstäubungseinrichtung eines invasiven Löschgerätes.
Erfindungsgemäß erfolgt die hydraulische Formgebung des Mantelrohres derart, dass eine vollkommenen Rohrströmung in eine Kreisringströmung aufgeteilt wird. Dabei ist es im Sinne der Erfindung, dass die Verwirbelung möglichst gering gehalten werden. Durch diese Aufspaltung wird das Fluid beschleunigt. Vorteilhafterweise wird der anteilige Strömungsweg mit hoher Geschwindigkeit möglichst kurz gehalten, jedoch nicht so kurz dass die Strömung die Konstruktion nicht stoßfrei durchlaufen kann. Die Strömung wird also bei diesem Vorgang gleichzeitig auf die abgezielte Austrittsgeschwindigkeit beschleunigt, denn die Austrittsgeschwindigkeit ist gemäß vorgehenden Ausführungen direkt proportional zur Zerstäubungsqualität.
Der nächste Schritt in der Strömungsführung ist ein möglichst kontinuierliches Umlenken der Strömung von der Axialrichtung in die Radialrichtung. Besonders geeignet ist nach der Erfindung dabei eine parabolische Wandung um die Strömung gleichmäßig zu lenken. Die beschriebenen Bereiche sollen demnach im Sinne der Reibungsreduktion auf möglichst kurzem Weg erfolgen und können sich daher konstruktiv überschneiden.
In einer Stellung in der der größtmögliche Austrittswinkel erzeugt wird in dieser Stellung auch die größte Durchflussgeschwindigkeit erzeugt. Der Winkel wird vom Fachmann bei der Auslegung definiert und muss empirisch mit der Gegenflanke abgestimmt werden.
Bei der Erfindung ist ferner von Vorteil, dass die größte Stellungsöffnung diejenige ist, die durch den Zurückzug der Betätigung erzielt wird. Es ist ein wesentlicher Vorteil, dass bei der größten Stellungsöffnung eine Art „Panikstellung" erzeugt wird und sich ein Schutzstrahl für den Bediener bildet. Dieser großflächige Strahl ist daher eine Art „Mannschutzbrause" und entfaltet sich sobald das Rohr maximal geöffnet wird. Es ist daher nur ein Handgriff nach hinten nötig, eine mögliche Panikreaktion des Bedieners führt daher in jedem Fall zu einer Schutzstellung. Da bei Panik eher eine Rückzugsbewegung als eine Vorschubbewegung vom Bediener erfolgt, ist somit eine Notfalllogik vorhanden, welche den Bediener zuverlässig schützt. Selbst wenn der Bediener nach hinten fällt, ist der so erzeugte Strahl ein Abschirmstrahl, der um den Bediener herum wie ein Schirm gegen Rauchgas und Flammwirkung wirkt
Bei bekannten Hohlstrahlrohren hingegen führt eine vollkommene Öffnung am Hauptbedienelement nur dazu, dass maximaler Durchfluss in einem vergleichsweise engen Strahl nach vorne gerichtet gewährleistet wird. Diese Schaltung ist problematisch, vor allem wenn der Bediener eine Rauchgasdurchzündung erkennt, beziehungsweise aufgrund von Rauchgaseffekten wie Flammenzungen und anderer thermischer Effekte auf eine solche unmittelbar schließen kann. Bestehende Lösungen sind im Hinblick auf den Arbeitsschutz der Einsatzkräfte daher unzureichend und mangelhaft. In der Vergangenheit sind solche Fälle leider aufgetreten.
Wurde bei bekannten Lösungen der Bedienhebel in einer solchen Situation, insbesondere in Panik zurückgerissen, wird auf einen scharf (flacher Austrittswinkel) angestellten Löschstrahl umgeschaltet was bei der oben genannten Situation nicht nur den Bediener vor der Rauchgasdurchzündung nicht schützt sondern die Situation dramatisch dadurch verschlimmert (hat), dass es zu einer Explosion gekommen ist und kommt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der gebündelte Strahl einen sogenannten „hydraulischen Ventilationseffekt" auslöst. Dabei saugt der Wasserstrahl Luftmassen nach. Durch diese wird dem Feuer bzw. dem Rauchgas genau die fehlende Umgebungsluft zugeführt, um sich vom fetten Gemisch auf die Explosionsgrenze zu begeben - die Folge daraus ist eine schlagartige Durchzündung - sofern diese bereits im Gange ist wird sie beschleunigt.
Die erfindungsgemäße Löschvorrichtung lasst sich im Gegensatz dazu intuitiv bedienen und führt in der zurückgezogenen „Panik- oder Verteidigungsstellung" des Bedienelements zu einem breiten schirmartigen Strahl der den Raum abgrenzt und das Ansaugen von Verbrennungsluft verhindert und die Einsatzkräfte wie bereits ausgeführt vor Flitze und heißen Rauchgasen schützt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bedient sich daher des Effekts, das in der Panikstellung dieses Schutzschild selbsttätig aufgebaut wird während ein bekanntes Hohlstrahlrohr dies nur durch mehrere - gegen die Intuition gehende- Griffe gewährleistet.
Wird eine überschneidende Position des Mantelrohrs vom Bediener eingestellt, so kann dieser nun stufenlos vom maximalen Öffnungswinkel bis zum niedrigsten Anlagewinkel modulieren, dabei ändert sich der Durchfluss weil auch die Austrittsgeschwindigkeit größer wird.
Dies ist insofern von Vorteil, weil die Austrittsgeschwindigkeit und der Durchfluss vom niedrigsten Anlagewinkel ausgehend dimensioniert wird, und bei größer werdenden Strahldurchmesser abnehmen kann. Durch die Abnahme der kinetischen Energie wird der Durchfluss gesteigert, dieser Effekt ist von großem Vorteil weil bei größerem Strahldurchmesser auch eine größere Fläche abgedeckt wird.
Durch die größere Flächenwirkung muss demnach auch mehr Wasser eingebracht werden um ein Gleichgewicht in der Verdampfungsenergie einzuhalten. Die niedrigere Austrittsenergie führt zwar zu weniger Strahlverwirbelung, die Nebelbildung wird aber durch die größere Wirkfläche des Strahls erzielt. Die Benetzungsfläche des Kegels kann demnach auch wie die Mantelfläche eines Kegels betrachtet werden.
Die Mantelfläche des Kegels ist demnach das Produkt des Radius mit der Sehnenlänge, die Wirktiefe und Radius steigen aber mit dem Anstellwinkel, was zu einem quadratischen Zusammenhang über den Anstellwinkel führt. Durch diese enorme Flächensteigerung wird der Benetzungskontakt der Fluidpartikel gesteigert und dadurch die verringerte Austrittsgeschwindigkeit kompensiert.
In vorteilhafter Weise besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung somit bei richtiger Dimensionierung eine rein mechanische Selbstregelung, welche zu jedem Strahlwinkel eine optimale Nebelbildung sowie Löschwassermengenabgabe besitzt.
Dabei kann die Öffnungscharakteristik des Mantelrohrs in Bezug auf die damit vergrößernde Austrittsfläche über die Kanalbreite der Stützschaufeln bestimmt werden. Dadurch wird ein komplexes Hohl strahl rohr, welches eine Vielzahl an Bauteilen besitzt durch 2 simple Bauteile nahezu komplett ersetzt. Die skizzierte automatische Regelung von Benetzungsfläche und Durchflussmenge ist ein Vorteil der Erfindung der bei keinem bekannten Löschgerät realisiert wird.
In einer Zwischenstellung zwischen maximalen Anstellwinkel (Mannschutzstrahl) und niedrigster Anlagewinkel erfolgt erfindungsgemäß erfolgt eine nichtlineare Impulsänderung, da die Umlenkung gerade in den kleinen Öffnungswinkel größere Maße annimmt als bei großen Öffnungswinkeln.
Es ist dem Bediener also möglich, intuitiv und stufenlos einen Löschstrahl zu erzeugen der ein gleichzeitig annähernd lineares Zerstäubungsverhalten besitzt während sich die Wassermenge zum Regelverhalten des Öffnungswinkels eieinsteilt.
Um den Strömungsteiler mit dem Gehäuse zu verbinden müssen Stützschaufeln angebracht werden. Diese Stützschaufeln scheinen auf dem ersten Blick nachteilig für das Strömungsverhalten zu sein. Wie bereits jedoch bezüglich der Nebelbildung in Bezug auf Nebeldüsen wie bei Löschlanzen angemerkt, ist das Abkapseln des Strahles bzw. die Aufteilung des Fluides nach dem Austritt von großem Vorteil. Die Benetzungsfläche steigt und somit auch die Reibung zwischen Löschmedium und Umgebungsluft.
Durch eine beliebige Variation an Stützschaufeln kann dieser Effekt somit gesteuert werden. Eine erfindungsgemäße Löschvorrichtung muss daher mindestens eine statische Verbindung zwischen Strömungsteiler und Gehäuse besitzen, während die Anzahl dieser nach Belieben und Auslegung variieren kann.
In vorteilhafter Weise können die Stützschaufeln mit Tragflächenprofilen ausgebildet sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Reibung der Kanäle auf ein sehr geringes Maß im Vergleich zu bekannten Nebeldüsen durch Bohrungen herabgesetzt werden kann. Es gelingt damit, den Kanaleintrittswirbel und den Kanalaustrittswirbel stark zu dämpfen, so dass ein homogenes Nebelbild erzielt wird.
Wird das Mantelrohr geschlossen, so sitzt es einfach im Schiebersitz welcher unempfindlich gegenüber Verschmutzung ist, denn kurz vor dem Schließen des Schiebers wird für die Reinigung der Dichtfläche durch eine Restströmung gesorgt. Bekannte Hohlstrahlrohre hingegen haben bei Kugelhahn und Verstellmechanismus immer den Nachteil, dass Sedimente aus dem Löschwasser die Mechanik behindern.
Die erfindungsgemäße Löschvorrichtung in Form des Mantelrohres eignet sich ideal für das Löschen nahe am Brandherd.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform erweitert die Anwendung auch auf Strahlrohrbereiche. Hierfür wird eine weitere Schaltstellung und eine entsprechende konstruktive Erweiterung vorgesehen um eine gute Wurfweite zu erhalten.
Um neben dem oben beschriebene Öffnungswinkelbereich von ca. 40 bis 180° des austretenden Strahles auch den niedrigen Winkelbereich von 0 bis ca. 40 Grad Öffnungswinkel realisieren zu können, muss das Fluid mit einer anderen Struktur geleitet werden. Hierbei ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung als einzelne Lösung und nicht in Verbindung mit einer Löschlanze zu sehen, sondern bei Löschtechnologien welche eine hohe Wurfweite erreichen sollen.
Für die Anwendung der erfindungsgemäßen Mantelrohrzerstäubung im Einsatzgebiet von Hohlstrahlrohren, bei denen ein Strahlwinkel von 0 bis 180 Grad Öffnungswinkel gefordert wird, wird die erfindungsgemäße Löschvorrichtung mit einer erweiterten Vorsatzstrahldüse ausgebildet.
Die Vorsatzstrahldüse wird im Gegensatz zum Strömungsteiler nur dann angeströmt, wenn der erweiterte Strömungsweg durch diese Düse benötigt wird. Das Fluid wird dabei über den Strömungsteiler durch einen Bypass - Weg im Mantelrohr in die erweiterte Vorsatzstrahldüse eingeleitet. In dieser wird das Medium wieder gebündelt und zu einem leichten Hohlstrahl geformt. Hier kann die Wurfweite im niedrigen Brennbereich durch das Mantelrohr modifiziert werden, in dem selbiges wieder durch leichte axiale Verschiebungen den Ablenkwinkel der Austrittsdüse ändert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form der Mantelrohrzerstäubung kann hierbei in der Handhabung ähnlich einem Hohlstrahlrohr ausgeführt sein. Der wesentliche Vorteil ist jedoch die Bedienung, weil mit dem Hauptbedienhebel bzw. mit der axialen Verstellung des Mantelrohres die Modulierung als auch die Absperrung erfolgen kann. Wird der Hebel ganz nach vorne gelegt, ist die Vorrichtung abgesperrt.
Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass eine Löschvorrichtung geschaffen wird, mit welcher sowohl im nah- als auch im ferneren Bereich Brände zuverlässig bekämpft werden können, wobei eine erheblich verbesserte Arbeitssicherheit für Bedienpersonen geschaffen wird und die Handhabung verbessert und intuitiv gestaltet ist.
Die Erfindung betrifft somit insbesondere eine Löschvorrichtung aufweisend ein Tragrohr und ein auf dem Tragrohr axial verschiebliches Mantelrohr, wobei eine Strömungsteilerbaugruppe am Tragrohr vorhanden ist, welche einen Strömungsteilerkonus umfasst, wobei die Strömungsteiler baugruppe eine ringartig nach außen weisende Mündung bildet, wobei das Mantelrohr mit einer Vorderkante über die Mündung diese verschließend oder öffnend verfahrbar ist, so dass eine aus dem Tragrohr in die Strömungsteilerbaugruppe eintretende Fluidströmung in eine Ringströmung aufgeteilt wird und nach außen zur Mündung geleitet wird.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass alle strömungsführende Komponenten im Querschnitt eine koaxiale Zylinderform aufweisen.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Strömungsteilerkonus eine Konuswandung besitzt, welche von einer axial von vorne in den Strömungsweg des Fluids ragenden Spitze parabolisch verläuft, wobei der Strömungsteilerkonus mit einer rohrartigen Wandung fest über Leitschaufeln verbunden ist, wobei die Konuswandung, die rohrartige Wandung den Strömungsweg begrenzen und im Bereich der Leitschaufeln der Strömungsweg zusätzlich in mehrere Strömungswege unterteilt ist.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Wandung der Strömungsteilerbaugruppe den Strömungsweg düsenartig verengt, wobei nach einem Bereich der größten Annäherung bzw. Verengung der Durchmesser wieder ansteigt und einen trichterartigen Wandungsabschnitt ausbildet, der die Mündung umlaufend begrenzt.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Strömungsteilerkonus axial in den trichterartigen Bereich bzw. die trichterartige Mündung ragt, welche von der Wandung begrenzt wird, in den von der Wandung begrenzten Raum hinein, wobei sich der Strömungsteilerkonus mit einer Spitze über den Bereich der größten Annäherung der Wandung hinaus in das rohrartige Innere erstreckt.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die umlaufende ringartige Mündung von dem trichterartigen Wandungsabschnitt im axial hinteren Bereich und von der Konuswandung im axial vorderen Bereich begrenzt wird.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Mantelrohr an seiner vorderen Kante eine konische Dichtfläche in Form einer schrägen Wandung besitzt, welche von einer äußeren umlaufenden Kante des Mantelrohres nach innen und axial nach hinten zu einer inneren umlaufenden kante verläuft.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Strömungsteilerbaugruppe am Strömungsteilerkonus eine korrespondierende konische Dichtfläche in Form eines schrägen Wandungsabschnitts besitzt, der von einem Bereich der größten Radialen Ausdehnung des Strömungsteilerkonus bis zu einer umlaufenden zylindrischen Stufe verläuft, wobei die Wandungen gleichgerichtet verlaufen.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die gleichgerichteten Wandungen einen Neigungswinkel besitzen der im Verhältnis zu den die Mündung begrenzenden Wandungen unterschiedlich und insbesondere stärker geneigt sind, um eine Impulsänderung bewirken zu können. Eine Weiterbildung sieht vor, dass zu einem, einem hinteren Ende der Löschvorrichtung diametral bzw. axial gegenüberliegenden vorderen Ende das Mantelrohr sich erweiternd ausgebildet ist, wobei in dem so erhaltenen erweiterten Bereich ein umlaufender radial durchgehender Schlitz vorhanden ist, wobei durch die Erweiterung innenseitig des erweiterten Bereichs eine Wölbung ausgebildet ist, wobei die Wandung des Strömungsteilerkonus parabolisch bis zu dem Bereich der größten Ausdehnung verläuft, um dann in einer konvexen Kurve zu divergieren, wobei der Bereich zwischen der größten Ausdehnung und einer Vorderkante der Wandung und die Wölbung gemeinsam einen Hohlstrahlströmungsweg in der Hohlstrahlstellung der Löschvorrichtung begrenzen.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der vordere Teil des erweiterte Bereichs mit den Schlitz 18 überspannenden Streben am Mantelrohr angeordnet ist.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Bereich der größten Ausdehnung des Strömungsteilerkonus vom Durchmesser her mit der Wandung abschließt bzw. durchmessergleich ist, so dass der Bereich von dem Mantelrohr überfahren werden kann und insbesondere von der Kante überfahren werden kann, um die Mündung zu schließen.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass gegenüber der konisch verlaufenden schrägen Wandung des Mantelrohres durch die Stege beabstandet ein Wandungsabschnittangeordnet ist, der radial bzw. leicht gewölbt verläuft, wobei sich von der Wandung innenseitig ein umlaufender Wandungsabschnitt erstreckt, mit dem der erweiterte Bereich einen Innenumfang besitzt, der dem Außenumfang des Bereichs der größten Ausdehnung entspricht, so dass die Bereiche bzw. die Wandung auf der Wandung im Bereich formschlüssig, aber axial verschieblich, gleiten kann.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass sich von einer inneren umlaufenden Kante, welche von der Wandung axial ein Stück entfernt ist, das Vorderteil mit der Wölbung erweitert und dann nach vorne bis zu einer umlaufenden Kante verengt, wobei der Verlauf der Wölbung im Wesentlichen dem Verlauf der Wandung folgt und somit der Wandungsabschnitt zwischen der inneren umlaufenden Kante und der vorderen umlaufenden Kante und insbesondere die Wölbung eine äußere Wandung eines Hohlstrahl-Strömungsweges bildet.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Hohlstrahl-Strömungsweg in der äußersten nach hinten gezogenen Stellung des Mantelrohres dadurch ausgebildet wird, dass die Kante des Vorderteils des Mantelrohres und die Kante der Wandung des trichterartigen Abschnitts miteinander abschließen und somit die Mündung durch den durch die Wölbung und die Wandung des Strömungsteilerkonus fortgesetzt und der Strömungsweg im Querschnitt ringförmig in eine axiale Richtung umgelenkt wird.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Hohlstrahlstellung blockiert ist durch eine Sperre die vom Benutzer durch eine zusätzliche Manipulation überwunden werden muss. Eine Weiterbildung sieht vor, dass an einem hinteren Ende der Löschvorrichtung ein Anschluss zur Kopplung mit einem Löschmittel führenden Schlauch vorhanden ist.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Löschvorrichtung an einem vorderen Ende eine in der Strömungsteilerbaugruppe angeordnete Leuchteinrichtung besitzt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen mittels einer vorbeschriebenen Löschvorrichtung wobei, das Öffnen und Schließen sowie eine Modulation des Löschstrahles durch ein verschiebliches Mantelrohr erfolgt.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Durchflussmenge an Löschmittel durch die mit dem Mantelrohr induzierte Öffnung des Querschnittes der Mündung an den vergrößerten Verteilungstrichter durch die Senkung der kinetischen Energie anpasst.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass durch eine maximale Öffnung der Mündung mittels des Mantelrohres ein schirmartig nach außen verlaufender Mannschutz- Strahl eingestellt wird.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Strahlkegel durch das vorschieben des Mantelrohres moduliert und insbesondere verengt und nach vorne gerichtet wird.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass durch ein maximales zurückziehen des Mantelrohres, insbesondere über eine Sperre hinaus, der radiale Strömungsweg in einen ringförmigen axialen Hohlstrahl umgelenkt wird der nach vorne gerichtet ist, wobei ein entsprechender Hohlstrahlströmungsweg hierbei vom Mantelrohr und der Strömungsteilerbaugruppe gebildeter wird.
Dier Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert, es zeigen dabei:
Figuren la-le: die erfindungsgemäße Löschvorrichtung in einer Ausführungsform in fünf Ansichten;
Figuren 2a-2g: die Strömungsteilerbaugruppe der erfindungsgemäßen
Löschvorrichtung in einer Ausführungsform in mehreren Ansichten und Schnitten;
Figur 3: die erfindungsgemäße Löschvorrichtung mit einem Teillängsschnitt im Bereich der Strömungsteilerbaugruppe in einer Mannschutz-Strahlposition;
Figur 4: die Vorrichtung nach Figur 3 in einer Position, in der der Löschwasserkegel nach vorne gerichtet ist; Figur 5: die erfindungsgemäße Löschvorrichtung in einer Hohlstrahlrohrposition;
Figuren 6a-6c:die Strömungsteilerbaugruppe mit Mantelrohr einer offenen Löschstrahlposition;
Figuren 7a-7c:die Strömungsteilerbaugruppe mit Mantelrohr in einer Mannschutz- Strahlposition;
Figuren 8a-8c:die Strömungsteilerbaugruppe mit Mantelrohr in einer Position, in der der Löschstrahl in einem Kegel nach vorne gerichtet ist;
Figuren 9a-9c:die Strömungsteilerbaugruppe und Mantelrohr in einer noch stärker nach vorne gerichteten Strahl Position; Figuren 10a-10c: Strömungsteilerbaugruppe und Mantelrohr in einer fast geschlossenen
Spülposition der Strömungsteilerkante;
Figuren lla-llb: die Löschvorrichtung in einer geschlossenen Position; Figur 12: die Löschvorrichtung im Bereich der Strömungsteilerbaugruppe teilgeschnitten in einer geschlossenen Position;
Figur 13: die erfindungsgemäße Löschvorrichtung in einer teilgeschnittenen Ansicht, zeigend den Strömungsverlauf und die Bedienhebelstellung im Hohlstrahlrohrbetrieb;
Figur 14: die erfindungsgemäße Löschvorrichtung in einer Löschstellung, in der ein kegelförmiger Löschstrahl erzielt wird; Figur 15: die erfindungsgemäße Löschvorrichtung in einer Mannschutz-Strahlposition;
Figuren 16a-16b: der Strömungsverlauf des Löschmittels der Strömungsteilerbaugruppe bei geöffnetem Mantelrohr. Die erfindungsgemäße Löschvorrichtung 1 besitzt ein hohlzylindrisches Tragrohr 2, wobei an dem hohlzylindrischen Tragrohr 2 ein Handgriff 3 angeordnet ist. Das Tragrohr 2 besitzt an einem hinteren Ende 4 eine Schlauchanschlusskupplung 5 zum Koppeln eines herkömmlichen Feuerwehrschlauches. Zudem besitzt die Löschvorrichtung 1 ein auf dem Tragrohr 2 verschieblich angeordnetes Mantelrohr 6, welches einen Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des Trag roh rs 2 in etwa entspricht.
Das axial verschiebliche Mantelrohr 6 besitzt unterseitig benachbart zum Ende 4 eine Längsausnehmung 7 für den Durchgriff des Handgriffs 3. Zudem ist ein Betätigungshebel 8 vorhanden. Der Betätigungshebel 8 besitzt ein Rechteckprofil mit einer oberen Querstrebe 9, zwei an deren Enden senkrecht abgehenden Längsstreben 10, die von der Querstrebe 9 verbunden werden und zwei kurze Querstreben 11 im Bereich des Handgriffes 3. Mit den kurzen Querstreben 11, die zwischen sich einen Zwischenraum begrenzen, der der Breite des Handgriffs 3 entspricht, ist der Betätigungshebel 8 mittels einer Welle 12 schwenkbar am Handgriff 3 angeordnet. Zur Betätigung des Mantelrohres 6 stehen seitlich am Mantelrohr 6 Wellenstummel 13 vor, wobei die Wellenstummel 13 sich radial von einer äußeren Mantelfläche 14 des Mantelrohres 6 seitlich weg erstrecken und in einer Längsausnehmung 15 ruhen, welche jeweils in den parallel verlaufenden Längsstreben 10 zu sehen sind. Eine Schwenkbewegung des Handgriffs 3 um die Welle 12 führt somit dazu, dass über die Wellenstummel 13 das Mantelrohr 6 axial auf dem Tragrohr 2 verschoben wird, wobei hierbei die Wellenstummel 13 in den Längsausnehmungen 15 entlanggleiten können.
Zu einem, dem hinteren Ende 4 diametral bzw. axial gegenüberliegenden vorderen Ende 16 besitzt diese Ausführungsform am Mantelrohr 6 äußerlich eine Erweiterung mit einer Stufe 17. Axial versetzt zur Stufe 17 zum Ende 16 hin ist in dem Mantelrohr 6 in dem erweiterten Bereich 19 benachbart zur Stufe 17 ein umlaufender radial durchgehender Schlitz 18 vorhanden, der das Vorderteil 19 des Mantelrohrs 6 unterteilt, wobei jedoch das Vorderteil 19 und das Mantelrohr 6 mit den Schlitz 18 überbrückenden Stegen 20 verbunden sind.
Im Bereich des freien Endes 16 der Löschvorrichtung 1 ist ein nach innen ragender Hohlraum 21 vorhanden, wobei in dem Hohlraum 21 eine Leuchteinrichtung 22 mit einer entsprechenden Optik eingesetzt angeordnet ist. Der Hohlraum 21 bzw. die Leuchteinrichtung 22 wird von einer radialen Wand 23 umgeben, welche zu einer später noch dargestellten Strömungsteilerbaugruppe 27 gehört. Zwischen der Wandung 23 und einer freien umlaufenden Kante 24 ist ein ringförmiger Austrittskanal 25 für einen Löschmittelhohlstrahl gebildet.
Innerhalb des Mantelrohres 6 ist vorderseitig (Fig 3) auf das Tragrohr 2 eine Strömungsteilerbaugruppe 27 aufgeschraubt angeordnet. Die Strömungsteilerbaugruppe 27 (Fig 2) besitzt ein Gehäuse 26 mit einem hohlzylindrischen Anschlussbereich 28 mit einer Zylinderwandung 29 und auf der Zylinderwandung 29 einem Außengewinde 30. Das Außengewinde 30 ist so ausgebildet, dass es in ein Innengewindes 31 eines Anschlussbereichs 32 des Tragrohres 2 einschraubbar ist (Figur 3). Das Tragrohr 2 besitzt hierfür den vorderen Anschlussbereich 32 mit einer vorderen umlaufenden Kante 33.
Die Strömungsteilerbaugruppe 27 bzw. das Gehäuse 26 derselben erweitert sich nach dem Außengewinde 30 mit einer Stufe 34 zu einem Außendurchmesser, der dem Außendurchmesser des Tragrohres 2 entspricht. Die Stufe 34 verläuft radial nach außen und dient als Anschlag für die vordere umlaufende Kante 33 des Tragrohrs 2. Benachbart zur Stufe 34 kann zwischen der Stufe 34 und dem Außengewinde 30 eine Nut 35 zur Aufnahme einer Dichtung vorhanden sein. Das Gehäuse 26 setzt sich mit einer zylindrischen Außenwandung 36 bis zu einer vorderen umlaufenden Kante 37 fort, wobei benachbart zur vorderen umlaufenden Kante 37 eine umlaufende Nut 38 vorhanden ist, um eine Dichtung aufzunehmen. Zwischen der Nut 38 und der Stufe 34 ist die Wandung 36 mit Ausnehmungen 39 versehen, wobei die Ausnehmungen 39 quer zur Längsrichtung verlaufen können und zwischen sich Stege 40 begrenzen. Die Öffnungen 39 und Stege 40 führen zu einer käfigartigen Anordnung.
Die Mantelwandung 29 teilt sich im Bereich der Stufe 34 zu der äußeren Zylindermantelwandung 36 und einer inneren Düsenwandung 41. Die Düsenwandung 41 verläuft von der Stufe 34 aus bzw. von der Nut 35 aus konvergierend bis zu einem Bereich der größten Annäherung 42. Von dort erweitert sich die Düsenwandung 41 stark trichterartig mit einem trichterartigen Wandungsabschnitt 43 bis zur vorderen umlaufenden Kante 27, wo die Düsenwandung 41 dem entsprechend sich mit der Zylinderwandung 36 wieder vereinigt, in etwa im Bereich der umlaufenden Nut 38. Hierdurch wird eine trichterartig sich erweiternde Mündung 45 ausgebildet
Die axiale Länge der konvergierenden Düsenwandung 41 entspricht etwa dem 4- bis 5-fachen der axialen Länge des trichterartigen Wandungsabschnitts 43 der Düsenwandung 41. Zwischen der Zylinderwandung 36 und der Düsenwandung 41 befindet sich dementsprechend ein Hohlraum 44, der durch die Öffnungen 39 zugänglich ist, wobei die Zylinderwandung 36 der Führung des Mantelrohres 6 dient und die Öffnungen 39 bzw. der Hohlraum 44 zwischen der Zylinderwandung 36 und der Düsenwandung 41 der Gewichtsersparnis dient. Statt eines Hohlraumes 44 könnte dieser Bereich auch aus dem Vollen gearbeitet sein.
Von der umlaufenden Kante 37 her ragt in den trichterartigen Bereich bzw. die trichterartige Mündung 45 des Gehäuses 26 , welche von der Wandung 43 begrenzt wird, ein Strömungsteilerkonus 46 in den von der Wandung 41 begrenzten Raum hinein, wobei sich der Strömungsteilerkonus 46 mit einer Spitze 50 über den Bereich der größten Annäherung 42 der Wandung 41 hinaus in das Innere erstreckt.
Im Bereich der größten Annäherung 42 bzw. Einschnürung der Wandung 41 ist der Strömungsteilerkonus 46 mit dem Gehäuse 26 mit Stegen die als Leitschaufeln 47 mit der Wandung 41 bzw. 43 verbunden sind verbunden, so dass zwischen den Stegen 47 Strömungskanäle 51 gebildet sind.
Der Strömungsteilerkonus 46 ist hohl ausgebildet und besitzt eine Konuswandung 48, welche sich von der Spitze 50 her konkav bzw. parabolisch verlaufend nach außen erweitert, bis zu einem Bereich der größten Ausdehnung 49, in dem der Strömungsteilerkonus 46 einen Außendurchmesser besitzt, der dem Außendurchmesser der Wandung 36 entspricht. Von dem Bereich der größten Ausdehnung 49 verjüngt sich der Strömungsteilerkonus 46 um ein Stück, um sich dann mit deutlich geringerem Durchmesser noch einmal mit einer sehr geringen Erweiterung zur vorderen umlaufenden Kante 23 zu erstrecken. Der Strömungsteilerkonus 46 bzw. seine Wandung 48 verläuft vom Bereich der größten Annäherung 42 bzw. Einschnürung der Wandung 41 etwa parallel zur trichterartigen Wandung 43 der Düsenwandung 41. Hierdurch wird ein Ringkanal als Düse gebildet und die Mündung 45 als Ringspaltmündung ausgebildet. In den Figuren 6 - 11 ist eine Ausführungsform der Löschvorrichtung gezeigt, bei der ein Mannschutz-Strahl und ein nach vorne gerichteter, kegelartiger Feuerbekämpfungsstrahl möglich sind, wobei die Ausführungsform auch in invasiblen Löschvorrichtungen verwendet werden kann, wobei sich hierbei dann an den Strömungsteilerkonus 46 gegebenenfalls weitere Bauteile anschließen, die dem Eindringen oder Durchdringen von Wandungen, Dächern, Türen und dergleichen dienen.
Bei dieser Ausfüh rungsform besitzt das Mantelrohr 6 keinen umlaufenden Schlitz und keine Erweiterungsstufe 17, sondern endet mit einer umlaufenden äußeren scharfen Kante 53.
Der Strömungsteilerkonus 46 endet im Bereich der größten Ausdehnung 49 mit einem kurzen zylindrischen Wandungsabschnitt 54, wobei der Strömungsteilerkonus 46 im Bereich des kurzen zylindrischen Wandungsabschnitts 54 einen Außendurchmesser besitzt, der mit dem Außendurchmesser des Mantelrohres 6 abschließt. Nach innen schließt sich an den kurzen zylindrischen Wandungsabschnitt 54 ein konischer, schräger umlaufender Wandungsabschnitt 55 an, der eine Neigung besitzt, die der Neigung eines schrägen Abschlusswandungsabschnittes 56 des Mantelrohres 6 von der scharfen äußeren umlaufenden Kante 53 zu einer zu dieser zurückversetzten Innenumfangskante 57 entspricht.
Der konische, schräge umlaufende Wandungsabschnitt 55 des Strömungsteilerkonus 46 endet in einem konzentrischen, kurzen zylindrischen Wandungsabschnitt 58, der eine Stufe bildet zur dann entsprechend parabolisch verlaufenden Konuswandung 48. Die umlaufende zylindrische Wandung 58 bzw. Stufe 58 besitzt einen Außendurchmesser, der dem Außendurchmesser der Wandung 36 der Strömungsteilerbaugruppe 27 entspricht.
In den Figuren 6a-llb sind unterschiedliche Stellungen des Mantelrohres 6 gezeigt, welche nachfolgend erläutert werden sollen.
Figur 6 zeigt eine Stellung des Mantelrohres 6, bei dem der schräge Wandungsabschnitt 56 bzw. deren Innenumfangskante 57 mit der vorderen umlaufenden Kante 37 der Strömungsteilerbaugruppe abschließt. In diesem Fall kann Löschmittel, üblicherweise Wasser, durch das Tragrohr 2 (in den Figuren 6-11 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen) in die Strömungsbaugruppe 27 eintreten. Dadurch, dass die Düsenwandung 41 konisch zusammenläuft bis zum Bereich der größten Annäherung 42, erhöht sich die
Strömungsgeschwindigkeit, welche dann noch dadurch erhöht wird, dass der
Strömungsteilerkonus mit seiner Spitze 50 in den sich verjüngenden Bereich zwischen den Düsenwandungen 41 hineinragt. Die Leitschaufeln 47 begrenzen zwischen sich die Strömungskanäle 51, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit weiter erhöht wird, da der zur Verfügung stehende Strömungsweg einerseits begrenzt ist und andererseits in diesem Bereich der Strömungskanal am engsten ist.
Die Leitschaufeln 47 können selbst ein Profil, z.B. ein Tragflächenprofil haben, um die Strömung entsprechend zu beeinflussen. Die Konuswandung 48 des Strömungsteilerkonus ist wie bereits beschrieben in vorteilhafter Weise umlaufend parabolisch ausgebildet, so dass die Strömung gleichmäßig gelenkt wird. In der Strömungsteilerbaugruppe 27 wird somit die Rohrströmung, die aus dem Tragrohr 2 kommt, durch den Strömungsteilerkonus 46 in eine Kreisringströmung in Richtung zur Mündung 45 aufgeteilt. Durch die harmonische Formgebung der parabolischen Wandung 48 des Strömungsteilerkonus 46 einerseits und des Wandungsverlaufs der Düsenwandung 41 insbesondere im Bereich des trichterartigen Wandabschnittes 43 werden Verwirbelungen gering gehalten. Durch die Aufspaltung wird das Fluid beschleunigt, wobei der anteilige Strömungsweg mit hoher Geschwindigkeit recht kurzgehalten ist. Die Strömung wird bei diesem Vorgang auf die abgezielte Austrittsgeschwindigkeit beschleunigt.
Figur 7 zeigt eine Konstellation, bei der das Mantelrohr 6 weit zurückgezogen ist. Hierbei handelt es sich um die Mannschutz-Strahlstellung, bei der ein Löschwasserstrahl im Wesentlichen radial nach außen beschleunigt wird. Die umlaufende äußere scharfe Kante 53 des Mantelrohres 6 ist dabei soweit zurückgezogen, dass der austretende Strahl von dieser Kante bzw. der Wandung 56 nicht nach vorne abgelenkt wird.
Im Gegensatz hierzu wird (Fig.8), wenn die Wandung 56 und insbesondere die umlaufende innere Kante 57 und die äußere Kante 53 des Mantelrohres 6 sich im Bereich der Mündung 45 befinden, der austretende Strahl von der Wandung 56 bzw. den Kanten 53, 57 deutlich in eine kegelförmige, nach vorne gerichtete Strahlform moduliert.
Bei einem weiteren Schließen der Mündung 45 (Figur 9) durch das nach vorne schieben des Mantelrohres 6 erfolgt eine weitergehende Modulation, wobei hierbei die Strömungsgeschwindigkeit steigt und die Durchflussgeschwindigkeit bei einer derart schon mehr als halbgeschlossenen Stellung sinkt.
Wird das Mantelrohr noch 6 weiter nach vorne verschoben (Fig. 10), wird die Spülstellung erreicht, bei der nur noch ein sehr schmaler Spalt zwischen der inneren umlaufenden Kante 57 der vorderen Wandung 56 des Mantelrohrs 6 und der Konuswandung 48 im Bereich der umlaufenden zylindrischen Wandung 58 verbleibt. Dieses ist eine Spülstellung, bei der gegebenenfalls vorhandene Verunreinigungen aus diesem Spalt herausgespült werden.
In Figur 11 ist die vollständig geschlossene Stellung gezeigt, bei der die Wandungen 55, 56 vollständig aufeinander liegen, wobei die umlaufende Kante 57 an der gemeinsamen Kante der Wandung 56 und des umlaufenden zylindrischen Abschnitts 58 anliegt und die äußere umlaufende Kante 57 mit dem äußeren zylindrischen umlaufenden Wandungsabschnitt 52 des Strömungsteilerkonus 46 abschließt. Bei der Ausführungsform gemäß der Figuren 6a-l lb kann selbstverständlich ebenfalls in dem Hohlraum 21 ein entsprechender Scheinwerfer bzw. eine Lampe 22 angeordnet sein, gegebenenfalls mit einer Linse, so dass der Bediener auch bei Dunkelheit oder schlechter Sicht einen in die Bekämpfungsrichtung gerichteten Lichtkegel nutzen kann. Ein wesentlicher Vorteil dieser Beleuchtungsanordnung ist die dabei entstehende Reflexion bzw. Leitung des Lichtstrahls durch das Löschwasser, welches die Photonen deutlich besser leitet als dichter Brandrauch.
Die vorgenannte Ausführungsform nach den Figuren 6a-llb ist eine Ausführungsform, mit der neben einem Mannschutz-Strahl auch ein kegelförmig nach vorn gerichteter Brandbekämpfungsstrahl möglich ist. Wie bereits ausgeführt, wird durch die entsprechende Ausgestaltung eine extreme Zerstäubung des Strahls erreicht, so dass eine möglichst große Oberfläche des Fluids geschaffen wird, die für die Verdampfung zur Verfügung steht und insofern sehr schnell die Temperatur in einem Brandraum senkt einerseits, und andererseits die Löschmittelmenge so stark begrenzt, dass ein Wasserschaden minimiert werden kann. Zudem wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Strömungsweges und den feststehenden Strömungsteilerkonus einerseits und die Leitschaufeln 47 ein so harmonischer Strömungsweg mit einer eindeutigen sich nicht ändernden Strömung geschaffen (im Gegensatz zu beweglichen Strömungsteilern), das auch eine gleichwohl große Wurfweite erzielt werden kann
Wie ebenfalls bereits ausgeführt, ist eine solche Ausführungsform geeignet, auch in invasiven Feuerbekämpfungseinrichtungen eingesetzt zu werden, wobei sich in diesem Fall an den Strömungsteilerkonus 46 nach vorne gerichtet Einrichtungen anschließen würden, mit denen eine beispielsweise einen Brandraum begrenzende Wandung, eine Tür, ein Dachaufbau oder ähnliches durchdrungen werden kann, so dass in dem Moment, wo die Durchdringung stattgefunden hat, durch die erfindungsgemäße Mantelrohrzerstäubung eine Brandbekämpfung innerhalb des Brandraumes stattfinden kann, sofern die Löscheinrichtung tief genug in den Brandraum hineinragt, so dass der entsprechende Strahl sich im Brandraum entfalten kann.
Selbstverständlich ist diese Vorrichtung aber auch, wie abgebildet, als vollwertige Feuerlöscheinrichtung mit Mantelrohrzerstäubung einsetzbar.
Die Ausführungsform gemäß Figur la-le ist zusätzlich in der Lage, einen nach vorne gerichteten Hohlstrahl auszubilden. Hierzu wird die Strömungsteilerbaugruppe 27 gemäß der Figuren 2a-2g eingesetzt.
Auch hier verläuft die Wandung 48 des Strömungsteilerkonus 46 parabolisch bis zu dem Bereich 49 der größten Ausdehnung, um dann in einer Kurve zu divergieren, um dann noch einmal nach außen zu divergieren. Der Bereich zwischen der größten Ausdehnung 49 und der Vorderkante 23 dieser Ausführungsform bildet eine innere umlaufende Wandung einer Hohlstrahlstellung.
Wie bereits ausgeführt, besitzt das Mantelrohr 6 hierbei ein Vorderteil 19, welches über Streben 20 an dem Hauptkörper des Mantelrohres 6 angeordnet ist. Die Streben 20 befinden sich radial fluchtend zu den als Leitschaufeln ausgebildeten Stegen 47 zwischen dem Strömungsteilerkonus 46 und der Düsenwandung 41. Sie können aber auch hierzu versetzt sein.
Bei dieser Ausführungsform schließt der Bereich der größten Ausdehnung 49 des Strömungsteilerkonus 46 vom Umfang her mit der Wandung 36 ab, so dass der Bereich 49 von dem Mantelrohr 6 überfahren werden kann und insbesondere von der Kante 57 überfahren werden kann, um die Mündung 45 zu schließen. Gegenüber der schrägen Wandung 56 des Mantelrohres 6 ist durch die Stege 20 beabstandet ein Wandungsabschnitt 61 angeordnet, der radial bzw. leicht gewölbt verläuft, wobei sich von der Wandung 61 innenseitig ein umlaufender Wandungsabschnitt 62 erstreckt, mit dem das Vorderteil 19 einen Innenumfang besitzt, der dem Außenumfang des Bereichs der größten Ausdehnung 49 entspricht, so dass diese Bereiche bzw. die Wandung 62 auf der Wandung 48 im Bereich 49 formschlüssig, aber axial verschieblich, gleiten kann. Von einer inneren umlaufenden Kante 63, welche von der Wandung 61 ein Stück entfernt ist, erweitert sich das Vorderteil 19 mit einer Wölbung 64 und verengt sich dann nach vorne bis zu der umlaufenden Kante 34. Der Wandungsabschnitt zwischen der inneren umlaufenden Kante 63 und der vorderen umlaufenden Kante 34 und insbesondere die Wölbung 64 bildet eine äußere Wandung eines Hohlstrahl-Strömungsweges.
Wie bei einer Mannschutz-Strahlstellung in Figur 3 gezeigt ist, strömt das Löschmittel, wie in der anderen beschriebenen Ausführungsform auch, und wird entsprechend durch den Strömungsteilerkonus 46 aufgeteilt in eine Ringströmung, die bei dieser Stellung aus der ringförmigen Mündung 45 ausströmt und auf die Wandung 61 des Vorteils 19 prallt und nach radial außen abgelenkt wird. Bei dieser Mannschutz-Stellung ist der Bedienhebel 8 gegen weiteres Zurückziehen nach hinten gesperrt, um im Falle einer Panik zuverlässig diese Mannschutz-Strahlstellung zu erreichen. Wird der Bedienhebel 8 weiter nach vorne bewegt, ergibt sich eine Strahlmodulation, die mit der zuvor beschriebenen anderen Ausführungsform vergleichbar ist und einen nach vorne gerichteten Kegelstrahl erzeugt. Die Wandung 56 schließt hierbei mit dem trichterartigen Wandungsabschnitt 43, der Strömungsteilerbaugruppe 27, welche die Mündung 45 außenseitig begrenzt ab und verlängert damit quasi die Mündung 45. Im Bereich der größten Ausdehnung 49 des Strömungsteilerkonus 46 reißt die Strömung auf dieser Seite ab, so dass der Strahl nach außen vorne gerichtet wird.
In Figur 5 ist eine Hohlstrahlstellung ersichtlich, welche mit dieser Ausführungsform erzielbar ist. Bei dieser Stellung muss der Bedienhebel 8 und damit das Mantelrohr 6 über die Panikstellung hinaus nach hinten gezogen werden, wobei dies vorzugsweise nur dann möglich ist, wenn der Hebel durch Fierunterdrücken oder Flochziehen über eine sonst nicht überwindbare Sperre bewegt wird, um zu verhindern, dass diese Stellung im Falle einer Panik oder eines Notfalles erzielt werden soll. Bei der Hohlstrahlstellung schließen die Kante 63 des Vorderteils 19 und die Kante 37 der Strömungsteilerbaugruppe 27 ab.
Die Konuswandung 48 einerseits und die Innenwandung des Vorderteils 19 und insbesondere die Wölbung 64 bilden gemeinsam einen Flohlstrahlströmungsweg 25, der außenseitig von der äußeren umlaufenden Kante 34 des Vorderteils 19 einerseits und der äußeren umlaufenden Kante 23 des Strömungsteilerkonus 46 begrenzt und im vorderen Bereich auch verengt wird, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Hierdurch wird ein nach vorne gerichteter Hohlstrahl erzeugt.
Die geschlossene Stellung (Figur 12) wird dann erreicht, wenn der Hebel 8 vollständig nach vorne geschoben ist, da hierbei die Kante 57 des Mantelrohres 6 den Bereich der größten Ausdehnung 49 überfährt und hierdurch die Mündung 45 vollständig nach außen absperrt.
In Figur 13 erkennt man stark schematisiert den Strömungsweg bei der Mannschutz- Strahlstellung. Sogleich ist ersichtlich wie durch die Düsenwandung 41 in der Strömungsteilerbaugruppe 27 einerseits und den Strömungsteilerkonus 46 eine Ringströmung herbeigeführt wird, wobei hierbei ein Aufprall an die Wandung 61 erfolgt, so dass der Strahl radial nach außen abgelenkt wird. In Figur 14 ist die Strahlstellung als kegelförmiger Strahl nach vorne gezeigt, bei der die Mantelrohrzerstäubung eine besonders gute Brandbekämpfung im Nahbereich zulässt und eine gute Zerstäubung bei guter Wurfweite erzielt wird, wobei die Stellung hierbei der Stellung in Figur 4 entspricht.
In Figur 15 ist die nach vorne gerichtete Hohlstrahlstellung gezeigt, mit den entsprechenden Strömungswegen des ausströmenden Löschwassers. Die Figuren 16a und 16b zeigen den Flussweg in der Strömungsteilerbaugruppe 27 an der Spitze 50 des Strömungsteilerkonus vorbei und durch die Strömungskanäle 51 zur Mündung 45 und von dort nach außen. Die Strahlaufteilung ist in der Detail Vergrößerung nach Figur 16b noch einmal gut zu sehen. Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass eine Löschvorrichtung geschaffen wird, welche einfach aufgebaut und zuverlässig ist. Die Löschvorrichtung besteht aus wenigen Teilen, wobei durch die Tatsache, dass die Strömungsteilerbaugruppe einstückig ausgebildet ist und insbesondere der Strömungsteilerkonus nicht beweglich ist, für ein optimales Strömungsergebnis gesorgt werden kann. Über die erfindungsgemäße Strahlmodulation mit dem Mantelrohr lässt sich eine perfekte Mantelrohrzerstäubung erzielen, welche zu einer höchst effektiven Brandbekämpfung bei höchstmöglicher Sicherheit der Bedienperson sorgt. Durch den grundsätzlich einfachen Aufbau sind auch die Wartung und Reparatur einfach.

Claims

Ansprüche
1. Löschvorrichtung aufweisend ein Tragrohr (2) und ein einziges auf dem Tragrohr (2) axial verschiebliches Mantelrohr (6) zum Öffnen und Schließen sowie Modulieren des Löschstrahles, wobei eine Strömungsteilerbaugruppe (27) am Tragrohr (2) vorhanden ist, welche ein Gehäuse (26) und einen Strömungsteilerkonus (46) umfasst, wobei die Strömungsteilerbaugruppe (27) zwischen dem Gehäuse (26) und dem Strömungsteilerkonus (46) eine ringartig nach außen weisende Mündung (45) bildet, wobei das Mantelrohr (6) mit einer Vorderkante (53, 56, 57) über die Mündung (45) diese verschließend oder öffnend verfahrbar ist, so dass eine aus dem Tragrohr (2) in die Strömungsteilerbaugruppe (27) eintretende Fluidströmung in eine Ringströmung aufgeteilt wird und nach außen zur Mündung (45) geleitet wird.
2. Löschvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle strömungsführenden Komponenten (2, 27) im Querschnitt eine koaxiale Zylinderform aufweisen.
3. Löschvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsteilerkonus (45) eine Konuswandung (48) besitzt, welche von einer axial von vorne in den Strömungsweg des Fluids ragenden Spitze (50) parabolisch verläuft, wobei der Strömungsteilerkonus (46) mit einer rohrartigen Wandung (41) fest über Leitschaufeln (47) verbunden ist, wobei die Konuswandung (48), die rohrartige Wandung (41) den Strömungsweg begrenzen und im Bereich der Leitschaufeln (47) der Strömungsweg zusätzlich in mehrere Strömungswege (51) unterteilt ist.
4. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (41) des Gehäuses (26) der Strömungsteilerbaugruppe (27) den Strömungsweg düsenartig verengt, wobei nach einem Bereich der größten Annäherung (42) bzw. Verengung der Durchmesser wieder ansteigt und einen trichterartigen Wandungsabschnitt (43) ausbildet, der die Mündung (45) umlaufend begrenzt.
5. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsteilerkonus (46) axial in den trichterartigen Bereich des Gehäuses (26) bzw. die trichterartige Mündung ragt, welche von der Wandung (43) begrenzt wird, in den von der Wandung (41) begrenzten Raum hinein, wobei sich der Strömungsteilerkonus (46) mit einer Spitze (50) über den Bereich der größten Annäherung (42) bzw. Einschnürung der Wandung (41) hinaus in das rohrartige Innere des Gehäuses (26) erstreckt.
6. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende ringartige Mündung (45) von der Wandung (43) des Gehäuses (26) im axial hinteren Bereich und von der Wandung (48) des Strömungsteilerkonus (46) im axial vorderen Bereich begrenzt wird.
7. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (6) an seiner vorderen Kante eine konische Dichtfläche in Form einer schrägen Wandung (56) besitzt, welche von einer äußeren umlaufenden Kante (53) des Mantelrohres nach innen und axial nach hinten zu einer inneren umlaufenden Kante (57) verläuft.
8. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsteilerbaugruppe (27) am Strömungsteilerkonus (46) eine korrespondierende konische Dichtfläche in Form eines schrägen Wandungsabschnitts (55) besitzt, der von einem Bereich der größten Radialen Ausdehnung (49) des Strömungsteilerkonus (46) bis zu einer umlaufenden zylindrischen Stufe (58) verläuft, wobei die Wandungen (56, 55) gleichgerichtet verlaufen.
9. Löschvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichgerichteten Wandungen (55, 56) einen Neigungswinkel besitzen der im Verhältnis zu den die Mündung (45) begrenzenden Wandungen (48, 43) unterschiedlich und insbesondere stärker geneigt sind, um eine Impulsänderung bewirken zu können.
10. Löschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem, einem hinteren Ende (4) der Löschvorrichtung (1) diametral bzw. axial gegenüberliegenden vorderen Ende (16) das Mantelrohr (6) sich erweiternd ausgebildet ist, wobei in dem so erhaltenen erweiterten Bereich (19) ein umlaufender radial durchgehender Schlitz (18) vorhanden ist, wobei durch die Erweiterung innenseitig des erweiterten Bereichs (19) eine Wölbung (64) ausgebildet ist, wobei die Wandung (48) des Strömungsteilerkonus (46) parabolisch bis zu dem Bereich (49) der größten Ausdehnung verläuft, um dann in einer konvexen Kurve zu divergieren, wobei der Bereich zwischen der größten Ausdehnung (49) und einer Vorderkante (23) der Wandung (48) und die Wölbung (64) gemeinsam einen Hohlstrahlströmungsweg (25) in der Hohlstrahlstellung der Löschvorrichtung (1) begrenzen.
11. Löschvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Teil des erweiterte Bereichs (19) mit den Schlitz (18) überspannenden Streben (20) am Mantelrohr (6) angeordnet ist.
12. Löschvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der größten Ausdehnung (49) des Strömungsteilerkonus (46) vom Durchmesser her mit der Wandung (36) abschließt bzw. durchmessergleich ist, so dass der Bereich (49) von dem Mantelrohr (6) überfahren werden kann und insbesondere von der Kante (57) überfahren werden kann, um die Mündung (45) zu schließen.
13. Löschvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber der konisch verlaufenden schrägen Wandung (56) des Mantelrohres (6) durch die Stege 20 beabstandet ein Wandungsabschnitt (61) angeordnet ist, der radial bzw. leicht gewölbt verläuft, wobei sich von der Wandung (61) innenseitig ein umlaufender Wandungsabschnitt (62) erstreckt, mit dem der erweiterte Bereich (19) einen Innenumfang besitzt, der dem Außenumfang des Bereichs der größten Ausdehnung (49) entspricht, so dass die Bereiche (19, 49) bzw. die Wandung (62) auf der Wandung (48) im Bereich (49) formschlüssig, aber axial verschieblich, gleiten kann.
14. Löschvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich von einer inneren umlaufenden Kante (63), welche von der Wandung (61) axial ein Stück entfernt ist, das Vorderteil (19) mit der Wölbung (64) erweitert und dann nach vorne bis zu einer umlaufenden Kante (34) verengt, wobei der Verlauf der Wölbung (64) im Wesentlichen dem Verlauf der Wandung (48) folgt und somit der Wandungsabschnitt zwischen der inneren umlaufenden Kante (63) und der vorderen umlaufenden Kante (34) und insbesondere die Wölbung (64) eine äußere Wandung eines Hohlstrahl- Strömungsweges (25) bildet.
15. Löschvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlstrahl-Strömungsweg (25) in der äußersten nach hinten gezogenen Stellung des Mantelrohres (6) dadurch ausgebildet wird, dass die kante (63) und die Kante (37) der Wandung (48) miteinander abschließen und somit die Mündung (45) durch den durch die Wölbung (64) und die Wandung (48) des Strömungsteilerkonus fortgesetzt und der Strömungsweg ringförmig in eine axiale Richtung umgelenkt wird.
16. Löschvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlstrahlstellung blockiert ist durch eine Sperre die vom Benutzer durch eine zusätzliche Manipulation überwunden werden muss.
17. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem hinteren Ende (4) der Löschvorrichtung ein Anschluss (5) zur Kopplung mit einem Löschmittel führenden Schlauch vorhanden ist.
18. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschvorrichtung (1) an einem vorderen Ende (16) eine in der Strömungsteilerbaugruppe (27) angeordnete Leuchteinrichtung (22) besitzt.
19. Verfahren zum Löschen mittels einer Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen und Schließen der Löschvorrichtung sowie eine Modulation des Löschstrahles durch ein einziges verschiebliches Mantelrohr (6) erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmenge an Löschmittel durch die mit dem Mantelrohr (6) induzierte Öffnung des Querschnittes der Mündung (45) an den vergrößerten Verteilungstrichter durch die Senkung der kinetischen Energie anpasst.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine maximale Öffnung der Mündung (45) mittels des Mantelrohres (6) ein schirmartig nach außen verlaufender Mannschutz- Strahl eingestellt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkegel durch das vorschieben des Mantelrohres (6) moduliert und insbesondere verengt und nach vorne gerichtet wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein maximales zurückziehen des Mantelrohres (6), insbesondere über eine Sperre hinaus, der radiale Strömungsweg in einen ringförmigen axialen Hohlstrahl umgelenkt wird der nach vorne gerichtet ist, wobei ein entsprechender Hohlstrahlströmungsweg (25) hierbei vom Mantelrohr (6) und der Strömungsteilerbaugruppe (27) gebildeter wird.
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