Dokumentenidentifikation |
DE10223787B4 22.07.2004 |
Titel |
Vorrichtung zur Nachtrocknung von Druckluftschaum |
Anmelder |
Perr, Karl, 85049 Ingolstadt, DE |
Erfinder |
Perr, Karl, 85049 Ingolstadt, DE |
Vertreter |
Bittner und Kollegen, 85049 Ingolstadt |
DE-Anmeldedatum |
29.05.2002 |
DE-Aktenzeichen |
10223787 |
Offenlegungstag |
18.12.2003 |
Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
22.07.2004 |
Veröffentlichungstag im Patentblatt |
22.07.2004 |
IPC-Hauptklasse |
A62C 5/02
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Beschreibung[de] |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nachtrocknung von Druckluftschaum
für Löschanlagen zur Brandbekämpfung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Die Erzeugung von Druckluftschaum zur Brandbekämpfung ist seit den
dreißiger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts bekannt. Derartiger Druckluftschaum
entsteht, wenn einer Mischung aus Tensiden und Wasser Druckluft zugesetzt wird.
Unter der Voraussetzung, dass eine ausreichende Durchmischung der Dispersion mit
Druckluft in einer Mischkammer erfolgt, kann derartiger Druckluftschaum erzeugt
werden. Die Qualität dieses Druckluftschaums wird durch die sogenannte Verschäumungszahl
beschrieben. Gemäß DIN 14 272 ist die Verschäumungszahl das gemessene Verhältnis
von Schaumvolumen in Liter zur Schaummasse in Kg.
Die DE 100 10 141 C1
offenbart einen Verschäumungsregler, der hinter einem Druckluftschaumauslass quer
zur Durchtrittsöffnung des Druckluftschaumauslasses ein verschiebbar angeordnetes
Umschaltelement aufweist, das je nach Stellung wahlweise den freien Querschnitt
einer sich an den Druckluftschaumauslass anschließenden Druckluftschaumleitung freigibt
oder einen Störkörper in dem Querschnitt der Druckluftschaumleitung bereitstellt.
Wenn der Störkörper sich in der Druckluftschaumleitung befindet, wird der Verschäumungsprozess
intensiviert und trägt zu einer Erhöhung der Verschäumungszahl bei.
Mittels des vorstehend beschriebenen bekannten Verschäumungsreglers
können zwei unterschiedliche Schaumqualitäten erzeugt werden, nämlich eine Schaumqualität
mit einer geringeren Verschäumungszahl bei freiem Querschnitt innerhalb der Druckluftschaumleitung
und eine Schaumqualität mit erhöhter Verschäumungszahl dann, wenn der Störkörper
in den Leitungsquerschnitt eingeführt ist. Der Grad der zusätzlichen Verschäumung
durch den Störkörper hängt von der Permeabilität des Störkörpers ab. Je geringer
die Permeabilität des Störkörpers ist, desto höher ist die Verschäumungszahl. Andererseits
nimmt mit abnehmender Permeabilität des Störkörpers der Druckabfall über den Störkörper
zu und somit der Volumenstrom durch die Druckluftschaumleitung ab, so dass bei ansonsten
konstanten Randbedingungen die Wurfweite des Druckluftschaumstrahles reduziert wird.
Mit anderen Worten, wenn bei dem aus der DE
100 10 141 C1 bekannten Verschäumungsregler ein Störkörper mit zu geringer
Permeabilität verwendet wird, wird der Wasseranteil des Druckluftschaums und damit
die Wurfweite des Druckluftschaumstrahles übermässig stark reduziert.
Aus der DE 80 35 111 U1
ist eine Vorrichtung zum Verschäumen von in Bunkern gelagerten Stoffen bekannt,
bei der ein Schaummittel in eine Wasserleitung eingeführt wird. In die das so gewonnene
Gemisch aus Wasser und Schaummittel befördernde Leitung wird Druckluft zugeführt.
Im Anschluß daran wird nach einem weiteren Leitungsabschnitt konstanten Durchmessers
das nunmehr aus Wasser, Schaum und Druckmittel bestehende Gemisch dem eigentlichen
Verschäumer zugeführt, dessen Gehäuse gegenüber der Leitung einen vergrösserten
Durchmesser kontinuierlich erreicht und in den ein Sieb eingebaut ist. In dem Gehäuse
entsteht aus dem Luft-Flüssigkeitsgemisch Schaum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Nachtrocknung
von Druckluftschaum für Löschanlagen zur Brandbekämpfung sowie eine entsprechende
Feuerlöschvorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik
nicht aufweisen und insbesondere die Bereitstellung einer hohen Verschäumungszahl
bei einer zufriedenstellenden Wurfweite des Löschschaums ermöglichen.
Vorzugsweise soll zudem die Erzeugung mehrerer unterschiedlicher Schaumqualitäten
ermöglicht werden. Die Notwendigkeit verschiedener Schaumqualitäten ergibt sich
aus den Anforderungen unterschiedlicher Einsatzzwecke. Während nasser Schaum für
intensive Brände aufgrund des hohen Wasseranteils eingesetzt wird, weist relativ
trockener, aber dennoch fließfähiger Schaum besonders gute Nachlöscheigenschaften
auf. Ein trockener Schaum, der keine Fließfähigkeit besitzt, ist besonders für den
präventiven Einsatz erforderlich. Die Oberflächenspannung des in den Schaumblasen
gespeicherten Wassers ist durch die Tenside herabgesetzt. Der Schaum kann deshalb
brennbare feste Stoffe durchfeuchten. Hierdurch benötigt ein Feuer viel Energie,
um die eingedrungene Feuchtigkeit verdampfen zu können. Erst dann lässt sich der
brennbare Stoff entzünden. Gleichzeitig schützt die weiße Schaumschicht Bauteile
vor der Wärmestrahlung durch Reflexion.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße
Vorrichtung zur Nachtrocknung von Druckluftschaum für Löschanlagen zur Brandbekämpfung
gelöst, bei der die Verschäumungskammer einen größeren Querschnitt aufweist als
die Druckluftschaumleitung.
Durch den gegenüber dem Querschnitt der Druckluftschaumleitung vergrößerten
Durchtrittsquerschnitt innerhalb der Verschäumungskammer besteht die Möglichkeit,
einen Störkörper mit entsprechend großem Querschnitt einzusetzen, so dass trotz
einer sehr geringen Permeabilität der Druckabfall über den Störkörper nicht unzulässig
hoch und somit die Wurfweite des Schaums nicht unzulässig klein ist. Dies ermöglicht
die Erzeugung eines Löschschaums mit einer hohen Verschäumungszahl bei gleichzeitig
großer Wurfweite.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Verschäumungskammern
vorgesehen. Jede dieser Verschäumungskammern kann einen Störkörper unterschiedlicher
Permeabilität aufweisen. Die Querschnittsfläche des Störkörpers in Strömungsrichtung
des Druckluftschaums kann ebenfalls unterschiedlich sein. Der Querschnitt der Verschäumungskammer
in Strömungsrichtung des Druckluftschaums beziehungsweise die Querschnittsfläche
des Störkörpers in Strömungsrichtung des Druckluftschaums und die Permeabilität
des Querschnittskörpers werden vorzugsweise so auf einander abgestimmt, dass sich
für eine gewünschte Schaumqualität eine optimale Wurfweite ergibt. Entsprechend
kann die Abstimmung dahingehend erfolgen, dass bei einer gewünschten Wurfweite eine
möglichst hohe Verschäumungszahl erreicht wird.
Die Querschnittsfläche des Störkörpers in Strömungsrichtung des Druckluftschaums
ist vorzugsweise im wesentlichen kreisförmig. Entsprechend ist die Innenkontur der
Verschäumungskammer vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verschäumungskammer
über eine Bypassleitung mit der Druckluftschaumleitung verbunden. Diese Anordnung
bietet die Möglichkeit, dass der Druckluftschaum entweder gerade durch die Druckluftschaumleitung
hindurch geführt wird, um einen eher nassen Löschschaum bereitzustellen, oder über
die Bypassleitung durch die Verschäumungskammer hindurch geführt wird, um einen
trockeneren Druckluftschaum zu erzeugen.
Wenn die Vorrichtung mehrere Verschäumungskammern aufweist, weist
jede Verschäumungskammer vorzugsweise eine separate Bypassleitung auf. Hierdurch
kann der Druckluftschaum mittels entsprechender Steuerungselemente, beispielsweise
Dreiwegehähnen, wahlweise über eine oder mehrere der Bypassleitungen und somit durch
eine oder mehrere Verschäumungskammern hindurchgeführt werden. Die Bypassleitungen
sind hierbei vorzugsweise hintereinander angeordnet. Es sind jedoch auch beliebige
andere Anordnungen einschließlich paralleler Anordnungen möglich.
Der oder die Störkörper sind vorzugsweise aus Sintermetall hergestellt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den beigefügten Figuren weiter erläutert, in denen
1 eine schematische Darstellung einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Nachtrocknung von Druckluftschaum
für Löschanlagen zur Brandbekämpfung und
2 eine schematische Darstellung einer
Verschäumungskammer zeigt.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung
eine Feuerlöschvorrichtung mit einem Löschmittelbehälter 1, einer Druckluftquelle
2, einer Mischkammer 5, einer Druckluftschaumleitung
60 und einem Strahlrohr 7. Die Druckluftquelle 2 ist
über eine geteilte Druckluftleitung 3 sowohl mit der Mischkammer
5 als auch mit dem Löschmittelbehälter 1 verbunden. Das mittels
der Druckluft aus der Druckluftquelle 2 aus dem Löschmittelbehälter
1 geförderte Schaummittel/Wassergemisch wird über eine Löschmittelleitung
4 in der Mischkammer 5 mit Druckluft vermischt, die mittels der
geteilten Druckluftleitung 3 ebenfalls aus der Druckluftquelle
2 entnommen ist. Wenn ein nasser Schaum erzeugt werden soll, wird der in
der Mischkammer 5 erzeugte Druckluftschaum über die Druckluftschaumleitung
60 direkt einem absperrbarem Strahlrohr 7 zugeführt, über das
er ins Freie treten kann.
Wird eine höhere Verschäumungszahl des Druckluftschaumes, d. h. ein
trockenerer Druckluftschaum erwünscht, wird der aus der Mischkammer 5 austretende
Schaum nachgetrocknet. Hierzu sind eine erste Bypassleitung 80 und eine
zweite Bypassleitung 82 über entsprechende Dreiwegehähne 61,
63 und entsprechende T-Stücke 62, 64 mit der Druckluftschaumleitung
60 verbunden (siehe 1). In der ersten Bypassleitung
80 ist eine erste Verschäumungskammer 90 und in der zweiten Bypassleitung
82 eine zweite Verschäumungskammer 91 angeordnet. 2
zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung eines Ausschnittes der ersten Bypassleitung
80 sowie eine teilweise im Schnitt gehaltene Darstellung der ersten Verschäumungskammer
90. Wie der Darstellung in 2 zu entnehmen
ist, weist die Verschäumungskammer 90 einen größeren Innenquerschnitt auf
als die Bypassleitung 80. Innerhalb der Verschäumungskammer 90
ist ein Störkörper 93 angeordnet, dessen Querschnittsfläche 93a
senkrecht zur Strömungsrichtung des Druckluftschaums dem Innenquerschnitt der Verschäumungskammer
90 entspricht und ebenfalls größer ist als der Innenquerschnitt der Bypassleitung
80 sowie einer aus der Verschäumungskammer 90 herausführenden
Druckluftschaumauslassleitung 81. Die zweite Verschäumungskammer
91 weist einen entsprechenden Aufbau sowie eine zweite Druckluftschaumauslassleitung
83 auf. Die Störkörper innerhalb der Verschäumungskammer 90 und
91 weisen eine unterschiedliche Permeabilität auf, wobei die Permeabilität
des Störkörpers in der zweiten Verschäumungskammer 91 geringer ist als
diejenige des Störkörpers in der ersten Verschäumungskammer 90.
Wenn gegenüber dem relativ nassen Schaum, der bei direktem Durchtritt
des Druckluftschaums durch die Druckluftschaumleitung 60 zum Strahlrohr
7 entsteht, ein trockenerer Schaum, d. h. ein Schaum mit einer höheren
Verschäumungszahl erzeugt werden soll, wird der Dreiwegehahn 61 betätigt.
Hierdurch wird der zunächst nasse Druckluftschaum aus der Leitung 60 nicht
geradeaus weiter, sondern durch die Bypassleitung 80 geführt
und strömt hierbei durch die Verschäumungskammer 90 und den darin angeordneten
Störkörper 93. Hierdurch wird der zunächst nasse Druckluftschaum nachverschäumt.
Der aus der ersten Verschäumungskammer 90 austretende halbtrockene Druckluftschaum
wird über ein T-Stück 62 der Druckluftleitung 60 wieder zugeführt
und kann über das Strahlrohr 7 abgegeben werden.
Ist eine nochmals höhere Verschäumungszahl erforderlich, wird nach
dem gleichen Prinzip der Druckluftschaum aus der Druckluftschaumleitung
60 über den Dreiwegehahn 63 in die Bypassleitung 82 und
durch die zweite Verschäumungskammer 91 hindurch geführt. Da die zweite
Verschäumungskammer 91 einen Störkörper mit einer geringeren Permeabilität
als der Störkörper innerhalb der ersten Verschäumungskammer 90 aufweist,
wird der Druckluftschaum beim Durchtritt durch die zweite Verschäumungskammer
91 in erhöhtem Maße getrocknet. Der trockene Druckluftschaum tritt über
die Druckluftschaumauslassleitung 83 aus der zweiten Verschäumungskammer
91 aus und gelangt über ein weiteres T-Stück 64 zurück in die
Druckluftschaumleitung 60, so dass er über das Strahlrohr 7 abgegeben
werden kann.
Die zuvor beschriebene Vorrichtung zur Nachtrocknung von Druckluftschaum
von Löschanlagen zur Brandbekämpfung kann vorteilhafterweise mit einer Feuerlöschvorrichtung
verwendet werden, wie sie in der DE 100 10 141 C1
beschrieben ist, deren Offenbarungsinhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende
Anmeldung aufgenommen wird.
In diesem Falle wird der Verschäumungsregler gemäß der DE
100 10 141 C1 durch die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Nachtrocknung
von Druckluftschaum ersetzt. Die aus der DE
100 10 141 C1 bekannte Mischkammer wird hierdurch in Ihrem Aufbau vereinfacht,
da ein Umschalten auf eine andere Verschäumungszahl nicht mehr an der Mischkammer,
sondern an den jeweiligen Bypassleitungen erfolgt.
Eine in die Praxis umgesetzte Ausführungsform einer Feuerlöschvorrichtung,
wie sie in der DE 100 10 141 C1
beschrieben ist, erreicht bei glattem Durchtritt, d.h. ohne eingeführten Störkörper
eine Verschäumungszahl von ungefähr 5, während bei Einführung eines Störkörpers
in Form von Sintermetallscheiben in den Durchtrittsquerschnitt eine Verschäumungszahl
von etwa 8 bis 10 möglich ist. Bei Verwendung der vorstehend in dieser Anmeldung
beschriebene erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Nachtrocknung von Druckluftschaum
kann Druckluftschaum mit hohen Verschäumungszahlen von mehr als 10 mit einer Wurfweite
erzeugt werden, die sich kaum von der Wurfweite des über die Mischkammer ohne Störkörper
erzeugten nassen Schaums unterscheidet.
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Anspruch[de] |
- Vorrichtung zur Nachtrocknung von Druckluftschaum für Löschanlagen
zur Brandbekämpfung,
– mit einer Verschäumungskammer (90, 91) zur Nachtrocknung
von Druckluftschaum, in der ein Störkörper (93) angeordnet ist, und
– mit einer Druckluftschaumleitung (60), über die die Verschäumungskammer
(90, 91) mit einer Mischkammer (5) zur Erzeugung des
Druckluftschaums verbunden werden kann, um den in der Mischkammer (5) erzeugten
Druckluftschaum zu der Verschäumungskammer (90, 91) zu leiten,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die Verschäumungskammer (90, 91) einen größeren Querschnitt
aufweist als die Druckluftschaumleitung (60).
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verschäumungskammern
(90, 91) vorgesehen sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verschäumungskammer
(90, 91) einen Störkörper (93) unterschiedlicher Permeabilität
und/oder unterschiedlicher Querschnittsfläche (93A) in Strömungsrichtung
des Druckluftschaums aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsfläche (93A) des Störkörpers (93) in Strömungsrichtung
des Druckluftschaums im wesentlichen kreisförmig ist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verschäumungskammer (90, 91) eine im wesentlichen zylindrische
Innenkontur aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verschäumungskammer (90, 91) über eine Bypassleitung
(80, 82) mit der Druckluftschaumleitung (60) verbunden
ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jede
Verschäumungskammer (90, 91) eine separate Bypassleitung (80,
82) vorgesehen ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschäumungskammern
(90, 91) mit ihren jeweiligen Bypassleitungen (80,
82) hintereinander angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Störkörper (93) aus Sintermetall hergestellt ist.
- Feuerlöschvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Erzeugung von Druckluftschaum
und einer Vorrichtung zur Nachtrocknung des Druckluftschaums nach einem der Ansprüche
1 bis 9.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen
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Patent Zeichnungen (PDF)
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