Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft einen Feuerlöscher, der seinen Löschmittelinhalt durch gespeicherten oder bei der In¬ betriebsetzung erzeugten Druck selbsttätig ausstößt und der einen Lösch- und Treibmittelbehälter, ein Betätigungs¬ ventil und einen Schlauch mit einer Spritzdüse für einen Löschmittelstrahl umfaßt.

Stand der Technik

Feuerlöscher sind von Hand tragbare oder fahrbare Feuerlöschgeräte, die zur sofortigen Bekämpfung, ins¬ besondere von Kleinbränden, dienen und sind auch von un¬ geübten Personen handhabbar.

Des weiteren sind Mehrstoffstrahlrohre in Verbindung mit Löschgeräten bekannt, bei denen neben Wasser noch ein zweites Medium benutzt wird; sie haben in der Brand¬ schutztechnik bisher kaum Eingang finden können. Wird bei Mehrstoffdüsen Luft als zweites Medium verwen¬ det, so wird bei der inneren Zumischung die Kompressibi¬ lität der Luft ausgenutzt. Die dem Wasser vor der Düse zugemischte Luft nimmt hierbei den Druck des Wassers an und die Luftblasen werden stark komprimiert. Beim Aus¬ tritt aus der Düse entspannen sich die Blasen und zer¬ reißen den austretenden Strahl. Nach dieser Methode wird eine sehr feine Zerstäubung bei guter Wurfweite

ORIGI _N ALUNTERLAGEN

erzielt, jedoch besteht der Nachteil, daß für jedes Strahlrohr zwei Schlauchleitungen und zur Erzeugung der Druckluft ein Kompressor benötigt werden. Wasser mit Druckluft über eine größere Strecke gemeinsam, also ohne Entmischung, zu fördern, ist bisher nicht gelungen. Die Entmischung aber führt zu einem stoßweisen, unregelmäßigen Arbeiten des Strahlrohres.

Aufgabe, Lösung, Vorteil

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Feuerlöscher der eingangs genannten Art mit einem Mehrstoffstrahl¬ rohr zur Erzeugung eines aerosolähnlichen Wasser-Kohlen¬ dioxid-Gemisches mit auf Gefriertemperatur gebrachten Wassertröpfchen zu schaffen, um bessere Wurfweiten zu er¬ halten.

Diese Aufgabe wird bei einem Feuerlöscher der eingangs genannten Art mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Feuerlöscher ist die Spritzdüse als Mehrstoffstrahlrohr für den Einsatz von Löschwasser in Form eines Wassernebels als Aerosol ausgebildet, das ein mittig angeordnetes Hauptrohr für einen Druckgasstrahl mit einendseitig ausgebildeter Düse und mindestens ein in das Hauptrohr unter einem Winkel mündendes Seitenrohr mit einem düsenartig ausgebildeten Rohrende für die Zuführung von Löschwasser zum mittigen Druckgasstrahl im Hauptrohr zur Erzeugung eines homogenen, aerosolartigen Wassernebelstrahles umfaßt. Der zur Spritz- düse führende Schlauch weist mindestens eine Löschwasser¬ zuführungsleitung und eine Zuführungsleitung für das gas-

formige Medium auf, das aus Kohlendioxid besteht. Der Lösch- und Treibmittelbehälter des Feuerlöschers weist einen Druckbehälter für Löschwasser und einen Behälter zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kohlendioxid auf, der durch Expansion derart herabgekühlt wird, daß die Wassertropfen des aus dem Mehrstoffstrahlrohr austreten¬ den Wasser-Kohlendioxid-Gemisches auf eine Gefriertem¬ peratur gebracht werden.

Für die Erzeugung des aerosolähnlichen Wasser-Kohlen¬ dioxid-Gemisches wird Wasser (ggf. mit Zusätzen) in den Gasstrahl eingespritzt. Der Wasserdruck an der Düse verbleibt im normalen Druckbereich für genormte Feuer¬ löschkreiselpumpen.

Durch die verhältnismäßig starke Beschleunigung der Was¬ sertropfen durch den Kohlendioxid-Gasstrahl wird de¬ ren Oberflächenspannung überwunden und es entstehen kleinste, im Gasstrahl schwebende Wassertropfen. Bei der Verwendung von Kohlendioxid als dem Löschwasser zuge¬ führtes Gas wird noch der weitere Vorteil erreicht, daß nämlich das Kohlendioxid die Wassertropfen zum Gefrieren bringt, wodurch die Löschwirkung noch erhöht wird.

Dieses disperse Wassertröpfchen-Gasgemisch eignet sich in besonders hervorragender Weise

- zum Kühlen (aufgrund der riesigen Oberfläche der Was¬ sertropfen und der turbulenten Strömungsverhältnisse) ,

- zum Ersticken von Bränden (aufgrund der schlagartigen Dampfbildung) ,

- zum schnellen Durchdringen von Brandgut mit Glutbildung (in Verbindung mit Tensiden, die man dem Löschwasser zumischt) ,

- zum Zerteilen, Verdrängen und Verdünnen von Gasen, Dämpfen und Nebeln sowie zum Benetzen von Flächen (mit Hilfe des Aerosols) ,

- zur Brandbekämpfung von Produkten, die unter Druck stehen (z.B. Gasbrände und Flüssigkeitsbrände).

Hier findet der homogene Wassernebel seine Anwendung, der ein Ersatzloschmittel für die inzwischen aus Umweltschutz¬ gründen nicht mehr zulässigen Halon-Löschmittel sein könn¬ te.

Der Löscheffekt beruht hier auf der Eigenschaft des Inhi¬ bitionseffektes: Das Löschmittel besteht aus homogen verteilten, im Gas (Luft bzw. Kohlensäure) eingebette¬ ten Wasserpartikelchen in der Größenordnung von 30 bis 50 Mikrometern, die in die Reaktionszone - zwischen Vor- und Leuchtzone der Flamme - eingebracht werden.

Es ergibt sich folgender Löscheffekt:

Der Verbrennungsvorgang ist eine Kettenreaktion, wobei kurzlebige Radikale, aktive Molekühle und Atome auftre¬ ten, die eine Kettenverzweigung und damit das Weiter¬ brennen bewirken. Wenn in eine Flamme nicht brennbare, fein verteilte Substanzen mit einer kinetischen Energie, die dem Brandverlauf entspricht, in deren Reaktionszone eingebracht werden, d.h., wenn künstliche "Wände" errich¬ tet werden, werden diese aktiven Molekühle und Atome Energie an die "Wände" abgeben. Der eigene Energiegehalt

- die innere Energie - wird dann so gering, daß er nicht mehr ausreicht, durch ein Miteinander-Reagieren dieser Radikalen die Kettenreaktion weiterzuführen. Es kommt zum Abbruch der Kettenreaktion, die Flamme erlischt.

Das Prinzip der Inhibierung besteht also darin, daß in die räumliche Flamme ein räumlich fein verteiltes Löschmittel eingebracht wird. Die kinetische Energie der homogenen verteilten Partikelchen an Aerosolen muß dabei so groß sein, daß der gesamte Brandherd erfaßt wird und die An¬ zahl der Löschmittelpartikel pro Volumeneinheit eine kri¬ tische Menge übersteigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

Fig.l einen Feuerlöscher teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt,

Fig.2 in einer schematischen Ansicht ein Mehrstoff¬ strahlrohr als Spritzdüse für den Feuerlöscher und

Fig.3 in einem senkrechten Längsschnitt das Mehrstoff- strahlrohr.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Der in Fig.l dargestellte Feuerlöscher 50 besteht aus

einem zylinderischen Behälter 51, der in seinem oberen Bereich ein mit einem Betätigungshebel 53 in Wirkverbin¬ dung stehendes Betätigungsventil 52 aufweist, das mit Lösch- und Treibmittelbehältern im Innenraum des Behälters 21 in Verbindung steht und das mit einem Manometer ver¬ sehen sein kann. Außerdem weist der Behälter 51 in seinem oberen Bereich einen Tragegriff 58 auf. An das Betäti¬ gungsventil 52 ist ein Schlauch 54 angeschlossen, der an seinem freien Ende eine Spritzdüse 55 trägt. Der Schlauch 54 wird von mehreren Zuführungsleitungen gebil¬ det, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird. Die Zufuhr des Löschmittels im Innenraum des Behälters 51 kann über ein im Behälterinnenraum vorgesehenes Steig¬ rohr erfolgen, das an das Betätigungsventil 52 ange¬ schlossen ist.

Die Spritzdüse 55 am freien Ende des Schlauches 54 des Feuerlöschers 50 ist als Mehrstoffstrahlrohr 10 für den Einsatz von Löschwasser in Form eines Wassernebels als Aerosol ausgebildet.

Das in Fig. 2 dargestellte und mit 10 bezeichnete Mehr¬ stoffstrahlrohr besteht aus einem Hauptrohr 11 mit einem weiteren Absperrventil 12 und mit einer am Austrittsende für die Erzeugung eines homogenen Wassernebelstrahls vor¬ gesehenen Düse 13. Dem Hauptrohr 11 wird Druckgas in Pfeilrichtung X zugeführt. In das Hauptrohr 11 mündet ein Seitenrohr 15, über das in Pfeilrichtung XI Löschwasser - gegebenenfalls mit Zusätzen - dem mittig durch das Haupt¬ rohr 11 geführten Druckgasstrahl von außen radial, und zwar winklig von einer oder mehreren Seiten eingespritzt wird, wobei im letzten Fall in das Hauptrohr 11 mehrere Seitenrohre 15, 15' münden, über die dem Druckgasstrahl

Löschwasser zugeführt wird. Diese Seitenrohre 15,15' sind zum Hauptrohr 11 radial angeordnet und stehen in einem Winkel zu diesem.

Sowohl das Hauptrohr 11 als auch die Seitenrohre 15,15' des Mehrstoffstrahlrohres 10 stehen über Zuführungslei¬ tungen 56,57 mit im Innenraum des Behälters 51 des Feuer¬ löschers 50 ausgebildeten bzw. angeordneten Behältern 59, 59', von denen der Behälter 59 unter Druck stehendes Löschwasser aufnimmt, während der Behälter 59' zur Auf¬ nahme von unter Druck stehendem Kohlendioxid vorgesehen ist in Verbindung (Fig.l) .Sowohl das Hauptrohr 11 als auch die Seitenrohre 15,15' des MehrstoffStrahlrohres 10 können mit gesonderten Absperrventilen 12,12',12" versehen sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Betätigungs¬ ventil 52 als Mehrwegeventil auszubilden, über das dann gleichzeitig die Austrittsmenge für das Löschwasser und für das Kohlendioxid gesteuert wird.

Vermittels des eingesetzten Mehrstoffstrahlrohres 10 ist es möglich, Löschwasser in Form eines Wassernebels als Aerosol einzusetzen, wobei als Druckgas bevorzugter¬ weise Kohlendioxid für die Erzeugung des Wassernebels als zweite Komponente eingesetzt wird.

Die Seitenrohre 15,15' für die Zuführung des Löschwassers, die in das Hauptrohr 11 münden, weisen in ihren Stellungen zum Hauptrohr gleiche Winkelstellungen auf, wobei auch die Möglichkeit besteht, die abgewinkelten freien Enden 15a, 15'a der Seitenrohre 15,15' in vorgegebenen Winkelstellun¬ gen zum Hauptrohr 11 anzuordnen (Fig. 3) . Nach einer wei¬ teren Ausführungsform weisen die in das Hauptrohr 11 mün¬ denden Seitenrohre 15,15' oder deren abgewinkelten freien

Enden 15a,15'a unterschiedliche Winkelstellungen zum Hauptrohr 11 auf,so daß der Verwirbelungs- und Mischeffekt wesentlich verbessert wird.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform weist der Kopf 110 des Mehrstoffstrahlrohres 10 eine düsenartig ausgebildete Mischkammer 111 mit einer in ihrer Größe veränderbaren Austrittsoffnung für das Gas-/Löschwas- ser-Gemisch auf. In diese Mischkammer 111 münden die Seitenrohre 15,15' für die Zuführung des Löschwassers und das Hauptrohr 11 für den Druckgasstrahl.

Die Seitenrohre 15,15' sind in dem MehrstoffStrahlrohr 10 parallel zu dem Hauptrohr 11 verlaufend geführt und münden mit abgewinkelten Rohrenden 15a,15'a in das Haupt¬ rohr 11 oder in die düsenartige Mischkammer 111 am Aus¬ trittsende Ila des Hauptrohres 11.

Die Anzahl der Seitenrohre 15,15' kann beliebig gewählt sein; sie wird sich nach der Größe des MehrstoffStrahl¬ rohres richten. Bevorzugterweise sind die Seitenrohre 15,15' radial um das Hauptrohr 11 angeordnet.

Zur Verstellbarkeit der Größe der Austrittsoffnung lila der Mischkammer 111 ist auf das freie Ende des Kopfes 110 des MehrstoffStrahlrohres 10 eine Schraubkappe 20 mit einer mittigen, düsenartigen Durchbrechung 21 auf¬ gesetzt, wobei diese Durchbrechung 21 mit der Austritts- öffnung lila der Mischkammer 111 korrespondiert. Durch Links- oder Rechtsdrehung der die Düse bildenden Schraub¬ kappe 20 wird der Abstand der Durchbrechung 21 zur Aus¬ trittsoffnung lila der Mischkammer 111 verändert.

Zur Erzeugung des in dem Hauptrohr 11 der Mischkammer 111 zugeführten Gasstrahles wird Luft, Stickstoff oder Kohlen¬ dioxid eingesetzt. Die Strömungsgeschwindigkeiten von Löschwasser und Gasstrahl werden aufeinander abgestimmt. Bevorzugterweise sind die Steuerventile 12,12',12" an dem Mehrstoffstrahlrohr 10 gemeinsam über eine in der Zeich¬ nung nicht dargestellte Steuereinrichtung steuerbar, so daß optimale Strömungsverhältnisse erzielt werden können.

Das Einsprühen des Löschwassers vermittels eines Seiten¬ rohres oder mehrerer Seitenrohre in den Gasstrahl des Hauptrohres kann beispielsweise bei einer Winkelstellung von 45° der Austrittsenden der Seitenrohre 15,15' erfol¬ gen, wobei jedoch keine Festlegung auf einen vorgegebenen Winkel erfolgen muß. Bevorzugterweise sind die Austritts¬ enden der löschwasserführenden Seitenrohre 15,15' düsen¬ artig ausgebildet.

Bei der Verwendung von Kohlendioxid als gasförmiges Medium sind die Druck- und Strömungsverhältnisse so aufeinander abzustimmen, daß das Kohlendioxid die Wassertropfen zum Gefrieren bringt.Dadurch wird die Löschwirkung verbessert. Der Effekt des plötzlichen Wärmeentzuges wird hierbei aus¬ genutztem Wassertropfen für Löschzwecke in einen gefrore¬ nen Zustand zu bringen. Die Vorteile dabei sind:

- die "tiefgefrorenen" Wassertropfen können in den Flammen und in der Glut mehr Wärme binden als Wassertropfen mit Umgebungstemperatur.

- Gefrorene Wassertropfen können mit einer größeren ki¬ netischen Energie in das Feuer "geschleudert" werden, als z.B. Wasser, Nebel oder Wasserstaub.

Als besonders vorteilhaft ergibt sich bei der Verwendung des MehrstoffStrahlrohres folgendes:

- Das Löschwasser, gegebenenfalls mit Löschzusätzen, strömt von außen in den dem Mehrstoffstrahlrohr zuge¬ führten Gasstrom.

- Mittig zum MehrstoffStrahlrohr strömt ein Gasstrom, z.B. Kohlendioxid, dessen Strömungsverhältnisse mit denen des Löschwassers abgestimmt sind.

- Der Kohlendioxid-Gasstrom ist durch die Expansion bzw. das Verdampfen des Gases aus dem Vorratsbehalter so kalt, daß Wassertropfen sofort gefrieren. Damit werden bessere Wurfweiten sowie bessere Löschwirkungen erzielt.

Bei dem Feuerlöscher 50 kann es sich um ein von Hand tragbares Gerät handeln, doch besteht die Möglichkeit, das Feuerlöschgerät fahrbar auszubilden. Die Zuführung des Löschwassers und des Kohlendioxids zum Mehrstoff¬ strahlrohr 10 kann vermittels der unter Druck in dem Behälter 51 des Feuerlöschers 50 stehenden Löschmittel erfolgen, doch können zusätzliche Treibmittelbehälter oder Treibmittel enthaltende Patronen im Innenraum des Behälters 10 angeordnet sein. Vermittels des Treibmittels wird dann bei Betätigung des Ventils 52 Löschwasser und Kohlendioxid dem MehrstoffStrahlrohr 10 zugeführt. Die Treibmittelbehälter können auch als Zusatzbehälter an der Außenseite des Behälters 51 angeordnet sein.

Anstelle von Kohlendioxid können als gasförmiges Medium auch Luft, Stickstoff oder ein anderes geeignetes Gas eingesetzt werden.