Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Feuer¬ löschtechnik, insbesondere Pulverfeuerlöscher, die mit einem pyrotechnischen Gasgenerator ausgerüstet sind, sowie Gasge- neratoren dafür, -die Mittel zur Erzeugung des Betriebsdrucks in den Gehäusen der Pulverfeuerlöscher darstellen, und sie kann beim Feuerlöschen unter Abgabe feuerlöschender Pulver zur Anwendung kommen.

Es ist aus dem sowjetischen Urheberschein No. 753436 (IPC ⁴ A62C 13/22, 1978) ein Pulverfeuerlöscher mit einem Gasgene¬ rator bekannt. Der Generator wird gebildet von einer Kammer mit einer gaserzeugenden Ladung, einem Kühler, der mit einem sublimierenden Einsatz versehen ist, und einer Gasleitung zur Zuführung des Generatorgases in den Bodenbereich des Gehäuses des Feuerlöschers, die hintereinander geschaltet sind.

Aus dem sowjetischen Urheberschein No. 860773 (IPC ⁴ A62C 13/22, 1979) ist ein weiterer Pulverfeuerlöscher mit einem Gasgenerator bekannt. Der Generator wird gebildet von einer Kammer, die eine gaserzeugende Ladung enthält, einem Kühler, der in Form koaxialer Zylinder aus einem wärmeabsorbierenden Material ausgeführt ist, und einer Gasleitung, die hinter-

einander geschaltet sind.

Aus dem Patent der Russischen Föderation 1537279 (IPC ⁴ A62C 13/76, 1990) ist ferner ein Gasgenerator eines Pulverfeuer- löschers bekannt, dessen Gasgenerator eine Kammer mit einem darin angeordneten Initiator mit einem Teil der gaserzeu¬ genden Ladung aufweist, zu dem koaxial eine Gasleitung angeordnet ist, deren Seitenoberflächen teilweise mit einer Perforation versehen sind. Um die Perforation der Gaslei- tung herum ist der Hauptteil der Gaserzeugungsladung an¬ geordnet.

Als Mangel der bekannten Vorrichtungen erweist sich entwe¬ der ihr niedriger Arbeitswirkungsgrad, der durch die hohen Massenabmessungs-Kenndaten und die Kompliziertheit der Konstruktion der Feuerlöscher bedingt ist, oder die Kom¬ pliziertheit und technologische Unzweckmäjßigkeit der Kon¬ struktionen sowie in einer Reihe von Fällen die Unmöglich¬ keit ihrer Verwendung zur Verdrängung von feuerlöschenden Pulvern auf niedrigschmelzender Grundlage aus dem Körper des Feuerlöschers.

Den der vorliegenden Erfindung am nächsten kommenden Stand der Technik bildet ein Pulverfeuerlöscher bzw. Gasgenerator gemäß dem Patent der Russischen Föderation Nr. 1637813

(IPC ⁴ A62C 13/50, 1990) , weil diese mit dem Gegenstand der vorliegenden Anmeldung die größte Zahl gemeinsamer Merkmale aufweisen.

Der bekannte Feuerlöscher enthält ein Gehäuse mit einem feuerlöschenden Pulver, einen Gasgenerator, zu dem ein Startersystem, eine zylindrische Brenn- oder Zersetzungs¬ kammer mit einer darin angeordneten gaserzeugenden Ladung gehören, wobei die Kammer in ihrer Seitenwand Öffnungen aufweist, die im unteren Teil des Gehäuses des Feuerlö¬ schers angeordnet sind.

Als Mängel des Pulverfeuerlöschers bzw. Gasgenerators des genannten Patents erweist sich seine eingeschränkte Ein¬ satzmöglichkeit. Der genannten Mangel ist dadurch bedingt, daß es mit dem bekannten Feuerlöscher nicht möglich ist, ihn zur Verdrängung von feuerlöschenden Pulvern zu ver¬ wenden, die aus leichtschmelzenden Komponenten bestehen, z.B. aus Ammoniumphosphaten. Ammoniumphosphat weist eine Schmelztemperatur von 180°C auf, aber die Temperatur des Generatorgases, das bei der Verbrennung der gaserzeugenden Ladung gebildet wird, beträgt von 500 bis 1500°C. Daher kommt es bei der Verwendung der bekannten Vorrichtung zur Verdrängung eines Pulvers auf leichtschmelzender Grundlage aufgrund der Einwirkung des Hochtemperaturgases auf das Pulver zu einem teilweisen Aufschmelzen, und es bilden sich in dem Pulver Agglomerate, die den freien Abfluß des Pul¬ vers aus dem Gehäuse des Feuerlöschers behindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive Verbesserungen der pyrotechnischen Gasgeneratoren für eine Verwendung in Pulverfeuerlöschern die Anwendungsmöglichkeiten eines damit ausgerüsteten Pulverfeuerlöschers erheblich zu erweitern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Gasgenerator, ins- besondere für einen Pulverfeuerlöscher, mit einem Zündkopf, einer Brennkammer mit Öffnungen für den Austritt eines Gases sowie einer in der Kammer angeordneten gaserzeugende Ladung, die mit einem Zwischenraum zu den Wänden der Brenn¬ kammer angeordnet ist, bei dem (i) die gaserzeugende Ladung eine degressive Brandoberfläche aufweist und aus einer Zusammensetzung hergestellt ist, die unter Erzeugung von Gas bei Normaldruck abbrennt, wobei die Fläche der Öff¬ nungen für den Austritt des Gases das (0,0013 - 0,05) -fache der gesamten Anfangsfläche der Oberfläche der Ladung be- trägt, und/oder (ii) der zusätzlich einen porösen Körper enthält, der elastische Eigenschaften aufweist und in der Brennkammer zwischen der Ladung und den Öffnungen für den

Austritt des Gases angeordnet ist, wobei in den porösen Körper eine Substanz in Form eines feindispersen Pulvers eingelagert ist, die bei der Einwirkung hoher Temperatur sublimiert.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformen a) ist die gaserzeugen¬ de Ladung in Form eines Satzes kanalloser Tabletten ausge¬ bildet, b) sind die Öffnungen für den Gasaustritt mit einem Material bedeckt, das sich unter der Einwirkung der Brenn- temperatur der gaserzeugenden Ladung oder bei einem Druck, der den Wert eines überkritischen Druckabfalls für das Generatorgas nicht überschreitet, zersetzt oder zerstört wird, c) sind die Öffnungen für den Gasaustritt im unteren Bereich des Gasgenerators gegenüber dem Zündkopf angeord- net, d) ist der poröse Körper aus einem Fasermaterial hergestellt, und/oder e) ist das die Öffnungen bedeckende Mate-rial Papier.

Die Merkmale (i) und (ii) sowie in Verbindung damit die bevorzugten Ausführungsformen gemäß a) bis e) können in einem erfindungsgemäßen Gasgenerator jeweils einzeln oder in Kombination miteinander verwirklicht werden.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines Gasgene- rators der genannten Art in einem Pulverfeuerlöscher, ins¬ besondere in einem Pulverfeuerlöscher mit einem Löschpulver auf der Grundlage niedrigschmelzender Verbindungen, bzw. Pulverfeuerlöscher, die mit einem erfindungsgemäßen Gasge¬ nerator ausgerüstet sind.

Die Merkmale (i) und/oder (ii) gewährleisten, daß die in der Brennkammer des Gasgenerators durch Abbrennen einer pyrotechnischen Ladung erzeugten Gase so durch die Öff¬ nungen des Gasgenerators abgegeben werden, daß sie auch zur Verdrängung niedrigschmelzender Löschpulver geeignet sind, indem ihre Temperatur und/oder Austrittsgeschwindigkeit kontrolliert wird.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf zwei Figuren noch näher erläutert.

Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung des Grundaufbaus eines Gasgenerators, wobei in der dargestellten Ausführung die Öffnungen für den Gasaustritt mit einem unter Druck- bzw. Temperatureinwirkung nach Zünden der Ladung zerstörbaren Papierband abge¬ deckt sind; und

Figur 2 die Gesamtansicht eines Pulverfeuerlöschers mit einem Gasgenerator mit einem porösen Körper aus einem Fasermaterial, in das ein endotherm zer- setzliches bzw. verflüchtigbares feindisperses Pulver eingelagert ist.

Bezug nehmend auf Figur 1 und Figur 2 weist ein Gasgenera- tor generell auf: einen Verschlu/3-Starterkopf 3 mit einem Zünder 6, eine in der Regel zylindrische Brennkammer 4 mit einer darin angeordneten Ladung 7, die mit einem Zwischen¬ raum zu den Wänden angeordnet ist und die aus einer ver- preßten pyrotechnischen Mischung hergestellt ist, und Öffnungen 10 für den Gasaustritt, die im unteren Teil der Brennkammer 4 bzw. entsprechend der Anordnung des Gasgene¬ rators im Pulverfeuerlöscher auch im unteren Ende des Gehäuses 1 des Feuerlöschers angeordnet sind. Der Feuerlö¬ scher weist - vgl. Figur 2 - ein Gehäuse 1 auf, das mit einem feuerlöschenden Pulver 2 gefüllt ist, sowie den darin montierten Gasgenerator, sowie ein Austrittsventil 5. In der Brennkammer 4 ist eine Initiator- oder Zündzusammen¬ setzung 6, die gaserzeugende Ladung 7, sowie gemäß Figur 2 ein poröser Körper 8, und zwar zwischen der Ladung 7 und den Öffnungen für den Gasaustritt 10, angeordnet. In den porösen Körper 8 ist eine bei hoher Temperatur sublimie- rende Substanz 9 in Form eines feindispersen Pulvers einge-

lagert .

Die Ladung 7 soll in der Lage sein, in der Brennkammer 3 bei Normaldruck stabil zu verbrennen. Eine diese Anforde- rungen erfüllende Zusammensetzung ist beispielsweise eine gemäß dem Patent SU 1 445 739 AI. In den Wänden der Brenn¬ kammer sind Öffnungen 10 mit einer Gesamtfläche ausgebil¬ det, die einen Austritt eines Gasstrahls aus dem Gasgenera¬ tor im Unterschallbereich gewährleistet.

Bei experimentellen Untersuchungen wurde nämlich festge¬ stellt, daß Generatorgase hoher Temperatur nur beim Vor¬ liegen eines überkritischen Druckabfalls zwischen der Brennkammer des Gasgenerators und dem Gehäuse des Feuerlö- schers eine negative Einwirkung auf Pulver, die aus einer niedrigschmelzenden Grundlage hergestellt sind, ausüben, wenn sich ein Überschallstrahl des Gases ausbildet, der aus dem Gasgenerator austritt . Nur in diesem Fall kommt es zu einem Schmelzen des Pulvers und zur Bildung von Agglomera- ten im Pulver, die den freien Austritt des Pulvers aus dem Gehäuse des Feuerlöschers durch das Ausgangsventil behin¬ dern. Bei Unterschallgeschwindigkeit des Gasaustritts aus dem Gasgenerator in das Pulver bilden sich in diesem keine Agglomerate, und es kommt zu keiner negativen Einwirkung des Hochtemperatur-Generatorgases auf niedrigschmelzende Pulver.

Zur Gewährleistung einer Unterschallgeschwindigkeit des Austritts des Gases aus dem Gasgenerator ist es uner- läßlich, eine Ladung aus einer Zusammensetzung zu verwen¬ den, die in der Lage ist, Gas auch in Abwesenheit eines Überdrucks in der Brennkammer zu erzeugen, d.h. die in der Lage ist, in einem geschlossenen Raum bei Normaldruck zu verbrennen, und die Gesamtfläche der Öffnungen für den Austritt des Gases soll den Abstrom des sich bildenden Gases ohne Auftreten eines Überdrucks in der Brennkammer ermöglichen. Außerdem soll sich die Brandfläche der Ladung,

die die Gaszufuhr bestimmt, .im Laufe der Zeit nicht ver¬ größern sondern eine degressive Oberfläche aufweisen, d.h. eine sich über die Zeit vermindernde Oberfläche.

In diesem Falle weist die Geschwindigkeit des Gasstroms, der aus dem Gasgenerator herausströmt, den höchsten Wert im AnfangsZeitpunkt auf und vermindert sich im Laufe der Zeit, was sicherstellt, daß kein negativer Einfluß des Generator¬ gases auf das Pulver während der gesamten Arbeit des Gasge- nerators ausgeübt wird, und zwar auch bei Berücksichtigung einer gewissen Beschleunigung des Abbrennens der Zusammen¬ setzung aufgrund einer Erhöhung des Drucks im Gehäuse des Feuerlöschers und dementsprechend auch in der Brennkammer des Gasgenerators.

Außerdem gewährleistet die degressive Form der Brandober¬ fläche der Ladung zu Beginn der Arbeit des Gasgenerators einen schnellen Anstieg des Drucks im Gehäuse des Feuerlö¬ schers und im Anschluß daran seine nicht zu hohe Aufrech- terhaltung bei der Öffnung des Austrittsventils (bei der Zuführung des Pulvers in den Brandherd) bis zur Beendigung der Arbeit des Gasgenerators.

Die Gesamtfläche der Ausgangsöffnungen im Gasgenerator, die den Abstrom des sich bildenden Gases ohne Auftreten eines überkritischen Druckabfalls zwischen der Brennkammer des Gasgenerators und dem Gehäuse des Feuerlöschers gewährlei¬ stet, kann aus der folgenden Kontinuitätsgleichung herge¬ leitet werden (Gleichheit zwischen Gaszufuhr und Gasab- fuhr) :

V _r -p _r -s _a = s _r -u-p _t (l-κ) (I)

worin sind s _r - die Anfangsfläche der Oberfläche der gas- erzeugenden Ladung, m ² ; u - die Abbrenngeschwindigkeit der gaserzeugen-

8 den Zusammensetzung, m/s; κ - die relative Menge der sich beim Verbrennen der Zusammensetzung bildenden Schlacken; p _t - die Dichte der gaserzeugenden Zusammenset- zung, kg/m ³ ; s _a - die Gesamtfläche der Öffnungen für den Gas- austritt im Gasgenerator, m ² ;

p _r = Dichte des Generatorgases im ^RT ro Anfangszeitpunkt der Arbeit des

Gasgenerators, kg/m ³ ; P _H - Anfangsdruck im Gehäuse des Feuerlöschers im Anfangsmoment der Arbeit des Gasgenerators, N/m ² ; R - Gaskonstante des Generatorgases, J/kg°K;

T _ro - Temperatur des Generatorgases im Gasgenera¬ tor, °K; v _r - Geschwindigkeit des Gasstroms, der aus der Brennkammer des Gasgenerators ausströmt, kg/s.

Nehmen wir an, daß die Geschwindigkeit des Gasstroms der kritischen Geschwindigkeit gleich ist, über die sie nicht ansteigen soll:

worin R - die Gaskonstante des Generatorgases, J/kg°K; T _ro - Temperatur des Generatorgases in der Kammer des Gasgenerators, °K; k - Koeffizient der Isentrope des Generatorga¬ ses.

Durch Umformung des Anfangsausdrucks (I) erhalten wir die folgende Abhängigkeit für die Bestimmung der Gesamtfläche der Austrittsöffnungen des Gasgenerators, die das Nichtauf- treten eines überkritischen Druckabfalls gewährleistet :

2k

= u-p _t - (l-κ)ϊ RT _ro / P _H Ϊ (3)

S _r k+1

Indem man den Grenzwert für die Eigenschaften der gaserzeu¬ genden Zusammensetzungen einsetzt, die in den Gasgenerato¬ ren von Pulverfeuerlöschern einsetzbar sind (u = (0,5 - 5) -10 ^-3 m/s, p _t = (1,4 - 1,6) -10 ^-3 kg/m ³ , κ = (0 - 0,55), R = (330 - 360) J/kg°K, T _ro = (773 - 1773) °K, k = (1,15 - 1,27)) , erhalten wir in Abhängigkeit von den Kennwerten der verwendeten GaserzeugungsZusammensetzung ein Verhältnis der Gesamtfläche der Ausgangsöffnungen des Gasgenerators zur gesamten Anfangsfläche der Ladung, das beträgt:

S _a /S _r = (0,0013 - 0,05)

Die Ausführung der gaserzeugenden Ladung in Form eines Satzes gepreßter Tabletten gewährleistet eine degressive Form der Brandoberfläche, wobei eine kanallose Tablette sich als technologisch zweckdienlichste Form der Ladung erweist, was sich als gewichtiger Faktor bei der Massen¬ produktion von Pulverfeuerlöschern erweist.

Wenn die Öffnungen zum Gasaustritt mit einem Material 11, z.B. einem Papierband, bedeckt sind, das sich unter der Einwirkung der Brenntemperatur der Gaserzeugungszusammen¬ setzung oder bei einem Druck, der den Wert eines überkriti¬ schen Druckabfalls für das Generatorgas nicht überschrei¬ tet, zersetzt oder zerstört wird, kann der Gasgenerator in einem Pulverfeuerlöscher nicht nur in vertikaler Anordnung bezüglich des Gehäuses verwendet werden (eine solche Anord¬ nung des Generators verhindert ein Eindringen des Feuer¬ löschpulvers aus dem Gehäuse des Feuerlöschers in die Gasgeneratorkammer oberhalb des Niveaus der Ausgangsöff- nungen) , sondern auch in horizontaler Anordnung. Die Bauart des Feuerlöschers mit horizontaler Anordnung des Gasgenera¬ tors und dessen Anordnung im Bodenbereich des Gehäuses des Feuerlöscherkörpers kann beispielsweise in tragbaren und

fahrbaren stationären Feuerlöschern vorteilhaft sein. Die Abdeckung der Öffnungen für den Gasaustritt mit einem Material 11, das sich unter der Einwirkung der Brenntempe¬ ratur der Gaserzeugungszusammensetzung oder bei einem Druck, der den Wert des überkritischen Druckabfalls für das Generatorgas nicht überschreitet, zersetzt oder zerstört wird, gestattet es, beim Anfahren des Gasgenerators das Aufladen des Gehäuses des Feuerlöschers mit Druckgas ohne eine negative Einwirkung von Hochtemperaturgasen auf nied- rigschmelzende Feuerlöschpulver durchzuführen.

Wenn der Gasgenerator zusätzlich einen porösen Körper 8 enthält, der elastische Eigenschaften aufweist und in der Brennkammer 3 zwischen der Ladung 7 und den Öffnungen 10 für das Gas angeordnet ist, wobei in den porösen Körper eine Substanz 9 eingelagert ist, die bei der Einwirkung hoher Temperatur sublimiert und in Form eines feindispersen Pulvers vorliegt, ist es möglich, die in der Brennkammer 3 erzeugten Gase vor dem Verlassen der Brennkammer abzuküh- len. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der poröse

Körper 8, der in der Brennkammer 3 des Gasgenerators an¬ geordnet ist, dabei aus einem Fasermaterial hergestellt.

Indem man in die Brennkammer eines Gasgenerators eines Pulverfeuerlöschers einen porösen Körper einführt und ihn zwischen der Ladung und den Öffnungen für den Austritt des Gases anordnet und innerhalb dieses Körpers eine unter dem Einfluß einer hohen Temperatur endotherm sublimierende oder sich zersetzende Substanz anordnet, ist es möglich, die Temperatur des Generatorgases infolge der Wärmeabsorption bei der endothermen Sublimation bzw. Zersetzung der Sub¬ stanz und der Verdünnung des Generatorgases mit den Produk¬ ten der Zersetzung der sublimierenden Substanz abzusenken. Mit den abgekühlten Gasen kann man dann nicht nur hoch- schmelzende feuerlöschende Pulver verdrängen, sondern auch Pulver auf leichtschmelzender Grundlage, und infolgedessen können die Einsatzmöglichkeiten des Feuerlöschers erweitert

werden .

Außerdem beugt die Einführung eines porösen Körpers, der elastische Eigenschaften aufweist, in die Brennkammer einer Zerstörung der gaserzeugenden Ladung beim Transport des Feuerlöschers und bei seiner Anwendung auf Gegenständen vor, auf denen er einer Vibrationseinwirkung ausgesetzt ist.

Die Ausführung der bei hoher Temperatur sublimierenden Sub¬ stanz als feindisperses Pulver und ihre Anordnung im porö¬ sen Körper sorgt für eine entwickelte Wärmeaustauschfläche und ermöglicht die Abkühlung des Gases innerhalb der kurzen Zeit der Arbeit des Gasgenerators (t _p = 2 - 12 s) und er- laubt es der sublimierenden Substanz nicht, die Zerset¬ zungskammer durch die Öffnungen für den Gasaustritt unzer- setzt zu verlassen.

Die Anordnung des porösen Körpers mit der sublimierenden Substanz zwischen der Ladung und den Öffnungen für den Aus¬ tritt des Gases verhindert zusammen mit der Abkühlung des Generatorgases ein Zusetzen der Austrittsöffnungen des

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Gasgenerators durch die heiße Ladung.

Die Ausführung des porösen Körpers aus einem Fasermaterial gewährleiset eine Fertigungsgerechtheit bei der Einarbei¬ tung der sublimierenden Substanz in den porösen Körper und des Zusammenbaus des Gasgenerators.

Der Feuerlöscher arbeitet wie folgt:

Mit Hilfe des Verschluß-Starterkopfes 3 wird der Gasgenera¬ tor in Betrieb gesetzt. Dabei wird von der Einsatzmenge der

Initiatorzusammensetzung 6 die gaserzeugende Ladung 7 ent¬ zündet. Beim Verbrennen der Ladung 7 bildet sich ein Hoch¬ temperatur-Generatorgas, das zu den Öffnungen für den Gas-

austritt 10 strömt und beim Durchgang durch den porösen Körper 8 auf die sublimierende Substanz einwirkt . Bei der Zersetzung der sublimierenden Substanz kommt es zu einer Abkühlung des Generatorgases, das, aus der Zersetzungs- kammer durch die Öffnungen 10 austretend, das im Bodenbe¬ reich des Gehäuses des Feuerlöschers angeordnete Pulver belüftet und im Gehäuse des Feuerlöschers den erforderli¬ chen Arbeitsdruck aufbaut. Nach dem Erreichen des Arbeits¬ drucks wird das Pulver durch das Austrittsventil 5 in den Brandherd abgegeben.

Das sich bildende Generatorgas tritt bei der korrekten Festlegung der Querschnittsfläche der Öffnungen in Relation zu der Anfangsoberfläche der Ladung durch die Öffnungen 10 mit Unterschallgeschwindigkeit aus und erzeugt im Gehäuse des Feuerlöschers den Arbeitsdruck. Der Druck in der Brenn¬ kammer folgt dem Druck im Gehäuse des Feuerlöschers, d.h. mit dem Wachstum des Drucks im Gehäuse des Feuerlöschers wächst auch der Druck in der Brennkammer, wobei jedoch während der gesamten Zeit des Betriebs des Gasgenerators der Druckabfall zwischen der Brennkammer und dem Gehäuse des Gasgenerators einen unterkritischen Wert beibehält.

Die Verwendung der vorgeschlagenen technischen Lösung ermöglicht es im Vergleich mit der bekannten Vorrichtung, aus dem Feuerlöscher Pulver sowohl auf schwerschmelzender Grundlage (z.B. Natriu bicarbonat) , die zum Löschen von Feuern der Brandklassen B, C, E verwendet werden, als auch Pulver auf leichtschmelzender Grundlage (z.B. Ammonium- phosphate) zu verdrängen, die ihrerseits zum Löschen von Bränden der Klassen A, B, C, E verwendet werden.