DE102005001717A1

DE102005001717A1 - Dralldüse für Brandbekämpfungsanlagen und Sprühdüse mit Auslösevorrichtung

Info

Publication number: DE102005001717A1
Application number: DE200510001717
Authority: DE
Inventors: Robert Hoehne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2006-07-27
Also published as: DE112006000586A5; WO2006074648A1

Abstract

Dralldüse, insbesondere für Brandbekämpfungsanlagen, mit einem Düsenkörper (3) mit einer Düsenöffnung und mindestens einem in einen Innenhohlraum eingesetzten Drallstück (1, 2) zur Verwirbelung einer Flüssigkeit. Eine Ventileinrichtung mit einem Dichtungselement (12), welches in einer ersten Stellung den Eintritt der Flüssigkeit in den Düsenkörper oder aus dem Düsenkörper verhindert und in einer zweiten Stellung diesen zulässt und bei einer Bewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung einen definierten Bewegungsbereich aufweist, in dem der Eintritt der Flüssigkeit in den Düsenkörper oder aus dem Düsenkörper verhindert wird, ist am austrittsseitigen Ende oder am eintrittsseitigen Ende der Düse angeordnet. Eine temperaturabhängig betätigbare Auslöseeinrichtung (8) wirkt mit dem Dichtungselement der Ventileinrichtung zusammen, derart, dass sie im nicht-betätigten Zustand in der ersten Stellung des Dichtungselements eine Haltekraft gegen einen auf das Dichtungselement im Einsatz einwirkenden Flüssigkeitsdruck ausübt und die Bewegung des Dichtungselements verhindert und im betätigten Zustand die Bewegung des Dichtungselements zulässt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Dralldüsen, insbesondere für Brandbekämpfungsanlagen und eine Sprühdüse mit einer Auslösevorrichtung.

Dralldüsen für Brandbekämpfungsanlagen z.B. im Gebäude- oder Anlagen-Brandschutz sind an sich bekannt. Solche Dralldüsen sind in der Form von einfach-, zweifach- und dreifach-Dralldüsen offenbart, die einen oder eine entsprechende Anzahl von Sprühnebelkegeln erzeugen. Die Wasservernebelung kann mit solchen Düsen im Niederdruckbereich, z.B. bereits ab einem Wasserdruck von 2 bar erreicht werden, wobei das Wasser durch das Verdüsen in kleinste Tropfen und Aerosole eine größere Löschwirkung entwickelt wie ein direkter Wasserstrahl. Durch die Verdüsung wird eine hohe Löschmitteldichte und -verbreitung erreicht, was im Vergleich zu einer herkömmlichen Sprinkleranlage die Verringerung der Wasserbevorratung und des anfallenden Löschabwassers ermöglicht. Durch letzteren Effekt ist im Einsatzfall auch mit erheblich geringeren Schäden in Gebäuden oder an Anlagen durch das Löschabwasser zu rechnen. Eine weitere vorteilhafte Wirkung der Wasservernebelung besteht darin, dass der Wassernebel auf Grund einer Über-Unterdruck-Wirkung der Wirbelzone des Sprühnebelbereichs Rauchgase und andere Schadstoffe in der Luft bindet, so dass sich weißer Rauch bildet, der weniger schädliche Wirkungen auf Lebewesen ausübt und so verbesserte Flucht- und Rettungsmöglichkeiten am Brandherd ermöglicht.

Der Einsatz im Niederdruckbereich bietet neben den genannten Vorteilen der Wasservernebelung im Hinblick auf die bessere Löschwirkung den weiteren grundlegenden Vorteil, dass die Anlagentechnik für die Zuführung des Löschwassers und die erforderliche Wasserbevorratung aufgrund der niedrigeren Wasserdrücke und des geringeren Löschwasserverbrauches erheblich kleiner, einfacher und kostengünstiger ausgelegt werden kann.

Die grundlegende Bauart und Funktionsbeschreibung einer Dralldüse zur Erzeugung eines Sprühnebelkegels geht zurück auf die DD 116398.

Eine zweifach- oder Zwillingsdüse, bei der zwei konzentrische Sprühkegel erzeugt werden, ist in der DE 20103812 U1 beschrieben und eine dreifach- bzw. Drillingsdüse ist aus der DE 20114923 U1 bekannt.

Das gemeinsame Prinzip dieser Dralldüsen zur Wasservernebelung besteht darin, dass für jeden Sprühkegel ein Drallstück in einem sich konisch verjüngenden Drallgehäusehohlraum angeordnet ist und eine oder mehrere Drallnuten spiralförmig in den Außenmantel des Drallstückes eingearbeitet sind, durch die ein in die Düse eintretender Wasserstrahl beschleunigt und in eine Drallbewegung versetzt wird, die sich am Austritt im Bereich eines Kopfteils der Düse in einen feinen Sprühnebel entwickelt.

Eine typische Bauart einer gattungsgemäßen Zwillingsdüse 100 zur Erzeugung von Sprühnebelkegeln, wie sie etwa aus der DE 20103812 U1 bekannt ist, ist in der 1 gezeigt. Diese Dralldüse besteht aus einem inneren Drallstück 1, das in einer konisch zulaufenden Innenbohrung 21 eines mittleren Drallstücks 2 angeordnet ist, das wiederum in einer konisch zulaufenden Innenbohrung 31 eines Düsen- bzw. Drallgehäuses 3 angeordnet ist. Diese Bauteile sind fest miteinander verbunden indem sie beispielsweise über Gewinde einzeln miteinander verschraubt oder gegeneinander durch einen Gewindering etc. verspannt sind. Die Drallnuten 4 sind wendelartig bzw. spiralförmig in den Außenmantelflächen des inneren und mittleren Drallstücks ausgebildet und erstrecken sich in Richtung des Kopf- bzw. austrittsseitigen Endes A der Düse 100. Am austrittsseitigen Ende A des mittleren Drallstücks 2 ist ein zylindrischer Ansatz 22 mit einem Bund 23 vorgesehen, der sich mit einem Spalt durch eine zentrische Bohrung 32 des Drallgehäuses 3 erstreckt. Durch diese Anordnung wird bei dieser Düse ein äußerer Flüssigkeitsschirm mit geringerer Zerstäubung gebildet. Der zylindrischer Ansatz 22 ist ferner mit einer zentrischen Bohrung 24 versehen, die den Austritt des feineren Sprühnebels aus dem Raum zwischen der Innenbohrung des mittleren Drallstücks 2 und dem inneren Drallstück 1 am Kopf der Dralldüse ermöglicht. Am wassereintrittseitigen Ende B der Düse ist ein Filter 5 in fester Positionierung angeordnet, um das Eindringen von Fremdkörpern und Schmutz in die Düse zu verhindern.

Hinsichtlich der Erzeugung des Sprühnebels basiert die erfindungsgemäße Dralldüse auf dem selben Wirkungsprinzip wie die genannten Düsen nach dem Stand der Technik so dass hierauf und auf die strukturellen Details nicht weiter eingegangen wird. Vielmehr wird der Inhalt der genannten Druckschriften zum Zwecke der Offenbarung dieser Wirkprinzipien und strukturellen Details hier einbezogen.

Demgegenüber beschäftigt sich die Erfindung mit der Modifikation solcher Dralldüsen im Hinblick auf die Auslösung des Sprühvorganges.

Die oben genannten bekannten Dralldüsen haben keinen eigenen Auslösemechanismus und sind deshalb in eine Brandschutzanlage eingebaut dessen Rohrleitungsnetz nur bis zu separaten Auslöseventilen mit Wasser gefüllt ist. Typischerweise umfasst eine Brandschutzanlage eine große Anzahl von Sprühdüsen, die über die Raum- bzw. Gebäudefläche verteilt sind. Die separaten Auslöseventile können sich innerhalb oder auch außerhalb des Löschbereiches befinden und definieren so verschiedene Löschsektionen. Die Auslösung der Auslöseventile erfolgt deshalb immer für eine ganze Löschsektion – eine Einzelauslösung einer Dralldüse ist nicht möglich oder erfordert eine extrem aufwändige Installation, bei der jedes Ventil einen eigenen Löschbereich bildet. Die zwangsläufige Auslösung aller Sprühventile eines Löschbereichs führt aber bei begrenzten Brandherden zu größerem Wasserverbrauch und größeren Schäden durch das Löschabwasser. Ferner ist die Steuerung der Auslösung problematisch, wenn die Auslöseventile sich außerhalb des Löschbereiches befinden.

Zur Lösung dieser Probleme wurde beispielsweise durch die DE 19533636 vorgeschlagen, eine Brandschutzanlage mit Niederdruck-Dralldüsen nach dem zuvor beschriebenen Prinzip auszustatten und das Leitungssystem bis zur Mündung bzw. Öffnung der Düsen immer mit Druck zu beaufschlagen. An den einzelnen Dralldüsen wurde eine an sich aus den herkömmlichen Sprinkleranlagen oder Wasserverwirbelung bekannte Individual- bzw. Einzelauslösung vorgesehen. Diese Individualauslösung ist in 2 gezeigt und besteht aus einem Dichtkörper 9, der im Bereich des austrittseitigen Endes der Dralldüse 100 am Düsen- bzw. Drallgehäuse 3 anliegt und die Austrittsöffnung 32 durch einen Zentrierzapfen 91 und eine Axialdichtung 92 dicht verschließt. Ein bei einer vorgegebenen Auslösetemperatur nachgebender Andruckkörper in Form eines flüssigkeitsbefüllten Glaskolbens 94 drückt den Dichtkörper 9 gegen das Gehäuse 3, indem er sich mit seinem dem Dichtkörper abgewandten axialen Ende an einem mit dem Gehäuse verbundenen Stützteil 95 abstützt. Bei Erreichen der Auslösetemperatur zerbirst der Glaskolben 94, so dass der Dichtkörper 9 unter dem Druck des in der Düse bis zur Düsenöffnung anstehenden Wassers nach außen weggedrückt wird und das Wasser unter Bildung des Sprühnebels aus der Düsenöffnung 32 austritt. Die zum Halten des Dichtkörpers 9 gegenüber dem Wasserdruck erforderliche Kraft wird durch eine Spannschraube 96 aufgebracht, über die der Glaskolben mit Vorspannung gegen den Dichtkörper gedrückt wird.

Die vielfältigen Nachteile dieser Lösung sind im folgenden aufgeführt:

– Fehlauslösungen durch mechanische Beschädigungen des empfindlichen Andruckkörpers sind sehr leicht möglich;
– der Stützteil, sofern er nach der Auslösung an der Düse verbleibt, beeinflusst die Bildung des Sprühkegels negativ;
– der Andruckkörper bringt die gesamte Gegenkraft zur Abdichtung der Düse gegen den Wasserdruck auf und ist damit stark belastet – eine Erhöhung des Wasserdrucks ist nur in engen Grenzen möglich und die Dichtung ist, sofern sie wie bei der DE 19533636 an der Düsenöffnung angeordnet ist, ständig und über lange Zeiträume den Umwelteinflüssen der jeweiligen Umgebung ausgesetzt und kann sich daher z.B. unter Temperatur-, Licht- Schadstoffeinflüssen verändern und die Dichtwirkung verlieren;
– der Auslösemechanismus ist insgesamt axial sehr groß und filigran und steht erheblich über die Düse vor und ist deshalb nicht nur aufwändig vor Ort zu installieren sondern bei Installationen im Wohn- bzw. Repräsentationsbereich, wo eine Sichtbarkeit der Löscheinrichtungen nicht akzeptabel ist, auch problematisch zu verkleiden, ohne die Funktion zu beeinträchtigen;
– die gesamte Düse ist insbesondere in den für die Verwirbelung zuständigen Funktionsbereichen ständig dem jeweiligen Löschmittel ausgesetzt, was über längere Zeiträume zu Korrosion bzw. Ablagerungen von Verunreinigungen führen kann, was die Funktionssicherheit beeinträchtigen kann;
– eine Anwendung dieses Auslösungsmechanismus auf Zwillings- bzw. Drillingsdüsen ist schwierig;
– eine Auslösung der Düse ist nur durch Hitzeentwicklung im Brandfall möglich, was bei Schwelbränden oder Bränden im Anfangsstadium mit starker Rauch- aber (noch) geringer Hitzeentwicklung im Normalfall zu erheblichen Beeinträchtigungen und Verletzungen von Lebewesen und Sachschäden führt, bevor die Brandschutzanlage überhaupt aktiviert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Dralldüse für Brandbekämpfungsanlagen, die eine Individual- bzw. Einzelauslösung besitzt und hinsichtlich einzelner oder mehrerer der zuvor geschilderten Nachteile verbessert ist. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, allgemeine Verbesserungen an der Auslösevorrichtung für Dralldüsen und Sprinkler in Vorschlag zu bringen.

Zur Lösung dieser Aufgabe bringt die Erfindung eine Dralldüse gemäß Anspruch 1 oder 11 oder eine Sprühdüse gemäß Anspruch 12 in Vorschlag Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung bringt demnach eine Dralldüse, insbesondere für Brandbekämpfungsanlagen, in Vorschlag, mit einem Düsenkörper mit einer Düsenöffnung und mindestens einem in einen Innenhohlraum eingesetzten Drallstück zur Verwirbelung einer Flüssigkeit, einer Ventileinrichtung mit einem Dichtungselement, welches in einer ersten Stellung den Eintritt der Flüssigkeit in den Düsenkörper oder aus dem Düsenkörper verhindert und in einer zweiten Stellung diesen zulässt und bei einer Bewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung einen definierten Bewegungsbereich aufweist, in dem der Eintritt der Flüssigkeit in den Düsenkörper oder aus dem Düsenkörper verhindert wird, und einer temperaturabhängig betätigbaren Auslöseeinrichtung, die mit dem Dichtungselement der Ventileinrichtung zusammenwirkt, derart, dass sie im nicht-betätigten Zustand in der ersten Stellung des Dichtungselements eine Haltekraft gegen einen auf das Dichtungselement im Einsatz einwirkenden Flüssigkeitsdruck ausübt und die Bewegung des Dichtungselements verhindert, und im betätigten Zustand die Bewegung des Dichtungselements zulässt.

Vorzugsweise ist die Auslöseeinrichtung mit dem Dichtungselement kraftübertragend gekoppelt, um im betätigten Zustand die Bewegung des Dichtungselements auf die Auslöseeinrichtung zu übertragen, um zumindest einen Teil derselben von dem Düsenkörper abzuwerfen.

Vorzugsweise weist die Auslöseeinrichtung ein im nicht-betätigten Zustand über eine Schmelzlotverbindung formschlüssig mit dem Düsenkörper verbundenes Halteelement auf, welches mit dem Dichtungselement der Ventileinrichtung kraftübertragend zusammenwirkt.

Vorzugsweise ist das Dichtungselement in die Düsenöffnung verschiebbar eingesetzt und gegenüber dieser mit einer Radialdichtung abgedichtet ist.

Vorzugsweise umfasst die Auslöseeinrichtung eine im nicht-betätigten Zustand zwischen dem Dichtungselement und dem Düsenkörper formschlüssig angeordnete Schmelzlotverbindung.

Vorzugsweise umfasst das Halteelement der Auslöseeinrichtung einen Deckel, der über die Schmelzlotverbindung formschlüssig mit dem Düsenkörper verbunden ist.

Vorzugsweise erstreckt sich das Drallstück oder eine Einheit aus mehreren Drallstücken zwischen der Auslöseeinrichtung einerseits und dem Dichtungselement andererseits, ist das Drallstück oder die Einheit aus mehreren Drallstücken in der zugeordneten Innenbohrung so angeordnet, das es/sie zumindest im betätigten Zustand der Auslöseeinrichtung darin zumindest im betätigten Zustand der Auslöseeinrichtung in axialer Richtung des Düsenkörpers beweglich ist, und wirkt das Dichtungselement mit dem beweglichen Drallstück oder der beweglichen Einheit aus mehreren Drallstücken kraftübertragend zusammen.

Vorzugsweise wirkt das Dichtungselement mit einem Verbindungsstift kraftübertragend zusammen, der sich zwischen der Auslöseeinrichtung einerseits und dem Dichtungselement andererseits durch das Drallstück erstreckt und zumindest im betätigten Zustand der Auslöseeinrichtung in axialer Richtung des Düsenkörpers beweglich ist.

Vorzugsweise umfasst das Dichtungselement einen zylindrischen Ansatz, der in einer zylindrischen Bohrung verschiebbar geführt ist und zu dieser über eine Radialdichtung abgedichtet ist.

Die Erfindung bringt demnach auch eine Dralldüse, insbesondere für Brandbekämpfungsanlagen, in Vorschlag, mit einem temperaturabhängig betätigbaren Auslösemechanismus, wobei ein elektrisches Heizelement im Bereich des temperaturabhängig betätigbaren Auslösemechanismus angeordnet ist, um eine selektive Betätigung desselben zu ermöglichen.

Die Erfindung bringt demnach ferner ganz allgemein eine Sprühdüse, insbesondere Dralldüse oder Sprinkler für Brandbekämpfungsanlagen, in Vorschlag, mit einem Düsenkörper mit einer Düsenöffnung, einer Ventileinrichtung mit einem Dichtungselement, welches im nicht-betätigten Zustand die Düsenöffnung abdichtend verschließt und über eine Halteeinrichtung in der abdichtenden Stellung gehalten ist, und einem temperaturabhängig betätigbaren Auslöseelement, wobei die Halteeinrichtung ein paar elastische Klemmbügel umfasst, die durch ein Stützelement so gehaltert sind, dass die Klemmbügel zwischen einer Verriegelungsstellung, in der die Klemmbügel mit dem Düsenkörper in Eingriff sind, und einer Entriegelungsstellung, in der die Klemmbügel nicht in Eingriff mit dem Düsenkörper sind, bewegbar sind, und wobei das Auslöseelement die Klemmbügel im nicht-ausgelösten Zustand in der Verriegelungsstellung hält und elastisch verformt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen im Detail und unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Darin zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Zwillingsdüse zur Erzeugung von Sprühnebelkegeln nach dem Stand der Technik;
2 einen Querschnitt durch eine Dralldüse zur Erzeugung eines Sprühnebelkegels nach dem Stand der Technik mit einem Individual-Auslösemechanismus;
3A/B einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Zwillingsdüse gemäß einer ersten Ausführungsform im nicht-ausgelösten Zustand und im ausgelösten Zustand;
4 eine schematische Darstellung einer Einzelheit der Auslöseeinrichtung der Zwillingsdüse von 3;
5A/B einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Zwillingsdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform im nicht-ausgelösten Zustand und im ausgelösten Zustand;
6A/B einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Zwillingsdüse gemäß einer dritten Ausführungsform im nicht-ausgelösten Zustand und im ausgelösten Zustand;
7A/B/C einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Einfachdüse gemäß einer vierten Ausführungsform im nicht-ausgelösten Zustand und im ausgelösten Zustand und in einer Detaildarstellung der Einzelheit "C" (7C).
8 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Zwillingsdüse gemäß einer fünften Ausführungsform im nicht-ausgelösten Zustand;
9 eine Draufsicht auf den Auslösemechanismus der Düse von 8.
Die 1 und 2 sind eingangs bereits detailliert erläutert worden. Sie verdeutlichen den grundsätzlichen Aufbau von gattungsgemäßen Dralldüsen für Brandbekämpfungsanlagen hinsichtlich der Funktion und Struktur der Elemente der Düse, die der Bildung der Vernebelung bzw. des oder der Sprühkegel (s) dienen und die auch im Niederdruckbereich einsetzbar sind. Die erfindungsgemäße Dralldüse kann von den bekannten Strukturen in dieser Hinsicht Gebrauch machen und ist nicht auf eine bestimmte Detaillösung beschränkt. Vielmehr sind die charakteristischen Elemente der Erfindung grundsätzlich in der Auslösung und damit in Verbindung mit diesen oder anderen bekannten Ausgestaltungen betreffend die Vernebelung von Flüssigkeiten und teilweise auch in Verbindung mit Sprinklerdüsen, die auf eine Verwirbelung verzichten, einsetzbar so dass auf eine weitere Erläuterung der Vernebelung und der hierfür eingesetzten strukturellen Merkmale verzichtet wird.
Die 3 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Zwillingsdüse gemäß einer ersten Ausführungsform, die hinsichtlich des Aufbaus, soweit er der Vernebelung dient, dem in 1 gezeigten Beispiel ähnlich ist, so dass die vergleichbaren bzw. entsprechenden Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Im folgenden wird deshalb überwiegend auf die Unterschiede eingegangen. Die 3A zeigt die Düse im nicht-ausgelösten Zustand und die 3B zeigt die Düse im ausgelösten, also sprühbereiten Zustand.
Die erfindungsgemäße Zwillingsdüse 100 zur Erzeugung von Sprühnebelkegeln gemäß 3 umfasst ein inneres, konisch zulaufendes Drallstück 1, das in einer konisch zulaufenden Innenbohrung eines mittleren Drallstücks 2, welche einen Innenhohlraum 21 bildet, angeordnet ist und axial an einem Ansatz 25 der Innenbohrung 21 anliegt und dadurch in der Axialposition relativ zum mittleren Drallstück 2 festgelegt ist. Das mittlere Drallstück 2 besitzt eine ebenfalls konisch zulaufende Außenkontur und ist wiederum in einer konisch zulaufenden Innenbohrung eines Düsen- bzw. Drallgehäuses 3 angeordnet, die einen weiteren Innenhohlraum 31 bildet. Der konisch zulaufende Innenhohlraum 31 mündet am Kopf- bzw. austrittsseitigen Ende A der Düse 100 in einer zentralen Bohrung 32, welche die Düsenöffnung oder Mündung bildet. Drallnuten 4 sind wendelartig bzw. spiralförmig in den Außenumfangsflächen des inneren und mittleren Drallstücks ausgebildet und erstrecken sich in Richtung des Kopf- bzw. austrittsseitigen Endes A der Düse 100. Am austrittsseitigen Ende A des mittleren Drallstücks 2 ist ein zylindrischer Ansatz 22 mit einem Bund 23 vorgesehen, die die zentrale Bohrung 32, welche die Düsenöffnung oder Mündung bildet, mit einem Zwischenraum durchsetzen können. Der zylindrischer Ansatz 22 ist ferner mit einer zentrischen Bohrung 24 versehen, die den Austritt des Sprühnebels aus dem Raum zwischen dem Innenhohlraum 21 des mittleren Drallstücks 2 und dem inneren Drallstück 1 am Kopf der Dralldüse ermöglicht. Am wassereintrittseitigen Ende B der Düse ist ein Filter 5 in fester Positionierung angeordnet.
Abweichend von der Gestaltung gemäß 1 ist das mittlere Drallstück 2 nicht fest mit dem Drallgehäuse 3 verbunden sondern in der Innenbohrung 31 zusammen mit dem inneren Drallstück 1 über eine definierte Länge Y1 axial beweglich. Eine Festlegung des mittleren Drallstückes 2 hinsichtlich einer Drehung innerhalb der Innenbohrung 31 ist z.B. durch Führungen möglich aber nicht erforderlich. Eine axiale vorderer Endposition der axialen Bewegung Y1 des mittleren Drallstücks 2 in der Innenbohrung 31 des Drallgehäuses 3 ist durch einen radialen Vorsprung 26 am Außenumfang des mittleren Drallstücks, der an einem radialen Ansatz 33 am Innenumfang der Innenbohrung 31 anliegt, definiert. Die 3A zeigt die axiale hintere Endposition bzw. Normalstellung des mittleren Drallstücks 2 im nicht-ausgelösten Zustand der Düse. Die Länge der axialen Bewegung Y1 des mittleren Drallstücks 2 ist so gewählt, dass der Bund 23 und ein Teil des anschließenden zylindrischen Ansatzes 22 am austrittsseitigen Ende A des mittleren Drallstücks 2 in der axialen vorderen Endposition aus der zentralen Bohrung 32 vorsteht, wie das in 3B gezeigt ist. Der in dieser Stellung in dem Innenhohlraum 31 verbleibende Teil des zylindrischen Ansatzes 22 trägt in Verbindung mit den Drallnuten 4 und einem definierten Zwischenraum zwischen dem Innenhohlraum 31 und dem mittleren Drallstück 2 in an sich bekannter Weise zur Vernebelung bei. Die in einen Drall versetzten vernebelten Flüssigkeitsteilchen treten schließlich durch den Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Ansatz 22 und der Bohrung 32 und werden an dem Bund 23 und einer entsprechend geformten axialen äußeren Vorderfläche 34 des Drallgehäuses 3 am austrittseitigen Ende A der Düse abgelenkt, so dass ein Sprühkegel bzw. Sprühschirm gebildet wird.
Das innere Drallstück 1 besitzt am austrittsseitigen Ende A einen zylindrischen Ansatz 11, der in Verbindung mit den Drallnuten 4 und einem definierten Zwischenraum zwischen dem Innenhohlraum 21 und dem Drallstück 1 in an sich bekannter Weise zur Vernebelung beiträgt. Der hier gebildete Sprühnebel tritt durch die zentrischen Bohrung 24 in dem Ansatz 22 am vorderen Ende der Düse etwa konzentrisch zum äußeren Sprühschirm aus.
Am eintrittseitigen Ende B des inneren Drallstücks 1 ist ein weiterer zylindrischer Ansatz 12 angeordnet, vorzugsweise, aber nicht notwendig, angeformt oder damit verbunden, wobei der Ansatz 12 in Verbindung mit einer zentralen Bohrung 61 in einem Dichtungsteil 6, in die er axial verschiebbar eingesetzt ist, eine Ventileinrichtung bildet, in welcher der Ansatz ein Dichtungselement bildet. Die Ventileinrichtung bildet ein wesentliches Bestandteil der Erfindung und deren Funktion wird im folgenden noch genauer beschrieben werden.
Das Dichtungsteil 6 ist bei dieser Ausführungsform eine Ringscheibe, die vom eintrittseitigen Ende B der Düse her in einen im Durchmesser erweiterten Absatz der Innenbohrung des Drallgehäuses 3 eingesetzt ist und am Außenumfang gegenüber dem Drallgehäuse 3 durch einen in einer am Außenumfang des Dichtungsteils 6 radial vorgesehenen Nut sitzenden ersten Dichtring (vorzugsweise O-Ring) 63 und an der zentralen Bohrung 61 gegenüber dem zylindrischer Ansatz 12 des inneren Drallstücks 1 durch einen in einer am Innenumfang der Bohrung 61 des Dichtungsteils 6 radial ausgebildeten Nut sitzenden zweiten Dichtring (vorzugsweise O-Ring) 62 abgedichtet ist. Das Dichtungsteil 6 ist im Drallgehäuse 3 durch einen vom eintrittseitigen Ende B der Düse her in ein Gewindestück der Innenbohrung 31 des Drallgehäuses 3 eingeschraubten Sicherungsring 7 axial festgelegt. Die axiale Festlegung des Dichtungsteils 6 durch den Sicherungsring 7 ist allerdings im wesentlichen eine Sicherung gegen Herausfallen weil im Einsatz auf das Dichtungsteil 6 der Wasserdruck einwirkt und dieses in die Innenbohrung des Drallstücks hinein drückt. Der Sicherungsring 7 übernimmt in der gezeigten Ausführungsform zusätzlich die Halterung des Filters 5, kann aber auch entfallen, wenn dieser anderweitig am Drallgehäuse befestigt ist.
In einer (nicht dargestellten) Variation kann das Dichtungsteil 6 deshalb am Außenumfang auch axial gegenüber dem Drallgehäuses 3, z.B. durch eine ring- oder scheibenförmige Dichtung an einem im Durchmesser erweiterten Absatz der Innenbohrung abgedichtet sein. Die Abdichtung gegenüber dem Drallgehäuse könnte auch durch eine Klebeverbindung ohne Verwendung eines separaten Dichtringes und Sicherungsringes oder durch andere Dichtmittel erreicht werden, die lediglich dem Wasserdruck im Betrieb standhalten müssen.
In einer weiteren (nicht dargestellten) Variation könnte der Sicherungsring 7 auch durch eine Art Bajonettverschluss ggf. in Verbindung mit einem Federmittel für die axiale Sicherung des Dichtungsteils im Drallgehäuse gegen Herausfallen wirken. Sofern eine lösbare Befestigung nicht gewünscht oder erforderlich ist kann der Sicherungsring 7 oder ggf. sogar das Dichtungsteil 6 ohne Verwendung des Sicherungsrings 7 nach dem Einsetzen der inneren Drallstücke in die Innenbohrung des Drallgehäuses auch z.B. mit diesem verschweißt oder anderweitig dicht und fest verbunden werden. Ist ein Einsetzen der inneren Drallstücke in die Innenbohrung des Drallgehäuses vom austrittseitigen Ende A der Düse her möglich, kann das Dichtungsstück oder aber der Sicherungsring auch integraler Teil des Drallgehäuses sein.
Während die Abdichtung des Dichtungsteils 6 gegenüber dem Drallgehäuse 3 an sich beliebig gestaltbar ist, ist die radiale Abdichtung zwischen der zentralen Bohrung 61 des Dichtungsteils 6 und dem zylindrischen Ansatz bzw. Dichtungselement 12 des inneren Drallstücks 1, die eine relative Beweglichkeit in axialer Richtung der Düse ermöglicht für die Funktion der Ventileinrichtung von Bedeutung. Die axiale Länge Y2 der Abdichtung zwischen dem Ansatz bzw. Dichtungselement 12 und der Bohrung 61 ist so gewählt, dass sie kürzer ist als die Länge Y1 der axialen Bewegung des mittleren Drallstückes 2 in der Innenbohrung 31 des Drallgehäuses 3. Dies hat zur Folge, dass ab einem bestimmten Punkt bei der axialen Bewegung des mit dem inneren Drallstück 1 verbundenen oder durch den Flüssigkeitsdruck im Einsatz gegen dieses gedrückten Ansatzes 12 zusammen mit dem mittleren Drallstück 2 (aufgrund der axialen Anlage des Drallstücks 1 am Ansatz 25 des mittleren Drallstückes 2) von der in 3 gezeigten Ausgangsstellung oder ersten Stellung, in der das Einströmen von Flüssigkeit in die Düse an der Ventileinrichtung verhindert wird, in Richtung des austrittseitigen Endes A der Düse erst nach einer bestimmten Bewegungsstrecke (nämlich nach einer Bewegung der Länge Y2) die Abdichtung des Ansatzes 12 an der Bohrung 61 beendet ist und die im Einsatz am eintrittseitigen Ende B der Düse bzw. dem Dichtungsteil 6 und dem Dichtungselement 12 anstehende Flüssigkeit unter ihrem Druck in die Zwischenräume zwischen den Drallkörpern und den jeweiligen Innenhohlräumen eintritt und dort verwirbelt wird. Die axiale Bewegung des mittleren Drallstückes 2 ist nach einer Bewegung der Länge Y1 am axial vorderen Anschlag 33 der Innenbohrung 31 bzw. in einer zweiten Stellung beendet. In dieser Stellung ist die Ventileinrichtung vollständig geöffnet und es wird die gewünschte Verwirbelung und Bildung der beiden Sprühkegel an der Öffnung bzw. Mündung der Düse erreicht.
Bei der in 3A/B gezeigten Ausführungsform ist die Ventileinrichtung wie beschrieben am eintrittseitigen Ende B der Düse vorgesehen und wird durch den zylindrischen Ansatz bzw. das Dichtungselement 12, der/das in die Bohrung 61 im Dichtungsteil 6 dichtend und axial beweglich eingesetzt ist, gebildet. Die Abdichtung der Düse wird außer in der ersten oder geschlossenen Stellung der Ventileinrichtung über eine bestimme axiale Strecke der Bewegung des Dichtungskörpers in die zweite oder geöffnete Stellung beibehalten, so dass die Ventileinrichtung erst nach einer gewissen Verzögerung geöffnet wird. Diese Bewegungstrecke des Dichtungselements, bei der die Ventileinrichtung noch geschlossen ist, ist kürzer als eine gesamte axiale Bewegungsstrecke des Dichtungskörpers bzw. des/der Drallkörper (s) in die zweite bzw. vollständig geöffnete Stellung. Die Anordnung der Ventileinrichtung am hinteren axialen eintrittseitigen Ende der Düse hat den Vorteil, dass die Düse insbesondere in den für die Verwirbelung zuständigen Funktionsbereichen im nicht-Auslösezustand (dem Normalzustand) nicht ständig dem jeweiligen Löschmittel ausgesetzt ist. Dadurch werden auch über längere Zeiträume Korrosion bzw. Ablagerungen von Verunreinigungen zuverlässig vermieden, wodurch die Funktionssicherheit der Düse insgesamt verbessert und über lange Zeiträume gewährleistet ist. Dieser Vorteil kann darüber hinaus noch zusätzlich dadurch gesteigert werden, dass in die Bereiche der Düse stromabwärts der Ventileinrichtung ein Korrosionsschutzmittel, beispielsweise ein Korrosionsschutzöl eingebracht und gehalten wird, das im Auslösezustand von der in die Düse eintretenden Löschflüssigkeit ausgetrieben wird. Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Ventileinrichtung am eintrittseitigen Ende der Düse besteht darin, dass eine Anwendung dieser Ventileinrichtung in Verbindung mit dem im folgenden beschriebenen Auslösungsmechanismus auf Zwillings- bzw. Drillingsdüsen oder auch Düsen mit noch mehr Sprühkegeln einfach möglich ist, weil sich der gesamte Mechanismus für die Verwirbelung und die mehreren Austrittsöffnungen an der Mündung der Düse stromabwärts der Ventileinrichtung befindet und für alle Sprühkegel nur eine einzige Ventileinrichtung am Zulauf in die Düse erforderlich ist. Eine Verteilung der Löschflüssigkeit ist in einem Bereich zwischen der Ventileinrichtung und den Drallstücken bzw. Innenbohrungen einfach möglich.
Alternativ kann in einer Abwandlung, die in 5A/B angedeutet ist und die vorzugsweise bei einer einfach-Düse (die nur einen Sprühkegel bildet) anzuwenden ist, die Ventileinrichtung auch am austrittseitigen Ende A der Düse angeordnet sein. Hierbei könnte die Abdichtung bei axialer Bewegbarkeit über eine bestimmte Strecke zwischen einem am zylindrischen Ansatz 22 an dem dem austrittseitigen Ende A der Düse befindlichen Ende des axial beweglich in der Innenbohrung angeordneten Drallstücks 2 anschließenden axial verlängerten Kragen 23 und der ebenfalls axial verlängerten zentralen Bohrung 32 in der vorderen Endplatte 36 des Drall- bzw. Düsengehäuses 3 erfolgen. Eine radiale Dichtung 27 (beispielsweise ein O-Ring) kann in einer radialen Nut in der Außenumfangsfläche des Kragens 23 und/oder in der Innenumfangsfläche der Bohrung 32 (nicht dargestellt) vorgesehen sein.
Im Einsatz wirkt bei der Ausführungsform der 3 der Flüssigkeitsdruck ständig auf die eintrittseitige Seite B der Düse bzw. des Dichtungsteils 6 und die dem eintrittseitigen Ende B zugewandte axiale Endfläche 13 des Ansatzes oder Dichtungselements 12 des Drallstückes 1. Dadurch wird das Dichtungselement 12 und über dieses das innere Drallstück 1 und über dieses wiederum das mittlere Drallstück 2 in axialer Richtung der Düse zum austrittseitigen Ende A hin vorbelastet. Um das Öffnen der Ventileinrichtung im nicht-Auslösezustand der Düse zu verhindern muss eine Gegenhaltekraft vorgesehen sein, welche dem Flüssigkeitsdruck entgegenwirkt und die axiale Bewegung des Dichtungselements in die geöffnete Stellung verhindert und erst im Falle der erwünschten Auslösung der Düse die axiale Bewegung zulässt und die Öffnung der Ventileinrichtung bewirkt. Diese Funktion wird erfindungsgemäß durch eine temperaturabhängig aktivierbare Auslöseeinrichtung 8 erreicht, die im folgenden beschrieben werden wird.
Die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung 8 gemäß einer in 3 und in Detailansicht in 4 gezeigten Ausführungsform umfasst einen Deckel 81, der vorzugsweise aus einem Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Aluminium oder Kupfer, gebildet ist. Der Deckel 81 ist am Außenumfang mit einem umlaufenden axialen Randvorsprung 82 versehen. Der Deckel 81 ist im nicht-Auslösezustand auf den am austrittseitigen Ende der Düse gelegenen Endbereich des Düsen- oder Drallgehäuses 3 aufgesetzt und deckt diesen ab so dass der umlaufende axiale Randvorsprung 82 ein Teilstück des Außenumfangs des Drallgehäuses 3 überlappt. An dem der Deckelfläche 84 abgewandten Ende des axialen Randvorsprungs 82 ist ein kleiner radial einwärts gerichteter Radialvorsprung 83 vorgesehen, so dass zwischen der Deckelfläche 84 und dem Radialvorsprung 83 eine umlaufende Hinterschneidung 85 in axialer Richtung gebildet ist.
Im Endabschnitt 35 des Außenumfangs des Drallgehäuses 3 ist eine radiale Vertiefung 36 vorgesehen, die sich über eine axiale Länge erstreckt, die etwas größer ist als die Überlappung durch den umlaufenden axialen Randvorsprung 82 des Deckels 81. Am vorderen axialen Ende der Vertiefung 36 ist dadurch ein radial vorstehender Grat 37 gebildet, so dass in axialer Richtung ebenfalls eine Hinterschneidung 38 gebildet ist. Alternativ kann es wie in 4 gezeigt genügen, nur den radial vorstehenden Grat 37 am axialen vorderen Umfangsrand des Düsengehäuses vorzusehen. In den Bereich zwischen den Radialvorsprung 83 des Deckels 81 und des radial vorstehenden Grates 37 ist ein Lotmaterial 86 eingebracht, das diesen Bereich im wesentlichen ausfüllt. Das Lotmaterial 86 im erstarrten bzw. festen Zustand geht normalerweise zwar keine feste Verbindung mit den jeweiligen Oberflächen ein, bildet aber bei der erfindungsgemäßen Gestaltung eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Deckel und dem Drallgehäuse, indem es sich quasi zwischen die radialen Vorsprünge oder Grate an Deckel und Drallgehäuse „einspreizt". Diese Verbindung ist so fest, dass sie einer erheblichen axial gerichteten Kraft zum Abheben des Deckels entgegenwirkt. Dadurch kann die Auslöseeinrichtung wie später noch erläutert wird im Betrieb erheblichen Flüssigkeitsdrücken entgegenwirken.
Die radiale Größe der Vertiefung 36 bzw. des Grates 37 und des Radialvorsprungs 83 am Deckel kann jeweils sehr gering sein, beispielsweise im Bereich <<1mm. Die Weite bzw. der Durchmesser an dem Radialvorsprung 83 ist so bemessen, dass ein Abnehmen des Deckels von dem Drallkörper 3 gerade bzw. mit geringem Spiel zum Grat 37 möglich ist. Der Radialvorsprung 83 kann sich um den gesamten Umfang des Randvorsprunges 82 erstrecken, was bevorzugt ist, oder aber über mehrere um den Umfang verteilte Abschnitte die ggf. mit Abschnitten der am Außenumfang des Drallkörpers ausgebildeten Vertiefung 36 korrespondieren.
Als Lotmaterial wird sog. Schmelzlot verwendet, das bei einem vorgegebenen definierten Temperaturwert schmilzt. Durch geeignete Wahl des Schmelzlotes kann damit der Auslösebereich der Auslöseeinrichtung 8 relativ genau und in einem weiten Bereich bestimmt werden. Das Schmelzlot wird in den Bereich zwischen den radialen Vorsprüngen bzw. Graten an Deckel und Drallgehäuse eingebracht, indem beispielsweise der Deckel auf das Ende des Drallgehäuses aufgesetzt wird, ein Streifen des Schmelzlotes um den vorderen Endbereich des Außenumfanges des Drallgehäuses herumgewickelt wird, und das Drallgehäuse mit dem Deckel zuunterst auf eine Heizfläche aufgesetzt wird. Bei Erreichen der Schmelztemperatur schmilzt das Lot schlagartig und fließt durch die Schwerkraft und ggf. die Kapillarwirkung entlang dem Außenumfang des Düsengehäuses nach unten in den Bereich zwischen den radialen Vorsprüngen bzw. Graten an Deckel und Düsengehäuse. Eine Vertiefung 36 am Umfang des Düsengehäuses kann dabei als Lotzufuhrkammer dienen und das Eintreten des Lotmaterials in den Zwischenraum begünstigen.
Zwischen der Deckelfläche 84 einerseits und dem axialen Ende des zylindrischen Ansatzes 22 bzw. des an dem an dem austrittseitigen Ende A der Düse befindlichen Ende desselben angeformten Bundes oder Kragens 23 des mittleren (oder einzigen) axial beweglichen Drallstückes 2, das sich in dem nicht-ausgelösten Zustand gemäß 3 hinter der Bohrung 32 an der vorderen Endplatte des Düsenkörpers im Innenhohlraum befindet, ist ein Distanzstück 87 angeordnet, um das bewegliche Drallstück mechanisch mit dem Deckel zu koppeln und eine Kraftübertragung zu ermöglichen. Dieses Distanzstück kann ein integraler Teil des Deckels oder ein separates Bauteil sein. Es kann ggf auch entfallen, wenn sich der Bund oder ein daran vorgesehener Vorsprung oder Kragen im nicht-ausgelösten Zustand bis zum Deckel erstreckt, wie das z.B. in 5 angedeutet ist.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung im Einsatz beschrieben. Im Einsatz übt die Flüssigkeit auf die am eintrittseitigen Ende der Düse befindliche axiale Endfläche 13 des Dichtungselements oder Ansatzes 12 des inneren Drallstücks 1 (wenn die Ventileinrichtung wie in 3 am eintrittseitigen Ende der Düse angeordnet ist) oder auf die am austrittseitigen Ende der Düse befindliche und zum Innenhohlraum gewandte Rückfläche 13' des Dichtungselements 23 (wenn die Ventileinrichtung wie in 5 am austrittseitigen Ende der Düse angeordnet ist) ständig einen Druck aus und drückt das jeweilige Dichtungselement in Axialrichtung der Düse. Der Druck bzw. die resultierende Kraft wird über das innere Drallstück 1, das mittlere Drallstück 2 und das Distanzstück 87 (bei dem Beispiel der 3) bzw. über das Dichtungselement 23 unmittelbar (bei dem Beispiel der 5) mechanisch auf die Deckelfläche 84 übertragen. Dieser Kraft zum Abheben des Deckels wirkt die Haltekraft des Schmelzlotes 86 entgegen. Bei Erreichen der Schmelztemperatur verflüssigt sich das Schmelzlot schlagartig und die Haltewirkung entfällt, so dass sich das innere und mittlere Drallstück zusammen in Axialrichtung der Düse zum austrittseitigen Ende A derselben bewegen können. Deshalb wird im Auslösefall der Deckel 81 durch den Wasserdruck und die mechanische Kopplung mit dem Dichtungselement vom axialen Ende des Drallgehäuses weggeschleudert. Da die Dichtung der Ventileinrichtung ab dem Beginn der axialen Bewegung über eine gewisse Wegstrecke Y2 der axialen Bewegung des Dichtungselements aufrechterhalten bleibt, dringt in der Anfangsphase der Axialbewegung noch keine Flüssigkeit in die Düse ein. Erst wenn diese Wegstrecke zurückgelegt ist und der Deckel 81 bereits sicher entfernt ist, strömt die Flüssigkeit in die Düse und die Verwirbelung und Sprühkegelbildung beginnt.
Die Verzögerung der Einströmung der Flüssigkeit hat den Vorteil, dass eine unerwünschte frühzeitige Kühlung der Düse und damit des Schmelzlotes durch die Flüssigkeit vermieden wird, bevor der Deckel sicher und vollständig entfernt ist. Dadurch werden Fehlauslösungen oder unvollständige Auslösungen der Düse zuverlässig vermieden. Weil die Kraft zum Ablösen des Deckels durch den Flüssigkeitsdruck aufgebracht wird und der Deckel und damit alle am austrittseitigen Ende A der Düse befindlichen Teile bei Auslösung vollständig entfernt sind, mithin die Schwerkraftwirkung für den Auslösevorgang und auch die Sprühnebelbildung nicht benötigt wird, kann die erfindungsgemäße Düse auch in horizontaler, vertikal nach oben gerichteter oder in schräg stehender Einbauposition, z.B. im Wand- oder Bodeneinbau von Gebäuden etc. eingesetzt und zuverlässig ausgelöst und betrieben werden. Die Bildung der Sprühkegel ist durch keinerlei Bauteile beeinträchtigt, die nach der Auslösung vor der Austrittsöffnung der Düse verbleiben. Dadurch dass die Abdichtung der Flüssigkeit in die Düse bzw. aus der Düse durch eine eigene Ventileinrichtung bewirkt wird, die im nicht-betätigten Zustand der Auslöseeinrichtung geschlossen ist und erst nach vollständiger Auslösung der Auslöseeinrichtung geöffnet wird ist es möglich, die Auslöseeinrichtung mit Schmelzlot in einfacher Weise zu verwirklichen, weil eine flüssigkeitsdichte Ausführung der Schmelzlotverbindung zwischen dem Deckel und dem Düsengehäuse nicht erforderlich ist.
Außerdem umfasst der sichtbare Teil der Auslöseeinrichtung lediglich den Deckel, so dass eine Verkleidung bei Installationen im Wohn- bzw. Repräsentationsbereich, wo eine Sichtbarkeit der Löscheinrichtungen nicht akzeptabel ist, entweder gar nicht erforderlich ist, weil der allein sichtbare Deckel optisch nicht stört, oder durch Blendringe, wie beispielsweise durch das in 3 angedeutete Bauteil 200 einfach und kostengünstig und ästhetisch ansprechend erreicht werden kann. Ein solcher Blendring 200 deckt die in der Regel für die Installation der Düsen erforderlichen größeren Öffnungen in Wand- bzw. Deckenverkleidungsplatten ab und kann durch elastische Klammern 201 z.B. auf das Drall- bzw. Düsengehäuse aufgesetzt und daran festgeklemmt und hinsichtlich seiner Position einfach justiert und bezüglich dem Deckel zentriert werden, selbst wenn die Düse nicht in genau justierter vertikaler Ausrichtung montiert ist. Dies ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Verkleidung der Öffnungen. Schließlich wird die Düse als solche durch den flachen Deckel des Auslösemechanismus in axialer Länge nicht verlängert, so dass bei Einbauten in Gebäuden der erforderlich Platzbedarf geringer ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Auslösemechanismus gegenüber mechanischen Beschädigungen und Einwirkungen von Außen im Vergleich zu bisherigen Lösungen relativ unempfindlich ist und unbeabsichtigte Auslösungen der Sprühdüsen vermieden werden können.
Die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung kann auch in einer weiteren in 6 dargestellten Ausführungsform vorteilhaft eingesetzt werden, bei der zur Erzeugung der Verwirbelung eine der Bauart nach z.B. aus der DE 19533636 bekannte und in 2 gezeigte Düse nach dem Stand der Technik ohne axial bewegliches Drallstück verwendet wird. In Modifikation der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung und zur Anwendung der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung wird der bei dieser Düse verwendete Dichtkörper mit Axialdichtung am Austritt der Düse durch ein Dichtungselement oder einen Dichtungskörper 9 mit Radialdichtung 91 ersetzt, das bzw. der in die Austrittsöffnung 32 der Düse eingesetzt ist und eine axiale Bewegung über eine definierte Strecke erlaubt, ohne dass die Dichtwirkung unterbrochen wird. Der Dichtungskörper 9 bildet mit der Austrittsöffnung 32 die Ventileinrichtung am austrittseitigen Ende der Düse. Im übrigen wird der beim Stand der Technik verwendete Auslösemechanismus mit dem Andruckkörper durch den zuvor anhand der 3 und 4 beschriebenen erfindungsgemäßen Auslösemechanismus ersetzt, wobei ein Deckel mittels der beschriebenen erfindungsgemäßen Schmelzlotverbindung über den Dichtungskörper gesetzt und an dem Düsengehäuse befestigt wird. Die Auslösung erfolgt so, dass bei Wärmeeinwirkung das Schmelzlot verflüssigt wird und dann der auf den Dichtungskörper 9 an dessen rückseitiger Fläche 13'' wirkende Flüssigkeitsdruck, der diesen ständig gegen den Deckel 81 drückt, die schlagartig abnehmende Haltekraft des Schmelzlotes überwindet und den Dichtungskörper zusammen mit dem Deckel nach außen drückt und von der Düse wegschleudert. Durch die für eine bestimmte axiale Bewegungsstrecke Y2 ab Beginn der Auslösung aufrechterhaltene Dichtungswirkung der Radialdichtung am Dichtungskörper wird der Durchtritt von Wasser anfänglich verhindert und erst ermöglicht, wenn der Dichtkörper die vorgegebene axiale Bewegungsstrecke vollständig zurückgelegt hat und den Deckel zuverlässig vom austrittseitigen Ende der Düse abgestoßen hat. Eine Verbindung zwischen dem Dichtungskörper und dem Deckel ist nicht erforderlich, da die mechanische Kopplung und Kraftübertragung durch den Flüssigkeitsdruck gewährleistet ist. In Abwandlungen der Ausführungsform kann der Dichtungskörper 9 aber auch als integraler Teil des Deckels ausgebildet oder als separates Bauteil hergestellt und mit diesem fest oder lösbar verbunden sein.
Die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung, die auf dem Einsatz des Schmelzlotes und des Deckels basiert, kann, wie schematisch in 4 angedeutet ist, dahingehend weiter verbessert werden, dass ein elektrisches Heizelement 88 in der Nähe der Schmelzlotmasse, beispielsweise im vorderen Endbereich des Düsen- bzw. Drallgehäuses 3 wie in 3 oder 4 dargestellt angeordnet wird oder als separates Element, das am Außenumfang des Deckels im Bereich des Randvorsprunges 82 in einem Abstand dazu so angeordnet wird, dass das Abwerfen des Deckels nicht beeinträchtigt ist. Die Ansteuerung des Heizelementes, z.B. in Form eines Heizdrahtes etc. durch einen elektrischen Strom über mit dem Heizelement verbundene Zuleitungen führt gezielt zu einer Erwärmung des Schmelzlotes und kann damit zur selektiven Fernauslösung der Sprühdüsen verwendet werden. Diese Lösung bietet zusätzliche Sicherheit in den Fällen, in denen eine Auslösung der Brandschutzanlage insgesamt oder in Zonen oder aber eine gezielte Einzelauslösung von Düsen noch vor Erreichen einer entsprechend hohen Temperatur gewünscht oder erforderlich und z.B. durch separate Rauchmelder oder durch manuelle Betätigung möglich sein soll, um einer starken Rauchwirkung bei Schwelbränden oder chemischen Reaktionen durch den Sprühnebel zu begegnen oder einen Brandherd bei Erkennung im Anfangsstadium wirkungsvoll zu bekämpfen. Diese Auslösung von temperaturabhängig betätigbaren Auslöseeinrichtungen von Sprühdüsen in Brandschutzanlagen kann unabhängig von der Bauart und Funktionsweise der verwendeten Sprühdüsen eingesetzt werden, ist aber bei der erfindungsgemäßen auf Schmelzlot basierenden Auslöseeinrichtung besonders vorteilhaft einsetzbar.
Bei der in 3 gezeigten Dralldüse handelt es sich um eine Zwillingsdüse, die im Einsatz zwei Sprühkegel erzeugt. Eine auf dieser Ausführungsform basierende (nicht dargestellte) weitere Ausführungsform der Erfindung kann als Einfach-Düse ausgeführt sein. Hierzu wird im wesentlichen lediglich das innere Drallstück 1 sowie die Innenbohrung 21 des mittleren Drallstückes 2 weggelassen und der Ansatz bzw. das Dichtungselement 12 am eintrittseitigen Ende des dann einzigen und bisher mittleren Drallstückes, das axial beweglich in dem Innenhohlraum des Düsengehäuses angeordnet ist, vorgesehen. Diese Variante ist im Prinzip der Ausführungsform in 5 ähnlich mit dem Unterschied, dass die Ventilvorrichtung am axial hinteren Ende der Düse angeordnet ist und den Eintritt von Flüssigkeit in die Düse steuert.
Eine auf dieser Ausführungsform und Abwandlung einer Einfach-Düse basierende weitere (nicht dargestellte) Abwandlung kann nun vorsehen, dass nicht das Drallstück selbst axial beweglich in der Innenbohrung des Drallgehäuses geführt ist, um über die Bewegung der Ventileinrichtung am eintrittseitigen Ende unter der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes bei Auslösung der Auslöseeinrichtung den Deckel abzuwerfen, sondern ein zusätzlicher Auslöse- bzw. Verbindungsstift vorgesehen ist, der sich zwischen der Auslöseeinrichtung einerseits und der Ventileinrichtung andererseits durch das Drallstück erstreckt und axial beweglich ist. An dem am eintrittseitigen Ende der Düse befindlichen Ende des Auslösestiftes ist dann der ggf. im Durchmesser erweiterte zylindrische Ansatz bzw. Dichtungskörper vorgesehen und ist wie beider in 3 gezeigten Ausführungsform in die Bohrung des Dichtungsteils eingesetzt und im Einsatz an der stromaufwärtigen Endfläche dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt. An dem am austrittseitigen Ende der Düse befindlichen Ende des Auslösestiftes wirkt dieser mit der Auslöseeinrichtung bzw. dem Deckel so zusammen, dass bei Auslösung (z.B. durch Abschmelzen des Schmelzlotes, welches den Deckel hält) dieser durch die über den Auslösestift an den Deckel weitergegebene Kraft aufgrund des Flüssigkeitsdruckes auf das entgegengesetzte Ende des Auslösestiftes mechanisch abgeworfen wird während gleichzeitig durch die axiale Bewegung des Auslösestiftes in Richtung des austrittseitigen Endes der Düse die Ventileinrichtung am eintrittseitigen Ende der Düse verzögert ausgelöst und die Sprühfunktion der Düse aktiviert wird. Bis auf die zuvor beschriebenen Änderungen könnten bei dieser Abwandlung die Merkmale der Düse, insbesondere die der Ventileinrichtung und der Auslöseeinrichtung von der Ausführungsform von 3 übernommen werden.
Eine weitere in der 7 dargestellte vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einfach-Dralldüse ist im Prinzip der in 6 gezeigten Ausführungsform ähnlich, wobei im Unterschied hierzu der Auslösemechanismus keinen separaten Deckel besitzt, der am Außenumfang des Düsengehäuses 3 durch das Schmelzlot formschlüssig gehaltert ist. Vielmehr wird bei dieser Variante der Auslösemechanismus durch das Schmelzlot selbst gebildet. Das Schmelzlot 86 ist in ein Paar miteinander verbundener Ausnehmungen 92 eingebracht, die in dem in die Düsenöffnung 32 eingesetzten Dichtungselement 93 einerseits und in das Düsengehäuse im Bereich der Mündung der Düsenöffnung andererseits so vorgesehen sind, dass sie sich in der nicht-ausgelösten Stellung der Ventileinrichtung gegenüberliegen. Das Schmelzlot wird bei der Montage in flüssiger Form in die Ausnehmungen eingebracht und ist in diesen nach dem Erstarren formschlüssig verankert. Um das Einbringen zu erleichtern kann an der Außenseite eine in die korrespondierenden Ausnehmungen reichende Einführnut 94 vorgesehen sein. Durch das Schmelzlot wird das Dichtungselement, das wie in 6 über eine Radialdichtung 95 gegenüber der Düsenbohrung abgedichtet ist und dadurch die Ventileinrichtung bildet, in dem nicht-ausgelösten Zustand gegen den vom Innenhohlraum der Düse an der rückseitigen Fläche 13''' des Dichtungselements 93 anstehenden Flüssigkeitsdruck an der Bewegung gehindert und so in der abdichtenden Position gehalten.
Die Auslösung des Auslösemechanismus erfolgt dadurch, dass sich das Schmelzlot durch Wärmeeinwirkung bei der definierten Übergangstemperatur verflüssigt und der Formschluss nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Der Flüssigkeitsdruck bewegt dann das Dichtungselement nach Außen und stößt es schließlich aus der Düsenöffnung aus und die Sprühwirkung der Düse beginnt.
Die stromaufwärts der Strömungsrichtung gelegene Radialdichtung verhindert in Verbindung mit der definierten axialen Bewegungsstrecke Y2, während der die Dichtungswirkung im Auslösefall aufrecht erhalten bleibt, dass Flüssigkeit das Schmelzlot vorzeitig abkühlt, bevor das Dichtungselement vollständig aus der Düsenöffnung ausgestoßen ist bzw. eine solche Beschleunigung erfahren hat, dass es selbst durch Schmelzlotreste nicht mehr gehalten werden kann. Dadurch wird eine zuverlässige und definierte Auslösung der Düse gewährleistet.
In den 8 und 9 ist eine fünfte Ausführungsform einer Dralldüse, hier einer Zwillingsdüse dargestellt, die der in 3 gezeigten und bereits beschriebenen Düse entspricht, wobei aber ein anderer Auslösemechanismus eingesetzt ist. Deshalb wird im folgenden nur noch der abweichende Auslösemechanismus beschrieben. Dieser Auslösemechanismus kann praktisch für verschiedene Sprühdüsenbauarten (einfach- und Drillingsdüsen) und auch für normale Sprinkler ohne Wasserverwirbelung eingesetzt werden und ist deshalb nicht auf die dargestellte Kombination mit der Zwillingsdüse beschränkt. Lediglich erforderlich sind also ein Düsenkörper bzw. -gehäuse mit einer Düsenöffnung, an dem der Wasserstrahl oder Sprühkegel austritt und eine Ventileinrichtung mit einem Dichtungselement, welches die Düsenöffnung abdichtend verschließt und über eine Halteeinrichtung in der abdichtenden Stellung gehalten ist, solange die Düse im nicht-betätigten Zustand ist. Das Dichtungselement kann bei diesem erfindungsgemäßen Auslösemechanismus, der nicht von dem Schmelzlot Gebrauch macht, eine Axialdichtung wie z.B. im Stand der Technik gemäß 2 oder aber eine Ventileinrichtung Radialdichtung wie bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen gemäß 3, 5 oder 6 und wie bei diesen entweder am austrittseitigen Ende oder am eintrittseitigen Ende der Düse angeordnet sein.
Die Auslösung der Düse erfolgt auch bei dieser Ausführungsform durch ein temperaturabhängig betätigbares Auslöseelement, vorzugsweise einen länglichen fläschchenartigen Glaskolben 71, der mit einer Flüssigkeit befüllt ist und bei Erwärmung bei einer definierten Temperatur zerspringt. Solche Glaskolben werden zur Auslösung von Sprinklern und Brandschutzanlagen häufig eingesetzt und sind im Handel in einem weiten Bereich von Temperaturabstufungen erhältlich.
Die Halteeinrichtung umfasst wie in 8 dargestellt ein paar elastische Klemmbügel 72, 73, die an einem Stützelement 74 in Form einer Scheibe in Ausnehmungen 96 derselben, die an gegenüberliegenden Umfangspositionen angeordnet sind, gehaltert.
Die Klemmbügel 72, 73 sind unter Spiel in die Ausnehmungen 96 eingesetzt, so dass jeweils ein Abschnitt jedes Klemmbügels auf beiden Seiten des Stützelements vorsteht und die Klemmbügel Kippbewegungen um einen Punkt 75 ausführen können. Ist das Stützelement 74 wie dargestellt mit den Klemmbügeln 72, 73 auf das axiale austrittseitige Ende des Düsenkörpers 3 aufgesetzt, führt diese Kippbewegung dazu, dass die Klemmbügel zwischen einer Verriegelungsstellung, in der abgebogenen Endabschnitte 76 der Klemmbügel an der Rückseite des Stützelements mit dem Düsenkörper 3 z.B. in entsprechend geformten Nuten 77 oder Vorsprüngen in Eingriff sind, und einer Entriegelungsstellung, in der die Klemmbügel nicht in Eingriff mit dem Düsenkörper sind, bewegbar sind. Durch entsprechende Wahl des axialen Abstandes der Eingriffe vom vorderen Ende des Düsenkörpers wird die Größe der axialen Haltekraft bestimmt, mit der die Halteeinrichtung ein zwischen dem Stützelement und der Düsenvorderseite angeordnetes Dichtungselement 78 gegen den Wasserdruck halten kann.
Ist der längliche fläschchenartige Glaskolben 71 zwischen die entgegengesetzten Endabschnitte der Klemmbügel an der Vorderseite des Stützelements eingeklemmt, werden die Klemmbügel im nicht-ausgelösten Zustand in der Verriegelungsstellung gehalten. Der Abstand zwischen den Endabschnitten der Klemmbügel an der Aufnahmestelle des Glaskolbens ist so bemessen, dass die Klemmbügel, die aus elastischem Material gefertigt sind, bei eingesetztem Glaskolben elastisch verformt sind und daher beim Zerplatzen des Fläschchens eine Rückstellkraft in die Entriegelungsstellung erzeugen. Um auch kleinere Fläschchen aufnehmen zu können und die elastische Federwirkung zu verstärken sind die Enden 79 der Klemmbügel radial einwärts umgebogen.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt und Vorteil des erfindungsgemäßen Auslösemechanismus besteht darin, dass das Glasfläschchen zwischen die Enden der Klemmbügel quer zu der Düsenöffnung liegt und zwischen die Klemmbügel eingespreizt ist. Dadurch ist zum einen die axiale Länge des Auslösemechanismus deutlich verkürzt, was den Einbau und die Verkleidung der Düsen in Gebäuden vereinfacht. Ferner wird der Wasserdruck nicht durch die empfindlichen Glaskolben gehalten sondern durch den Eingriff der -Klemmbügel am Düsengehäuse. Dadurch kann der Wasserdruck ohne weiteres erhöht werden, ohne dass die Gefahr einer unbeabsichtigten Auslösung durch vorzeitigen Bruch der Glaskolben besteht. Schließlich ist die mechanisch Belastung auf die Glaskolben nur durch die Geometrie der Klemmbügel und deren Abstand bzw. elastischen Kraft bei der gewählten Verformung bestimmt und im wesentlichen Bauartbedingt konstant und nicht durch die manuell zu bestimmende Vorspannung auf den Glaskolben, z.B. durch eine Spannschraube.
Das Stützelement muss im übrigen nicht scheibenförmig sein und die gesamte Vorderfläche des Düsengehäuses abdecken sondern kann auch nur aus einem Metallstreifen oder Steg gebildet sein, der die Klemmbügel in der gegenüberliegenden Stellung hält.
In einer alternativen (nicht dargestellten) Ausgestaltung kann die Halteeinrichtung auch durch eine am Außenumfang des Düsengehäuses angeformte 2-dimensionale Kurven- oder Gewindestruktur, entlang der die rückseitigen Enden 76 der Klemmbügel gleiten und geführt werden, bei einer Drehbewegung der Halteeinrichtung gleichzeitig sowohl in Axialrichtung gegen das Dichtungselement als auch in Radialrichtung gegen das Auslöseelement in die Halteposition verspannt werden und ggf. in einer Endstellung durch eine Rastung der rückseitigen Enden 76 der Klemmbügel verriegelt werden.
Die erfindungsgemäßen Dralldüsen sind im übrigen im Brandschutz nicht nur mit Wasser sondern generell zur Vernebelung von Flüssigkeiten bzw. flüssigen Gemischen, die sich aufgrund ihrer Viskosität und anderer Eigenschaften hierfür eignen, einsetzbar. Ferner ist auch eine Anwendung in anderen Bereichen wie der Landwirtschaft oder in der Verfahrenstechnik etc. möglich, wo eine gezielte Vernebelung von Flüssigkeiten und eine Einzelauslösung gewünscht ist.

Claims

Dralldüse, insbesondere für Brandbekämpfungsanlagen, mit: einem Düsenkörper mit einer Düsenöffnung und mindestens einem in einen Innenhohlraum eingesetzten Drallstück zur Verwirbelung einer Flüssigkeit, einer Ventileinrichtung mit einem Dichtungselement, welches in einer ersten Stellung den Eintritt der Flüssigkeit in den Düsenkörper oder aus dem Düsenkörper verhindert und in einer zweiten Stellung diesen zulässt und bei einer Bewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung einen definierten Bewegungsbereich aufweist, in dem der Eintritt der Flüssigkeit in den Düsenkörper oder aus dem Düsenkörper verhindert wird, und einer temperaturabhängig betätigbaren Auslöseeinrichtung, die mit dem Dichtungselement der Ventileinrichtung zusammenwirkt, derart, dass sie im nicht-betätigten Zustand in der ersten Stellung des Dichtungselements eine Haltekraft gegen einen auf das Dichtungselement im Einsatz einwirkenden Flüssigkeitsdruck ausübt und die Bewegung des Dichtungselements verhindert, und im betätigten Zustand die Bewegung des Dichtungselements zulässt.
Dralldüse gemäß Anspruch 1, wobei die Auslöseeinrichtung mit dem Dichtungselement kraftübertragend gekoppelt ist, um im betätigten Zustand die Bewegung des Dichtungselements auf die Auslöseeinrichtung zu übertragen, um zumindest einen Teil derselben von dem Düsenkörper abzuwerfen.
Dralldüse gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Auslöseeinrichtung ein im nicht-betätigten Zustand über eine Schmelzlotverbindung formschlüssig mit dem Düsenkörper verbundenes Halteelement aufweist, welches mit dem Dichtungselement der Ventileinrichtung kraftübertragend zusammenwirkt.
Dralldüse gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Dichtungselement in die Düsenöffnung verschiebbar eingesetzt ist und gegenüber dieser mit einer Radialdichtung abgedichtet ist.
Dralldüse gemäß Anspruch 4, wobei die Auslöseeinrichtung eine im nicht-betätigten Zustand zwischen dem Dichtungselement und dem Düsenkörper formschlüssig angeordnete Schmelzlotverbindung umfasst.
Dralldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Halteelement der Auslöseeinrichtung einen Deckel umfasst, der über die Schmelzlotverbindung formschlüssig mit dem Düsenkörper verbunden ist.
Dralldüse gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Dichtungselement der Ventileinrichtung im nicht-betätigten Zustand durch eine Halteeinrichtung der Auslöseeinrichtung in der abdichtenden Stellung gehalten ist, wobei die Auslöseeinrichtung ein temperaturabhängig betätigbares Auslöseelement aufweist, wobei die Halteeinrichtung ein paar elastische Klemmbügel umfasst, die durch ein Stützelement so gehaltert sind, dass die Klemmbügel zwischen einer Verriegelungsstellung, in der die Klemmbügel mit dem Düsenkörper in Eingriff sind, und einer Entriegelungsstellung, in der die Klemmbügel nicht in Eingriff mit dem Düsenkörper sind, bewegbar sind, und wobei das Auslöseelement die Klemmbügel im nicht-ausgelösten Zustand in der Verriegelungsstellung hält und elastisch verformt.
Dralldüse gemäß Anspruch 7, wobei das Auslöseelement ein länglicher Glaskolben ist, der bei einer definierten Temperatur zu zerspringen vermag.
Dralldüse gemäß Anspruch 8, wobei der längliche Glaskolben quer zu der Düsenöffnung liegt und zwischen die Klemmbügel eingespreizt ist.
Dralldüse gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Bewegung der Klemmbügel von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung eine Kippbewegung um ein Aufnahme des Stützelements ist.
Dralldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sich das Drallstück oder eine Einheit aus mehreren Drallstücken zwischen der Auslöseeinrichtung einerseits und dem Dichtungselement andererseits erstreckt, das Drallstück oder die Einheit aus mehreren Drallstücken in der zugeordneten Innenbohrung so angeordnet ist, das es/sie zumindest im betätigten Zustand der Auslöseeinrichtung darin zumindest im betätigten Zustand der Auslöseeinrichtung in axialer Richtung des Düsenkörpers beweglich ist, und das Dichtungselement mit dem beweglichen Drallstück oder der beweglichen Einheit aus mehreren Drallstücken kraftübertragend zusammenwirkt.
Dralldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Dichtungselement mit einem Verbindungsstift kraftübertragend zusammenwirkt, der sich zwischen der Auslöseeinrichtung einerseits und dem Dichtungselement andererseits durch das Drallstück erstreckt und zumindest im betätigten Zustand der Auslöseeinrichtung in axialer Richtung des Düsenkörpers beweglich ist.
Dralldüse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Dichtungselement einen zylindrischen Ansatz umfasst, der in einer zylindrischen Bohrung verschiebbar geführt ist und zu dieser über eine Radialdichtung abgedichtet ist.
Dralldüse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein elektrisches Heizelement im Bereich der temperaturabhängig betätigbaren Auslöseeinrichtung angeordnet ist, um eine selektive Betätigung derselben zu ermöglichen.
Dralldüse, insbesondere für Brandbekämpfungsanlagen, mit einem temperaturabhängig betätigbaren Auslösemechanismus, wobei ein elektrisches Heizelement im Bereich des temperaturabhängig betätigbaren Auslösemechanismus angeordnet ist, um eine selektive Betätigung desselben zu ermöglichen.
Sprühdüse, insbesondere Dralldüse oder Sprinkler für Brandbekämpfungsanlagen, mit einem Düsenkörper mit einer Düsenöffnung, einer Ventileinrichtung mit einem Dichtungselement, welches im nicht-betätigten Zustand die Düsenöffnung abdichtend verschließt und über eine Halteeinrichtung in der abdichtenden Stellung gehalten ist, und einem temperaturabhängig betätigbaren Auslöseelement, wobei die Halteeinrichtung ein paar elastische Klemmbügel umfasst, die durch ein Stützelement so gehaltert sind, dass die Klemmbügel zwischen einer Verriegelungsstellung, in der die Klemmbügel mit dem Düsenkörper in Eingriff sind, und einer Entriegelungsstellung, in der die Klemmbügel nicht in Eingriff mit dem Düsenkörper sind, bewegbar sind, wobei das Auslöseelement die Klemmbügel im nicht-ausgelösten Zustand in der Verriegelungsstellung hält und elastisch verformt.
Sprühdüse gemäß Anspruch 16, wobei das Auslöseelement ein länglicher Glaskolben ist, der bei einer definierten Temperatur zu zerspringen vermag.
Sprühdüse gemäß Anspruch 17, wobei der längliche Glaskolben quer zu der Düsenöffnung liegt und zwischen die Klemmbügel eingespreizt ist.
Sprühdüse gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Bewegung der Klemmbügel von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung eine Kippbewegung um ein Aufnahme des Stützelements ist.