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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Löschfluidbehältnis sowie ein Verfahren zum
Entleeren eines Löschfluidbehältnisses
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Heutzutage
ist es bekannt, bei stationären Löschsystemen
ein Löschfluid
in einem Löschfluidbehältnis vorzuhalten.
Im Brandfall wird das Löschfluid
aus dem Löschfluidbehältnis in
eine Rohrleitung und in sich darin anschließende Löschnebeldüsen ausgetrieben. Bevorzugt
werden bei solchen Löschsystemen
Löschnebeldüsen eingesetzt,
die einen fein verteilten Löschnebel
ausbringen. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn der Druck in den
Löschfluidbehältnissen
groß ist,
d. h., wenn das Löschfluid
mit einem entsprechend großen
Druck aus den Löschnebeldüsen ausgetrieben
wird. Nur dann wird ein feiner Löschnebel
erzeugt, der zuverlässig
den Brand löschen
und das den Brand umgebende Raumvolumen abkühlen kann.
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Es
ist bekannt, Löschfluidbehältnisse
mit einer Löschfluidkammer
und einer Druckkammer auszustatten. Zwischen der Druckkammer und
der Löschfluidkammer
wird ein Kolben angeordnet. Durch Erhöhen des Drucks in der Druckkammer
wird der Kolben in Richtung der Löschfluidkammer verschoben.
Dadurch wird das in der Löschfluidkammer gelagerte
Löschfluid
in ein Rohrsystem ausgetrieben und anschließend die Löschnebeldüsen mit Löschfluid beaufschlagt.
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Bei
den bekannten Löschfluidbehältnissen werden
die Löschnebeldüsen solange
mit Löschfluid beaufschlagt,
bis die Löschfluidkammer
ganz entleert ist. Dann liegt der Kolben an dem Boden der Löschfluidkammer
an. In der Rohrleitung verbliebenes Löschfluid kann nicht mehr ausgetrieben
werden.
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Nachteilig
hierbei ist jedoch, dass sich bei weit verzweigten Systemen, beispielsweise
in Gebäuden
und Tunneln, ein großer
Anteil des Löschfluids
in den Rohrleitungen befindet. Dieses Löschfluid kann nach dem Entleeren
der Löschfluidkammer nicht
weiter ausgebracht werden, da kein ausreichend hoher Druck in dem
Rohrleitungssystem anliegt. Das bedeutet aber, dass nicht das gesamte
verfügbare
Löschfluid
zum Löschen
eines Brandes verwendet werden kann, sondern ein Teil des Löschfluids
in den Rohrleitungen verbleibt.
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Zusätzlich ist
von Nachteil, dass herkömmliche
Löschfluidbehältnisse
permanent mit Druck beaufschlagt sind. D. h., dass in der Druckkammer
stets ein Überdruck
herrscht, so dass das Löschfluidbehältnis entsprechend
dickwandig ausgeführt
sein muss, um diesen Druck über
eine lange Zeit halten zu können.
Dies führt
zu einer aufwändigen
Konstruktion des Löschfluidbehältnisses.
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Ausgehend
von den zuvor aufgezeigten Nachteilen lag der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Löschfluidbehältnis und
ein Verfahren zum Betreiben eines Löschfluidbehältnisses zur Verfügung zu
stellen, welches eine gute Ausbeute des zur Verfügung stehenden Löschfluids
zum Löschen
eines Brandes ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird gemäß eines
Gegenstands der Anmeldung gelöst
durch ein Löschfluidbehältnis mit
einer Löschfluid
speichernden Löschfluidkammer,
und mit einer durch eine verschiebbare Trennwand von der Löschfluidkammer
getrennte, mit Druckmittel beaufschlagte Druckkammer, wobei zum Austreiben
des Löschmittels
aus der Löschfluidkammer
in eine Rohrleitung die Trennwand durch das Druckmittel in Richtung
der Löschfluidkammer
verschiebbar ist, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Trennwand
ein sich bei im Wesentlichen entleerter Löschfluidkammer öffnendes Öffnungsmittel
aufweist, derart, dass durch das geöffnete Öffnungsmittel das Druckmittel
in die Rohrleitung entweicht.
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Es
ist erkannt worden, dass das in den Rohrleitungen verbleibende Löschfluid
zur Bekämpfung eines
Brandes genutzt werden kann, wenn, nachdem die Löschfluidkammer entleert worden
ist, die Rohrleitung mit dem Druckmittel beaufschlagt wird. Hierzu wird
vorgeschlagen, dass sich ein Öffnungsmittel
bei entleerter Löschfluidkammer öffnet und
das Druckmittel durch die Trennwand hindurch in die Löschfluidkammer
und in die Rohrleitung eintreten kann. Dadurch wird die Rohrleitung
weiterhin mit Druck beaufschlagt, so dass das in der Rohrleitung
verbleibende Löschfluid
aus den Löschnebeldüsen ausgetrieben wird.
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Die Öffnungsmittel
können
beispielsweise als ein sich öffnendes
Ventil gebildet sein. Das Ventil kann in der Trennwand angeordnet
sein. Dieses sich öffnende
Ventil kann sich, wenn die Trennwand das Ende des Löschfluidkammer
erreicht, selbsttätig öffnen. Es
ist auch möglich,
dass die Öffnungsmittel durch
zumindest eine, an dem Innendurchmesser der Löschfluidkammer angeordnete
Nut gebildet ist. Diese Nut kann beispielsweise am Ende des Löschfluidkammer
gebildet sein. Bewegt sich die Trennwand über die Nut, schließt diese
die Druckkammer nicht mehr von der Löschfluidkammer ab, und Druckmittel
kann über
die Nut in die Löschfluidkammer
eindringen.
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Es
wird erreicht, dass das Löschfluid
aus der Rohrleitung entweichen kann. Danach tritt Druckmittel aus
den Löschnebeldüsen aus.
Bei Verwendung von Löschgasen
als Druckmittel, beispielsweise CO2, Inertgasen
(Argon, Stickstoff), Gemische davon, Halon, sowie anderer Löschgase,
könnte
ein eventuell noch verbleibender Restbrand gelöscht werden.
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Besonders
einfach lässt
sich die Trennwand innerhalb des Löschfluidbehältnisses verschieben, wenn
die Löschfluidkammer
und die Druckkammer zylindrisch sind. Die Trennwand ist bevorzugt
ein Kolben. Die Trennwand muss gewährleisten, dass keine Fluidkommunikation
zwischen Druckkammer und Löschfluidkammer
stattfindet. Ein Kolben eignet sich hierzu besonders, da dieser
eine gute Abdichtung zwischen Löschfluidkammer
und Druckkammer ermöglicht.
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Sobald
die Trennwand in der Nähe
oder unmittelbar an dem Boden der Löschfluidkammer angelangt ist, öffnet sich
das Ventil, so dass Druckmittel aus der Druckkammer in die Löschfluidkammer
und dann in die Rohrleitung entweichen kann. Sind die Öffnungsmittel
aus zumindest einer Nut gebildet, kann Druckmittel, sobald sich
die Trennwand auf der Höhe
der Nut befindet, aus der Druckkammer in die Löschfluidkammer eindringen.
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Es
ist bevorzugt, dass die Löschfluidkammer einen
das Ventil öffnenden
Anschlag aufweist. Der Anschlag ist bevorzugt in oder an dem Boden
der Löschfluidkammer
angeordnet und so gestaltet, dass dieser das Ventil öffnet, wenn
die Trennwand an dem Boden der Löschfluidkammer
angelangt ist.
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Gemäß eines
vorteilhaften Ausführungsbeispiels
wird vorgeschlagen, dass das Ventil eine Trennscheibe ist. Diese
Trennscheibe wird gemäß eines
vorteilhaften Ausführungsbeispiels
durch einen Dorn zerstört.
Dabei wird die Trennwand durch das Druckmittel gegen den Boden der
Löschfluidkammer gedrückt und
der Dorn dringt in die Trennscheibe ein, so dass diese zerstört wird.
Nachdem die Trennscheibe zerstört
ist, entweicht Druckmittel in die Rohrleitung.
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Gemäß eines
vorteilhaften Ausführungsbeispiels
wird vorgeschlagen, dass das Ventil durch eine Ventilfeder in einer
geschlossenen Position gehalten wird. Hierbei ist bevorzugt, wenn
die Ventilfeder die Trennscheibe des Ventils gegen die der Druckkammer
zugewandte Seite der Trennwand drückt. Beispielsweise kann die
Trennscheibe mit einem Schaft versehen sein, der durch eine Öffnung in
der Trennwand in die Löschfluidkammer
hineinragt. Auf der Seite der Löschfluidkammer
kann die Ventilfeder an dem Schaft und der Trennwand gelagert sein.
Ist die Ventilfeder vorgespannt, so zieht diese den Schaft und die
Trennscheibe in Richtung der Löschfluidkammer,
so dass die Trennscheibe mit der Federkraft gegen die der Druckkammer
zugewandte Seite der Trennwand gedrückt wird. Eine weitere Abdichtung kann
durch einen O-Ring entlang des Umfangs der Trennscheibe gewährleistet
werden. Wird dann die Trennwand durch das Druckmittel gegen den
Boden der Löschfluidkammer
gedrückt,
so wird zunächst der
Schaft gegen den Boden der Löschfluidkammer gedrückt. Hierdurch
kann eine Gegenkraft auf die Ventilfeder ausgeübt werden, so dass sich die
Trennscheibe von der Trennwand abhebt und eine Öffnung zwischen Druckmittelkammer
und Löschfluidkammer freigibt.
Das Druckmittel kann dann durch diese Öffnung entweichen. Die Federkraft
muss so eingestellt sein, dass diese geringer ist, als die durch
das Druckmittel auf die Trennwand ausgeübte Kraft.
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Um
zu gewährleisten,
dass das Löschfluidbehältnis nur
geringe konstruktive Anforderungen an seine Druckfestigkeit haben
muss, wird vorgeschlagen, dass das Druckmittel in einem mit der
Druckkammer verbundenem Druckmittelspeicher gespeichert ist. Dann
ist das Druckmittel in einem getrennten Behältnis gespeichert und das Löschfluidbehältnis ist
nicht ständig
mit Betriebsdruck beaufschlagt. Es ist auch bevorzugt, dass das
Druckmittel aus einer Druckluftanlage bezogen wird. Ist die Anordnung
beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet, beispielweise einem
Schienenfahrzeug, kann die Druckluft aus der Druckluftanlage des
Fahrzeugs bezogen werden. In den meisten Fahrzeugen sind Druckluftanlagen
für Bremskraftverstärkung und
Kupplung angeordnet, deren Druckluft auch für die erfindungsgemäße Einrichtung
verwendet werden kann.
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Bevorzugt
dabei ist auch, dass ein Druckventil zwischen dem Druckmittelspeicher
und der Druckkammer vorgesehen ist. Das Druckventil öffnet im Brandfall,
so dass Druckmittel in die Druckkammer einströmt. Das Druckventil kann ein
von außen
angesteuertes Ventil sein, welches im Brandfall öffnet.
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Um
das Löschfluid
mit einem ausreichenden Druck an die Löschnebeldüsen anzulegen, wird vorgeschlagen,
dass das Druckmittel bei einem Druck von zumindest 100 bar in dem
Druckmittelspeicher gespeichert ist.
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Gut
geeignet für
die Beaufschlagung der Druckkammer mit Druckmittel sind Stickstoff,
Kohlendioxid, Argon, Halon, und andere Löschgase.
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Um
zu verhindern, dass bei Ruhedruck Löschfluid in die Rohrleitung
eintritt, wird vorgeschlagen, dass zwischen Löschfluidkammer und Rohrleitung
ein Löschfluidventil
angeordnet ist. Dieses Löschfluidventil
kann bevorzugt eine Berstscheibe sein. Im Brandfall wird durch das
Druckmittel das Löschfluid
mit einem Druck beaufschlagt, der bevorzugt höher ist, als der Berstdruck
der Berstscheibe. Das bedeutet, dass im Brandfall die Berstscheibe birst
und das Löschfluid
in die Rohrleitung und in die nachgeordneten Löschnebeldüsen eintreten kann.
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Ein
weiterer Gegenstand der Anmeldung ist ein Verfahren zum Betreiben
eines Löschfluidbehältnisses
bei dem Löschfluid
in einer Löschfluidkammer gespeichert
wird, und beiden eine durch eine verschiebbare Trennwand von der
Löschfluidkammer getrennte
Druckkammer mit Druckmittel beaufschlagt wird, derart, dass die
Trennwand durch das Druckmittel in Richtung der Löschfluidkammer
verschoben wird und somit das Löschmittel
aus der Löschfluidkammer
in eine Rohrleitung ausgetrieben wird, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass sich ein in der Trennwand angeordnetes Öffnungsmittel
bei im Wesentlichen entleerter Löschfluidkammer öffnet, so
dass durch das geöffnete Öffnungsmittel
das Druckmittel in die Rohrleitung entweicht.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1a eine
erste Anordnung gemäß eines vorteilhaften
Ausführungsbeispiels;
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1b eine
Detailansicht gemäß eines
vorteilhaften Ausführungsbeispiels
gemäß 1a;
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2a eine
zweite Anordnung gemäß eines vorteilhaften
Ausführungsbeispiels;
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2b eine
Detailansicht gemäß eines
vorteilhaften Ausführungsbeispiels
gemäß 2a;
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3 eine
zweiten Anordnung gemäß eines vorteilhaften
Ausführungsbeispiels.
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4 eine
weitere Anordnung gemäß eines vorteilhaften
Ausführungsbeispiels.
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1a zeigt
ein Brandbekämpfungssystem 2 mit
einer Vielzahl von Löschnebeldüsen 4,
die über eine
Rohrleitung 6 mit Löschfluid
beaufschlagt werden. Die Rohrleitung 6 ist über ein
Löschfluidventil 8 mit
einem Löschfluidbehältnis 10 verbunden.
Das Löschfluidbehältnis 10 ist
unterteilt in eine Löschfluidkammer 12 und
eine Druckkammer 14. In der Löschfluidkammer 12 ist
Löschfluid
gelagert. Zwischen der Löschfluidkammer 12 und
der Druckkammer 14 ist ein Kolben 18 als Trennwand angeordnet.
Der Kolben 18 dichtet die Druckkammer 14 gegenüber der Löschfluidkammer 12 ab,
derart, dass Fluidkommunikation zwischen Druckkammer 14 und
Löschfluidkammer 12 verhindert
ist.
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Das
Löschfluidbehältnis 10 ist über eine
weitere Rohrleitung 16 und ein Druckventil 17 mit
einem Druckmittelspeicher 19 verbunden.
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1b zeigt
eine Detailansicht eines Kolbens 18 mit Trennscheibe 22.
In dem Kolben 18 ist eine Öffnung 20 vorgesehen.
Die Öffnung 20 ist durch
die Trennscheibe 22 und eine Ventilfeder 24 verschlossen.
Die Federkraft F der Ventilfeder 24 wirkt auf den Schaft 26,
zieht die Trennscheibe 22 in Richtung der Löschfluidkammer 12 und
verschließt somit
die Öffnung 20.
Eine Fluidkommunikation zwischen Druckkammer 14 und Löschfluidkammer 12 über die Öffnung 20 ist
somit unterbunden. Eine weitere Abdichtung kann dadurch erfolgen,
dass entlang des Umfangs der Trennscheibe 22 ein O-Ring
angeordnet ist. Die in 1b dargestellte Position des Kolbens 18 entspricht
der Ruhestellung.
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2a zeigt
das Löschfluidbehältnis 10 nach
einer Entleerung. Im Brandfall wird ein Brandsignal erzeugt, und
das Druckventil 17 wird geöffnet. Druckmittel kann aus
dem Druckmittelspeicher 19 über die Rohrleitung 16 in
die Druckkammer 14 eindringen. Der erhöhte Druck in der Druckkammer 14 bewirkt
eine Verschiebung des Kolbens 18 in Richtung der Löschfluidkammer 12.
Diese Verschiebung des Kolbens 18 bewirkt eine Erhöhung des
Drucks des Löschfluids
in der Löschfluidkammer 12,
so dass die Berstscheibe im Löschfluidventil 8 birst.
Das Löschfluid wird
aus der Löschfluidkammer 12 ausgetrieben
und gelangt über
die Rohrleitung 6 an die Löschnebeldüsen 4.
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Durch
das Druckmittel wird der Kolben 18 nach und nach in Richtung
des Bodens der Löschfluidkammer 12 bewegt.
Gegen Ende der Bewegung des Kolbens 18 stößt der Schaft 26 gegen
den Boden der Löschfluidkammer 12 wie
in 2b gezeigt. Der von dem Druckmittel auf den Kolben 18 ausgeübte Druck
erzeugt eine Kraft, die größer ist
als die Kraft F der Ventilfeder 24. Dadurch wird die Ventilfeder 24 weiter
gespannt und die Öffnung 20 wird
freigegeben. Durch die Öffnung 20 kann
dann das Druckmittel unmittelbar aus dem Druckbehälter 19 in
die Rohrleitung 6 eindringen. Das Druckmittel durchströmt die Rohrleitung 6 und
treibt das in der Rohrleitung 6 verbliebene Löschfluid
in Richtung der Löschnebeldüsen 4 solange,
bis die Rohrleitung 6 im Wesentlichen entleert ist. Danach
tritt das Druckmittel unmittelbar aus den Löschnebeldüsen 4 aus.
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Ein
an dem Kolben 18 oder der Wand des Löschfluidbehältnis 10 angeordneter
Abstandhalter 15 verhindert, dass die Ventilfeder 24 vollständig gespannt
wird und somit ein entweichen von Druckmittel in die Löschfluidkammer 12 und
die Rohrleitung 6 verhindern kann.
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3 zeigt
eine Ausgestaltung, bei dem die Trennscheibe 22' in der Öffnung 20 angeordnet
ist. Die in 3 gezeigte Trennscheibe 22 ist,
anders als in den 1 und 2, eine Berstscheibe, deren Berstdruck
höher ist,
als der Druck des Druckmittels, die jedoch durch einen Dorn 28 zerstört werden
kann. Wird der Kolben 18 durch das Druckmittel gegen den Boden
der Löschfluidkammer 12 gedrückt, so
durchstößt ein an
dem Boden der Löschfluidkammer 12 angeordneter
Dorn 28 die Trennscheibe 22'. Durch die zerstörte Trennscheibe 22 wird
die Öffnung 20 freigegeben
und Druckmittel kann in die Rohrleitung 6 einströmen. Der
Abstandhalter 15 verhindert, dass der Dorn 28 vollständig in
die Öffnung 20 eindringt, oder
der Kolben 18 direkt am Boden der Löschfluidkammer anliegt, was
das Entweichen des Druckmittels in die Rohrleitung stören könnte.
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4 zeigt
eine weitere Ausgestaltung, bei dem am Innendurchmesser der Löschfluidkammer 12 zumindest
eine Nut 30 angeordnet ist. Die Nut kann sich in Längsrichtung
der Löschfluidkammer 12 erstrecken.
Die Nut ist bevorzugt nur auf einen kleinen Radialabschnitt der
Löschfluidkammer 12 angeordnet.
Die Nut 30 ist im Bereich des Bodens der Löschfluidkammer 12 angeordnet.
Die Nut 30 kann minimal länger sein, als die Stärke der
Trennwand 18. Die Nut 30 kann sich weiterhin in
den Boden der Löschfluidkammer 12 ausdehnen.
Wird die Trennwand 18 durch das Druckmittel in Richtung
der Löschfluidkammer 12 gedrückt, so
erreicht sie am Ende den Bereich der Löschfluidkammer 12,
in dem die Nut 30 angeordnet ist. Das Druckmittel kann durch
die Nut 30 unmittelbar in die Löschfluidkammer 12 eindringen
und das Löschfluid
aus der Rohrleitung 6 austreiben. Ist die Nut 30 so
gebildet, dass sie minimal größer ist,
als die Stärke
der Trennwand 18, so kann durch eine Verlängerung
der Nut 30 in den Boden der Löschfluidkammer 12 erreicht
werden, dass alles Löschfluid
aus der Löschfluidkammer 12 ausgetrieben
wird.
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Das
Löschfluidventil 8 kann
auch als herkömmliches
Ventil gestaltet sein, welches durch eine Stelleinrichtung im Brandfall
geöffnet
wird. Als Löschfluid
kann Wasser oder mit Löschadditiven
versetztes Wasser verwendet werden. Das Löschfluidbehältnis 10 ist vorzugsweise
zentral in einem Rohrleitungssystem 6 angeordnet, so dass
die freie Wegstrecke zwischen dem Löschfluidbehältnis 10 und den einzelnen
Löschnebeldüsen 4 im
Mittel minimal ist. Dadurch kann Löschfluid im Brandfall an allen
Löschnebeldüsen 4 in
einer möglichst
kurzen Zeit anliegen.
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Das
erfindungsgemäße Löschfluidbehältnis ermöglicht es,
Druckmittel in einem separaten Druckmittelbehältnis oder Druckmittelversorgung
aufzubewahren und im Brandfall Löschfluid
auch aus der Rohrleitung auszutreiben, so dass alles zur Verfügung stehende
Löschfluid
zum Löschen
eines Brandes genutzt werden kann.