DE1708031C - Vorrichtung zum Erzeugen eines Schau mes hoher Expansion - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Er-' tung weitere Flüssigkeit zugeführt ""^ ^hie^^{ur(;h die} zeugen eines Schaums hoher Expansion, bei der ein Austrimnäcbe besonders 8»fichma»»e Peep™"·-
mittels eines Motors angetriebenes Axialgebläse einen Zur Vereinheitlichung der Fi mbilüung am aleo Luftstrom erzeugt und ein Gemisch aus Wasser und dient nach einer weiteren Ausgestaltung ebenfalls die Schaummittel durch eine Reihe von Düsen fein ver- 5 Maßnahme, daß die die Düsen tragenden Ronre nacn teilt in den Luftstrom eingespritzt wird und das der- vorn geneigt sind. Hierdurch werden ciie am verart gebildete Gesamtgemisch ein in Strömungsrich- sprühten Gemisch wirkenden Zentrifugalkraft zum tung der Luft hinter den Düsen angeordnetes Sieb- Teil ausgeglichen, element unter Schaumbildung durchsetzt. Für die Zufuhr der Flüssigkeit von eier NaDe zu

In der USA.-Patentschrift 3 142 340 ist ein der- io den Rohren kann eine drehbare Flüssigkeitskupplung artiges Gerät beschrieben, bei dem das Gebläse über verwendet werden.

eine Riemenscheibe von einem gleichfalls im Gehäuse ι Jm am Siebelement eine möglichst gleichmütige

der Vorrichtung vorgesehenen Elektromotor angetrie- Flüssigkeitsverteilung zu erzielen, ist es vorteilnatt, ben wird. Der Antrieb durch einen Elektromotor ist wenn die Vorrichtung ein Gehäuse mit einem zylinbei derartigen Geräten jedoch nachteilig, weil nicht 15 drischen, das Axialgebläse eng umgebenden Teil und an jeder Brandstelle eine Stromquelle zur Verfügung einen sich zum Siebelement erweiternden Teil aufsteht und weil durch den Brand der Strom ausfallen weist. Hierdurch wird im Bereich des sich erweiternkann. Auch ist eir. derartiges Gerät nur in einem den Gehäuseteils ein Druckabfall erzielt, begrenzten Bereich ortsbeweglich, weil ständig eine Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den

Verbindung mit dem Stromnetz hergestellt sein muß. ao Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Außerdem wird durch die Verwendung elektrischer folgenden näher beschrieben. Es zeigt Energie das Feuerrisiko allgemein größer. Hinzu F i g. I eine Seitenansicht des ersten Ausführungs-

kommt, daß das bekannte Gerät weF.cn der getrennt beispiels der Erfindung,

hintereinander vorgenommenen Anordnung von An- F i g. 2 den Querschnitt nach der Linie 2-2 in

trieb, Axialgebläse und Einspritzeinrichtung eine rela- 25 Fig. 1, tiv große Konstruktionslänge aufweist. F i g. 3 ein Beispiel für einen Einbau der Vorrich-

Die deutsche Patentschrift 144 731 beschreibt tung,

einen für selbsttätige Feuerlöscher geeigneten Strahl- F i g. 4 eine vergrößerte Teilansicht der Gebläsekopf, bei dem ein Drehkreuz mit an seinem Umfang ausführung,

angeordneten Düsen durch den Rückstoß der aus 30 Γ ig. 5 eine schematische Darstellung der Ströden Düsen austretenden Flüssigkeit angetrieben wird. mungsverhältnisse,

Die Achse der Düsen steht dabei auf der Drehachse Fig. 6 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

des Drehkreuzes senkrecht. eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs ge- F i g. 7 eine Teilvorderansicht nach der Linie 7-7

nannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zu- 35 in F i g. 6,

gründe, diese Vorrichtung so weiterzubilden, daß sie F i g. 8 einen vergrößerten Teillängsschnitt der

bei kompakter Ausbildung unabhängig von einer ge- Vorrichtung nach F i g. 6 und

genüber der ohnehin vorhandenen Druckflüssigkeit F i g. 9 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, eines

zusätzlichen Energiequelle und damit betriebssiche- weiteren Ausführungsbeispiels, rer betrieben werden kann. 40 Ein Schaumerzeuger 10 mit einem rohrförmigen

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch Gehäuse 12 weist einen Lufteinlaß 13 und einen Ausgelöst, daß der Motor als durch den Rückstoß des die laß 14 auf. Ein in dem Gehäuse 12 eingebautes Düsen verlassenden Gemisches aus Wasser und Axialgebläse 15 wird gemäß der Erfindung durch Schaummittel betriebener Reaktionsmotor ausgebil- einen Reaktionsmotor 16 angetrieben. Ein Siebdet ist, bei dem die Düsen an den freien Enden von 45 element 17 bedeckt den freien Ausgangsquerschnitt mittels einer Nabe koaxial zu dem Axialgebläse ge- des Gehäuses 12 nahe dem Auslaß 14. Ein flüssiges lagerten Rohren für die Zuführung des Gemisches Gemisch aus Wasser und Schaummittel wird durch aus Wasser und Schaummittel angeordnet sind und Düsen 20 eingespritzt und dann durch den vom Geihre Achsen mit der Richtung der Achse des Axial- blase 15 erzeugten Luftstrom gegen das Siebelement gebläses einen gegen das Siebelement geöffneten spit- 5° 17 geblasen. Die Zahl der schaumbildenden Löcher zen Winkel einschließen. 22 im Siebelement 17 wird durch eine Zick-Zack-

Hierdurch wird erreicht, daß die Bcwegungsener- Anordnung vergrößert. Die Zahl der gebildeten BIagie der Flüssigkeit über den Reaktionsmotor gleich- sen und folglich das Volumen des erzeugten Schaums zeitig für den Antrieb des Gebläses dient. Die Vor- kann bis zu einem bestimmten Maß durch die Verrichtung ist daher von einer elektrischen oder ande- SS größerung der Luftstromgeschwindigkeit und/oder ren zusätzlichen Vereorgungsquelle unabhängig und der gelöcherten Oberfläche des Siebelemente 17 ver· damit betriebssicher. Ferner wird durch die getrof- großen werden. Die obere Grenze der Luftstrom· fene Anordnung der Düsen ein gleichmäßiger geschwindigkeit ist von verschiedenen Faktoren ab-Schaum hoher Expansion erzielt. Außerdem ergibt nängig, wie z. B. der Oberflächenspannung der sich der Vorteil einer erheblich geringeren Konstruk· *o Schaumlösung, welche ihre Durchsetzungsfähigkeit tionslänge des Geräts. durch die schaumbildenden Löcher 22 beeinflußt,

Mit Vorteil können auf der dem Siebelement zu* und der Größe der LochuHgen 22. Im allgemeinen gewandten Seite des Axiatgebläses zusätzliche Düsen wird ein Schaum mit einem Bxpanslonsverhttltnis von angeordnet sein, die in geringerem Abstand von der 500 zu 1 bevorzugt.

Achse des Axialgebläses als die drehbaren Düsen auf β« Das Gehäuse 12 besitzt einen Teil 23 mit unverdleser Achse drehfest angebracht sind. Durch diese änderlldiem Durchmesser, welcher Flügel 19 des Ge* zusätzlichen Düsen wird dem mittleren Bereich des biases 15 eng umgibt und mit einem sich nach außen Sietre(mtents Über die gemeinsame Versorgungslei- erstreckenden Teil 24 mit sich erweiterndem Quer·

schnitt verbunden ist, dessen Zweck spöter beschrieben wird.

Wie die F i g, 4 und S zeigen, besitzt das Gebläse 15 eine Nabe 25, welche auf einer koaxial zum Gehäuse 12 »η einer Gebliisestütevorrichtung 28 befestigten Welle 27 gelagert ist, Die Welle 27, welche hohl ist, wird mit einem Ende an eine Leitung 30 angeschlossen, die mit einer unter Druck stehenden Quelb für die Schaumlösung verbunden ist. Die Schatmlösung enthält größtenteils Wasser mit einem chemischen Zusatzmittel, das in einer bekannten Weise in den richtigen Verhältnissen zugesetzt wird, um einen stabilen Schaum hoher Expansion zu gewährleisten. Die Welle 27 und ein sie umgebendes Lager 32 haben kreisförmige Öffnungen 34 bzw. 34', welche mit einer Kammer 35 in der Nabe 25 des Gebläses 35 verbunden sind. Die Nabe 25 trägt eine Anzahl sich in radialer Richtung erstreckender Rohre 36, welche jeweils mit der Kammer 35 verbunden und am Kreisumfang getrennt zwischen den Gebläseflügeln 19 angeordnet sind (F i g. 2). Jedes «iohr 36 trägt eine Düse 20.

Bezugnehmend auf F i g. 5 ist jede Düse 20 in spitzem Winkel zu der Achse A des Gebläses 15 gerichtet. Wird die Leitung 30 unter Druck gesetzt, so wird jede Düse 20 einen Sprühstrahl B einer Schaumlösung einspritzen. Da die Nabe 25 mit den Düsen 20 frei drehbar ist, trägt der Schub einer jeden Düse 20 zur Drehung des Gebläses 15 in Richtung des Pfeils C bei. Der auf diese Weise gebildete Reaktionsmotor 16 ist die einzige Antriebsquelle für das Gebläse 15. Der Winkel der Düsen 20 in bezug auf die Cebläseachse A ist derart, daß eine stromabwärts wirkende, durch den Vektor D dargestellte Kraft hinter dem versprühten Gemisch wirkt. Der von den Düsen 20 in bezug auf die Achse A bestimmte Winkel kann verändert werden. Er ist in den meisten Fällen so groß wie möglich, ohne daß der Sprüh-Biittelstrahl direkt auf die Gebläseflügel 19 auftrifft. Je größer die Länge der Rohre 36 ist, je größer ist der Momentarm des Reaktionsmotors 16 zum Antrieb des Gebläses 15. Jedoch wird der Punkt erreicht, wo der im Interesse einer größeren Dreh-Seschwindigkeit vergrößerte Winkel der Düsen 20 und ie Länge der Rohre 36 eine Größe erreichen, bei 4er der Sprühstrahl sehr stark durch die Zentrifugaltraft beeinflußt und hierdurch hauptsächlich am Rand des Siebelementes 17 abgelagert wird.

Eine nicht drehbare Sprühanordnung 40 umfaßt, wie aus den F i g. 2 und 4 ersichtlich ist, ein T-Stück 41, von welchem sich vier Rohre 42 erstrecken, an deren Enden Düsen 21 befestigt sind. Das T-Stück 41 Iteht durch die Welle 27 mit der Leitung 30 in Verbindung. Die Düsen 21 sind in Richtung der Achse A gerichtet und bewirken, falls sie unter Druck gesetzt Werden, einen mehr oder weniger zum Zentrum dies Siebelementes 17 gerichteten Sprühstrahl, um so eine einheitliche Benetzung desselben zu gewährleisten.

Im Betrieb kann das Gerät, wie z.B. in Flg.3 gezeigt ist, in einer Öffnung 45 eines Gebäudes so eingebaut werden, daß der Lufteinlaß 13 nach außen und der Auslaß 14 nach innen gerichtet ist. Es ist klar, daß eine feste Installation, wie sie in der Fi g. 3 gezeigt ist, lediglich eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung darstellt und daß auch andere in Betracht gezogen werden können, insbesondere für Löschfahrzeuge, da keine elektrische Energie benötigt wird. Ist die Leitung 30 unter Druck, wird das GeWHse 15 durch den Reaktionsmotor 16 angetrieben, welcher über die Düsen 20 auch die Schaumlüsung zum Benetzen des Siebelements 17 einsprüht. Bei hohen Geschwindigkeiten wird durch die Sprühanordnung 40 eine Benetzung der in der Mitte befindlichen Löcher 22 erreicht. Die Menge des erzeugten Schaums ist weitgehend eine Funktion der gesamten Fläche des Siebelements 17 innerhalb einer gewissen Geschwin-

digkeitsgrenze, d, h. falls die Geschwindigkeit des Luftstroms zu hoch wird, werden die Blasen nicht die schaumbildenden Löcher 22 durchsetzen und es werden blasenfreie Zonen, entstehen, in welchen kein Schaum erzeugt wird und in welchen ein gewisser

Prozentsatz der Schaumlösung lediglich von dem Siebelement 17 abtropft. Die maximale zulässige Geschwindigkeit ergibt sich aus verschiedenen Faktoren, von denen ein wesentlicher Faktor die Form des Gehäuses 12 ist. Wie schon ben.rkt worden ist, ist der

ao Teil 23 des Gehäuses 12 mit konstantem Durchmesser mit einem Teil 24 mit sich vergrößerndem Querschnitt verbunden. Hierdurch wird ein bedeutender Teil der Luftstromgeschwindigkeit in dynamischen Drxk direkt am Siebelement 17 umgewandelt. Die Gebläsedrehzahl kann somit vergrößert werden. F.s wird durch Vergrößern des Drucks der Scbaumlösung das Gebläse 15 automatisch zur Erhöhung der Schaumproduktion in seiner Drehgeschwindigkeit beschleunigt, und zwar in Übereinstimmung mit dem größeren eingespritzten Schaumvolumen.

In der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Reaktionsmotor 16 an der Nabe 25 des Gebläses 15 befestigt, so daß das Gehäuse 12 bedeutend verkürzt werden kann, wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, um so die Installation von fensterähnlichen Einheiten, wie in der F i g. 3 gezeigt, mit einem Mindestmaß an Überhang zu ermöglichen. Hinsichtlich einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Gehäuse 12 länger sein kann, wird Bezug auf die F i g. 6, 7 und 8 genommen. In dieser Ausführungsform haben gleiche leite dieselben Bezugszeichen und ähnliche Teile Bezugszeichen mit dem Zusatz eines Index. Es ist ein Gebläse 15' durch einen an einer Nabe 25' des Gebläses 15' befestigten Reaktionsmotor 16' angetrieben. Der Reaktionsmotor 16' unterscheidet sich von dem Reaktionsmotor 16 nach der bevorzugten Ausführung dadurch, daß die Rohre 36' nach vorn geneigt angeordnet sind, wie am besten aus der F i g. 6 ersichtlich ist. Dieser Neigungswinkel der Rohre 36' und damit der Düsen 20' gegenüber der Gebläseachse ist für die Kompensation der auf die Schaumlö?ung wirkenden Zentrifugalkraft genügend, so daß eine einheitliche Verteilung des Sprühstrahls, dargestellt durch Richtungspfeile V, auf dem Siebelement 17 erzielt wird. Folglich wird eine zweite Sprühanordnung, wie z. B. die Sprühanordnung 40 in der bevorzugten Ausführung der Erfindung, überflüssig. Jedoch kann, falls es erwünscht ist, eine zentrische Düse 50 zum Einspritzen der Schaumiösung

θα direkt in das Zentrum des Siebelements 17 vorgesehen sein.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung (Fig. 9) ist ein Reaktionsmotor 60 mit einer in einem Lager 63 gelagerten Gebläsewelle 62 verbunden. Eine

ββ hohle Welle 64, welche den Reaktionsmotor 60 trügt, verbindet dessen Kaitimer 67 mit einer Druckleitung 68. Der Betrieb ist im wesentlichen derselbe wie der bei der Vorrichtung nach den F i g. 6 bis 8.

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Schaums hoher Expansion, bei der ein mittels eines Mo* S tors angetriebenes Axialgebläse einen Luftstrom erzeugt und ein Gemisch aus Wasser und Schaum* mittet durch eine Reihe von Düsen fein verteilt in den Luftstrom eingespritzt wird und das der* art gebildete Gesamtgemisch ein in Strömungsrichtung der Luft hinter den Düsen angeordnetes Sierjeiement unter Schaumbildung durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als durch den Rückstoß des die Düsen (20, 20') verlassenden Gemisches aus Wasser und Schaummittel betriebener Reaktionsmotor (16, 16', 60) ausgebildet ist, bei dem die Düsen (20, 20') an den freien Enden von mittels einer Nabe (25, 25') koaxiat zu dem Axialgebläse (15, 15') gelagerten Rohren (36, 36') für die Zuführung ao des Gemisches aus Wasser und Schaummittel angeordnet sind und ihre Achsen mit der Richtung der Achse (A) des Axialgebläses (15, 15') einen gegen das Siebelement (17) geöffneten ' spitzen Winkel einschließen.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Siebelement (17) zugewandten Seite des^xialgebläses (15) zusätzliche Düsen (21, SO) artgeordnet sind, die in geringerem Abstand von der Achse (A) des Axialgebläse« (15) als die drehbaren Düsen (20, 20') auf der Achse (A) drehfest angebracht sind.

1 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (36^ nach vorn geneigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit über die Nabe (25, 25') zu den Rohren (36, 36') mittels einer drehbaren Flüssigkeitskupplung gelangt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, welches einen zylindrischen, das Axialgebläse (15, 15') eng umgebenden Teil (23) und einen sich zum Siebelement (17) erweiternden Teil (24) aufweist.

Hierzu 2 Ulnll Zeichnungen