DE202021004456U1

DE202021004456U1 - Hochexpansionsschaumgenerator mit einer Düse mit einem massiven Düseneinsatz mit einem nicht-scharfen Kreuzungspfad

Info

Publication number: DE202021004456U1
Application number: DE202021004456.6U
Authority: DE
Original assignee: Minimax Viking Patent Man GmbH; Minimax Viking Patent Management GmbH
Current assignee: Minimax Viking Patent Management GmbH
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2024-10-07
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: EP4135858A1; EP4135858B1; WO2021211592A1

Abstract

Hochexpansionsschaumgenerator (10) vom ansaugenden Typ, umfassend:
einen Düsenverteiler (220) mit mindestens einem Sammler (224, 230), der dazu ausgestaltet ist, eine Schaumlösung aufzunehmen;
mindestens eine Düsenanordnung (240), die an dem Düsenverteiler angebracht ist, wobei jede Düsenanordnung aufweist,
eine Düse (250), die dazu ausgestaltet ist, die Schaumlösung abzugeben, und
einen Düseneinsatz (260), der innerhalb der Düse angeordnet ist; und
eine Schaumerzeugungsanordnung (100), die neben dem Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung umfasst,
einen Körperabschnitt (110) mit einem Einlass (112) zur Aufnahme der Schaumlösung von der mindestens einen Düsenanordnung,
einen ersten (122) und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt (124), die jeweils eine konische Ausgestaltung aufweisen,
wobei die Schaumerzeugerabschnitte mindestens eine Oberfläche (122a, 124a) mit einer Vielzahl von Löchern zur Erleichterung der Schaumerzeugung umfassen;
wobei der erste Schaumerzeugerabschnitt (122) eine Basis (126) des ersten Schaumerzeugerabschnitts aufweist, die mit einem Auslass (114) des Körperabschnitts verbunden ist, so dass ein Teil der aus dem Körperabschnitt austretenden Schaumlösung auf eine Innenfläche des ersten Schaumerzeugerabschnitts auftrifft,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaumerzeugerabschnitt (124) eine Basis (128) des zweiten Schaumerzeugerabschnitts umfasst, die mit einem Scheitelpunkt (127) des ersten Schaumerzeugerabschnitts verbunden ist, und wobei der zweite Schaumerzeugerabschnitt in einen Innenraum (125) des ersten Schaumerzeugerabschnitts hineinragt,
wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung (D1, D2, D3, D4, D5) der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge (L1) der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt; und jeder Düseneinsatz Wirbelschaufeln (266, 276) enthält, um ein Wirbelmuster in einer Strömung der Schaumlösung zu erzeugen, wobei die Wirbelschaufeln einen Strömungsweg der Schaumlösung durch die jeweilige Düse in mindestens zwei gekrümmte Pfade aufteilen, die feste Oberflächen aufweisen,
wobei jeder gekrümmte Pfad einen Kreuzungspfad (261a, 261b) enthält, der den jeweiligen Strömungsweg von einer stromabwärtigen Seite (266a, 276a) einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärtigen Seite (266b, 276b) einer anderen Wirbelschaufel überleitet, wobei der Kreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement in dem Düseneinsatz definiert ist.

Description

Prioritätsanspruch und Einbeziehung durch Verweis
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 14. April 2020 eingereichten US-Provisional Anmeldung Nr. 63/009,812 , die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Feuerlöschsysteme und insbesondere auf Hochexpansionsschaumgeneratoren, die in Feuerlöschsystemen verwendet werden.
Technischer Hintergrund
Brandbekämpfungssysteme in großen geschlossenen Räumen können Hochexpansionsschaumsysteme zum Schutz eines geschlossenen Raums umfassen, die den Raum schnell mit einer Schaumlösung bedecken und/oder füllen, bei der es sich um ein Gemisch aus einem Schaummittelkonzentrat und einem Brandbekämpfungsmittel (z. B. Wasser) handelt. In solchen Systemen können Hochexpansionsschäume (z. B. Schäume mit einem Expansionsverhältnis von 200:1 bis etwa 1000:1) in Bezug auf Kosten und/oder Ausrüstung effizienter sein als herkömmliche Sprinklersysteme oder Schaumsysteme mit niedrigeren Expansionsverhältnissen. Die Hochexpansionssysteme können Hochexpansionsgeneratoren umfassen, die in der Regel Teil eines fest installierten Sprinkler- oder Durchflusskontrollsystems sind. Die Hochexpansionsschaumgeneratoren (HEF, engl. „high expansion foam“) werden in der Regel in Kombination mit einem Schaumzumischsystem verwendet, das ein Schaummittel und eine Flüssigkeit (z. B. Wasser) mischt, um den Düsen der Schaumgeneratoren eine Schaumlösung mit dem richtigen Konzentrat zuzuführen. Die Düsen sprühen die Schaumlösung in den Schaumgenerator, so dass die Schaumlösungsstrahlen auf einen Teil des Schaumgenerators mit einer Vielzahl von Öffnungen auftreffen. Beim Durchtritt der Schaumlösung durch die Öffnungen schließt die Schaumlösung Luft ein und bildet Blasen, die den Löschschaum erzeugen. Der Löschschaum wird in den geschlossenen Raum abgegeben, um das Feuer zu bekämpfen.
HEF-Generatoren können Gebläsegeneratoren umfassen, die Luft durch die Schaumerzeugungsanordnung drücken, während der Schaum erzeugt wird, und Schaumgeneratoren vom ansaugenden Typ, die aufgrund eines Differenzdrucks zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem niedrigeren Druck im Schaumgenerator Luft in die Schaumerzeugungsanordnung ziehen. Der Unterdruck im Saugschaumgenerator wird durch die Schaumlösungsstrahlen beim Austritt aus den Düsen erzeugt. Wenn die aus einer Düse austretende Schaumlösung auf eine Schaumplatte trifft, bei der es sich um eine Lochplatte oder ein Sieb handeln kann, um Schaum zu erzeugen, expandiert der Schaum zu einem großen Volumen stabiler Blasen, ohne dass ein Zwangsluftsystem erforderlich ist. Schaumerzeuger vom ansaugenden Typ können effizienter und leichter sein als Schaumerzeuger mit Zwangsluft, da kein Gebläse erforderlich ist.
Herkömmliche Schaumgeneratoren vom ansaugenden Typ können eine Sammlereinheit mit einem Düsenverteiler umfassen, der derart ausgestaltet ist, dass er eine Schaumlösung, beispielsweise von einem Schaumzumischsystem, erhält. Je nach Konstruktion kann der Verteilerkopf eines Schaumgenerators ein gekrümmter Kopf sein, der einen Kreis bildet, ein speichenartiger Kopf, ein linearer Kopf oder eine Kombination davon. Der Düsenverteiler kann eine Vielzahl von Düsenbaugruppen umfassen, wobei jede Düsenbaugruppe eine Düse zur Abgabe der Schaumlösung an eine Schaumerzeugungsanordnung enthält. Die Düsen in einigen Generatoren können flache oder konische Spitzen haben. Einige herkömmliche Düsen können darüber hinaus einen Düseneinsatz enthalten, um die Strömungseigenschaften des Schaumlösungsstroms beim Ausstoßen zu verändern. Die Generatorenbaugruppe ist im Allgemeinen in der Nähe des Düsenverteilers angeordnet, um die austretende Schaumlösung aufzunehmen und den Schaum zu erzeugen.
Ein Beispiel für einen Schaumgenerator vom ansaugenden Typ findet sich im US-Patent Nr. 7,975,773 („das Patent '773“). Der Schaumgenerator umfasst eine Sammleranordnung, die einen Sammler mit Düsen umfasst, und eine Schaumerzeugungsanordnung. Während die Schaumlösung aus dem Verteiler gesprüht wird, saugt der Schaumgenerator des Patents '773 Luft aus der Umgebung in den Schaumgenerator, um Schaum zu erzeugen, wenn die Schaumlösung auf eine schäumende Platte oder ein Sieb aufprallt. Der Generator des Patents '773 umfasst einen runden Verteiler mit Emissionsdüsen, die konische Spitzen zu haben scheinen. Um die nachteiligen Auswirkungen von Rauch auf die Schaumexpansionsrate zu minimieren, sieht das Patent '773 vor, die Konzentration der Schaumlösung zu ändern und den Luftstrom durch den Schaumgenerator zu regulieren, indem Strömungsvorhänge aus Netzen, komprimierte Gase, ein reduzierter Düsenauslassdruck und/oder zusätzliche Düsen zu einer bestehenden Konstruktion verwendet werden. Ein weiteres Beispiel für einen Schaumgenerator mit Ansaugung findet sich im US-Patent Nr. 2,597,913 („US913“). Der Schaumgenerator von US913 umfasst eine Sammleranordnung mit gerade ausstoßenden Düsen ohne Einsätze und eine Schaumerzeugungsanordnung mit zwei schaumerzeugenden Abschnitten, die jeweils eine konische Form und eine Maschenoberfläche aufweisen. Die schaumerzeugenden Abschnitte sind an weit voneinander entfernten Teilen der Schaumerzeugungsbaugruppe angeordnet, ohne dass sie miteinander verbunden sind oder sich räumlich überlappen. Ein weiteres Beispiel für einen Schaumgenerator vom ansaugenden Typ findet sich im koreanischen Patent Nr. KR100917277 („KR277“). KR277 versucht, das Problem der Sprühinterferenzen bei konisch geformten Schaumgeneratoren durch die Verwendung eines rechteckigen Schaumgenerators zu lösen. Der konisch geformte Schaumgenerator in KR277 hat einen Sammler, in dem die Düsen von einem zentralen Rohr aus speichenartig nach außen verlaufen. Der rechteckige Schaumgenerator in KR77 verwendet dagegen einen linearen Sammler, bei dem die Düsen in Längsrichtung des Sammlers angeordnet sind. Der lineare Verteiler enthält angebrachte Düsen, die die Schaumlösung in einen rechteckigen Körper sprühen, der die Schaumlösung dann zu einem verjüngten Abschnitt mit perforierten Sieben oder Platten leitet. Die Düsen in KR277 haben eine flache Spitze, und zumindest für den rechteckigen Schaumgenerator enthalten die Düsen einen Wirbeleinsatz, um die Strömung der Schaumlösung zu verdrehen. In einem anderen Beispiel können bekannte handelsübliche Schaumgeneratoren mit Ansaugung („bekannte handelsübliche Generatoren“) ein Schaumexpansionsverhältnis von über 830:1 aufweisen. Die bekannten handelsüblichen Generatoren können einen runden Sammler zur Aufnahme der Schaumlösung und je nach Modell 6 bis 8 Düsen zur Abgabe der Schaumlösung enthalten. Die Düsen einiger bekannter handelsüblicher Generatoren können eine flache Spitze aufweisen. Die bekannten handelsüblichen Generatoren können auf Düseneinlassdrücke im Bereich von 3 bar (43,5 psi) bis 7 bar (101 psi) begrenzt werden, um vorgegebene Schaumausdehnungsverhältnisse zu erreichen.
Obwohl KR277 die Verwendung eines Düseneinsatzes und die Änderung der Form eines Schaumgenerators zur Verringerung von Sprühinterferenzen offenbart, lehrt der oben beschriebene verwandte Stand der Technik nicht speziell Techniken zur Erhöhung der Effizienz eines Schaumgenerators. Diese Techniken können die Verbesserung der Wirkungsgrade einer oder mehrerer Komponenten eines HEF-Schaumgenerators umfassen, wie z. B. die relativen Abmessungen einer Schaumerzeugungsanordnung, die relative Anordnung einer Sammleranordnung in Bezug auf eine Schaumerzeugungsanordnung, die relativen Abmessungen einer Sammleranordnung (einschließlich der Form einer Sammleranordnung), die relative Anordnung der Düse in Bezug auf den Sammler und/oder die relativen Abmessungen einer Düse (einschließlich der Form der Düse und des Einsatzes). Es wird davon ausgegangen, dass durch die Erhöhung des Wirkungsgrades einer oder mehrerer Komponenten eines Schaumgenerators durch Anwendung einer oder mehrerer dieser Techniken der Gesamtwirkungsgrad des Schaumgenerators erhöht werden kann. Ohne auf eine bestimmte Theorie beschränkt zu sein, kann beispielsweise der begrenzte Einlassdruckbereich bekannter Schaumgeneratoren auf Ineffizienzen in der Konstruktion eines oder mehrerer Merkmale der Schaumgeneratoren zurückzuführen sein. Es wird beispielsweise angenommen, dass Düsenverteiler mit gekrümmtem Sammler und/oder Verteiler, die keinen ausreichenden Abstand zwischen dem Verteiler und dem Düseneinlass aufweisen, zu Druckschwankungen führen können, die sich nachteilig auf den Fluss der Schaumlösung und die Effizienz der Düsen auswirken. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass Düsen mit einer flachen Spitze und/oder einem Einsatz mit Schlitzen, Lücken und/oder anderen ähnlichen Merkmalen zu Strömungsschwankungen im Auslassstrahl führen können, die sich nachteilig auf die Effizienz der Luftansaugung auswirken. Dementsprechend kann durch die Verbesserung der Wirkungsgrade einer oder mehrerer bekannter Komponenten von Schaumgeneratoren der Gesamtwirkungsgrad von Schaumgeneratoren verbessert werden, beispielsweise durch die Erweiterung des Eingangsdruckbereichs von Schaumgeneratoren, die Verringerung der Anzahl von Düsen, die zur Erzeugung eines gegebenen volumetrischen Schaumdurchsatzes erforderlich sind, und/oder die Verwendung von weniger Schaumlösung als bei verwandten technischen Schaumgeneratoren. Das Dokument KR20130030855 offenbart einen Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, der alle Merkmale der Präambel von Anspruch 1 aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf Hochexpansionsschaumgeneratoren vom ansaugenden Typ und Verfahren zur Erzeugung von Hochexpansionsschaum. In einigen Ausführungsformen umfasst ein Hochexpansionsschaumgenerator einen Düsenverteiler, der zur Aufnahme einer Schaumlösung ausgestaltet ist. Der Schwerschaumgenerator umfasst vorzugsweise auch eine oder mehrere Düsen, die an dem Düsenverteiler angebracht sind. Der Hochexpansionsschaumgenerator kann ein Schaumgenerator vom Ansaugtyp sein, bei dem die eine oder die mehreren Düsen derart ausgestaltet sind, dass sie die Schaumlösung so ausstoßen, dass ein Strahl der Schaumlösung aufgrund eines Druckunterschieds zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem niedrigeren Druck im Schaumgenerator, der durch die Schaumlösungsstrahlen erzeugt wird, Umgebungsluft in den Schaumgenerator ansaugt. In einigen Ausführungsformen umfasst der Hochexpansionsschaumgenerator eine Schaumerzeugungsanordnung, und das Verhältnis der größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zur Länge der Schaumerzeugungsanordnung beträgt 0,50 oder weniger. In einigen Ausführungsformen ist der Hochexpansionsschaumgenerator derart konfiguriert, dass er Schaum mit einer vorbestimmten Durchflussrate erzeugt, die beispielsweise bei einer Rate von mindestens 1.000 Kubikfuß pro Minute (CFM), (1 CFM = 28,32 l/min; zu verwenden in der gesamten Beschreibung) bei einer Rate von mindestens 2.000 CFM, bei einer Rate von mindestens 2.900 CFM, bei einer Rate von mindestens 4.000 CFM, bei einer Rate von mindestens 9.000 CFM, bei einer Rate von 10.000 CFM und/oder bei einer Rate von mindestens 12.500 CFM liegen kann. Vorzugsweise kann der Hochexpansionsschaumgenerator den Schaum bei der vorgegebenen Durchflussrate mit weniger als sechs Düsen, vorzugsweise mit vier Düsen oder weniger und noch bevorzugter mit drei Düsen oder weniger erzeugen.
In einigen Ausführungsformen ist der Hochexpansionsschaumgenerator derart ausgestaltet, dass er Schaum mit einem Schaumexpansionsverhältnis erzeugt, das in einem vorbestimmten Bereich für einen Düseneinlassdruck in einem Bereich von 29 psi (2 bar) bis 101 psi (7 bar) liegt. Vorzugsweise kann das vorbestimmte Expansionsverhältnis in einem Bereich von 400 bis 1100, noch bevorzugter in einem Bereich von 400 bis 1000, noch bevorzugter in einem Bereich von 400 bis 900 und noch bevorzugter in einem Bereich von 400 bis 800 liegen. In einigen Ausführungsformen erzeugt der Hochexpansionsschaumgenerator Schaum mit einem Expansionsverhältnis von mindestens 400 bei einem Düseneinlassdruck von 40 psi (2,76 bar) oder weniger.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Düsenverteiler mindestens zwei Sammler, die miteinander verbunden sind. Die Sammler können lineare Ausgestaltungen aufweisen, wobei mindestens zwei Sammler orthogonal zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind an jedem Sammler ein oder mehrere Düsengehäuse angeordnet, wobei jedes Düsengehäuse zur Aufnahme einer Düse ausgestaltet ist. In einigen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis des Durchmessers eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand von einer Innenwandfläche des entsprechenden Sammlers zum Einlass der jeweiligen Düse 0,8 oder weniger. In einigen Ausführungsformen kann die Düsenspitze kegelförmig sein, wobei eine Spitzenfläche der Düse einen Winkel mit einer Basis der Düse bildet, der in einem Bereich von 40 Grad bis 50 Grad liegt. In einigen Ausführungsformen kann die Düse einen Düseneinsatz enthalten, der zwei Wirbelschaufeln aufweist, die einen Strömungsweg der Schaumlösung in zwei gekrümmte Pfade durch die Düse aufteilen. Jeder Strömungsweg enthält vorzugsweise einen Kreuzungspfad, der den jeweiligen Strömungsweg von einer stromabwärts gelegenen Seite einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärts gelegenen Seite der anderen Wirbelschaufel überleitet. Vorzugsweise wird der Kreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement, wie z. B. eine Abschrägung, im Düseneinsatz definiert.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind auf Verfahren zur Erzeugung von Hochexpansionsschaum gerichtet. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren die Bereitstellung eines ersten Schaumerzeugungsabschnitts mit einer verjüngten Ausgestaltung und eines zweiten Schaumerzeugungsabschnitts mit einer verjüngten Ausgestaltung. Vorzugsweise ist der zweite Schaumerzeugungsabschnitt mit einem Scheitelpunkt des ersten Schaumerzeugungsabschnitts verbunden und ragt in das Innere des ersten Schaumerzeugungsabschnitts hinein. Das Verfahren umfasst ferner die Erzeugung eines Schaums durch Sprühen einer Schaumlösung gegen den ersten und zweiten Schaumerzeugerabschnitt. Vorzugsweise saugen die jeweiligen Strahlen aus der einen oder den mehreren Düsen die Umgebungsluft aufgrund eines Druckunterschieds zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem durch die Schaumlösungsstrahlen erzeugten Unterdruck im Schaumgenerator an. In einigen Ausführungsformen wird das Verfahren mit weniger als sechs Düsen durchgeführt. Vorzugsweise umfassen einige beispielhafte Verfahren die Bereitstellung einer Schaumlösung, die sich in einem laminaren Strömungsbereich befindet, für eine oder mehrere Düsen. In einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren zur Erzeugung von Hochexpansionsschaum die Erzeugung von Schaum mit einem Schaumexpansionsverhältnis von mindestens 400 bei einem Düseneinlassdruck von 2,76 bar (40 psi) oder weniger umfassen. Bei einigen Verfahren erfolgt die Erzeugung des Schaums mit einer Rate von mindestens 4.000 CFM.
Einige beispielhafte Ausführungsformen können einen HEF-Generator mit Düsen im Bereich von 0,5 bis 0,6 GPM/(psi)^½ K-Faktor (1 GPM/psi^½= 14,275 1/min/bar^½) umfassen, der die Expansionsverhältnisse von verwandten Generatoren mit Düsen im Bereich von 1,25 bis 1,35 GPM/(psi)^½ erfüllen oder übertreffen kann. Durch die Verwendung von Düsen mit niedrigerem K-Faktor bei gleicher Anzahl von Düsen können einige beispielhafte Ausführungsformen des HEF-Generators vorgegebene Schaumexpansionsverhältnisse einhalten und dabei weniger Schaumlösung verbrauchen als vergleichbare HEF-Generatoren. Einige beispielhafte Ausführungsformen können einen HEF-Generator mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften umfassen, die die Erzeugung von Schaum mit einer Rate von mindestens 2000 CFM und einem Sprüheingangsdruck von 40 psi oder weniger ermöglichen: eine Anzahl von Düsenanordnungen, die weniger als sechs beträgt; mindestens einen Hauptsammler, der eine Schaumlösung von einer externen Quelle erhält, und mindestens einen Untersammler, der mit dem mindestens einen Hauptsammler verbunden ist und derart ausgestaltet ist, dass er die Schaumlösung von dem mindestens einen Hauptsammler erhält, wobei der mindestens eine Hauptsammler und der mindestens eine Untersammler lineare Ausgestaltungen aufweisen und der mindestens eine Untersammler orthogonal zu dem mindestens einen Hauptsammler angeordnet ist; eine Spitze jeder Düse, die eine Kegelform aufweist; wobei jeder Düseneinsatz Wirbelschaufeln enthält, die einen Strömungsweg der Schaumlösung durch die jeweilige Düse in mindestens zwei gekrümmte Pfade aufteilen, die feste Oberflächen aufweisen, wobei jeder gekrümmte Pfad einen Kreuzungspfad enthält, der den jeweiligen Strömungsweg von einer stromabwärtigen Seite einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärtigen Seite einer anderen Wirbelschaufel überleitet, und wobei der Kreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement in dem Düseneinsatz definiert ist; oder einen Düsenverteiler, der mindestens ein Düsengehäuse enthält, das derart ausgestaltet ist, dass es eine jeweilige Düse der mindestens einen Düsenanordnung aufnimmt, wobei jedes Düsengehäuse auf dem Sammler so angeordnet ist, dass ein Verhältnis eines Durchmessers eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand von einer Innenwandfläche des Sammlers zu dem Einlass der jeweiligen Düse 0.8 oder weniger beträgt.
Während im Folgenden mehrere Ausgestaltungen eines Hochexpansionsschaumgenerators vom ansaugenden Typ und Verfahren zur Erzeugung von Hochexpansionsschaum erörtert werden, wird es für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, dass die Ausgestaltung des Hochexpansionsschaumgenerators vom ansaugenden Typ variieren kann (z. B. auf der Grundlage der Ausgestaltung des zu schützenden Raums und/oder anderer Konstruktionskriterien). Dementsprechend sind die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung als illustrativ und nicht als einschränkend zu betrachten.
Kurzbeschreibungen der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil dieser Beschreibung sind, veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der obigen Beschreibung zur Erläuterung der Merkmale der Erfindung.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Hochexpansionsschaumgenerators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittsansicht des Hochexpansionsschaumgenerators von 1;
3 ist eine Explosionsdarstellung des Hochexpansionsschaumgenerators von 1;
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Düsenverteilers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine vordere Querschnittsansicht des Düsenverteilers von 4;
6 und 6A sind eine seitliche Querschnittsansicht des Düsenverteilers der 4 bzw. eine erweiterte Ansicht der Schnittstelle zwischen dem Düsenverteiler und einer Düse;
7 ist eine vordere Querschnittsansicht einer Düse und eines Einsatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine vordere Querschnittsansicht der Düse von 7, bei der der Einsatz entfernt wurde;
9 ist eine perspektivische Ansicht des Düseneinsatzes der 7 und 8; und
10 ist eine Seitenansicht des Düseneinsatzes der 7-9.

Detaillierte Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf einen Hochexpansionsschaumgenerator vom angesaugten Typ. Wie hierin verwendet, bedeutet „Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ“ ein Schaumgenerator, der keine beweglichen Teile hat und angesaugte Luft als Hauptmittel zur Erzeugung von Schaum verwendet. Anstatt z. B. Luft durch motorbetriebene oder wasserbetriebene Ventilatoren in den Schaumgenerator zu drücken, saugt der Schaumgenerator die Umgebungsluft in den Schaumgenerator ein. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Hochexpansionsschaumgenerators (HEF) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Querschnittsansicht des HEF-Generators 10, und 3 ist eine Explosionsdarstellung des HEF-Generators 10. Der HEF-Generator 10 kann derart ausgestaltet werden, dass er einen Raum (z. B. einen Hangar, ein Lager, einen Frachtbereich, einen großen Raum oder ein anderes Volumen, das ausreicht, um den Schaum aufzunehmen) mit Brandschutzschaum versorgt, indem er eine Schaumlösung erzeugt, die eine Flüssigkeit (z. B. Wasser) und ein Schaummittelkonzentrat enthält. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 einen Brandschutz für ein Gehäuse in Übereinstimmung mit der Norm „UL 139 Outline of Investigation for Medium- and High-Expansion Foam“ von Underwriters Laboratories (UL) vom 13. März 2018 („UL 139“) bereitstellen, die hier durch Verweis in vollem Umfang enthalten ist. Um beispielsweise UL 139 zu erfüllen, muss der HEF-Generator für eine nach UL 139 zertifizierte Schaumlösung Schaum mit dem Schaumausdehnungsverhältnis und/oder innerhalb des Schaumausdehnungsverhältnisbereichs erzeugen, der von der UL-Prüfstelle genehmigt worden ist.
Unter Bezugnahme auf die 1-3 kann der HEF-Generator 10 die Schaumlösung von einer externen Quelle wie z. B. dem Schaumzumischsystem 25 erhalten. Das Schaumzumischsystem 25 kann die Schaumlösung durch Mischen eines Löschschaumkonzentrats (z. B. eines im Handel erhältlichen Konzentrats) und einer Löschflüssigkeit (z. B. Wasser) erzeugen. Das Schaumzumischsystem kann einen oder mehrere Tanks zur Aufnahme des Schaummittels und/oder der Löschflüssigkeit enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Quelle des Feuerlöschmittels anstelle eines Tanks das kommunale Wassersystem sein. Das Schaumzumischsystem 25 kann eine Pumpe zum Fördern des Löschmittels (z. B. Wasser) und/oder des Schaummittels enthalten. Das Schaumzumischsystem 25 kann auch einen Zumischer enthalten, der das Löschmittel und das Schaummittelkonzentrat aufnimmt und mischt (z. B. durch einen Venturieffekt), um die Schaumlösung zu erzeugen. Die Schaumlösung wird dann, z. B. mit Hilfe der Pumpe, zum HEF-Generator 10 gepumpt. Schaumzumischsysteme, die Schaumlösungen erzeugen, sind in der Technik bekannt und werden daher der Kürze halber nicht weiter erörtert.
Der HEF-Generator 10 umfasst vorzugsweise eine Lösungsabgabeanordnung 200 und eine Schaumerzeugungsanordnung 100. In einigen Ausführungsformen umfasst die Lösungsabgabeanordnung 200 einen Düsenverteiler 220 und eine oder mehrere Düsenanordnungen 240. Der Düsenverteiler 200 umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Sammler (z. B. einen Hauptsammler 224 und Untersammler 230a, b - siehe 4) und ein oder mehrere Düsengehäuse 234, die an jedem Sammler angeordnet sind. Der Düsenverteiler 220 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er die Schaumlösung aus dem Schaumzumischsystem 25 aufnimmt und die Schaumlösung an die eine oder mehrere Düsenanordnungen 240 verteilt. Jede Düsenanordnung 240 umfasst vorzugsweise eine Düse 250 und/oder einen Düseneinsatz 260. In einigen Ausführungsformen ist die Düse 250, vorzugsweise einschließlich des Einsatzes 260, am Düsengehäuse 234 angebracht, und die Düse 250 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie die Schaumlösung in die Schaumerzeugungsanordnung 100 abgibt. In einigen Ausführungsformen ist der HEF-Generator 10 als ein Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ ausgestaltet. Das heißt, im Gegensatz zu einigen Systemen des Standes der Technik sind beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf ein motorbetriebenes Gebläse und/oder ein wasserbetriebenes Gebläse angewiesen, um Luft in den Körper des Schaumgenerators zu drücken. In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird, wenn die Schaumlösung aus der einen oder den mehreren Düsen 250 austritt, durch die Strahlströme aus den Düsen 250 Luft in die Schaumerzeugungsanordnung 100 angesaugt, und zwar aufgrund eines Druckunterschieds zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem durch die Schaumlösungsstrahlen erzeugten Unterdruck im Schaumgenerator. Daher haben beispielhafte Ausführungsformen des HEF-Generators 10 keine beweglichen Teile. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 einen Spalt G zwischen dem Auslass der einen oder mehreren Düsen 250 und dem Einlass 112 der Schaumerzeugungsanordnung 100 aufweisen, um den Eintritt von Luft in die Schaumerzeugungsanordnung 100 zu erleichtern. In einigen Ausführungsformen kann der Düsenverteiler 220 beispielsweise Verteilerträgerarme 222 umfassen, die (z. B. unter Verwendung von Befestigungselementen 218, durch Schweißen oder über andere Befestigungsmittel) an der Schaumerzeugungsanordnung 100 befestigt werden, beispielsweise an geeigneten Befestigungsstellen am Schaumerzeugerkörper (z. B. am Hauptkörperabschnitt 110). Die Verteilerstützarme 222 können derart ausgestaltet werden, dass, wenn der Düsenverteiler 220 an dem Schaumgeneratorkörper befestigt ist, der Düsenverteiler 220 in einem vorbestimmten Abstand von dem Schaumgeneratorkörper angeordnet ist. Der vorbestimmte Abstand ist so gewählt, dass der Spalt G in einem Bereich von 165 mm (6,5 Zoll) bis 305 mm (12 Zoll) liegt. In einigen Ausführungsformen liegt der Spalt G in einem Bereich von 165 mm (6,5 Zoll) bis 190,5 mm (7,5 Zoll) und vorzugsweise 178 mm ± 5 mm (7 Zoll ± 0,25 Zoll). In einigen Ausführungsformen liegt der Spalt G in einem Bereich von 241 mm (9,5 Zoll) bis 267mm (10,5 Zoll) und vorzugsweise 254 mm ± 5 mm (10 Zoll ± 0,25 Zoll). Natürlich sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf die Verwendung von Verteilerstützarmen 222 als Befestigungsmittel beschränkt, und es können auch andere Mittel verwendet werden, um einen vorbestimmten Abstand zwischen der Ausstoßanordnung 200 und der Schaumerzeugungsanordnung 100 einzuhalten. Vorzugsweise ist die Ausstoßanordnung 200 so an der Schaumerzeugungsanordnung 100 befestigt und/oder ausgerichtet, dass die Schaumerzeugungsanordnung 100 und die eine oder mehreren Düsenanordnungen 230 entlang einer Achse F1 ausgerichtet sind, die einer Mittellinie der Schaumerzeugungsanordnung 100 entspricht. Vorzugsweise entspricht die Achse F1 einem durchschnittlichen Flussweg der Schaumlösung.
Die Schaumerzeugungsanordnung 100 nimmt vorzugsweise die von der Ausstoßanordnung 200 versprühte Schaumlösung und die angesaugte Luft auf, um einen Feuerlöschschaum zu erzeugen, der in einen zu schützenden Raum ausgestoßen werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Gesamtlänge L1 der Schaumerzeugungsanordnung 100 in einem Bereich von 1270 mm (50 Zoll) bis 2159 mm (85 Zoll) liegen. In einigen Ausführungsformen kann die Länge L1 in einem Bereich von 1270 mm (50 Zoll) bis 1397 mm (55 Zoll) und vorzugsweise von 1346 mm ± 25 mm (53 Zoll ± 1 Zoll) liegen. In anderen Ausführungsformen kann die Länge L1 in einem Bereich von 1829 mm (72 Zoll) bis 2159 mm (85 Zoll) und vorzugsweise von 2007 mm ± 25 mm (79 Zoll ± 1 Zoll) liegen. In einigen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis zwischen dem Spalt G und der Länge L1 0,125 oder mehr, vorzugsweise im Bereich von 0,125 bis 0,132, und noch bevorzugter 0,127 ± 1.
In einigen Ausführungsformen kann die Schaumerzeugungsanordnung 100 in zwei oder mehr Teile unterteilt sein. Zum Beispiel kann die Schaumerzeugungsanordnung 100 einen Hauptkörperabschnitt 110 und einen Schaumerzeugerabschnitt 120 umfassen, der vorzugsweise an dem Körperabschnitt 110 befestigt ist. Der Körperabschnitt 110 definiert vorzugsweise einen Durchgang, durch den die Schaumlösung fließt, bevor sie auf eine Oberfläche des Schaumerzeugerabschnitt 120 auftrifft. Der Körperabschnitt 110 kann ein Einlassende 112 aufweisen, das die Schaumlösung von den Düsenanorndungen 240 und die angesaugte Luft aufnimmt. Der Körperabschnitt 110 kann auch ein distales Ende 114 aufweisen, das sich in der Nähe des Schaumerzeugerabschnitts 120 befindet. In einigen Ausführungsformen ist der Körperabschnitt 110 am distalen Ende 114 mit dem Schaumerzeugerabschnitt verbunden (z. B. durch Löten, Schweißen, Befestigen, Kleben und/oder andere Befestigungsmittel). In einigen Ausführungsformen ist die Ausstoßanordnung 200 vorzugsweise so angeordnet, dass sich der Auslass der einen oder mehreren Düsen 250 in einem vorbestimmten Abstand vom Einlass 112 der Schaumerzeugungsanordnung 100 befindet. Vorzugsweise hat der Körperabschnitt 110 eine Länge L2, die in einem Bereich von 635 mm (25 Zoll) bis 1143 mm (45 Zoll) liegt. In einigen Ausführungsformen kann die Länge L2 25 Zoll (635 mm) bis 30 Zoll (762 mm) und vorzugsweise 27,5 ± 1 Zoll (699 mm ± 25 mm) betragen. In anderen Ausführungsformen kann die Länge L2 40 Zoll (1016 mm) bis 43 Zoll (1092 mm), vorzugsweise 41,75 Zoll ± 1 Zoll (1060 mm ± 25 mm), betragen. In einigen Ausführungsformen kann der Körperabschnitt 110 eine oder mehrere Dehnungsfugen (nicht dargestellt) in der Nähe des Einlasses 112 und/oder des distalen Endes 114 aufweisen, um Spannungen in den Grenzflächen zwischen dem Körperabschnitt 110 und der Verteileranordnung 220 und/oder zwischen dem Körperabschnitt 110 und dem Schaumerzeugerabschnitt 120 zu mindern. In einigen Ausführungsformen ist der Körperabschnitt 110 ein Rohr, das die Schaumlösung in Richtung des Schaumerzeugungsabschnitts 120 lenkt. In einigen Ausführungsformen kann der Körperabschnitt 110 beispielsweise eine zylindrische Form mit einem Durchmesser D1 haben, der in einem Bereich von 533 mm (21 Zoll) bis 965 mm (38 Zoll) liegt. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D1 in einem Bereich von 584 mm (23 Zoll) bis 635 mm (25 Zoll) und noch bevorzugter von 610 mm ± 2,5 mm (24 Zoll ± 0,1 Zoll) liegen. In anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D1 in einem Bereich von 889 mm (35 Zoll) bis 940 mm (37 Zoll) und noch bevorzugter von 914 mm ± 13 mm (36 ± 0,5 Zoll) liegen. Vorzugsweise ist die Länge der Schaumerzeugungsanordnung von der Einlassabmessung abhängig. In einigen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis zwischen der größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung und der Länge der Schaumerzeugungsanordnung (hier auch als „Generatorverhältnis“ bezeichnet) 0,5 oder weniger. In einigen Ausführungsformen kann das Generatorverhältnis in einem Bereich von 0,40 bis 0,50, vorzugsweise in einem Bereich von 0,42 bis 0,48 und noch bevorzugter in einem Verhältnis von 0,46 ± 0,01 liegen. In den beispielhaften Ausführungsformen ist das Generatorverhältnis beispielsweise ein Verhältnis von Durchmesser D1 zu Länge L1. In einigen Ausführungsformen kann der Körperabschnitt 110 andere Formen haben, wie z. B. rechteckig (z. B. quadratisch), dreieckig, trapezförmig oder eine andere polygonale Form, die es dem Schaumlösungsspray ermöglicht, zum Schaumerzeugerabschnitt 120 zu gelangen, während das Spray im Inneren des Körperabschnitts 110 begrenzt wird. Bei Ausführungsformen mit nicht kreisförmigen Einlassausgestaltungen kann die größte Einlassabmessung in den Zähler der Gleichung für das Generatorverhältnis eingesetzt werden. Wenn der Einlass zum Schaumgenerator beispielsweise eine rechteckige Form hat, wird die größte Längenabmessung verwendet.
In einigen Ausführungsformen kann der Körperabschnitt 110 aus Blech hergestellt werden und eine geeignete Dicke für das verwendete Material haben und kann zum Beispiel eine Standarddicke wie z.B. 1/32 Zoll (0,8 mm) sein. Das Blech kann aus rostfreiem Stahl und/oder einem anderen geeigneten Metall bestehen. Natürlich ist der Körperabschnitt 110 nicht auf eine Metallkonstruktion beschränkt, und es können auch andere Materialien verwendet werden (z. B. Verbundwerkstoffe, Kunststoffe, Keramik und/oder ein anderes geeignetes Material), und die Dicke kann entsprechend variieren. Vorzugsweise ist der Körperabschnitt 110 derart ausgestaltet, dass er an einer festen Struktur wie z. B. einer Wand, einer Decke, einem Dach, einem Boden, einer Plattform oder einer anderen festen Struktur mit Hilfe von Befestigungsmitteln wie z. B. Klammern, Bolzen, Schrauben, Schweißen, Löten, Kleben oder anderen Befestigungsmitteln befestigt werden kann.
Vorzugsweise nimmt der Schaumerzeugerabschnitt die Schaumlösung aus dem Körperabschnitt 110 auf und ist derart ausgestaltet, dass er einen Feuerlöschschaum erzeugt, der in den zu schützenden Raum abgegeben wird. In einigen Ausführungsformen ist der Schaumerzeugerabschnitt im Allgemeinen rohrförmig. In einigen Ausführungsformen kann der Schaumerzeugungsabschnitt 120 beispielsweise vorzugsweise eine konische Form und noch bevorzugter die Form eines Kegelstumpfes haben. In einigen Ausführungsformen kann der Schaumerzeugerabschnitt 120 in zwei oder mehr Teile unterteilt sein. Zum Beispiel kann der Schaumerzeugerabschnitt 120 ein äußeres Segment 122 und ein inneres Segment 124 umfassen. Das äußere Segment 122 und/oder das innere Segment 124 können in einigen Ausführungsformen eine verjüngte Form haben. Zum Beispiel kann das äußere Segment 122 eine konische Form haben, wie zum Beispiel einen Kegelstumpf mit einem Einlassende 126, das an dem Körperabschnitt 110 angebracht und/oder anderweitig befestigt ist, und einem distalen Ende 127. Vorzugsweise definiert die Wand des äußeren Segments 122 einen Innenraum 125. Das innere Segment 124 hat vorzugsweise eine konische Form und kann in einigen Ausführungsformen ein Kegelstumpf sein. In einigen Ausführungsformen sind die Segmente 122 und 124 so angeordnet, dass das Innensegment 124 im Innenraum 125 des Außensegments 122 angeordnet ist und eine Basis 128 des Innensegments 124 am distalen Ende 127 des Außensegments 122 befestigt ist (z. B. durch Löten, Schweißen, Kleben, Befestigen mit Schrauben oder Bolzen oder durch eine andere Art der Befestigung). Durch die Segmentierung des Schaumerzeugerabschnitts 120 in zwei oder mehr Teile kann die Oberfläche, auf die die Schaumlösung auftrifft, vergrößert werden, während die Gesamtabmessungen des HEF-Generators 10 minimiert werden. Natürlich sind beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf Schaumerzeugerabschnitte beschränkt, die in Teile unterteilt und/oder auf konische oder kegelstumpfförmige Formen beschränkt sind. Beispielsweise kann der Schaumerzeugerabschnitt ein einziges Teil sein (z. B. aus einem einzigen StückBlech hergestellt) und/oder andere Formen haben, wie z. B. rechteckig (z. B. quadratisch), dreieckig, trapezförmig und/oder eine andere polygonale Form (mit oder ohne Kegelstumpf).
In einigen Ausführungsformen kann der Einlass 126 des Schaumgeneratorteils 120 einen Durchmesser haben, der ungefähr dem Durchmesser am distalen Ende 114 des Körperabschnitts 110 entspricht. Zum Beispiel kann der Durchmesser D2 am Einlass 126 in einem Bereich von 21 Zoll (533 mm) bis 38 Zoll (965 mm) liegen. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D2 in einem Bereich von 584 mm (23 Zoll) bis 635 mm (25 Zoll) und noch bevorzugter von 610 mm ± 2,5 mm (24 Zoll ± 0,1 Zoll) liegen. In anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D2 in einem Bereich von 914 mm (36 Zoll) bis 940 mm (37 Zoll) und noch bevorzugter von 927 mm ± 2,5 mm (36,5 ± 0,1 Zoll) liegen. Vorzugsweise liegt die Länge L3 des äußeren Segments 122 (und in einigen Ausführungsformen die Gesamtlänge des Schaumerzeugerabschnitts 120) entlang der Achse F1 in einem Bereich von 584 mm (23 Zoll) bis 1016 mm (40 Zoll). In einigen Ausführungsformen kann die Länge L3 in einem Bereich von 24. 5 Zoll (622 mm) bis 26,5 Zoll (673 mm) und vorzugsweise 25,5 Zoll ± 0,1 Zoll (648 mm ± 2,5 mm) betragen. In anderen Ausführungsformen kann die Länge L3 in einem Bereich von 889 mm (35 Zoll) bis 940 mm (37 Zoll) und vorzugsweise von 914 mm ± 2,5 mm (36 Zoll ± 0,1 Zoll) liegen. In einigen Ausführungsformen kann zur Erleichterung der Befestigung am Körperabschnitt 110 die Länge des Körperabschnitts 110 und/oder des Außensegments 122 eine Verlängerung E (siehe 3) aufweisen, die in einem Bereich von etwa 20 bis 38 mm (0,8 bis 1,5 Zoll) liegt, um eine vorbestimmte Überlappung an der Einlassseite 126 zu schaffen. In einigen Ausführungsformen, wenn das äußere Segment 122 die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes hat, bildet die Neigung des Kegelabschnitts einen Winkel α mit der Achse F1 (siehe 1), der in einem Bereich von 5 Grad bis 15 Grad liegt. In einigen Ausführungsformen kann der Winkel α 8 Grad bis 12 Grad und vorzugsweise 10 Grad ± 1 Grad betragen. Das distale Ende 127 des Außensegments 122 (z. B. die Spitze des Kegelstumpfes des Außensegments 122) kann einen Durchmesser D3 in einem Bereich von 330 mm bis 660 mm haben. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D3 in einem Bereich von 356 mm (14 Zoll) bis 406 mm (16 Zoll) und noch bevorzugter von 381 mm ± 2,5 mm (15 Zoll ± 0,1 Zoll) liegen. In anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D3 in einem Bereich von 572 mm (22,5 Zoll) bis 622 mm (24,5 Zoll) und noch bevorzugter von 597 mm ± 2,5 mm (23,5 Zoll) liegen.
In einigen Ausführungsformen kann die Basis 128 des Innensegments 124 einen Durchmesser haben, der ungefähr dem Durchmesser am distalen Ende 127 des Hauptsegments 122 entspricht. Zum Beispiel kann der Durchmesser D4 an der Basis 128 in einem Bereich von 330 mm (13 Zoll) bis 660 mm (26 Zoll) liegen. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D4 in einem Bereich von 356 mm (14 Zoll) bis 406 mm (16 Zoll) und noch bevorzugter von 381 mm ± 2,5 mm (15 Zoll ± 0,1 Zoll) liegen. In anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D4 in einem Bereich von 572 mm (22,5 Zoll) bis 622 mm (24,5 Zoll) und noch bevorzugter von 597 mm ± 2,5 mm (23,5 Zoll) liegen. Vorzugsweise liegt die Länge L4 des Innensegments 124 entlang der Achse F1 in einem Bereich von 495 mm (19,5 Zoll) bis 851 mm (33,5 Zoll). In einigen Ausführungsformen kann die Länge L4 in einem Bereich von 521 mm (20,5 Zoll) bis 572 mm (22,5 Zoll) und vorzugsweise von 540 mm ± 2,5 mm (21,25 ± 0,1 Zoll) liegen. In anderen Ausführungsformen kann die Länge L4 in einem Bereich von 775 mm (30,5 Zoll) bis 826 mm (32,5 Zoll) und vorzugsweise von 800 mm ± 2,5 mm (31,5 Zoll ± 0,1 Zoll) liegen. In einigen Ausführungsformen, wenn das innere Segment 124 eine Kegel- oder Kegelstumpfform hat, bildet die Neigung des Kegelabschnitts einen Winkel β mit der Achse F1, der im Bereich von 12 Grad bis 20 Grad liegt. In einigen Ausführungsformen kann der Winkel β in einem Bereich von 15 Grad bis 19 Grad und vorzugsweise 17 Grad ± 0,5 Grad liegen. Wenn das Innensegment 124 kegelstumpfförmig ist, kann das distale Ende 129 des Innensegments 124 (z. B. die Spitze des Kegelstumpfs des Innensegments 124) einen Durchmesser D5 im Bereich von 25 mm (1 Zoll) bis 152 mm (6 Zoll) haben. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D5 in einem Bereich von 1,5 Zoll (38 mm) bis 2,5 Zoll (63,5 mm) und vorzugsweise 2,0 Zoll ± 0,1 Zoll (51 mm ± 2,5 mm) liegen. In anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D5 in einem Bereich von 3 Zoll (76 mm) bis 5 Zoll (127 mm) und vorzugsweise 4 Zoll (102 mm ± 2,5 mm) liegen.
Vorzugsweise umfasst der Innenraum 125 des Schaumerzeugungsabschnitts 120 eine Oberfläche (z. B. die Oberfläche 122a des äußeren Segments 122 und/oder die Oberfläche 124a des inneren Segments 124), die die Erzeugung des Schaums erleichtert. In einigen Ausführungsformen kann die Oberfläche 122a und/oder die Oberfläche 124a des Schaumerzeugungsabschnitts 120 beispielsweise eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, die durch die Wände des Schaumerzeugungsabschnitts 120 verlaufen. Beispielsweise können die Wände des Schaumerzeugungsabschnitts 120 (z. B. das äußere Segment 122 und/oder das innere Segment 124) aus einem Lochblech, einem Maschensieb und/oder einem anderen Material mit einer Vielzahl von Löchern (z. B. Metalldrähte oder ähnliche Strukturen in einem netzartigen Muster mit gleichmäßig beabstandeten Öffnungen) mit einer Maschengröße von etwa 3,2 mm (1/8 Zoll) bestehen. Die Schaumlösung aus dem Körperabschnitt 110 trifft vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit auf die Oberfläche 122a und/oder die Oberfläche 124a auf, die bewirkt, dass die Schaumlösung zu einem Schaum wird. Genauer gesagt, wenn die Schaumlösung auf die Oberfläche 122a und/oder Oberfläche 124a auftrifft und durch die Maschenöffnungen hindurchgeht, wird Luft von der Schaumlösung eingekapselt oder mitgerissen, um Blasen zu bilden und den Schaum zu erzeugen. Sobald die Schaumlösung die Oberflächenöffnungen des Schaumerzeugerabschnitts 120 passiert hat, tritt der Schaum in den Raum ein, um das Feuer zu bekämpfen. In einigen Ausführungsformen kann das Expansionsverhältnis des HEF-Generators 10 in Abhängigkeit vom Einlassdruck in einem Bereich von 400 bis 1100, vorzugsweise in einem Bereich von 400 bis 1000, noch bevorzugter in einem Bereich von 400 bis 900 und noch bevorzugter in einem Bereich von 400 bis 800 liegen. In einigen Ausführungsformen kann der gesamte oder ein Teil des Schaumerzeugerabschnitts 120 (z. B. das äußere Segment 122 und/oder das innere Segment 124) aus einem Blech (z. B. einem Lochblech) hergestellt sein, das eine Standarddicke für das Material aufweist, wie z. B. 0,8 mm (1/32 Zoll). Das Blech kann aus rostfreiem Stahl und/oder einem anderen geeigneten Metall bestehen. Natürlich ist der Schaumerzeugerabschnitt 120 nicht auf eine Metallkonstruktion beschränkt, und es können auch andere Materialien verwendet werden (z. B. Verbundwerkstoffe, Kunststoffe, Keramik und/oder ein anderes geeignetes Material).
Die 4 und 5 sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine vordere Querschnittsansicht des Düsenverteilers 220. Die 6 und 6A sind eine seitliche Querschnittsansicht des Düsenverteilers 220 bzw. eine erweiterte Ansicht der Schnittstelle zwischen dem Düsenverteiler 220 und einer Düse 250. Unter Bezugnahme auf die 4-6A kann der Düsenverteiler 220 vorzugsweise einen oder mehrere Düsensammler umfassen, die jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie die Schaumlösung durch eine oder mehrere Düsen 250 verteilen. In Ausführungsformen, in denen mehr als eine Düse 250 vorhanden ist, ist der Düsenverteiler 220 vorzugsweise derart ausgestaltet, dass der Volumenstrom (hier auch als „Durchfluss“ bezeichnet) der Schaumlösung gleichmäßig durch die Düsen 250 verteilt wird. In einigen Ausführungsformen kann der Düsenverteiler 220 einen oder mehrere Hauptsammler haben, die die Schaumlösung aufnehmen. Der Begriff „Hauptsammler“ bezeichnet hier einen Sammler, der die Schaumlösung von einer externen Quelle erhält. Beispielhafte Ausführungsformen können beispielsweise einen Hauptsammler 224 umfassen, der die Schaumlösung am Einlass 226, beispielsweise vom Schaumzumischsystem 25, erhält.
In einigen Ausführungsformen kann jeder der Hauptsammler einen oder mehrere Untersammler enthalten, die mit dem jeweiligen Hauptsammler in Fluidverbindung stehen. Wie hierin verwendet, beschreibt „Untersammler“ einen Sammler, der Schaumlösung von einem Hauptsammler erhält. Beispielsweise können zwischen den Untersammlern 230a, b und dem Hauptsammler 224 Fluidverbindungen bestehen, so dass die Schaumlösung im Hauptsammler 224 zu den Untersammlern 230a, b fließt. Vorzugsweise haben der Hauptsammler 224 und/oder die Untersammler 230a,b eine im Wesentlichen lineare Ausgestaltung, wie z. B. eine lineare röhrenförmige Ausgestaltung. Zum Beispiel kann der Hauptsammler 224 eine lineare, röhrenförmige Ausgestaltung mit einem Einlass 226 und einem geschlossenen Ende 228 aufweisen, das gegenüber dem Einlass 226 angeordnet ist. Die rohrförmige Ausgestaltung für den Hauptsammler 224 ist vorzugsweise eine zylindrische Ausgestaltung, aber andere Ausgestaltungen sind möglich, wie z.B. rechteckig (z.B. quadratisch), dreieckig und/oder eine andere polygonale Form. In ähnlicher Weise haben einer oder beide der Untersammler 230a, b vorzugsweise eine lineare, rohrförmige Ausgestaltung. Die röhrenförmige Ausgestaltung für die Untersammler 230a,b ist vorzugsweise eine zylindrische Ausgestaltung, aber auch andere Ausgestaltungen sind möglich, wie etwa eine rechteckige (z. B. quadratische), dreieckige und/oder eine andere polygonale Form. In einigen Ausführungsformen sind die Hauptsammler 224 und die jeweiligen Untersammler 230a,b quer zueinander angeordnet, wie z. B. orthogonal zueinander. Wie in am besten zu sehen ist, sind die Untersammler 230a,b beispielsweise kolinear zueinander und orthogonal zum Hauptsammler 224 angeordnet, um eine Plus- oder Kreuzform zu bilden. In einer solchen Ausgestaltung ist ein Ende jedes Untersammlers 230a, b mit dem Hauptsammler 224 verbunden und das äußere Ende 232a, b des jeweiligen Untersammlers 230a, b ist geschlossen. Die Schaumlösung tritt am Einlass 226 des Hauptsammlers 224 in den Düsenverteiler 220 ein und gelangt dann über die Einlässe 231a und 231b der jeweiligen Untersammler 230a und 230b in die Untersammler 230a, b. Es wird angenommen, dass die lineare Ausgestaltung mit dem geschlossenen Ende 228 des Hauptsammler 224 und die lineare Ausgestaltung mit den geschlossenen Enden 232a, b der jeweiligen Untersammler 230a, b dazu dienen, Strömungsstörungen zu minimieren, wenn Schaumlösung aus den Düsen 250 gesprüht wird. Im Gegensatz dazu können einige Düsenverteiler nach dem Stand der Technik kreisförmige oder ringförmige Verteiler (und/oder Teile von Verteilern) aufweisen, die gekrümmte Strömungen durch mindestens einen Teil des Verteilers erzeugen, während Schaumlösung aus den Düsen gesprüht wird. Es wird angenommen, dass solche gekrümmten Verteilerausgestaltungen (insbesondere ringförmige Verteiler ohne „geschlossene Enden“) Druckschwankungen im Verteiler erzeugen können, die den Wirkungsgrad der Düsen im Vergleich zu den linearen Verteilerausgestaltungen in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verringern. Während sich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf Kreuz- oder Plusverteiler beziehen, kann der Düsenverteiler in einigen Ausführungsformen auch andere Arten von linearen Ausgestaltungen aufweisen, wie z. B. einen „H“-förmigen Verteiler, bei dem der horizontale Teil ein Hauptsammler und die vertikalen Teile Untersammler oder eine andere Kombination aus Haupt- und Untersammlern sind. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf lineare Sammler beschränkt und können gekrümmte Sammler (einschließlich ringförmiger Sammler) und/oder Sammler mit anderen Formen aufweisen.
In einigen Ausführungsformen liegt der Innendurchmesser D9 des Hauptsammlers 224 und/oder der Innendurchmesser D10 eines oder beider Untersammler 230a,b in einem Bereich von 1 Zoll (25 mm) bis 4 Zoll (102 mm) und vorzugsweise von 2 Zoll (51 mm) bis 3,5 Zoll (89 mm). Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen der Durchmesser D9 des Hauptsammlers 224 2,5 Zoll ± 0,1 Zoll (64 mm ± 2,5 mm) betragen, und in anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D9 3,0 Zoll ± 0,1 Zoll (76 mm ± 2,5 mm) betragen. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D10 eines oder beider Untersammler 230a,b 2,0 Zoll ± 0,1 Zoll (51 mm ± 2,5 mm) betragen, und in anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D10 2,5 Zoll ± 0,1 Zoll (64 mm ± 2,5 mm) betragen. In einigen Ausführungsformen entsprechen der Hauptsammler 224 und/oder die Untersammler 230a,b bekannten Rohrnormen, wie z. B. British Standard Pipe (BSP), National Pipe Taper (NPT) und/oder einer anderen Rohrnorm. Der Hauptsammler 224 und/oder einer oder beide der Untersammler 230a,b können aus Kohlenstoffstahl, Edelstahl und/oder einem anderen geeigneten Material hergestellt werden.
Der Düsenverteiler 220 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er ein oder mehrere Düsengehäuse aufweist, wie z. B. Düsengehäuse 234, die jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie eine Düse 250 aufnehmen. Vorzugsweise kann die Düse 250 fest (z. B. durch Löten, Schweißen, Kleben) oder lösbar (z. B. durch Einschrauben der Düse in das Düsengehäuse) angebracht sein. Beispielsweise können das Düsengehäuse 234 und die Düse 250 mit entsprechenden Gewindemustern ausgestaltet werden (z. B. Muster, die BSP- und NPT-Standards entsprechen), wie durch die Schnittstelle 236 in 6A gezeigt, so dass die Düse 250 in das Düsengehäuse 234 eingeschraubt werden kann. Jeder Hauptsammler 224 und/oder jeder Untersammler 230 kann ein oder mehrere Düsengehäuse 234 enthalten. Vorzugsweise sind die Düsengehäuse 234 zwischen dem Hauptsammler 224 und dem Untersammler 230 so verteilt, dass die Strahlen aus den Düsen 250 symmetrisch über den Einlass 112 der Schaumerzeugungsanordnung 100 verteilt werden. Wie in den 1 und 4 dargestellt, sind beispielsweise vier Düsengehäuse 234 (zwei Düsengehäuse 234 am Hauptsammler 224 und ein Düsengehäuse 234 an jedem Untersammler 230a,b) so angeordnet, dass Schaumlösung in einem symmetrischen 90-Grad-Muster um die Strömungsachse F1 in den Einlass 112 der Schaumerzeugungsanordnung 100 gesprüht wird. Natürlich können auch andere symmetrische Muster und/oder nicht-symmetrische Muster verwendet werden, je nach Form der Schaumerzeugungsanordnung 100, der Anzahl der Düsen und dem gewünschten Strömungsmuster.
Vorzugsweise liegt die Länge L5, die einem Abstand zwischen der Mittellinie des Hauptsammlers 224 (in 6 dargestellt) und/oder des Untersammlers 230 (nicht dargestellt, aber ähnlich) und dem Auslassende des Düsengehäuses 234 entspricht, in einem Bereich von 57 mm (2,25 Zoll) bis 178 mm (7 Zoll). In einigen Ausführungsformen kann die Länge L5 in einem Bereich von 64 mm (2,5 Zoll) bis 83 mm (3,25 Zoll) und vorzugsweise von 70 ± 2,5 mm (2,75 Zoll ± 0,1 Zoll) liegen. In anderen Ausführungsformen kann die Länge L5 in einem Bereich von 83 mm (3,25 Zoll) bis 102 mm (4,0 Zoll) und vorzugsweise von 95 ± 2,5 mm (3,75 Zoll ± 0,1 Zoll) liegen. In noch anderen Ausführungsformen kann die Länge L5 zwischen 140 mm (5,5 Zoll) und 165 mm (6,5 Zoll) und vorzugsweise 155 mm ± 2,5 mm (6,1 Zoll ± 0,1 Zoll) betragen. In einigen Ausführungsformen liegt eine Länge L6, die einem Abstand von der Innenwandfläche des Hauptsammlers 224 (dargestellt in 6A) und/oder des Untersammlers 230 (nicht dargestellt, aber ähnlich) zum Einlass der Düse 250 entspricht, wenn diese am Düsengehäuse 234 befestigt ist, in einem Bereich von 37 mm (1,45 Zoll) bis 114 mm (4,5 Zoll). In einigen Ausführungsformen kann die Länge L6 in einem Bereich von 89 mm (3,5 Zoll) bis 114 mm (4,5 Zoll) und vorzugsweise von 102 ± 13 mm (4,0 Zoll ± 0,5 Zoll) liegen. In einigen Ausführungsformen ist die Ausgestaltung des Düsengehäuses 234, die die Länge L6 einschließen kann, so beschaffen, dass davon ausgegangen wird, dass die Schaumlösung in einen laminaren Strömungsbereich oder -zustand eintritt, bevor sie in die Düse 250 gelangt.
ist eine vordere Querschnittsansicht der Düse 250 und des Einsatzes 260. ist eine vordere Querschnittsansicht der Düse 250, wobei der Einsatz 260 entfernt ist. Die Düse 250 ist eine Vorrichtung, die die Richtung und die Eigenschaften (z. B. Strömungseigenschaften wie Geschwindigkeit, Durchfluss, Sprühmuster oder eine andere Eigenschaft) des Schaumlösungsstroms steuert, wenn die Schaumlösung aus dem Düsenverteiler 220 austritt. Vorzugsweise umfasst die Düse 250 einen Hauptkörper 255 und eine konische Düsenspitze 257. In einigen Ausführungsformen enthält eine Außenseite der Düse 250 vorzugsweise ein Gewinde 259, mit dem die Düse 250 am Düsengehäuse 234 des Düsenverteilers 220 befestigt werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Düse 250 einen Einlass 248 haben, der die Schaumlösung aus dem Düsenverteiler 220 aufnimmt, und einen Auslass 258, durch den die Schaumlösung in die Schaumerzeugungseinheit 100 gesprüht wird. Vorzugsweise liegt der Durchmesser D6 des Einlasses 248 der Düse 250 in einem Bereich von 0,5 Zoll (13 mm) bis 1,5 Zoll (38 mm) und noch bevorzugter von 0,75 Zoll (19 mm) bis 1,25 Zoll (32 mm). In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D6 beispielsweise 0,75 Zoll ± 0,1 Zoll (19 mm ± 2,5 mm) und in anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D6 1,25 Zoll ± 0,1 Zoll (32 mm ± 2,5 mm) betragen. In einigen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis von D6 zu L6 (hier auch als „Verhältnis der Düsengehäuse“ bezeichnet) 0,8 oder weniger. In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis des Düsengehäuses in einem Bereich von 0,25 bis 0,80, vorzugsweise in einem Bereich von 0,28 bis 0,35 und noch bevorzugter in einem Verhältnis von 0,32 ± 0,01 liegen.
Vorzugsweise liegt der Durchmesser D8 des Auslasses 258 der Düse 250 in einem Bereich von 2,5 mm (0,10 in.) bis 13 mm (0,5 in.) und noch bevorzugter von 3 mm (0,12 in.) bis 10 mm (0,4 in.). In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D8 beispielsweise 3,8 mm ± 0,25 mm (0,15 Zoll ± 0,01 Zoll) betragen, und in anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D8 9,5 mm ± 0,25 mm (0,375 Zoll ± 0,01 Zoll) betragen. Zwischen dem Einlass 248 und dem Auslass 258 kann die Düse 250 eine oder mehrere Innenkammern enthalten. Wie in am besten zu sehen ist, kann die Düse 250 beispielsweise eine Hauptkammer 251 enthalten, die sich vom Einlass 248 aus erstreckt und vorzugsweise den gleichen Durchmesser wie der Einlass 248 hat. In einigen Ausführungsformen ist die Hauptkammer 251 derart ausgestaltet, dass sie einen Einsatz aufnehmen kann (siehe unten) und/oder die größte Kammer der Düse 250 sein kann. In einigen Ausführungsformen ist stromabwärts der Hauptkammer 251 eine Reduktionskammer 254 angeordnet. Vorzugsweise ist die Reduktionskammer 254 derart ausgestaltet, dass sie die aus der Hauptkammer 251 austretende Schaumlösung trichterförmig aufnimmt und den Strom zum Auslass 258 leitet. In einigen Ausführungsformen liegt der Winkel θ1 zwischen einer Innenfläche der Reduktionskammer 254 und einer Basis der Düse 250 in einem Bereich von 40 Grad bis 50 Grad, vorzugsweise 45 Grad ± 1 Grad. Der Durchmesser D7 am Einlass der Reduktionskammer 254 kann gleich oder kleiner sein als der Durchmesser D6 der Hauptkammer 251. In einigen Ausführungsformen ist der Durchmesser D7 beispielsweise kleiner als der Durchmesser D6 der Hauptkammer 251 und kann in einem Bereich von 16,5 mm (0,650 Zoll) bis 19 mm (0,750 Zoll) und vorzugsweise von 17,3 mm ± 2,5 mm (0,680 Zoll ± 0,01 Zoll) liegen. In anderen Ausführungsformen kann der Durchmesser D7 in einem Bereich von 25 mm (1,0 Zoll) bis 31 mm (1,22 Zoll) und vorzugsweise 30 mm ± 0,25 mm (1,18 Zoll ± 0,01 Zoll) liegen. In einigen Ausführungsformen wird der Strom aus der Reduktionskammer 254 über einen in der Düsenspitze 257 angeordneten Austrittskanal 256 zum Auslass 258 geleitet. Der Austrittskanal 256 kann eine Länge L7 haben, die im Bereich von 12,7 mm (0,5 Zoll) bis 25 mm (1 Zoll) liegt. In einigen Ausführungsformen kann die Länge L7 0,6 Zoll ± 0,1 Zoll (15,2 mm ± 2,5 mm) betragen und in anderen Ausführungsformen kann die Länge L7 0,75 Zoll ± 0,1 Zoll (19 mm ± 2,5 mm) betragen. Vorzugsweise ist der Durchmesser des Austrittskanals 256 derselbe wie der Durchmesser des Auslasses 258. In einigen Ausführungsformen kann die Düse 250 eine Zwischenkammer 252 umfassen, die zwischen der Hauptkammer 251 und der Reduktionskammer 254 angeordnet ist. Die Zwischenkammer 252 kann einen Übergangsbereich für die Schaumlösung bilden, bevor sie von der Reduktionskammer 254 in einen Trichter geleitet wird, wenn die Schaumlösung aus dem Einsatz 260 der Hauptkammer 251 austritt. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Zwischenkammer 252 derselbe wie der Durchmesser D7 des Einlasses der Reduktionskammer 254. In einigen Ausführungsformen kann die Schnittstelle zwischen der Hauptkammer 251 und der Zwischenkammer 252 einen Stegbereich 253 aufweisen, der vorzugsweise durch eine Differenz zwischen dem Durchmesser D6 der Hauptkammer 251 und dem Durchmesser D7 der Zwischenkammer 252 gebildet wird. Der Stegbereich 253 richtet den Düseneinsatz 260 aus und/oder bildet einen Anschlag für ihn (siehe unten). Vorzugsweise liegt die Länge L8 der Zwischenkammer 252 in einem Bereich von 1,5 mm (0,06 Zoll) bis 2,5 mm (0,10 Zoll) und noch bevorzugter von 2 mm ± 0,25 mm (0,08 Zoll ± 0,01 Zoll).
In einigen Ausführungsformen ist die Spitze 257 der Düse 250 kegelförmig. Zum Beispiel bildet in einigen Ausführungsformen die Oberfläche der Spitze 257 einen Winkel θ2 in Bezug auf eine Basis der Düse 250, der in einem Bereich von 30 Grad bis 60 Grad, und vorzugsweise 40 Grad bis 50 Grad, und noch bevorzugter 45 Grad ± 1 Grad liegt. Es wird angenommen, dass die kegelförmige Spitze 257 den Sprühstrahl aus jeder Düse beim Ansaugen der Umgebungsluft unterstützt. Im Gegensatz zu einigen verwandten Düsen, die eine flache Spitze haben, sind die Düsen 250 der vorliegenden Offenbarung daher effizienter in Bezug auf das Ansaugen der Luft in den HEF-Generator 10.
Die sind perspektivische bzw. seitliche Ansichten des Düseneinsatzes 260. Wie in zu sehen ist, ist der Düseneinsatz 260 so gestaltet, dass er in die Hauptkammer 251 passt. In einigen Ausführungsformen ist der Düseneinsatz 260 vorzugsweise so in der Hauptkammer positioniert, dass er mit dem Steg 253 in Kontakt kommt. In einigen Ausführungsformen ist der Durchmesser des Düseneinsatzes 260 ungefähr derselbe wie der Innendurchmesser der Hauptkammer 251. Vorzugsweise ist der Düseneinsatz 260 an der Düse 250 durch bekannte Mittel wie z. B. Presspassung, Löten, Kleben oder andere Mittel zur Befestigung (z. B. fest oder lösbar) des Einsatzes 260 an der Düse 250 angebracht.
In einigen Ausführungsformen kann der Düseneinsatz 260 eine Ausgestaltung aufweisen, in der ein oder mehrere Strömungswege mit Wirbeln erzeugt werden, um die Austrittsgeschwindigkeit des Schaumlösungsstrahls zu erhöhen. Zum Beispiel kann der Düseneinsatz 260 einen Wirbeleinsatz enthalten, um ein Wirbelmuster auf dem aus der Düse 250 austretenden Schaumlösungsstrahl zu erzeugen. Vorzugsweise folgt die gesamte Schaumlösung, die durch die Düse 250 fließt, einem oder mehreren gekrümmten Strömungswegen. In einigen Ausführungsformen kann der Düseneinsatz 260 eine Multiwirbelausgestaltung aufweisen, die den Schaumlösungsströmungsweg in zwei oder mehr krummlinige Pfade durch die Düse 250 aufteilt. Bei einigen Einsätzen nach dem Stand der Technik kann nur ein Teil der Strömungslösung einem gekrümmten Pfad folgen. Das heißt, einige Einsätze des Standes der Technik können Schlitze oder Lücken aufweisen, die es einem Teil der Schaumlösung ermöglichen, die Düse entlang eines im Wesentlichen linearen Strömungsweges zu passieren, während ein Teil einem gekrümmten Pfad folgt. Es wird davon ausgegangen, dass eine solche Anordnung weniger effizient ist, was das Ansaugen der Umgebungsluft beim Austritt der Schaumlösung aus der Düse 250 und/oder das Schaumexpansionsverhältnis des erzeugten Schaums betrifft.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Düseneinsatz 260 eine Doppel-Wirbelschaufel-Ausgestaltung mit einem Strömungsteiler 262 und Wirbelschaufeln 266 und 276. Der Düseneinsatz 260 kann eine einzige integrierte Einheit sein oder aus separaten Teilen zusammengesetzt werden. Beispielsweise kann eines oder mehrere der Wirbelschaufeln 266, die Wirbelschaufel 276 und/oder der Strömungsteiler 262 ein separates Teil sein, das (z. B. durch Löten oder andere bekannte Mittel) an der Einsatzanordnung befestigt wird. Vorzugsweise sind die Wirbelschaufeln 266 und 276 in Bezug auf eine Basis der Düse 250 abgewinkelt und verdreht, um eine Wirbelbewegung zu erzeugen, wenn die Schaumlösung durch die Düse 250 fließt. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich die Verdrehung jeder Wirbelschaufel 266, 276 um etwa 180 Grad um die Hauptkammer 251. In anderen Ausführungsformen kann die Verdrehung der Wirbelschaufeln jedoch mehr als 180 Grad oder weniger als 180 Grad betragen. Die Neigungen der Wirbelschaufeln 266 und 276 sind vorzugsweise einander entgegengesetzt, so dass sie von der Seite betrachtet eine X-Form bilden (siehe z. B. ). Wie in zu sehen ist, bildet die Neigung jeder Wirbelschaufel 266, 276 einen Winkel θ3, der in einem Bereich von 30 Grad bis 50 Grad und vorzugsweise von 35 Grad bis 45 Grad in Bezug auf eine Basis des Teilers 262 liegt. Vorzugsweise steht die Basis des Teilers 262 beim Einsetzen in die Hauptkammer 251 senkrecht zu den Seitenwänden der Hauptkammer. In einigen Ausführungsformen kann der Winkel θ3 35 Grad ± 0,5 Grad betragen und in einigen Ausführungsformen kann der Winkel θ3 40 Grad ± 0,5 Grad betragen.
Im Betrieb, wenn die Schaumlösung durch den Düseneinlass 248 in die Düse 250 eintritt, teilt der Strömungsteiler 262 den Einlassstrom in zwei Ströme (z. B. einen ersten Strom S1 und einen zweiten Strom S2). Während der erste Strom S1 durch den Einsatz 260 nach oben strömt, wird der erste Strom S1 von der stromaufwärts gelegenen Oberfläche 276b des Flügels 276 (siehe ), einer Seite des Strömungsteilers 262 und der Wand der Hauptkammer 251 begrenzt. Wenn der erste Strom S1 seinen Weg fortsetzt, überquert er die stromabwärtige Oberfläche 266a der Schaufel 266 über den Kreuzungspfad 261a. In ähnlicher Weise wird der zweite Strom S2, wenn er durch den Einsatz 260 nach oben fließt, von der stromaufwärtigen Oberfläche 266b des Flügels 266, der anderen Seite des Strömungsteilers 262 und der Wand der Hauptkammer 251 begrenzt. Während der zweite Strom S2 seinen Weg fortsetzt, kreuzt der zweite Strom S2 die stromabwärtige Oberfläche 276a der Schaufel 276 über den Kreuzungspfad 261b (siehe ). Wenn sich der erste und der zweite Strom S1, S2 der Schaumlösung vereinigen und die Hauptkammer 251 auf den stromabwärts gelegenen Seiten 266a und 276a verlassen, entsteht ein Wirbelmuster auf dem Schaumlösungsstrom. Vorzugsweise sind in einigen Ausführungsformen eine oder beide der stromabwärtigen Oberflächen 266a, 276a der Wirbelschaufeln 266 bzw. 277 im Wesentlichen eben, um eine feste Oberfläche für den Schaumlösungsstrom zu bilden. „Feste Oberfläche“ bedeutet, dass die Oberflächen 266a, 276a keine Unterbrechungen, Schlitze, Lücken, Löcher, Vorsprünge, Vertiefungen, eine Öffnung, die die Bildung eines geradlinigen Strömungsweges vom Düseneinlass zum Düsenauslass ermöglicht, und/oder andere Merkmale aufweisen, die den gekrümmten Strömungsweg in erheblichem Maße stören können. In einigen Ausführungsformen kann die Schnittstelle zwischen dem Strömungsteiler 262 und/oder den Wirbelschaufeln 266, 276 derart ausgestaltet sein, dass ein nicht scharfer Übergang am Kreuzungspfad (261b, 261a) für einen oder beide Strömungsströme geschaffen wird, wenn der jeweilige Strom von der stromaufwärtigen Seite (266b, 276b) zur stromabwärtigen Seite (276a, 266a) übergeht. „Unscharfer Übergang“ bedeutet hier, dass die Übergangsfläche zwischen zwei Oberflächen nicht in einem 90-Grad-Winkel liegt. In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise ein nicht scharfkantiges Übergangsmerkmal, wie z. B. eine abgeschrägte Kante, eine abgerundete Kante und/oder ein anderes Merkmal, das für einen sanften Übergang sorgt, an der Schnittstelle zwischen dem Teiler 262 und der jeweiligen Wirbelschaufel 266, 276 vorhanden sein. So wird der Kreuzungspfad 261a, 261b vorzugsweise durch das nicht scharfe Übergangsmerkmal definiert, um einen sanften Übergang (z. B. ohne übermäßige Strömungsstörungen) der Strömung von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite zu unterstützen. Wie in zu sehen ist, wird der Übergangsweg 261a des Einsatzes 260 beispielsweise durch eine abgeschrägte Kante 264 (z. B. in einem Winkel von 45 Grad) zwischen einer Seite des Teilers 262 und der Wirbelschaufel 266 definiert. Eine ähnliche abgeschrägte Kante zwischen der anderen Seite des Teilers 262 und der Wirbelschaufel 276 kann vorgesehen werden, um den Crossover-Pfad 261b (nicht dargestellt) zu definieren. In einigen Ausführungsformen können eine oder beide Wirbelschaufeln 266, 276 derart ausgestaltet sein, dass sie einen sanften Übergang für den Schaumlösungsstrom beim Austritt der Schaumlösung aus der Hauptkammer 251 bilden. In einigen Ausführungsformen können eine oder beide Wirbelschaufeln 266, 276 ein Übergangsmerkmal aufweisen, wie z. B. eine abgeschrägte Kante 268 bzw. 278 am Auslassende der Wirbelschaufel 266, 276. Die abgeschrägte Kante 268, 278 bietet eine ebene Fläche für den Düseneinsatz 260 zur Abdichtung gegen den Steg 253 des Düsenkörpers 255. Darüber hinaus kann die abgeschrägte Kante 268, 278 dazu beitragen, dass der Schaumlösungsstrom reibungslos (z. B. ohne übermäßige Strömungsstörungen) von der Hauptkammer 251 in die Reduktionskammer 254 übergeht.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Geschwindigkeit der Schaumlösung am Auslass 258 der Düse in Abhängigkeit vom Einlassdruck in einem Bereich von 630 cm/min (248 in/min) bis 1007 cm/min (432 in/min) liegen und die Durchflussmenge aus jeder Düse kann in einem Bereich von 62,5 lpm (16,5 gpm) bis 113,6 lpm (30 gpm) liegen. Vorzugsweise umfasst die Düse 250 in einigen Ausführungsformen einen Düseneinsatz 260, der derart ausgestaltet ist, dass er die gewünschten Fließeigenschaften für die Schaumlösung erzielt, wenn die Schaumlösung auf die Oberfläche 122a und 124a des Schaumgeneratorteils 120 auftrifft. Beispielsweise kann der Einsatz 260 ein Strömungsmuster, eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder eine Strömungsrate bereitstellen, mit der ein gewünschtes Schaumexpansionsverhältnis erreicht wird. Die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der Düse 250 und/oder des Düseneinsatzes 260 sind nicht auf Schaumerzeuger vom ansaugenden Typ beschränkt und können auch in anderen Anwendungen, wie z. B. anderen Arten von Schaumerzeugern, verwendet werden.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die Düsen 250 einen K-Faktor in einem Bereich von 0,4 bis 3,2 GPM/(psi)^½ aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Düsen 250 mit einem K-Faktor in einem Bereich von 0,5 bis 0,6 GPM/(psi)^½ umfassen. Beispielsweise können beispielhafte Ausführungsformen des HEF-Generators 10 mit Düsen in einem Bereich von 0,5 bis 0,6 GPM/(psi)^½ K-Faktor die Expansionsverhältnisse von verwandten Schaumgeneratoren mit Düsen in einem Bereich von 1,25 bis 1,35 GPM/(psi)^½ erfüllen oder übertreffen. Durch die Verwendung von Düsen mit niedrigerem K-Faktor bei gleicher Anzahl von Düsen können einige beispielhafte Ausführungsformen des HEF-Generators 10 die Leistung verwandter HEF-Schaumgeneratoren bei geringerem Verbrauch von Schaumlösung erreichen.
In einigen Ausführungsformen der Offenbarung werden Düsen mit einem bevorzugten K-Faktor und/oder bevorzugten Düseneinsätzen verwendet, um die Anzahl der Düsen in einem Schaumgenerator zu reduzieren und gleichzeitig die vorgegebenen Schaumausdehnungsverhältnisse beizubehalten. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann der HEF-Generator 120 beispielsweise Düsen 250 enthalten, die K-Faktoren im Bereich von 2,85 bis 2,95 GPM/(psi)^½ aufweisen. In einigen bekannten kommerziellen Schaumgeneratoren können die Düsen K-Faktoren im Bereich von 1,25 bis 1,35 GPM/(psi)^½ haben, was bedeutet, dass 6 bis 9 Düsen für diese bekannten kommerziellen Schaumgeneratoren benötigt werden, um Schaum in einem Bereich von 7800 bis 11.200 CFM bei ungefähr 101 psi (7 bar) zu erzeugen. Im Gegensatz dazu kann der HEF-Generator 10 in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weniger als 6 Düsen haben, vorzugsweise 4 Düsen oder weniger, und noch bevorzugter 3 Düsen oder weniger. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Schaum mit einer Durchflussrate von etwa 10.000 CFM oder mehr und vorzugsweise 12.000 CFM oder mehr bei etwa 101 psi erzeugen, wobei weniger als 6 Düsen verwendet werden. Bei einer 4-Düsen-Ausgestaltung mit K-Faktoren im Bereich von 2,85 bis 2,95 GPM/(psi)^½ beträgt die Schaumdurchflussrate beispielsweise etwa 9.970 CFM bei einem Eingangsdruck von 72 psi (5 bar) und etwa 12.574 CFM bei einem Eingangsdruck von 101 psi (7 bar). In einigen beispielhaften Ausführungsformen können zwei oder mehr HEF-Generatoren 10 angeschlossen werden, um ein Generatorsystem bereitzustellen, das eine vorbestimmte CFM liefert, die größer als 12.500 CFM ist. Zum Beispiel können zwei HEF-Generatoren 10, die jeweils 12.500 CFM oder mehr erzeugen können, ausgerichtet und/oder miteinander verbunden werden, um eine gepaarte Zwillings-HEF-Generatoreinheit zu bilden, die wie ein einzelner HEF-Generator funktioniert. Die gepaarte Zwillings-HEF-Generatoreinheit kann 25.000 CFM oder mehr erzeugen. In bekannten kommerziellen Systemen verwendet eine HEF-Generatoreinheit, die 25.000 CFM oder mehr erzeugen kann, einen HEF-Generator des Typs Zwangsluft mit Ventilatoren. Im Gegensatz dazu verwendet die gepaarte Zwillings-HEF-Generatoreinheit der vorliegenden Offenbarung, die Schaum mit 25.000 CFM oder mehr erzeugt, keine Ventilatoren und ist daher einfacher zu installieren. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf HEF-Generatoren beschränkt, die 10.000 CFM oder mehr erzeugen, und in einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 weniger als 10.000 CFM erzeugen.
Zusätzlich zu der Tatsache, dass Schaumgeneratoren weniger Düsen haben und leichter sind, ermöglichen die hocheffizienten Düsen dem HEF-Generator 10 einen größeren Einlassdruckbereich als bei verwandten Schaumgeneratoren vom ansaugenden Typ. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 beispielsweise ein Schaumexpansionsverhältnis von 400 oder mehr bei einem Düseneinlassdruck (z. B. Druck im Düsenverteiler 220) von 2,76 bar (40 psi) oder weniger, vorzugsweise 2,0 bar (29 psi) oder weniger und noch bevorzugter 1,5 bar (21,8 psi) oder weniger erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 bei einem Einlassdruck von 8 bar (116 psi) oder weniger, und noch bevorzugter von 7 bar (101 psi) oder weniger, ein Schaumexpansionsverhältnis in einem Bereich von 800 bis 1100, und noch bevorzugter von 800 bis 1000, erzeugen. In einigen Ausführungsformen ist der HEF-Generator 10 derart ausgestaltet, dass er bei einem Düseneinlassdruck (z. B. Druck im Düsenverteiler 220) arbeitet, der im Bereich von 1,5 bar (21,8 psi) bis 8 bar (116 psi) und vorzugsweise von 2 bar (29 psi) bis 7 bar (101 psi) liegt, während das Schaumexpansionsverhältnis innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten wird. Vorzugsweise kann das vorbestimmte Schaumexpansionsverhältnis ein Verhältnis sein, das auf dem verwendeten Schaumlösungskonzentrat basiert. In einigen Ausführungsformen kann das vorbestimmte Expansionsverhältnis vorzugsweise in einem Bereich von 400 bis 1100, vorzugsweise in einem Bereich von 400 bis 1000, noch bevorzugter in einem Bereich von 400 bis 900 und noch bevorzugter in einem Bereich von 400 bis 800 liegen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Schaum mit einer volumetrischen Schaumdurchflussrate von 1200 CFM oder mehr bei Einlassdrücken von 3,44 bar (50 psi) oder weniger und vorzugsweise 3,17 bar (46 psi) oder weniger erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Schaum mit einer volumetrischen Schaumdurchflussrate von 2000 CFM oder mehr bei einem Einlassdruck von 75 psi (5,17 bar) oder weniger, vorzugsweise 40 psi (2,76 bar) oder weniger und noch bevorzugter 29 psi (2 bar) oder weniger erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Schaum mit einer volumetrischen Schaumdurchflussrate von 2900 CFM oder mehr bei einem Einlassdruck von 7,1 bar (103 psi) oder weniger erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Schaum mit einer volumetrischen Schaumdurchflussrate von 4000 CFM oder mehr für Einlassdrücke von 2,76 bar (40 psi) oder weniger und vorzugsweise 2 bar (29 psi) oder weniger erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Schaum mit einer volumetrischen Schaumdurchflussrate von 9000 CFM oder mehr bei Einlassdrücken von 72,5 psi (5 bar) oder weniger erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Schaum mit einer volumetrischen Schaumdurchflussrate von 10.000 CFM oder mehr bei einem Einlassdruck von 101 psi (7 bar) oder weniger erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann der HEF-Generator 10 Schaum mit einer volumetrischen Schaumdurchflussrate von 12.500 CFM oder mehr bei einem Einlassdruck von 101 psi (7 bar) oder weniger erzeugen.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen offenbart wurde, sind zahlreiche Modifikationen, Abwandlungen und Änderungen an den beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass sie den vollen Umfang hat, der durch die Sprache der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

63/009,812 [0001]
US-Patent Nr. 7,975,773 [0006]
2,597,913 [0006]
KR100917277 [0006]
KR20130030855 [0007]

Claims

Hochexpansionsschaumgenerator (10) vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler (220) mit mindestens einem Sammler (224, 230), der dazu ausgestaltet ist, eine Schaumlösung aufzunehmen; mindestens eine Düsenanordnung (240), die an dem Düsenverteiler angebracht ist, wobei jede Düsenanordnung aufweist, eine Düse (250), die dazu ausgestaltet ist, die Schaumlösung abzugeben, und einen Düseneinsatz (260), der innerhalb der Düse angeordnet ist; und eine Schaumerzeugungsanordnung (100), die neben dem Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung umfasst, einen Körperabschnitt (110) mit einem Einlass (112) zur Aufnahme der Schaumlösung von der mindestens einen Düsenanordnung, einen ersten (122) und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt (124), die jeweils eine konische Ausgestaltung aufweisen, wobei die Schaumerzeugerabschnitte mindestens eine Oberfläche (122a, 124a) mit einer Vielzahl von Löchern zur Erleichterung der Schaumerzeugung umfassen; wobei der erste Schaumerzeugerabschnitt (122) eine Basis (126) des ersten Schaumerzeugerabschnitts aufweist, die mit einem Auslass (114) des Körperabschnitts verbunden ist, so dass ein Teil der aus dem Körperabschnitt austretenden Schaumlösung auf eine Innenfläche des ersten Schaumerzeugerabschnitts auftrifft, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaumerzeugerabschnitt (124) eine Basis (128) des zweiten Schaumerzeugerabschnitts umfasst, die mit einem Scheitelpunkt (127) des ersten Schaumerzeugerabschnitts verbunden ist, und wobei der zweite Schaumerzeugerabschnitt in einen Innenraum (125) des ersten Schaumerzeugerabschnitts hineinragt, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung (D1, D2, D3, D4, D5) der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge (L1) der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt; und jeder Düseneinsatz Wirbelschaufeln (266, 276) enthält, um ein Wirbelmuster in einer Strömung der Schaumlösung zu erzeugen, wobei die Wirbelschaufeln einen Strömungsweg der Schaumlösung durch die jeweilige Düse in mindestens zwei gekrümmte Pfade aufteilen, die feste Oberflächen aufweisen, wobei jeder gekrümmte Pfad einen Kreuzungspfad (261a, 261b) enthält, der den jeweiligen Strömungsweg von einer stromabwärtigen Seite (266a, 276a) einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärtigen Seite (266b, 276b) einer anderen Wirbelschaufel überleitet, wobei der Kreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement in dem Düseneinsatz definiert ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 1, wobei das nicht scharfe Übergangselement eine abgeschrägte Kante oder eine abgerundete Kante ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die mindestens eine Düsenanordnung weniger als sechs Düsenanordnungen umfasst.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sammler mindestens einen Hauptsammler (224) aufweist, der die Schaumlösung von einer externen Quelle (25) erhält, und mindestens einen Untersammler (230a, b), der mit dem mindestens einen Hauptsammler verbunden ist, wobei der mindestens eine Untersammler dazu ausgestaltet ist die Schaumlösung von dem mindestens einen Hauptsammler zu erhalten, und wobei der mindestens eine Hauptsammler und der mindestens eine Untersammler lineare Ausgestaltungen aufweisen und der mindestens eine Untersammler orthogonal zu dem mindestens einen Hauptsammler angeordnet ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Spitze (257) jeder Düse kegelförmig ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Düsenverteiler ferner mindestens ein Düsengehäuse (234) aufweist, das zur Aufnahme einer entsprechenden Düse der mindestens einen Düsenanordnung ausgestaltet ist, wobei jedes Düsengehäuse an einem der mindestens einen Sammler angeordnet ist, so dass ein Verhältnis eines Durchmessers (D6) eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand (L6) von einer Innenwandfläche des mindestens einen Sammlers zum Einlass der jeweiligen Düse 0,8 oder weniger beträgt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wirbelschaufeln jedes Düseneinsatzes ein Übergangsmerkmal an einem Auslassende jeder Wirbelschaufel aufweisen, das eine ebene Oberfläche (268, 278) für den jeweiligen Düseneinsatz aufweist zur Abdichtung gegen einen Steg (253) der jeweiligen Düse.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Anzahl von Wirbelschaufeln in jedem Düseneinsatz zwei ist.
Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler mit mindestens einem Sammler, der dazu ausgestaltet ist, eine Schaumlösung aufzunehmen; mindestens eine Düsenanordnung, die an dem Düsenverteiler angebracht ist, wobei jede Düsenanordnung eine Düse aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung abgibt, und einen Düseneinsatz aufweist, der in der Düse angeordnet ist; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die neben dem Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung umfasst: einen Körperabschnitt mit einem Einlass zur Aufnahme der Schaumlösung aus der mindestens einen Düsenanordnung, einen ersten Schaumerzeugerabschnitt mit einer sich verjüngenden Ausgestaltung, wobei eine Basis des ersten Schaumerzeugerabschnitts mit einem Auslass des Körperabschnitts verbunden ist, so dass ein Teil der aus dem Körperabschnitt austretenden Schaumlösung auf eine Innenfläche des ersten Schaumerzeugerabschnitts auftrifft, und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt mit einer sich verjüngenden Ausgestaltung, wobei eine Basis des zweiten Schaumerzeugerabschnitts mit einem Scheitelpunkt des ersten Schaumerzeugerabschnitts verbunden ist, und wobei der zweite Schaumerzeugerabschnitt in ein Inneres des ersten Schaumerzeugerabschnitt hineinragt, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt, und wobei eine Spitze jeder Düse kegelförmig ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 9, wobei ein Winkel zwischen einer Oberfläche jeder Düsenspitze und einer Basis der jeweiligen Düse in einem Bereich von 40 Grad bis 50 Grad liegt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 9 oder 10, wobei die mindestens eine Düsenanordnung weniger als sechs Düsenanordnungen umfasst.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der mindestens eine Sammler mindestens einen Hauptsammler, der die Schaumlösung von einer externen Quelle erhält, und mindestens einen Untersammler, der mit dem mindestens einen Hauptsammler verbunden ist, umfasst, wobei der mindestens eine Untersammler derart ausgestaltet ist, dass er die Schaumlösung von dem mindestens einen Hauptsammler erhält, und wobei der mindestens eine Hauptsammler und der mindestens eine Untersammler lineare Ausgestaltungen aufweisen und der mindestens eine Untersammler orthogonal zu dem mindestens einen Hauptsammler angeordnet ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei jeder Düseneinsatz Wirbelschaufeln enthält, um ein Wirbelmuster in einer Strömung der Schaumlösung zu erzeugen, wobei die Wirbelschaufeln einen Strömungspfad der Schaumlösung durch die jeweilige Düse in mindestens zwei gekrümmte Pfade aufteilen, die feste Oberflächen aufweisen, und wobei jeder gekrümmte Pfad einen Überkreuzungspfad enthält, der den jeweiligen Strömungspfad von einer stromabwärtigen Seite einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärtigen Seite einer anderen Wirbelschaufel überleitet, wobei der Überkreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement in dem Düseneinsatz definiert ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Düsenverteiler ferner mindestens ein Düsengehäuse umfasst, das derart ausgestaltet ist, dass es eine jeweilige Düse der mindestens einen Düsenanordnung aufnimmt, wobei jedes Düsengehäuse an dem mindestens einen Sammler so angeordnet ist, dass das Verhältnis eines Durchmessers eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand von einer Innenwandfläche des mindestens einen Sammlers zu dem Einlass der jeweiligen Düse 0,8 oder weniger beträgt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei jede Düse eine oder mehrere Innenkammern enthält, einschließlich einer Hauptkammer zur Aufnahme des jeweiligen Düseneinsatzes und einer stromabwärts der Hauptkammer angeordneten Reduktionskammer, wobei die Reduktionskammer derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung trichterförmig zu einem Auslass der jeweiligen Düse leitet, und wobei ein Winkel zwischen einer Innenfläche der Reduktionskammer und einer Basis der jeweiligen Düse in einem Bereich von 40 Grad bis 50 Grad liegt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 15, wobei jede Düse eine Zwischenkammer zwischen der Hauptkammer und der Reduktionskammer aufweist, und wobei jede Düse einen Stegbereich zwischen der Hauptkammer und der Zwischenkammer aufweist, wobei der Stegbereich durch eine Differenz zwischen einem Durchmesser der Hauptkammer und einem Durchmesser der Zwischenkammer gebildet wird.
Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler, der derart ausgestaltet ist, dass er eine Schaumlösung aufnimmt und eine oder mehrere Düsen aufweist, um die Schaumlösung abzugeben; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die angrenzend an den Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung und angesaugte Luft aufnimmt, um Schaum zu erzeugen, wobei die Schaumerzeugungsanordnung einen ersten Schaumerzeugerabschnitt und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt umfasst, der in einem Inneren des ersten Schaumerzeugerabschnitts angeordnet ist, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt, und wobei eine Spitze jeder Düse konisch geformt ist.
Hochexpansionsschaumgenerator vom angesaugten Typ, umfassend: einen Düsenverteiler mit mindestens einem Sammler, der derart ausgestaltet ist, dass er eine Schaumlösung aufnimmt; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die angrenzend an den Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung aufnimmt und Schaum erzeugt, wobei die Schaumerzeugungsanordnung einen ersten Schaumerzeugerabschnitt und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt, der in einem Inneren des ersten Schaumerzeugerabschnitts angeordnet ist, umfasst, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt, und wobei der Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ mindestens eine Düsenanordnung umfasst, wobei jede Düsenanordnung eine Düse mit einem Düseneinsatz umfasst, wobei die Düsenanordnung an dem Düsenverteiler angebracht ist, um die Schaumlösung zu der Schaumerzeugungsanordnung zu sprühen, wobei eines oder mehrere der folgenden Mittel ein Mittel zum Erzeugen von Schaum mit einer Rate von mindestens 2000 CFM bei einem Sprüheingangsdruck von 40 psi oder weniger bereitstellt: die mindestens eine Düsenanordnung umfasst weniger als sechs Düsenanordnung, der mindestens eine Sammler umfasst mindestens einen Hauptsammler, der die Schaumlösung von einer externen Quelle erhält, und mindestens einen Untersammler, der mit dem mindestens einen Hauptsammler verbunden ist, wobei der mindestens eine Untersammler derart ausgestaltet ist, dass er die Schaumlösung von dem mindestens einen Hauptsammler erhält, der mindestens eine Hauptsammler und der mindestens eine Untersammler lineare Ausgestaltungen aufweisen und der mindestens eine Untersammler orthogonal zu dem mindestens einen Hauptsammler angeordnet ist, eine Spitze jeder Düse eine Kegelform aufweist, jeder Düseneinsatz Wirbelschaufeln enthält, die einen Strömungsweg der Schaumlösung durch die jeweilige Düse in mindestens zwei gekrümmte Pfade aufteilen, die feste Oberflächen aufweisen, wobei jeder gekrümmte Pfad einen Überkreuzungspfad enthält, der den jeweiligen Strömungspfad von einer stromabwärtigen Seite einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärtigen Seite einer anderen Wirbelschaufel überleitet, wobei der Überkreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement in dem Düseneinsatz definiert ist, oder der Düsenverteiler ferner mindestens ein Düsengehäuse enthält, das derart ausgestaltet ist, dass es eine jeweilige Düse der mindestens einen Düsenanordnung aufnimmt, wobei jedes Düsengehäuse an dem mindestens einen Sammler so angeordnet ist, dass ein Verhältnis eines Durchmessers eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand von einer Innenwandfläche des mindestens einen Sammlers zu dem Einlass der jeweiligen Düse 0,8 oder weniger beträgt.
Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler mit mindestens einem Sammler, der derart ausgestaltet ist, dass er eine Schaumlösung aufnimmt; mindestens eine Düsenanordnung, die an dem Düsenverteiler angebracht ist, wobei jede Düsenanordnung eine Düse, die derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung abgibt, und einen Düseneinsatz aufweist, der in der Düse angeordnet ist; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die neben dem Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung umfasst: einen Körperabschnitt mit einem Einlass zur Aufnahme der Schaumlösung aus der mindestens einen Düsenanordnung, einen ersten Schaumerzeugerabschnitt mit einer sich verjüngenden Ausgestaltung, wobei eine Basis des ersten Schaumerzeugerabschnitt mit einem Auslass des Körperabschnitts verbunden ist, so dass ein Teil der aus dem Körperabschnitt austretenden Schaumlösung auf eine Innenfläche des ersten Schaumerzeugerabschnitts aufprallt, und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt mit einer sich verjüngenden Ausgestaltung, wobei eine Basis des zweiten Schaumerzeugerabschnitts mit einem Scheitelpunkt des ersten Schaumerzeugerabschnitts verbunden ist, und wobei der zweite Schaumerzeugerabschnitt in ein Inneres des ersten Schaumerzeugerabschnitts hineinragt, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt und wobei die mindestens eine Düsenanordnung weniger als sechs Düsenanordnungen umfasst.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 19, wobei die mindestens eine Düsenanordnung vier Düsenanordnungen oder weniger umfasst.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 19, wobei eine Spitze jeder Düse kegelförmig ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 19, wobei der mindestens eine Sammler mindestens einen Hauptsammler, der die Schaumlösung von einer externen Quelle erhält, und mindestens einen Untersammler umfasst, der mit dem mindestens einen Hauptsammler verbunden ist, wobei der mindestens eine Untersammler derart ausgestaltet ist, dass er die Schaumlösung von dem mindestens einen Hauptsammler empfängt, und wobei der mindestens eine Hauptsammler und der mindestens eine Untersammler lineare Ausgestaltungen aufweisen und der mindestens eine Untersammler orthogonal zu dem mindestens einen Hauptsammler angeordnet ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 19, wobei jeder Düseneinsatz Wirbelschaufeln umfasst, um ein Wirbelmuster in einer Strömung der Schaumlösung zu erzeugen, wobei die Wirbelschaufeln einen Strömungspfad der Schaumlösung durch die jeweilige Düse in mindestens zwei gekrümmte Pfade aufteilen, die feste Oberflächen aufweisen, und wobei jeder gekrümmte Pfad einen Überkreuzungspfad enthält, der den jeweiligen Strömungspfad von einer stromabwärtigen Seite einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärtigen Seite einer anderen Wirbelschaufel überleitet, wobei der Überkreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement in dem Düseneinsatz definiert ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 19, wobei der Düsenverteiler ferner mindestens ein Düsengehäuse umfasst, das derart ausgestaltet ist, dass es eine jeweilige Düse der mindestens einen Düsenanordnung aufnimmt, wobei jedes Düsengehäuse an dem mindestens einen Sammler so angeordnet ist, dass das Verhältnis eines Durchmessers eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand von einer Innenwandfläche des mindestens einen Sammlers zu dem Einlass der jeweiligen Düse 0,8 oder weniger beträgt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 19, wobei die Länge der Schaumerzeugungsanordnung in einem Bereich von 72 Zoll bis 85 Zoll liegt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 19, wobei die größte Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung ein Einlassdurchmesser ist, der in einem Bereich von 35 Zoll bis 37 Zoll liegt.
Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler, der derart ausgestaltet ist, dass er eine Schaumlösung aufnimmt, und eine oder mehrere Düsen aufweist, um die Schaumlösung abzugeben; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die angrenzend an den Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung und angesaugte Luft aufnimmt, um Schaum zu erzeugen, wobei die Schaumerzeugungsanordnung einen ersten Schaumerzeugerabschnitt und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt umfasst, der in einem Inneren des ersten Schaumerzeugerabschnitts angeordnet ist, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt, und wobei die eine oder die mehreren Düsen weniger als sechs Düsen umfassen.
Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler mit mindestens einem Sammler, der derart ausgestaltet ist, dass er eine Schaumlösung aufnimmt; mindestens eine Düsenanordnung, die an dem Düsenverteiler angebracht ist, wobei jede Düsenanordnung eine Düse, die derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung abgibt, und einen Düseneinsatz aufweist, der in der Düse angeordnet ist; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die neben dem Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung umfasst: einen Körperabschnitt mit einem Einlass zur Aufnahme der Schaumlösung aus der mindestens einen Düsenanordnung, einen ersten Schaumerzeugerabschnitt mit einer sich verjüngenden Ausgestaltung, wobei eine Basis des ersten Schaumerzeugerabschnitts mit einem Auslass des Körperabschnitts verbunden ist, so dass ein Teil der aus dem Körperabschnitt austretenden Schaumlösung auf eine Innenfläche des ersten Schaumerzeugerabschnitts aufprallt, und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt mit einer sich verjüngenden Ausgestaltung, wobei eine Basis des zweiten Schaumerzeugerabschnitts mit einem Scheitelpunkt des ersten Schaumerzeugerabschnitts verbunden ist, und wobei der zweite Schaumerzeugerabschnitt in ein Inneres des ersten Schaumerzeugerabschnitts hineinragt, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt, wobei der mindestens eine Sammler mindestens einen Hauptsammler, der die Schaumlösung von einer externen Quelle erhält, und mindestens einen Untersammler umfasst, der mit dem mindestens einen Hauptsammler verbunden ist, wobei der mindestens eine Untersammler derart ausgestaltet ist, dass er die Schaumlösung von dem mindestens einen Hauptsammler empfängt, und wobei der mindestens eine Hauptsammler und der mindestens eine Untersammler lineare Ausgestaltungen aufweisen und der mindestens eine Untersammler orthogonal zu dem mindestens einen Hauptsammler angeordnet ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 28, wobei der mindestens eine Untersammler zwei Untersammler umfasst, die kolinear zueinander und orthogonal zu einem Hauptsammler des mindestens einen Hauptsammlers angeordnet sind, um eine Plusform zu bilden.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 28 oder Anspruch 29, wobei die mindestens eine Düsenanordnung weniger als sechs Düsenanordnungen umfasst.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei eine Spitze jeder Düse kegelförmig ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei jeder Düseneinsatz Wirbelschaufeln enthält, um ein Wirbelmuster in einer Strömung der Schaumlösung zu erzeugen, wobei die Wirbelschaufeln einen Strömungspfad der Schaumlösung durch die jeweilige Düse in mindestens zwei gekrümmte Pfade aufteilen, die feste Oberflächen haben, und wobei jeder gekrümmte Pfad einen Überkreuzungspfad enthält, der den jeweiligen Strömungspfad von einer stromabwärtigen Seite einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärtigen Seite einer anderen Wirbelschaufel überleitet, wobei der Überkreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement in dem Düseneinsatz definiert ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 28 bis 32, wobei der Düsenverteiler ferner mindestens ein Düsengehäuse aufweist, das derart ausgestaltet ist, dass es eine jeweilige Düse der mindestens einen Düsenanordnung aufnimmt, wobei jedes Düsengehäuse an dem mindestens einen Sammler so angeordnet ist, dass das Verhältnis eines Durchmessers eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand von einer Innenwandfläche des mindestens einen Sammlers zu dem Einlass der jeweiligen Düse 0,8 oder weniger beträgt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 28 bis 33, wobei das Verhältnis zwischen dem Abstand zwischen dem Auslass jeder Düse und dem Einlass in die Schaumerzeugungsanordnung und der Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,125 oder größer ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 34, wobei die Länge der Schaumerzeugungsanordnung in einem Bereich von 72 Zoll bis 85 Zoll liegt.
Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler, der derart ausgestaltet ist, dass er eine Schaumlösung aufnimmt; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die angrenzend an den Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung und angesaugte Luft aufnimmt, um Schaum zu erzeugen, wobei die Schaumerzeugungsanordnung einen ersten Schaumerzeugerabschnitt und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt, der im Inneren des ersten Schaumerzeugerabschnitt s angeordnet ist, umfasst, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt, wobei der Düsenverteiler mindestens einen Hauptsammler, der die Schaumlösung von einer externen Quelle erhält, und mindestens einen Untersammler enthält, der mit dem mindestens einen Hauptsammler verbunden ist, wobei der mindestens eine Untersammler derart ausgestaltet ist, dass er die Schaumlösung von dem mindestens einen Hauptsammler empfängt, und wobei der mindestens eine Hauptsammler und der mindestens eine Untersammler lineare Ausgestaltungen aufweisen und der mindestens eine Untersammler orthogonal zu dem mindestens einen Hauptsammler angeordnet ist.
Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler mit mindestens einem Düsengehäuse und mindestens einem Sammler, der zur Aufnahme einer Schaumlösung ausgestaltet ist; mindestens eine an dem Düsenverteiler angebrachte Düsenanordnung, wobei jede Düsenanordnung eine Düse, die zur Abgabe der Schaumlösung ausgestaltet ist, und einen in der Düse angeordneten Düseneinsatz aufweist; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die neben dem Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung umfasst: einen Körperabschnitt mit einem Einlass zur Aufnahme der Schaumlösung aus der mindestens einen Düsenanordnung, einen ersten Schaumerzeugerabschnitt mit einer sich verjüngenden Ausgestaltung, wobei eine Basis des ersten Schaumerzeugerabschnitts mit einem Auslass des Körperabschnitts verbunden ist, so dass ein Teil der aus dem Körperabschnitt austretenden Schaumlösung auf eine Innenfläche des ersten Schaumerzeugerabschnitts aufprallt, und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt mit einer sich verjüngenden Ausgestaltung, wobei eine Basis des zweiten Schaumerzeugerabschnitts mit einem Scheitelpunkt des ersten Schaumerzeugerabschnitts verbunden ist, und wobei der zweite Schaumerzeugerabschnitt in ein Inneres des ersten Schaumerzeugerabschnitts hineinragt, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt, und wobei das mindestens eine Düsengehäuse derart ausgestaltet ist, dass es eine jeweilige Düse aufnimmt und an dem mindestens einen Sammler so angeordnet ist, dass ein Verhältnis eines Durchmessers eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand von einer Innenwandfläche des mindestens einen Sammlers zu dem Einlass der jeweiligen Düse 0,8 oder weniger beträgt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 37, wobei jedes Düsengehäuse derart ausgestaltet ist, dass die Schaumlösung vor dem Eintritt in die jeweilige Düse in einen laminaren Strömungsbereich eintritt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 37 oder 38, wobei die mindestens eine Düsenanordnung weniger als sechs Düsenanordnungen umfasst.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 37 bis 39, wobei der mindestens eine Sammler mindestens einen Hauptsammler, der die Schaumlösung von einer externen Quelle erhält, und mindestens einen Untersammler umfasst, der mit dem mindestens einen Hauptsammler verbunden ist, wobei der mindestens eine Untersammler derart ausgestaltet ist, dass er die Schaumlösung von dem mindestens einen Hauptsammler empfängt, und wobei der mindestens eine Hauptsammler und der mindestens eine Untersammler lineare Ausgestaltungen aufweisen und der mindestens eine Untersammler orthogonal zu dem mindestens einen Hauptsammler angeordnet ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 37 bis 40, wobei jeder Düseneinsatz Wirbelschaufeln enthält, um ein Wirbelmuster in einer Strömung der Schaumlösung zu erzeugen, wobei die Wirbelschaufeln einen Strömungspfad der Schaumlösung durch die jeweilige Düse in mindestens zwei gekrümmte Pfade aufteilen, die feste Oberflächen aufweisen, und wobei jeder gekrümmte Pfad einen Überkreuzungspfad enthält, der den jeweiligen Strömungspfad von einer stromabwärtigen Seite einer Wirbelschaufel zu einer stromaufwärtigen Seite einer anderen Wirbelschaufel überleitet, wobei der Überkreuzungspfad durch ein nicht scharfes Übergangselement in dem Düseneinsatz definiert ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 37 bis 41, wobei eine Spitze jeder Düse konisch geformt ist.
Hochexpansionsschaumgenerator nach einem der Ansprüche 37 bis 42, wobei der Durchmesser des Einlasses der jeweiligen Düse in einem Bereich von 0,5 Zoll bis 1,5 Zoll liegt.
Hochexpansionsschaumgenerator nach Anspruch 43, wobei der Abstand von der Innenwandfläche des mindestens einen Sammlers zum Einlass der jeweiligen Düse in einem Bereich von 3,5 Zoll bis 4,5 Zoll liegt.
Hochexpansionsschaumgenerator vom ansaugenden Typ, umfassend: einen Düsenverteiler, der derart ausgestaltet ist, dass er eine Schaumlösung aufnimmt, und eine oder mehrere Düsen aufweist, um die Schaumlösung abzugeben; und eine Schaumerzeugungsanordnung, die angrenzend an den Düsenverteiler angeordnet ist, wobei die Schaumerzeugungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass sie die Schaumlösung und angesaugte Luft aufnimmt, um Schaum zu erzeugen, wobei die Schaumerzeugungsanordnung einen ersten Schaumerzeugerabschnitt und einen zweiten Schaumerzeugerabschnitt umfasst, der in einem Inneren des ersten Schaumerzeugerabschnitt angeordnet ist, wobei ein Verhältnis einer größten Einlassabmessung der Schaumerzeugungsanordnung zu einer Länge der Schaumerzeugungsanordnung 0,50 oder weniger beträgt, und wobei jede Düsenanordnung ferner ein Düsengehäuse umfasst, das derart ausgestaltet ist, dass es die jeweilige Düse aufnimmt, wobei das Düsengehäuse an einem Sammler des Düsenverteilers so angeordnet ist, dass ein Verhältnis eines Durchmessers eines Einlasses der jeweiligen Düse zu einem Abstand von einer Innenwandfläche des Sammlers zu dem Einlass der jeweiligen Düse 0,8 oder weniger beträgt.