DE69515143T2

DE69515143T2 - Impulsfeuerlöschgerät

Info

Publication number: DE69515143T2
Application number: DE69515143T
Authority: DE
Inventors: Istvan Szoecs
Original assignee: Steur Frans
Current assignee: Steur Frans
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 2000-10-19
Anticipated expiration: 2015-06-27
Also published as: EP0689857A2; CA2152734C; CN1124667A; EP0689857B1; SI0689857T1; ES2144099T3; SI0689857T2; HU9401927D0; DE69515143D1; US5664631A; MY116356A; DE29522033U1; CA2152734A1; GR3033359T3; DK0689857T3; DK0689857T4; EP0689857B2; EP0689857A3; PT689857E; TW284693B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Gerät ist aus WO90/07373 (EP 0 402 425) bekannt.
Alle Feuerlöschverfahren zielen darauf, eine der Bedingungen des Brennens zu beseitigen. Dafür verringern sie entweder die Temperatur des brennenden Materials unter die Zündtemperatur oder sie schliessen Sauerstoff aus, der die Verbrennung aufrechterhält.
Um die Temperatur des brennenden Materials zu verringern, sollte das Feuerbekämpfungsmaterial (Wasser, Pulver, Halon) so fein wie möglich verteilt werden, was jedoch den effektiven Abstand der Feuerbekämpfung verringert. Wenn andererseits der effektive Abstand erhöht ist, wird der emittierte Strahl die Flammen oder das brennende Material lediglich auf einem sehr kleinen Oberflächenbereich treffen. Daher ist dessen Kühleffizienz niedrig und der Kühlmittelverbrauch ist hoch. Gleichzeitig ist im Fall des Löschens mit Wasser der sekundäre Schaden erheblich.
Durch Sauerstoffausschluss kann ein recht effizientes löschen erreicht werden, aber es ist schwierig, den notwendigen Ausschluss vor allem in offenen oder zum Teil offenen Räumen sicherzustellen. Wenn in derartigen Fällen beispielsweise mit Pulver gelöscht wird, sollte die Konzentration des in den Raum emittierten Pulvers den kritischen Konzentrationswert (100 bis 500 g pro Sekunde pro m²) des gegebenen Feuerbekämpfungspulvers überschreiten.
Herkömmlicherweise bestehen Feuerlöscher, beispielsweise Wasser oder Pulverstrahler, normalerweise aus einem Behälter für das Feuerbekämpfungsmittel, einer Pumpe oder Röhren und einer Auslassdüse. Der Widerstand der Röhren und der Düse begrenzen jedoch die Menge des Feuerbekämpfungsmittels, das pro Zeiteinheit emittiert werden kann. Daher wird die notwendige Konzentration zum Löschen mit herkömmlichen Strahlern in Extremfällen nicht erreicht, egal wie lange es versucht wird.
Wenn das Feuerbekämpfungsmittel mit feiner Luft oder anderen Gasen gemischt werden könnte, könnte ein effizienteres Löschen sichergestellt werden. Für diese Zwecke sind jedoch keine kontinuierlich zerstäubenden oder abstrahlenden Ausrüstungen bekannt.
Ein Gerät gemäß dem US-Patent 4,687.135 wurde zum Abstrahlen in den Luftraum mit hoher Energie entwickelt. Der Treibstoff in dem Gerät wird durch die explosionsartige Verbrennung von Gas bereitgestellt, und pulverisiertes Metall, Metallkeramik, feuer- und hitzebeständige elektrisch isolierende oder elektrisch leitende Materialien werden in die Düse gelassen. Die pulverisierte Substanz, die aus der in die Nähe ihres Schmelzpunktes erwärmten Düse fließt, wird mit hoher Energie auf die behandelte Oberfläche geschleudert, und bildet eine Schicht auf ihr aus. Das Gerät arbeitet periodisch.
Dieses Gerät ist theoretisch in der Lage, unbegrenzte Mengen von Produkten abzustrahlen, in der Tat ist es langsam, weil eine Erhöhung der Menge, die pro Zeiteinheit abgestrahlt wird, durch das Zerstäubungssystem begrenzt ist. Dementsprechend kann dieses Gerät nicht zum Feuerlöschen verwendet werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Gerät bereitzustellen, wobei eine große Menge von Feuerbekämpfungsmaterial zugleich in den Luftraum durch Verwendung eines Treibstoffs verteilt werden kann. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass, wenn das Feuerbekämpfungsmaterial in den Luftraum mit hoher Geschwindigkeit abgestrahlt wird, der Luftwiderstand so groß sein kann, dass die Masse von Flüssigkeitstropfen beim Aufprall zusammenbricht, ähnlich dem Verhalten von feinkörnigen Pulvern. Also ist die Abstrahlgeschwindigkeit des Feuerbekämpfungsmaterials eine kritische Frage und dementsprechend ist das Problem des Emittierens hoher Mengen von Feuerbekämpfungsmaterial in der Form von ausreichend feinen Partikeln in die Luft eine Frage der Emissionsgeschwindigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Feuerlöschgerät ein Abstrahlrohr für das Feuerbekämpfungspulver oder die Feuerbekämpfungs-Flüssigkeit und einen Behälter für einen gasförmigen Treibstoff, der mit dem Abstrahlrohr verbunden ist, wobei ein Schnellwirkungsschließelement zwischen dem Behälter und dem Abstrahlrohr untergebracht ist. Das Schnellwirkungsschließelement ist in dem Behälter angeordnet, um sich frei darin zu bewegen und ihn gleichzeitig in zwei Teile aufzuteilen: eine Antriebskammer und einen Ausgleichsraum. Das Abstrahlende des Abstrahlrohrs ragt in den Luftraum, während das Eingangsende in der Treibstoff kammer derart angeordnet ist, dass es in der ersten Position des Schnellwirkungsschließelements offen und in der anderen Position geschlossen ist.
Der Druck in der Ausgleichskammer muss höher als in der Treibstoffkammer sein, und Füllleitungen sind sowohl mit der Treibstoffkammer als auch mit der Ausgleichskammer verbunden.
Das Schnellwirkungsschließelement kann eine von einer Basisplatte getragene Membran sein, die mit Bohrlöchern oder einem Kolben bereitgestellt ist, wobei eine Einlassleitung durch die Ausgleichskammer und das Schnellwirkungsschließelement in das Abstrahlrohr ragt.
Feuerlöschen mit dem Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer außergewöhnlich kurzen Zeit durchgeführt werden. Die Wolke des Feuerbekämpfungsmaterials füllt den Raum um das Feuer innerhalb von 0,01 Sekunden.
Die extrem hohe Geschwindigkeit des Löschvorgangs verringert das Ausmaß des Feuerschadens. Seine sofortige und totale Effizienz ist vor allem vorteilhaft, wenn Ausrüstung am Ort ist, mit der das Feuer sofort gelöscht werden kann, wenn es ausbricht, ohne Zeit zu verlieren.
Die Menge des Feuerbekämpfungsmaterials, das zum Löschen notwendig ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung sehr klein. Wenn Feuer in geschlossenen Räumen gelöscht werden, und Wasser als Feuerbekämpfungsmaterial verwendet wird, kann das Feuerlöschen mit ungefähr 1,5 bis 2 m³ Wasser durchgeführt werden. Eine verteilte Wasserwolke zum Löschen eines Feuers in einem geschlossenen Raum kann mit 10 bis 15 Litern Wasser hergestellt werden. Ein Außenraum AS- 100-Testfeuer kann unter Verwendung von 6 bis 7 Litern Wasser gemäß der Erfindung anstelle von 100 Litern bei herkömmlichen Verfahren gelöscht werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen länglichen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 2 einen länglichen Abschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 3 einen länglichen Abschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und
Fig. 4 einen länglichen Abschnitt von noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das in Fig. 1 gezeigte Gerät umfasst ein Abstrahlrohr 1 und einen Treibstoffgasbehälter 2. Ein oberes (Abstrahl)Ende des Abstrahlrohrs 1 ist frei und dessen tieferes (Einlass)Ende ist von einem Schnellwirkungsschließelement 3 bedeckt. Das Treibstoffgas wird in dem Gasbehälter 2 von einem Gastank 4 durch die Leitungen 41, 42 und 42' eingefüllt. Leitung 42 ist mit dem oberen Teil des Gasbehälters 2 durch Ventil 23 verbunden, und Rohr 42' ist mit dem tieferen Teil des Gasbehälters 2 durch Ventil 24 verbunden. Ventil 24 enthält auch ein Schnellöffnungsventil 5.
Die Funktionsweise des Gerätes der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:
Die Treibstoffkammer 21 und die Ausgleichskammer 22 werden mit Treibstoffgas (Luft, CO&sub2; etc.) gefüllt, und ein Druck von mindestens 10 bar wird in dem Gasbehälter 2 erzeugt. Ventile 23 und 24 werden derart gesteuert, dass der Druck (P2) in der Ausgleichskammer 22 höher als der Druck (P1) in der Treibstoffkammer 21 ist. Das Gerät wird sodann von dem System getrennt, dass das Treibstoffgas bereitstellt.
Beim Auffüllen wird das Schnellöffnungsventil 5 geschlossen. Der Druck (P2) in der Ausgleichskammer 22 stellt sicher, dass das Schnellwirkungsschließelement 3 auf das Eingangsende des Abstrahlrohrs 1 gedrückt wird, und trennt zugleich die Treibstoffkammer 21 von der Ladung 11 in dem Abstrahlrohr 1.
Das Verhältnis zwischen dem Volumen des Abstrahlrohrs und dem Volumen der Ladung sollte zwischen 25 und 100% liegen. Sein Effekt ist direkt proportional zu dem Kegelwinkel der Verteilung, d. h. wenn das Verhältnis der Volumina kleiner wird, wird der Kegelwinkel der Verteilung auch kleiner. Bei kleinerem Volumenverhältnis wird die Abdeckung des Gerätes größer und die Zerstäubung feiner und homogener.
Das unter Normalbedingungen gemessene Verhältnis zwischen dem Volumen der Ladung und dem Volumen des Treibstoffgases wird ein Abstecken des Anwendungsgebietes des Gerätes erheblich beeinflussen. Dieses Verhältnis kann zwischen 30 und 750 gewählt werden. Offensichtlich charakterisiert dies die Größe der für das Abstrahlen verwendeten Energie. Das Gerät gemäß der Erfindung kann auch derart hergestellt werden, dass es in der Hand gehalten werden kann, oder es kann mit größeren Dimensionen und einer stabilen Konstruktion hergestellt werden.
Manuelle Nutzung, d. h. kleine Feuerlöscher, erfordern keine große Energie, und es wird auch nicht empfohlen, weil die Rückstoßkraft ekzessiv sein kann, was zur Verletzung des Anwenders führt.
Zugleich ermöglicht die Erfindung die Produktion eines Gerätes, das zum Stillen von Öl- oder Gasexplosionen geeignet ist. Ein derartiges Gerät wird an einem fixierten Standort weit von dem Bohrturm entfernt aufgestellt, und das Abstrahlen wird mit derartiger Energie ausgeführt, dass nicht nur die feuerlöschende Ladung effektiv sein sollte, sondern auch die Flamme ausgeblasen werden sollte.
Es ist sinnlos, die Energie ohne Beschränkung zu erhöhen. Der Luftwiderstand begrenzt den Aktionsradius und verengt die Verteilung. Daher ist es unnötig, über 750 mit dem Volumenverhältnis zu gehen.
Nach dem Auffüllen der Treibstoffkammer und der Ausgleichskammer und dem Einführen der Ladung in das Abstrahlrohr wird der Druck der Ausgleichskammer durch Öffnen des Schnellöffnungsventils freigelassen. Der verbleibende Druck in der Treibstoffkammer entfernt dann sofort das Schnellwirkungsschließelement und öffnet das Eingangsende des Abstrahlrohrs. Das Treibstoffgas bläst dann explosionsartig die Ladung aus dem Abstrahlrohr in den umgebenden Raum.
Nach dem Abstrahlen kann das Laden des Gerätes wiederholt werden und auf diese Weise kann der Vorgang periodisch ausgeführt werden.
Die Geschwindigkeit des Vorgangs pro Zeit und die Größe der verwendeten Energie spielen eine entscheidende Rolle. Wenn der Treibstoff hinter die Ladung in mehr als 20 ms gebracht wird, oder der Druck des Treibstoffs nicht 10 bar erreicht, dann wird weder die Größe der Flüssigkeitstropfen noch ihre Verteilung homogen sein, und die Tropfengröße wird größer als Nebel, Sprühnebel oder Erosol. Daher ist es extrem wichtig, ein Schnellwirkungsschließelement und ein Öffnungsventil einzusetzen.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Gerät ähnelt dem Gerät aus Fig. 1, und daher werden dieselben Bezugszeichen verwendet. Dieses Ausführungsbeispiel enthält jedoch ein Schnellwirkungsschließelement, das als Membran 31 ausgeführt ist.
Eine mit Bohrungen 261, 262 bereitgestellte Basisplatte 26 wird als Teil des Schnellwirkungsschließelements eingesetzt, um die Membran 31 zu halten. Auf der anderen Seite der Membran 31 ist ein Boden 27 untergebracht.
Basisplatte 26 und 27 sind miteinander durch Schrauben 29 verbunden, während der Gasbehälter 2 und die Basisplatte 26 vorzugsweise zusammengeschweißt sind. Der Druckunterschied zwischen der Treibstoffkammer 21 und der Ausgleichskammer 22 wird von einem Prüfventil 43 gesteuert, und daher ist ein Ventil 23 notwendig.
Die Membran 31 wird von dem hohen Druck p2 in der Ausgleichskammer 22 gegen die Basisplatte 26 gedrückt, um die Bohrungen 261, 262 zu schließen. Wenn das Schnellöffnungsventil geöffnet wird, wird das Gas in der Kammer 22 belüftet, und die Membran 31 wird von dem Druck P1 des Gases in der Treibstoffkammer 21 in die Kammer 22 deformiert, wodurch die Öffnungen 261, 262 in der Basisplatte 26 geöffnet werden und die Kammer 21 mit dem Abstrahlrohr 1 verbunden wird, so dass das Treibstoffgas das Feuerlöschungsmedium aus dem Rohr 1 abstrahlt.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei das Schnellwirkungsschließelement ein Kolben 32 ist, der mit einem Dichtungsring 35 zwischen seiner äußeren Oberfläche und der Innenwand des Gasbehälters 2 bereitgestellt ist, und mit einer Dichtung 34 zwischen dem Eingangsende des Abstrahlrohrs und der entsprechenden Endoberfläche des Kolbens 32 bereitgestellt ist.
Eine Einlassleitung 6 ist mit dem Kolben. 32 abdichtend angeordnet, um eine Vorbereitungszeit zu verringern, die zum Laden des Abstrahlrohrs 1 notwendig ist. Der Dichtungsring 33 ist zwischen der Einlassleitung 6 und dem Zylinder 32 angeordnet. Die Einlassleitung 6 ist mit einem Feuerbekämpfungsmaterialtank verbunden und geht durch die Wand einer Gewindekappe 28 und schließt die Ausgleichskammer 22.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem aus Fig. 3, aber hier ist das Dichtungselement zwischen dem Zylinder 32 und der Innenwand des Gasbehälters 2 ein spezieller V-Ring 36, der in der Lage ist, den Druck in der Treibstoffkammer 21 zu steuern.
Durch Einsetzen des Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Wasserschaden beim Feuerlöschen in Innenräumen praktisch vermieden werden, und ein Wasserverbrauch kann auch erheblich vermindert werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die verfügbare Menge Wasser ausreichen kann, um größere Feuer als zuvor zu löschen. Dies ist von Wichtigkeit in den Fällen von Feuern an Orten, wo es eine Wasserknappheit gibt, und Löschfahrzeuge nur das Wasser verwenden können, das sie mit sich führen.
Das Feuerlöschen gemäß der vorliegenden Erfindung ist vollkommen harmlos für Menschen. Experimente haben gezeigt, dass der Wassernebel auf eine Person im Abstand von drei Metern ausgestoßen werden kann, ohne diesen zu verletzen. Die Wolke umgibt die menschliche Gestalt und die Oberflächen werden nass aufgrund der Turbulenz. Der Nebel verursacht keine Verletzungen oder Unannehmlichkeiten.
Herkömmliche, Luftschaum erzeugende Feuerbekämpfungsmaterialien können auch in dem Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, aber diese Materialien haben keine außerordentliche Wirkung. In einigen Fällen könnte es nützlich sein, Luftschaum erzeugende Materialien zu verteilen, die zu Schaum werden, wenn sie auf Wärme treffen. Auf diese Weise kann die hohe Kühl- und Rauchunterdrückungseffizienz des Nebels mit der Fähigkeit des Schaums, Oberflächen abzudecken, kombiniert werden.

Claims

1. Gerät zum Abstrahlen von flüssigem oder pulverförmigem Medium, mit einem Abstrahlrohr (1) für ein flüssiges oder pulverförmiges Medium (11), einem Behälter (2) für ein gasförmiges Treibmittel und einem schnellreagierenden Schließelement (3, 31, 32) zwischen dem Behälter (2) und dem Abstrahlrohr (1), wobei das Abstrahlrohr ein Abstrahlende aufweist, das zur Atmosphäre hin offen ist, und ein Zuführende für die Verbindung mit dem Treibmittelbehälter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Abstrahlrohr (7) in den Treibmittelbehälter (2) erstreckt, das Abstrahlrohr (1) und der Treibmittelbehälter (2) auf derselben Seite des Schließelements (3, 31, 32) angeordnet sind, das in dem Behälter (2) untergebracht ist, um das Abstrahlrohr (1) zu schließen, und das Rohr von dem Treibmittel-Gasbehälter (2) zu isolieren, das Gerät ferner Mittel (5) zum Freigeben des Schließelements (3, 31, 32) in einen Öffnungszustand umfaßt, in dem das Abstrahlrohr (1) dem Treibmitteldruck ausgesetzt ist, wodurch das Medium abgestrahlt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibmittelbehälter von dem Schließelement in eine Treibmittelkammer und eine Ausgleichskammer getrennt wird, wobei das Schließelement durch den Druck in der Ausgleichskammer in die Schließstellung gedrängt wird.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Füllrohrleitungen sowohl mit der Treibmittelkammer als auch der Ausgleichskammer verbunden sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das schnellreagierende Schließelement eine Membran aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran von einer Basisplatte gehalten wird, die Bohrungen aufweist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das schnellreagierende Schließelement einen Kolben aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßrohrleitung durch die Wand der Treibstoffkammer und den Zylinder hindurchgeht.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium ein Feuerbekämpfungsmedium ist, und das Gerät zur Impulsfeuerlöschung verwendet wird.