DK174899B1 - Brandslukningsindretning - Google Patents

Description

1 DK 174899 B1

Opfindelsen angår en brandslukningsindretning af den art, som omfatter mindst én væskeledning, og som ved den ene ende er forbundet med en kilde med brandslukningsvæske under tryk, og ved den anden ende med kanaler i et dysehoved med et antal 5 dyser, hvor dysehovedets kanaler omfatter mindst én første kanal, som er forbundet med mindst én forstøvningsdyse til udledning af væske i forstøvet form, og mindst én anden kanal, som har mindst ét luftindtag og nedstrøms for dette er forbundet med mindst én skumdyse til udledning af væske i opskummet form.

10

Det er almindeligt kendt, at vand i dets normalt forekommende tilstand ikke udgør et særligt effektivt middel til slukning af en brand, da op mod 98% af vandet ikke kommer til at deltage i slukningen, men i stedet glider af de brændende objekter uden 15 nogensinde at nå den primære forbrænding. Er branden opstået i særligt brandbare væsker, som eksempelvis benzin, kan sprøjtning med almindeligt vand tværtimod føre til, at branden spredes.

20 Vandet udnyttes bedre, når det fremføres i form af mindre dråber. En optimal udnyttelse nås imidlertid først med finforstøvet vand, som har en meget stor samlet overflade og umiddelbart fordamper, når det sprøjtes ind i områder, hvor der finder en forbrænding sted ved høj temperatur.

25

Sidstnævnte effekt er særdeles ønskelig, idet røggasserne fra branden afkøles momentant, ligesom den voldsomme udvikling af damp fortrænger de brandbare gasser og reducerer luftens indhold af oxygen.

30

Under en brand vil der strømme luft til den primære forbrændingszone, hvor luftens indhold af oxygen vil nære forbrændingen. De fine vanddråber er imidlertid så små og har en så lille masse, at de er tilbøjelige til at svæve i luften 35 og med denne blive ført ind forbrændingszonen, hvor forbrændingen derfor hæmmes eller stoppes helt.

2 DK 174899 B1

Finforstøvet vand vil også kunne trænge ind i fibrøst materiale og derved fordelagtigt kunne reducere dettes brandbarhed, mens mindre dråber blot bliver liggende på materialets overflade.

5 I en sky af finforstøvet vand vil dråberne endvidere være så små og have en så stor indbyrdes afstand, at skyens elektriske ledningsevne bliver meget lille. Finforstøvet vand vil derfor med minimal risiko for operatøren kunne anvendes, selv om der 10 findes strømførende ledninger på brandstedet.

Konventionelt har der været anvendt så høje tryk som mellem 150 og 250 bar til i tilstrækkelig grad at finforstøve vand til bekæmpelse af en brand. De høje tryk kræver imidlertid tungt 15 udstyr, som almindeligvis kun kan etableres i stationære og/eller større enheder.

Et sådant tungt udstyr kan ikke eller kun vanskeligt anvendes til offensiv brandbekæmpelse, og da det dannede finforstøvede 20 vand udelukkende består af små dråber med lille masse, hvilket giver en meget lav inerti, har det desuden vist sig at have for lille kastelængde til i tilstrækkelig grad at kunne forhindre, at brandslukningsmandskabet beskadiges af den varme, som branden udsender.

25

Til hurtig og effektiv slukning af væskebrande (klasse B brande) og sikring mod genantændelse, kan det være nødvendigt at anvende skum, der danner et stabilt tæppe af små bobler til effektivt at køle og kvæle brande, der er vanskelig at 30 kontrollere på anden måde.

Ved udkald til en brand vil det ikke altid straks stå klart, om der er tale om en klasse A, B, C eller E brand. Dette medfører, at det på udrykningstidspunket kan være usikkert, om det er den 35 ene eller anden type brandslukningsudstyr, der i den givne situation vil være mest effektivt, og som derfor bør 3 DK 174899 B1 medbringes. Det er derfor en fordel, hvis både finforstøvet vand og skum kan afgives fra samme brandslukningsindretning, således at valget mellem skum eller finforstøvet vand som brandslukningsmiddel først behøver at blive truffet i det 5 øjeblik hvor operatøren skal slukke branden.

Det er endvidere en fordel, hvis det kvantum brandslukningsmiddel, der kræves til slukning af en brand, er mindst mulig, således at brandslukningsindretningen ikke er 10 begrænset til stationært brug, men også kan benyttes offensivt.

På denne måde begrænses tillige sekundære skader, som f.eks. vandskader, i et væsentligt omfang.

Fra patentskriftet U.S 4.420.047 kendes en 15 brandslukningsindretning til indsætning i flyvemaskiner, indretningen kan valgfrit afgive enten skum eller forstøvet vand, men fra samme dy se type, og denne indretning er derfor, når vand er brandslukningsmidlet, kun istand til at bekæmpe en brand ved hjælp af vand i form af forholdsvis store dråber.

20

Fra WO 94/06517 kendes en brandslukningsindretning med en enkelt væskeledning. Indretningen kan kun anvendes til væskeslukning og ikke til skumslukning. Væskeledningen ifølge denne opfindelse har en første forgrening, der er forbundet til 25 en dyse til afgivelse af en koncentreret vandstråle, og en anden forgrening forbundet til et dysehoved til afgivelse af væske i forstøvet form. Væsken påtvinges rotation ved helisk bevægelse langs en skruefjeder, hvorefter væsken efterfølgende forstøves. For at denne indretning skal kunne opnå en 30 tilstrækkelig stor kastelængde for den forstøvede væske til effektivt at kunnet beskytte operatøren mod varmen fra branden, anvendes et meget højt forstøvningstryk, som i patentet angives at være omkring 300 bar. Konstruktionen er derfor tung at arbejde med og kostbar at fremstille.

35 4 DK 174899 B1

Endvidere kendes fra patentskriftet US 2.832.424 en kombineret brandslukningsindretning. Denne indretning kan omskiftes til at afgive enten forstøvet vand eller skum. Heller ikke i dette tilfælde kan den forstøvede væske imidlertid opnå en 5 tilstrækkelig stor kastelængde, da den anvendte væskedyse er af konventionel art.

Formålet med opfindelsen er at anvise en brandslukningsindretning af den indledningsvis nævnte art, 10 hvormed der optimalt kan bekæmpes brande i klasserne A, B, C og E , og som med et enkelt håndgreb kan omstilles til bekæmpelse af brande med enten skum eller vand, og som desuden er i stand til at finforstøve vandet ved hjælp af et relativt lille tryk på ca. 10 - 25 bar og udsende det finforstøvede vand 15 med en horisontal kastelængde på over 10 meter.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der i afstand fra dyseåbningen i brandslukningsindretningens mindst ene forstøvningsdyse med fordel kan være anbragt en skillevæg, der 20 strækker sig på tværs af dysens inderside og sammen med denne afgrænser et dysekammer. I skillevæggen kan der desuden være udformet en midteråbning og mindst én sideåbning. Når brandslukningsindretningen anvendes til brandbekæmpelse med forstøvet vand, udsendes da via dyseåbningen en fintforstøvet 25 vandkegle, som er udfyldt med større vanddråber til at trække det finforstøvede vand med sig og derved forøge dennes kastelængde i væsentlig grad.

Med en sådan udformning af dysekammeret er det ikke nødvendigt 30 at opbevare brandslukningsvæsken under et unødigt højt tryk for at opnå de store kastelængder, der er nødvendige for at give operatøren en passende sikkerhedsafstand fra ilden, der skal slukkes. Den store kastelængde giver operatøren mulighed for at slukke brande i afstand fra ham. Som eksempel på dette kan 35 nævnes, at operatøren kan stå på jorden og slukke en brand i 1. sals højde.

5 DK 174899 B1

Et antal forstøvningsdyser kan med fordel være anbragt med indbyrdes afstand langs en cirkel i dysehovedets endedæksel, hvorved indretningen sættes i stand til at udsende et 5 forholdsvist stort kvantum forstøvet vand i et samlet bundt.

Ved at placere skumdysen i eller i nærheden af centrum i den cirkel, langs hvilken forstøvningsdyserne er anbragt, opnås at skum og forstøvet vand udledes langs samme akse, således at 10 operatøren har let ved at skifte mellem de to slukningsmidler uden umiddelbart at behøve at ændre dysehovedets aksiale orientering.

Når forstøvningsdysers midteråbninger desuden er indrettet med 15 forskellige størrelser, opnås et bundt af forstøvet vand med forstøvningsgrader, der fordelagtigt spænder over et bredt spektrum, hvorved den lange kastelængde opnås.

Ved en særlig foretrukken udførelsesform for 20 brandslukningsindretningen kan væskeledningen have en første forgrening, som er forbundet med dysehovedets første kanal, og en anden forgrening, som er forbundet med dysehovedets anden kanal. Denne konstruktion er særlig enkel at fremstille.

25 I forgreningspunktet kan der desuden være anbragt en omskifterventil til valgfrit at lukke den første eller anden kanal helt eller delvist, således at der med et enkelt håndgreb nemt og hurtigt kan skiftes mellem udledning af skum og udledning af finforstøvet vand.

30

Betjeningen af brandslukningsindretningen lettes, når der i væskeledningen er indskudt en gennemstrømningpistol med en pistolventil til henholdsvis at åbne og lukke for væsken.

6 DK 174899 B1

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor, idet der beskrives en alene eksempelvis udførelsesform under henvisning til tegningen, hvor 5 Fig. 1 viser en operatør i færd med at slukke en brand ved hjælp af en brandslukningsindretning ifølge opfindelsen

Fig. 2 viser, set i aksialsnit, et dysehoved til den i fig. 1 viste brandslukningsindretning, 10

Fig. 3 viser dysehovedet, set fra enden,

Fig. 4 viser et snit efter linien IV - IV i fig. 2.

15 Fig. 5 viser i større målestok et brudstykke af det i fig. 2 viste dysehoved, og

Fig. 6 viser et snit efter linien VI - VI i fig. 5.

20 Med vand forstås i det følgende vand, som er tilsat et skumningsmiddel. Med skum forstås i det følgende en skum, som er dannet af vand, som er tilsat et skumningsmiddel og skummet op med luft.

25 I fig. 1 ses skematisk en operatør 2, der ved hjælp af en brandslukningsindretning, som i sin helhed er angivet med henvisningstallet 1, slukker en brand 3.

Brands lukningsvæsken 4 opbevares i en tank 5, som via 30 gasledninger 7 og 8 er forbundet med en trykflaske 6 med en trykgas til at holde brandslukningsvæsken under et tryk på eksempelvis 10 - 20 bar. I gasledningen 7 er der indskudt en reduktionsventil 11 til regulering af trykket i tanken 5 og en kontraventil 9 til forhindring af returløb i gasledningerne.

35 7 DK 174899 B1 I gasledningen 8 er der desuden indskudt en lynkobling 10 for hurtigt og let at kunne samle og adskille tanken 5 og trykflasken 6. En lignende lynkobling 12 er indsat mellem en væskeledning 13, der strækker sig ned i brandslukningsvæsken 4 5 i tanken 5, og en væskeledning 14 til at føre brandslukningsvæsken 4 frem til resten af brandslukningsindretningen.

Væskeledningen 14 har en længde, der sikrer operatøren 10 tilstrækkelig stor rækkevidde under slukningsarbejdet. For herunder at undgå, at væskeledningen 14 kommer i vejen for operatøren, er den vundet op på en spole 15. Væskeledningen 14 er via en lynkobling 16 forbundet med tilgangsenden af en gennemstrømningspistol 17, der med en pistolventil kan åbne og 15 lukke for tilstrømning af brandslukningsvæske 4.

Nedstrøms for gennemstrømningspistolen 17 findes et forgreningspunkt, hvorfra der udgår en første forgrening 18 og en anden forgrening 19. Ved forgreningspunktet er der anbragt en omskifterventil 20 til skiftevis at lukke for den ene eller 20 den anden af de to forgreninger 18, 19.

Begge forgreninger 18, 19 er yderligere forbundet med et dysehoved 21, som er indrettet til at udsende enten finforstøvet vand eller skum. Vandet til det finforstøvede vand 25 tilføres via den første forgrening 18 og til skummet via den anden forgrening 19.

Forgreningerne er i nærheden af dysehovedet 21 bøjet en vinkel, hvorved operatøren sættes i stand til bekvemt at rette 30 dysehovedet mod branden og nå vanskeligt tilgængelige områder.

I figur 1 er den første forgrening 18 åben, og som det ses, udsender brandslukningsindretningen 1 da finforstøvet vand 22.

35 I fig. 2 ses dysehovedet 21 i større målestok i aksialsnit. Dysehovedet har en første kanal 40, som er forbundet med den s DK 174899 B1 første forgrening 18 og tjener til at lede vand frem til et antal forstøvningsdyser 27 via et fordelingskammer 42.

Dysehovedet 21 har desuden et skumkammer 41, som via et 5 turbulenskammer 44 er forbundet med den anden forgrening 19 og via luftindtagsåbninger 25 med det fri. Skumkammeret er via en anden kanal 23 desuden forbundet med en skumdyse 24. Når brandslukningsindretningen arbejder med skum som brandslukningsmiddel, strømmer vandet via turbulenskammeret 44, 10 hvor vandet sættes i turbulens, ind i skumkammeret 41, hvori der via luftindtagsåbningeme 25 indsuges luft, der skummer det turbulente vand op. Det færdige skum ledes via den anden kanal 23 til skumdysen 24 og via denne ud mod brandstedet.

15 Dysehovedet har et endedæksel 26, som med et gevind 2 er skruet fast for enden af dysehovedet. Forstøvningsdyserne 27 med dyseåbningerne 29 er udformet i dette dæksel.

Fig. 3 viser dysehovedet 21, set fra enden med påmonteret 20 endedæksel 26, og fig. 4 viser dette dæksel, set fra bagsiden.

Som det ses, er der anbragt syv forstøvningsdyser 27 langs en cirkel. Med dette arrangement er det muligt at anvende en tilstrækkelig stor vandmængde til bekæmpelse af en brand, samtidig med, at den meget fine forstøvning af vandet 25 bibeholdes. I fig. 3 ses også, at der midt mellem forstøvningsdyserne 27 er anbragt en skumdyse 24.

I fig. 5 ses nærmere, hvorledes en forstøvningsdyse 27 er indrettet. I afstand fra dyseåbningen 29 er der ved hjælp af et 30 gevind 33 løsbart anbragt en skillevæg 32, som afgrænser et dysekammer 36 i dysen. Gevindsamlingen tillader, at skillevæggen hurtigt og nemt kan fjernes, når den respektive dyse skal inspireres eller renses.

35 I skillevæggens modsat dyseåbningen vendende side er der udformet en forholdsvis dyb tværgående rille 30 (fig. 4). Med 9 DK 174899 B1 udgang fra bunden af denne rille er der i skillevæggen 32 udformet en midteråbning 31, der flugter med dyseåbningen 29. I skillevæggen er der desuden udformet to sideåbninger 34, som udgår fra hver sin side af rillen 30's bund. Hver sideåbning 5 kommunikerer med dysekammeret 36 via skrueformede riller 35 der er udformet i skillevæggen 32’s periferi.

Når pistolventilen 43 er aktiveret og omskifterventilen 20 er stillet således, at der er åbnet for den første forgrening 18 10 og lukket for den anden forgrening 19, strømmer der via den første kanal 40 vand under tryk ind i fordelingskammeret 42.

En del af dette vand strømmer via hver skillevæg 32's midteråbning 31 ind i den respektive forstøvningsdyse 27's 15 dysekammer 36, mens en anden del strømmer ind i kammeret via sideåbningerne 34.

Som antydet med vektorer i fig. 6, fortsætter vandet fra midteråbningen 31 i hovedsagen i en midterstråle 39 over mod 2 0 dyseåbningen 29 i dysekammeret 36, mens vandet fra sideåbningerne sættes i stærk rotation i et roterende væskelag 37 på dysekammerets væg som følge af vandets passage gennem de skrueformede riller 35 i skillevæggen 32' s periferi. De to således meget forskellige strømningsforløb medfører, at der ved 25 interferens i dysekammeret dannes et mellemlag 38, der ved overgangen til det roterende væskelag 37 roterer i væsentlig grad og ved overgangen til midterstrålen 39 i hovedsagen følger dennes translatoriske bevægelse over mod dyseåbningen 29.

30 De væsentlig forskellige strømninger i dysekammeret fører i kombination til, at der via dyseåbningen udsendes en vifte af fintforstøvet vand og grovere forstøvet vand, som udfylder det indre af keglen. De grovere vandpartikler har en forholdsvis stor inerti og dermed lang kastelængde. Under deres passage 35 gennem luften danner de grovere vandpartikler et undertryk i den omgivende luft. Undertrykket bevirker, at det 10 DK 174899 B1 fintforstøvede vand trækkes med det groftforstøvede vand i midten af keglen. Derved opnår også det fintforstøvede vand fordelagtigt en lang kastelængde.

5 Når de seks forstøvningsdysers midteråbninger 31 desuden er indrettet med forskellige størrelser, opnås et bundt af forstøvet vand med forstøvningsgrader, der fordelagtigt spænder over et bredt spektrum.

10 Derved opnår det udsendte finforstøvet vand samlet en fordelagtig konfiguration, idet det finforstøvet vand først spreder sig vifteformigt udefter, mens det senere snævres ind til mindre diameter som følge af nævnte undertryk 15 Derved opnår det finforstøvede vand til at begynde med en stor udstrækning, der er velegnet til at beskytte operatøren mod strålevarme fra branden. Den efterfølgende indsnævring sætter operatøren i stand til at anvende finforstøvet vand til en koncentreret indsats mod branden.

20 Når pistolventilen 43 er aktiveret og omskifterventilen 20 er stillet således, at der er lukket for den første forgrening 18 og åbnet for den anden forgrening 19, strømmer der via den anden kanal 41 vand med skumningsmiddel ind i skumkammeret 41, 25 hvor der indsuges luft via luftindtagsåbningerne 25. Luften skummer vandet op, og det færdige skum ledes via den anden kanal 23 til skumdysen 24 og via denne ud mod branden.

Eksempel 1 30

Med nævnte gastryk på 10 - 20 bar blev samme brandslukningsindretning anvendt til med finforstøvet vand at slukke en brand i et fuldt møbleret 19 m^ værelse. Branden blev slukket på 15. sekunder med et forbrug på ca. 6 liter vand.

35 n DK 174899 B1

Den meget lille vandmængde, som medgår til at slukke en brand ved hjælp af en brandslukningsindretning ifølge opfindelsen, bevirker, at denne med en beskeden vandmængde kan transporteres af et lille køretøj, som f.eks. en motorcykel. Denne vil 5 hurtigere end brandbiler nå frem til brandstedet selv gennem tæt trafik i en storby.

Brandslukningsindretningen lader sig ligeledes bekvemt anbringe i en bil, et fly eller en båd, og på svært tilgængelige 10 skisportsteder kan der eksempelvis anvendes en snescooter til at føre brandslukningsindretningen frem til brandstedet.

Claims (9)

12 DK 174899 B1 I ____________

1. Brands lukning s indretning (1) af den art, som omfatter 5 mindst én væskeledning (13,14)·, som ved den ene ende er forbundet med en kilde med brandslukningsvæske under tryk, og ved den anden ende med kanaler (40,23) i et dysehoved (21) med et antal dyser (24,27), hvorved dysehovedets kanaler omfatter mindst én første (40) kanal, som er 10 forbundet med mindst én forstøvningsdyse (27) til udledning af væske i forstøvet form, og mindst én anden kanal (23), som har mindst ét luftindtag (25) og nedstrøms for dette er forbundet med mindst én skumdyse (24) til udledning af væske i opskummet form, kendetegnet ved, at der i afstand 15 fra den mindst ene forstøvningsdyses (27) dyseåbning (29) er anbragt en skillevæg (32), som strækker sig på tværs af dysens inderside og sammen med denne afgrænser et dysekammer (36), at der i skillevæggen (32) er udformet en midteråbning (31) og mindst én sideåbning (34), og at der 20 langs skillevæggens (32) periferi strækker sig mindst én rille (35), til at bringe væske, som under drift strømmer gennem den mindst ene sideåbning (34), til at beskrive en roterende bevægelse i dysekammeret (36).

2. Brandslukningsindretning (1) ifølge krav 1, kendetegnet ! ved, at den mindst ene rille (35) er i hovedsagen skrueformet og langs skillevæggens (32) periferi strækker sig fra det mindst ene sideåbning (34) til dysekammeret (36). 30

3. Brandslukningsindretning (1) ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der i et endedæksel (26) på dysehovedet (21) med indbyrdes afstand langs i hovedsagen en cirkel er anbragt et antal forstøvningsdyser (27). 35

13 DK 174899 B1

4. Brandslukningsindretning (1) ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at mindst to til forstøvningsdyser (27) hørende skillevægge (32) har midteråbninger (31) af forskellig størrelse. 5

5. Brandslukningsindretning (1) ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at mindst én til en forstøvningsdyse (27) hørende skillevæg (32) er uden midteråbning.

6. Brandslukningsindretning (1) ifølge krav 3, 4 eller 5, kendetegnet ved, at skumdysen (24) er placeret i eller i nærheden af centrum i den cirkel, langs hvilken forstøvningsdyserne (27) er anbragt.

7. Brandslukningsindretning (1) ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at mindst én forstøvningsdyse (27) er indrettet til at udsende forstøvet brandslukningsvæske med et væsentligt indhold af dråber med størrelser på under 1000 micron.

8. Brandslukningsindretning (1) ifølge krav 1-7, kendetegnet ved, at væskeledningen har en første forgrening (18), som er forbundet med dysehovedets (21) første kanal (40), og en anden forgrening (19), som er forbundet med dysehovedets (21) anden kanal (23), og at der i forgreningspunktet er 25 anbragt en omskifterventil (20) til valgfrit at lukke den første eller anden kanal helt eller delvist.

9. Brandslukningsindretning (1) ifølge krav 8, og som omfatter én i væskeledningen indskudt gennemstrømningspistol (17) 30 med en pistolventil (43) til henholdsvis at åbne og lukke for væsken, kendetegnet ved, at væskeledningens forgreningspunkt er anbragt nedstrøms for pistolen, og at den første og anden forgrening (18,19) er bøjet i en stump vinkel i nærheden af dysehovedet. 35