DE2428446A1 - Sprueh-sprinklerdueseneinrichtung - Google Patents

Description

DR. HEINZ FEDER DR. WOLF-D. FEDER

PATENTANWÄLTE Düsseldorf

74-10/20-128

11. Juni 1974 Dr.F/Wi

Jomos-Sprinkler—Material AG₁ Wegqis (Schweiz) Sprüh-Sprinklerdtiseneinrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sprüh-Sprinklerdüseneinrichtung, vorzugsweise für stehende Montage mit einem Düsenkörper, einer Prallplatte, die mit dem Düsenkörper durch mindestens zwei säulenförmige, am Rand der Prallplatte angreifende Tragelemente verbunden ist, und einer zwischen dem Düsenkörper.und der Prallplatte unter Vorspannung eingesetzten Verschluss- und Auslöseanordnung.

Sprinkler-Düsen für die Brandbekämpfung in Räumen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und bieten durch ihr in den Aufbau integriertes Auslöseelement ein Optimum an Betriebsbereitschaft bei mini-

-2- 242Ö44S

malern Unterhalt. Sprüh-Sprinkler-Düsen, bei welchen der austretende Wasserstrahl in einen feinen Nebelschleier verteilt werden soll, der den mit der Düse zu schützenden Bereich benetzt, sind zweckmässig mit einer Prallplatte versehen, die der Strahlaustrittsstelle gegenüberliegend angeordnet ist. Weil die Prallplatte zur Erzielung eines möglichst kontinuierlichen Nebelschleiers vorzugsweise zentral angespritzt wird, sind Befestigungselemente zwischen dem Düsenträger und der Prallplatte notwendig, welche indessen geeignet sind, die Kontinuität des Nebelschleiers gegebenenfalls erheblich zu stören, indem im "Schatten" ausserhalb der Befestigungselemente liegende Sektoren des Schutzbereiches nicht besprüht werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sprüh-Sprinklerdüseneinrichtung vorzuschlagen, die einen derartigen Nachteil vermeidet und einen praktisch kontinuierlichen Nebelschleier zu liefern gestattet.

Die erfindungsgemässe Sprüh-Sprinklerdüseneinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte in ihrem Randbereich mit in gegenseitigem Abstand · angeordneten Zähnen zur Lenkung des aus der Düse strömenden Mediums versehen ist, dass wenigstens ein Teil eier- Prallfläche in Richtung des Prallplattenrandes

iO'9884/0338

abfallend geneigt ist, und dass wenigstens die jeweils den Tragelementen der Prallplatte direkt benachbarten Zähne mit einer Strahlleitfläche versehen sind, welche . das von der Prallfläche gegen diese Zähne abströmende Medium in eine Richtung seitlich der Tragelemente lenken.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser fceigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Sprüh-Sprinklerdüseneinrichtung für stehende Montage, Fig. 2 eine Grundrissdarstellung der Prallplatte der Düseneinrichtung nach Fig. 1 mit Blick in S trahlri chtung

Fig. 3 eine Partialgrundrissdarstellung der Prallplatte nach Fig. 2 mit einer schematisehen Darstellung der Strömungszonen um eines der Prallplattentragelemente

Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV - TV in Fig. 2, und

Fig. 5 ein Schnitt nach der Linie V - V in Fig. 2. In Fig. 1 bezeichnet 1 allgemein den Düsenkörper, der mit einem Anschlussgewinde 2 zum Einschrauben in eine {nicht gezeigte) Anschlussarmatur, Schlüsselflachen zum Festziehen des Düsenkörpers in der genannten Armatur, Bsfestigungspartien K für die Fixierung der Prallplatte 5

409884/0338

bzw. deren Tragelemente 6 am Düsenkörper, und einer Eintrittsbohrung 7 versehen ist. Am obern Ende der Eintrittsbohrung 7 befindet sich die Düsenöffnung 8, in welcher ein Verschlusselement 9 leicht herausschiebbar eingesetzt ist. Das Verschlusselement 9 besitzt einen Tragflensch 10, dessen Unterseite einer Sitzfläche 11 rund um die Düsenöffnung 8 gegenüberliegt, und zwischen dem Tragflansch 10 und der Sitzfläche 11 befindet sich ein Dichtungsring 12, beispielsweise aus "Teflon". Das Verschlusselement 9 enthält eine zentrale Ausnehmung 13, in die ein Abschnitt eines auf Uebertemperatur ansprechenden Auslösegliedes lh- ragt. Dieses Auslöseglied sitzt, unter der Vorspannung eines Tellerfederpaketes 15 und zentriert durch einen Klemmring l6, eingespannt zwischen dem Verschlusselement 9 und ein^rn auf der Prallplatte 5 aufliegenden Stützring 17. Da das Auslöseglied 14 vorzugsweise ein flüssigkeitsgefüllter Glaskörper ist, liegt seine schräge Zentrierfläche l8 gegen einen Weichkupferring 19 an, um unerwünschte Beschädigungen und damit allenfalls Fehlauslösungen zu vermeiden.

Die am Dichtungsring 12 wirksame Schliesskraft, welche grosser sein muss als die vom Löschwasserdruck verursachte und auf das-Abschlusselement 9 einwirkende Oeffnungkraft, wird wie ersichtlich vom Federpaket I5 geliefert. Dessen Vorspannung wird durch mehr oder

409884/0338

weniger tiefes Einpressen des Verbindungsschaftes 20 am untern Ende des Prallplattentragelementes 6 in"die Bohrung 21 in der Befestigungspartie 4 am Düsenkörper 1 festgelegt. Nach der Montage der Teile 9, 12, Ik, 15, l6, 17 und 19 auf dem Düsenkörper 1 wird die Prallplatte 5 aufgesetzt, welche anschliessend dem vorgesehenen Betriebsdruck entsprechend vorbelastet wird, worauf der Schaft 20 in der Bohrung 21 unverrückbar verankert wird. Dies kann, wie gezeigt durch einen Stift 22 oder durch Verschrauben oder Verschweissen erfolgen.

Wenn beim Ansprechen des Auslösegliedes 14, das dabei zerspringt, unter der Einwirkung des Löschwasserdruckes das Verschlusselement 9 sowie die in Strahlrichtung darüberliegenden Teile 12, 15, 16, 17 und weggeschleudert werden, so trifft der praktisch kompakte Wasserstrahl auf den Zentrumsbereich der Prallplatte 5 auf. Dabei zerteilt sich der Strahl und das gröastenteils in der Nähe der Oberfläche der Prallfläche 25 (Fig. 3) abfliessende Löschwasser muss vor dem Verlassen der Prallplatte einen Kranz von höckerförmigen Schikanen passieren, die in den Fig. 2 bis 5 mit 26, 27 und 28 bezeichnet und nachstehend als Verteilzähne benannt sind. Damit in den Bereichen der für die Strahlauf teilung bzw. Vernebelung des Löschwassers hinderlichen, aber aus Beanspruchungsgründen relativ dicken Prallplatten-

409884/0338

elemente β eine geführte Wasserströmung erzielbar ist, sind radiale Rippen 29 vorgesehen, welche hauptsächlich den Verteilzähnen 27 und 28, aber auch den diesen unmittelbar benachbarten ringsektorförmigen Zähnen 26' etwas mehr Wasser zuführen als den übrigen ebenfalls ringsektorförmig geformten Zähnen 26. Das gegen die radial innenliegenden Flächen der Zähne 26, 26', 27 und 28 strömende Wasser wird dabei unter Wirbelbildung Zurückgeworfen,so dass auch in den Lücken zwischen den Zähnen kein ungestörter Abfluss stattfinden kann. Indessen bewirken die Zahnflanken eine Richtungssteuerung für das sich in starker Wirbelbewegung befindende Wasser, um eine praktisch gleichmassige Flächenverteilung des sich ausserhalb der Prallplatte bildenden Löschwassernebels zu erzielen. In Fig. 3 ist schematisch die Löschwassernebelverteilung rund um das eine der Prallplatten-Tragelemente bei definierter Gestaltung der Verteilzähne 27 und gezeigt. Der Zahn 27 besitzt eine Abschrägung auf der Platteninnenseite, die im Grundriss gegenüber der Prallplatten-Achse A-A um α = 5° gegen das Tragelement geneigt ist. Die verbleibende Zahnseitenlänge 27.1 bzw. die restliche Zahnbrustseite 27.2 sind dabei nur insofern von Bedeutung, als sie die Breite des Austritt ofenstex"· für den 5 - Strahl B-B gegenüber der

409884/0338

benachbarten Kante des Zahnes 28 zu beeinflussen vermag. Der Zahn 28 besitzt eine im Grundriss gegenüber der Prallplattenachse A-A um β =15° geneigte Abschrägung, die den Zahn etwa halbiert. Hier hängt die Lage der Schnittebene im wesentlichen vom zweckmässig erachteten Abstand zwischen dem benachbarten Oberflächenbereich des Tragelementes 6 und dem 15°-Strahl C-C ab. Da die Verhältnisse links der Achse A-A spiegelbildlich dieselben sind wie rechts davon, wird der Strahlverlauf nur auf der Seite rechts der Achse beschrieben.

Zwischen den Zähnen 26-26, 26-26' und 26-27 sind nur radiale Strahlaustritte R,S,T möglich, wobei jedoch infolge der bereits erwähnten Verwirbelung des Löschwassers keineswegs kompakte Strahlen vorliegen. Die durcheinandergewirbelten Strahlpartikel der benachbarten Strahlen vereinigen sich vielmehr sofort nach Verlassen der Prallplatte, um trotz der "Schattenzonen" L,M,N und 0 einen kontinuierlichen Nebelschleier zu bilden. Zwischen den Zähnen 27 und 28 tritt ein Strahl mit der Hauptrichtungskomponente U und ein Strahl mit der Hauptrichtungskomponente V aus. Letztere wird einerseits von der Anschrägung auf der Innenseite des Zahnes 27, und andererseits vom Abstand zwischen diesem und dem benachbarten Zahn 28 beeinflusst. Zwischen dem Zahn und dem Tragelement 6 bilden sich ebenfalls zwei Strahl-

40'9884/0338

hauptrichtungskoraponenten aus, wobei die radiale mit W und die dem Tragelement zugewandte mit X bezeichnet ist. Fasst man die mit den Pfeilen V,W und X bezeichneten Strahlen zusammen, so ergibt sich bereits wenig ausserhalb der Prallplatte eine durch den Pfeil Y bezeichnete Richtungskomponente, die praktisch parallel zur Achse A-A verläuft. Daraus ergibt sich, dass bereits in einem Abstand E vom Tragelement 6, der etwa einem Drittel des Prallplattenradius entspricht, bereits ein kontinuierlicher Nebelschleier vorhanden und der Einfluss des Tragelementschattes vollständig kompensiert ist.

Es versteht sich, dass das Mass E durch Variation der Anschrägung am Zahn 28 weitgehend beeinflusst werden kann. Wesentlich ist, dass der Winkel ß nicht so klein gemacht wird, dass die Verlängerung der Zahnanschrägung 30 tangential an das Tragelement 6, zu liegen kommt oder dieses sogar schneidet. In diesem Falle wäre der strahlabweisende Einfluss des Ausströmbereiches am Tragelement so gross, dass die Gefahr einer "Schattenzone" ausserhalb des Tragelementes besteht. Aus dem vorstehend Gesagten ergibt sich als weitere Bedingung die Wahl eines Winkelabstandes zwischen der Tangente W-, an das Tragelement 6 und der Radialen Wp durch die benachbarte Seitenkante des Zahnes 28, der etwa demjenigen zwischen den Seitenwänden der übrigen Zähne entspricht, d.h.

40988Λ/0338

die Längen m, bezogen auf den Prallplattentumfang, sind

praktisch alle gleich gross.

Diese Ausführungen zeigen, dass die beschriebenen Massnahmen an den Zähnen 27 und 28 auch dann zum Erfolg führen, wenn die Prallplatte 5 nicht nur mit zwei, sondern auch mit drei oder mehr Tragelementen 6 mit dem Düsenkörper verbunden ist. In einem solchen Falle ist selbstverständlich jedem der Tragelemente β eine radiale Rippe 29 zugeordnet, und es liegen dann mehr als zwei Prallplattbereiche vor, in welchen bezüglich einer Winkelhalbierenden, die die betreffenden Plättenbereiche in zwei spiegelbildlich gestaltete Hälften unterteilt, Symmetrie herrscht.

Die Fig. k und 5 sind zwei rechtwinklig zueinanderstehende Schnitte durch die Prallplatte 5, aus welchen die Neigung der Prallfläche von 5°, ausgehend von der Platteivhalbierenden H-H in Fig. 3 beidseits in Richtung gegen die Tragelemente β hervorgeht. Durch diese Neigung, die sich gemäss Fig. 6 bis an die Verbindungsstelle zwischen der Platte und deren Tragelement erstreckt, wird eine Steigerung des Wasserabflusses in Richtung auf diejenigen Zähne bewirkt, die den Tragelemente 6 am nächsten liegen. Ausserdem kann dadurch die Durchwirbelung des Wassers vor seinem Austritt aus den "Zahnlücken" verbessert werden.

Die oben angeführten Winke imas se ex: , yi? (Fig. 2),

4098 8 4/0 338

der Winkel von 5° für die satteldachartige Neigung der Prallfläche und die Böschungsneigung von 30 zwischen der zentralen Plattenerhebung 31 und der Prallfläche sind Idealmasse inbezug auf eine Prallplattenkonstruktion der dargestellten Art mit einem Plattendurchmesser von 30 mm und einer totalen Zähnezahl von 20. Es versteht sich, dass die Winkel bei andern Plattengrössen und Zähnezahlen etwas von diesen Massen abweichen können. Indessen hat es sich gezeigt, dass durch Winkelvarierungen von _+ 20^ nur unerhebliche Abweichungen von der idealen Gleichmässigkeit des resultierenden Löschwassernebels resultieren.

409884/0338

Claims (6)

Patentansprüche' '14μι1Μ

1. Sprüh-Sprinklerdüseneinrichtung, vorzugsweise für stehende Montage mit einem Düsenkörper, einer Prallplatte, die mit ««trfc Düsenkörper durch mindestens zwei säulenförmige am Rand der Prallplatte angreifende Tragelemenie verbunden ist, und einer zwischen dem Düsenkörper und der Prallplatte unter Vorspannung eingesetzten Verschluss- und Auslöseanordnung, dadurch gekennzeichnet,daß die Prallplatte (5) in ihrem Randbereich mit in gegenseitigem Abstand angeordneten Zähnen (26, 26', 27, 28) zur Lenkung des aus der Düse (8) strömenden Mediums versehen ist, daß wenigstens ein Teil der Prallfläche (25) in Richtung des Prallplattenrandes "abfallend geneigt ist, und daß wenigstens die jeweils den Tragelementen (6) der Prallplatte direkt benachbarten Zähne (28) mit einer Strahlleitfläche (30) versehen sind, welche das von der Prallfläche gegen diese Zähne abströmende Medium in eine Richtung seitlich der Tragelemente lenken.

2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Neigung der Prallfläche von einer auf der Winkelhalbierenden zwischen benachbarten Tragelementen liegenden Gratlinie (H-H) ausgeht und beidseitig von dieser an der Peripherie der Prallfläche endet.

- 12 -

409884/0338

3. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Neigung 5 — 1 zu einer Ebene senkrecht zu dem von der Düsenöffnung ausgehenden Mediumstrahl beträgt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlleitfläche (30) der den genannten Tragelementen (6) benachbarten Zähne (28) zur radialen Ebene, in welcher die Längsachse des bezüglichen Tragelementes liegt, um einen Winkel von 15° - 3° abgewandt ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch der zweitnächste Zahn vom Trag— element (6) aus gesehen mit einer Strahlleitfläche (32) versehen ist, die zur radialen Ebene, in welcher die
Längsachse des bezüglichen Tragelementes liegt, um einen

Winkel + 5° - 1° abgewandt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (25) eine zentrale Erhebung (31) aufweist, und daß deren Böschungswinkel gegenüber der Düsenachse einen Winkel von 30° £ 6°
einschließt.

409884/0338