DE3103763A1

DE3103763A1 - Automatische feuerloescheinrichtung fuer geschlossene raeume

Info

Publication number: DE3103763A1
Application number: DE19813103763
Authority: DE
Inventors: Siegfried 5050 Porz Peter
Original assignee: BEDIA MASCHF VERWALT
Current assignee: BEDIA MASCHF VERWALT
Priority date: 1981-02-04
Filing date: 1981-02-04
Publication date: 1982-09-02
Also published as: BE891992A

Description

Bezeichnung: Automatische Feuerlöscheinrichtung für

geschlossene Räume

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine automatische Feuerlöscheinrichtung für geschlossene Räume, insbesondere für Maschinenräume/ die wenigstens einen Löschmittelbehälter, wenigstens eine mit diesem verbundene Löschmitteldüse sowie eine auf das Ventil des Löschmittelbehälters wirkende Auslösevorrichtung und wenigstens einen mit der Auslösevorrichtung in Wirkverbindung stehenden Thermostat aufweist.

Automatisch wirkende Feuerlöscheinrichtungen sind insbesondere für solche Maschinenräume erforderlich, in denen Verbrennungskraftmaschinen aufgestellt sind, in die also brennbare Kraftstoffe laufend eingeleitet werden, die andererseits aber nicht ständig unter Kontrolle durch das Bedienungspersonal sind. Von besonderer Bedeutung ist eine automatische Feuerlöscheinrichtung für den Motorraum einer Grubenlokomotive, da hier neben dem Schutz der Maschine selbst zusätzlich noch der Schutz

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der Umgebung gewährleistet sein muß, um beispielsweise im Kohlebergbau ein übergreifen eines Motorbrandes auf die Umgebung zu verhindern. Wegen der besonderen Bedingungen im Steinkohlebergbau ist es insbesondere erforderlich, die Feuerlöscheinrichtung als autonomes System auszubilden, d. h. hinsichtlich der Energieversorgung zur Betätigung der Auslösemittel unabhängig von anderen Energiequellen zu gestalten. Hierbei 1st es für den Einsatzfall der Grubenlokomotive bekannt, als Auslösevorrichtung ein Gewicht vorzusehen, das über einen Seilzug und eine Schmelzlotsicherung gehalten ist, wobei die Schmelzlotsicherung die Funktion des Thermostats übernimmt. Ein derartiges System ist wartungsaufwendig und wegen der Staubbelastung der Umgebung hinsichtlich seiner Funktionszuverlässigkeit beeinträchtigt, da die erforderlichen Umlenkrollen, Führungen für das Auslösegewicht etc. korrodieren können und somit die gesamte Anordnung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit beeinträchtigen können. Elektrische Temperaturfühler mit elektronischen Auslösemitteln erfordern die Anordnung einer zusätzlichen, elektrischen Energieversorgung, beispielsweise in Form einer entsprechenden Batterie, die laufend gewartet und deren Ladungszustand laufend kontrolliert werden muß.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine automatische Feuerlöscheinrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die als autonomes System ausgebildet ist,

selbst bei stärkster Umweltbelastung durch Staub, Korrosion etc. funktionstüchtig bleibt und einfach zu warten ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst/ daß die Auslösevorrichtung eine Kolbenzylindereinheit aufweist, in deren Zylinderraum eine Steuerrohrleitung mündet und daß als Thermostat ein Flüssiggasbehälter vorgesehen ist, dessen Austrittsöffnung mit der Steuerrohrleitung verbunden und gegenüber dieser mit einer für einen vorgegebenen Druck ausgelegten Berstscheibe verschlossen ist. Eine derartige Anordnung weist eine Reihe von Vorteilen auf. So kann der als Thermostat dienende Flüssiggasbehälter auf eine bestimmte Ansprechtemperatur eingestellt werden, und zwar durch eine entsprechende Einwiegung eines unter Druck verflüssigten Gases, beispielsweise Kohlendioxyd, dessen Ausdehnung in Relation zur Temperatur bekannt ist. Da in der Regel in dem betreffenden Raum mehrere Thermostate auf die kritischen Punkte verteilt angeordnet sind, kann darüberhinaus durch eine entsprechend angepaßte Füllung für jeden dieser kritischen Punkte eine andere Ansprechtemperatur dem Thermostat vorgegeben werden. Die den Flüssiggasbehälter verschließende Berstscheibe ist so ausgelegt/ daß sie bei Erreichen eines 5 bestimmten Gasdruckes, der einer bestimmten Auslösetemperatur entspricht, aufbricht und den Flüssiggasinhalt freigibt. Nachdem nun der mit der gewünschten Flüssiggas-

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menge und mit einer Berstscheibe verschlossene Flüssiggasbehälter an die Steuerrohrleitung angeschlossen -ist, ist die Anlage funktionsbereit. Da alle Anschlüsse zwischen dem Thermostat und der Auslösevorrichtung dicht verschraubt sind, darüberhinaus die Auslösevorrichtung mit dem Ventil des Löschmittelbehälters ebenfalls unter Abschluß gegen die Umwelt verbunden ist, kann eine Funktionsbeeinträchtigung durch Umwelteinflüsse, sei es Staub, Feuchtigkeit oder dgl. nicht eintreten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konzeption besteht darin, daß es sich um ein autonomes automatisches System handelt, d. h. für die öffnung des Ventils am Löschmittelbehälter ist keine zusätzliche Energieversorgung erforderlich. Wird der als Thermostat dienende Flüssiggasbehälter über die eingestellte Temperatur hinaus erwärmt, so platzt die Berstscheibe und das so freigewordene Flüssiggas setzt sich in die Gasphase um und betätigt den Kolben der Auslösevorrichtung, der seinerseits das Ventil des Löschmittelbehälters öffnet, so daß das Löschmittel austreten kann. Da sich das Flüssiggas nach dem Platzen der Berstscheibe sehr schnell in die Gasphase umsetzt, erfolgt die Auslösung praktisch ohne Verzögerung. Da sich in der Steuer-

und
rohrleitung der Druck erhöht da sich das Volumen des Gases beim übergang von der Flüssigphase zur Gasphase erheblich vergrößert, dient das freiwerdende Gas gleichzeitig als Energieträger zur Erzeugung der zum Betätigen der Auslösung erforderlichen Kraft.

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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an die Steuerrohleitung wenigstens ein pneumatisch auslösbarer Schalter einer Signaleinrichtung angeschlossen ist. Hierdurch ist es möglich, zugleich mit der Auslösung des Löschvorganges ein Signal auszulösen, da als Auslösemittel das gleiche Mittel verwendet wird wie für die öffnung des Ventils des Löschmittelbehälters, nämlich das in die Steuerrohrleitung expandierende Flüssiggas.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß an die Steuerrohrleitung wenigstens ein zusätzlicher Treibgasbehälter mit von Hand auslösbarem Ventil angeschlossen ist und daß an der Verbindungsstelle zwischen dem Flüssiggasbehälter und der Steuerrohrleitung ein die Berstscheibe schützendes Rückschlagventil angeordnet ist. Diese Anordnung gestattet es, neben der automatischen Auslösung durch Temperaturüberschreitung auch eine Auslösung von Hand vorzunehmen, wenn durch das Bedienungspersonal das Entstehen des Brandes bereits festgestellt wird, bevor noch die zur Auslösung des zugeordneten Thermostats erforderliche Temperaturerhöhung erfolgt ist. Durch die Anordnung des die Berstscheibe am Flüssiggasbehälter (Thermostat) schützenden Rückschlagventils ist sichergestellt, daß bei einer Auslösung von Hand die Berstscheiben der als Thermostate dienenden Flüssiggasbehälter nicht mit Druck beaufschlagt werden und so ihre

Funktionstüchtigkeit bewahren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist für einen Maschinenraum, in dem eine Verbrennungskraftmaschine aufgestellt ist, insbesondere für den Motorraum einer Grubenlokomotive vorgesehen, daß dem Luftansaugkanal der Verbrennungskraftmaschine eine Sperrklappe zugeordnet ist, die über ein Betätigungsgestänge mit einer Kolbenzylindereinheit verbunden ist und daß deren Zylinderraum mit der Steuerrohrleitung der Feuerlöscheinrichtung verbunden ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß beim Auslösen des Löschvorgangs, sei es automatisch oder von Hand, der Luftansaugkanal durch die Sperrklappe sofort abgeschlossen wird, so daß das in der Regel pulverförmige Löschmittel nicht in das Innere des Motors eingesaugt werden kann. Zweckmäßigerweise ist das Betätigungsmittel der Sperrklappe gleichzeitig mit der Kraftstoffzuführeinrichtung der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt, so daß beim Schließen des Luftansaugkanals gleichzeitig die Kraftstoffzufuhr abgesperrt wird.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Feuerlöscheinrichtung für einen

Motorraum an einer Grubenlokomotive

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Fig. 2 einen Flüssiggasthermostaten, teil

weise im Schnitt

Fig. 3 eine Auslösevorrichtung für den Lösch-

mittelbehälter.

In Fig. 1 ist schematisch eine Grubenlokomotive dargestellt, die entsprechend den Erfordernissen an beiden Enden jeweils eine Führerstand I und II aufweist. Zwischen den beiden Führerständen befindet sich der Motorraum 1, in dem ein Dieselmotor 2 mit den üblichen Zusatzaggregaten angeordnet ist. Zur Sicherung gegen Brände ist die Lokomotive mit einer automatischen Feuerlöscheinrichtung ausgerüstet, die einen Löschmittelbehälter 3 im Führerstand I aufweist. Der Löschmittelbehälter ist in üblicher Weise als treibgasbetätigter Pulverlöscher ausgebildet. Der Löschmittelbehälter ist an seinem oberen Ende mit einer Auslösevorrichtung 4 versehen, mit der in nachstehend näher beschriebener Weise der Löschvorgang entweder von Hand oder aber automatisch ausgelöst werden kann. Vom Löschmittelbehälter 3 führt eine Löschmittelleitung 5 in den Motorraum 1, an die ein oder mehrere Löschmitteldüsen 6, 7 angeschlossen sind, die jeweils diejenigen Bereiche im Maschinenraum mit Löschmittel abdecken können, in denen ein Brand entstehen kann.

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Zur Auslösevorrichtung 4 des Löschmittelbehälters 3 ist nun eine Steuerrohrleitung 8 geführt, an die im Bereich des Motorraumes 1 ein oder mehrere Thermostate 9, 10 angeschlossen sind, die ebenso wie die Löschmitteldüsen 6, 7 in den Bereichen angeordnet sind, an denen am ehesten ein Brand entstehen kann. Die Thermostate werden im wesentlichen durch einen kleinen, mit einer vorgegebenen Flüssiggasmenge gefüllten Behälter gebildet, dessen Aufbau im einzelnen nachstehend noch näher beschrieben werden wird. Die Steuerrohrleitung 8 ist bis in den Führerstand II fortgeführt und dort Über ein durch Hand betätigbares Ventil 11 an eine Treibgasflasche 12 angeschlossen.

An die Auslösevorrichtung 4 des Löschmittelbehälters 3 ist eine Rohrleitung 13 angeschlossen, über die Steuerzylinder 14 und 15 betätigt werden können. An den Steuerzylinder 14 ist eine nicht näher bezeichnete optische und/oder akkustische Signaleinrichtung 16 angeschlossen. Mit dem Steuerzylinder 15 ist eine Sperrklappe 17 verbunden, durch die der Luftansaugkanal 18 des Verbrennungsmotors 2 vollständig abgeschlossen werden kann. Mit dem Betätigungsgestänge der Sperrklappe 17 kann ferner (hier nicht dargestellt) eine Vorrichtung verbunden sein, durch die die Kraftstoffzufuhr zum Motor 2 absperrbar ist. 25

Der in Fig. 2 dargestellte Thermostat 9 besteht im wesentlichen aus einem kleinen Stahlbehälter 19, dessen

öffnung durch eine Berstscheibe 20 abgeschlossen ist und die in die Steuerrohrleitung 8 einmündet. Über einen Haltewinkel 21 wird die gesamte Anordnung an der vorgesehenen Stelle im Motorraum befestigt. Der Behälter ist mit einer gewichtsmäßig festgelegten Flüssiggasmenge gefüllt. Als Flüssiggas wird zweckmäßigerweise Kohlendioxyd oder Stickstoff verwendet. Die in den Behälter 19 einzufüllende Flüssiggasmenge richtet sich nach der Auslösetemperatur, die für die betreffende Anbringungsstelle des Thermostaten vorgesehen ist. übliche Einstelltemperaturen für den beschriebenen Anwendungsfall liegen zwischen 54°c und 108⁰C.

Die Auslösevorrichtung 4 am Löschmittelbehälter 3 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder, in dem ein Kolben 22 gegen die Kraft einer Feder 23 verschiebbar geführt ist. Im Löschmittelbehälter 3 ist in üblicher Weise eine Treibgasflasche 24 angeordnet, deren öffnung durch eine Membran abgeschlossen ist, wobei die Membran durch einen Dorn 25 durchstoßen werden kann, so daß das Treibgas aus der Treibgasflasche 24 austreten kann. Der Kolben 22 ist mit einer Kolbenstange 26 verbunden, die sich in Richtung auf den Dorn 25 erstreckt, so daß bei einer Druckbewegung des Kolbens 22 nach unten über die Kolbenstange 26 der Dorn 25 die Membran durchstößt und so den Treibgasaustritt freigibt und der Löschmitteltransport in üblicher Weise erfolgen kann.

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In den Zylinderraum 27 ragt in axialer Richtung ein Stößel 28 hinein, der mit einem Handgriff 29 verbunden ist/ so daß der Kolben 22 von Hand gegen den Dorn 25 niedergedrückt werden kann. Der Handgriff 29 ist durch eine Sicherungsschelle 30 arretiert.

In den Zylinderraum 27 mündet die Steuerrohrleitung 8 .ein, so daß bei einer Druckerhöhung in der Steuerrohrleitung der Kolben 22 ebenfalls niedergedrückt wird und den Dorn durch die Abschlußmembran des Treibgasbehälters 24 hindurchdrückt.

Das aus der Treibgasflasche 24 austretende Treibgas wird über einen Kanal 31, der sich als Rohr in den Löschmittelbehälter fortsetzt, in diesen eingeleitet. Von dem Kanal 31 ist eine Druckleitung 13 abgeleitet, die, wie anhand von Fig. 1 erläutert, zu den Betätigungszylindern 14 und 15 der Signaleinrichtung 16 und der Sperrklappe 17 führt. Das Treibgas für den Löschmittelbehälter steht unter einem wesentlich höheren Druck als er im Brandfalle durch die Expansion des Flüssiggases in den Thermostaten erreichbar ist, so daß hier für die Betätigung der Zylinder 14 und größere Kräfte zur Verfügung stehen. Da zur Betätigung der Zylinder jedoch nur ein geringes Gasvolumen benötigt 5 wird, steht praktisch die volle Treibgasmenge für den Löschvorgang selbst zur Verfügung.

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Im Brandfalle ergibt sich der nachstehend beschriebene Funktionsablauf: Bricht beispielsweise im Bereich des Thermostaten 10 ein Brand aus, so wird der Flüssiggasbehälter 19 (Fig. 2) erhitzt und das im Flüssiggasbehälter 19 enthaltene flüssige Gas dehnt sich so weit aus, daß die zugehörige Berstscheibe 20 aufplatzt, so daß auch infolge der starken Temperaturerhöhung das Flüssiggas sich in die Gasphase sehr schnell umsetzt und zu einer entsprechenden Druckerhöhung in der Steuer-10· rohrleitung 8 führt. Durch die Druckerhöhung in der

Steuerrohrleitung 8, die sich bis in den Zylinderraum 27 der Auslösevorrichtung 4 (Fig. 3) fortsetzt, wird der Kolben 22 der Auslösevorrichtung 4 niedergedrückt und damit die Treibgasflasche 24 des Löschmittelbehälters 3 geöffnet. Das Treibgas tritt zum einen in den Löschmittelbehälter 3 über und treibt das in der Regel pulverförmige Löschmittel über die Löschmittelleitung zu den Löschmitteldüsen 6 und 7, durch die die· möglichen Brandherde mit Löschmittel abgedeckt werden. 20

Mit Austritt des Treibgases aus der Treibgasflasche ergibt sich gleichzeitig eine Druckerhöhung in der Rohrleitung 13, so daß die Steuerzylinder 14 und 15 im Schließsinne betätigt werden. Hierdurch wird zum einen die Signaleinrichtung ausgelöst, die bei einer Grubenlokomotive aus Gründen der Schlagwettersicherung aus einer druckluftbetätigten Schallsignaleinrichtung besteht.

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Über den Schließzylinder 15 wird die Sperrklappe 17 des Luftansaugkanals 18 des Motors 2 abgeschlossen und gleich zeitig, hier nicht dargestellt, die Kraftstoffzufuhr zum Motor abgesperrt. Da für das Löschmittel einige Transportzeit benötigt wird, bis es aus den Löschmitteldüsen austreten kann, andererseits die Steuerzylinder 14, 15 sofort bei einer Erhöhung des Druckes in der Rohrleitung 13 ansprechen, wird die Sperrklappe 17 geschlossen, bevor überhaupt Löschmittel in den Motorraum gelangt. Hierdurch wird verhindert, daß das in der Regel pulverförmige Lösch mittel über die Ansaugleitung in die Luftkanäle und die Verbrennungsräume des Motors eingesaugt wird, so daß nach Ablöschen des Brandes das Fahrzeug aus eigener Kraft zum Standort zurückgefahren werden kann, um die Löschanlage neu zu befüllen, es sei denn, daß durch die Brandeinwirkung der Motor außer Betrieb gesetzt worden ist.

In der Steuerrohrleitung 8 sind jeweils vor den Thermostaten 9 und 10 Rückschlagventile 32 und in der zum Treibgasbehälter 12 der Handauslösung führenden Zweigleitung 8' ein Rückschlagventil 33 vorgesehen. Die Rückschlagventile 32 schützen die Berstscheiben der Thermostate 9, 10 im Falle einer Betätigung der Feuerlöscheinrichtung von Hand im Führerstand I oder II. Durch das Rückschlagventil 33 wird das von der Flüssiggasmenge in den Thermostaten zu verdichtende und zu beschleunigende Gasvolumen um das Volumen der Zweigleitung 8' vermindert, ho daß im .Brand-

falle über das in die Gasphase übertretende Flüssiggas eine ausreichende Druckerhöhung zur Betätigung des Kolbens 22 der Auslösevorrichtung 4 zur Verfügung steht.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand einer Feuerlöscheinrichtung für den Motorraum einer Grubenlokomotive beschrieben. Der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise sind jedoch für eine automatisch wirkende, stationäre Feuerlöscheinrichtung die gleichen, so daß die erfindungsgemäße Feuerlöscheinrichtung auch zur Sicherung von Maschinenräumen in Gebäuden, Maschinenaggregate umschließende Schutzgehäuse oder dgl. eingesetzt werden können. Auch bei diesen Einsatzfällen ergeben sich die gleichen Vorteile, daß nämlich über den "Temperaturfühler" des Thermostaten gleichzeitig die zur Betätigung der Auslösevorrichtung am Löschmittelbehälter erforderlichen Kräfte aufgebracht werden. Der "Temperaturfühler" ist im vorliegenden Fall der mit Flüssiggas gefüllte und durch eine Berstscheibe 20 abgeschlossene Flüssiggasbehälter 19.

Die zu den Steuerzylindern 14, 15 führende Rohrleitung 13, die beim Ausführungsbeispiel durch das Treibgas des Feuerlöschers beaufschlagt wird, kann auch mit der Steuer-5 rohrleitung 8 verbunden sein, wenn beispielsweise für die mit dem Löschvorgang verbundenen Funktionen, z. B. die Signalgebung, nur über kleine Druckschalter ausgelöst

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werden können, für die nur geringe Gasvolumen und geringe Schaltkräfte erforderlich sind.

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Claims

et. v Maxton · Maxton · Langmaack Patentanwälte Patentanwälte Maxton & Langmaack ■ Pterdmengesstr. SO - 5000 KOIn 51 Robert Brede Π895-1813) Alfred Maxton ar. <iiM3 m/ti) Anmelderin: BEDIA Alfred Maxton JQrgtn Langmaack Maschinenfabrik Dlplom-Ingenleure Verwaltungs-GmbH zugelassen bei dem Bendenweg 103 Europäischen Patentamt 5000 Köln si 5300 Bonn 1 Unsere Zeichen Datum 527 pg 811 03.02.81 Bezeichnung: Automatische Feuerlöscheinrichtung für geschlossene Räume Ansprüche:

1. Automatische Feuerlöscheinrichtung für geschlossene Räume, insbesondere für Maschinenräume, die wenigstens einen Löschmittelbehälter, wenigstens eine mit diesem verbundene Löschmitteldüse sowie eine auf das Ventil des Löschmittelbehälters wirkende Auslösevorrichtung und wenigstens einen mit der Auslösevorrichtung in Wirkverbindung stehenden Thermostaten aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Auslösevorrichtung (4) eine Kolbenzylindereinheit (22) aufweist, in deren Zylinderraum (27) eine Steuerrohrleitung (8) mündet und daß als Thermostat (9, 10) ein Flüssiggasbehälter (19) vorgesehen ist, dessen Austrittsöffnung

Telefon: (0221) 380238 · Telegramm: Inventator Köln · Telex: 8883555 max d Postscheckkonto Köln (BLZ 37010050) Kto.-Nr. 152251-500 · Deutsche Bank AG Köln (BLZ 37070060) Kto.-Nr. 1236181

mit der Steuerrohrleitung (8) verbunden und gegenüber dieser mit einer, für einen vorgegebenen Berstdruck ausgelegten Berstscheibe (20) verschlossen ist.

2. Feuerlöscheinrichtung'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an die Steuerrohrleitung (8) ein pneumatisch auslösbares Betätigungsmittel für eine Signaleinrichtung (16) angeschlossen ist.

3. Feuerlöscheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß an die Steuerrohrleitung (8) wenigstens ein zusätzlicher Treibgasbehälter mit von Hand auslösbarem Ventil (11) angeiichloüisen ist und daß an der Verbindungsatelle zwischen dem Flüssiggasbehälter (19) und der Steuerrohrleitung (8) ein die Berstscheibe (20) schützendes Rückschlagventil (32) angeordnet ist.

4. Feuerlöscheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für einen Maschinenraum, in dem eine Verbrennungskraftmaschine aufgestellt ist, insbesondere für den Motorraum einer Grubenlokomotive, dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftansaugkanal (18) der Verbrennungskraftmaschine (2) eine Sperrklappe (17) zugeordnet ist, die über ein Betätigungsgestänge mit einer Kolbenzylindereinheit (15) verbunden ist, deren Zylinderraum über eine Rohrleitung (13) mit der Treibgasflasche (24) des Lösch-

mittelbehälters (3) verbunden ist.