DE4335827C2

DE4335827C2 - Verfahren und Löschanlage zum Löschen eines Brandes

Info

Publication number: DE4335827C2
Application number: DE19934335827
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerhard Buergel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2013-10-21
Also published as: DE4335827A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen eines Bran des, bei dem eine Löschflüssigkeit mittels einer Zweistoff- Düse, der ein Gas zugeführt wird, versprüht wird. Die Erfin dung betrifft ferner eine stationäre Löschanlage mit einer Zufuhrleitung für eine Löschflüssigkeit, mit einer Drucklei tung für ein Gas und mit einer an die Zufuhrleitung und die Druckleitung angeschlossenen Zweistoff-Düse.

Brände werden durch den Einsatz von Löschmitteln gelöscht. Die Löschmittel wirken physikalisch oder chemisch auf den Verbrennungsvorgang ein und unterbrechen diesen. Die meisten Löschmittel sind flüssig.

Die Löschwirkung einer Löschflüssigkeit beruht auf der hohen Wärmekapazität, durch die die Temperaturen in der Reaktions zone herabgesetzt werden. Durch eine bereits relativ geringe Abkühlung wird die Reaktionsgeschwindigkeit in sehr hohem Ma ße herabgesetzt und der Brand gelöscht.

Damit in einer möglichst kurzen Zeit eine möglichst große Wärmemenge aufgenommen werden kann, ist es erforderlich, daß das flüssige Löschmittel mit einer möglichst großen Oberflä che mit der Verbrennungszone in Kontakt kommt.

Bei mobilen Löschanlagen (Feuerwehrschlauch mit Spritzdüse) wird möglichst viel Löschwasser in scharfem Strahl auf den Brandherd geleitet. Bei fest eingebauten Löschanlagen, z. B. Sprinkleranlagen, wird unter Druck ausströmendes Wasser über Düsen zerstäubt. Bei bisher verwendeten Düsen haben nur circa 50% der Tropfen hierbei einen Durchmesser, der kleiner ist als 1,0 mm, der Rest der Tropfen ist größer. Die Löschwirkung und damit der Wirkungsgrad könnte verbessert werden, wenn die Tropfen insgesamt kleiner würden und der Anteil der Kleinst tropfen erhöht würde.

In vielen Fällen ist der nach einem Brand durch die Wirkung des Löschwassers entstandene Schaden wesentlich größer als der eigentliche Feuerschaden. Z. B. können in einer Indu strieanlage durch das Wasser elektrische Komponenten beschä digt oder chemische Betriebsmittel ausgewaschen werden und in die Umgebung gelangen; bei Kernkraftwerken können große Men gen kontaminiertes Wasser anfallen.

Für Anwendungen außerhalb des Gebietes der Brandbekämpfung ist eine Zweistoff-Düse seit langem bekannt und üblich. Eine solche Zweistoff-Düse ist beschrieben in (Ullmanns Encyklopä die der technischen Chemie, Band 2, 4. Auflage 1972, Seite 257, 258).

Für Feuerlöschzwecke ist der US 4,989,675 eine Zweistoff- Löschdüse beschrieben, die nach dem Prinzip der inneren Ver mischung arbeitet. Hierbei werden ein Gas und eine Löschflüs sigkeit zunächst in einer Mischkammer innerhalb der Löschdüse vermischt, bevor sie durch eine gemeinsame Düsenöffnung aus der Düse ausströmen.

Mittels einer solchen Zweistoffdüse wird ein Löschflüssig keitsstrahl in deutlich kleinere Tropfen als bei bisherigen Verfahren zerstäubt. Die Löschdüse der US 4,989,675 ist je doch für zahlreiche Zwecke nicht ausreichend betriebssicher.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermei dung dieses Nachteils beim Löschen eines Brandes mit mög lichst wenig Löschflüssigkeit auszukommen.

Die Aufgabe wird bezogen auf das eingangs genannte Verfahren gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die Düse arbeitet also nach dem Prinzip der äußeren Vermi schung.

Der prinzipielle Aufbau einer Zweistoff-Düse mit äußerer Ver mischung ist in Fig. 1 dargestellt. Durch ein Gas hoher Ge schwindigkeit wird ein Flüssigkeitsstrahl zerrissen. Im Falle der äußeren Vermischung wird die Flüssigkeit erst nach dem Durchtritt durch eine Düsenöffnung A am Ende einer Zufuhrlei tung mittels des Gases, das aus einer eigenen Düsenöffnung B mit hoher Geschwindigkeit austritt, fein zerstäubt, wobei sich der Durchsatz beider Medien unabhängig voneinander ein stellen läßt. Mit steigendem Gas-Flüssigkeits-Verhältnis (insbesondere bei steigendem Druck, unter dem das Gas zuge führt wird) wird die Zerstäubung feiner.

Dagegen würde im Falle der inneren Vermischung, der in Fig. 2 dargestellt ist, die Flüssigkeit nach Austritt aus der Zu fuhrleitung bereits vor dem Austritt durch eine gemeinsame Düsenöffnung C mit dem Gas vermischt. Dabei ließe sich der Durchsatz beider Medien nicht mehr unabhängig voneinander einstellen, da der Druck in der Mischkammer und damit der Differenzdruck für beide Teilströme vom Gesamtdurchsatz ab hängt.

Bei beiden Düsentypen wird durch das Versprühen des Lösch mittels mit Zweistoffdüsen eine wesentliche Oberflächenver größerung bei gleichzeitig hohem Anteil im Bereich der Kleinsttropfen erreicht. So ist es z. B. problemlos möglich, einen Wasserstrahl so zu zerstäuben, daß mehr als 90% der Tropfen einen Durchmesser haben, der kleiner als 250 µm ist. Dadurch kann eine größere Wärmemenge in kürzerer Zeit aufge nommen werden, so daß die Löschwirkung wesentlich verbessert wird.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann als Gas ein Inert gas der Düse zugeführt werden, so daß noch eine zusätzliche Löschwirkung durch das als gasförmiges Löschmittel wirkende Inertgas erreicht wird, die auf der Verdrängung und dem Er satz des Luftsauerstoffs beruht (der Brand wird "erstickt"). Als Löschmittel kann auch bei diesem Verfahren Wasser verwendet werden, was allgemein das gebräuchlichste Löschmittel ist.

Ein Anwendungsgebiet für dieses Verfahren stellen stationäre Löschanlagen dar.

Bezogen auf die eingangs genannte stationäre Löschanlage wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6.

Bei den fest eingebauten Anlagen sind an eine Zweistoffdüse eine Zufuhrleitung für eine Löschflüssigkeit und eine Zufuhr leitung für ein Gas angeschlossen. Dabei kann als Löschmittel Wasser verwendet werden und die Zufuhrleitung über einen Druckregler an eine Wasserleitung angeschlossen sein. Ebenso kann die Zufuhrleitung für das Gas über einen Druckregler an einer Vorratsleitung für ein Inertgas angeschlossen sein, was den erwähnten Vorteil hat. Dabei können die Zufuhrleitungen leer und die Düse geöffnet sein und erst im Brandfall Gas und Flüssigkeit durch Leitungen und Düse ausströmen - wie bei ei ner herkömmlichen Sprühwasserlöschanlage -; oder die Zufuhrleitungen sind unter Druck gefüllt und die Düse wird erst im Brandfall freigegeben - wie bei einer Sprinkleranlage.

Durch die Verwendung einer solchen, erfindungsgemäßen statio nären Löschanlage wird die Löschwirkung des flüssigen Lösch mittels gegenüber bisher üblichen Anlagen deutlich verbes sert. Zudem kann zusätzlich ein Inertgas als gasförmiges Löschmittel wirken.

Diese Verringerung der benötigten Löschmittelmenge zum Lö schen eines Brandes bewirkt nicht nur ein Einsparen von Löschmittel, was auch kleinere Nennweiten der Rohrleitungen und damit einfachere und kostengünstigere Installationen er möglicht, sondern vor allem eine Minimierung des Schadens, den das Löschwasser anrichtet. Der Wartungsaufwand einer sol chen Löschanlage ist vergleichbar mit dem herkömmlicher Löschanlagen. Die Wurfweiten der Zweistoffdüsen sind denen herkömmlicher Löschdüsen ähnlich.

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den erwähnten prinzipiellen Aufbau einer Zweistoff düse mit äußerer Vermischung,

Fig. 2 den erwähnten prinzipiellen Aufbau einer Zweistoff düse mit innerer Vermischung,

Fig. 3 eine stationäre Löschanlage.

In Fig. 3 erkennt man den prinzipiellen Aufbau einer statio nären Löschanlage mit einer Zweistoffdüse 1. An die Düse 1 sind eine Zufuhrleitung 2 für flüssiges Löschmittel und eine Druckleitung 9 für Gas angeschlossen. Von der Düse 1 ausge hend sind in die Druckleitung 9 für das Gas ein Absperrventil 8, ein Gasdruckregler und Manometer 7 und ein Gasfilter 6 eingebaut. Bevor das Gas also die Düse 1 erreicht, wird es gereinigt. Zudem läßt sich der Gasdruck bzw. die Gaszufuhr nach Bedarf optimal einstellen. In die Zufuhrleitung 2 für das flüssige Löschmittel sind von der Düse 1 ausgehend eben falls ein Absperrventil 3, ein Flüssigkeitsdruckregler und Manometer 4 und ein Filter 5 eingebaut. Zufuhr und Druck des gereinigten Löschmittels lassen sich also ebenfalls nach Be darf einstellen.

Die Fig. 3 zeigt auch einen Rauchgasmelder, einen Sensor, der auf Wärmeentwicklung reagiert, oder einen anderen (eventuell auch manuell betätigbaren) Feuermelder 10, der im Falle eines Brandes über eine Signalleitung das Öffnen der Gas- und Löschmittelzufuhr für die Zweistoffdüse 1 oder eine entsprechende Freigabe der Zweistoffdüse 1 auslöst.

Claims

1. Verfahren zum Löschen eines Brandes, bei dem eine Lösch flüssigkeit mittels einer Zweistoff-Düse (1), der ein Gas zu geführt wird, versprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch eine erste Düsenöffnung (A) aus der Zweistoff- Düse (1) herausströmende Löschflüssigkeit von dem mit hoher Geschwindigkeit durch eine zweite Düsenöffnung (B) aus der Zweistoff-Düse (1) herausströmenden Gas zerstäubt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas ein Inertgas der Zweistoff-Düse (1) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Löschflüssigkeit Wasser benutzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschflüssigkeit unter Druck zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der hohen Geschwindigkeit das Gas unter Druck der Zweistoff-Düse (1) zugeführt wird.

6. Stationäre Löschanlage mit einer Zufuhrleitung (2) für ei ne Löschflüssigkeit, mit einer Druckleitung (9) für ein Gas und einer an die Zufuhrleitung (2) und die Druckleitung (9) angeschlossenen Zweistoff-Düse (1), gekennzeichnet durch

a) eine ausschließlich mit der Zufuhrleitung (2) in Verbin dung stehende erste Düsenöffnung (A) der Zweistoff-Düse (1) zum Ausströmen der Löschflüssigkeit aus der Zweistoff-Düse (1),
b) eine ausschließlich mit der Druckleitung (9) in Verbindung stehende zweite Düsenöffnung (B) der Zweistoff-Düse (1) zum Ausströmen des Gases aus der Zweistoff-Düse (1), wobei die beiden Düsenöffnungen (A, B) derart zueinander an geordnet sind, daß der austretende Löschflüssigkeitsstrahl von dem ausströmenden Gas zerrissen wird.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, die erste Düsenöffnung (A) von der zweiten Düsenöffnung (B) ringförmig umschlossen ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (2) über einen Druckregler (4) an eine Wasserleitung angeschlossen ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (9) über einen Druckregler (7) an einer Vorratsleitung für ein unter Druck stehendes Inertgas ange schlossen ist.