EP3292886B1 - Verfahren zur herstellung von löschmittel zur brandbekämpfung, mischvorrichtung und einsatzfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur herstellung von löschmittel zur brandbekämpfung, mischvorrichtung und einsatzfahrzeug Download PDF

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EP3292886B1
EP3292886B1 EP17182604.3A EP17182604A EP3292886B1 EP 3292886 B1 EP3292886 B1 EP 3292886B1 EP 17182604 A EP17182604 A EP 17182604A EP 3292886 B1 EP3292886 B1 EP 3292886B1
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EP
European Patent Office
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additive
extinguishing water
pump
emergency vehicle
actuator
Prior art date
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EP17182604.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3292886A1 (de
Inventor
Holger Schäble
Tobias Quintenz
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Albert Ziegler GmbH
Original Assignee
Albert Ziegler GmbH
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C5/00—Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/002—Apparatus for mixing extinguishants with water
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C27/00—Fire-fighting land vehicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C5/00—Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/02—Making of fire-extinguishing materials immediately before use of foam

Definitions

  • a device for firefighting vehicles for mixing a foam or film-forming additive to the extinguishing water flow has an extinguishing water tank from which extinguishing water is sucked in by means of an extinguishing water pump.
  • the extinguishing water pump is driven by the engine of the vehicle or alternatively a separate drive motor.
  • the device also comprises an additive tank from which additive, for example foam, is sucked in by means of an additive pump.
  • the additive pump is driven by a speed-controlled drive motor.
  • the additive line and the extinguishing water line unite at a connection point to an extinguishing agent line. The extinguishing water is therefore mixed with a certain amount of additive.
  • the object of the invention is to provide an emergency vehicle and a method for producing extinguishing agents for fire fighting by adding at least one additive to extinguishing water, which can be constructed simply and operated cost-effectively and yet reliably.
  • the emergency vehicle according to the invention is characterized in that the actuator is designed as a frequency converter for varying a rotational speed of the electric additive pump drive.
  • the generator is particularly preferably a direct current generator.
  • inexpensive frequency converters can be used without a rectifier.
  • the direct current generator also offers further advantages compared to alternating current generators.
  • the fire extinguishing water pump is preferably a fire extinguishing centrifugal pump that is connected to a power take-off of the vehicle engine of the emergency vehicle. If there is a need to change the pressure at the pressure outlets, this is done by regulating the speed of the vehicle engine and thus by coupling it via the power take-off by changing the speed of the fire pump. If a generator in the form of an alternating current generator is also connected to the power take-off, the output voltage generated by the alternating current generator changes depending on the engine speed.
  • the at least one additive is foam.
  • the mixing device 11 shown in the drawing is installed in an emergency vehicle (not shown) in the form of a fire engine, in particular a fire extinguisher.
  • the mixing device 11 serves to produce extinguishing agent for fire fighting by adding at least one additive 12 to extinguishing water 13.
  • foam can be used as additive 12, so that the extinguishing agent is an extinguishing water/foam mixture.
  • a pressure line 40 which joins an additive line at a mixing point 18.
  • the combined line opens into several pressure outlets 19 to which, for example, fire hoses can be connected, at the free ends of which jet pipes (not shown) are arranged.
  • a flow measuring device 21 is also located in the line between the extinguishing agent pump 14 and the mixing point 18.
  • the flow measuring device 21 can, for example, have a flow sensor. In principle, all types of flow measurement are suitable, for example acoustic, gyroscopic, magnetic-inductive, mechanical-volumetric, optical, thermal and differential pressure/damage methods.
  • the flow measuring device 21 also has a measuring transducer which is coupled to a control/regulation device 22 for signal transmission. The signal transmission from the flow measuring device 21 to the control/regulation device 22 can be wired or wireless.
  • an additive pressure line 30 which connects the additive pump 25 at the mixing point 18 to the pressure line 40.
  • a non-return element 26 for example a non-return valve or non-return flap, is installed in order to prevent the backflow of additive or extinguishing water/additive mixture.
  • the method according to the invention proceeds as follows: When the shut-off valve 17 is open, the fire extinguishing water pump 16 sucks in fire extinguishing water 13 from the fire extinguishing water tank 14 and conveys it via the pressure line 40 to the pressure outlets 19. At the same time, when the shut-off valve 26 is open, the additive pump 25 conveys additive 12, in particular foam, from the additive tank 23 to the mixing point 18. At the mixing point 18, a certain amount of additive 12, for example foam, is mixed into the fire extinguishing water 13 based on the set mixing rate. This fire extinguishing water/additive mixture, i.e. the extinguishing agent, is then fed to the pressure outlets 19.
  • the actual flow rate of extinguishing water 13 is measured permanently using the flow measuring device 21.
  • the measuring transducer in the flow measuring device 21 generates a signal based on the measured actual value of the flow rate, which is transmitted to the control and regulating device 22.
  • the desired mixing rate for a specific flow rate of extinguishing water 13 is already preset in the control and regulating device 22. For example, by entering a specific percentage of the extinguishing water quantity that is to be mixed in as additive. If the flow rate of extinguishing water 13 changes, the amount of additive 12 added must also be readjusted. To do this, the control and regulating device 22 controls the frequency converter 28 using a control signal.
  • the frequency converter 28 is connected to the generator 29, which serves to supply voltage to the electric additive pump drive 27. Depending on the incoming control signal, the frequency converter 28 controls the electric additive pump drive 27 by setting a speed of the electric additive pump drive 27 that corresponds to the mixing rate, whereby the delivery capacity of the additive pump 25 is increased or decreased as required. is reduced so that the mixing rate is adapted to the changing flow rate of the extinguishing water 13.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Einsatzfahrzeug mit einer Mischvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung von Löschmittel zur Brandbekämpfung durch eine Mischvorrichtung an Bord eines Einsatzfahrzeugs nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1, wobei Löschmittel durch Beimischung wenigstens eines Additivs zu Löschwasser hergestellt wird.
  • Derartige Eisatzfahrzeuge und Verfahren sind aus dem Stand der Technik bereits seit längerem bekannt.
  • So ist beispielsweise in der DE 30 38 334 A1 eine Einrichtung für Feuerlöschfahrzeuge zum Zumischen eines schaum- oder filmbildenden Zusatzmittels zum Löschwasserstrom offenbart. Die Einrichtung besitzt einen Löschwasserbehälter, aus dem Löschwasser mittels einer Löschwasserpumpe angesaugt wird. Die Löschwasserpumpe wird durch den Motor des Fahrzeugs oder alternativ einen gesonderten Antriebsmotor angetrieben. Ferner umfasst die Einrichtung einen Zusatzmittelbehälter, aus dem Zusatzmittel, beispielsweise Schaum, mittels einer Zusatzmittelpumpe angesaugt wird. Die Zusatzmittelpumpe wird durch einen drehzahlgesteuerten Antriebsmotor angetrieben. Zusatzmittelleitung und Löschwasserleitung vereinigen sich an einer Vereinigungsstelle zu einer Löschmittelleitung. Das Löschwasser wird also mit einer bestimmten Menge an Zusatzmittel versetzt. Die Löschmittelleitung endet an Abgabestellen, beispielsweise Strahlrohren von Feuerwehrschläuchen. Um ein stets konstantes Mischverhältnis zwischen Löschwasser und Zusatzmittel zu erzeugen, ist in die Löschwasserleitung vor der Vereinigungsstelle ein Durchflussmessgerät eingeschaltet, das mit einer Mess- und Steuereinrichtung gekoppelt ist. An der Mess- und Steuereinrichtung lässt sich der Sollwert des Mischverhältnisses zwischen Löschwasser und Zusatzmittel einstellen und die aus diesem Sollwert und dem sich aus dem Meßsignal des Durchflussmessgerätes ergebenden Ist-Wert der Wasserdurchflussmenge die erforderliche Zusatzmitteldurchflussmenge bzw. die entsprechende Drehzahl der Zusatzmittelpumpe errechnen und ein entsprechendes Steuersignal an die an einen Steuerausgang der Mess- und Steuereinrichtung angeschlossene Antriebseinrichtung der Zusatzmittelpumpe abgeben.
  • Aus der DE 10 2005 057 200 A1 ist ein Feuerwehrfahrzeug bekannt, mit einer durch einen Motor angetriebenen Wasserpumpe in einer Mischvorrichtung zur Herstellung eines Flüssigkeitsgemisches unter Beimischung mindestens eines Additivs zum Löschwasser. Der Motor zum Antreiben der Wasserpumpe ist der Fahrzeugmotor des Feuerwehrfahrzeugs, wobei ein mit dem Motor gekoppelter Übertragungsmechanismus vorgesehen ist, der eine schaltbare Kupplung zur Zu- oder Abschaltung einer Additivpumpe aufweist, die Additiv aus einem Additivvorratstank ansaugt. Die Durchflussmenge des geförderten Wassers in der Wasserleitung wird mit einer Durchflussmesseinrichtung bestimmt, wobei das erfasste Messsignal eine Eingangsgröße für eine elektronische Steuerung bildet. Diese elektronische Steuerung ist mit einer Einstelleinrichtung für die Zumischrate ausgestattet.
  • Die US 2014/0262354 A1 offenbart ein Brandbekämpfungssystem, das eine Mischvorrichtung aufweist, mit der Löschwasser und Additiv Form von Schaum zu Löschmittel gemischt und Strahlrohren zugeführt werden kann. Es ist eine Additivpumpe vorgesehen, die über einen elektrischen Antrieb in Form eines Servomotors angetrieben wird, der über einen Regler geregelt wird. Der Regler besitzt einen Controller mit einem DSP (digital signal processor) und ein einem CPU.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einsatzfahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung von Löschmittel zur Brandbekämpfung durch Beimischung wenigstens eines Additivs zu Löschwasser zu schaffen, das einfach aufgebaut und kostengünstig und dennoch zuverlässig betrieben werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Einsatzfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung von Löschmittel zur Brandbekämpfung durch Beimischung wenigstens eines Additivs zu Löschwasser mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Einsatzfahrzeug, insbesondere Feuerwehrfahrzeug, weist ein Bordnetz zur elektrischen Versorgung elektrischer Verbraucher an Bord des Einsatzfahrzeugs auf und besitzt eine Mischvorrichtung zur Herstellung von Löschmittel zur Brandbekämpfung durch Beimischung wenigstens einen Additivs zu Löschwasser, die eine Löschwasserpumpe aufweist, die über wenigstens eine Saugleitung Löschwasser von einer Löschwasserquelle ansaugen kann und über wenigstens eine Druckleitung wenigstens einem Druckabgang zuführen kann, wobei ferner eine Additivpumpe vorgesehen ist, die über wenigstens eine Additiv-Saugleitung Additiv von einer Additivquelle ansaugen kann und über wenigstens eine Additiv-Druckleitung einer Zumischstelle zuführen kann, wo Additiv unter einer voreinstellbaren oder voreingestellten Zumischrate dem Löschwasser zumischbar ist, wobei die Additivpumpe mittels eines elektrischen Additivpumpenantriebs antreibbar ist, der über einen Stellglied ansteuerbar ist, wobei in die Druckleitung eine in Strömungsrichtung vor der Zumischstelle angeordnete Durchflussmesseinrichtung zur Messung der Ist-Durchflussmenge des Löschwassers eingeschaltet ist, und wobei die Mischvorrichtung eine mit dem Stellglied gekoppelte Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Bestimmung der erforderlichen Zumischrate anhand der gemessenen Ist-Durchflussmenge aufweist, wobei die Mischvorrichtung mit einem Bordnetz eines Einsatzfahrzeugs koppelbar oder gekoppelt ist und die Spannungsversorgung des elektrischen Additivpumpenantriebs über eine Spannungsquelle des Bordnetzes erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Einsatzfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass das Stellglied als Frequenzumrichter zur Variierung einer Drehzahl des elektrischen Additivpumpenantriebs ausgebildet ist.
  • Zweckmäßigerweise ist die Spannungsquelle mit dem Stellglied gekoppelt.
  • In besonders bevorzugter Weise ist die Spannungsquelle als Generator ausgebildet.
  • Besonders bevorzugt ist der Generator von einem Fahrzeugmotor des Einsatzfahrzeugs antreibbar.
  • In besonders bevorzugter Weise ist der Generator als Gleichspannungsgenerator ausgebildet.
  • Zweckmäßigerweise ist der Generator als Kleinspannungsgenerator zur Erzeugung einer Kleinspannung im Bereich von 30V bis 60V ausgebildet.
  • In besonders bevorzugter Weise ist der Kleinspannungsgenerator ein 48V-Generator.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Additivpumpe als Kolbenmembranpumpe ausgebildet. Kolbenmembranpumpen fördern pro Hub eine stets gleichbleibend große Menge an Additiv, so dass die Menge an zuzumischendem Additiv relativ exakt mit der Variierung der Drehzahl und somit der Zahl der Hübe innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, beispielsweise Minute, eingestellt werden kann. Es sind jedoch auch andere Pumpenarten einsetzbar.
  • Zweckmäßigerweise ist die Löschwasserpumpe als Feuerlöschkreiselpumpe ausgebildet. Die Feuerlöschkreiselpumpe ist zweckmäßigerweise an einem Fahrzeugmotor angekoppelt und wird durch diesen angetrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Löschmittel zur Brandbekämpfung durch eine Mischvorrichtung an Bord eines Einsatzfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Löschmittel durch Beimischung wenigstens eines Additivs zu Löschwasser hergestellt wird, läuft nach folgenden Schritten ab:
    • Fördern von Löschwasser von einer Löschwasserquelle mittels einer Löschwasserpumpe,
    • Fördern wenigstens eines Additivs von einer Additivquelle mittels einer Additivpumpe, die mittels eines elektrischen Additivpumpenantriebs angetrieben wird, wobei der elektrische Additivpumpenantrieb mittels eines Stellglieds angesteuert wird, und wobei die Spannungsversorgung des elektrischen Additivpumpenantriebs über eine Spannungsquelle eines Bordnetzes eines Einsatzfahrzeugs, insbesondere Feuerwehrfahrzeugs, erfolgt,
    • Zumischen des wenigstens einen Additivs zum Löschwasser an einer Zumischstelle, die an einer Druckseite der Löschwasserpumpe liegt, unter einer gewünschten voreinstellbaren oder voreingestellten Zumischrate,
    • Messen der Ist-Durchflussmenge des Löschwassers in Strömungsrichtung vor der Zumischstelle mittels einer Durchflussmesseinrichtung,
    • Übermitteln der Ist-Durchflussmenge an eine Steuerungs-/ Regelungseinrichtung und Bestimmung der erforderlichen Zumischrate des Additivs anhand der Ist-Durchflussmenge des Löschwassers,
    • Ansteuerung des Stellglieds zur Steuerung-/Regelung einer Stellgröße des elektrischen Additivpumpenantriebs zur Einstellung der der erforderlichen Zumischrate entsprechenden Förderleistung der Additivpumpe.
  • Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass anhand der ermittelten Ist-Durchflussmenge des Löschwassers die erforderliche Zumischrate bestimmt wird. Mittels der Steuerungs- und Regelungseinrichtung wird das Stellglied des Additivpumpenantriebs derart angesteuert, dass eine Stellgröße verändert wird, deren Änderung die Additivpumpe dazu veranlasst mehr oder weniger Additiv zu fördern, um die erforderliche Zumischrate bzw. das gewünschte Mischverhältnis zwischen Löschwasser und Additiv einzustellen. Es wäre zwar denkbar, dass das Stellglied des Additivpumpenantriebs eine Rückmeldung über die Ist-Stellgröße gibt, wodurch ein Ist-Sollwert-Vergleich insbesondere mittels eines Vergleichers der Steuerungs-/Regelungseinrichtung stattfinden könnte, um zu bestimmen, ob die Stellgröße nach oben oder nach unten geändert werden muss. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Zweckmäßigerweise ist an der Steuerungs-/Regelungseinrichtung vom Benutzer eine gewünschte Soll-Zumischrate bei einer bestimmten Durchflussmenge an Löschwasser einstellbar oder eingestellt ist, sodass die gemessene Ist-Durchflussmenge bereits eine eindeutige Ansteuerung des Stellglieds des Additivpumpenantriebs erlaubt, wodurch die Förderleistung der Additivpumpe derart geändert wird, dass sich die gewünschte Zumischrate einstellt. Sollte sich die Ist-Durchflussmenge des Löschwassers erhöhen, beispielsweise durch Erhöhung der Förderleistung der Löschwasserpumpe infolge zusätzlich angeschlossener Verbraucher, so wird dieser neue Wert der Ist-Durchflussmenge des Löschwassers wiederum ermittelt und der Steuerungs-/Regeleinrichtung übermittelt, sodass die Zumischrate nachgeregelt wird.
  • Ferner ist ein wesentlicher Aspekt der Erfindung, dass der Additivpumpenantrieb mittels einer an Bord eines Einsatzfahrzeugs befindlichen Spannungsquelle mit Spannung versorgt wird. Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Stand der Technik ist es also nicht notwendig, eine kostenintensive und viel Bauraum beanspruchenden Übertragungsmechanismus mit schaltbarer Kupplung zur Ankopplung der Additivpumpe an den Fahrzeugmotor vorzusehen. Infolge der Spannungsversorgung mittels der Bordnetz-Spannungsquelle ist der elektrische Additivpumpenantrieb der Additivpumpe unabhängig vom Fahrzeugmotor und damit unabhängig von Leistungsschwankungen, die dann auftreten können, wenn mehrere Abtriebsglieder gleichzeitig an den Fahrzeugmotor gehängt werden.
  • Es handelt sich bei dem Stellglied um einen Frequenzumrichter, mit dem eine Drehzahl des elektrischen Additivpumpenantriebs variiert werden kann. Durch den im Frequenzumrichter enthaltenen Wechselrichter lässt sich die Ausgangsspannung variieren, wodurch eine Drehzahlanpassung des Additivpumpenantriebs vorgenommen werden kann. Bei Erhöhung der Drehzahl steigt die Förderleistung der Additivpumpe, während sie bei einer Verringerung der Drehzahl ebenfalls verringert wird. Durch Änderung der geförderten Menge des Additivs lässt sich die Zumischrate ändern und auf den gewünschten Wert einstellen.
  • Zweckmäßigerweise ist die Spannungsquelle des Bordnetzes mit dem Stellglied, insbesondere dem Frequenzumrichter gekoppelt. Die Spannungsversorgung des elektrischen Additivpumpenantriebs läuft also über das Stellglied, was bei einem als Frequenzumrichter ausgebildeten Stellglied inhärent, jedoch bei anderen Stellgliedern nicht zwangsläufig der Fall ist.
  • In besonders bevorzugter Weise handelt es sich bei der Spannungsquelle um einen Generator.
  • Besonders bevorzugt wird der Generator von einem Fahrzeugmotor des Einsatzfahrzeugs angetrieben.
  • In besonders bevorzugter Weise handelt es sich bei dem Generator um einen Gleichspannungsgenerator. In diesem Fall können kostengünstige Frequenzumrichter ohne Gleichrichter eingesetzt werden. Ferner bietet der Gleichspannungsgenerator im Vergleich zu Wechselspannungsgeneratoren weitere Vorteile. In bevorzugter Weise handelt es sich bei der Löschwasserpumpe um eine Feuerlöschkreiselpumpe, die an einem Nebenabtrieb des Fahrzeugmotors des Einsatzfahrzeugs hängt. Besteht der Bedarf, den Druck an den Druckabgängen zu ändern, wird dies durch Regulierung der Motordrehzahl des Fahrzeugmotors und somit über die Ankopplung über den Nebenabtrieb durch Änderung der Drehzahl der Feuerlöschkreiselpumpe erzielt. Hängt nun ein Generator in Form eines Wechselstromgenerator ebenfalls am Nebenabtrieb, so ändert sich die vom Wechselstromgenerator erzeugte Ausgangsspannung in Abhängigkeit der Motordrehzahl. Diese Schwankungen der Ausgangsspannung erfordern eine Ausgleicheinrichtung, beispielsweise in Form eines Gleichrichters. Bei einem Gleichspannungsgenerator bleibt die Ausgangsspannung jedoch konstant, so dass beispielsweise die Änderung der Motordrehzahl keine Auswirkungen auf die Ausgangsspannung hat und Ausgleichseinrichtungen wie Gleichrichter entfallen können.
  • In besonders bevorzugter Weise handelt es sich bei dem Generator um einen Kleinspannungsgenerator zur Erzeugung einer Kleinspannung im Bereich von 30V bis 60V. Dadurch unterscheidet sich der Generator von aus dem Stand der Technik bekannten Spannungsquellen in Bordnetzen, die auf maximal 24V ausgelegt sind. Bei diesen Spannungsquellen ist jedoch die zu erzielende Förderleistung der Additivpumpe nicht ausreichend. Im Gegensatz dazu erzeugt der Kleinspannungsgenerator eine Kleinspannung im Bereich von 30V bis 60V, die dazu geeignet ist, die Additivpumpe im erforderlichen Leistungsbereich anzutreiben.
  • In besonders bevorzugter Weise handelt es sich bei dem Kleinspannungsgenerator um einen 48V-Generator. Ein derartiger 48V-Generator besitzt gegenüber den Kleinspannungsgeneratoren mit Kleinspannung unter 30V die vorstehend erwähnten Vorteile. Ferner befindet sich die Kleinspannung noch im sogenannten Kleinspannungsbereich, wodurch auf zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen, beispielsweise einem Berührschutz, wie sie beim Mittel- und Hochspannungsbereich absolut erforderlich sind, verzichtet werden kann, wodurch die Kosten gesenkt werden können.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei dem wenigstens einen Additiv um Schaum.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der in das erfindungsgemäße Einsatzfahrzeug eingebauten Mischvorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt:
    Eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Mischvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Mischvorrichtung 11 ist in einem nicht gezeigten Einsatzfahrzeug in Form eines Feuerwehrfahrzeugs, insbesondere Feuerlöschfahrzeugs, eingebaut.
  • Die Mischvorrichtung 11 dient zur Herstellung von Löschmittel zur Brandbekämpfung durch Beimischung wenigstens eines Additivs 12 zu Löschwasser 13. Als Additiv 12 kann beispielsweise Schaum verwendet werden, sodass das Löschmittel ein Löschwasser/Schaum-Gemisch ist.
  • Wie insbesondere in der Zeichnung gezeigt, ist das Löschwasser 13 in einen Löschwassertank 14 bevorratet. Der Tank befindet sich zweckmäßigerweise an Bord des Feuerwehrfahrzeugs. Alternativ ist es auch möglich, Löschwasser 13 aus zum Einsatzfahrzeug externen Löschwasserquellen zu beziehen, beispielsweise von einem Hydranten, aus Löschwasserteichen oder sonstigen Gewässern. Der Löschwassertank 14 ist über eine Saugleitung 15 mit einer Löschwasserpumpe 16 verbunden. In die Saugleitung 15 ist zweckmäßigerweise ein Absperrventil 17 eingebaut. Die Löschwasserpumpe 16 ist zweckmäßigerweise als Feuerlöschkreiselpumpe ausgebildet und ist von einem Fahrzeugmotor des Einsatzfahrzeugs angetrieben. Der Fahrzeugmotor (nicht dargestellt) besitzt in der Regel wenigstens einen Nebenabtrieb in Form einer Welle, an die die Feuerlöschkreiselpumpe angekoppelt ist.
  • In Strömungsrichtung hinter der Löschwasserpumpe 16 befindet sich eine Druckleitung 40, die sich an einer Zumischstelle 18 mit einer Additiv-Leitung vereinigt. In Strömungsrichtung hinter der Zumischstelle 18 mündet die vereinigte Leitung in mehrere Druckabgänge 19, an denen beispielsweise Feuerwehrschläuche anschließbar sind, an deren freien Enden Strahlrohre (nicht dargestellt) angeordnet sind.
  • In dem Strang zwischen der Löschwasserpumpe 16 und der Zumischstelle 18 ist ein Rückschlagglied 20, beispielsweise in Form eines Rückschlagventils oder einer Rückschlagklappe, eingebaut, wodurch der Rückfluss von Löschwasser bzw. Löschwasser/Additiv-Gemisch verhindert wird.
  • Ebenfalls im Strang zwischen der Löschmittelpumpe 14 und der Zumischstelle 18 befindet sich eine Durchflussmesseinrichtung 21. Die Durchflussmesseinrichtung 21 kann beispielsweise einen Durchflusssensor aufweisen. Prinzipiell sind alle Arten der Durchflussmessung geeignet, also beispielsweise akustische, gyroskopische, magnetisch-induktive, mechanischvolumetrische, optische, thermische und Wirkdruck-/ Stauverfahren. Die Durchflussmesseinrichtung 21 besitzt neben dem Durchflusssensor noch einen Messumformer, der zur Signalübertragung mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung 22 gekoppelt ist. Die Signalübertragung von der Durchflussmesseinrichtung 21 zu Steuerungs-/Regeleinrichtung 22 kann drahtgebunden oder drahtlos sein.
  • Die Mischvorrichtung 11 besitzt neben dem Löschwassertank 14 noch einen ebenfalls an Bord des Einsatzfahrzeugs befindlichen Additivtank 23, in dem Additiv 12, also beispielsweise Schaum bevorratet ist. Der Additivtank 23 ist über eine Additiv-Saugleitung 24 mit einer Additivpumpe 25 verbunden. In die Additiv-Saugleitung 24 ist ebenfalls ein Absperrventil 26 eingebaut.
  • Die Additivpumpe 25 wird mittels eines elektrischen Additivpumpenantriebs 27 angetrieben. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Additivpumpenantrieb 27 um einen Elektromotor. Der Additivpumpenantrieb 27, also beispielsweise der Elektromotor, wird über ein Stellglied in Form eines Frequenzumrichters 28 angesteuert. Der Frequenzumrichter 28 wiederum ist mit der Steuerungs- und Regelungseinrichtung 22 gekoppelt. Die Signalübertragung von der Steuerungs- und Regelungseinrichtung 22 zum Frequenzumrichter 28 kann drahtgebunden oder drahtlos sein.
  • Zur Spannungsversorgung des Additivpumpenantriebs 27, also beispielsweise des Elektromotors dient eine Spannungsquelle an Bord des Einsatzfahrzeugs. Die Spannungsquelle ist als Generator 29 ausgebildet. Als Generator 29 dient ein Kleinspannungsgenerator, der eine Kleinspannung im Bereich von 30V bis 60V erzeugt. Im Beispielsfall wird ein 48V-Generator verwendet. Zudem ist der Generator 29 als Gleichspannungsgenerator ausgebildet, sodass im Frequenzumformer 28 ein Gleichrichter entfällt, was zu einer Kostenreduzierung dieses Bauteils führt.
  • In Strömungsrichtung hinter der Additivpumpe 25 befindet sich eine Additiv-Druckleitung 30, die die Additivpumpe 25 an der Zumischstelle 18 mit der Druckleitung 40 verbindet. In dem Strang zwischen der Zumischstelle 18 und der Additivpumpe 25 ist ein Rückschlagglied 26, beispielsweise Rückschlagventil oder Rückschlagklappe, eingebaut, um den Rückfluss von Additiv bzw. Löschwasser/Additiv-Gemisch zu verhindern.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läuft folgendermaßen ab:
    Bei offenem Absperrventil 17 saugt die Löschwasserpumpe 16 Löschwasser 13 aus dem Löschwassertank 14 an und befördert es über die Druckleitung 40 zu den Druckabgängen 19. Gleichzeitig fördert die Additivpumpe 25 bei offenem Absperrventil 26 Additiv 12, insbesondere Schaum, vom Additivtank 23 zur Zumischstelle 18. An der Zumischstelle 18 wird auf Basis der eingestellten Zumischrate eine bestimmte Menge an Additiv 12, also beispielsweise Schaum, dem Löschwasser 13 beigemischt. Dieses Löschwasser/Additiv-Gemisch, also das Löschmittel, wird dann den Druckabgängen 19 zugeleitet.
  • Um die Zumischrate bei sich ändernder Durchflussmenge an Löschwasser 13 konstant zu halten, erfolgt eine insbesondere permanente Messung der Ist-Durchflussmenge des Löschwassers 13 mittels der Durchflussmesseinrichtung 21. Der Messumformer in der Durchflussmesseinrichtung 21 generiert anhand des gemessenen Istwertes der Durchflussmenge ein Signal, das an die Steuerungs- und Regelungseinrichtung 22 übertragen wird. In der Steuerungs- und Regelungseinrichtung 22 ist die gewünschte Zumischrate für eine bestimmte Durchflussmenge des Löschwassers 13 bereits voreingestellt. Beispielsweise durch Eingabe eines bestimmten Prozentsatzes der Löschwassermenge, der an Additiv zugemischt werden soll. Ändert sich nun die Durchflussmenge des Löschwassers 13, so muss auch die Menge des zugeführten Additivs 12 nachjustiert werden. Hierzu steuert die Steuerungs- und Regeleinrichtung 22 den Frequenzumrichter 28 mittels eines Steuersignals an. Der Frequenzumrichter 28 hängt an dem Generator 29, der zur Spannungsversorgung des elektrischen Additivpumpenantriebs 27 dient. In Abhängigkeit des eingehenden Steuersignals steuert der Frequenzumrichter 28 den elektrischen Additivpumpenantrieb 27 an, und zwar durch Einstellung einer der Zumischrate entsprechenden Drehzahl des elektrischen Additivpumpenantriebs 27, wodurch die Förderleistung der Additivpumpe 25 ja nach Bedarf erhöht oder verringert wird, sodass die Zumischrate auf die sich ändernde Durchflussmenge des Löschwassers 13 angepasst wird.

Claims (11)

  1. Einsatzfahrzeug, insbesondere Feuerwehrfahrzeug, mit einem Bordnetz zur elektrischen Versorgung elektrischer Verbraucher an Bord des Einsatzfahrzeugs und mit einer Mischvorrichtung (11) zur Herstellung von Löschmittel zur Brandbekämpfung durch Beimischung wenigstens eines Additivs (12) zu Löschwasser (13), wobei die Mischvorrichtung (11) eine Löschwasserpumpe (16) aufweist, die über wenigstens eine Saugleitung (15) Löschwasser (13) von einer Löschwasserquelle ansaugen kann und über wenigstens eine Druckleitung wenigstens einen Druckabgang (19) zuführen kann, und wobei die Mischvorrichtung (11) eine Additivpumpe (25) aufweist, die über wenigstens eine Additiv-Saugleitung (24) Additiv (12) von einer Additivquelle ansaugen kann und über wenigstens eine Additiv-Druckleitung (30) einer Zumischstelle (18) zuführen kann, wo Additiv (12) unter einer voreinstellbaren oder voreingestellten Zumischrate dem Löschwasser (13) zumischbar ist, wobei die Additivpumpe (25) mittels eines elektrischen Additivpumpenantriebs (27) antreibbar ist, der über ein Stellglied ansteuerbar ist, wobei in die Druckleitung eine in Strömungsrichtung vor der Zumischstelle (18) angeordnete Durchflussmesseinrichtung (22) zur Messung der Ist-Durchflussmenge des Löschwassers (13) eingeschaltet ist, und wobei die Mischvorrichtung (11) eine mit dem Stellglied gekoppelte Steuerungs-/Regelungseinrichtung (22) zur Bestimmung der erforderlichen Zumischrate anhand der gemessenen Ist-Durchflussmenge aufweist, wobei die Mischvorrichtung (11) mit dem Bordnetz des Einsatzfahrzeugs gekoppelt ist und die Spannungsversorgung des elektrischen Additivpumpenantriebs (27) über eine Spannungsquelle des Bordnetzes erfolgt, dadurch gekennzeichnet dass das Stellglied als Frequenzumrichter (28) zur Variierung einer Drehzahl des elektrischen Additivpumpenantriebs (27) ausgebildet ist.
  2. Einsatzfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle mit dem Stellglied gekoppelt ist.
  3. Einsatzfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle als Generator (29) ausgebildet ist.
  4. Einsatzfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (29) als Kleinspannungsgenerator zur Erzeugung einer Kleinspannung im Bereich von 30V bis 60V ausgebildet ist.
  5. Einsatzfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Additivpumpe (25) als Kolbenmembranpumpe ausgebildet ist.
  6. Einsatzfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschwasserpumpe (16) als Feuerlöschkreiselpumpe ausgebildet ist.
  7. Verfahren zur Herstellung von Löschmittel zur Brandbekämpfung durch eine Mischvorrichtung (11) an Bord eines Einsatzfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Löschmittel durch Beimischung wenigstens eines Additivs (12) zu Löschwasser (13) hergestellt wird, das Verfahren mit folgenden Schritten:
    - Fördern von Löschwasser (13) von einer Löschwasserquelle mittels einer Löschwasserpumpe (16),
    - Fördern wenigstens eines Additivs (12) von einer Additivquelle mittels einer Additivpumpe (25), die mittels eines elektrischen Additivpumpenantriebs (27) angetrieben wird, wobei der elektrische Additivpumpenantrieb (27) mittels eines Stellglieds angesteuert wird, wobei es sich bei dem Stellglied um einen Frequenzumrichter (28) handelt, mit dem eine Drehzahl des elektrischen Additivpumpenantriebs (27) variiert werden kann und wobei die Spannungsversorgung des elektrischen Additivpumpenantriebs (27) über eine Spannungsquelle eines Bordnetzes eines Einsatzfahrzeugs, insbesondere Feuerwehrfahrzeugs, erfolgt,
    - Zumischen des wenigstens einen Additivs (12) zum Löschwasser (13) an einer Zumischstelle (18), die an einer Druckseite der Löschwasserpumpe (16) liegt, unter einer gewünschten voreinstellbaren oder voreingestellte Zumischrate,
    - Messen der Ist-Durchflussmenge des Löschwassers (13) in Strömungsrichtung vor der Zumischstelle (18) mittels einer Durchflussmesseinrichtung (21),
    - Übermitteln der Ist-Durchflussmenge an eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung (22) und Bestimmung der erforderlichen Zumischrate des Additivs (12) anhand der Ist-Durchflussmenge des Löschwassers (13),
    - Ansteuerung des Stellglieds zur Steuerung/Regelung einer Stellgröße des elektrischen Additivpumpenantriebs (27) zur Einstellung der der erforderlichen Zumischrate entsprechenden Förderleistung der Additivpumpe (25) .
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle des Bordnetzes mit dem Stellglied gekoppelt ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Spannungsquelle um einen Generator (29) handelt
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Generator (29) um einen Kleinspannungsgenerator zur Erzeugung einer Kleinspannung im Bereich von 30V bis 60V handelt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem wenigstens einen Additiv (12) um Schaum handelt.
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