EP4041442A1 - Zumischsystem für feuerlöschanlagen und verfahren zum betrieb solches zumischsystems - Google Patents

Zumischsystem für feuerlöschanlagen und verfahren zum betrieb solches zumischsystems

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EP4041442A1
EP4041442A1 EP20789024.5A EP20789024A EP4041442A1 EP 4041442 A1 EP4041442 A1 EP 4041442A1 EP 20789024 A EP20789024 A EP 20789024A EP 4041442 A1 EP4041442 A1 EP 4041442A1
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EP
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extinguishing agent
admixing
line
motor
extinguishing
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Andreas Hulinsky
Fritz Zimmermann
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Firedos GmbH
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Publication date
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    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven

Definitions

  • the present invention relates to an admixing system for fire extinguishing systems.
  • a fire extinguishing system within the meaning of the present invention is a system having a pump, a line system and a foam compound admixing system with which an extinguishing agent can be discharged in particular through nozzles, foam tubes or foam generators.
  • the fire extinguishing system can be a stationary system such as a fire extinguishing system in a tank farm with a permanently installed so-called monitor, i. H. a large spray pipe or a permanently mounted sprinkler system in a building. However, it can also be a mobile system on a vehicle or roll-off container.
  • Such fire extinguishing systems are usually operated with water as the extinguishing agent.
  • an extinguishing agent additive here a foam agent
  • the extinguishing agent Extinguishing agent additive mixture foamed in a nozzle by supplying air and applied to the fire to be extinguished.
  • the volume ratio of the extinguishing agent additive to the extinguishing agent is typically between 0.5% and 6%.
  • extinguishing agent additive that can be mixed with the extinguishing agent is a wetting agent, which lowers the surface tension of the extinguishing agent, in particular of the extinguishing water.
  • a wetting agent which lowers the surface tension of the extinguishing agent, in particular of the extinguishing water.
  • This is advantageous, for example, when fighting forest fires, because the extinguishing water can thereby wet larger areas, in particular on the leaves of trees, and can thus be used more efficiently.
  • the extinguishing water can penetrate deeper into the forest floor, for example to extinguish deeper embers.
  • foaming agents that can also be used as wetting agents (then possibly with other admixing rates, in particular with a minimum admixing rate of 0.1%).
  • the invention is described below in part using the example of water as an extinguishing agent and foam agent as an extinguishing agent additive. However, this is not to be understood as limiting.
  • the invention can also be used in the admixture of any extinguishing agent additives to any extinguishing agent.
  • both the extinguishing agent and the extinguishing agent additive can be provided in an extinguishing agent tank or in an extinguishing agent additive tank or via an extinguishing agent supply line or an extinguishing agent additive supply line.
  • an extinguishing agent pump is also required, which pumps the extinguishing agent out of the extinguishing agent tank, pressurizes it and adds it to the admixing system. leads.
  • the components just mentioned are not part of the proportioning system itself.
  • the mixture to be produced from the extinguishing agent and the extinguishing agent additive, d. H. the premix, in the case of a foaming agent as an extinguishing agent additive, is then passed in the form of a premix stream through a foaming nozzle, in which ambient air is sucked in by the premix stream and mixed with the premix. This activates the foaming agent in the premix and foams the premix so that an extinguishing agent foam emerges from the foaming nozzle and can be applied to the fire.
  • the air required for foaming the foam concentrate can also be supplied to the premix in the form of compressed air.
  • CAFS Compressed Air Foam System
  • the admixing system has an admixing pump through which the extinguishing agent additive can be conveyed and mixed with the extinguishing agent.
  • the mixing pump is driven by a motor, which in turn is driven by a flow of the extinguishing agent itself.
  • the admixing system thus has a water motor that is driven by the flow of extinguishing water.
  • the output shaft of the water motor coupled to the input shaft of the admixing pump, for example by means of a clutch.
  • the extinguishing agent additive conveyed by the admixing pump is then passed through an extinguishing agent additive line from the admixing pump into an admixing line and mixed there with the extinguishing agent flow in order to generate the premix.
  • This structure of the admixing system in which the admixing pump is driven by the extinguishing agent flow that is already present, has the advantage that the admixing pump does not require any external drive energy, in particular electricity, which makes the admixing system very fail-safe. Furthermore, the delivery rate of the admixing pump is essentially proportional to the speed of the motor, which in turn is essentially proportional to the flow rate of the extinguishing agent flow. In this way, an essentially constant proportioning rate is automatically achieved without the need for further control or regulating devices.
  • a technical property of water motors is that they only work reliably from a certain minimum flow rate of the water flow that drives them. If the driving water flow does not reach this minimum flow rate, the water motor only achieves a poor degree of efficiency. This effect is caused in particular by internal friction in the engine components and by internal leakage in the engine.
  • the problem arises that if the fire to be extinguished only requires a flow of extinguishing water with a low flow rate, the admixing system does not, due to the unreliable operation of the water motor at such a low flow rate, not desired proportioning rate achieved. This can be counteracted by branching off part of the extinguishing water flow behind (ie downstream) the engine and not applying it to the fire to be extinguished.
  • the flow rate of the extinguishing water that drives the motor is greater than the flow rate of the extinguishing water to which the extinguishing agent additive is added and which is then applied as a premix or as extinguishing foam to the fire to be fought.
  • the difference between the two flow rates mentioned is precisely the flow rate of the branched off part of the extinguishing water flow.
  • the motor can therefore always be operated at or above a minimum flow rate of the extinguishing water flow required for its reliable operation.
  • the branched off part of the extinguishing water flow can be fed back into the extinguishing water tank, i. H. the branched off part of the extinguishing water flow circulates in the fire extinguishing system and is therefore not lost.
  • the branching takes place at a branching point in front of (i.e. upstream) the admixing point, at which the extinguishing agent additive, in particular a foam agent, is mixed into the extinguishing water.
  • the extinguishing agent additive in particular a foam agent
  • the branching off of part of the extinguishing water flow when the admixing system starts up is triggered by that a branch valve in a branch line going out from the branch point is opened if an alarm valve which is triggered within the fire extinguishing system but outside the admixing system itself.
  • a certain value for example 500 l / min
  • the start-up reduction is no longer required and the branch valve is closed again.
  • the pressure loss generated by the admixing system is transmitted in the form of a differential pressure between two control lines to a differential pressure controlled regulating valve and this is closed at a corresponding differential pressure.
  • a start-up reduction control designed in this way has several disadvantages: On the one hand, the provision of an alarm valve outside the admixing system leads to a potentially increased susceptibility to errors, since the later functionality of the admixing system cannot then be tested before delivery, especially during a final inspection in the factory . On the other hand, the determination of the differential pressure required for the control cannot always be carried out with sufficient reliability. Both problems thus lead to a reduced operational reliability of the admixing system.
  • the invention is therefore based on the object of increasing the operational safety of an admixing system for fire extinguishing systems with the structure described above.
  • the invention is based on an admixing system for fire extinguishing systems for admixing an extinguishing agent additive, in particular a foaming agent, to an extinguishing agent, in particular water.
  • the admixing system has a motor that can be driven by an extinguishing agent stream, in particular a water motor, with an input for supplying the extinguishing agent to the motor, in particular from an extinguishing agent tank or from an extinguishing agent supply line, an output for discharging the extinguishing agent from the motor and one that can be driven by the motor Output shaft.
  • the admixing system also has an admixing pump for delivering the extinguishing agent additive, in particular a piston pump, with a drive shaft which is coupled to the output shaft of the motor, an input for providing the extinguishing agent additive, in particular from an extinguishing agent additive tank or from an extinguishing agent additive supply line, and a Exit to discharge the extinguishing agent additive.
  • an admixing pump for delivering the extinguishing agent additive in particular a piston pump
  • a drive shaft which is coupled to the output shaft of the motor
  • an input for providing the extinguishing agent additive in particular from an extinguishing agent additive tank or from an extinguishing agent additive supply line
  • Exit to discharge the extinguishing agent additive.
  • the admixing system has an admixing line with a first engine-side end and a second, output-side end, the engine-side end being connected in a fluid-conducting manner to the outlet of the engine.
  • the admixing system has an extinguishing agent additive line with a first, pump-side end and a second, admixing line-side end, the pump-side end with the outlet of the admixing pump and the admixing line end with the admixing line at an admixing point which is different from the engine-side end of the admixing line, fluidlei tend is connected.
  • the admixing system also has a branch line with a first, admixing line-side end and a second, outlet-side end, the admixing line-side end being fluidly connected to the admixing line at a branching point located between the engine-side end of the admixing line and the admixing point.
  • the admixing system has a branch valve which is arranged in the branch line.
  • the admixing system also has a Motorharmieremes water and a controller.
  • the controller is set up to completely or partially open and / or close the branch valve as a function of the engine speed measured by the engine tachometer.
  • a measurement of the engine speed indicates the state of the admixing system and in particular of the engine more precisely and more reliably than, for example, the differential pressure measurement previously used. In this way, no components arranged outside the admixing system, such as the alarm valve previously used, are required, so that the entire admixing system can be tested before delivery, regardless of external components added later. In this way, the operational reliability of the admixing system is increased and the underlying task is achieved.
  • the controller is set up to fully open the branch valve when the branch valve is closed and the engine speed is greater than zero and below a first predetermined speed. In this way, the start-up of the motor is recognized and the branching of part of the extinguishing agent flow is activated.
  • the first predetermined speed can indicate an engine speed above half of which a branch is not required or not desired.
  • the controller is set up to completely close the branch valve when the branch valve is open and the engine speed is above a second predetermined speed. In this way the junction can be deactivated.
  • the second predetermined speed can in turn indicate an engine speed above which a branch is not required or not desired.
  • the controller is set up to partially open and / or close the branch valve depending on the measured engine speed so far that the sum of the flow rate of the extinguishing agent flow in the branch line and the flow rate of the extinguishing agent flow on the output side
  • the end of the admixing line essentially corresponds to the flow rate of an extinguishing agent stream that drives the motor at a third predetermined speed.
  • the third specified speed can indicate an engine speed at which a branch is just necessary or desired.
  • the branched off part of the extinguishing agent flow is just large enough that the third predetermined speed is reached.
  • the branched off part of the extinguishing agent flow is just as large as necessary, but as small as possible.
  • the first, the second or the third predetermined speed is selected such that in the range of the respective predetermined speed the motor speed is essentially proportional to the flow rate of the extinguishing agent flow driving the motor.
  • the motor speed is essentially proportional to the flow rate of the extinguishing agent flow driving the motor.
  • the extinguishing agent flow can be discharged into the vicinity of the admixing system at the outlet end of the branch line.
  • This possibility of discharging the branched off part of the extinguishing agent flow is particularly advantageous if the extinguishing agent is not made available from an extinguishing agent tank, but from an extinguishing agent supply line which is in particular pressurized becomes. In this case, it would be technically difficult to implement the branched extinguishing agent back into the extinguishing agent supply line.
  • discharge into the surroundings of the admixing system is also unproblematic from an environmental point of view.
  • the invention also relates to a method for operating a proportioning system according to the invention with the following steps:
  • FIG. 1 shows a flow diagram of an admixing system according to the invention including additional components of a fire extinguishing system.
  • the admixing system 1 is supplied with extinguishing water from an extinguishing water tank 23, the level of which can be monitored by a float 47.
  • the extinguishing water is pumped out of the extinguishing water tank 23 by an extinguishing water pump 27 which is driven by a motor 29 via a hitch 28 and filtered through a filter 32.
  • an extinguishing water pump 27 which is driven by a motor 29 via a hitch 28 and filtered through a filter 32.
  • a shut-off valve 30, 31 net angeord Before the extinguishing water pump 27 and after the filter 32 each have a shut-off valve 30, 31 net angeord.
  • the water motor 2 preferably works according to the displacement principle, more preferably according to the reciprocating piston or the rotation principle.
  • the extinguishing water reaches the motorseiti ge end 11 of the admixing line 10 and is passed from there through the admixing line 10 to its output end 12, to which the consumer or consumers of the fire extinguishing system, such as one or more sprinkler Connect nozzles or a foam nozzle and a fire monitor (none of them shown).
  • the consumer or consumers of the fire extinguishing system such as one or more sprinkler Connect nozzles or a foam nozzle and a fire monitor (none of them shown).
  • the output shaft 5 of the water motor 2 is connected to the drive shaft 9 of a proportioning pump 6 via a coupling 25.
  • the drive shaft 9 of the admixing pump 6 is set in a rotational movement and in turn drives the admixing pump 6.
  • the admixing pump 6 is preferably a plunger pump or an adjustable plunger pump.
  • the admixing pump 6 conveys an extinguishing agent additive, in particular a foam agent, which is provided in the extinguishing agent additive tank 24, the level of which can also be monitored by a float 42.
  • the extinguishing agent additive passes through a shut-off valve 40 and a non-return valve 41 first to a 3-way ball valve 44, the function of which is described below, and in the corresponding "suction" position of the 3-way ball valve 44 to the inlet 7 of the admixing pump 6 , where it is sucked in by the mixing pump 6, pressurized by this and conveyed to the output 8 of the mixing pump 6.
  • the extinguishing agent additive reaches the pump-side end 14 of the extinguishing agent additive line 13.
  • the admixing pump 6 and the extinguishing agent additive line 13 can be vented via a vent valve 51.
  • the pressure of the extinguishing agent additive in the extinguishing agent additive line 13 can be monitored via a pressure gauge 45.
  • the extinguishing agent additive first reaches a 3-way ball valve 34, the function of which is also described below, and in the corresponding "mixing" position of the 3-way ball valve 34 to the admixing line end 15 of the extinguishing agent additive line 13 , where this is connected to the admixing line 10.
  • a 3-way ball valve 34 the function of which is also described below
  • the admixing point 16 There is also the admixing point 16 at which the extinguishing agent additive is added to the extinguishing water.
  • the volume ratio between the admixed extinguishing agent additive and the extinguishing water, ie the admixing rate is essentially constant, for example 3%.
  • a non-return valve 33 arranged in front of (i.e. upstream) the admixing point 16 in the extinguishing agent additive line 13 prevents extinguishing water from entering the extinguishing agent additive line 13 in the direction of the admixing pump 6.
  • a non-return flap 43 arranged in front of (i.e. upstream) the admixing point 16 in the admixing line 10 prevents the extinguishing agent additive from penetrating into the admixing line 10 in the direction of the water motor 2.
  • the 3-way ball valves 34, 44 can each be brought into a further position in order to initiate an additional function of the admixing system 1:
  • the extinguishing agent additive from the extinguishing agent additive line 13 is not passed to the admixing point 16, but via a return line 35 and a counter pressure valve 37 into an extinguishing agent additive measuring container 36, the level of which can be monitored by a float 38 .
  • a relief valve 52 with an opening pressure greater than that of the back pressure valve 37 is provided in front of (i.e. upstream) the 3-way ball valve 34 in a further line between the extinguishing agent additive line 13 and the extinguishing agent additive measuring container 36.
  • the volume of the extinguishing agent additive conveyed by the admixing pump 6 in a certain time interval can be measured and compared with the - for example calculated - volume of the extinguishing water flowing through the water motor 2 in the same time interval. In this way, compliance with the desired admixing rate can be checked.
  • the return of the extinguishing agent additive to the extinguishing agent additive measuring container 36 enables the control measurement described to be carried out without the extinguishing agent additive actually having to be mixed with the extinguishing water.
  • the extinguishing agent additive collected in the extinguishing agent additive measuring container 36 can then be returned to the extinguishing agent additive tank 24 via a shut-off valve 39 and is therefore not lost by the control measurement.
  • part of the extinguishing water is already branched off in front of (i.e. upstream) the water motor 2 and fed into the admixing pump 6 in order to flush it.
  • the extinguishing water used to flush the admixing pump 6 then flows, as described above for the extinguishing agent additive, through the extinguishing agent additive line 13 at the admixing point 16 back into the admixing line 10. In this way, the admixing pump 6 can be flushed with extinguishing water so that no separate supply is required rinsing water must be kept available.
  • the three lines that are connected to the ball valve 44 can alternatively be connected directly to the fluid-conducting miteinan (similar to the mixing point 16). Then instead of the ball valve 44, a shut-off valve and a non-return valve are preferably arranged in the line coming from the extinguishing water pump 27 and branched off in front of the water motor 2 (not shown).
  • the open shut-off valve then corresponds to the "flush" position of the 3-way ball valve 44, whereby the branched off part of the extinguishing water is passed into the mixing pump 6 to flush it, and the closed shut-off valve corresponds to the "suction" position described above of the 3-way ball valve 44.
  • the non-return valve prevents the extinguishing agent additive from getting into the line coming from the extinguishing water pump 27 and from there to the water motor 2.
  • the non-return flap 41 prevents extinguishing water from getting into the extinguishing agent additive tank 24.
  • the admixing line end 18 of the branch line 17 is located at a junction 20 in the admixing line 10, and the outlet end 19 of the branch line 17 is connected to the extinguishing water tank 23. Since the branch point 20 is located on the admixing line 10 in front of (i.e. upstream) the non-return valve 43 and the admixing point 16, it is ensured that only extinguishing water, but no extinguishing agent additive or premix, gets into the branch line 17 and from there back into the extinguishing water tank 23.
  • the branch line 17 can be opened and closed by a controllable branch valve 21.
  • a slide 49, a pressure reducer 50, a further slide 48 and an orifice 26 are arranged on the branch line 17 after (i.e. downstream) the branch valve 21.
  • the pressure on the branch line 17 can be monitored by a pressure gauge 46 who the.
  • the branch line 17 is used to reduce start-up, ie to ensure reliable operation of the water motor 2 even with small extinguishing agent flows required at the output end 12 of the admixing line 10, in which an additional, branched extinguishing water flow circulates through the water motor 2.
  • the minimum extinguishing agent flow from which the required admixing rate is reliably achieved for example, from 200 l / min to 60 to 80 l / min, that is to about a third, can be reduced.
  • the engine speed associated with this minimum extinguishing agent flow is referred to below as U min .
  • the start-up reduction is controlled by a controller (not shown) of the mixing system 1.
  • This is connected to a motor tachometer 22, which continuously measures the speed of the water motor 2.
  • the motor tachometer 22 can for example be a proximity switch attached to the clutch 25, which receives a pulse from a magnetic pulse generator attached to one of the shafts 5, 9 with each revolution of the shafts 5, 9. The proximity switch itself or the control then uses this to determine the speed of the water motor 2.
  • control is connected to the branch valve 21 and can open and close it by means of appropriate signals.
  • appropriate signals In the game manufacturersbei only signals for fully opening or fully closing the branch valve 21 are provided. However, it is also possible to output signals for only partial opening or only partial closing of the branch valve 21, provided that it has the appropriate capabilities.
  • the controller preferably opens the branch valve 21 as soon as the engine speed meter 22 detects an engine speed which is greater than 0 but less than U min . In this speed range, the water motor 2 has already started, ie the admixing system 1 is in operation, but the required extinguishing medium flow is less than required for reliable operation of the water motor 2. Therefore, by opening the branch valve 21, part of the extinguishing water flow flowing through the water motor 2 is branched off into the branch line 10 for the purpose of start-up reduction.
  • the control closes the branch valve 21 as soon as the engine tachometer 22 detects an engine speed which is greater than U min . Then the water motor 2 runs in a speed range in which its reliable operation is guaranteed. A start-up reduction is therefore not necessary, and the branch can be switched Tar by closing the branch valve 21.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zumischsystem (1) für Feuerlöschanlagen zur Erzeugung eines Löschmittel-Löschmitteladditiv-Gemischs (Premix) durch Zumischen eines Löschmitteladditivs, insbesondere eines Schaummittels, zu einem Löschmittel, insbesondere Wasser. Das Zumischsystem (1) weist einen von einem Löschmittelstrom antreibbaren Motor (2), eine mit dem Motor (2) verbundene Zumischpumpe (6) zum Fördern des Löschmitteladditivs, eine Zumischleitung (10) und eine Löschmitteladditivleitung (13), aus der das Löschmitteladditiv dem Löschmittel in der Zumischleitung (10) zugemischt wird, auf. Ferner weist das Zumischsystem (1) eine Abzweigungsleitung (17) auf, aus der ein Teil des Löschmittelstroms abgezweigt werden kann, falls der Verbraucher in der Feuerlöschanlage nur einen geringen Löschmittelstrom benötigt. Hierdurch wird der den Motor (2) durchströmende Löschmittelstrom künstlich vergrößert, damit der Motor (2) in einem höheren Drehzahlbereich läuft, in dem ein zuverlässiger Betrieb des Motors gewährleistet ist (sogenannte Anlaufreduzierung). Erfindungsgemäß weist das Zumischsystem (1) weiterhin einen Motordrehzahlmesser (22) und eine Steuerung auf, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das Abzweigungsventil (21) in Abhängigkeit der von dem Motordrehzahlmesser (22) gemessenen Motordrehzahl vollständig oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen.

Description

ZUMISCHSYSTEM FÜR FEUERLOSCHANLAGEN UND VERFAHREN ZUM BETRIEB
SOLCHES ZUMISCHSYSTEMS
Beschreibung
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2019 215 406.9 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zumischsystem für Feuerlöschanlagen. Eine Feuerlöschanlage im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Anlage aufweisend eine Pumpe, ein Leitungssystem und ein Schaummittel- Zumischsystem, mit der ein Löschmittel insbesondere durch Düsen, Schaumroh re oder Schaumgeneratoren ausgebracht werden kann. Bei der Feuerlöschanla ge kann es sich um eine stationäre Anlage wie eine Feuerlöschanlage in einem Tanklager mit einem fest montierten sogenannten Monitor, d. h. einem großen Strahlrohr, oder auch um eine fest montierte Sprinkler-Anlage in einem Gebäude handeln. Es kann sich aber auch um eine mobile Anlage auf einem Fahrzeug oder Abrollbehälter handeln.
Derartige Feuerlöschanlagen werden üblicherweise mit Wasser als Löschmittel betrieben. Es ist jedoch in vielen Fällen vorteilhaft, das Löschmittel vor dem Ausbringen auf das zu bekämpfende Feuer aufzuschäumen, damit das aufge brachte Löschmittel eine Löschmitteldecke von längerer Bestandsdauer bildet, durch welche das Feuer erstickt werden kann. Hierzu wird dem Löschmittel übli cherweise zunächst ein Löschmitteladditiv, hier ein Schaummittel, in einem be stimmten Verhältnis zugemischt. Sodann wird das Löschmittel- Löschmitteladditiv-Gemisch (der sogenannte "Premix") in einer Düse durch Zu führung von Luft aufgeschäumt und auf das zu löschende Feuer ausgebracht. Das Volumenverhältnis des Löschmitteladditivs zu dem Löschmittel, die soge nannte Zumischrate, beträgt typischerweise zwischen 0,5 % und 6 %.
Ein anderes Löschmitteladditiv, welches dem Löschmittel zugemischt werden kann, ist ein Netzmittel oder "wetting agent", welches die Oberflächenspannung des Löschmittels, insbesondere des Löschwassers, herabsetzt. Dies ist bei spielsweise bei der Bekämpfung von Waldbränden vorteilhaft, weil das Lösch- wasser hierdurch größere Flächen, insbesondere auf den Blättern von Bäumen, benetzen und somit effizienter eingesetzt werden kann. Weiterhin kann das Löschwasser durch die herabgesetzte Oberflächenspannung tiefer in den Wald boden eindringen, um beispielsweise tiefere Glutnester zu löschen. Es existieren auch Schaummittel, die ebenso (dann ggf. mit anderen Zumischra ten, insbesondere mit einer minimalen Zumischrate von 0,1 %) als Netzmittel einsetzbar sind.
Die Erfindung wird im Folgenden teilweise am Beispiel von Wasser als Lösch- mittel und Schaummittel als Löschmitteladditiv beschrieben. Dies ist jedoch nicht als einschränkend zu verstehen. Die Erfindung kann genauso bei der Zumi schung von beliebigen Löschmitteladditiven zu beliebigen Löschmitteln einge setzt werden. Für den Betrieb der Feuerlöschanlage mit dem Zumischsystem können sowohl das Löschmittel als auch das Löschmitteladditiv in einem Löschmitteltank bzw. in einem Löschmitteladditivtank oder auch über eine Löschmittelversorgungslei tung bzw. über eine Löschmitteladditivversorgungsleitung bereitgestellt werden. Im Falle der Bereitstellung des Löschmittels in einem Löschmitteltank ist weiter- hin eine Löschmittelpumpe erforderlich, welche das Löschmittel aus dem Löschmitteltank fördert, mit Druck beaufschlagt und dem Zumischsystem zu- führt. Die soeben genannten Komponenten sind jedoch nicht Teil des Zumisch systems selbst.
Die zu erzeugende Mischung aus dem Löschmittel und dem Löschmitteladditiv, d. h. der Premix, wird im Falle eines Schaummittels als Löschmitteladditiv dann in Form eines Premixstroms durch eine Aufschäumdüse geleitet, in der durch den Premixstrom Umgebungsluft angesaugt und mit dem Premix vermischt wird. Hierdurch wird das Schaummittel im Premix aktiviert und der Premix aufge schäumt, sodass ein Löschmittelschaum aus der Aufschäumdüse austritt und auf das Feuer ausgebracht werden kann.
Die zum Aufschäumen des Schaummittels benötigte Luft kann dem Premix auch in Form von Druckluft zugeführt werden. Im Falle einer solchen, Druckluft schaum erzeugenden Anlage spricht man von einer CAFS-Anlage (Compressed Air Foam System).
Es ist zwar möglich, den Premix unabhängig von der Feuerlöschanlage im Vo raus herzustellen, jedoch muss dieser dann möglicherweise über längere Zeit gelagert werden. Es ist daher in vielen Fällen vorteilhafter, den Premix erst un mittelbar vor der Ausbringung des Löschmittels auf das zu bekämpfende Feuer herzustellen. Zu diesem Zweck weist das Zumischsystem eine Zumischpumpe auf, durch welche das Löschmitteladditiv gefördert und dem Löschmittel zuge mischt werden kann.
In dem für die vorliegende Erfindung betrachteten Zumischsystem wird die Zu mischpumpe durch einen Motor angetrieben, der wiederum durch einen Strom des Löschmittels selbst angetrieben wird.
In dem oben genannten, nicht einschränkenden Anwendungsbeispiel der Erfin dung weist das Zumischsystem somit einen Wassermotor auf, der durch den Löschwasserstrom angetrieben wird. Zu diesem Zweck ist die Ausgangswelle des Wassermotors mit der Eingangswelle der Zumischpumpe gekoppelt, bei spielsweise durch eine Kupplung.
Das von der Zumischpumpe geförderte Löschmitteladditiv wird dann durch eine Löschmitteladditivleitung von der Zumischpumpe in eine Zumischleitung geleitet und dort dem Löschmittelstrom zugemischt, um den Premix zu erzeugen.
Dieser Aufbau des Zumischsystems, bei dem die Zumischpumpe durch den oh nehin vorhandenen Löschmittelstrom angetrieben wird, hat den Vorteil, dass die Zumischpumpe keine Antriebsenergie, insbesondere Elektrizität, von außen be nötigt, wodurch das Zumischsystem sehr ausfallsicher ist. Weiterhin ist die För derleistung der Zumischpumpe im Wesentlichen proportional zur Drehzahl des Motors, welche wiederum im Wesentlichen proportional zur Durchflussrate des Löschmittelstroms ist. Auf diese Weise wird automatisch eine im Wesentlichen konstante Zumischrate erreicht, ohne dass weitere Steuerungs- oder Rege lungseinrichtungen erforderlich sind.
Eine technische Eigenschaft von Wassermotoren besteht darin, dass diese erst ab einer bestimmten Mindestdurchflussrate des sie antreibenden Wasserstroms zuverlässig arbeiten. Erreicht der antreibende Wasserstrom diese Mindestdurch flussrate nicht, so erreicht der Wassermotor nur einen schlechten Wrkungsgrad. Dieser Effekt wird insbesondere durch innere Reibung der Motorkomponenten und durch eine innere Leckage im Motor verursacht.
Bei einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen mit dem oben beschriebenen Aufbau tritt daher das Problem auf, dass, wenn das zu löschende Feuer nur ei nen Löschwasserstrom mit einer geringen Durchflussrate erfordert, das Zu mischsystem aufgrund der bei einer solchen geringen Durchflussrate unzuver lässigen Arbeitsweise des Wassermotors nicht die gewünschte Zumischrate erreicht. Dem kann entgegengewirkt werden, indem ein Teil des Löschwasserstroms hin ter (d. h. stromabwärts) dem Motor abgezweigt und nicht auf das zu löschende Feuer ausgebracht wird. Dann ist die Durchflussrate des den Motor antreiben den Löschwasserstroms größer als die Durchflussrate des Löschwasserstroms, welchem das Löschmitteladditiv zugemischt wird und welcher dann als Premix bzw. als Löschschaum auf das zu bekämpfende Feuer ausgebracht wird. Die Differenz zwischen den beiden genannten Durchflussraten ist gerade die Durch flussrate des abgezweigten Teils des Löschwasserstroms.
Der den Motor antreibende Löschwasserstrom wird somit künstlich erhöht und damit der Arbeitsbereich des Motors in einen Bereich angehoben, in dem der Motor zuverlässig arbeitet (sogenannte Anlaufreduzierung).
Bei geeigneter Wahl der Durchflussrate des abgezweigten Teils des Löschwas serstroms kann der Motor also stets an oder oberhalb einer für seinen zuverläs sigen Betrieb erforderlichen Mindestdurchflussrate des Löschwasserstroms be trieben werden.
Falls das Löschwasser aus einem Löschwassertank bereitgestellt wird, kann der abgezweigte Teil des Löschwasserstroms wieder in den Löschwassertank zu rückgeführt werden, d. h. der abgezweigte Teil des Löschwasserstroms zirkuliert in der Feuerlöschanlage und geht somit nicht verloren.
Die Abzweigung erfolgt an einer Abzweigungsstelle vor (d. h. stromaufwärts) der Zumischstelle, an welcher das Löschmitteladditiv, insbesondere ein Schaummit tel, dem Löschwasser zugemischt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass der abgezweigte Teil des Löschwasserstroms bereits Löschmitteladditiv enthält, welches sonst ggf. bei der Rückführung in den Löschwassertank gelangen wür de und dort zu einer unerwünschten Schaumbildung führen könnte.
Bei den Zumischsystemen der Anmelderin wird die Abzweigung eines Teils des Löschwasserstroms beim Anlaufen des Zumischsystems dadurch ausgelöst, dass ein Abzweigungsventil in einer von der Abzweigungsstelle ausgehenden Abzweigungsleitung geöffnet wird, wenn ein Alarmventil, welches innerhalb der Feuerlöschanlage, jedoch außerhalb des Zumischsystems selbst, auslöst. So bald der vom Verbraucher in der Feuerlöschanlage benötigte Löschmittelstrom einen bestimmten Wert überschreitet (beispielsweise 500 l/min), wird die Anlauf reduzierung nicht mehr benötigt und das Abzweigungsventil wieder geschlos sen. Hierzu wird der von dem Zumischsystem erzeugte Druckverlust in Form eines Differenzdrucks zwischen zwei Steuerleitungen auf ein differenzdruckge steuertes Regelventil übertragen und dieses bei einem entsprechenden Diffe renzdruck geschlossen.
Eine derartig konzipierte Steuerung der Anlaufreduzierung weist jedoch mehrere Nachteile auf: Einerseits führt das Vorsehen eines Alarmventils außerhalb des Zumischsystems zu einer potenziell erhöhten Fehleranfälligkeit, da die spätere Funktionsfähigkeit des Zumischsystems dann nicht bereits vor der Auslieferung, insbesondere bei einer Endkontrolle im Werk, getestet werden kann. Anderer seits kann die für die Steuerung erforderliche Ermittlung des Differenzdrucks nicht immer mit der ausreichenden Zuverlässigkeit vorgenommen werden. Beide Probleme führen somit zu einer verminderten Betriebssicherheit des Zumisch systems.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen mit dem oben beschriebenen Aufbau die Betriebssicherheit zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zumischsystem gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zu dessen Betrieb nach Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbil dungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht aus von einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen zum Zumischen eines Löschmitteladditivs, insbesondere eines Schaummittels, zu einem Löschmittel, insbesondere Wasser. Das Zumischsystem weist einen von einem Löschmittelstrom antreibbaren Motor auf, insbesondere einen Wassermotor, mit einem Eingang zur Zuleitung des Löschmittels zu dem Motor, insbesondere aus einem Löschmitteltank oder aus einer Löschmittelversorgungsleitung, einem Ausgang zur Abführung des Löschmittels von dem Motor und einer von dem Motor antreibbaren Abtriebswel le.
Das Zumischsystem weist ferner eine Zumischpumpe zum Fördern des Lösch mitteladditivs auf, insbesondere eine Kolbenpumpe, mit einer Antriebswelle, welche mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt ist, einem Eingang zur Be reitstellung des Löschmitteladditivs, insbesondere aus einem Löschmitteladditiv tank oder aus einer Löschmitteladditivversorgungsleitung, und einem Ausgang zur Abführung des Löschmitteladditivs.
Außerdem weist das Zumischsystem eine Zumischleitung mit einem ersten, mo torseitigen Ende und einem zweiten, ausgabeseitigen Ende auf, wobei das mo torseitige Ende mit dem Ausgang des Motors fluidleitend verbunden ist.
Weiterhin weist das Zumischsystem eine Löschmitteladditivleitung mit einem ersten, pumpenseitigen Ende und einem zweiten, zumischleitungsseitigen Ende auf, wobei das pumpenseitige Ende mit dem Ausgang der Zumischpumpe und das zumischleitungsseitige Ende mit der Zumischleitung an einer Zumischstelle, welche von dem motorseitigen Ende der Zumischleitung verschieden ist, fluidlei tend verbunden ist.
Das Zumischsystem weist außerdem eine Abzweigungsleitung mit einem ersten, zumischleitungsseitigen Ende und einem zweiten, auslassseitigen Ende auf, wobei das zumischleitungsseitige Ende mit der Zumischleitung an einer Abzwei gungsstelle, welche zwischen dem motorseitigen Ende der Zumischleitung und der Zumischstelle liegt, fluidleitend verbunden ist. Schließlich weist das Zumischsystem ein Abzweigungsventil auf, welches in der Abzweigungsleitung angeordnet ist.
Erfindungsgemäß weist das Zumischsystem weiterhin einen Motordrehzahlmes ser und eine Steuerung auf. Die Steuerung ist dazu eingerichtet, das Abzwei gungsventil in Abhängigkeit der von dem Motordrehzahlmesser gemessenen Motordrehzahl vollständig oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen.
Eine Messung der Motordrehzahl gibt den Zustand des Zumischsystems und insbesondere des Motors exakter und zuverlässiger wieder als beispielsweise die bisher verwendete Differenzdruckmessung. Auch ist auf diese Weise keine außerhalb des Zumischsystems angeordnete Komponente wie das bisher ver wendete Alarmventil erforderlich, sodass das gesamte Zumischsystem unab hängig von später hinzugefügten externen Komponenten bereits vor der Auslie ferung getestet werden kann. Auf diese Weise wird die Betriebssicherheit des Zumischsystems erhöht und die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Steuerung dazu eingerich tet, das Abzweigungsventil vollständig zu öffnen, wenn das Abzweigungsventil geschlossen ist und die Motordrehzahl größer als Null ist und unterhalb einer ersten vorgegebenen Drehzahl liegt. Auf diese Weise werden der Anlauf des Motors erkannt und die Abzweigung eines Teils des Löschmittelstroms aktiviert. Die erste vorgegebene Drehzahl kann dabei eine Motordrehzahl angeben, ober halb derer eine Abzweigung nicht erforderlich oder nicht gewünscht ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Abzweigungsventil vollständig zu schließen, wenn das Abzwei gungsventil geöffnet ist und die Motordrehzahl oberhalb einer zweiten vorgege benen Drehzahl liegt. Auf diese Weise kann die Abzweigung deaktiviert werden. Die zweite vorgegebene Drehzahl kann dabei wiederum eine Motordrehzahl angeben, oberhalb derer eine Abzweigung nicht erforderlich oder nicht ge wünscht ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Abzweigungsventil in Abhängigkeit der gemessenen Motor drehzahl teilweise so weit zu öffnen und/oder zu schließen, dass die Summe aus der Durchflussmenge des Löschmittelstromes in der Abzweigungsleitung und der Durchflussmenge des Löschmittelstromes am ausgabeseitigen Ende der Zumischleitung im Wesentlichen der Durchflussmenge eines Löschmittel stromes entspricht, der den Motor mit einer dritten vorgegebenen Drehzahl an treibt. Auf diese Weise lässt sich der abgezweigte Teil des Löschmittelstroms noch genauer einstellen, als wenn das Abzweigungsventil nur vollständig geöff net oder geschlossen wird. Die dritte vorgegebene Drehzahl kann dabei eine Motordrehzahl angeben, bei der eine Abzweigung gerade noch erforderlich oder gewünscht ist. In diesem Fall ist der abgezweigte Teil des Löschmittelstroms gerade so groß, dass die dritte vorgegebene Drehzahl erreicht wird. Mit anderen Worten ist der abgezweigte Teil des Löschmittelstroms gerade so groß wie nö tig, aber so klein wie möglich.
In weiteren bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist die erste, die zweite bzw. die dritte vorgegebene Drehzahl derart gewählt, dass im Bereich der jewei ligen vorgegebenen Drehzahl die Motordrehzahl im Wesentlichen proportional zur Durchflussmenge des den Motor antreibenden Löschmittelstromes ist. Eine solche Proportionalität gewährleistet, dass auch die Förderleistung der Zu mischpumpe, deren Antriebswelle mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt ist, proportional zu dieser Durchflussmenge ist. Dadurch wird eine im Wesentli chen konstante Zumischrate des Löschmitteladditivs gewährleistet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Löschmittelstrom am auslassseitigen Ende der Abzweigungsleitung in die Umgebung des Zu mischsystems abführbar. Diese Möglichkeit der Abführung des abgezweigten Teils des Löschmittelstroms ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Lösch mittel nicht aus einem Löschmitteltank, sondern aus einer, insbesondere mit Druck beaufschlagten, Löschmittelversorgungsleitung zur Verfügung gestellt wird. In diesem Fall wäre es technisch schwierig realisierbar, das abgezweigte Löschmittel wieder zurück in die Löschmittelversorgungsleitung einzuspeisen. Insbesondere im Falle von Wasser als Löschmittel (welches zum Zeitpunkt der Abzweigung noch kein Löschmitteladditiv enthält) ist eine Abführung in die Um gebung des Zumischsystems auch unter Umweltgesichtspunkten unproblema tisch.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsge mäßen Zumischsystems mit den Schritten:
Zuleiten eines Löschmittelstroms zum Eingang des Motors,
Antreiben des Motors durch den Löschmittelstrom,
Antreiben der Abtriebswelle des Motors durch den Motor,
Abführen des Löschmittels vom Ausgang des Motors in die Zumischlei tung,
Abzweigen eines T eils des Löschmittels an der Abzweigungsstelle aus der Zumischleitung in die Abzweigungsleitung, falls das Abzweigungs ventil vollständig oder teilweise geöffnet ist,
Auslassen des abgezweigten Teils des Löschmittels am auslassseitigen Ende der Abzweigungsleitung,
Antreiben der Antriebswelle der Zumischpumpe durch die Abtriebswelle des Motors,
Antreiben der Zumischpumpe durch deren Antriebswelle,
Bereitstellen des Löschmitteladditivs am Eingang der Zumischpumpe, Fördern des Löschmitteladditivs durch die Zumischpumpe,
Abführen des Löschmitteladditivs vom Ausgang der Zumischpumpe in die Löschmitteladditivleitung,
Zumischen des Löschmitteladditivs zu dem Löschmittel in der Zumischlei tung an der Zumischstelle,
Ausgeben des Löschmittel-Löschmitteladditiv-Gemischs (Premix) am ausgabeseitigen Ende der Zumischleitung,
Messen der Motordrehzahl durch den Motordrehzahlmesser, vollständiges oder teilweises Öffnen und/oder Schließen des Abzwei gungsventils durch die Steuerung in Abhängigkeit der gemessenen Mo tordrehzahl.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit der Figur. Dabei zeigt:
Fig.1 ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Zumischsystems einschließ lich weiterer Komponenten einer Feuerlöschanlage.
Das Zumischsystem 1 wird aus einem Löschwassertank 23, dessen Füllstand durch einen Schwimmer 47 überwacht werden kann, mit Löschwasser versorgt. Das Löschwasser wird durch eine Löschwasserpumpe 27, die über eine Kupp lung 28 von einem Motor 29 angetrieben wird, aus dem Löschwassertank 23 herausgepumpt und dabei durch einen Filter 32 gefiltert. Vor der Löschwasser pumpe 27 und nach dem Filter 32 ist jeweils ein Absperrventil 30, 31 angeord net.
Auf diese Weise wird das Löschwasser mit Druck beaufschlagt, bevor es dem Wassermotor 2 zugeführt wird und diesen antreibt. Der Wassermotor 2 arbeitet vorzugsweise nach dem Verdrängerprinzip, weiter vorzugsweise nach dem Hubkolben- oder nach dem Rotationsprinzip.
Am Ausgang 4 des Wassermotors 2 gelangt das Löschwasser in das motorseiti ge Ende 11 der Zumischleitung 10 und wird von dort durch die Zumischleitung 10 zu deren ausgabeseitigem Ende 12 geleitet, an die sich der oder die Ver braucher der Feuerlöschanlage, wie eine oder mehrere Sprinkler-Düsen oder auch eine Schaumdüse und ein Löschmonitor, anschließen (alle nicht gezeigt).
Die Abtriebswelle 5 des Wassermotors 2 ist über eine Kupplung 25 mit der An triebswelle 9 einer Zumischpumpe 6 verbunden. Mit der Abtriebswelle 5 des Wassermotors 2 wird somit auch die Antriebswelle 9 der Zumischpumpe 6 in eine Rotationsbewegung versetzt und treibt wiederum die Zumischpumpe 6 an. Die Zumischpumpe 6 ist vorzugsweise eine Plungerpumpe oder eine verstellba re Plungerpumpe.
Die Zumischpumpe 6 fördert ein Löschmitteladditiv, insbesondere ein Schaum mittel, welches in dem Löschmitteladditivtank 24 bereitgestellt wird, dessen Füll stand ebenfalls durch einen Schwimmer 42 überwacht werden kann. Das Löschmitteladditiv gelangt durch einen Absperrhahn 40 und eine Rückschlag klappe 41 zunächst zu einem 3-Wege-Kugelhahn 44, dessen Funktion weiter unten beschrieben wird, und in der entsprechenden Stellung "Ansaugen" des 3- Wege-Kugelhahns 44 zum Eingang 7 der Zumischpumpe 6, wo es von der Zu mischpumpe 6 angesaugt, von dieser mit Druck beaufschlagt und zum Ausgang 8 der Zumischpumpe 6 gefördert wird.
Am Ausgang 8 der Zumischpumpe 6 gelangt das Löschmitteladditiv in das pum penseitige Ende 14 der Löschmitteladditivleitung 13. Die Zumischpumpe 6 und die Löschmitteladditivleitung 13 sind über ein Entlüftungsventil 51 entlüftbar. Der Druck des Löschmitteladditivs in der Löschmitteladditivleitung 13 kann über ei nen Druckmesser 45 überwacht werden.
In der Löschmitteladditivleitung 13 gelangt das Löschmitteladditiv zunächst zu einem 3-Wege-Kugelhahn 34, dessen Funktion ebenfalls weiter unten beschrie ben wird, und in der entsprechenden Stellung "Zumischen" des 3-Wege-Kugel- Hahns 34 zum zumischleitungsseitigen Ende 15 der Löschmitteladditivleitung 13, wo diese mit der Zumischleitung 10 verbunden ist. Dort befindet sich auch die Zumischstelle 16, an der das Löschmitteladditiv dem Löschwasser zuge mischt wird.
Durch die Synchronisierung der Durchflussraten des Löschwasserstroms in der Zumischleitung 10 und des Löschmitteladditivstroms in der Löschmitteladditivlei tung 13 aufgrund der Kopplung des Wassermotors 2 mit der Zumischpumpe 6 ist das Volumenverhältnis zwischen dem zugemischten Löschmitteladditiv und dem Löschwasser, d. h. die Zumischrate, im Wesentlichen konstant, beispiels weise 3 %.
Eine vor (d. h. stromaufwärts) der Zumischstelle 16 in der Löschmitteladditivlei tung 13 angeordnete Rückschlagklappe 33 verhindert, dass Löschwasser in die Löschmitteladditivleitung 13 in Richtung der Zumischpumpe 6 eindringen kann. Entsprechend verhindert eine vor (d. h. stromaufwärts) der Zumischstelle 16 in der Zumischleitung 10 angeordnete Rückschlagklappe 43, dass Löschmittelad ditiv in die Zumischleitung 10 in Richtung des Wassermotors 2 eindringen kann.
Die 3-Wege-Kugelhähne 34, 44 können neben den beiden oben beschriebenen Stellungen jeweils noch in eine weitere Stellung gebracht werden, um jeweils eine zusätzliche Funktion des Zumischsystems 1 einzuleiten:
In der weiteren Stellung "Rückführen" des 3-Wege-Kugelhahns 34 wird das Löschmitteladditiv aus der Löschmitteladditivleitung 13 nicht zur Zumischstelle 16 geleitet, sondern über eine Rückführleitung 35 und ein Gegendruckventil 37 in einen Löschmitteladditivmessbehälter 36, dessen Füllstand durch einen Schwimmer 38 überwacht werden kann. Ein Entlastungsventil 52 mit einem grö ßeren Öffnungsdruck als dem des Gegendruckventils 37 ist vor (d. h. stromauf wärts) dem 3-Wege-Kugelhahn 34 in einer weiteren Leitung zwischen der Löschmitteladditivleitung 13 und dem Löschmitteladditivmessbehälter 36 vorge sehen.
Auf diese Weise kann das Volumen des von der Zumischpumpe 6 in einem be stimmten Zeitintervall geförderten Löschmitteladditivs gemessen und mit dem - beispielsweise errechneten - Volumen des im selben Zeitintervall durch den Wassermotor 2 strömenden Löschwassers verglichen werden. Auf diese Weise kann die Einhaltung der gewünschten Zumischrate kontrolliert werden. Die Rückführung des Löschmitteladditivs in den Löschmitteladditivmessbehälter 36 erlaubt es, die beschriebene Kontrollmessung durchzuführen, ohne dass das Löschmitteladditiv tatsächlich dem Löschwasser zugemischt werden muss. Das in dem Löschmitteladditivmessbehälter 36 aufgefangene Löschmitteladditiv kann sodann über einen Absperrhahn 39 wieder in den Löschmitteladditivtank 24 zu rückgeführt werden und geht somit durch die Kontrollmessung nicht verloren.
In der weiteren Stellung "Spülen" des 3-Wege-Kugelhahns 44 wird ein Teil des Löschwassers bereits vor (d. h. stromaufwärts) dem Wassermotor 2 abgezweigt und in die Zumischpumpe 6 geleitet, um diese zu spülen. Das zum Spülen der Zumischpumpe 6 verwendete Löschwasser fließt dann, wie oben für das Löschmitteladditiv beschrieben, durch die Löschmitteladditivleitung 13 an der Zumischstelle 16 wieder in die Zumischleitung 10. Auf diese Weise kann die Zumischpumpe 6 mit Löschwasser gespült werden, sodass hierfür kein geson derter Vorrat an Spülwasser vorgehalten werden muss.
Statt den Kugelhahn 44 vorzusehen, können alternativ auch die drei Leitungen, die an den Kugelhahn 44 angeschlossen sind, unmittelbar fluidleitend miteinan der verbunden sein (ähnlich wie an der Zumischstelle 16). Dann werden statt des Kugelhahns 44 vorzugsweise in der von der Löschwasserpumpe 27 kom menden und vor dem Wassermotor 2 abgezweigten Leitung ein Absperrhahn und eine Rückschlagklappe angeordnet (nicht dargestellt).
Der geöffnete Absperrhahn entspricht dann der Stellung "Spülen" des 3-Wege- Kugelhahns 44, wodurch der abgezweigte Teil des Löschwassers in die Zu mischpumpe 6 geleitet wird, um diese zu spülen, und der geschlossene Ab sperrhahn entspricht der oben beschriebenen Stellung "Ansaugen" des 3-Wege- Kugelhahns 44. Die Rückschlagklappe verhindert, dass Löschmitteladditiv in die von der Löschwasserpumpe 27 kommende Leitung und von dort zum Wasser motor 2 gelangt. Umgekehrt verhindert die Rückschlagklappe 41 , dass Lösch wasser in den Löschmitteladditivtank 24 gelangt. Wenn nur ein geringer Löschmittelstrom am ausgabeseitigen Ende 12 der Zu mischleitung 10 durch den Verbraucher - beispielsweise eine Sprinkler-Anlage, bei der nur ein oder wenige Sprinkler geöffnet sind - benötigt wird, ist auch nur eine entsprechend geringe Drehzahl des Wassermotors 12 erforderlich. Um die Unzuverlässigkeit des Wassermotors 2 und dessen schlechten Wrkungsgrad bei geringen Drehzahlen zu umgehen, wird ein Teil des Löschwasserstroms von der Zumischleitung 10 über eine Abzweigungsleitung 17 abgezweigt und dadurch der Löschwasserstrom durch den Wassermotor 2 künstlich erhöht. Der abgezweigte Teil des Löschwasserstroms wird sodann in den Löschwassertank 23 zurückgeführt und geht somit nicht verloren.
Das zumischleitungsseitige Ende 18 der Abzweigungsleitung 17 befindet sich an einer Abzweigungsstelle 20 in der Zumischleitung 10, und das auslassseitige Ende 19 der Abzweigungsleitung 17 ist mit dem Löschwassertank 23 verbun den. Da sich die Abzweigungsstelle 20 auf der Zumischleitung 10 vor (d. h. stromaufwärts) der Rückschlagklappe 43 und der Zumischstelle 16 befindet, ist sichergestellt, dass nur Löschwasser, jedoch kein Löschmitteladditiv oder Premix in die Abzweigungsleitung 17 und von dort zurück in den Löschwasser tank 23 gelangt.
Die Abzweigungsleitung 17 kann durch ein steuerbares Abzweigungsventil 21 geöffnet und geschlossen werden. Auf der Abzweigungsleitung 17 sind nach (d. h. stromabwärts) dem Abzweigungsventil 21 ein Schieber 49, ein Druckminde rer 50, ein weiterer Schieber 48 und eine Blende 26 angeordnet. Der Druck auf der Abzweigungsleitung 17 kann durch einen Druckmesser 46 überwacht wer den.
Die Abzweigungsleitung 17 dient zur Anlaufreduzierung, d. h. um ein zuverlässi ges Arbeiten des Wassermotors 2 auch bei kleinen am ausgabeseitigen Ende 12 der Zumischleitung 10 benötigten Löschmittelströmen zu gewährleisten, in dem ein zusätzlicher, abgezweigter Löschwasserstrom durch den Wassermotor 2 zirkuliert. Auf diese Weise kann der Mindestlöschmittelstrom, ab welchem die geforderte Zumischrate zuverlässig erreicht wird, beispielsweise von 200 l/min auf 60 bis 80 l/min, also auf etwa ein Drittel, gesenkt werden. Die zu diesem Mindestlöschmittelstrom gehörende Motordrehzahl wird im folgenden als Umin bezeichnet.
Die Anlaufreduzierung wird durch eine Steuerung (nicht dargestellt) des Zu mischsystems 1 gesteuert. Diese ist mit einem Motordrehzahlmesser 22 ver bunden, welcher kontinuierlich die Drehzahl des Wassermotors 2 misst. Der Mo tordrehzahlmesser 22 kann beispielsweise ein an der Kupplung 25 angebrachter Näherungsschalter sein, welcher bei jeder Umdrehung der Wellen 5, 9 einen Impuls durch einen an einer der Wellen 5, 9 angebrachten Magnet-Impulsgeber erhält. Daraus ermittelt dann der Näherungsschalter selbst oder die Steuerung die Drehzahl des Wassermotors 2.
Weiterhin ist die Steuerung mit dem Abzweigungsventil 21 verbunden und kann dieses durch entsprechende Signale öffnen und schließen. Im Ausführungsbei spiel sind nur Signale zum vollständigen Öffnen bzw. vollständigen Schließen des Abzweigungsventils 21 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, Signale zum nur teilweisen Öffnen bzw. nur teilweisen Schließen des Abzweigungsven tils 21 auszugeben, sofern dieses über entsprechende Fähigkeiten verfügt.
Vorzugsweise öffnet die Steuerung das Abzweigungsventil 21 , sobald der Mo tordrehzahlmesser 22 eine Motordrehzahl feststellt, welche größer als 0, aber kleiner als Umin ist. In diesem Drehzahlbereich ist der Wassermotor 2 bereits angelaufen, d. h. das Zumischsystem 1 ist in Betrieb, aber der benötigte Lösch mittelstrom ist kleiner als für einen zuverlässigen Betrieb des Wassermotors 2 erforderlich. Daher wird durch Öffnen des Abzweigungsventils 21 ein Teil des den Wassermotor 2 durchströmenden Löschwasserstroms zwecks Anlaufredu zierung in die Abzweigungsleitung 10 abgezweigt.
Entsprechend schließt die Steuerung das Abzweigungsventil 21 , sobald der Mo tordrehzahlmesser 22 eine Motordrehzahl feststellt, welche größer als Umin ist. Dann läuft der Wassermotor 2 in einem Drehzahlbereich, in dem sein zuverläs siger Betrieb gewährleistet ist. Eine Anlaufreduzierung ist somit nicht notwendig, und die Abzweigung kann durch Schließen des Abzweigungsventils 21 abge schaltet werden.
Bezugszeichenliste
1 Zumischsystem
2 Wassermotor 3 Eingang des Wassermotors
4 Ausgang des Wassermotors
5 Abtriebswelle des Wassermotors
6 Zumischpumpe
7 Eingang der Zumischpumpe 8 Ausgang der Zumischpumpe
9 Antriebswelle der Zumischpumpe
10 Zumischleitung
11 motorseitiges Ende der Zumischleitung
12 ausgabeseitiges Ende der Zumischleitung 13 Löschmitteladditivleitung
14 pumpenseitiges Ende der Löschmitteladditivleitung
15 zumischleitungsseitiges Ende der Löschmitteladditivleitung
16 Zumischstelle
17 Abzweigungsleitung 18 zumischleitungsseitiges Ende der Abzweigungsleitung
19 auslassseitiges Ende der Abzweigungsleitung
20 Abzweigungsstelle
21 Abzweigungsventil
22 Motordrehzahlmesser 23 Löschwassertank
24 Löschmitteladditivtank
25 Kupplung
26 Blende
27 Löschwasserpumpe 28 Kupplung der Löschwasserpumpe
29 Motor der Löschwasserpumpe
30 Absperrventil 31 Absperrventil
32 Filter
33 Rückschlagklappe
34 3-Wege-Kugelhahn "Zumischen/Rückführen" 35 Rückführleitung
36 Löschmitteladditivmessbehälter
37 Gegendruckventil
38 Schwimmer
39 Absperrhahn 40 Absperrhahn
41 Rückschlagklappe
42 Schwimmer
43 Rückschlagklappe
44 3-Wege-Kugelhahn "Spülen/Ansaugen" 45 Druckmesser
46 Druckmesser
47 Schwimmer
48 Schieber
49 Schieber 50 Druckminderer
51 Entlüftungsventil
52 Entlastungsventil

Claims

Patentansprüche
Zumischsystem (1) für Feuerlöschanlagen zur Erzeugung eines Lösch- mittel-Löschmitteladditiv-Gemischs (Premix) durch Zumischen eines Löschmitteladditivs, insbesondere eines Schaummittels, zu einem Löschmittel, insbesondere Wasser, mit
- einem von einem Löschmittelstrom antreibbaren Motor
(2), insbeson dere einem Wassermotor, mit einem Eingang
(3) zur Zuleitung des Löschmittels zu dem Motor (2), insbesondere aus einem Löschmittel tank (23) oder aus einer Löschmittelversorgungsleitung, einem Aus gang (4) zur Abführung des Löschmittels von dem Motor (2) und einer von dem Motor (2) antreibbaren Abtriebswelle (5),
- einer Zumischpumpe (6) zum Fördern des Löschmitteladditivs, insbe sondere einer Kolbenpumpe, mit einer Antriebswelle (9), welche mit der Abtriebswelle (5) des Motors (2) gekoppelt ist, einem Eingang (7) zur Bereitstellung des Löschmitteladditivs, insbesondere aus einem Löschmitteladditivtank (24) oder aus einer Löschmitteladditivversor gungsleitung, und einem Ausgang (8) zur Abführung des Löschmittel additivs,
- einer Zumischleitung (10) mit einem ersten, motorseitigen Ende (11 ) und einem zweiten, ausgabeseitigen Ende (12), wobei das motorseiti ge Ende (11) mit dem Ausgang (4) des Motors (2) fluidleitend verbun den ist,
- einer Löschmitteladditivleitung (13) mit einem ersten, pumpenseitigen Ende (14) und einem zweiten, zumischleitungsseitigen Ende (15), wobei das pumpenseitige Ende (14) mit dem Ausgang (8) der Zu mischpumpe (6) und das zumischleitungsseitige Ende (15) mit der Zumischleitung (10) an einer Zumischstelle (16), welche von dem mo torseitigen Ende (11) der Zumischleitung (10) verschieden ist, fluidlei tend verbunden ist,
- einer Abzweigungsleitung (17) mit einem ersten, zumischleitungssei- tigen Ende (18) und einem zweiten, auslassseitigen Ende (19), wobei das zumischleitungsseitige Ende (18) mit der Zumischleitung (10) an einer Abzweigungsstelle (20), welche zwischen dem motorseitigen Ende (11) der Zumischleitung (10) und der Zumischstelle (16) liegt, fluidleitend verbunden ist, und
- einem Abzweigungsventil (21), welches in der Abzweigungsleitung (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zumischsystem (1) weiterhin einen Motordrehzahlmesser (22) und eine Steuerung aufweist und dass die Steuerung dazu eingerichtet ist, das Abzweigungsventil (21) in Abhängigkeit der von dem Motordreh zahlmesser (22) gemessenen Motordrehzahl vollständig oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen.
Zumischsystem (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu eingerichtet ist, das Abzweigungsventil (21) vollstän dig zu öffnen, wenn das Abzweigungsventil (21) geschlossen ist und die Motordrehzahl größer als Null ist und unterhalb einer ersten vorgegebe nen Drehzahl (Umin) liegt.
Zumischsystem (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der ersten vorgegebenen Drehzahl (Umin) die Motordrehzahl im Wesentlichen proportional zur Durchflussmenge des den Motor (2) an treibenden Löschmittelstromes ist.
4. Zumischsystem (1) gemäß mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu eingerich tet ist, das Abzweigungsventil (21) vollständig zu schließen, wenn das Abzweigungsventil (21) geöffnet ist und die Motordrehzahl oberhalb einer zweiten vorgegebenen Drehzahl (Umin) liegt.
5. Zumischsystem (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der zweiten vorgegebenen Drehzahl (Umin) die Motordrehzahl im Wesentlichen proportional zur Durchflussmenge des den Motor (2) an treibenden Löschmittelstromes ist.
6. Zumischsystem (1) gemäß mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu eingerich- tet ist, das Abzweigungsventil (21) in Abhängigkeit der gemessenen Mo tordrehzahl teilweise so weit zu öffnen und/oder zu schließen, dass die Summe aus der Durchflussmenge des Löschmittelstromes in der Ab zweigungsleitung (17) und des Löschmittelstromes am ausgabeseitigen Ende (12) der Zumischleitung (10) im Wesentlichen der Durchflussmenge eines Löschmittelstromes entspricht, der den Motor (2) mit einer dritten vorgegebenen Drehzahl (Umin) antreibt.
7. Zumischsystem (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der dritten vorgegebenen Drehzahl (Umin) die Motordrehzahl im Wesentlichen proportional zur Durchflussmenge des den Motor (2) an treibenden Löschmittelstromes ist.
8. Zumischsystem (1) gemäß mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Löschmittelstrom am aus- lassseitigen Ende (19) der Abzweigungsleitung (17) in die Umgebung des
Zumischsystems (1) abführbar ist. Verfahren zum Betrieb eines Zumischsystems (1) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten:
- Zuleiten eines Löschmittelstroms zum Eingang (3) des Motors (2),
- Antreiben des Motors (2) durch den Löschmittelstrom,
- Antreiben der Abtriebswelle (5) des Motors (2) durch den Motor (2),
- Abführen des Löschmittels vom Ausgang (4) des Motors (2) in die Zumischleitung (10),
- Abzweigen eines T eils des Löschmittels an der Abzweigungsstelle (20) aus der Zumischleitung (10) in die Abzweigungsleitung (17), falls das Abzweigungsventil (21) vollständig oder teilweise geöffnet ist,
- Auslassen des abgezweigten Teils des Löschmittels am auslassseiti gen Ende (19) der Abzweigungsleitung (17),
- Antreiben der Antriebswelle (9) der Zumischpumpe (6) durch die Ab triebswelle (5) des Motors (2),
- Antreiben der Zumischpumpe (6) durch deren Antriebswelle (9),
- Bereitstellen des Löschmitteladditivs am Eingang (7) der Zumisch pumpe (6),
- Fördern des Löschmitteladditivs durch die Zumischpumpe (6),
- Abführen des Löschmitteladditivs vom Ausgang (8) der Zumischpum pe (6) in die Löschmitteladditivleitung (13),
- Zumischen des Löschmitteladditivs zu dem Löschmittel in der Zu mischleitung (10) an der Zumischstelle (16),
- Ausgeben des Löschmittel-Löschmitteladditiv-Gemischs (Premix) am ausgabeseitigen Ende (12) der Zumischleitung (10),
- Messen der Motordrehzahl durch den Motordrehzahlmesser (22),
- vollständiges oder teilweises Öffnen und/oder Schließen des Abzwei gungsventils (21) durch die Steuerung in Abhängigkeit der gemesse nen Motordrehzahl.
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