Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sprenglöschen von Bränden, mit zwei nebeneinander und quer zur Bedrohungsrichtung angeordneten flexiblen, an beiden Enden verschließbaren Schläuchen, die mit einem ersten und einem zweiten Löschmittel gefüllt sind, und mit je einem Sprengmittel in oder an den Schläuchen, durch dessen Zündung jeweils ein Impuls erzeugt und das Löschmittel zu einem Nebel zerstäubt und in den Brand gebracht wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Sprenglöschen von Bränden mit der beschriebenen Vorrichtung.

Sowohl eine derartige Vorrichtung als auch ein solches Verfahren zum Sprenglöschen von Bränden ist beispielsweise aus der DE 195 00 477 C1 bekannt. Das Prinzip des Sprenglöschens beruht darauf, daß bei der Detonation des Sprengmittels innerhalb oder in Nachbarschaft eines homogenen Mediums in Form eines Löschmittels ein sehr großer Druck aufgebaut wird, wodurch beispielsweise durch das Wasser im Schlauch ein Verdichtungsstoß läuft, der ihm einen enormen Impuls verleiht, es in feinste Partikel zerstäubt und vom Zentrum der Sprengladung symmetrisch in die Umgebung schleudert. Der Vorteil der Zerstäubung eines vorzugsweise wässrigen Löschmittels besteht in der sehr großen wirksamen Löschmitteloberfläche im Verhältnis zur eingesetzten Löschmittelmenge.

Die Nachteile der aus der DE 195 00 477 C1 bekannten Vorrichtung und des entsprechenden Verfahrens liegen in der nicht zufriedenstellenden Verteilung des Löschmittels in der Umgebung des Sprengschlauches bei der Detonation der Sprengladung. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß sich das Löschmittel beim Einsatz eines einzelnen Sprengschlauches in etwa gleichmäßig auf eine Vertikalkeule und eine linke und eine rechte Horizontalkeule verteilt, wobei in einem Winkel von 45° zur Bodenoberfläche nahezu keine Löschmittelabgabe erfolgte. Die Abgabe von Löschmittel in einem 45°-Winkel ist aber zum Erzielen einer effektiven Wurfweite und einer optimalen Flächenabdeckung erstrebenswert.

An dem Nachteil einer mangelhaften Sprühcharakteristik im 45°-Winkel zur Bodenoberfläche ändert sich auch durch die Verwendung von zwei parallel nebeneinander angeordneten Sprengschläuchen nichts. Lediglich die Höhe und das Volumen der Vertikalkeule wurden deutlich gesteigert.

An dieser Problemstellung setzt die vorliegende Erfindung an, als deren Aufgabe es angesehen wurde, sowohl die eingangs genannte und aus der DE 195 00 477 C1 bekannte Vorrichtung zum Sprenglöschen von Bränden als auch das entsprechende Verfahren derart weiterzubilden, daß eine in Bedrohungsrichtung gerichtete konzentrierte Löschmittelabgabe mit zufriedenstellender Raumdurchdringung und Flächenabdeckung möglich wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Vorrichtung zum Sprenglöschen von Bränden der eingangs genannten Art erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß der Impuls des von der Gefahrenstelle abgewandten ersten Schlauches wenigstens doppelt so groß ist, wie der Impuls des der Gefahrenstelle zugewandten zweiten Schlauches.

Unter dem Impuls eines Körpers versteht man bekanntlich das Produkt aus seiner Masse und seiner Geschwindigkeit. Ferner bezeichnet die Dichte das Verhältnis der Masse eines Körpers zu seinem Volumen. Somit ist der Impuls, der dem Löschmittel durch die Sprengung gegeben wird, abhängig vom Volumen und der Dichte des Löschmittels und von der Größe der Sprengladung, welche für die Geschwindigkeit der Löschmittelteilchen sorgt. Die Ausrichtung des Löschmittelauswurfs zur Gefahrenstelle hin sowie die angestrebte Wurfcharakteristik wird somit dadurch erzielt, daß das Produkt aus der Masse und der Geschwindigkeit des Löschmittels des ersten Sprengschlauches, der von der Gefahrenstelle aus betrachtet hinter dem zweiten Sprengschlauch liegt, einen größeren Impuls auf das Löschmittel des zweiten Schlauches abgibt, als dieses durch die eigene Sprengladung erhalten hat, was im Resultat zu einer Umlenkung der Hauptmasse des Löschmittels in die Bedrohungsrichtung durch Impulsüberlagerung führt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein an die erfindungsgemäße Vorrichtung angepaßtes Verfahren gelöst, bei dem es wesentlich ist, daß die Sprengmittel des ersten und des zweiten Schlauches gleichzeitig gezündet werden, um die vorstehend beschriebene Impulsüberlagerung zu erreichen.

Sowohl die erfindungsgemäße Vorrichtung als auch das Verfahren weisen eine Reihe von Vorteilen auf, welche die Effektivität beim Sprenglöschen von Bränden nochmals erheblich steigern. Zum einen liegt ein Vorteil in dem zielgerichteten Auswerfen des Löschmittels selbst, womit eine effektivere Ausnutzung des eingesetzten Löschmittels erfolgen kann. Bei der bekannten Vorrichtung und dem entsprechenden Verfahren wird das Löschmittel unvorteilhafterweise symmetrisch zu beiden Seiten des bzw. der Sprengschläuche abgegeben, und darüber hinaus sind die Horizontalkeulen des Löschmittels dermaßen flach über der Bodenoberfläche angeordnet, daß die Effektivität des Löschmitteleinsatzes sehr unzufriedenstellend ist. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird das Löschmittel asymmetrisch in Richtung auf die Gefahrenstelle abgegeben und zwar in einem optimalen Winkel zur Bodenoberfläche, so daß auch eine optimale Verteilung und Wurfweite des Löschmittels erzielt wird. Ferner kann als weiterer Vorteil durch Wahl eines größeren und eines kleineren Sprengschlauches erreicht werden, daß die nicht in Richtung der Gefahrenstelle abgegebene Löschmittelmenge gering gehalten wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben, und zum erfindungsgemäßen Verfahren in den Ansprüchen 7 und 8.

Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß die Verhältniszahl λ, die das Verhältnis des Impulses I₁ des ersten Schlauches zum Impuls I₂ des zweiten Schlauches angibt und durch die Formel$$\frac{{\text{I}}_{\text{1}}}{{\text{I}}_{\text{2}}}\text{= λ =}\frac{{\text{(d}}_{\text{1}}\sqrt{{\text{q}}_{\text{1}}{\text{· ρ}}_{\text{1}}}\text{)}}{{\text{(d}}_{\text{2}}\sqrt{{\text{q}}_{\text{2}}{\text{· ρ}}_{\text{2}}}\text{)}}$$ dargestellt werden kann (d = Schlauchdurchmesser, q = Sprengmittelmenge, ρ = Löschmitteldichte), mindestens gleich 2 sein muß, um eine zufriedenstellende Richtungswirkung zu erzielen. Insofern sieht eine erste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß der vom ersten Schlauch ausgehende Impuls I₁ wenigstens etwa doppelt so groß ist, wie der vom zweiten Schlauch ausgehende Impuls I₂.

Es wurde vorstehend bereits erläutert, daß der an das Löschmittel durch die Sprengung der Sprengladung abgegebene Impuls in bezug auf die vorliegende Erfindung im wesentlichen eine Funktion des Durchmessers des Schlauches ist, in welchem das Löschmittel aufgenommen ist, ferner der Dichte ρ des Löschmittels, und schließlich der Größe der Sprengladung, ausgedrückt durch die Sprengmittelmenge q. Da beispielsweise Sprengschnüre, wie sie vorliegend vorzugsweise zur Anwendung kommen, in Deutschland nur in handelsüblichen Größen von zwölf, zwanzig, vierzig oder hundert g/m erhältlich sind, ergibt sich zur Optimierung des Löschmitteleinsatzes die Notwendigkeit, die Durchmesser der eingesetzten Schläuche, die Größe der Sprengladung und die Art des eingesetzten Löschmittels aufeinander abzustimmen. Das Löschmittel kann nämlich beispielsweise aus reinem Wasser mit der bekannten Dichte 1 bestehen, oder aus einem vorgeschäumten Löschmittel mit einer wesentlich geringeren Dichte.

Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse bewirkt eine Weiterbildung der Vorrichtung zum Sprenglöschen von Bränden mit einem ersten Sprengschlauch mit einem ersten Durchmesser und einem ersten Löschmittel mit einer ersten Dichte, und mit einem zweiten Sprengschlauch mit einem zweiten Durchmesser und einem zweiten Löschmittel mit einer zweiten Dichte die gewünschte Richtungscharakteristik des Löschmittelauswurfs dadurch, daß sich die Sprengmittelmenge, der Durchmesser und die Löschmitteldichte des von der Gefahrenstelle abgewandten ersten Schlauches zur Sprengmittelmenge, zum Durchmesser und zur Löschmitteldichte des der Gefahrenstelle zugewandten zweiten Schlauches entsprechend der Formel$$\frac{{\text{q}}_{\text{1}}}{{\text{q}}_{\text{2}}}\text{≈ 4 · (}\frac{{\text{d}}_{\text{2}}}{{\text{d}}_{\text{1}}}{\text{)}}^{\text{2}}\text{·}\frac{{\text{ρ}}_{\text{2}}}{{\text{ρ}}_{\text{1}}}$$ verhalten. Im Ergebnis läßt diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beliebige Größenkombinationen der beiden Sprengschläuche bei bestimmten Löschmittelzusammensetzungen zu, für die gemäß der angegebenen Formel jeweils in guter Annäherung die erforderlichen Sprengmittelmengen berechnet werden können. Anders herum lassen sich bei der Verwendung von Sprengschnüren in handelsüblichen diskreten Größen, also bei vorgegebener Sprengmittelmenge, die entsprechenden Schlauchdurchmesser unter Berücksichtigung der Löschmittelzusammensetzung bestimmen. Schließlich ist es mit dieser Weiterbildung möglich, anstelle reinen Wassers ein vorgeschäumtes Löschmittel in einen Sprengschlauch zu füllen, wodurch der Wasserbedarf stark verringert werden kann. Das ist insbesondere an unzugänglichen Stellen, beispielsweise bei Waldbränden, von großem Vorteil.

Vorzugsweise besitzt der der Gefahrenstelle zugewandte zweite Schlauch einen größeren Durchmesser, als der von der Gefahrenstelle abgewandte erste Schlauch. Diese Weiterbildung hat zum Hintergrund, daß der zweite Schlauch, der sich näher an dem potentiellen oder bestehenden Brandherd befindet, überwiegend als Löschmittellieferant fungiert, während der andere (erste) Schlauch im wesentlichen als Impulsgeber wirkt.

Es hat sich ferner experimentell gezeigt, daß es ausreicht, wenn der der Gefahrenstelle zugewandte zweite Schlauch, der vorwiegend als Löschmittellieferant wirkt, mit einer kleineren Sprengschnur versehen wird, die im wesentlichen nur die Aufgabe hat, den zweiten Sprengschlauch gleichzeitig mit der Zündung der Sprengschnur des ersten Schlauchs aufzureißen. Insofern sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Sprengmittelmenge des ersten Schlauches größer ist, als die Sprengmittelmenge des zweiten Schlauches.

Besonders bevorzugterweise ist das erste Löschmittel in dem ersten Schlauch Wasser, und das zweite Löschmittel in dem zweiten Schlauch ein Gemisch aus Wasser und einem Löschmittelzusatz, so daß die Umweltbelastung und die Kosten durch den Löschmittelzusatz so gering wie möglich gehalten werden können. Der Löschmittelzusatz kann beispielsweise ein reiner Schaumbildner oder ein sogeannter "Retarder" sein. Unter einem Retarder versteht man entweder Salze, welche in die Poren des brennenden Materials eindringen und daher dessen Ausgasung verhindern, oder aber andickende Gele, welche sich in Art eines Schutzmantels auf das brennende Material legen und somit das Feuer zum ersticken bringen.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nach dem der von dem ersten Schlauch ausgehende Impuls größer sein muß, als der von der zweiten Schlauch ausgehende Impuls, ist wiederum vorgesehen, daß die den Impuls im wesentlichen bestimmenden Größen, nämlich die Sprengmittelmenge, der Durchmesser und die Löschmitteldichte der Sprengschläuche, nach der eingangs genannten Formel$$\frac{{\text{q}}_{\text{1}}}{{\text{q}}_{\text{2}}}\text{≈ 4 · (}\frac{{\text{d}}_{\text{2}}}{{\text{d}}_{\text{1}}}{\text{)}}^{\text{2}}\text{·}\frac{{\text{ρ}}_{\text{2}}}{{\text{ρ}}_{\text{1}}}$$ dimensioniert werden, und daß die Sprengmittel des ersten und des zweiten Schlauches (1, 2) gleichzeitig gezündet werden.

Zur Verwendung der Löschvorrichtung oder der Anwendung des Verfahrens zum präventiven Brandschutz an stationären Anlagen ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Zündung der Sprengmittel aufgrund eines Signals einer Vorrichtung zur Brandfrühesterkennung erfolgt. Hierbei sind unter dem Begriff "stationäre Anlagen" beispielsweise Öl- oder Gastanks, Raffinerien, Öl-Bohr- oder -Förderanlagen, Lagerräume, Flugplatz-Start- und -Landebahnen oder Flugzeug-Parkbereiche zu verstehen, ohne daß diese Aufzählung abschließend ist. Eine Vorrichtung zur Brandfrühesterkennung beinhaltet einen Sensor, mit dem das Vorhandensein einer Brandkenngröße wie Rauch oder dergleichen bereits im frühesten Stadium der Entstehung eines Brandes erkannt wird und zur Auslösung eines Alarms führt.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie das entsprechende Verfahren anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung des Sprengbilds mit einem Einzelschlauch gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2

eine schematische Darstellung des Sprengbilds zweier nebeneinander liegender Sprengschläuche gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 3

eine schematische Darstellung zweier Sprengschläuche zur Erläuterung des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig. 4

eine schematische Darstellung zweier Schläuche mit unterschiedlichen Durchmessern zur Erläuterung des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels; und

Fig. 5

eine schematische Darstellung des Sprengbilds gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch die Sprengbilder beim Einsatz eines einzelnen Sprengschlauches 1 und von zwei parallel nebeneinander angeordneten Sprengschläuchen 1, 2 entsprechend dem Stand der Technik. Beiden Sprengbildern ist gemeinsam, daß die Verteilung des Löschmittels symmetrisch zu beiden Seiten des bzw. der Sprengschläuche erfolgt. Es wird jeweils eine Vertikalkeule 6 und eine linke Horizontalkeule 7 und eine rechte Horizontalkeule 8 gebildet. Die Horizontalkeulen 7, 8 sind dabei flach über dem Boden 9 angeordnet. Deutlich erkennbar ist, daß in beiden Sprengbildern keine Löschmittelabgabe im 45°-Winkel zum Boden 9 erfolgt. Der einzige Unterschied zwischen den Sprengbildern der Fig. 1 und der Fig. 2 besteht darin, daß die Vertikalkeule 6 bei der Verwendung von zwei Sprengschläuchen 1, 2 wesentlich höher und großvolumiger ist, als bei der Verwendung eines einzelnen Schlauches gemäß Fig. 1.

Der in beiden Sprengbildern erkennbar fehlende Löschmittelauswurf im 45°-Winkel zum Boden 9 und die geringe Ausbreitung der Horizontalkeulen 7, 8 haben einen uneffektiven und nicht zufriedenstellenden Löschmitteleinsatz zufolge. Für einen flächendeckenden und weiten Löschmittelauswurf in Bedrohungsrichtung 5 ist eine Umlenkung der Hauptmasse des Löschmittels im Winkel von 45° zum Boden 9 erstrebenswert.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zweier gleicher parallel und nebeneinander angeordneter Sprengschläuche 1, 2. Die Schläuche sind mit einem Löschmittel gefüllt und an beiden Enden verschlossen. In jedem Schlauch 1, 2 ist ein Sprengmittel 3, 4 in Form einer flexiblen Sprengschnur angeordnet. Die Sprengschnüre sind in hier nicht dargestellter Weise an eine Zündvorrichtung angeschlossen, mit der die Zündung der Sprengladung erfolgt, wodurch das Löschmittel zu einem Nebel zerstäubt und in den Brand gebracht wird. Um einen gerichteten Löschmittelauswurf bei der Detonation der Sprengmittel zu erreichen, ist bei dieser ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß die Sprengmittelmenge q₁ des von der Gefahrenstelle abgewandten ersten Schlauches 1 größer ist, als die Sprengmittelmenge q₂ des der Gefahrenstelle zugewandten zweiten Schlauches 2 (in bezug auf die Fig. 3 und 4 befindet sich die Gefahrenstelle rechts). Dadurch geht von dem ersten Schlauch ein größerer Impuls aus, als von dem zweiten Schlauch, was bei der durch die Sprengung beider Schläuche hervorgerufenen Impulsüberlagerung zu der gewünschten Richtungsgebung führt.

Fig. 4 zeigt eine ähnliche schematische Darstellung zweier Sprengschläuche 1, 2 wie in Fig. 3, wobei hier der Sprengschlauch 1 zur Erläuterung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung einen geringeren Durchmesser als der Sprengschlauch 2 aufweist. Ferner ist in dem Schlauch 1 ein erstes Löschmittel in Form von reinem Wasser enthalten, während im Schlauch 2 ein zweites Löschmittel in Form eines vorgeschäumten Gemisches aus Wasser, und einem Löschmittelzusatz enthalten ist. Auch hier sind beide Schläuche 1,2 mit je einer flexiblen Sprengschnur 3, 4 bestückt, die sich durch die gesamte Länge der Sprengschläuche 1, 2 erstrecken. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, d.h. also bei Sprengschläuchen mit unterschiedlichen Durchmessern (d₁ ≠ d₂) verhalten sich die Sprengmittelmenge q₁, der Durchmesser d₁ und die Löschmitteldichte ρ₁ des von der Gefahrenstelle (in Fig. 4 rechts) abgewandten ersten Schlauches 1 zur Sprengmittelmenge q₂, zum Durchmesser d₂ und zur Löschmitteldichte ρ₂ des der Gefahrenstelle zugewandten zweiten Schlauches 2 entsprechend der Formel$$\frac{{\text{q}}_{\text{1}}}{{\text{q}}_{\text{2}}}\text{≈ 4 · (}\frac{{\text{d}}_{\text{2}}}{{\text{d}}_{\text{1}}}{\text{)}}^{\text{2}}\text{·}\frac{{\text{ρ}}_{\text{2}}}{{\text{ρ}}_{\text{1}}}$$

Mit dieser Formel lassen sich in guter Annäherung die Verhältnisse Sprengladung/Schlauchdurchmesser/ Löschmitteldichte für den Einsatz von zwei parallel nebeneinander angeordneten Sprengschläuchen 1,2 mit dem Ziel berechnen, einen gerichteten Auswurf des Löschmittels bei der Detonation der Sprengmittel zu erreichen. Als ein Beispiel für die Konfiguration der Sprengschläuche 1, 2 nach der vorstehend genannten Formel seien folgende Richtwerte genannt:$${\text{d}}_{\text{1}}\text{= 14 cm;}$$$${\text{q}}_{\text{1}}\text{= 100 g/m;}$$$${\text{d}}_{\text{2}}\text{= 18 cm;}$$$${\text{q}}_{\text{2}}\text{= 12 g/m.}$$

Bei diesen beispielhaften Werten wird ein auf die Gefahrenstelle fokussierter Löschmittelauswurf erreicht, sofern der Schlauch 1 derjenige ist, welcher von der Gefahrenstelle abgewandt ist, und der Schlauch 2 derjenige, welche der Gefahrenstelle zugewandt ist.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Sprengbildes, wie es mit der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform erzielbar ist. In diesem Beispiel weist der von der Gefahrenstelle abgewandte erste Schlauch 1 einen geringeren Durchmesser auf, als der der Gefahrenstelle zugewandte zweite Schlauch 2. Entsprechend der vorstehend genannten Formel ist der Schlauch 1 dafür aber mit einer wesentlich größeren Sprengladung bestückt. Das Ergebnis im Sprengbild ist eine stark vergrößerte, nach rechts entgegen die Bedrohungsrichtung 5 gerichtete Löschmittelkeule 8, die durch eine Impulsüberlagerung des aus beiden Sprengschläuchen 1, 2 herausgeschleuderten Löschmittels erzeugt wird. Die Löschmittelkeule 8 ist eine Vermischung aus der Vertikalkeule 6 und der reinen Horizontalkeule 8 gemäß Fig. 2 und wirft die Hauptmasse des Löschmittels zur rechten Seite entgegen die Bedrohungsrichtung 5 aus. Im Vergleich dazu ist die linke Horizontalkeule 7 klein geblieben, was ebenfalls auf einen sehr zielgerichteten und effektiven Löschmitteleinsatz hinweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun nochmals anhand der Fig. 5 erläutert.

Die beiden flexiblen, an beiden Enden verschließbaren Schläuche 1, 2, von denen der Schlauch 1 einen ersten Durchmesser d₁ aufweist, und der zweite Schlauch 2 einen zweiten Durchmesser d₂, werden quer zur Bedrohungsrichtung und parallel zueinander vor einer Gefahrenstelle ausgelegt, von der eine Brandbedrohung in Richtung des Pfeils 5 ausgeht. Sodann werden die Schläuche 1, 2 jeweils mit einer flexiblen Sprengschnur 3, 4 bestückt und jeweils mit einem Löschmittel befüllt und an ihren Enden geschlossen. Die Sprengschnüre 3, 4 werden in hier nicht dargestellter Weise an eine Zündvorrichtung angeschlossen. Durch die Detonation der Sprengschnüre 3, 4 werden die in den Schläuchen 1, 2 enthaltenen Löschmittel zu einem Nebel zerstäubt und in den Brand gebracht. Durch Erzeugung unterschiedlich großer Impulse in den beiden Schläuchen 1, 2 wird ein zielgerichteter Auswurf des Löschmittels erreicht. In dem in Fig. 5 dargestellten Sprengbild war der kleinere Schlauch 1 mit einer größeren Sprengmittelmenge bestückt, als der größere Schlauch 2. Schließlich wurden die Sprengschnüre des ersten und des zweiten Schlauches 1, 2 gleichzeitig gezündet, so daß eine Impulsüberlagerung erfolgte.