CN102395433A - 实验室通风柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验室通风柜(100)，其包括用于开启和封闭通风柜内腔的与实验室壳体(60)能够移动地连接的前滑盖(30)，其中，在所述前滑盖(30)和所述实验室壳体(60)的侧柱(10)之间设有空气通道(70)，所述空气通道构成为用于在所述通风柜内腔中产生附壁射流。

Description

实验室通风柜

技术领域

本发明涉及一种实验室通风柜。

背景技术

实验室通风柜是实验室的重要组成部分。所有实验室工作必须在实验室通风柜中进行，以保护实验人员，在所述实验室工作中以危险的量和浓度使用气体、蒸汽、悬浮物或液体。

过去，所谓的排气体积流量被视为说明实验室通风柜的安全性或有效性的参数。与所述定义相反，随着在1991年DIN(德国工业标准)12924第一部分的引入，实验室通风柜的有效性通过用于溢出的测试气体的临界值来确定。所述临界值说明了实验室通风柜的所谓的溢出安全性。尽管所述DIN 12924第一部分在此期间通过欧洲标准DINEN 14175替代，在实验室通风柜的领域上的多个创新涉及能量效率的优化，借助所述优化，实验室通风柜能够在遵循溢出安全性标准的同时进行工作。能量效率很大程度上通过最小排气体积流量来确定。因此通过降低最小排气体积流量获得显著的能量节省。

为了降低最小排气体积流量，研发所谓的辅助射流技术。在辅助射流技术中使用构成为翼形状的型材，所述型材设置在侧柱上、通风柜桌板的前边缘上以及前滑盖的下边缘上。在压力作用下入流空气被附加地引导通过构成为空心型材的侧柱和前边缘，然后，所述入流空气在前滑盖部分地或者全部地打开时从狭缝形的孔吹到通风柜内腔中。

在从狭缝形的孔流出后，所述入流空气沿着通风柜的内腔的底面和侧向壁面扫过，以便避免在壁面和底面的区域中积聚有毒的气体、蒸汽或悬浮物。所述附壁射流和底射流确保了在壁面和底面区域中的不等于零的流动速度，因此大大减少了壁摩擦作用。

通过所述辅助射流能够在部分地或全部开启前滑盖时明显降低最小排气量，在所述最小排气量的情况下实验室通风柜的溢出安全性仍满足标准化的规定。同样地，所述辅助射流防止了危险的回流区域，因为在壁面和底面的区域中，特别是在轮廓改变的区域中不存在流动中断。在DE 101 46 000 A1中说明了一种配备有辅助射流技术的实验室通风柜的示例。

即使在不具有辅助射流技术的实验室通风柜中，也就是说，在不具有流动优化的实验室通风柜中，也能够通过安装所谓的根据需要的空气量调节器达到最小排气体积流量的降低。因为前滑盖通常非气密地封闭所述实验室通风柜，所以所述实验室通风柜在前滑盖关闭时仅具有通向实验室的小的孔，以至于仅需要相对低的最小排气体积流量，以便确保标准化的溢出安全性。所述根据需要的空气量调节器依据前滑盖的位置调节所需要的最小排气体积流量，因此，即使在不具有辅助射流技术的实验室通风柜中也能够实现进一步的能量节省。

在GB 2 331 358 A1、DE 103 38 284 B4、DE 295 00 607 U1和EP 1977 837 A1中说明了其它的实验室通风柜。在GB 2 331 358 A1中说明的通风柜具有设置在它的前侧上的空气狭缝，通过所述空气狭缝，室内空气被吸入实验室通风柜的工作腔中。所述附加地吸入的室内空气提供废气在通风柜的工作腔中的均匀的速度分布。在DE 103 38 284 B4中说明的通风柜的侧柱具有容纳所述工作腔的侧壁的型材元件，所述型材元件在前侧与前滑盖的导向机构隔开一定间隔。室内空气通过由所述距离形成的狭缝被吸入工作腔中。由于狭缝的几何结构，室内空气垂直于侧壁以自由射流的方式流出到工作腔中。在DE 295 00 607 U1中说明了一种移动式实验室通风柜，所述移动式实验室通风柜为了教学目的在所有侧面上是可见的。所述实验室通风柜具有前滑盖和侧滑盖。在侧滑盖的已关闭的状态下，室内空气能够通过在侧滑盖和工作台之间的间隙渗入通风柜的工作腔中。在EP 1 977 837 A1中说明的通风柜在前滑盖的下边缘上具有空心型材。所述空心型材设有通道，以至于室内空气能够通过所述空心型材被吸入通风柜的工作腔中。

发明内容

本发明的目的是，提供一种实验室通风柜，在所述实验室通风柜中进一步改善了能量效率。本发明的目的特别是，提供一种实验室通风柜，所述实验室通风柜在不具有辅助射流技术的情况下也能够在遵循标准化的溢出安全性的同时以降低的最小排气体积流量工作。

所述目的通过具有权利要求1的特征组合的实验室通风柜得以实现。

本发明的优选的实施形式是从属权利要求2到9的主题。

根据本发明，实验室通风柜包括用于开启和关闭通风柜内腔的与实验室壳体可移动地连接的前滑盖。在前滑盖和实验室壳体的侧柱之间设有空气通道，所述空气通道构成为用于在通风柜内腔中产生附壁射流。通过空气通道，即使在前滑盖已关闭时，空气也能够导入通风柜内腔中，以产生附壁射流，所述附壁射流降低壁摩擦作用，并且将有害物质向下且从通风柜内腔中排出。因此实现最小排气体积流量的降低，所述最小排气流量对实验室通风柜的能量平衡产生有利的影响。

空气通道的有利的效果不仅在配备有辅助射流技术的实验室通风柜中得以证明。即使在没有辅助射流吹入通风柜内腔的情况下，室内空气也能够由于废气的抽吸作用通过空气通道进入通风柜内腔中，并且沿着在通风柜内腔中的壁扫过导流板。因此，即使在不具有辅助射流技术的实验室通风柜中也降低最小排气体积流量。

此外，还获得涉及实验室通风柜的安全性的另一效果。因为前滑盖没有自然形成与通风柜壳体不透气地密封，所以室内空气在前滑盖关闭时，由于在通风柜内腔的废气抽吸作用以高的速度通常位于在上方和下方位于前滑盖上的剩余的孔流入通风柜内腔中。因此，不再提供在前滑盖关闭时在通风柜内腔中的均匀的流量分布。所产生的涡流和总体上未定向的流动导致游离的有害物质在通风柜内腔中的停留时间延长。这可能在烟或雾的情况下，导致通风柜内腔的通过实验人员的受限的能见度。此外，有害物质能够以提高的浓度积聚在通风柜内腔的前面的区域中，也就是说直接在前滑盖后面，并且伴随有有害物质在打开前滑盖时能够从通风柜内腔流出的危险。

设置在侧柱和前滑盖之间的根据本发明的空隙如下提高通风柜的安全性，入流气体环绕地分布在前滑盖上，但是特别是在通风柜内腔的侧壁的区域中变得均匀，这导致在滑盖关闭时阻止了在通风柜内腔中构成未定向和/或紊流的流体。因此防止了有害物质直接积聚在通风柜内腔中前滑盖的后面。因此，有力地降低了在随后打开前滑盖时有害物质的溢出危险。

因为通过空气通道或空隙在没有辅助射流的情况下也获得辅助射流效果，所以在前滑盖关闭时能够切断用于辅助射流的供气，因此获得进一步的气流节省。附加地，通过关掉将空气输送到辅助射流出口孔的风扇降低了实验室通风柜的噪音水平。

优选的是，空气通道构成为喷嘴形，因此更加强了前述效果。

此外优选的是，空气通道构成为，使得它的宽度沿水平的方向从通风室内腔朝向通风室外腔逐渐增加。

如本发明的一个优选的实施形式，空气通道的几何结构为，使得假定的、基本上直线地垂直于前滑盖的表面延伸的颗粒流或液体流不能够从通风柜内腔穿过而进入通风柜外腔中。所述几何结构确保了，尽管在前滑盖和通风扇侧柱之间存在空隙，但是仍保持实验室通风柜的主要功能，即保持喷溅保护和碎裂保护。重要的是，没有微粒和液体能够从通风室内腔到达通风室外腔中。通过所述优选的实施形式实现确保通风室的所述功能。

根据本发明的一个优选的实施形式，前滑盖的框架部件的竖直延伸的、朝向通风柜内腔的外边缘在垂直于前滑盖的表面的水平的方向上与侧柱的竖直地延伸的外边缘对齐。

前滑盖的框架部件的外边缘优选与侧柱的外边缘在框架部件的总长度上对齐。这两个边缘的对齐确保了在前滑盖的总高度上保证喷溅保护和碎裂保护。

侧柱的外边缘能够设置在侧柱的构成翼形状的入流面上。

此外，侧柱能够构成为具有第一室和第二室的框架型材，其中，第二室具有至少一个空气出口孔。在第一室和第二室之间能够设置有使通过所述室的空气通流节流的元件。通过使空气通流节流的元件，在节流元件的上游在框架型材中形成压力，因此在空气出口孔上的压力分布沿着框架型材变得均匀。因此确保了辅助空气或入流空气通过空气出口孔均匀地排出，这又提供在整个通风柜中，但是特别是在通风柜内腔中的壁面的区域中的均匀的体积流量分布。第一室形成一种类型的前室，在所述前室中产生压力垫，所述压力垫提供了在第二通风室中的均匀的压力分布，并且因此提供了均匀的排气。附加地通过节流元件提高了入流空气在框架型材的空腔中的停留时间。

优选的是，实验室通风柜设置有在工作台的区域中在前边缘上的辅助射流技术装置和在侧柱中的辅助射流技术装置。由于在前滑盖和侧柱之间设有的间隙，即使在前滑盖关闭时或水平滑动窗开启时，从侧柱型材中流出的辅助空气也能够流入通风柜内腔中，这对实验室通风柜的能量效率产生有利的影响。

附图说明

接着参考附图说明本发明的一个优选的实施形式。在附图中示出：

图1示出配备有辅助射流技术的实验室通风柜的立体的前视图；

图2示出通过在图1中示出的实验室通风柜的横截面视图，其中通过流体箭头标明在部分开启前滑盖的情况下本发明的效果；

图3示出框架型材的视图，所述框架型材用作具有辅助射流技术的实验室通风柜的侧柱；并且

图4示出在图3中示出的框架型材沿着剖面线D-D和前滑盖的横截面视图。

具体实施方式

在图1中的立体视图中示出的实验室通风柜100具有通风柜内腔，所述通风柜内腔在背侧通过导流板40，在侧面通过侧壁36，在前侧上通过可关闭的前滑盖30并且在顶侧上通过盖48限定。前滑盖30构成为多件式，使得多个可竖直滑动的窗元件在开启和关闭前滑盖30时同向伸缩地一个接一个地延伸。在前滑盖30的已关闭的位置上设置在最下面的窗元件在它的前边缘上具有翼型件32。此外，前滑盖30具有可水平移动的窗元件，所述窗元件在前滑盖30的已关闭的位置上也允许实验室工作人员接进通风柜内腔。

在这里还要指出的是，前滑盖30同样能够构成为两件式滑动窗，所述滑动窗的两个部分能够在竖直的方向上相反地运动。在这种情况下，相反的部分通过绳索或皮带和具有平衡前滑盖的质量的重量的导向辊耦联。

在导流板40和通风柜壳体60的背壁62(图2)之间存在通道，所述通道通向位于实验室通风柜的顶侧上的废气收集通道50。废气收集通道50与安装在建筑物侧的排气装置连接。

在通风柜内腔的工作台34的下方设置有家具38，所述家具用作用于不同的实验室器具的储藏室。

实验室通风柜的侧柱设置在入流侧上设有翼型件10。同样地，位于工作台34的区域中的或是所述工作台的一部分的前边缘在它的入流侧上设有翼型件20。翼型状的型材几何结构确保了在部分或完全开启前滑盖时室内空气低紊流地或无紊流地流入通风柜内腔中。如果前滑盖在翼型件的区域中具有空隙，那么在关闭前滑盖时也获得室内空气低紊流地或无紊流地流入通风柜内腔中的效果。

在图1中示出的实验室通风柜100视为是纯粹示例的，因为本发明能够应用在例如台式通风柜、低顶台式通风柜、低通风柜或可进入式通风柜的不同的形式的实验室通风柜上。同样地，所述通风柜满足在申请日生效的欧洲标准DIN EN 14175。此外，通风柜也能够满足例如对于美国有效的ASHRAE 110/1995的其它标准。

图2极度简化地示出流入的室内空气300、辅助空气200、400以及在通风柜内腔的内部和在导流板40和背壁62之间的通道中流向废气收集通道50的废气的流动路线。

导流板40在两侧与通风柜内腔的工作台34并且与壳体的背壁62间隔一定间隔，因此形成废气通道。此外，导流板40具有多个构成长形的孔42、44，废气能够通过所述长形的孔从通风柜内腔中抽出。在通风柜内腔中的盖48上设有其它的孔47、49，特别是轻的气体和蒸汽能够通过所述孔导向废气收集通道50。尽管在图1和图2中没有示出，但是导流板40能够与通风柜壳体的侧壁36隔开一定间隔。通过这样构成的废气间隙能够将废气通过导流板附加地导入废气通道中。

如在图2中示出，通过本发明，即使在部分地开启前滑盖30时，室内空气300也能够在前滑盖30的构成为翼型件32的下边缘的上方流入通风柜内腔中。这通过形成在前滑盖30和侧柱10之间的间隙70来实现，所述间隙的几何结构参见图4详细说明。

在导流板40上可见多个支架46，杆能够可拆卸地夹紧在所述支架中，所述杆用作用于在通风柜内腔中的实验装置的夹具。

在图3中示出侧柱框架型材10的视图，更确切地说，在左边的图中示出侧视图，并且在中间的图中示出立体视图。在右边的图中示出在中间的图中被圈出的区域的放大视图。

除了可沿竖直方向移动的前滑盖的导向件和确定前滑盖的完全开启的位置的止挡16外，形成侧柱的朝向前滑盖30的部段的框架型材10在底侧的端部部段中具有孔19，入流空气在压力作用下通过所述孔吹入框架型材10中。所述孔19通向在框架型材的总长度上延伸的第一室12(图4)，所述第一室与第二室13以流动的方式连接。第二室13同样在框架型材10的总长度上延伸，并且具有多个狭缝形的出口孔14，被吹入的入流空气以辅助射流400的形式通过所述出口孔吹出。

在这里要指出的是，这种类型的框架型材10设置在前滑盖30的两侧上，并且所述出口孔的形状不必须是狭缝形的，而是也可以是圆形、椭圆形或多边形的。同样可设想的是，设有仅一个出口孔，所述出口孔具有连续的狭缝的形状。

参见图4，在前滑盖30和框架型材10之间设有空气通道或间隙70，所述框架型材是实验室通风柜壳体60的侧柱的一部分。更确切地说，空气通道位于前滑盖的在图4中示出的左边的、倾斜延伸的外边缘和框架型材10的朝向前滑盖的部段之间，在所述空气通道中设有用于前滑盖30的导向件(底部的凸起部)。空气通道70的几何结构选择为，使得防止了颗粒或液体从通风柜内腔沿基本上垂直于在图4中位于前滑盖30的框架部件31的上侧上的平面的方向穿出。为了这个目的，沿竖直方向延伸的外边缘31a设置成与框架型材10的沿竖直方向延伸的外边缘15a对齐。

在图4中示出的示例中，空气通道70构成为喷嘴形或漏斗形，其中，所述空气通道的宽度从通风柜内腔朝向通风柜外腔(在图4中从上向下)逐渐增加。

空气通道70的几何结构可实现降低在通风柜内腔中壁摩擦作用，即通过在前滑盖30关闭和水平滑动窗开启时，——在图1中通过各个窗元件标明所述水平滑动窗——，从框架型材10的出口孔14中流出的辅助射流(在图4中借助于实线的箭头标明)以附壁射流的形式在通风柜内腔中向下运动，并且将有害物质向下且从通风柜内腔中排出。此外，在前滑盖30的框架部件31和通风柜柱的框架型材10之间的喷嘴形的溢流孔70确保了足够的喷溅保护和碎裂保护。

不仅在配备有辅助射流技术的实验室通风柜中证明了喷嘴形的空气通道70的有利的效果。即使在没有辅助射流通过框架型材10排出的情况下，室内空气(在图4中借助于虚线的箭头标明)由于废气的抽吸作用能够通过空气通道70进入通风柜内腔中，并且沿着在通风柜内腔中的壁扫过导流板。因此，即使在不具有辅助射流技术的实验室通风柜中，在遵循标准化的溢出安全性的同时降低了最小排气体积流量，这又对实验室通风柜的能量效率起到有利的影响。

此外仍获得另一涉及实验室通风柜的安全性的效果。因为前滑盖没有自然形成不透气地或气密地密封，所以室内空气在前滑盖关闭时，由于在通风柜内室中的废气抽吸作用以高的速度通过通常位于前滑盖上的上方和下方的剩余的孔流入通风柜内腔中。所述在前滑盖关闭时以高的速度流入的空气影响在通风柜内腔中的体积流量分布。因此产生涡流，所述涡流导致总体上未定向的流动，并且导致游离的有害物质在通风柜内腔中更长的停留时间。在烟或雾的情况下，由此产生在通风柜内腔中的通过实验室人员的受限的能见度。此外，有害物质能够以增加的浓度积聚在通风柜内腔的前面的区域中，也就是说直接在前滑盖后面，并且伴随有所述有害物质在随后开启前滑盖时能够从通风柜内腔中流出的危险。

设置在侧柱和前滑盖之间的空隙70如下提高通风柜的安全性，如果前滑盖30也在翼型件32的区域中设有在前滑盖30的宽度上延伸的空隙(未示出)，但是如果特别是在通风柜内腔的侧壁36的区域中变得不均匀时，流入气体环绕地分布在前滑盖30上。这导致，在前滑盖30关闭时阻止了在通风柜内腔中构成未定向的和/或紊流的流体。因此，有力地降低了在随后开启前滑盖30时有害物质的溢出危险。

因为通过空气通道或空隙70在没有辅助射流的情况下也获得辅助射流效果，所以例如能够在前滑盖30关闭时切断用于辅助射流200、400的供气，因此获得进一步的气流节省。附加地，通过关掉将空气输送到辅助射流出口孔14的风扇降低了实验室通风柜的噪音水平。

此外，如在图4的横截面视图中可见，借助于实线箭头标明的辅助射流沿着框架型材10的方向向前运动，所述方向与框架型材10的内表面形成锐角，并且因此与通风柜内腔的壁面36形成锐角。所述方向例如相应于在框架型材10的前部的内侧上的翼型状的(用于室内空气的)入流面15上的切线的方向。辅助射流也能够沿着所述方向或者平行于工作腔的侧壁从框架型材10中吹出。

在框架型材10的第一室12和第二室13之间存在例如节流导流板或可渗透的薄膜的使空气通流节流的元件11。通过节流元件11在第一室12中产生压力，所述压力足以实现空气从全部空气出口孔14中均匀地流出，所述空气出口孔在竖直方向上沿着框架型材10设置。均匀的空气流出提供了沿着通风柜内腔的壁面36的均匀的体积流量分布，这又对能量效率，即最小排气体积流量，产生有利的影响。在此，节流元件11能够在框架型材10的总长度上延伸，但是至少在分布有空气出口孔14的长度上延伸。

在图4的横截面视图中，框架型材构成为一体式的型材件10。设置在内侧上的、半圆形的凸起部17用作用于前滑盖30的导向件。由第一室12侧向安置在内部上的部段18用于固定在实验室通风柜的壳体上。两个分别指向框架型材的内侧的、突出地构成的腹板用于将节流元件11固定在第一和第二室12、13之间，在所述腹板中分别设有具有相应于节流元件11的厚度的宽度的槽。因此在安装时，节流元件11能够在端侧插入框架型材10中。

节流元件11能够具有孔，所述孔的距离和/或尺寸沿着框架型材10变化。在阻塞元件11中的孔的距离和/或尺寸特别是能够随着与工作台34的距离的增加而增加或减少，以便确保辅助射流400通过全部出口孔14均匀地吹出。换句话说，因为在这里示出的框架型材10的实施例中入流空气的注入点位于在下端上，也就是说在工作台34的区域中，所以通过目的明确地选择在节流元件中的孔的结构和尺寸或者通过目的明确地改变节流横截面，改变在两个室12、13之间的压力分布和吹出的辅助空气400沿着框架型材10的速度分布。

如果入流空气的注入点位于框架型材10的上方的区域中，那么节流元件11的节流横截面能够沿着框架型材10以相应的方式反转。同样地，节流元件21的节流横截面能够以所希望的方式适配在框架型材20中。

通过目的明确地选择设置在框架型材10内的节流元件11的节流横截面，对在通风柜内腔中，特别是在壁面26和底面34上的体积流量分布具有有利的影响。为了优化所述体积流量分布，在导流板40上和盖48上且在通风柜内腔中设有的抽吸孔或抽吸狭缝42、44、47、49能够相应地适配。由于这个原因，设置在工作台的区域中且设置在导流板40中的壁侧的狭缝42构成为比设置在导流板40的中央的狭缝44更长(见图1)。通过增加辅助空气200、400在工作台34的区域中和在通风柜内腔的壁面36的区域中的流入，更多的废气通过变大的狭缝42排出，并且因此排出有害物质。这特别是对排出在通风柜内腔的内部的较重的气体产生有利的影响。

相应地，设置在盖48的后部区域中的抽吸孔47能够构成为比朝向前滑盖30的孔49更大。

Claims (9)

1.一种实验室通风柜(100)，包括用于开启和封闭通风柜内腔的与实验室壳体(60)能够移动地连接的前滑盖(30)，其中，在所述前滑盖(30)和所述实验室壳体(60)的侧柱(10)之间设有空气通道(70)，所述空气通道构成为用于在所述通风柜内腔中产生附壁射流。

2.如权利要求1所述的实验室通风柜(100)，其中，所述空气通道(70)构成为喷嘴形。

3.如权利要求1或2所述的实验室通风柜(100)，其中，所述空气通道(70)从所述通风柜内腔朝向通风柜外腔在水平方向上越来越宽。

4.如上述权利要求之一所述的实验室通风柜(100)，其中，所述空气通道(70)的几何结构为，使得假定的、基本上直线地垂直于所述前滑盖(30)的表面延伸的颗粒流或液体流不能够从所述通风柜内腔穿过而进入所述通风柜外腔中。

5.如上述权利要求之一所述的实验室通风柜(100)，其中，所述前滑盖(30)的框架部件(31)的竖直延伸的、朝向所述通风柜内腔的外边缘(31a)在垂直于所述前滑盖(30)的表面的水平的方向上与所述侧柱(10)的竖直地延伸的外边缘(15a)对齐。

6.如权利要求5所述的实验室通风柜(100)，其中，所述外边缘(31a)与所述外边缘(15a)在所述框架部件(31)的总长度上对齐。

7.如权利要求5或6所述的实验室通风柜(100)，其中，所述外边缘(15a)设置在所述侧柱(10)的构成翼形状的入流面(15)上。

8.如上述权利要求之一所述的实验室通风柜(100)，其中，所述侧柱(10)构成为具有第一室(12)和第二室(13)的框架型材，其中，所述第二室(13)具有至少一个空气出口孔(14)，并且其中，在所述第一室(12)和所述第二室(13)之间设置有使通过所述室(12、13)的空气通流节流的元件(11)。

9.如上述权利要求之一所述的实验室通风柜(100)，所述实验室通风柜设置有在工作台(34)的区域中在前边缘上的辅助射流技术装置(20)和在所述侧柱中的辅助射流技术装置(10)。

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