-
Es wird eine Funkenlöschvorrichtung zum Löschen von Glutteilchen vorgeschlagen, welche bei Verbrennungs- oder Reibungsvorgängen entstehen.
-
Bei der Materialver- und -bearbeitung finden häufig Verbrennungs- oder Reibungsvorgänge statt. Hierzu zählen beispielsweise Schweißen, Schneiden, Bürsten und Schleifen. Dabei können Funken entstehen. Bei diesen Glutteilchen kann es sich beispielsweise um Spritzer flüssigen Metalls, Bearbeitungsrückstände oder staubförmige Partikeln handeln, die extrem heiß sind oder sich selbst noch im Verbrennungsvorgang befinden. Eine Gefahr besteht darin, dass Funken ein Feuer oder einen Brand auslösen können. Um dies zu vermeiden, werden bei Verbrennungs- oder Reibungsvorgängen Funkenlöschvorrichtungen eingesetzt. Sie werden häufig mit Absaug- und Filteranlagen kombiniert, mit denen die bei den Verbrennungs- und Reibungsvorgängen freigesetzten Partikel und/ oder Gase abgesaugt und gefiltert werden. Ein Saugaggregat erzeugt hierzu eine Strömung, in welcher sich die zu entfernenden Partikel und/ oder Gase entlang einer Strömungsstrecke bewegen. Das Saugaggregat kann dabei in die Funkenlöschvorrichtung integriert sein oder ein externes Bauteil darstellen. Insbesondere kann das Saugaggregat Bestandteil einer Absaug- und Filteranlage sein, mit der die Funkenlöschvorrichtung kombiniert ist. Das unter dem Einfluss des Saugaggregats strömende Medium ist bevorzugt ein Gas, insbesondere eine Mischung aus Luft und den bei dem Bearbeitungsvorgang eingesetzten oder freigesetzten Gasen oder Partikel.
-
Es ist bekannt, die bei Verbrennungs- und Reibungsvorgängen entstehenden Gase und/ oder Partikel in Wasser einzuleiten. Dabei können Schadstoffe gebunden und Funken gelöscht werden. Als nachteilig erweist sich jedoch, dass das dabei kontaminierte Wasser regelmäßig ausgetauscht und entsprechend entsorgt werden muss. Darüber hinaus können Wassermoleküle in das Saugaggregat gelangen und dabei die Funktionsfähigkeit des Saugaggregats beinträchtigen. Ferner können die in das Wasser eingeleiteten Gase oder Partikel zu einer Korrosion eines das Wasser aufnehmenden Behälters führen.
-
Aus der
DE 437 657 A ist ein Funkenfänger für Lokomotiven und dergleichen bekannt, welcher an Stelle des Schornsteins auf den Kessel gesetzt wird. Der Funkenfänger weist eine Schleudervorrichtung und seitlich der Schleudervorrichtung angeordnete Prallflächen auf. Die Schleudervorrichtung umfasst mehrere gleichachsig übereinander angeordnete Scheiben, welche in Umdrehung versetzt werden. Die Funken- und Rauchteilchen strömen durch die sich drehenden Scheiben hindurch, setzen sich an den Scheiben ab und werden durch die rotierende Bewegung der Scheiben zentrifugal abgeschleudert. Die Funken werden abgelöscht. Nach dem Abschleudern der Rußteilchen treffen diese auf die seitlich der Schleudervorrichtung angeordneten Prallflächen, welche die ausgeschleuderten Rußteilchen ablenken und dem Rauchgasstrom entziehen. Aufgrund der Schleudervorrichtung breiten sich die Funken in beliebiger radialer Richtung bezogen auf die Achse der Scheiben aus. Als nachteilig erweist sich, dass der Funkenfänger aufgrund seines Aufbaus nur eine relativ kurze Strömungsstrecke für die zu löschenden Funken aufweist und dennoch viel Platz in radialer Richtung bezogen auf die Achse der Schleudervorrichtung beansprucht.
-
Die
US 1 243 708 A offenbart einen Funkenfänger für Lokomotiven, bei dem an der Innenseite eines Strömungskanals eine Vielzahl von Stiften derart angeordnet sind, dass die Stifte in radialen Ebenen bezogen auf eine Längsachse des Kanals verlaufen. Dabei sind die Stifte unter einem von 90° verschiedenen Winkel relativ zur Längsachse des Kanals ausgerichtet. Die Stifte ragen mit ihrem freien Stiftende in den strömenden Rauch. Der Funkenfänger weist den Nachteil auf, dass seine Ausdehnung in axialer Richtung groß ist und dass die in den Strömungskanal ragenden Stifte ein Ablöschen von Funken nicht in zuverlässiger Weise garantieren.
-
Ausgehend von diesen Nachteilen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Funkenlöschvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der auf Wasser oder eine sonstige Flüssigkeit zum Löschen der Funken verzichtet wird, bei der eine zuverlässige Löschung der Glutteilchen erreicht wird.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Funkenlöschvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Funkenlöschvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Strömungsstrecke, entlang der in Strömungsrichtung durch ein externes oder integriertes Saugaggregats eine Strömung erzeugt wird, mehrere Prallstäbe aufweist, die quer zur Strömungsrichtung parallel zueinander und versetzt zueinander angeordnet sind. Die Prallstäbe können dabei im Querschnitt rund oder eckig sein. Der Abstand zwischen den Prallstäben wird so gewählt, dass einerseits die mit der Strömung bewegten Glutteilchen auf die Prallstäbe geführt werden und andererseits eine Strömung durch die Prallstäbe hindurch aufrecht erhalten werden kann. Beim Aufprall der Glutteilchen auf die Prallstäbe kommt es durch den Kontakt mit der kühleren Fläche zu einer Abkühlung der Glutteilchen. Durch die Anzahl, den Durchmesser und den Abstand der Prallstäbe wird die Wahrscheinlichkeit des Aufpralls der Glutteilchen auf die Prallstäbe beeinflusst. Je mehr Prallstäbe entlang der Strömungsstrecke versetzt zueinander angeordnet sind, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Glutteilchen durch die Strömung auf einen Prallstab gelenkt und dort abgekühlt wird. In bevorzugter Weise sind mindestens fünf Prallstäbe vorgesehen. Besonders bevorzugt beträgt die Anzahl der Prallstäbe mehr als zehn.
-
Durch den Kontakt mit den Prallstäben werden die in die Funkenlöschvorrichtung eingeleiteten Glutteilchen in zuverlässiger Weise gelöscht und das strömende Medium abgekühlt. Hierbei wird auf den Einsatz von Wasser oder sonstigen Flüssigkeiten verzichtet. Daraus resultiert der Vorteil, dass kein zusätzliches Medium zur Funkenlöschung notwendig ist und eine Dekontamination eines derartigen Mediums sowie eine durch das Medium bewirkte Beeinträchtigung eines Saugaggregats vermieden wird.
-
Die Funkenlöschvorrichtung kann mit einer Absaug- und Filteranlage kombiniert sein. Diese schließt sich in bevorzugter Weise in Strömungsrichtung an die Funkenlöschvorrichtung an. Das Saugaggregat zur Erzeugung einer Strömung in der Funkenlöschvorrichtung kann beispielsweise Bestandteil einer derartigen Absaug- und Filteranlage sein. In diesem Fall gelangt das in der Funkenlöschvorrichtung strömende Medium nach dem Verlassen der Funkenlöschvorrichtung in die Absaug- und Filteranlage.
-
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der mit den Prallstäben ausgestattete Abschnitt der Funkenlöschvorrichtung als Expansionsstufe ausgebildet. Dies bedeutet, dass sich das strömende Medium nach dem Einlass in die Funkenlöschvorrichtung ausdehnen kann. Dies wird dadurch erreicht, dass der Strömungsdurchschnitt in diesem Abschnitt größer ist als der Strömungsquerschnitt in einem Einlass der Funkenlöschvorrichtung. Die Expansion führt bereits zu einer Abkühlung des strömenden Mediums.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Prallstäbe Teil eines Pralleinsatzes, der lösbar an der Funkenlöschvorrichtung angeordnet und aus dieser entnehmbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Prallstäbe zu Reinigungs- und Wartungszwecken aus der Funkenlöschvorrichtung entnommen werden können, ohne dass hierzu die gesamte Funkenlöschvorrichtung zerlegt werden muss.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Prallstäbe zwischen zwei parallelen Platten angeordnet. Die Prallstäbe und die beiden Platten bilden dabei eine fest verbundene Einheit, die einen Pralleinsatz darstellen kann. In diesem Fall kann die als Pralleinsatz ausgebildete Kombination aus Prallstäben und Platte lösbar in die Funkenlöschvorrichtung eingeschoben oder eingesteckt sein.
-
Die Funkenlöschvorrichtung weist mindestens zwei Stufen auf. Dabei ist der mit Prallstäben ausgestattete Abschnitt als erste Stufe ausgebildet. In einer zweiten Stufe, welche in Strömungsrichtung nach oder vor der ersten Stufe angeordnet ist, können zusätzliche Elemente angeordnet sein, die weitere Abkühlung des strömenden Mediums und gegebenenfalls eine zusätzliche Verlöschung von Funken bewirken.
-
Die zweite Stufe ist mit mehreren Leitblechen ausgestattet, die einen Strömungskanal begrenzen. Die Leitbleche bilden einen zickzack-förmigen Strömungskanal aus. Hierzu ist die Strömungsstrecke entlang des Strömungskanals in mehrere Strömungsstreckenabschnitte unterteilt, welche in gleichen oder unterschiedlichen spitzen Winkeln aneinander gereiht sind. Dieser Strömungskanal führt dazu, dass in einem relativ kleinen und kompakten Baumaß ein vergleichsweise langer Strömungskanal angeordnet werden kann. In den Kehren des Strömungskanals findet eine Richtungsänderung der Strömungsrichtung statt. Dies führt zu einer Abkühlung des strömenden Mediums und begünstigt die Ablagerung von festen Partikeln in dem Strömungskanal. Aufgrund ihrer gegenüber den Molekülen des strömenden Mediums größeren Masse und ihrer daraus resultierenden Trägheit können sie den Richtungsänderungen der Strömungsgeschwindigkeit in den Kehren des Strömungskanals wesentlich schlechter folgen als das strömende Medium.
-
Die erste Stufe mit den Prallstäben befindet sich in Strömungsrichtung vor der zweiten Stufe mit den Leitblechen. Damit ist gewährleistet, dass die Glutteilchen durch den Aufprall auf die Prallstäbe gelöscht und abgekühlt sind, bevor sie in den Strömungskanal der zweiten Stufe gelangen.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt des Strömungskanals der zweiten Stufe rechteckig. Dabei handelt es sich um den Querschnitt in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Funkenlöschvorrichtung mit einem Gehäuse ausgestattet. Das Gehäuse weist eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung für das strömende Medium auf. Das Gehäuse umgibt dabei die erste und gegebenenfalls die zweite Stufe der Funkenlöschvorrichtung. Es verhindert damit, dass das strömende Medium die Funkenlöschvorrichtung unkontrolliert verlassen kann und schützt darüber hinaus die Komponenten der Funkenlöschvorrichtung vor äußeren Einflüssen. Einlassöffnung und Auslassöffnung können sich dabei an der gleichen oder an unterschiedlichen Seiten des Gehäuses befinden.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Leitbleche der zweiten Stufe an dem Gehäuse angeordnet. Der Strömungskanal wird dabei zum einen Teil durch die Leitbleche und zum anderen Teil durch das Gehäuse begrenzt.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Wand des Gehäuses lösbar mit dem übrigen Gehäuse verbunden. Die lösbare Wand ist dabei als Deckel des Gehäuses ausgebildet. Nach dem Lösen des Deckels von dem Gehäuse sind die Komponenten der Funkenlöschvorrichtung von außen zugänglich und können gereinigt oder gewartet werden. Insbesondere kann ein lösbar an der Funkenlöschvorrichtung angeordneter Pralleinsatz nach dem Entfernen des Deckels aus der Funkenlöschvorrichtung herausgenommen werden.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Deckel mit einer Dichtung ausgestattet. Durch die Dichtung wird verhindert, dass das strömende Medium in unerwünschter Weise aus der Funkenlöschvorrichtung austritt.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse mit einem Trennblech ausgestattet, durch welches die Dichtung vor Funken geschützt ist. Dadurch wird verhindert, dass die Dichtung durch Glutteilchen beschädigt wird.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse mit einer Spanneinrichtung ausgestattet, über welche der Deckel an dem übrigen Gehäuse festspannbar ist. Darüber hinaus sind Klemm- und Schraubverbindungen möglich, um den Deckel mit dem übrigen Gehäuse zu verbinden.
-
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
-
Figurenliste
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Erfindungsgemäßen Funkenlöschvorrichtung dargestellt. Es zeigen:
- 1 Funkenlöschvorrichtung mit geöffnetem Gehäuse in perspektivischer Darstellung,
- 2 Funkenlöschvorrichtung gemäß 1 mit geschlossenem Gehäuse,
- 3 Funkenlöschvorrichtung gemäß 1 in einer Ansicht von vorne,
- 4 Funkenlöschvorrichtung gemäß 1 im Längsschnitt,
- 5 Funkenlöschvorrichtung gemäß 1 in einer Ansicht von oben,
- 6 Pralleinsatz der Funkenlöschvorrichtung gemäß 1 in unterschiedlichen Ansichten,
- 7 Gehäuse mit Strömungskanal einer zweiten Stufe der Funkenlöschvorrichtung gemäß 1 in verschiedenen Ansichten,
- 8 Deckel der Funkenlöschvorrichtung gemäß 1 in verschiedenen Ansichten.
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
-
In den 1 bis 5 ist eine Funkenlöschvorrichtung in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Funkenlöschvorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit einer Einlassöffnung 2 und einer Auslassöffnung 3 auf. Durch die Einlassöffnung strömt ein Medium in das Gehäuse ein. Im Anschluss an die Auslassöffnung befindet sich ein Saugaggregat, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Durch dieses Saugaggregat wird in der Funkenlöschvorrichtung eine Strömung erzeugt. Die Strömungsrichtung dieser Strömung wird bestimmt durch den an der Auslassöffnung mittels des nicht dargestellten Saugaggregates erzeugten Zug und den Aufbau des Funkenlöschmoduls.
-
In einer ersten Stufe im Anschluss an die Einlassöffnung 2 weist das Funkenlöschmodul einen Pralleinsatz 4 mit mehreren Prallstäben 5 auf. Die Prallstäbe 5 weisen alle die gleiche Länge und den gleichen Durchmesser auf. Sie haben einen runden Querschnitt. Die Prallstäbe 5 sind an zwei zueinander parallelen Platten 6 und 7 parallel zueinander angeordnet. Dies ist in 6 dargestellt. Die Prallstäbe sind derart versetzt und mit Abstand zueinander positioniert, dass das durch die Funkenlöschvorrichtung strömende Medium die Prallstäbe passieren kann. Der Querschnitt der Einlassöffnung 2 ist kleiner als der Querschnitt der ersten Stufe zwischen der Einlassöffnung 2 und dem der Einlassöffnung 2 am nächsten angeordneten Prallstab 5. Es kommt daher beim Einleiten des Mediums durch die Einlassöffnung 2 in die erste Stufe des Funkenlöschmoduls zu einer Expansion des Mediums. Dies führt zu einer ersten Abkühlung. Durch das strömende Medium werden die Funken und sonstige Glutteilchen auf die Prallstäbe 5 geleitet. Beim Auftreffen auf die Prallstäbe kühlen die Glutteilchen ab und verlöschen.
-
Der Pralleinsatz 4 wird durch zwei parallelen Platten 8 und 9, welche an dem Gehäuse 1 angeordnet sind, gehalten. Die beiden Platten 8 und 9 sind besonders gut in der Darstellung gemäß 7 erkennbar.
-
Im Anschluss an die erste Stufe mit dem Pralleinsatz 4 folgt eine zweite Stufe mit mehreren Leitblechen 10, die zusammen mit der Rückwand 11 des Gehäuses 1 und einen Deckel 12 des Gehäuses 1 einen Strömungskanal 13 bilden. Der Deckel 12 des Gehäuses ist in 2 und in 8 erkennbar. Die Leitbleche sind in spitzen Winkeln aneinander gereiht, so dass der Strömungskanal 13 einen zickzack-förmigen Verlauf aufweist. Dies ist besonders gut in den 1 und 3 erkennbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel zwischen zwei benachbarten Leitblechen 10 20°. Da sowohl die Leitbleche 10 als auch die Rückwand 11 und der Deckel 12 als ebene Platten ausgebildet sind, weist der Strömungskanal 13 einen rechteckigen Querschnitt auf. Durch den zickzack-förmigen Verlauf des Strömungskanals 13 wird innerhalb des Gehäuses 1 mit kompakten Baumaß ein Kanal großer Länge erreicht. An den Umkehrpunkten des Strömungskanals kommt es nicht nur zu einer weiteren Abkühlung des strömenden Mediums, sondern außerdem zu einer Ablagerung von in dem strömenden Medium mitgeführten festen Partikeln, wie beispielsweise Staub.
-
Das Gehäuse 1 ist auf einem mit auf Rollen 14 ausgestatteten Unterteil 15 montiert. Auf diese Weise kann es schnell und einfach an jeden gewünschten Einsatzort transportiert werden.
-
Einlassöffnung 2 und Auslassöffnung 3 befinden sich an derselben Seite des Gehäuses 1. Dabei ist die Einlassöffnung im oberen Bereich des Gehäuses vorgesehen und die Auslassöffnung im unteren Bereich.
-
Die den Betrachter in 1 zugewandte Seite des Gehäuses ist offen. Sie kann, wie in 2 dargestellt, durch einen Deckel 12 verschlossen werden. Dabei nimmt der Deckel 12 die gesamte der Rückwand 11 gegenüberliegende Seite des Gehäuses ein. Der Deckel wird über eine Spanneinrichtung 16 mit dem übrigen Gehäuse verbunden. Zur Erleichterung der Handhabung des Deckels ist dieser mit Griffen 17 ausgestattet. Diese sind besonders gut in 8 erkennbar. Der Deckel weist Seitenteile 18 auf, die bei einem geschlossenem Gehäuse, wie in 2 dargestellt, mit den Seitenteilen 19 des Gehäuses 1 überlappen.
-
In 3 ist die Strömungsrichtung des strömenden Mediums in den verschiedenen Abschnitten des Funkenlöschmoduls durch Pfeile dargestellt. Zur Vereinfachung ist dabei die Ablenkung des strömenden Mediums durch die Prallstäbe 5 im Pralleinsatz 4 vernachlässigt. Diese Ablenkung findet in einer Richtung senkrecht zur Bildebene der Darstellung gemäß 3 statt. In den verschiedenen Strömungsabschnitten der zweiten Stufe ändert sich die Strömungsrichtung von Abschnitt zu Abschnitt. Auch zwischen der ersten und der zweiten Stufe findet eine Richtungsänderung statt. Da die spitzen Winkel zwischen den Leitblechen der zweiten Stufe gleich sind, sind die Strömungsrichtungen jedes zweiten Strömungsabschnittes parallel zueinander. Der letzte Abschnitt des Strömungskanals unmittelbar vor der Auslassöffnung 3 weist einen größeren Querschnitt als die übrigen Strömungsabschnitte zwischen den Leichblechen 10 auf. Dies sorgt dafür, dass das strömende Medium ungehindert durch die Auslassöffnung 3 das Funkenlöschmodul verlassen kann, ohne dass es in diesem Bereich zu einer Druckerhöhung kommt.
-
In 6 ist der Pralleinsatz 4 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Prallstäbe 5 sind mit den Platten 6 und 7 verschweißt. Aus der Darstellung ergibt sich, dass die Prallstäbe in insgesamt neun Reihen angeordnet sind, wobei die Prallstäbe benachbarter Reihen auf Lücke stehen. Dadurch wird erreicht, dass das strömende Medium den Pralleinsatz nur unter Ablenkung passieren kann. Dies begünstigt den Aufprall von Glutteilchen auf den Prallstäben.
-
7 zeigt das Gehäuse 1 mit den beiden den Pralleinsatz tragenden Platten 8 und 9 sowie den Leitblechen 10. In dieser Darstellung ist besonders gut erkennbar, dass die beiden Platten 8 und 9 parallel zueinander sind und das die Leitbleche 10, welche einen Strömungsabschnitt des Strömungskanals 13 begrenzen, ebenfalls parallel zueinander sind.
-
8 zeigt den Deckel 12 des Gehäuses 1 in verschiedenen Ansichten. In dieser Darstellung ist eine Dichtung 20 erkennbar. Die Dichtung kann durch ein zusätzliches, in der Zeichnung nicht dargestelltes Trennblech vor Funken geschützt sein.
-
Sämtliche Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination mit einander erfindungswesentlich sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gehäuse
- 2
- Einlassöffnung
- 3
- Auslassöffnung
- 4
- Pralleinsatz
- 5
- Prallstab
- 6
- Platte des Pralleinsatzes
- 7
- Platte des Pralleinsatzes
- 8
- Platte des Gehäuses
- 9
- Platte des Gehäuses
- 10
- Leitblech
- 11
- Rückwand
- 12
- Deckel
- 13
- Strömungskanal
- 14
- Rolle
- 15
- Unterteil
- 16
- Spanneinrichtung
- 17
- Griff
- 18
- Seitenteil des Deckels
- 19
- Seitenteil des Gehäuses
- 20
- Dichtung
