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Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Anordnung aufweisend ein explosionsgeschütztes Gehäuse sowie eine Kältemaschine zur Kühlung eines Gehäuseinnenraums.
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DE 32 03 799 A1 offenbart einen explosionsgeschützten Kühlschrank. Dort sind die explosionsgefährdeten Bestandteile in ein gasdichtes Gehäuse eingebaut, so dass sie die explosionsgefährdete Atmosphäre außerhalb des Gehäuses nicht zünden können. Der Verdampfer des Kühlschranks befindet sich im zu kühlenden Innenraum des Kühlschranks, während der Kondensator außerhalb des Kühlraums angeordnet ist.
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CN 201577020 U beschreibt eine explosionsgeschützte Anordnung mit einem explosionsgeschützt ausgebildeten ersten Teilraum und einem zweiten Teilraum in einem Gehäuse. Der erste Teilraum weist einen Verdampfer einer Kältemaschine auf. Ein Kondensator der Kältemaschine ist außerhalb des explosionsgeschützten Innenbereichs des Gehäuses im zweiten Teilraum angeordnet. Die fluidische Leitungsverbindung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator ist durch explosionsgeschützte Leitungsdurchführungen realisiert.
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Explosionsgeschützte Gehäuse sind dazu eingerichtet, Zündquellen einzuschließen und das Zünden einer explosionsgefährdeten Atmosphäre in der Umgebung des Gehäuses zu verhindern. Zündquellen können beispielsweise Einrichtungen mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen sein. Beim Umschließen solcher Einrichtungen in dem Gehäuse muss sichergestellt werden, dass die Wärme aus dem Gehäuseinnenraum abgeführt wird, die beim Betrieb der Einrichtung entsteht. Auch darf die gesamte Anordnung an keiner Stelle Temperaturen aufweisen, die zur Zündung der explosionsgefährdeten Atmosphäre führen könnten.
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Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine explosionsgeschützte Anordnung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine große Sicherheit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch eine explosionsgeschützte Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße explosionsgeschützte Anordnung weist ein explosionsgeschütztes Gehäuse auf, das in der Zündschutzart druckfeste Kapselung (Ex-d) ausgeführt ist. Das Gehäuse hat mehrere Gehäuseaußenwände, die einen Gehäuseinnenraum umschließen. Gegenüber einer Umgebung wird der Gehäuseinnenraum durch die Außenwände des Gehäuses zur Bildung der druckfesten Kapselung umschlossen.
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Das explosionsgeschützte Gehäuse hat außerdem eine Zwischenwand im Gehäuseinnenraum, die den Gehäuseinnenraum in einen ersten Teilraum und einen zweiten Teilraum unterteilt. Zwischen dem zweiten Teilraum und der Umgebung ist ein Gasaustausch möglich. Zumindest ein an dem zweiten Teilraum angrenzender Außenwandabschnitt ist gasdurchlässig ausgeführt und dazu eingerichtet, einen zünddurchschlagsicheren Gasaustausch mit der explosionsgefährdeten Atmosphäre in der Umgebung zu ermöglichen. Dazu kann der gasdurchlässige Außenwandabschnitt selbst aus einem gasdurchlässigen, zünddurchschlagsicheren Material hergestellt sein oder einen gasdurchlässigen, zünddurchschlagsicher ausgeführten Durchgangskanal aufweisen.
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Das explosionsgeschützte Gehäuse muss nicht zwingend ein einziges Gehäuse sein. Die beiden Teilräume können auch durch zwei aneinandergefügte ursprünglich separate Gehäuseteile gebildet werden. Beispielsweise kann ein Gehäuseteil mit dem zweiten Teilraum an ein Gehäuseteil mit dem ersten Teilraum angeflanscht werden.
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Die explosionsgeschützte Anordnung weist außerdem wenigstens eine elektrische und/oder elektronische Einrichtung auf, die im ersten Teilraum angeordnet ist. Beim Betrieb gibt die wenigstens eine Einrichtung Wärme in den ersten Teilraum ab. Zum Abführen der Wärme aus dem ersten Teilraum weist die explosionsgeschützte Anordnung eine Kältemaschine auf. Die Kältemaschine hat einen im ersten Teilraum angeordneten Verdampfer und einen im zweiten Teilraum angeordneten Kondensator.
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Die Zwischenwand bildet eine zünddurchschlagsichere Barriere zwischen den beiden Teilräumen. Beide Teilräume sind jeweils für sich in der Zündschutzart druckfeste Kapselung (Ex-d) ausgeführt. Dies bedeutet, dass ein Zünden innerhalb des ersten Teilraums nicht zu einer Zündung oder Explosion im zweiten Teilraum führt und umgekehrt. Es ist außerdem erreicht, dass die Volumina der beiden Teilräume kleiner sind als der gesamte Gehäuseinnenraum und somit der Explosionsdruck, dem das Gehäuse standhalten muss, reduziert werden kann verglichen mit einem Gehäuse mit einem einzigen zusammenhängenden Gehäuseinnenraum gleicher Größe.
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Durch das Anordnen des Verdampfers im zweiten Teilraum ist sichergestellt, dass die durch die Kältemaschine erzeugte Wärme am Verdampfer nicht zu einer Zündung der explosionsgefährdeten Atmosphäre führen kann. Mittels der Kältemaschine kann sichergestellt werden, dass die von einer oder mehreren Wärmequellen im ersten Teilraum erzeugte Wärme aufgenommen und zumindest teilweise in den zweiten Teilraum übertragen wird. Durch das Anordnen der Strömungskanäle der Kältemaschine im ersten Teilraum lässt sich nicht nur die Gastemperatur im Inneren des ersten Teilraums beeinflussen, sondern es lassen sich auch gezielt heiße Stellen an den den ersten Teilraum umgebenden Außenwänden des Gehäuses vermeiden. Gerade die Temperatur an diesen Außenwänden darf an keiner Stelle einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreiten, um ein Zünden der umgebenden explosionsgefährdeten Atmosphäre durch eine heiße Gehäusestelle zu vermeiden.
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Die in dem zweiten Teilraum übertragene Wärme kann durch einen Gasaustausch mit der Umgebung abgegeben werden. Gleichzeitig wird verhindert, dass an dem Kondensator im zweiten Teilraum eventuell herrschende hohe Temperaturen zu einer Zündung der umgebenden Atmosphäre führen können, da auch der zweite Teilraum gegenüber der Umgebung druckfest gekapselt ist.
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Es ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse an den ersten Teilraum angrenzende Außenwandabschnitte aufweist, die den ersten Teilraum zur Umgebung hin im Wesentlichen gasdicht abschließen.
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Wenigstens eine Tür, wenigstens eine Klappe oder wenigstens ein Deckel des Gehäuses, kann den Zugang zum ersten Teilraum und/oder zweiten Teilraum ermöglichen, so dass zwischen dem ersten Teilraum und der Umgebung zünddurchschlagsichere Spalte vorhanden sein können. Durch solche zünddurchschlagsicheren Spalte findet kein wesentlicher und insbesondere kein beabsichtigter Gasaustausch statt. Die wenigstens eine Tür, die wenigstens eine Klappe oder der wenigstens ein Deckel kann gasdicht schließen. Unter dem Begriff „gasdicht“ ist hier eine Ausgestaltung zu verstehen, die entweder gar keinen keinen oder zumindest keinen gezielt herbeigeführten, beabsichtigten Gasaustausch zwischen dem Gehäuseinnenraum und der Umgebung zulässt.
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Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Zwischenwand des Gehäuses den ersten Teilraum gegenüber dem zweiten Teilraum gasdicht abschließt. Somit findet kein gezielt herbeigeführter Gasaustausch zwischen den beiden Teilräumen statt.
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Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Zwischenwand des Gehäuses der explosionsgeschützten Anordnung derart ausgestaltet, dass ein zünddurchschlagsicherer Gasaustausch zwischen den beiden Teilräumen ermöglicht wird. Die Zwischenwand kann dabei auf gleiche Weise ausgestaltet sein, wie der an den zweiten Teilraum angrenzende gasdurchlässige Außenwandabschnitt einer Außenwand des Gehäuses.
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Beispielsweise können zur Herstellung der Gasdurchlässigkeit Teile einer jeweiligen Wand oder die gesamte Wand aus einem porösen Material und/oder einem maschenaufweisenden, gitterähnlichen Material hergestellt sein. Durch einen solchen Aufbau ist einerseits ein Gasaustausch möglich, andererseits wird das Austreten von Flammen, Funken, heißen Gasen oder dergleichen vermieden.
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Beispielsweise kann ein gasdurchlässiger, zünddurchschlagsicherer Wandabschnitt aus einem Wirrfaserstrukturteil hergestellt sein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können eine oder mehrere Gitterlagen übereinander angeordnet werden. Der gasdurchlässige, zünddurchschlagsichere Wandabschnitt hat eine mittlere Maschen- oder Porengröße im Bereich von etwa 80 µm bis 250 µm. Die Dicke des gasdurchlässigen, zünddurchschlagsicheren Wandabschnitts beträgt mindestens 5 mm oder mindestens 10 mm. Vorzugsweise ist der zünddurchschlagsichere, gasdurchlässige Wandabschnitt aus einem Werkstoff hergestellt, dessen Temperaturbeständigkeit bei mindestens 400°C liegt. Beispielsweise kann der gasdurchlässige, zünddurchschlagsichere Wandabschnitt aus einem chromlegierten Stahl, etwa Edelstahl hergestellt sein.
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Es ist außerdem vorteilhaft, dass die Kältemaschine einen Verdichter aufweist, der im ersten Teilraum angeordnet ist. Die Kältemaschine hat außerdem eine Expansionseinrichtung, die vorzugsweise im ersten Teilraum angeordnet ist. Außerdem kann im ersten Teilraum und/oder im zweiten Teilraum wenigstens ein Gebläse angeordnet sein, um eine Luftzirkulation zu bewirken. Ein Anordnen eines Gebläses im ersten Teilraum ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Zwischenwand einen zünddurchschlagsicheren Gasaustausch zwischen den beiden Teilräumen ermöglicht.
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Außen kann am Gehäuse eine Schutzhaube angeordnet sein, die dazu eingerichtet ist, den an den zweiten Teilraum angrenzenden zünddurchschlagsicheren, gasdurchlässigen Außenwandabschnitt abzudecken, insbesondere um Eindringen von Spritzwasser durch den gasdurchlässigen Außenwandabschnitt in den zweiten Teilraum zu vermeiden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Schutzhaube wenigstens eine Öffnung aufweist, um den Gasaustausch zwischen dem zweiten Teilraum und der Umgebung zu ermöglichen. Die wenigstens eine Öffnung ist vorzugsweise nicht in direkter, gerader Linie gegenüber dem gasdurchlässigen Außenwandabschnitt angeordnet, insbesondere um den gewünschten Spritzwasserschutz zu erreichen.
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Bevorzugt ist das Innenvolumen des ersten Teilraums größer als das Innenvolumen des zweiten Teilraums.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist die explosionsgeschützte Anordnung eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Kältemaschine auf. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Temperatur im ersten Teilraum und/oder im zweiten Teilraum in Verbindung mit der Kältemaschine zu steuern oder zu regeln. Die Steuereinrichtung kann zusätzlich oder alternativ auch wenigstens ein Gebläse ansteuern, das im ersten Teilraum und/oder im zweiten Teilraum angeordnet sein kann. Es ist dabei vorteilhaft, wenn zumindest in einem Teilraum wenigstens ein Temperatursensor vorhanden ist, um die Temperatur im betreffenden Teilraum und/oder an einem Außenwandbereich des Gehäuses zu ermitteln, der den betreffenden Teilraum umschließt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines explosionsgeschützten Anordnung aufweisend ein explosionsgeschütztes Gehäuse sowie eine Kältemaschine,
- 2 und 3 jeweils ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der explosionsgeschützten Anordnung aus 1 und
- 4 und 5 jeweils eine schematische perspektivische Darstellung einer gasdurchlässigen, zünddurchschlagsicheren Struktur, wie sie für eine Wand oder einen Wandabschnitt bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der explosionsgeschützten Anordnung verwendet werden kann.
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In 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer explosionsgeschützten Anordnung 10 veranschaulicht, die ein explosionsgeschütztes Gehäuse 11 aufweist. Das explosionsgeschützte Gehäuse 11 hat mehrere und vorzugsweise sechs Außenwände 12, von denen in 1 in dem schematischen Schnittbild nur vier Außenwände veranschaulicht sind. Beispielsweise hat das Gehäuse 11 insgesamt eine quaderförmige Gestalt. Das Gehäuse 11 kann auch andere Formen aufweisen, wie etwa zylindrische, prismatische oder andere Freiformen mit Ebenen und/oder gekrümmten Außenwänden 12. Die Außenwände 12 umschließen einen Gehäuseinnenraum 13 und trennen diesen zünddurchschlagsicher von einer das Gehäuse 11 umgebenden Umgebung 14 mit einer explosionsgefährdeten Atmosphäre ab. Das Gehäuse 11 ist in der Zündschutzart druckfeste Kapselung (Ex-d) gemäß einer der Normen EN60079-1 oder IEC 60079-1 ausgebildet.
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Der Gehäuseinnenraum 13 wird durch eine Zwischenwand 15 des Gehäuses 11 in einen ersten Teilraum 16 und einen zweiten Teilraum 17 unterteilt. Die Zwischenwand 15 ist derart ausgebildet, dass sie den ersten Teilraum zünddurchschlagsicher vom zweiten Teilraum 17 abtrennt. Die Zwischenwand bildet somit eine zünddurchschlagsichere Barriere zwischen den beiden Teilräumen 16, 17. Beide Teilräume 16, 17 sind jeweils für sich explosionsgeschützt in der Zündschutzart druckfeste Kapselung (Ex-d) ausgebildet.
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Zu der explosionsgeschützten Anordnung 10 gehört wenigstens eine Einrichtung, die eine Zündquelle für die explosionsgefährdete Atmosphäre in der Umgebung 14 darstellen kann, beispielsgemäß wenigstens eine elektrische und/oder elektronische Einrichtung 21, die im ersten Teilraum 16 des Gehäuses 11 bzw. des Gehäuseinnenraums 13 angeordnet ist. Die wenigstens eine elektrische und/oder elektronische Einrichtung 21 ist im ersten Teilraum 16 des Gehäuses 11 explosionsgeschützt untergebracht. Etwaige elektrische Verbindungen oder Leitungen aus der Umgebung 14 in den ersten Teilraum 16 werden explosionsgeschützt durch eine Außenwand 12 geführt, wie es auf dem Gebiet des Explosionschutzes an sich bekannt ist. Solche Leitungen oder Verbindungen können entweder unter Bildung eines zünddurchschlagsicheren Spaltes oder durch einen Verguss gasdicht mit der Außenwand 12 abgeschlossen oder auf andere Weise explosionsgeschützt durch eine Außenwand 12 in den ersten Teilraum 16 geführt werden.
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Während des Betriebs erzeugt die wenigstens eine elektrische und/oder elektronische Einrichtung 21 Wärme. Diese Wärme wird in den ersten Teilraum 16 abgegeben und erwärmt die den ersten Teilraum 16 umschließende Außenwände 12. Außerdem wird beim Betreiben der wenigstens einen Einrichtung 21 die Temperatur der Atmosphäre im ersten Teilraum 16 erhöht, was auch für den Betrieb der wenigstens einen elektrischen und/oder elektronische Einrichtung 21 unerwünscht sein kann. Zum effektiven Abführen von Wärme aus dem ersten Teilraum 16 weist die explosionsgeschützte Anordnung 10 eine Kältemaschine 22 auf. Die Kältemaschine 22 stellt einen geschlossenen Fluidkreislauf eines Kältemittels bereit, das im Fluidkreislauf unterschiedliche Aggregatszustände annimmt. Das Kältemittel wird durch einen Verdichter 23 der Kältemaschine 22 verdichtet und in einem sich an den Verdichter 23 anschließenden Wärmeübertrager bzw. Kondensator 24 kondensiert und mithin verflüssigt. Bei dem Verflüssigen des Kältemittels wird Wärme abgegeben. Der Kondensator 24 ist im zweiten Teilraum 17 angeordnet.
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Beim Ausführungsbeispiel ist der Kondensator 24 durch eine Kondensatorrohrschlange 25 gebildet, die schlangenförmig oder mäandrierend im zweiten Teilraum 17 angeordnet ist. Die Kondensatorrohrschlange 25 ist zünddurchschlagsicher durch die Zwischenwand 15 geführt und an einem Ende fluidisch mit dem Verdichter 23 verbunden, wohingegen das entgegengesetzte Ende fluidisch mit einer Expansionseinrichtung 26 der Kältemaschine 22 verbunden ist.
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Die Expansionseinrichtung 26 kann beispielsweise ein Expansionsventil und/oder ein Kapillarrohr aufweisen. Die Expansionseinrichtung 26 reduziert den Druck des Kältemittels und stromabwärts der Expansionseinrichtung 26 wird das Kältemittel zu einem Wärmeübertrager bzw. Verdampfer 27 geleitet. Im Verdampfer 27 nimmt das Kältemittel Wärme auf und verdampft bei relativ niedriger Temperatur. Dieser Vorgang wird auch als Siedekühlung bezeichnet. Das Kältemittel aus dem Verdampfer 27 wird dann wieder dem Verdichter 23 zugeführt und auf diese Weise wird ein geschlossener Fluidkreislauf der Kältemaschine 22 erreicht.
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Der Verdampfer 27 ist im ersten Teilraum 16 angeordnet, um die dort von der wenigstens einen elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung 21 abgegebene Wärme aufzunehmen. Beim Ausführungsbeispiel sind auch der Verdichter 23 und die Expansionseinrichtung 26 im ersten Teilraum 16 angeordnet. Dadurch können Standard-Bauteile bzw. Baugruppen für die Kältemaschine verwendet werden. Sämtliche Bestandteile der Kältemaschine 22 sind explosionsgeschützt entweder im ersten Teilraum 16 oder im zweiten Teilraum 17 angeordnet.
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Der Verdampfer 27 ist analog zum Kondensator 25 durch eine schlangenförmige oder mäandrierende Verdampferrohrschlange gebildet, die im ersten Teilraum 16 derart verlegt werden kann, dass die Wärmeabgabe der wenigstens einen elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung 21 und die Aufnahme durch das Kältemittel optimiert ist, insbesondere, indem ein Abschnitt der Verdampferrohrschlange 28 in räumlicher Nähe zu der wenigstens einen elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung 21 erfolgt. Zusätzlich oder alternativ können zumindest Abschnitte der wenigstens einen Verdampferrohrschlange 28 entlang einer oder mehrerer Außenwände 12 - oder zumindest Abschnitten davon - verlegt werden, die an den ersten Teilraum 16 angrenzen. Dadurch kann eine zu starke lokale Erwärmung einer betreffenden Außenwand 12 vermieden werden.
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Zur Messung wenigstens einer Temperatur kann im ersten Teilraum 16 und/oder zweiten Teilraum 17 wenigstens ein Temperaturfühler 30 angeordnet sein, der jeweils ein entsprechendes Temperatursignal T1-T4 erzeugt und dazu eingerichtet ist, das jeweilige Temperatursignal T1-T4 an eine Steuereinrichtung 31 zu übermitteln. Beim Ausführungsbeispiel sind in dem ersten Teilraum 16 drei Temperatursensoren 30 angeordnet, die ein erstes Temperatursignal T1, ein zweites Temperatursignal T2 und ein drittes Temperatursignal T3 erzeugen und an die Steuereinrichtung 31 übermitteln. Im zweiten Teilraum 17 ist beispielsgemäß ein weiterer Temperatursensor 30 angeordnet, der ein viertes Temperatursignal T4 erzeugt und an die Steuereinrichtung 31 übermittelt. Die Steuereinrichtung 31 kann die Temperatursignale T1-T4 auswerten und abhängig davon über ein erstes Steuersignal S1 die Kältemaschine 22 ansteuern, beispielsweise den Verdichter 23.
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Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist gestrichelt dargestellt, dass in dem ersten Teilraum 16 und/oder in dem zweiten Teilraum 17 jeweils wenigstens ein Gebläse angeordnet sein kann, um eine Luftzirkulation zu bewirken. Für jedes vorhandene Gebläse 32 kann die Steuereinrichtung 31 ein betreffendes Steuersignal erzeugen, beispielsweise ein zweites Steuersignal S2 für ein Gebläse 32 im ersten Teilraum 16 und ein drittes Steuersignal S3 für ein im zweiten Teilraum 17 angeordnetes Gebläse 32.
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Wie es in den 1-3 schematisch veranschaulicht ist, ist zumindest ein Außenwandabschnitt einer an den zweiten Teilraum 17 angrenzenden Außenwand 12 als gasdurchlässiger Außenwandabschnitt 12a ausgebildet. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine der an den zweiten Teilraum 17 angrenzenden Außenwände 12 vollständig als gasdurchlässige Außenwand ausgeführt, so dass der gasdurchlässige Außenwandabschnitt 12a die gesamte Außenwand 12 bildet. Der gasdurchlässige Außenwandabschnitt 12a ist zünddurchschlagsicher ausgeführt, so dass der zweiten Teilraum 17 gegenüber der Umgebung 14 explosionsgeschützt ist und beispielsgemäß die Anforderung an die druckfeste Kapselung (Ex-d) erfüllt.
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In den 4 und 5 sind stark schematisiert jeweils Materialstrukturen veranschaulicht, die das Bereitstellen eines Gasaustausches bei Zünddurchschlagsicherheit erfüllen. Beispielsweise kann der gasdurchlässige Außenwandabschnitt 12a durch poröses Material 35 gebildet werden, das beispielsweise aus einem Wirrfaserstrukturmaterial hergestellt ist. Das poröse Material 35 weist dabei miteinander verschlungene, ungeordnet angeordnete Fasern auf, die ein Durchmesser von etwa 70 µm bis 130 µm aufweisen können. Die Porengröße des porösen Materials 35 kann mindestens 80 µm und maximal 250 µm aufweisen. Die Porosität des porösen Materials 35 liegt vorzugsweise im Bereich von 60% bis 80%.
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Zusätzlich oder alternativ kann der gasdurchlässige Außenwandabschnitt 12a aus einem Maschen- oder Gittermaterial 36 gebildet sein (5). Die Maschengröße beträgt etwa mindestens 80 µm und maximal 250 µm. Es können mehrere Lagen 37 mit unterschiedlichen Gitterstrukturen bzw. Gitterstabausrichtungen übereinander angeordnet werden, um einerseits eine Gasströmung durch das Gittermaterial 36 hindurch zu ermöglichen und andererseits Flammen, Funken und heiße Gase zu löschen.
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Auch eine Kombination des porösen Materials 35 mit dem Gittermaterial 36 ist möglich, um einen zünddurchschlagsicheren, gasdurchlässigen Außenwandabschnitt 12a zu bilden.
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Durch den wenigstens einen zünddurchschlagsicheren, gasdurchlässigen Außenwandabschnitt 12a ist ein Gasaustauch zwischen dem zweiten Teilraum 17 und der Umgebung 14 möglich. Dadurch kann vom Kondensator 24 in den zweiten Teilraum 17 abgegebenen Wärme nach außen in die Umgebung 14 abgeführt werden. Wie bereits erläutert, kann hierzu im zweiten Teilraum 17 ein Gebläse 32 angeordnet sein, um den Gasaustausch zwischen dem zweiten Teilraum 17 und der Umgebung 14 zu verbessern.
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Wie es in den 1 und 2 veranschaulicht ist, kann die Zwischenwand 15 auch wenigstens einen zünddurchschlagsicher ausgeführten gasdurchlässigen Zwischenwandabschnitt 15a aufweisen. Der zünddurchschlagsichere, gasdurchlässige Zwischenwandabschnitt 15a kann analog zum gasdurchlässigen Außenwandabschnitt 12a aufgebaut sein und hierfür beispielsweise poröses Material 35 und/oder Gittermaterial 36 aufweisen, was einerseits einen Gasaustausch zwischen dem ersten Teilraum 16 und dem zweiten Teilraum 17 ermöglicht und andererseits dennoch die Zünddurchschlagsicherheit zwischen dem ersten Teilraum 16 und dem zweiten Teilraum 17 aufrecht erhält.
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Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenwand 15 analog zu einer an den zweiten Teilraum 17 angrenzenden Außenwand 12 vollständig zünddurchschlagsicher und gasdurchlässig ausgebildet. In Abwandlung hierzu kann die Zwischenwand 15 und/oder eine Außenwand 12 auch nur teilweise gasdurchlässig sein und beispielsweise einen Einsatz aufweisen, um den gasdurchlässigen Außenwandabschnitt 12a und/oder den gasdurchlässigen Zwischenwandabschnitt 15a zu bilden, wie es schematisch in 2 gezeigt ist.
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Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Zwischenwand 15 auch im Wesentlichen gasundurchlässig sein, so dass kein bewusster und gewollter Gasaustausch zwischen den beiden Teilräumen 16, 17 stattfindet (3).
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Die Ausführungsbeispiele gemäß den 1-3 können auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann bei allen Ausführungsbeispielen eine gesamte an den zweiten Teilraum 17 angrenzende Außenwand 12 zünddurchschlagsicher und gasdurchlässig ausgeführt sein, wie es in 1 gezeigt ist. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Zwischenwand 15 entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ausgestaltet werden. Ansonsten sind die Ausführungsbeispiele gemäß den 1-3 identisch, so dass auf die vorstehende Beschreibung der 1 Bezug genommen werden kann. Der Übersichtlichkeit halber sind die Temperatursensoren 30 und die Steuereinrichtung 31 in den 2 und 3 weggelassen.
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Bei dem in 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel mit einer im Wesentlichen gasundurchlässigen Zwischenwand 15 ist beispielsgemäß kein Gebläse 32 im ersten Teilraum 16 vorhanden. Bei dieser Ausführungsform kann wenigstens ein Gebläse 32 im zweiten Teilraum 17 ausreichen, um die Luftzirkulation zwischen dem zweiten Teilraum 17 und der Umgebung 14 zu unterstützen. Abhängig von der Ausgestaltung der Kältemaschine 22 und insbesondere des Verdampfers 27 kann beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 auch wenigstens ein Gebläse 32 im ersten Teilraum 16 vorhanden sein, wenn eine Luftzirkulation innerhalb des ersten Teilraums 16 vorteilhaft ist, um den Wärmeübergang auf den Verdampfer 27 und/oder eine verbesserte Temperaturverteilung im ersten Teilraum 16 und an den an den ersten Teilraum 16 angrenzenden Außenwänden 12 des Gehäuses 11 zu unterstützen.
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Die explosionsgeschützten Anordnung 10 kann optional außerdem eine Schutzhaube 40 aufweisen, die zur Abdeckung des wenigstens einen zünddurchschlagsicheren, gasdurchlässigen Außenwandabschnitts 12a eingerichtet und außen am Gehäuse 11 angeordnet ist. Die Schutzhaube 40 deckt den wenigstens einen gasdurchlässigen Außenwandabschnitt 12a ab, insbesondere um ihn vor direkt auf den gasdurchlässigen Außenwandabschnitt 12a gerichteten Spritzwasser zu schützen. Die Schutzhaube 40 weist wenigstens eine und bevorzugt mehrere Öffnungen 41 auf, um den Gasaustausch zwischen dem zweiten Teilraum 17 und der Umgebung 14 zu ermöglichen. Die wenigstens eine Öffnung 41 ist derart angeordnet, dass sie dem gasdurchlässigen Außenwandabschnitt 12a nicht in gerader Richtung gegenüberliegt.
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Durch die explosionsgeschützte Anordnung 10 ist ein wirksamer Wärmeabtransport der durch die wenigstens eine elektrische und/oder elektronische Einrichtung 21 abgegebenen Wärme aus dem ersten Teilraum 16 in den zweiten Teilraum 17 geschaffen. Dort wird eine Luftzirkulation mit der Umgebung 14 ermöglicht, um warme Luft nach außen abzugeben und kühlere Luft von der Umgebung 14 aufzunehmen. Insgesamt ist eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung erreicht. Dadurch werden heißere Stellen an den Außenwänden 12 des Gehäuses 11 vermieden, die als Zündquellen für die explosionsgefährdete Atmosphäre in der Umgebung 14 dienen können. Zur Steuerung oder Regelung der Kältemaschine 22 kann die Temperatur an einer oder an mehreren Stellen erfasst werden, insbesondere auch wenigstens eine Temperatur der Gehäusewand 12 des Gehäuses 11, insbesondere an einer Stelle, an der die Gefahr besteht, dass sich die betreffende Außenwand 12 des Gehäuses 11 sehr stark erwärmt und als Zündquelle dienen könnte.
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Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Anordnung 10 aufweisend ein explosionsgeschütztes Gehäuse 11, das einen Gehäuseinnenraum 13 umschließt, und das in der Zündschutzart druckfeste Kapselung ausgeführt ist. Der Gehäuseinnenraum 13 wird durch eine Zwischenwand 15 derart in einen ersten Teilraum 16 und einen zweiten Teilraum 17 unterteilt, dass die beiden Teilräume 16, 17 relativ zueinander explosionsgeschützt sind und mithin jeder Teilraum 16, 17 der Zündschutzart druckfeste Kapselung entspricht. Wenigstens ein Außenwandabschnitt 12a einer Außenwand 12 des Gehäuses 11 ist zünddurchschlagsicher und gasdurchlässig ausgeführt und ermöglicht einen Gasaustausch zwischen dem zweiten Teilraum 17 und der Umgebung 14. Im Gehäuseinnenraum 13 ist eine Kältemaschine 22 angeordnet, wobei sich der Verdampfer 27 im ersten Teilraum 16 und der Kondensator 24 im zweiten Teilraum 17 befindet. Wärme von wenigstens einer elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung 21 oder einer anderen Wärmequelle im ersten Teilraum 16 kann somit in den zweiten Teilraum 17 und von dort in die Umgebung 14 abgeleitet werden. Durch diese Maßnahme kann sehr effektiv verhindert werden, dass sich lokal heiße Stellen bilden, die die explosionsgefährdete Atmosphäre in der Umgebung 14 zünden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- explosionsgeschützte Anordnung
- 11
- Gehäuse
- 12
- Außenwand
- 12a
- gasdurchlässiger Außenwandabschnitt
- 13
- Gehäuseinnenraum
- 14
- Umgebung
- 15
- Zwischenwand
- 15a
- gasdurchlässiger Zwischenwandabschnitt
- 16
- erster Teilraum
- 17
- zweiter Teilraum
- 21
- elektrische und/oder elektronische Einrichtung
- 22
- Kältemaschine
- 23
- Verdichter
- 24
- Kondensator
- 25
- Kondensatorrohrschlange
- 26
- Expansionseinrichtung
- 27
- Verdampfer
- 28
- Verdampferrohrschlange
- 30
- Temperaturfühler
- 31
- Steuereinrichtung
- 32
- Gebläse
- 35
- poröses Material
- 36
- Gittermaterial
- 37
- Lage
- 40
- Schutzhaube
- 41
- Öffnung
- S1
- erstes Steuersignal
- S2
- zweites Steuersignal
- S3
- drittes Steuersignal
- T1
- erstes Temperatursignal
- T2
- zweites Temperatursignal
- T3
- drittes Temperatursignal
- T4
- viertes Temperatursignal
