-
"Explosionsschutzvorrichtung" Die Erfindung betrifft eine Explosionsschutzvorrichtung
als Mittel gegen ein durch oder aus einer Wand diffundierendes oder langsam in einen
Raum strömendes Gas, das mit einem in dem Raum befindlichen zweiten Gas chemisch
reagiert oder selbst ein chemisch reaktionsfähiges Gas darstellt.
-
Ein Explosionsschutz ist immer dann erforderlich, wenn sich - äse
und/oder Dämpfe mischen können, die eine chemische Reak= tion miteinander einzi:gehen
in der Lage sind. üblicherweise erfolgt die Einleitung der chemischen Reaktion durch
ein drittes Mittel, wie Wärme (Zündfunken oder Druck). Eine wei= tere Voraussetzung
für die Zündung ist im allgemeinen eine bestimmte Mischkonzentration der Gase.
-
Ein Explosionsschutz wird bekannter Weise dadurch gebildet, daß diesen
Gasen das die Reaktion einleitende Mittel fernge= halten wird, z.B.' durch Verbot
eines offenen Feuers, eines funkenbildenden Gerätes oder daß die Ausbreitung einer
ein= geleiteten chemischen Reaktion mittels einer Wärmesperre ver= hindert wird:
Wie das durch das Metallgitter bei der Gru= benlampe und bei den in Räumen mit explosiven
Gasen ver= wendeten elektrischen Schaltern und Motoren der Fall ist. Trotz der getroffenen
Maßnahmen kommen immer wieder zerstören= de Explosionen vor, insbesondere, weil
Verbote nicht beachtet werden oder Geräte beschädigt sind. Es gibt'jedoch auch Explosionen
in Geräten, wie Schaltern, die mit einem hochaggressiven Gas gefüllt und vollkommen
dicht abgeschlos= sen sind, wobei das Gas sogar unter überdruck steht.
Durch
den Überdruck soll der Zutritt eines zweiten Gases ver= hindert werden. Da jedoch
in jedem festen Körper Gase einge= schlossen sind, sei es in gebundenem oder ungebundenem
Zustand, die langsam aus dem Körper diffundieren, können durch solche aus diesen
Teilen in den Raum abgegebenen Gase auch in abge= schlossenen Räumen explosionsfähige
Gasgemische entstehen, die dann bei Hinzutreten eines Zündfunkens explodieren. Es
ist Aufgabe der Erfindung in einem Raum in den explodier= bare Gase eindringen bzw.
sich mischen können und in dem Zünd= funken auftreten, Vorkehrungen zu treffen,
daß sich im Bereich eines Zündfunkens kein zündfähiges rasgemisch befindet. Dies
erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß im Traum ein Katalysator angeordnet ist, durch
den die chemische Reaktion der Gase im Augenblick der Mischung bzw. beim Einströmen'in
den Raum bereits bei geringster Konzentration kontinuierlich erfolgt. Der Katalysator
kann an der Wand angeordnet sein und weist zweckmäßigerweise eine große poröse Oberfläche
üaf, so daß sich ein guter Kontakt mit dem Gasgemisch ergibt. Um die Re= aktion
früh genug und kontinuierlich einzuleiten, kann das in einem Raum befindliche Gas,durch
ein Gebläse in Umlauf gesetzt,über den Katalysator geführt werden. Es kann auch
durch ein mit dem Katalysator imprägniertes Filter hindurch= gepreßt werden. Selbstverständlich
kann diesem Filter ein Staubfilter vorgeschaltet sein. Der Katalysator selbst kann
ein chemisches Element (Platin, seltene Erden) oder eine chemische Verbindung sein
und kann zur Aktivierung mit einer Wärmequelle verbunden und aufheizbar sein. Ein
Schal= ter kann dadurch explc.sionsfest gemacht sein, daß in dem Schaltraum der
Katalysator die Zone des Zündfunkens als Abschirmung umgibt, so daß von außen eingedrungenes
explo= sionsfähiges Gas kontinuierlich, ohne wesentliche Erwärmung der Umgebung,
langsam verbrennt. Der Schaltlichtbogen be= findet sich so immer in einem Raum neutralen
Gases.
Bei einem belüfteten Gerät ist vorteilhafterweise an der
Lufteintrittsöffnung eine Wärmesperre und erst dahinter der Katalysator in dem zu
schützenden Raum im Strömungsbe= reich des Gases angeordnet. Auf diese Weise kann
auch durch die geringe bei der kontinuierlichen Reaktion auftretende Wärme eine
Zündung eines außerhalb der Wärmesperre befind= lichen explosiven Gasgemisches nicht
erfolgen. Selbstverständ= lich können Wärmesperre, Staubfilter und Katalysator eine
vie= lerorts einsetzbare Einheit bilden. Eine solche Einheit kann aus einem porösen,
gasdurchlässigen Körper bestehen, der vor= teilhafterweise gut wärmeleitend und
in dessen Poren der Ka= talysator angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist in diesem
Kör= per der Katalysator nur in bestimmten Bereichen vorgesehen, so daß beim Durchströmen
des Gases durch diesen Körper dieses vom Staub befreit wird und in dem durch den
Katalysator aktiven Bereich zur kontinuierlichen Reaktion gebracht wird, wobei sich
die Wärme in dem ganzen Körper verteilt. Weiter kommt hinzu, daß bei explosiven
Gasgemischen Explosionen auf den kleinsten, durch die Größe der Poren gebildeten
Raum beschränkt sind und daß durch die Wärmeableitung eine Durchzündung ausgeschlossen
ist. Ein Knallgas erzeugendes Gerät, wie ein Akkumulator, kann mit einem Metallnetz
abgedeckt und darüber der Katalysator angeordnet sein, so daß das austretende Knallgas
kontinuier= lich verbrennt, ohne daß ein überschlag zur Entstehungsquelle eintritt
und ohne daß sich in dem Raum, wo eine Batterie steht, ein Knallgas ansammeln kann.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung in den Figuren
1 bis 3 dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen explosionsgeschützten Schalter, Fig.
2 ein einfach gekapseltes Schaltaerät, Fig. 3 ein Schaltschrank mit Lüftungsöffnungen,
Fig. 4 ein GeblMse mit Filter und Katalysator, Fig. 5 einen Filtereinsatz mit Katalysator.
In
einem Schalter Fig. 1 ist-das in dem Schaltraum 1 befind= liche Gas dem Schaltfunken,
der an Schaltkontakten 2,3 ent= stehen kann, ausgesetzt. Um eine Explosion in diesem
Schalt= rauen grundsätzlich auszuschalten, ist an den Wänden 5, ins= besondere um
die Fugen 6, ein Katalysator ? angeordnet. Durch die Fugen 6 eintretendes Gas, das
selbst ein Explosionsge= misch darstellt oder das sich mit im Schaltraum befindlichem
Gas, z.B. Sauerstoff, zu einem explosiven Gas mischen kann, wird im Augenblick des
Eintretens in den Schaltraum am Katalysator kontinuierlich gebunden, ohne daß dabei
infolge der langsamen Reaktion eine eine Explosion auslösende Wärme auf= tritt.
In dem Schaltrüum 1 selbst kann somit trotz eines Schaltfunkens keine Explosion
entstehen, entweder weil das im Schaltraum vorhandene Gas neutral ist, da der ursprüng=
lach vorhandene Sauerstoff gebunden ist oder weil das ein= dringende Gasgemisch
neutralisiert ist bzw. nicht mehr die erforderliche Konzentration aufweist.
-
In Fig. 2 ist ein geschlossenes nicht gasdichtes Schaltge= rät 8 in
einer leichten Kapselung 9 angeordnet. Mittels der Katälysatoren 10 und 11 in en
beiden Gehäusen wird jedes von außen in das Schaltgerät 8 eindringende reaktionsfähige
Gas neutralisiert. Der zwischen den Kontakten 12 entstehende Lichtbogen ist durch
den Katalysator 11 abgeschirmt und be= findet sich so immer in einem Raum mit nicht
explosivem Gas. In einem für die Ventilation offenen Schaltschrank nach Fig. 3 sind
nicht explosionsgeschützte Schaltgeräte 13 montiert. Über. der Luftdurchtrittsöffnung
14 sind beispiels= weise übereinanderliegend zwei Drahtgitter 15,16 als Wärmesperren
angeordnet. oberhalb dieser Drahtgitter 15,16 befindet sich ein Träger 17 mit dem
Katalysator, an dem die eintretende Luft vorbeistreichen muß. Hierbei werden reale=
tionsfähige Gase mit dem Sauerstoff der Luft gebunden, so daß in dem Schaltraum
18 nur mehr neutrales ras vorhanden ist und an den SchaltgerMten 13 auftretendes
Schaltfeuer keine Reaktionen in dem neutralen Gas auslösen kann. Zur Erhöhung der
Sicherheit ist ein zweiter sich über den ganzen Schaltraum erstreckender Katalysator
19 zur direkten
Abschirmung der Schaltgeräte*13 vorgesehen. Um Staubablage=
rungen auf dem Katalysator auszuschalten, ist in der Öffnung 14 noch ein entsprechendes
Staubfilter 20 angeordnet. Der Träger 17 des Katalysators ist zweckmäßigerweise
ein auf= heizbarer Draht, so daß der Katalysator durch Erwärmung re= generierbar
ist oder auf einer seiner Funktion angepaßten Temperatur gehalten werden kann. Bei
großen Schaltschränken oder in Schalträumen ist zweck= mäßigerweise ein Gebläse
mit einem Filter Fig. 4 vorgesehen, durch das die Raumluft mittels eines Ventilators
21 dauernd hindurch gepreßt wird. Hierbei kann die .Raumluft durch das Filter 23
sowohl von Staub als auch durch den Katalysator 22 von reaktionsfähigen Gasen laufend
gereinigt werden. Da sich dieser Prozeß auf längere Zeit erstreckt, entsteht an
dem Katalysator 22 nur eine geringe ui,.gefährliche übertem= peratur, die durch
die natürliche Abkühlung in den Raum bzw. nach außen abgeführt wird. Der in eine
Gasströmung einzusetzende Katalysator wird zweck= mäßig wie in Fig. 5 dargestellt
mit Staubfilter und Wärme= sperre als eine Baueinheit ausgebildet. Der Katalysator
24 ist in den Poren 26 einer gasdurchlässigen Platte 25 auf der einen Seite abgelagert.
Zwei solche Platten 25 sind gegen= einander gestellt, so daß die Reaktion in den
feinen Kanälen oder Poren 26 in der Mitte der Vorrichtung erfolgt. In den Kanälen
oder Poren auftretende kleine Explosionen sind nach außen unwirksam, insbesondere
wenn die Platten 25 gut war= meleitend sind. Um eine Verstaubung der Kanäle zu verhindern,
ist dieser Vorrichtung ein Staubfilter 27 vorgesetzt.