DE1901460A1

DE1901460A1 - Einrichtung zum Belueften eines abgeschlossenen Raums

Info

Publication number: DE1901460A1
Application number: DE19691901460
Authority: DE
Inventors: Wood Walter Bruce
Original assignee: American Air Filter Co Inc
Current assignee: American Air Filter Co Inc
Priority date: 1968-01-12
Filing date: 1969-01-13
Publication date: 1969-08-21
Also published as: US3487766A; JPS4911803B1; GB1259679A; FR2000208A1

Description

U |B± ¹Z usipunw München, 13· Januar 1969

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American Air Filter Gompany, Inc., Louisville, Kentucky (V.steA»)

Einrichtung zum Belüften eines abgeschlossenen Baums

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Belüften eines abgeschlossenen Baums, dem die Frischluft durch die Decke zugeführt wird, wobei die Luft den Baum senkrecht nach unten durchströmt und durch dessen gelochten Fußboden abgezogen wird·

Auf einigen technischen Gebieten, beispielsweise Elektronik und Baumfahrt, werden sogenannte saubere Bäume benötigt, in denen Präzisionsinstrumente und andere Ausrüstungsgegenstände usw· in einer Atmosphäre zusammengebaut werden können, die ein Minimum an Verunreinigungen wie Staub, Schmutz usw. enthält* Ih einen solchen sauberen Baum wird normalerweise gefilterte bzw· gereinigte Luft von der Decke aus eingeführt« Am Fußboden wird die Luft abgezogen, um den Schmutz zu entfernen· Die nach abwärts gerichtete Luftströmung verhindert auch, daß auf dem Fußboden befindlicher Schmutz an

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die im Raum befind lichen Gegenstände gelangt, was bei einer anders gerichteten Luftströmung eintreten kann· Der Idealzustand wird erreicht, wenn die luft regelmäßig in bestimmten Zeitabschnitten durch die ganze Decke hindurch zugeführt und genau nach unten in die Löcher im Fußboden strömt, so daß nur eine senkrecht gerichtete Luftströmung vorhanden ist und kein Querstrom bzw« !Turbulenzzustand möglich sind, die eine Verschmutzung der Atmosphäre im Raum durch die Objekte bewirken können, die in waagerechter Ebene durch den Eaum hindurchgeführt werden·

üblicherweise werden die Löcher im Fußboden an eine gemeinsame Sammelleitung angeschlossen, die die Luft in ein Umlaufgebläse führt, das die Luft reinigt und sie über die Decke in den Raum zurückleitet· Hierbei ergeben sich Schwierigkeiten, weil die Löcher im Fußboden normalerweise die Luft in den verschiedenen Teilen des Raums nicht gleichmäßig absäugenβ Um diese Schwierigkeit zu überwinden, sind Dämpfungs- bzw. Drosselvorrichtungen benutzt worden« Der .Ausgleich durch diese Vorrichtungen wird jedoch durch sich im Raum bewegende Personen, durch Verschieben von Einrichtungen usw. gestört·

Das ungleichmäßige Abziehen der Luft kann leicht mit dem Venturieffekt erklärt werden, der an jedem Loch erzeugt wird, durch das die Luft aus dem Raum in die Sammelleitung strömt. Die Luft, die an der vom Umlaufgebläse entferntesten. Ecke des Raums in die Sammelleitung gelangt, strömt unter den anderen dichter zum Umlaufgebläse hin liegenden öffnungen entlang, so daß eine Saugwirkung bzw. ein Venturieffekt an diesen Löchern erzeugt wird· Biese Wirkung kann durch Dämpfer in ^orm von Ablenkplatten cd»dgl«, ausgeglichen werden· Die durch ein bestiEiates Loch im Fußboden strömende Luftmenge ist mithin abhängig von der Luftmenge, die durch die anderen LÖeliei? im Fußboden hindurcli--

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geht, insbesondere von den Löchern, die in größerem Abstand vom Umlaufgebläse liegen· Werden Einrichtungegegenstände im Baum, beispielsweise Stühle od.dgl·, verstellt, oder bewegen sich Personen im Raum, so wird ein zeitweiliges Absperren des LuftStroms durch irgend ein Loch oder eine Gruppe von Löchern im Fußboden bewirkt, so daß sich eine Ungleichförmigkeit in der Absaugung einstellt, wodurch waagerecht oder wenigstens nicht mehr genau senkrecht verlaufende Luftströme verursacht werden.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Einrichtung zu schaffen, bei der die durch zeitweiliges Absperren von Löchern, im Fußboden entstehenden Ungleichmäßigkeiten in der senkrechten Strömung nicht auftreten oder wenigstens weitgehend verhindert werden·

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fußboden eine Anzahl von senkrecht und parallel zueinander angeordnete Kammern enthält, die oben durch wenigstens ein Loch mit dem Innern des Raums und unten durch wenigstens ein Loch mit der Sammelleitung für die abgezogene Luft verbunden sind, wobei die Löcher eine kleinere ^uerschnittsfläche haben als die Kammern. i

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung· Es zeigt:

Fig· 1 einen schematischen Querschnitt durch einen mittels der Einrichtung der Erfindung belüfteten Raum;

Fig· 2 eine perspektivische Ansicht einer unteren Ecke des Raums nach Fig· 1 und des angrenzenden Fußbodens, wobei der Fußboden zum Teil aufgebrochen ist}

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SIg* 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig· 1.

Wie bereits ausgeführt wurde/ wird gemäß der Erfindung ein im wesentlichen senkrecht nach unten verlaufender Luftstrom in einem sauberen Baum erzeugt· Aus Fig· 1 ist ein solcher sauberer Baum 2 mit dem abgeschlossenen Innern 4, einem Luftaufnehmer 6, der äugleich den Boden des sauberen Baums 2 bildet, und einer Sammelleitung 8 ersichtlich, die unterhalb des Luftaufnehmers 6 angeordnet ist und die luft su einer Förder- und Filtervorrichtung 1o führt· Diese Vorrichtung enthält übliche Gebläse und Filtermittel od.dgl· und ferner Einrichtungen sum Segeln der Temperatur, der Feuchtigkeit usw. des sauberen Baums 2· Die gereinigte Luft wird durch die Leitung 12 in eine oberhalb der Decke 16 des Baume 2 befindliche Leitung 14 geführt· Die Decke 16 ist mit regelmäßig verteilten Öffnungen (nicht dargestellt) versehen ι so daß die Luft senkrecht nach unten in das abgeschlossene Innere 4 einströmt· Die Decke 16 kann in beliebiger Weise als poröse Decke ausgebildet sein.

Der Luftaufnehmer 6 enthält, wie aus Fig· 2 ersichtlich ist, eine gelochte, obere Platte 2o mit in ästend liegendes Löchern 22, eine Anzahl von senkrechten Kammern 24 und eine unter· gelochte Platte 26 mit in "%stand liegenden Löchern 28* Jede Kammer 24, vgl· auch Fig« 5, ist gegenüber den anliegenden Kammern abgeschlossen, steht jedoch durch die Löcher 22 und 28 mit dem abgeschlossenen Innern 4 des Baums 2 «ad pit der Sammelleitung 8 in Verbindung· Di· Löcher in beiden Platten 2o und 26 nehmen in ihrer Gesamtheit vormgsvei·· etwa 5 bis 5o % der gans«n Fläche der Platten 2»_taS »ft*· Di· OrSBe der Löcher 22,28 ist nicht kritisch, Jedoeh seilten all· Löcher gleiche Größe haben, Vorzugs-MiM aueh im beiden Platt·» 2o_t26· Die Querschnittefläche der Uten«* 22,28 sollt· ferner kleiner sein als die QuerschnittsflÄche der Kamm·» 24· Auf diese Weise wird zwi-

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sehen dem abgeschlossenen Innern 4 und den Kammern 24 durch die obere Platte 2o hindurch eine Druckdifferenz erzeugt» Eine zweite Druckdifferenz entsteht in gleicher Weise zwischen den Kammern 24 und der Sammelleitung 8 durch die untere Platte 26 hindurch« Die Kammern 24 stehen also unter einem Druck, der zwischen den entsprechenden Drücken in dem abgeschlossenen Innern 4 und der Sammelleitung 8 liegt« Die Kammern 24 bewirken, daß der in das abgeschlossene Innere 4 durch die Decke 16 eintretende Luftstrom im wesentlichen senkrecht nach unten durch die ä Löcher 22 in der oberen Platte 2o in die Kammern 24 eintritt.

Obwohl die Umstände, unter denen die Kammern 24 diesen laminaren Luftstrom bewirken, nicht voll erklärlich sind, kann angenommen werden, daß jede Kammer 24 wie eine Dämpfungseinrichtung oder ein -ausgleichsbehälter arbeitet und .Änderungen in den Druckdifferenzen entgegenwirkt, die zwischen dem Innern 4 und den Kammern 24 sowie zwischen den Kammern 24 und der Sammelleitung 8 vorhanden sind. Dadurchwird zeitweiligen Störungen des GleichmäßjLgkeitszustands, die durch die Bewegungen von Personen oder Gegenständen hervorgerufen werden und den Luftstrom durch bestimmte 'Löcher 22 absperren und ihn in die senkrechte I Strömung zu anderen Löchern 22 hinein umleiten, durch die Kammern 24 entgegengewirkt, denn der Gesamtaufbau führt dazu, daß trotz zeitweiliger Absperrung oder Verminderung des Zuflusses in eine Kammer 24 infolge der Bewegung von Personen od.dgl, jede Kammer 24 die gleiche Luftmenge in die Sammelleitung 8 abgeben will« Diese konstante Luftabgabe verhindert weiterhin, daß die Bewegung einer Person od.dgl* im Haum bzw. zeitweilige unregelmäßige Luftströme eine völlige Ungleichförmigkeit des ganzen Systems verursachen, wie dies bei früheren Konstruktionen der Fall ist, wo die Unterbrechung des Luftstroms_; durch ein Loch in die Sammelleitung 8 hinein tatsächlich das Strömungsbild der Luft in ein einzelnes bzw« jedes weitere

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Loch in die Sammelleitung 8 hinein beeinträchtigt, was zu einer .änderung der Saugkraft der Sammelleitung 8 an irgend einem gegebenen Loch führt«

Zu bemerken ist, daß die vorher erwähnte Venturiwirkung gemäß der Erfindung im wesentlichen beseitigt ist bzw, fast gleich Null ist, ohne daß übliche Dämpfungsvorrichtungen in dem Fußbodenaufbau vorzusehen sind·

Es wurde beispielsweise ein sauberer Raum von 3,6 m x 7»3 m (12^f χ 24») gemäß der Erfindung aufgebaut· Der ganze Fußboden wurde entsprechend Pig· 2 ausgeMldet, wobei eine 15 cm (6'') dicke wabenf ö'rmige Struktur aus gewelltem Kraftpapier bzw· Pappe benutzt wurde. Die im Querschnitt sechseckigen Kammern hatten eine Querschnitts-

fläche von 4,2 cm (o,65 Cfriadratzoll). Die wabenförmige Struktur wurde oben und unten mit 24 ga, Stahlplatten abgedeckt, die an den oberen und unteren Kanten des gewellten Kraftpapiers od.dgl, befestigt wurden und gleichmäßig verteilte Löcher von 3»2 mm (1/8¹¹) aufwiesen·. Der Abstand der Mittelpunkte der Löcher betrug 6,3 mm (1/4·')· Für die Zuführung der Frischluft wurde eine übliche poröse Decke vorgesehen. Durch eine Sammelleitung, wie sie gemäß Fig. 1 beschrieben wurde, wurde die Luft aus den Kammern des Fußbodens abgezogen. Es wurden Versuche mit verschiedenen Luftgeschwindigkeiten von 9 bis 36 mm (3o bis 12o') pro Ivlinute durchgeführt. Das durch Hauch sichtbar gemachte Strömungsbild der Luft im Raum ließ erkennen, daß die Luftströmung über den ganzen Raum hinweg senkrecht und gleichmäßig war·

Gemäß der Erfindung v/erden beim ¹⁰Ufbau solcher Räume zusätzliche Vorteile ersielt, weil der Fußbodenaufbau hinsichtlich seiner Tragfähigkeit einer einzigen gelochten Platte überlegen ist, die in dichten Abständen abgestützt oder sonst stärker ausgeführt werden muß, wodurch sich die ■"■nlagekosten erhöhen· Es wurde festgestellt, daß beispieIs-

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weise ein Boden gemäß der Erfindung mit 24 gauge-Stahlplatten, zwischen denen sich die aus Kraftpapier hergestellten Kammarn befinden, leicht eine Belastung von 976 bis 146o kg/»² (2oo bis 3oo psf.) aushält, wobei - wenn überhaupt - nur eine geringe Durchbiegung auftritt, selbst wenn der Fußbodenaufbau βηο,βι voneinander entfernten Stellen abgestützt ist·

Selbstverständlich ist weder eine besondere Querschnittsform der Kammern noch das für ihren -Aufbau benutzte Material für die Erfindung von Bedeutung· Es kann auch ein kreisförmiger oder polygonaler usw. Querschnitt angewendet werden· Der Kammeraufbau kann aus Blech, Plastik, Kraftpapier bzw. Pappe oder anderen, entsprechenden Stoffen hergestellt werden· Die Lange der Kauern kann ebenfalls verschieden gewählt werden· Ss wurde jedoch festgestellt, daß di· Minimal· Länge der Kammern wenigstens 4 mal so groß sein muß wi· der Durchmesser bzw· di· Längsachse der Löcher, um einen genügenden Bauminhalt der Kammern gegenüber den Druckdifferenzen an den Löchern zu erhalten· Der Luftaufnehmer 6 braucht nicht unbedingt die ganze Bodenfläche des sauberen -Baums 4 einzunehmen· Ss kann eine Anzahl von Luftaammlereinheiten regelmäßig über den Baum verteilt werden. Um jedoch im Sinne der Erfindung eine im wesentlichen senkrechte Qesamtluftströmung in einem Baum zu erhalten, ist es natürlich vorteilhaft, die Luftsammeieinheiten so dicht wie möglich nebeneinander vorzusehen·

Zu bemerken ist noch, daß die Luft nicht nur durch dl· Decke einzutreten braucht» Sie kann auch durch Leitungen zuströmen, die in dem Seitenwänden nahe an der Decke verlegt werden· Um jedoch, eine optimale senkrechte Luftstrom**« im Sinne der Erfindung zu erhalten, sollten di· tungen für die Luft im der Decke vorgesehen werden, und «war so gleichmäßig wie möglich über die ganze Decke verteilt·

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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine einzige Schicht von senkrechten Kammern vorgesehen» Selbstverständlich liegt es im Erfindungsbereich, eine oder mehrere Schichten senkrechter Kammern anzuordnen, die durch gelochte Platten voneinander getrennt sind, um Druckdifferenzen zwischen den Kammerschichten zu bewirken·

Der Aufbau der Kammern mit den Platten wird vorzugsweise benutzt, um die Luft senkrecht und sauber in einen Fußboden strömen zu lassen· Der Kammeraufbau kann aber auch bei der Decke eines Raums benutzt werden, um die Luft gleichmäßig in den Baum einzuleiten·

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Claims

190U60 Patentanwälte Dipl. Ing. Walter Meissner Dipl. Ing. Herbert Tischer Büro München München, 13· Januar 1969 München 2, Tal 71 cp Patentansprüche

1. Einrichtung zum Belüften eines abgeschlossenen Haums, dem die Frischluft durch die Decke zugeführt wird, wobei die Luft den Raum senkrecht nach unten durchströmt und durch dessen gelochten Fußboden abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Fußboden eine inzahl von senkrecht und parallel zueinander angeordneten Kammern (24) enthält, die oben durch wenigstens ein Loch

(22) mit dem Innern (4) des Raums (2) und unten durch wenigstens ein Loch (28) mit der Sammelleitung (8) für die abgezogene Luft verbunden sind, wobei die Löcher (22,28) eine kleinere Querschnittsfläche haben als die λ Kammern (24).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Kammern (24) wenigstens viermal so groß ist wie der Durchmesser der Löcher (22) für den Lufteintritt·

3· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e.ü n^;=z- e i c h η e t , daß der Fußboden eine gelochte obere Platte (2o) und eine untere gelochte Platte (26) aufweist und die zwischen den Platten (2o,26) befindlichen Kammern (24) aus gewelltem Material gebildet sind,

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das an seinen oberen und unteren Kanten mit den Platten (2o,26) verbunden ist und die obere Platte (2o) bei Belastung gegen Durchbiegen abstützt»

4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeich.ne t , daß das gewellte Material aus Kraftpapier bzw» Pappe besteht,

5 β Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (2o,26) aus Stahl bestehen und Löcher mit einem Durchmesser von etwa 3,2 mm mit einem Abstand der Mittelpunkte der Löcher von 6,3 mm aufweisen, und daß aus dem gewellten Kraftpapier bzw© Pappe im Querschnitt sechseckige Kammern (24) mit einer Länge von etwa 15 cm und einer Querschnitts fläche

von etwa 4,2 cm gebildet sind,

6«, Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der !Fußboden eine Anzahl von mit den Kammern (24) versehenen Einheiten enthält, die gleichmäßig über den Raum verteilt sind_o

7 <· Einrichtung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (22,28) der Platten (2o,26) in ihrer Gesamtheit etwa 5 bis 5o % der ganzen Fläche der Platten (2o,26) einnehmen·

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