DE202013101063U1 - Apparatus for spark quenching in a pipeline - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (1) zur Funkenlöschung in einer Rohrleitung (10), in der eine Gasströmung (11) vorherrscht und in der sich Flugfunken (12) befinden, wobei die Flugfunken (12) aufgrund der Durchströmung der Vorrichtung (1) erlöschen, gekennzeichnet durch einen in der Rohrleitung (10) eingebrachten Drallschaufelsatz (13) mit einer Anzahl von Drallschaufeln (14), die sich von der Innenseite (10a) der Rohrleitung (10) in Richtung zu einer Mittelachse (16) der Rohrleitung (10) erstrecken und einen Drall in die Gasströmung (11) einbringen.Device (1) for spark quenching in a pipeline (10) in which a gas flow (11) prevails and in which sparks (12) are located, the sparks (12) go out due to the flow through the device (1), characterized by a in the pipeline (10) introduced swirl blade set (13) with a number of swirl vanes (14) extending from the inside (10 a) of the pipe (10) towards a central axis (16) of the pipe (10) and a twist into the gas flow (11) bring.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Funkenlöschung in einer Rohrleitung, in der eine Gasströmung vorherrscht und in der sich Flugfunken befinden, wobei die Flugfunken aufgrund der Durchströmung der Vorrichtung erlöschen. The present invention relates to a device for spark extinguishing in a pipeline in which a gas flow prevails and in which there are sparks, wherein the sparks fly out due to the flow through the device.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Die
Die
Zur Funkenlöschung in einer Rohrleitung sind ferner Vorrichtungen bekannt, die auf dem sogenannten Zyklonprinzip basieren. Beispielsweise zeigt die
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Funkenlöschung in einer Rohrleitung, die mit der Gasströmung ohne Änderung des Massenstroms durchströmbar ist, die einen geringen Strömungswiderstand aufweist und die einfach ausgeführt ist. The object of the invention is to provide a device for spark quenching in a pipeline which can be flowed through with the gas flow without changing the mass flow, which has a low flow resistance and which is simple.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung zur Funkenlöschung in einer Rohrleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved on the basis of a device for spark quenching in a pipeline according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass in der Rohrleitung ein Drallschaufelsatz eingebracht ist, der eine Anzahl von Drallschaufeln aufweist, die sich von der Innenseite der Rohrleitung in Richtung zu einer Mittelachse der Rohrleitung erstrecken und einen Drall in die Gasströmung einbringen. The invention includes the technical teaching that a swirl blade assembly is incorporated in the conduit having a number of swirl vanes extending from the inside of the conduit towards a central axis of the conduit and introducing a swirl into the gas flow.
Der wesentliche Vorteil der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung liegt in der Aufrechterhaltung des Gesamtmassenstroms der Gasströmung durch die Rohrleitung, ohne Teile der Gasströmung über Öffnungen, Spalte oder dergleichen mit den zu löschenden Flugfunken aus der Rohrleitung abzuzweigen. Versuche haben gezeigt, dass bereits mit der Anordnung eines Drallschaufelsatzes in der Gasströmung der Rohrleitung ein Drall in die Gasströmung derart eingebracht werden kann, dass die Flugfunken gegen die Innenseite der Rohrleitung gelangen und an dieser erlöschen können. Hierzu werden die Drallschaufeln in ihrer Form und ihren relativen Abmessungen so ausgestaltet, dass die Flugfunken nach Durchströmung des Drallschaufelsatzes gegen die Innenseite der Rohrleitung gelangen können. Durch die Berührung der Flugfunken mit der Innenseite der Rohrleitung können diese erlöschen, indem die Flugfunken ihre Wärmeenergie an die Wandung der Rohrleitung abgeben. Die Partikel, die die gelöschten Flugfunken bilden, können ohne glühenden Zustand in der Gasströmung auch nach Durchlauf durch den Drallschaufelsatz mit der Gasströmung weitergeführt werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich daraus, dass, im Unterschied zur Verwendung von Schüttungen aus einem keramischen oder mineralischen Material, nur ein sehr geringer Strömungswiderstand in der Gasströmung erzeugt wird. The essential advantage of the device according to the present invention is the maintenance of the total mass flow of the gas flow through the pipeline, without diverting parts of the gas flow through openings, gaps or the like with the sparks to be extinguished from the pipeline. Experiments have shown that even with the arrangement of a swirl blade set in the gas flow of the pipeline, a swirl can be introduced into the gas flow in such a way that the sparks of air can reach the inside of the pipeline and extinguish there. For this purpose, the swirl vanes are configured in their shape and their relative dimensions so that the sparks can reach after passing through the swirl blade set against the inside of the pipeline. By touching the sparks with the inside of the pipeline they can go out, as the sparks release their thermal energy to the wall of the pipeline. The particles that form the extinguished sparks of air can also glow in the gas flow without glowing state Pass through the swirl blade set continue with the gas flow. Another significant advantage results from the fact that, in contrast to the use of beds of a ceramic or mineral material, only a very low flow resistance is generated in the gas flow.
Die Drallschaufeln des Drallschaufelsatzes können beweglich, beispielsweise zur Verstellung der Steigung, oder vorzugsweise starr in der Rohrleitung angeordnet sein. Dabei können sich die Drallschaufeln zwischen der Innenseite der Rohrleitung und der Mittelachse der Rohrleitung bevorzugt radial erstrecken, oder die Drallschaufeln verlaufen gekrümmt, beispielsweise spiralförmig von innen nach außen, weisen dabei aber stetig eine radiale Komponente auf. The swirl vanes of the swirl blade set may be movable, for example, for adjusting the slope, or preferably be arranged rigidly in the pipeline. In this case, the swirl blades between the inside of the pipe and the central axis of the pipe may preferably extend radially, or the swirl blades are curved, for example, spiral from the inside to the outside, but they always have a radial component.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ein Drallschaufelsatz mit einer Anzahl von Drallschaufeln auch eine einzige Drallschaufel aufweisen, sodass die Anzahl eins beträgt. Diese eine Drallschaufel kann beispielsweise eine Spiralform aufweisen mit einem Umfang, der wenigstens einer Volldrehung oder sogar mehreren Volldrehungen um die Mittelachse der Rohrleitung entspricht. Auch ist die Möglichkeit gegeben, beispielsweise um das Hindurchströmen von Flugfunken mittig durch den Drallschaufelsatz zu vermeiden, dass die eine oder mehrere Drallschaufeln innenseitig an der Wandung der Rohrleitung angebracht sind und länger sind als der Innenradius der Rohrleitung, sodass sich die Drallschaufeln über die Mitte der Rohrleitung hinweg erstrecken. Dadurch wird sichergestellt, das die gesamte die Rohrleitung durchströmende Gasmenge vom Drallschaufelsatz umgelenkt wird. For the purposes of the present invention, a swirl blade set with a number of swirl vanes may also have a single swirl blade, so that the number is one. This one swirl blade may, for example, have a spiral shape with a circumference corresponding to at least one full turn or even several full turns about the central axis of the pipeline. Also, there is the possibility, for example, to prevent the passage of sparks through the middle of the swirl blade set that the one or more swirl vanes are mounted on the inside of the wall of the pipe and are longer than the inner radius of the pipe, so that the swirl blades over the center of the Extend pipeline. This ensures that the entire amount of gas flowing through the pipeline is diverted from the swirl blade set.
Die Innenseite der Rohrleitung kann vorzugsweise durch die Wandinnenseite der Rohrleitung zur Führung der Gasströmung gebildet werden. Darüber hinaus kann jedoch die Innenseite jedes weiteren Elementes ebenfalls zur Funkenlöschung dienen, das in die Rohrleitung eingesetzt ist, sodass die Innenseite nicht zwingend durch die Innenseite der Rohrleitungswandung selbst zur Führung der Gasströmung gebildet sein muss. The inside of the pipe can preferably be formed by the wall inside the pipe to guide the gas flow. In addition, however, the inside of each further element can also serve for spark quenching, which is inserted into the pipeline, so that the inside does not necessarily have to be formed by the inside of the pipe wall itself to guide the gas flow.
Die Drallschaufeln können an der Innenseite der Rohrleitung befestigt sein und frei in die Rohrleitung hineinragen, vorzugsweise mit einer nach innen gerichteten radialen Erstreckung in Richtung zur Mittelachse der Rohrleitung. Dabei können die Drallschaufeln nach innen gerichtete, freie Enden aufweisen oder die Enden der Drallschaufeln sind miteinander verbunden. The swirl blades may be attached to the inside of the pipeline and project freely into the pipeline, preferably with an inwardly directed radial extent in the direction of the central axis of the pipeline. In this case, the swirl blades may have inwardly directed, free ends or the ends of the swirl blades are connected to each other.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform zur Bildung des Drallschaufelsatzes kann ein Mittelkörper vorgesehen sein, der etwa konzentrisch zur Mittelachse in der Rohrleitung eingebracht ist, wobei sich die Drallschaufeln zwischen der Innenseite der Rohrleitung und dem Mittelkörper erstrecken. Der Mittelkörper kann die Form eines zapfenförmigen Strömungskörpers aufweisen, und durch einen Mittelkörper kann der Strömungswiderstand, der durch den Drallschaufelsatz in der Gasströmung gebildet wird, weiter reduziert werden. According to a further possible embodiment for forming the swirl blade set, a central body may be provided which is introduced approximately concentric with the central axis in the pipeline, wherein the swirl blades extend between the inside of the pipeline and the center body. The centerbody may be in the form of a pintle-shaped body of flow, and a central body may further reduce the flow resistance created by the swirl-vane pack in the gas flow.
Der Drallschaufelsatz kann 3 bis 30, bevorzugt 4 bis 20, besonders bevorzugt 8 bis 15 und am meisten bevorzugt 10 bis 13 Drallschaufeln aufweisen, die insbesondere über dem Umfang zwischen dem Mittelkörper und der Innenseite der Rohrleitung gleich verteilt angeordnet sind, wodurch bereits gute Ergebnisse in der Funkenlöschung erzielt werden. Dabei können die Drallschaufeln eine Schaufelbreite aufweisen, die 5% bis 80%, bevorzugt 10% bis 60% und besonders bevorzugt 15% bis 30% des Durchmessers der Rohrleitung beträgt. The swirl blade set may have from 3 to 30, preferably 4 to 20, more preferably 8 to 15 and most preferably 10 to 13 swirl vanes, which are arranged distributed evenly in particular over the circumference between the center body and the inside of the pipeline, which already gives good results the spark quenching can be achieved. In this case, the swirl blades can have a blade width which is 5% to 80%, preferably 10% to 60% and particularly preferably 15% to 30% of the diameter of the pipeline.
Weiterhin können die Drallschaufeln zur Mittelachse des Drallschaufelsatzes eine Schaufelneigung von 15° bis 70°, bevorzugt von 25° bis 60° und besonders bevorzugt von 30° bis 45° aufweisen. Furthermore, the swirl blades to the central axis of the swirl blade set may have a blade pitch of 15 ° to 70 °, preferably from 25 ° to 60 ° and particularly preferably from 30 ° to 45 °.
Der Drallschaufelsatz kann sich quer zur Gasströmung durch die Rohrleitung in einer Ebene erstrecken, auch ist es denkbar, dass die Drallschaufeln in Richtung zur Mittelachse versetzt zueinander angeordnet sind. Bei der versetzten Anordnung können die Drallschaufeln eine Überdeckung zueinander von 10% bis 90%, bevorzugt von 30% bis 70% und besonders bevorzugt von 50% aufweisen. Die Überdeckung bezieht sich dabei auf die Schaufelbreite in Richtung zur Mittelachse der Rohrleitung. The swirl blade set can extend transversely to the gas flow through the pipeline in a plane, it is also conceivable that the swirl blades are arranged offset from one another in the direction of the central axis. In the staggered arrangement, the swirl vanes can have an overlap of from 10% to 90%, preferably from 30% to 70% and particularly preferably of 50%. The overlap refers to the blade width in the direction of the central axis of the pipeline.
Der Mittelkörper kann einen Durchmesser von 5% bis 30%, bevorzugt von 8% bis 25% und besonders bevorzugt von 12% bis 20% des Durchmessers der Rohrleitung aufweisen. Die Drallschaufeln können dabei sowohl an der Innenseite der Rohrleitung als auch außenseitig am Mittelkörper verschweißt, jedoch auch verschraubt oder verlötet sein. The centerbody may have a diameter of 5% to 30%, preferably 8% to 25% and most preferably 12% to 20% of the diameter of the pipeline. The swirl blades can be welded to both the inside of the pipe and the outside of the center body, but also screwed or soldered.
Zur weiteren Verbesserung der Vorrichtung zur Funkenlöschung kann sich in Richtung der Gasströmung hinter der Anordnung des Drallschaufelsatzes ein Bereich anschließen, in dem die Innenseite der Rohrleitung ein Schutzmittel aufweist. Das Schutzmittel kann beispielsweise auf der Oberfläche der Innenseite der Rohrleitung aufgetragen sein oder das Schutzmittel ist durch einen formstabilen Körper gebildet, der in die Rohrleitung eingefügt wird. Beispielsweise kann das Schutzmittel ein nicht brennbares Material umfassen, wobei das Schutzmittel ferner die Eigenschaft umfassen kann, auf besonders effektive Weise Flugfunken zu löschen, die mit der Oberfläche des Schutzmittels in Kontakt gelangen. Insbesondere kann die Oberfläche des Schutzmittels aufgeraut sein, um ein Abprallen, insbesondere ein Abgleiten der Flugfunken beim Aufprall gegen die Oberfläche des Schutzmittels zu vermeiden. Auf besondere Weise kann das Schutzmittel eine makroskopische Rauheit besitzen, die so beschaffen ist, dass sich die Oberfläche des Schutzmittels nicht mit Partikeln zusetzen kann, die in Form von Flugfunken gegen die Oberfläche gelangen. Insbesondere bewirkt das Schutzmittel einen Verschleißschutz, sodass die mit dem Schutzmittel versehene Innenseite der Rohrleitung durch die auftreffenden Flugfunken nicht beispielsweise durch Erosionseffekte verschleißt. To further improve the device for spark quenching, a region can follow in the direction of the gas flow behind the arrangement of the swirl blade set, in which the inside of the pipeline has a protective means. The protective agent may for example be applied to the surface of the inside of the pipeline or the protective agent is formed by a dimensionally stable body which is inserted into the pipeline. For example, the protection means may comprise a non-combustible material, which protection agent may further comprise the property of extinguishing in a particularly effective manner sparks of air which come into contact with the surface of the protection means. In particular, the surface of the protective agent roughened to prevent bouncing, in particular slipping of the sparks on impact with the surface of the protective means. In a special way, the protective agent can have a macroscopic roughness which is such that the surface of the protective agent can not be clogged with particles which reach the surface in the form of sparks. In particular, the protective means causes wear protection, so that the inside of the pipeline provided with the protective means does not wear, for example due to erosion effects, due to the incident air sparks.
Mit weiterer Verbesserung kann sich in Richtung der Gasströmung nach Anordnung des Drallschaufelsatzes ein Bereich anschließen, in dem auf der Innenseite der Rohrleitung oder eines vergleichbaren rohrförmigen Körpers wenigstens ein Spiralkörper angeordnet ist oder in dem die Rohrleitung eine spiralförmige Struktur aufweist. Der Spiralkörper kann einzelne Spiralen umfassen, die eine Windungsrichtung aufweisen, die der Drallrichtung der Gasströmung nach Durchlauf durch den Drallschaufelsatz entspricht. Durch den Spiralkörper wird erreicht, dass Flugfunken, die gegen die Innenseite der Rohrleitung gelangen, über einen längeren Weg mit der Oberfläche der Innenseite in Kontakt bleiben, um die Effizienz der Funkenlöschung weiter zu erhöhen. Gemäß einer weiteren Variante kann die Windungsrichtung der Spiralen in Bezug auf die Drallrichtung der Gasströmung nach Durchlauf durch den Drallschaufelsatz in Gegendrehrichtung ausgebildet sein, sodass die Flugfunken durch den Effekt eines stärkeren Auftreffens auf die dadurch quer verlaufenden Spiralen ebenfalls besser erlischen können. With further improvement, following the arrangement of the swirl blade set, in the direction of the gas flow, a region can connect in which at least one spiral body is arranged on the inside of the pipeline or a comparable tubular body or in which the pipeline has a spiral-shaped structure. The spiral body may comprise individual spirals having a winding direction corresponding to the twist direction of the gas flow after passing through the swirl blade set. The spiral body ensures that sparks that reach the inside of the pipeline remain in contact with the surface of the inside over a longer distance in order to further increase the efficiency of the spark quenching. According to a further variant, the winding direction of the spirals with respect to the swirl direction of the gas flow can be formed after passing through the swirl blade set in the reverse direction of rotation, so that the sparks can also extinguish better by the effect of a stronger impact on the thereby transverse spirals.
Mit weiterem Vorteil kann die Vorrichtung einen Rohrabschnitt umfassen, in dem der Drallschaufelsatz aufgenommen ist, wobei der Rohrabschnitt zum Einbau in die Rohrleitung, insbesondere unter Bildung eines Zwischenstückes, ausgebildet ist. Das Zwischenstück kann Flansche umfassen, die an Gegenflansche in der Rohrleitung angebracht werden können. Damit wird eine Vorrichtung geschaffen, die als einbaufähige Einheit in eine bestehende Rohrleitung bereitgestellt werden kann. Alternativ kann die Rohrleitung ein öffenbares Fenster umfassen, durch das der Drallschaufelsatz, gegebenenfalls zusätzlich das Schutzmittel und/oder der Spiralkörper, in die Rohrleitung eingesetzt werden kann. With further advantage, the device may comprise a pipe section in which the swirl blade set is received, wherein the pipe section for installation in the pipeline, in particular to form an intermediate piece, is formed. The intermediate piece may comprise flanges which can be attached to mating flanges in the pipeline. Thus, a device is provided which can be provided as an installable unit in an existing pipeline. Alternatively, the pipeline may comprise an openable window through which the swirl blade set, optionally additionally the protective means and / or the spiral body, may be inserted into the pipeline.
Der Rohrabschnitt kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung in Richtung der Gasströmung nach Anordnung des Drallschaufelsatzes einen aufgeweiteten Bereich aufweisen. Ein aufgeweiteter Bereich wirkt dabei als verlängerte Kontaktstrecke für auf die Innenseite des aufgeweiteten Bereiches des Rohrabschnittes auftreffende Flugfunken. Dabei konnte festgestellt werden, dass trotz eines aufgeweiteten Bereiches der Strömungswiderstand der Gasströmung durch die Rohrleitung auch durch den aufgeweiteten Bereich nicht wesentlich vergrößert wird. Der aufgeweitete Bereich kann dabei Bestandteil des Zwischenstückes sein, das durch den separat einsetzbaren Rohrabschnitt gebildet ist. The pipe section may according to a further advantageous embodiment of the device in the direction of gas flow after arrangement of the swirl blade set have a widened region. A widened region acts as an extended contact path for incident on the inside of the expanded portion of the pipe section flying sparks. It was found that despite a widened area, the flow resistance of the gas flow through the pipeline is not significantly increased by the widened area. The expanded area may be part of the intermediate piece, which is formed by the separately usable pipe section.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNGEN PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTIONS
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt: Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. It shows:
In der Rohrleitung
Die Drallschaufeln
Beispielhaft ist ein Flugfunken
Der Drallschaufelsatz
In der Darstellung sind lediglich einzelne Drallschaufeln
Die Drallschaufeln
Die Drallschaufeln
Die Drallschaufeln
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the solutions shown even in fundamentally different versions. Any features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including constructive details or spatial arrangements, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Vorrichtung zur Funkenlöschung Device for spark extinction
- 10 10
- Rohrleitung pipeline
- 10a 10a
- Innenseite der Rohrleitung Inside of the pipeline
- 11 11
- Gasströmung gas flow
- 12 12
- Flugfunken flight sparks
- 13 13
- Drallschaufelsatz Swirl blade set
- 14 14
- Drallschaufel swirl blade
- 15 15
- Mittelkörper midbody
- 16 16
- Mittelachse central axis
- 17 17
- Schutzmittel preservative
- 18 18
- Spiralkörper spiral body
- 19 19
- Rohrabschnitt pipe section
- 20 20
- aufgeweiteter Bereich expanded area
- 21 21
- Schweißnaht Weld
- 22 22
- inneres Schaufelende inner blade end
- 23 23
- Flansch flange
- B B
- Schaufelbreite shovel width
- α α
- Schaufelneigung tilt bucket
- Dr Dr
- Durchmesser der Rohrleitung Diameter of the pipeline
- Dm Dm
- Durchmesser des Mittelkörpers Diameter of the middle body
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 20215433 U1 [0002] DE 20215433 U1 [0002]
- DE 102010005552 A1 [0003] DE 102010005552 A1 [0003]
- DE 29905549 U1 [0004] DE 29905549 U1 [0004]
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201320101063 DE202013101063U1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Apparatus for spark quenching in a pipeline |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE201320101063 DE202013101063U1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Apparatus for spark quenching in a pipeline |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202013101063U1 true DE202013101063U1 (en) | 2013-03-18 |
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ID=48129449
Family Applications (1)
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DE201320101063 Expired - Lifetime DE202013101063U1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Apparatus for spark quenching in a pipeline |
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DE102010005552A1 (en) | 2010-01-22 | 2011-07-28 | Electronic Wood Systems GmbH, 31785 | Spark discharging method for use in pipeline in e.g. wood processing machine, involves introducing extinguishing agent in pipeline, so that part of spraying direction of flow direction is provided opposite to predominant part of agent |
-
2013
- 2013-03-12 DE DE201320101063 patent/DE202013101063U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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