DE2328875C2 - Luftverteiler - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Luftverteiler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der Reinraumtechnik spielt der Begriff des »Laminar-Flow-Systems« eine immer bedeutendere Rolle. Es handelt sich dabei um die Belüftung eines Arbeitsplatzes oder eines ganzen Raums unter definierten Strömungsbedingungen. Hauptziele des »Laminar-Flow-Systems« sind, möglichst wenig Staub aufzuwirbein und eventuell vorhandenen Staub oder andere Schwebstoffe möglichst schnell abzuführen. Dazu ist es notwendig, daß der Strom der Zuluft möglichst turbulenz- und partikelarm ist. In Erkenntnis der Tatsache, daß es sich bei der »Laminar-Flow-Technik« nach streng physikalischen Kriterien nicht um eine laminare Strömung handeln kann, hat sich im deutschen Sprachraum dafür der besser zutreffende Ausdruck »turbulenzarme Verdrängungsströmung« durchgesetzt.

Turbulenzarme Verdrängungsströmungen werden meist dadurch erzeugt, daß man Luft durch entsprechende Filter preßt. Je nach Einsatzgebiet können diese Filter auch so gebaut sein, daß sie neben den üblichen Schwebstoffen wie Staubpartikeln etc., auch Mikroorganismen zurückhalten. Eine solchermaßen gereinigte Luftströmung kann mit Vorteil überall dort eingesetzt werden, wo Arbeitsprozesse unter Vermeidung von Kontamination aus der Umgebung stattfinden müssen.

Bisher war es üblich, je nach Art der durchzuführenden Arbeit entweder den gesamten Arbeitsraum oder nur abgeschlossene Teilräume desselben nach den Prinzipien der turbulenzarmen Verdrängungsströmung zu belüften. In beiden Fällen waren dazu relativ großflächige und deshalb teure Filter nötig. Es wurde nun festgestellt, daß nach dieser herkömmlichen Belüftungsmethode in vielen Fällen auch solche Anlagenteile innerhalb des Raums oder Teilraums von der mit Hilfe von Filtern turbulenzarm gemachten Verdrängungsströmung beaufschlagt werden, für die diese spezielle Belüftungsart gar nicht zwingend notwendig ist. Oftmals ist der tatsächlich absolut sauber zu haltende Bereich nur relativ klein, so daß diese aufwendige turbulenzarme Belüftung des ganzen Raums oder Teilraums überflüssig und unwirtschaftlich ist.

Theoretisch wäre es nun selbstverständlich möglich, die zur Erzeugung des turbulenzarmen Luftstroms nötigen Filter den Abmessungen der sauber zu haltenden Bereiche anzupassen. Dies ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen praktisch nicht durchführbar, da die handelsüblichen Filter meist nur in bestimmten genormten Abmessungen verfügbar sind und Einzelanfertigungen viel zu kostspielig wären.

Es ist auch z. B. aus DE-AS 21 30 255 oder DE-OS 20 07 652 bekannt, zur Erzeugung einer turbulenzarrnen Verdrängungsströmung gelochte Platten zu verwenden. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß die Anzahl der Löcher pro Flächeneinheit, ihre Querschnitts- und Längsschnittformen und die Luftdurchtrittsgeschwindigkeit durch komplizierte Bedingungen untereinander eng verknüpft sind, die die Herstellung solcher Platten erschweren und einen hohen technischen Aufwand erfordern, der solche Platten verteuert und ihren Einsatz nur für spezielle Zwecke rechtfertigt

Weiter ist aus der DE-Patentanmeldung Sch 10 030 V/36d eine aus zwei hintereinander liegenden gekrümmten Maschensieben aufgebaute Verteilverrichtung bekannt, die dazu dient, einen aus einer engen Leitung in einen weiten Raum austretenden Luftstrom in letzteren gleichmäßig zu verteilen. Eine turbulenzarme Kolbenströmung kann jedoch mit einer derartigen Vorrichtung nicht erreicht werden.

Ferner ist aus der FR-PS 10 55 710 ein mit zwei parallelen, ζ. B. netz- oder gitterartigen Verteilerwänden ausgestatteter Diffusor bekannt, welcher einen aus einer engen Leitung ankommenden Gasstrom auf die relativ größere Querschnittsfläche eines Elektrofilters aufspreizen soll. Auch dieser Diffusor ist für die Erzeugung einer turbulenzarmen Kolbenströmung weder bestimmt noch geeignet. Analoges gilt auch für einen aus der US-PS 31 91 630 bekannten Diffusor mit einer Serie paralleler Lochplatten.

Aus der CH-PS 5 36 986 schließlich ist ein Reinraum-Arbeitsplatz bekannt, bei dem mittels eines Filters eine laminare Strömung erzeugt wird. Dem Filter ist ein Gitter nachgeschaltet, welches einen gewissen Widerstand bewirkt, so daß durch einen speziellen Luftabfluß ein Luftvorhang entsteht. Das Gitter dient nicht zur Erzeugung einer turbulenzarmen Strömung, da diese bereits vor dem Gitter aufgrund der Wirkung des Filters praktisch laminar ist.

Durch die Erfindung soll nun ein einfacher und kostengünstiger Luftverteiler geschaffen werden, welcher insbesondere für eine Vorrichtung zur Erzeugung einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung geeignet ist.

Der erfindungsgemäße Luftverteiler ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet. Dieser neue Luftverteiler kann auf einfachste Weise in jeder beliebigen Dimension hergestellt werden und ist somit besonders anpassungsfähig. Zudem liegen seine Herstellungskosten wesentlich niedriger als die herkömmlicher Luftverteiler, also Filter oder Lochplatten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Luftverteiler in schematischer Darstellung und

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1.

Der dargestellte Luftverteiler besteht im wesentlichen aus einem Rahmen 1, auf dem zwei Maschensiebe 2 und 2' aufgespannt sind. Die Form des Rahmens ist dem jeweiligen zu belüftenden Bereich angepaßt. Die Maschensiebe bestehen aus einem feinmaschigen Draht- oder Textilgewebe.

Der Abstand der beiden Maschensiebe beträgt 0,2 cm bis etwa 5 cm. Als besonders wirksam wurde ein Abstand von etwa 2 cm gefunden. Die Maschenweite

der Siebe liegt in einem Bereich von 0,005 mm bis 1 mm. Hier haben sich mittlere Werte zwischen 0,01 und 0,1 mm als sehr zweckmäßig erwiesen. Die beiden Siebe können gleiche oder verschiedene Maschenweiten haben.

Der Rahmen 1 mit den aufgespannten Sieben 2 und 2' ist in der trichterförmigen Erweiterung 3 eines Gehäuses 4 befestigt An das Gehäuse ist ein nicht dargestellter Luftzufuhrschlauch anschließbar.

Durch den Schlauch gelangt die Zuluft in das Gehäuse 4 und durchsetzt dann die zwei in Strömungsrichtung hintereinander liegenden Maschensiebe, um den Luftverteiler in einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung zu verlassen, was durch die parallelen Pfeile 5 angedeutet ist im Bedarfsfalle kann die Zuluft in einem nicht dargestellten Filter vor dem Eintritt in den Luftverteiler gefiltert werden.

Mit Hilfe des Luftverteilers ist es möglich, den Reinraumbedingungen entsprechende turbulenzarme Verdrängungsströmungen auch auf kleinstem Räume zu erzeugen. Beispielsweise ist es durch den Einsatz von derartigen Luftverteilern bei einer Ampuilenabfüllmaschine möglich, nur die tatsächlich absolut sauber zu haltenden Bereiche mit dieser speziellen Strömungsart zu belüften, während die übrigen Maschinenteile turbulent belüftet werden können. Der turbulenzarni belüftete Bereich der Maschine konnte dadurch um über 60% eingeschränkt werden gegenüber dem Bereich, der bisher bei der Filter-Methode mit Luft beaufschlagt werden mußte, um eine kontaminationsfreie Belüftung zu gewährleisten. Die Zuluft wurde dabei zentral gefiltert und über Schläuche an die einzelnen Luftverteiler weitergeleitet. Als Maschensiebe wurden zwei im Abstand von 2 cm aufgespannte Nylontücher mit einer Maschenweite von ca. 0,01 mm verwendet.

Im Bedarfsfalle können auch mehrere Maschensiebe hintereinander angeordnet sein. Die jeweils beste Kombination von Siebanzahl und Maschenweite wird in der Regel empirisch ermittelt. Im allgemeinen genügen zwei gleichartige Maschensiebe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Luftverteiler mit wenigstens zwei sich über den Luftströmungsquerschnitt erstreckenden, jeweils eine Vielzahl von Perforationen enthaltenden und vom Luftstrom nacheinander zu durchströmenden Stauelementen für eine Vorrichtung zur Erzeugung einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung, dadurch gekennzeichnet, daß als Stauelement mindestens zwei im Abstand von 0,2 bis 5 cm angeordnete Maschensiebe vorgesehen sind, deren Maschenweiten 0,005 bis 1 mm betragen.

2. Luftverteiler nach Anspruch 1, daaurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Maschensiebe voneinander etwa 2 cm beträgt.

3. Luftverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite der Maschensiebe etwa 0,01 bis 0,1 n.m beträgt