DE2601264A1

DE2601264A1 - Ventilation device for buildings with hot waste gas source - has series of open ended chambers around periphery of offtake hood to allow incoming blast of cool air from outside building

Info

Publication number: DE2601264A1
Application number: DE19762601264
Authority: DE
Inventors: Edward M Miller
Original assignee: Industrial Clean Air Inc
Current assignee: Industrial Clean Air Inc
Priority date: 1976-01-15
Filing date: 1976-01-15
Publication date: 1977-07-21

Abstract

Ventilation system, e.g. for steel works, has a ventilator hood which is mounted in a building at a distance above a source of hot exhaust or waste gases and which has a built in suction ventilator fan, which produces a partial vacuum within the hood allowing rising hot gases to be sucked away. A series of open bottom chambers (40) is mounted in the periphery of the hood (25). An additional fan (43) is used to blow cold air from the exterior of the building being ventilated back down into the chambers (40) surrounding the hood (25) periphery.

Description

Hamburg, den 14. Januar 1976 911.1 A (Cfil Al) 135976Hamburg, January 14, 1976 911.1 A (Cfil Al) 135976

(L(L

Anmelder:Applicant:

Industrial Clean Air, Inc.Industrial Clean Air, Inc.

San Rafael, CaI. 94901, U.S.A.

AbzugseinrichtungDeduction device

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1, die zur Überwachung, zum Einfangen und Absaugen von Abgasen dient, die u/ährend eines Vorganges entstehen, bei welchem es unmöglich ist, den Entstehungsherd oder die Entstehungsquelle v/ollständig abzuschließen. Ein typisches Beispiel für einen solchen Vorgang bieten Stahlwerke, in welchen oben offene Öfen oder Herde mit geschmolzenem Stahl bei einer Temperatur von etwa 1600⁰C Dämpfe oderThe invention relates to a device according to the preamble of claim 1, which is used for monitoring, capturing and sucking off exhaust gases that arise during a process in which it is impossible to completely shut off the source or source. A typical example of such a process offer steelworks, in which open-top ovens or ovens with molten steel at a temperature of about 1600 ⁰ C vapors or

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Abgase abgeben, die gesammelt und aus dem Gebäude, in dem der Ufen liegt, abgeführt werden müssen.Emit exhaust gases that have to be collected and discharged from the building in which the Ufen is located.

In solchen Gebäuden sind über Kopf laufende Laufkatzen vorhanden, um die Beschickung des Ofens auszuführen. Diese machen es unmöglich, einen Ofen mit einer die Abgase auffangenden Haube zu umschließen. Stattdessen werden über dem Ofen baidachinartige Hauben angeordnet, welche die nach oben steigenden Gase aufnehmen, die außer einem großen UJärmeinhalt vielfach beträchtliche Mengen an Rauch, Dampf, Staub und anderen festen Teilchen mitführen. Die Haube ist mit einem Absaugsystem verbunden, das einen Unterdruck in der Haube herstellt, um die Gase in die Haube zu ziehen, von wo sie durch das Absaugsystem nach außen geführt werden. Allgemein gehen die Gase dann durch einen Luftreiniger, der die festen Teilchen aus den Gasen abscheidet, bevor sie in die Atmosphäre abgegeben werden.In such buildings there are overhead trolleys, to carry out the loading of the furnace. These make it impossible to have a furnace with a flue gas collector To enclose hood. Instead, baidachin-like hoods are arranged over the furnace, which the top absorb rising gases, except for a large amount of heat often carry considerable amounts of smoke, steam, dust and other solid particles. The hood is with connected to a suction system that creates a negative pressure in the hood in order to draw the gases into the hood, from where they are led to the outside through the suction system. In general, the gases then go through an air purifier that has the separates solid particles from the gases before they are released into the atmosphere.

Die Gebäude, in denen solche Öfen untergebracht sind, haben gewöhnlich viele Türen, so daß bei deren Öffnung der Wind durch ein solches Gebäude hindurchstreicht. Dadurch entstehen in dem Gebäude Querwinde, die seitlich gegen die Abgase wehen. Falls die Kapazität der Absauganlage ungenügend ist, um solche Querwindzustände zu kompensieren, gehen unter diesen Bedingungen die Abgase zum Teil oder vollständig über die Begrenzung der Haube hinaus und in den benachbarten Dach-The buildings in which such ovens are housed usually have many doors so that when they are opened the wind passes through such a building. This creates cross winds in the building that counteract the exhaust gases from the side blow. If the capacity of the suction system is insufficient to compensate for such crosswinds, it goes under these conditions, the exhaust gases partly or completely beyond the limitation of the hood and in the neighboring roof

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bereich des Gebäudes. Ein solches Überfließen der Abgase
ist äußerst lästig. Falls die Abgase derart frei aus dem
Gebäude austreten können, wird die Luft außerhalb des Gebäudes verschmutzt. Falls die Abgase jedoch innerhalb des
Gebäudes bleiben, beeinträchtigen sie die Arbeitsbedingungen in dem Gebäude.area of the building. Such an overflow of the exhaust gases
is extremely annoying. If the exhaust gases are so free from the
Buildings can leak, the air outside the building becomes polluted. However, if the exhaust gases are within the
Building, they affect the working conditions in the building.

Um den ständig erhöhten Bedingungen zur Reinhaltung der Luft zu genügen und gesunde und sichere Arbeitsbedingungen zu gewährleisten, ist es erforderlich, das Abzugssystem derart
einzurichten, daß ein solches Überfließen oder ein Nebenabzug der Abgase verhindert werden. Allgemein wird deshalb das Abzugssystem so eingerichtet, daß seine Kapazität ausreichend
ist, um einen genügend starken Unterdruck herzustellen und
die Abgase anzusaugen, selbst wenn auf diese die stärksten
zu erwartenden Queru/inde einwirken. Auch wenn ein Betrieb mit voller Kapazität nur während eines kleinen Teils der Betriebszeit erforderlich ist, muß das Abzugssystem jederzeit für
einen Höchstleistungsbetrieb eingerichtet sein. Gleichzeitig muß auch das dazugehörende Luftreinigungssystem mit ausreichender Kapazität ausgelegt sein, um bei Höchstleistungsbetrieb der Abzugseinrichtung zu arbeiten, selbst wenn wiederum gewöhnlich ein Einsatz bei voller Kapazität für das Luftreinigungssystem nicht erforderlich ist. Unter diesen Umständen wird die Ausrüstung eines Gebäudes mit einem genügend großen Abzugs- und Luftreinigungssystem, das auch unter Ausnahmebedingenen befriedigend arbeitet, sehr teuer.In order to meet the constantly increasing conditions for keeping the air clean and to ensure healthy and safe working conditions, it is necessary to set up the exhaust system in such a way
to arrange that such overflow or a secondary venting of the exhaust gases are prevented. In general, therefore, the exhaust system is set up so that its capacity is sufficient
is to produce a sufficiently strong negative pressure and
sucking in the exhaust gases, even if these are the strongest
to be expected. Even if operation at full capacity is only required for a small portion of the operating time, the exhaust system must at all times for
a high-performance operation must be set up. At the same time, the associated air cleaning system must also be designed with sufficient capacity to operate at maximum performance of the exhaust device, even if again it is usually not necessary for the air cleaning system to be used at full capacity. Under these circumstances, equipping a building with a sufficiently large exhaust and air cleaning system that works satisfactorily even under exceptional circumstances becomes very expensive.

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Der Erfindung lieg,t daher die Aufgabe zugrunde, für eine Abzugseinrichtung, die eine mit Abstand über der Abgasquelle angeordnete Haube und ein an die Haube angeschlossenes und darin einen Unterdruck erzeugendes Gebläse aufweist, eine Ausgestaltung zu finden, die die Bewältigung von Ausnahmebedingungen ermöglicht, ohne daß dafür das Gebläse und ein dem Gebläse eventuell nachzuschaltender Luftreiniger auf eine den Ausnahmebedingungen entsprechende Kapazität ausgelegt werden müssen.The invention is therefore based on the object for a Extraction device, the one at a distance above the exhaust source arranged hood and a fan connected to the hood and generating a negative pressure therein, a To find design that allows dealing with exceptional conditions without having to use the fan and a Any air purifiers to be connected downstream of the fan are designed for a capacity corresponding to the exceptional conditions Need to become.

Die Erfindung sieht vor, daß die Haube zu diesem Zweck mit nach unten gerichteten Vorkammern umgeben wird, in die kalte Luft aus der Umgebung des Gebäudes fortlaufend eingeblasen wird. Vorzugsweise werden dabei Dachbinder und Dachaufsatzbereiche für die Ausbildung dieser Kammern ausgenutzt, die daher mit sehr geringen Kosten hergestellt werden können.The invention provides that the hood is surrounded for this purpose with downwardly directed antechambers, in the cold Air is continuously blown in from the vicinity of the building. Roof trusses and roof attachment areas are preferred exploited for the formation of these chambers, which can therefore be produced at very low cost.

Das Einblasen von Luft in diese Kammern erfüllt eine Anzahl verschiedener Funktionen. Zunächst wird durch das Einblasen von Luft in den Dachbinder- und Dachaufsatzbereich dieser der Abzughaube benachbarte Bereich auf einen gegenüber dem Haubenbereich positiven Druck gebracht und damit verhindert, daß Abgase in diese der Haube benachbarten Bereiche aufsteigen oder aus der Haube dorthin überschwappen. Die eingeblasene Luft ist auch kalter als die Luft innerhalb des Gebäudes. Sie wird oben in das Gebäude eingeblasen, und da sie schwererThe injection of air into these chambers performs a number of different functions. First is by blowing of air in the roof truss and roof attachment area of these The area adjacent to the extractor hood is brought to a positive pressure compared to the hood area and thus prevents that exhaust gases rise in these areas adjacent to the hood or spill over from the hood there. The blown Air is also colder than the air inside the building. It is blown up into the building, and there it is heavier

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als die u/arme Luft innerhalb des Gebäudes ist, bewegt sie sich als eine Masse nach unten benachbart und im Gegenstrom zu den aufwärtsfließenden heißen Abgasen. Dadurch ujird ein Luftschornstein gebildet, der die nach oben ziehenden Abgase umschließt und sie in die Abzugshaube richtet.when the u / poor air is inside the building, it moves adjacent to each other as a mass downwards and in countercurrent to the upwardly flowing hot exhaust gases. This creates a Air chimney formed, which is the upward pulling exhaust gases and directs them into the hood.

Der von der absteigenden Kaltluft gebildete Schornstein bildet auch eine Gegenkraft, welche der Wirkung von Querwinden auf die Abgase entgegenwirkt und dafür sorgt, daß die andernfalls benötigte Kapazität des Abzugssystems verringert werden kann. Das Ausmaß der Kaltlufteinspeisung kann erhöht werden, um der Wirkung starker Queruiinde entgegenzuarbeiten. Daher kann der Abzugvorgang der Gase auch unter Querwindbedingungen mittels verhältnismäßig billigen Gebläsen beherrscht werden, anstatt den Umfang eines wesentlich teureren Absaug- und Luftreinigungssystems zu erhöhen.The chimney formed by the descending cold air forms also an opposing force, which is the effect of cross winds counteracts the exhaust gases and ensures that the otherwise required capacity of the exhaust system are reduced can. The extent of the cold air supply can be increased, in order to counteract the effects of strong quarrels. Therefore, the extraction process of the gases can also take place under cross wind conditions be mastered by means of relatively cheap blowers, instead of the scope of a much more expensive suction and Increase air purification system.

Ein weiterer wesentlicher Vorzug der Erfindung besteht darin, daß bei der Entfernung von Abgasen die bislang benutzten Abzughauben ständig große Luftmassen aus dem Gebäude herausfördern. Eine entsprechende Luftmenge muß daher in das Gebäude hinein und quer durch das Gebäude zum üfenbereich fließen, um die abgesaugte Luft zu ergänzen. Dadurch bildet sich Zugluft, die die Arbeitsbedingungen erheblich beeinträchtigt, rflit der vorliegenden Erfindung wird die zur Ergänzung erforderliche Luft in den oberen Bereich des GebäudesAnother important advantage of the invention is that the previously used in the removal of exhaust gases Extractor hoods constantly move large air masses out of the building. A corresponding amount of air must therefore enter the building and across the building to the furnace area flow to replenish the extracted air. This creates drafts, which significantly impair working conditions, The present invention is complementary to that required air in the upper area of the building

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eingeführt und steigt um die aufsteigenden Abgase herum nach unten zum Ofen. Damit wird der unerwünschte Querzug in dem Gebäude erheblich verringert.and rises around the rising exhaust gases down to the furnace. This eliminates the unwanted transverse pull in the building is significantly reduced.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen soiuie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung ausführlich erläutert und dargestellt ist.
Es zeigen :Further advantages and features of the invention emerge from the claims and from the following description and the drawings, in which the invention is explained and illustrated in detail.
Show it :

Fig. 1 eine vereinfachte schaubildliche Ansicht eines Gebäudes, in dem Stahlöfen und eine erfindungsgemäße Einrichtung untergebracht sind,Fig. 1 is a simplified perspective view of a building in which steel furnaces and an inventive Facility are housed,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gebäude nach Fig.1 mit typischer Dachträger- und -Aufsatzkonstruktion und einer Dunsthaubenanordnung,FIG. 2 shows a cross section through the building according to FIG with typical roof rack and add-on construction and a hood arrangement,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Gebäude nach Fig.1 zur l/eranschaulichung der Umwandlung des Dachträger- und Aufsatzbereiches in Kaltluftkammern, Fig. 4 ein Schemabild der Lufteinführung, des Abzug- und Luftreinigungssystems nach der Erfindung, Fig. 5, 6 und 7 vereinfacht Teile von Schnitten entlang der LängsTnittellinie des Gebäudes nach Fig.1 zur l/eranschaulichung des Abgasflusses und der Querzüge bei üblichen Abzugsanlagen unter verschiedenen Queruiindbedingungen und Fig. 8, 9, 10 und 11 den Fig. 5-7 entsprechende DarstellungenFig. 3 shows a cross section through the building according to Fig. 1 to l / illustrate the conversion of the roof rack and attachment area in cold air chambers, Fig. 4 is a schematic diagram of the air inlet, the exhaust and air cleaning system according to the invention, Figs. 5, 6 and 7 simplify parts of sections along the Longitudinal center line of the building according to Figure 1 to l / illustration of the exhaust gas flow and the transverse trains with conventional exhaust systems under different conditions and FIGS. 8, 9, 10 and 11 representations corresponding to FIGS. 5-7

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der Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Einrichtung unter verschiedenen Querwind- und Kaltlufteinspeisungsbedngungen.the mode of operation of a device according to the invention under different cross wind and cold air feed conditions.

Gebäude, in denen Stahlöfen oder dergleichen untergebracht sind, sind in Einzelheiten von Uierk zu Uierk verschieden. Typisch sind jedoch für derartige Gebäude die in den Fig. 1, 2 und 4 veranschaulichten allgemeinen baulichen merkmale. Ein solches Gebäude 10 u/eist Endwände 11 und 12 mit Türen 13, ein Dach 14 und einen Dachaufsatz 15 auf, der mit Lüftungsfenstern 16 entlang seiner Längserstreckung ausgestattet ist. Im Inneren des Gebäudes 10 sind ein oder mehrere, oben offene Öfen 17 untergebracht, außerdem Gefäße 18, in die der Ofeninhalt entleert uiird. Für die Arbeit im Gebäude ist eine Laufkatze 19 auf Schienen 20 in Längsrichtung des Gebäudes verfahrbar. Das Dach 14 des Gebäudes ruht auf Trägern oder Bindern 21, die über der Laufkatze 19 liegen.Buildings in which steel furnaces or the like are housed differ in details from Uierk to Uierk. Typical However, the general structural features illustrated in FIGS. 1, 2 and 4 are for such buildings. A such building 10 and / or end walls 11 and 12 with doors 13, a roof 14 and a roof attachment 15, which is equipped with ventilation windows 16 along its longitudinal extension. Inside the building 10, one or more ovens 17 open at the top are accommodated, as well as vessels 18 into which the oven contents emptied. For work in the building, a trolley 19 is on rails 20 in the longitudinal direction of the building movable. The roof 14 of the building rests on girders or trusses 21 overlying the trolley 19.

Eine Dach- oder baldachinartige Haube 25 ist im Gebäude 10 über jedem Ofen 17 und über dem Laufuieg der Laufkatze 19 angeordnet. Die Haube 25 ist soweit notwendig isoliert, um die Bauteile des Gebäudes zu schützen. Die Haube 25 ist, soweit notwendig, mit Querunterteilungen 26 und Auslässen 27 ausgebildet, die in einen Verteiler 28 münden, von wo der Fluß durch eine Leitung 29 in den Einlaß eines Luftreinigungssystems 30 führt. Hier werden feste Teilchen aus den AbgasenA roof or canopy-like hood 25 is arranged in the building 10 over each furnace 17 and over the running of the trolley 19. The hood 25 is insulated as necessary to protect the components of the building. The hood 25 is so far necessary, designed with transverse subdivisions 26 and outlets 27, which open into a manifold 28, from where the flow through a conduit 29 into the inlet of an air cleaning system 30 leads. This is where solid particles are made from the exhaust gases

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entfernt. Der Durchfluß von der Haube durch das Abgassystem und den Luftreiniger 30 ujird durch ein Gebläse 31 erzwungen, das von einem Motor 32 angetrieben wird.removed. The flow from the hood through the exhaust system and the air purifier 30 is forced by a fan 31, which is driven by a motor 32.

Der Betrieb einer typischen, dem Stand der Technik entsprechenden Abzughaube ist in den Fig. 5-7 veranschaulicht. Fig. 5 zeigt eine Lage, bei welcher der Ofen 17 in Betrieb ist, so daß heiße Abgase, die durch Pfeile 35 angedeutet sind, vom Ofen zur Haube 25 aufsteigen. Die nach oben steigenden Gase bilden eine umgekehrte Kegelform mit einem KegaliL'inkel von etuia 18°. Die Haube 25 reicht im Auftreffbereich des Abgaskegels ausreichend weit in Längs- und Querrichtung über den Kegel hinaus. Die Haube erstreckt sich seitlich auch über den Behälter 18, so daö Abgase vom Behälter ebenfalls gesammelt werden, wenn der Inhalt des Ofens 17 in den Behälter abgegeben wird. Gleichzeitig soll aber der Haubenbereich so klein wie möglich sein. Oe größer die Haube ist, umso größer ist auch das Luftvoluman, das pro Zeiteinheit daraus abgesaugt werden muß, um den gewünschten Saugdruck in der Haube herzustellen. Umso größer sind dann aber auch die Kosten des Abgas- und Luftrainigungssystems.The operation of a typical, state-of-the-art Extractor hood is illustrated in Figures 5-7. Fig. 5 shows a position in which the furnace 17 is in operation is, so that hot exhaust gases, which are indicated by arrows 35, rise from the furnace to the hood 25. The rising ones Gases form an inverted cone shape with a kegali angle from etuia 18 °. The hood 25 extends in the area of impact of the exhaust cone sufficiently far in the longitudinal and transverse directions beyond the cone. The hood extends laterally also via the container 18, so there are also exhaust gases from the container are collected when the contents of the oven 17 are discharged into the container. At the same time, however, the hood area should be as small as possible. The larger the hood, the greater the volume of air per unit of time must be extracted therefrom in order to produce the desired suction pressure in the hood. But then all the greater are the cost of the exhaust and air training system.

Die Abgase oder Dämpfe 35 steigen in die Haube 25 auf und werden mittels des Gebläses 31 von dort durch den Luftreiniger 30 abgesaugt. UJann die Abgase 35 aus dem Gebäude abgesaugt werden, muß ein entsprechendes Luftvolumen pro Zeit-The exhaust gases or vapors 35 rise into the hood 25 and are from there by means of the fan 31 through the air cleaner 30 sucked off. UJann sucked the exhaust gases 35 out of the building a corresponding volume of air per time

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einheit durch die Türen 13 oder andere Öffnungen des Gebäudes in dieses hinein und über den Boden zum Ofen fließen. Dadurch wird ein Querzug erzeugt, der durch die Pfeile 36 dargestellt ist. Je größer die Abgasabgabe ist, umso größer ist auch der Querzug. In Abhängigkeit von der Jahreszeit und der im Freien außerhalb des Gebäudes herrschenden Temperatur können derartige Querzüge sich sehr störend für die Arbeiter im Gebäude auswirken.unit through the doors 13 or other openings of the building into this and over the floor to the furnace. This creates a transverse pull, which is shown by the arrows 36. The greater the exhaust emission, the greater is also the transverse pull. Depending on the season and the outside temperature outside the building Such transverse pulls can be very disruptive for the workers in the building.

Fig. 6 veranschaulicht das Abgasschema für den Fall, daß durch das Gebäude ein Querwind streicht, der durch Pfeile 37 angedeutet ist. Solche Queruinde treten allgemein auf, wenn außerhalb des Gebäudes Wind herrscht und die Türen 13 an einem oder beiden Enden des Gebäudes offen sind. Ein van rechts kommender Queruiind 37 bläst gegen den Kegel 35 der aufsteigenden Abgase und zwingt sie nach links, siehe Fig.6. Falls der Sog in der Haube 35 ungenügend und/oder der Querwind 37 ausreichend stark ist, wird ein Teil der aufsteigenden Gase über die Grenzen der Haube hinausgedrängt und geht nach oben und durch die Ventilationsfenster 16 im Dachaufsatz nach außen. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Querwindes 37 kann auch im Bodenbereich ein Querzug 36 vorhanden sein.FIG. 6 illustrates the exhaust gas diagram for the event that a cross wind is blowing through the building, indicated by arrows 37 is indicated. Such queries generally occur when there is wind outside the building and the doors 13 at one or both ends of the building are open. A van Queruiind 37 coming to the right blows against the cone 35 of the rising exhaust gases and forces them to the left, see Fig. 6. If the suction in the hood 35 is insufficient and / or the cross wind 37 is sufficiently strong, part of the ascending Gases pushed beyond the limits of the hood and goes up and through the ventilation window 16 in the roof attachment outward. Depending on the speed of the transverse wind 37, a transverse pull 36 can also occur in the ground area to be available.

Bsi der in Fig. 7 gezeigten Lage ist ein stärkerer Querwind 37 vorhanden. In einem solchen Fall wird ein noch größererIn the situation shown in FIG. 7, there is a stronger cross wind 37. In such a case it becomes an even bigger one

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Teil der Gase 35 über die Haubenöffnung hinausgebissen und steigt in den Bereich des Dachaufsatzes auf. Falls die Uentilationsfenster 16 des Aufsatzes geschlossen sind, z.B. im Winter, sammeln sich diese Abgase im Dachbereich oder werden durch Konvektionsvorgänge in das Gebäude zurück nach unten geführt.Part of the gases 35 bit beyond the hood opening and rises in the area of the roof attachment. if the Ventilation windows 16 of the attachment are closed, e.g. in winter, these exhaust gases collect in the roof area or are returned to the building by convection processes led down.

Um zu verhindern, daß Zustände, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, eintreten, sind bekannte Abzughauben mit einer Absaugeinrichtung ausgestattet, die so groß ausgelegt ist, daß der von ihr erzeugte Unterdruck ausreicht, um den auf den Abgaskegel einwirkenden Kräften der möglicherweise auftretenden Querwinde 37 zu begegnen.In order to prevent states as shown in Figs. 6 and 7, occur, well-known extractor hoods are equipped with a suction device that is designed so large that that the negative pressure generated by it is sufficient to open the the forces acting on the exhaust cone of the possibly occurring Cross winds 37 to counter.

Nach der vorliegenden Erfindung sind um die Absaughaube 25 herum nach unten offene Luft- oder Vorkammern 40 ausgebildet. In einem verhältnismäßig langen, schmalen Gebäude reicht es gewöhnlich aus, diese Vorkammern auf gegenüberliegenden Seiten der Abzughauben zum Ende des Gebäudes hin vorzusehen. Falls der Strom auch in Querrichtung des Gebäudes beschränkt werden soll, wird die Haube 25 auf allen Seiten mit Vorkammern 40 ausgebildet.According to the present invention, around the suction hood 25 around downwardly open air or pre-chambers 40 formed. It is enough in a relatively long, narrow building usually from providing these antechambers on opposite sides of the hoods towards the end of the building. If the flow is also to be restricted in the transverse direction of the building, the hood 25 is provided with antechambers on all sides 40 formed.

In Gebäuden der in Fig. 1 dargestellten Art können VorkammernIn buildings of the type shown in Fig. 1 can antechambers

40 billig und einfach dadurch hergestallt werden, daß Platten40 are cheap and easy to manufacture that plates

41 mit geschlossener Fläche, d.h. ohne Öffnungen, an den41 with a closed surface, i.e. without openings, to the

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Dachbindern 21 befestigt werden. Die Platten 41 erstrecken sich quer zum Gebäude und verhindern einen Luftstrom in Längsrichtung durch das Dach und den Dachaufsatzbereich. Für die derart gebildeten Vorkammern bildet das vorhandene Dach und der Dachaufsatz die oberen und seitlichen Abschlußwände der Vorkammern. Die einzigen merklichen Kosten der Vorkammer entstehen durch die Kosten der Platten 41. Zwischen den Platten 41 können Abteilungsglieder 42 angeordnet werden, um den Vorkammern die gewünschte Form zu geben oder um als Strömungsleitflächen zu dienen. 3ede Vorkammer 40 ist mit einem Lüftungsfenster versehen, in dem ein Gebläse 43 angeordnet ist. Hierfür können übliche Gebläse verwendet werden, die verhältnismäßig billig sind. Die Ansaugseiten der Gebläse liegen unmittelbar offen zur Außenluft, und die Abgabeseiten unmittelbar frei zum Innenraum der Kammern 40. Daher sind keine kostspieligen und energieverzehrenden Ansaug- und Abgabelaitungen erforderlich.Roof trusses 21 are attached. The panels 41 extend across the building and prevent air flow in Longitudinal direction through the roof and the roof attachment area. For the antechambers formed in this way, the existing roof and the roof attachment form the upper and side end walls the antechambers. The only significant cost of the antechamber is the cost of the plates 41. Between Partition members 42 can be arranged on the plates 41 to give the antechambers the desired shape or to serve as flow guide surfaces. 3each antechamber 40 is provided with a ventilation window in which a fan 43 is arranged. Conventional fans, which are relatively cheap, can be used for this purpose. The suction sides the fans are directly open to the outside air, and the discharge sides are directly exposed to the interior of the chambers 40. Therefore, no expensive and energy-consuming suction and discharge lines are required.

In den Fig. 8-11 sind verschiedene Betriebszustände des erfindungsgemäßen Abgassystems unter Verwendung von Vorkammern 40 auf jeder Seite der Abzugshaube 25 dargestellt.8-11 different operating states of the Exhaust system according to the invention using antechambers 40 on each side of the hood 25 is shown.

Fig. 8 zeigt einen Zustand, bei dem im Gebäude kein Queriuind herrscht und ein verhältnismäßig leichter Strom kalter Luft zur Steuerung des Abgasflusses in die Vorkammern 40 mittels der Gebläse 43 eingeführt wird. Die Bodenöffnungen derFig. 8 shows a state in which there is no cross-flow in the building prevails and a relatively light stream of cold air to control the flow of exhaust gas in the antechamber 40 by means the fan 43 is introduced. The bottom openings of the

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Vorkammern 40 sind praktisch Abgabedüsen für die Gebläse Der darin herrschende Druck ist höher als der Atmosphärendruck. Damit wird verhindert, daß Gase 35 dorthin fließen können.Pre-chambers 40 are practically discharge nozzles for the fan. The pressure prevailing therein is higher than atmospheric pressure. This prevents gases 35 from flowing there.

Die in die Vorkammern durch die Gebläse 43 eingeführte Luft ist verhältnismäßig kalt im Vergleich zu der Luft im Gebäude. Das trifft insbesondere im Winter zu, aber sogar im Sommer ist die Temperatur der Luft in Höhe des Dachaufsatzbereiches merklich unter der Temperatur der Luft im Bodenniueau. Die aus der Vorkammer 40 kommende kühle oder kalte Luft fließt dann in ihrer Masse nach unten in das Gebäude, uiie durch Pfeile 45 seitlich υο-η Abgaskegel 35 dargestellt ist. Dadurch tuird eine Art Schornstein gebildet, der die Abgase umschließt und sie nach oben in die Abzughaube 25 führt.The air introduced into the antechamber by the fan 43 is relatively cold compared to the air in the building. This is especially true in winter, but even in summer the temperature of the air is at the height of the roof attachment area noticeably below the temperature of the air in the ground level. The cool or cold air coming from the antechamber 40 flows then in their mass down into the building, uiie is represented by arrows 45 laterally υο-η exhaust gas cone 35. Through this a kind of chimney is formed, which encloses the exhaust gases and it leads up into the extractor hood 25.

UJie bei bekannten Anlagen ujird durch die Absaugung der Abgase 35 aus der Haube 25 Luft aus dem Gebäude entfernt. In diesem Fall wird jedoch die Luft, die erforderlich ist, um die abgesaugte Luft zu ergänzen, als kühle oder kalte Luft durch die Gebläse 43 in das Gebäude eingeführt. Falls das Ausmaß der durch die Gebläse 43 eingeführten Luft gleich dem Ausmaß der aus der Haube abgesuagten Luft ist, iuird praktisch kein Querzug im Gebäude erzeugt.As in known systems, the exhaust gases are extracted 35 removed from the hood 25 air from the building. In this case, however, the air that is required to keep the evacuated Air to supplement as cool or cold air introduced into the building by the fan 43. If the extent the air introduced by the fan 43 is equal to the amount of air extracted from the hood, there will be practically none Transverse tension generated in the building.

Fig. 9 zeigt ebenfalls einen Zustand, bei kein Queriüind herrscht. Die Gebläse 43 arbeiten hier jedoch mit größerem9 also shows a state in which there is no query prevails. The fan 43 work here with a larger one

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Durch die absteigende Kaltluft 45 ujird ein größerer dynamischer Druck auf die aufsteigenden Gase 35 ausgeübt, und diese werden auf einen Kegelwinkel beschränkt, der kleiner als im vorhergehenden Fall ist. Falls das Ausmaß der Einspeisung von Luft 45 zur Beschränkung der Abgasausbreitung größer als das Ausmaß der Absaugung aus der Haube 25 ist, tritt außerhalb vom Ofen 17 ein gewisser Querzug 46 auf.The descending cold air 45 makes a larger, more dynamic one Pressure is exerted on the rising gases 35 and these are restricted to a cone angle which is smaller than in the previous case. If the amount of air injection 45 to limit the spread of exhaust gas is greater than the extent of the suction from the hood 25, a certain transverse pull 46 occurs outside of the furnace 17.

Fig. 10 zeigt einen Zustand, bei welchem ein Querwind 47 mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit durch das Gebäude geht und ein verhältnismäßig geringes Ausmaß an Luft zur Steuerung der Abgase durch die Gebläse 43 eingeführt wird. Der Querwind 47 trifft auf die herabsteigende Kaltluft 45, siehe rechte Seite der Fig. 10, und auf den Kegel der aufsteigenden Gase 35, die dadurch nach links gedrückt werden. In diesem Fall werden jedoch die Gase daran gehindert, an der linken Seite der Haube 25 überzuschwappen, da in der linken Vorkammer 40 ein verhältnismäßig hoher Druck vorhanden ist. Ferner wirkt die dynamische Kraft der aus der linken Luftkammer absteigenden Luft auf den Abgaskegel entgegengesetzt zur Kraft des Querwindes ein und sorgt weiter dafür, daß die Abgase für einen nach oben gerichteten Strom in die Haube 25 eingegrenzt sind.Fig. 10 shows a state in which a cross wind 47 at a relatively low speed through the building and a relatively small amount of air is introduced by the fan 43 to control the exhaust gases will. The cross wind 47 meets the descending cold air 45, see right-hand side of FIG. 10, and the cone of the rising gases 35, which are thereby pushed to the left. In this case, however, the gases are prevented from spilling over on the left side of the hood 25 because in the left prechamber 40 is a relatively high pressure. Furthermore, the dynamic force from the Left air chamber, air descends on the exhaust cone opposite to the force of the cross wind and continues to take care of it that the exhaust gases are confined in the hood 25 for an upward flow.

Bei dem Zustand nach Fig. 11 bläst ein verhältnismäßig starker Queriuind 47 durch das Gebäude. In diesem Fall wird das Gebläse 43 an der stromabwärtigen Seite des Ofens 19, d.h.In the state according to FIG. 11, a relatively strong Queriuind 47 blows through the building. In this case it will Fans 43 on the downstream side of furnace 19, i.

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in Fig. 11 auf der linken Seite, mit einem größeren Durchsatz gefahren. Der Quertuind 47 wirkt auf die aufsteigenden Gase 35 ein und sucht sie nach links zu drücken. Dieser Bewegung der Gase entgegen ujirkt die nach innen strömende kalte Luft 45, die in der windabwärts liegenden Vorkammer nach unten strömt. Wenn der Strom der kalten Luft verstärkt wird, wird der Druck an der Bodenöffnung der Vorkammer erhöht. Damit luird der Widerstand erhöht, der einem in Windrichtung gehenden Fluß der Abgase über das Ende der Haube hinaus entgegenwirkt. Auch ist bei einem v/erstärkten Strom der Kaltluft eine größere Luftmasse über die Höhenerstreckung des Abgaskegels vorhanden, so daß eine in Windrichtung gehende Bewegung der Abgase blockiert wird. Die Abgase gehen daher wieder nach oben und werden in der Haube gesammelt und von dort abgesaugt. in Fig. 11 on the left, with a greater throughput drove. The Quertuind 47 acts on the ascending ones Gases 35 and tries to push it to the left. This movement of the gases is counteracted by the inward flow cold air 45, that in the downstream antechamber flows downwards. When the flow of cold air is increased, the pressure at the bottom opening of the antechamber is increased. This increases the resistance that counteracts a downwind flow of exhaust gases beyond the end of the hood. In the case of an increased flow of cold air, there is also a greater air mass over the height of the exhaust gas cone present, so that a downwind movement of the exhaust gases is blocked. The exhaust gases therefore follow suit again above and are collected in the hood and sucked off from there.

Da der Querwind an der in Herkunftsrichtung gekehrten Seite des Ofens selbst als Druckfront auf den aufsteigenden Abgaskegel wirkt, ist es nicht erforderlich, an dieser Seite, d.h. in Fig. 11 auf der rechten Seite, den Zustrom von Kaltluft in die dort gelegene Vorkammer zu erhöhen. Ein gewisser Luftstrom in der in Herkunftsrichtung des UJindes liegenden Vorkammer ist jedoch erwünscht, um den Querwind von der Haube nach unten abzulenken und dadurch zu verhindern, daß sich die Haube mit dem Querwind füllt.Because the cross wind on the side facing the direction of origin of the furnace itself as a pressure front on the rising exhaust gas cone acts, it is not necessary on this side, i.e. in Fig. 11 on the right side, the inflow of cold air to increase in the antechamber located there. A certain flow of air in the direction of the origin of the UJindes Antechamber is desirable, however, in order to divert the cross wind downward from the hood and thereby prevent it from moving fills the hood with the cross wind.

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Der Abgaskegel wird demnach durch eine Kombination des niedrigen Druckes in der Abgashaube, erzeugt durch das Absauggebläse 31, und den hohen Druck gesteuert, der durch die Wirkung der Gebläse 43 in den Kaltluftvorkammern 4G hergestellt wird. Der verhältnismäßig hohe Druck, den die eingeführte Luft beim Austritt aus den Kaltluftvorkammern aufweist, begrenzt den oberen Teil des Abgaskegels und verhindert die normale seitliche Ausdehnung, so daß die Querschnittsfläche des oberen Endes des Abgaskegels kleiner als bei der fehlender zusätzlich eingeführter Luft ist. Aufgrund dieser Einschränkung des Abgaskegels ist es möglich, das Absaug- und Luftreinigungssystem mit verhältnismäßig geringer Kapazität auszulegen. Die Kapazität kann sogar geringer als diejenige sein, die für die Absaugung eines uneingeschränkten Abgaskegels bei fehlendem Querwind erforderlich märe. Falls daher die Abgasquelle in einem Gebäude liegt, in dem keine Cjueruiinde auftreten, würde die Erfindung auch dann eine wirksamere Abgasbeseitigung ermöglichen, bei der ein gegenüber dem Stand der Technik kleineres Absaug- und Luftreinigungssystem verwendet werden kann. Auch unter diesen Bedingungen wird durch Anwendung der Erfindung das unerwünschte Auftreten von Querzug verringert oder ausgeschaltet.The exhaust cone is therefore created by a combination of low pressure in the exhaust hood, generated by the exhaust fan 31, and controlled the high pressure produced by the action of the blower 43 in the cold air pre-chambers 4G will. The relatively high pressure that the introduced air has when it exits the cold air pre-chambers, limits the upper part of the exhaust cone and prevents normal lateral expansion, so that the cross-sectional area of the upper end of the exhaust cone is smaller than in the absence of additionally introduced air. Because of this restriction of the exhaust cone makes it possible to use the suction and air cleaning system with relatively less Capacity to be interpreted. The capacity can even be less than that required for the suction of an unrestricted one Exhaust cone required in the absence of cross wind. Therefore, if the exhaust source is in a building, in which no cjueruiinde occur, so would the invention then enable a more effective exhaust gas removal, in which a compared to the prior art smaller suction and Air purification system can be used. Even under these conditions, the application of the invention becomes undesirable Occurrence of transverse tension reduced or eliminated.

Bei Gebäuden, in denen Querwinde auftreten, werden die Ersparnisse noch beträchtlicher. Die Absaug- und Luftreinigungsanlage braucht nur mit einer solchen Kapazität ausgelegtIn buildings where cross winds occur, the savings are even more considerable. The extraction and air purification system only needs to be designed with such a capacity

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zu u/erden, die für die Absaugung von Gasen bei fehlendem Queruiind erforderlich ist. Bei Auftreten von Quermind ermöglichen die verhältnismäßig billigen Kaltluftvorkammern und die Kaltluftgebläse 43 eine einuiandfreie Steuerung der Abgase mit wesentlich geringeren Kosten.to u / earth for the extraction of gases in the absence of Queruiind is required. Allow when Quermind occurs the relatively cheap cold air pre-chambers and the cold air blower 43 allow for a flawless control of the exhaust gases at a much lower cost.

Die Wirkung der Querwinde auf den Kegel der aufsteigenden Abgase ist am oberen Ende des Kegels größer, da dort die Abgase diffuser sind. Da jedoch der Austritt aus den Kaltluftkammern nach unten der Abzughaube benachbart liegt, ist der durch diese kalte Luft auf die Abgase ausgeübte Druck im oberen Bereich des Kegels am größten und nimmt nach unten hin ab, um die Kaltluft sich in Abuiärtsrichtung verteilt. Der Widerstand, den die absteigende kalte Luft einem seitlichen Auseinanderfließen der Abgase entgegensetzt, ist daher flort am größten, uio er am meisten gebraucht wird, und verringert sich in dem fflaße, uiie der Bedarf für diesen Widerstand geringer iüifu.The effect of the cross winds on the cone of the ascending Exhaust gases are larger at the top of the cone, as the exhaust gases are more diffuse there. However, there is the exit from the cold air chambers is adjacent to the hood downwards, the pressure exerted on the exhaust gases by this cold air is im the upper part of the cone is largest and decreases towards the bottom, around the cold air is distributed in the direction of the outside. The resistance that the descending cold air opposes to a sideways flow of the exhaust gases is therefore flort the greatest, uio he is most needed, and the flow decreases as the need for this resistance decreases lower iüifu.

Fig. 4 zeigt ebenfalls vereinfacht ein Steuerungssystem für den Betrieb der Gebläse 43. 3edes Gebläse 43 u/ird durch einen Motor 50 angetrieben, der mit einer Drehzahlsteuerung ausgestattet ist, die in Fig. 4 durch einen Uliderstand 51 dargestellt ist. Obu/ohl die motorsteuerung 51 von Hand betätigt werden könnte, ist vorzugsweise eine selbsttätige Steuerung durch eine auf die lliindgeschiuindigkeit ansprechende Steuerungsvorrichtung 52 vorgesehen, die durch einFIG. 4 also shows, in a simplified manner, a control system for the operation of the blower 43. 3 of the blower 43 and is carried out a motor 50 is driven, which is equipped with a speed controller, shown in FIG. 4 by a resistor 51 is shown. Obu / ohl the motor control 51 operated by hand could be, is preferably an automatic control by a responsive to the slow speed Control device 52 is provided by a

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Anemometer 53 betätigt wird. Das Anemometer ist entweder innerhalb des Gebäudes angeordnet, um die Geschinindigkeit des dort herrschenden tatsächlichen Queruiindes zu messen, oder außerhalb des Gebäudes, uio das Vorhandensein und die Größe von Ulinden gemessen wird, die Uuerwinde in dem Fall verursachen, daß die Gebäudetüren 13 geöffnet werden. Im Betrieb mißt die auf den Illind ansprechende Steuerungsvorrichtung 52 die Größe der Geschwindigkeit und die Richtung des Windes in üblicher Weise und betätigt die motoren 50 der in Richtung des lüindflusses liegenden Gebläse derart, daß sie ijrfhre Drehzahlen anpassen und den gewünschten Widerstand gegen eine in Windrichtung verlaufende Bewegung der vom Ofen aufsteigenden Gase herstellen.Anemometer 53 is operated. The anemometer is either placed inside the building to measure the speed to measure the actual conflict prevailing there, or outside the building, uio the presence and the Size of Ulinden is measured, the Uuerwinde in the case cause the building doors 13 to be opened. In operation, the Illind responsive control device measures 52 the magnitude of the speed and the direction of the wind in the usual way and actuates the motors 50 of the in Direction of the air flow in such a way that they adjust the speed and the desired resistance against a downwind movement of the gases rising from the furnace.

Die Erfindung ist besonders geeignet zur Verwendung in Gebäuden der beschriebenen Art, in denen die Kaltluftkammern 40 sehr billig unter Ausnutzung vorhandener Gebäudeteile hergestellt werden können. Die Erfindung läßt sich jedoch auch bei abweichenden Gegebenheiten verwenden, wo eine baldachinartige Haube über einer Quelle von Abgasen angeordnet ist.The invention is particularly suitable for use in buildings of the type described in which the cold air chambers 40 can be produced very cheaply using existing building parts. However, the invention can also Use in different circumstances where a canopy-like hood is placed over a source of exhaust gases.

Bei Anwendung in einem kalten Klima kann es erwünscht sein, die in die Vorkammern 40 einzuführende Luft anzuwärmen, so daß die Arbeitsbedingungen innerhalb des Gebäudes nicht abträglich beeinflußt werden. Bei einer Vorwärmung der Luft muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Erwärmung so geringWhen used in a cold climate, it may be desirable to heat the air to be introduced into the antechambers 40, see above that the working conditions inside the building are not adversely affected. When preheating the air must however, care should be taken to keep the heating as low as possible

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ist, daß die Luft bei Austritt der Vorkammer ausreichend kühl ist, um die oben beschriebene Eingrenzung der Abgase zu ermöglichen.is that the air at the exit of the antechamber is sufficient is cool in order to enable the above-described containment of the exhaust gases.

In ähnlicher !Heise kann bei Betrieb in heißem Klima die in die Vorkammer 40 eingereiste Luft uorgekühlt werden, um dadurch die Ulirksamkeit der Lufteingrenzung zu erhöhen.In a similar way, the in the antechamber 40 air that has entered can be cooled in order to thereby Increase the effectiveness of air containment.

- PATENTANSPRÜCHE -- PATENT CLAIMS -

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Claims

PATENT CLAIMS

Λ.) Extraction device with an extractor hood, which is arranged in a building at a distance above a source of hot exhaust gases or the like and to which a suction fan is connected, which creates a negative pressure in the hood and conveys the gases rising into the hood out of the building, thereby characterized in that on the circumference of the hood (25) downwardly open chambers (40) are arranged, into each of which at least one blower (43) blows air that comes from outside the building and is colder than the room temperature of the building.

2. Device according to claim 1, characterized by an automatic, uon the wind force outside the building dependent control (53,52,51) of the fans (43) provided for the suction of outside air into the chambers (40).

3. Device according to claim 1-2, characterized by a control of the chamber fan (43) on at least one Side of the exhaust gas source (17) depending on the Queriuind inside the building.

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