DE3337398C2 - Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung für das in einer Reinluftbank vorgesehene Filter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung für das in einer Reinluftbank vorgesehene Filter.

Die Messung der Luftgeschwindigkeit im Arbeitsraum einer Reinluftbank wird üblicherweise auf der Abströmseite des Filters durchgeführt. Bei Filtern mit kompliziertem Aufbau, wie z. B. bei Hochleistungsfiltern mit vielen zwischen dem Filtereinlaß und -auslaß angeordneten, wellenartig versetzten Filterelementen, ergab sich jedoch die Schwierigkeit, daß die wellenartige, die Filteroberfläche vergrößernde Struktur der Filterelemente zu Geschwindigkeitsschwankungen des abfließenden Luftstromes am Filterausgang führt. Es handelt sich hierbei um in Filterlängsrichtung, d. h. quer zur Strömungsrichtung des Luftstromes auftretende Schwankungen, die eine korrekte Messung der Luftgeschwindigkeit erschweren.

Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Luftgeschwindigkeit dadurch zu bestimmen, daß zunächst ein Luftvolumen am Filtereingang ermittelt und dieser Wert dann in die Luftgeschwindigkeit umgewandelt wird. Außerdem wurde die Messung der Luftgeschwindigkeit auf der Luftauslaßseite an einer relativ weit von der Unterseite des Filters entfernten Stelle vorgenommen (japanische Patentanmeldungen Nr. 52-129 579 (A) und Nr. 56-151 632 (A)).

Bei der erstgenannten Methode treten größere Schwankungen in den Meßwerten auf, und bei dem zweiten Verfahren geht Arbeitsraum verloren, da hierzu das Anbringen einer Meßvorrichtung im Arbeitsraum der Reinluftbank erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung für eine Reinluftbank so auszubilden, daß durch die Struktur des Filters bedingte Schwankungen in der Geschwindigkeit des abfließenden Luftstromes vergleichmäßigt werden und eine korrekte Messung der Luftgeschwindigkeit an der Filterauslaßseite ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung für das in der Reinluftbank vorgesehene Filter erreicht, die eine Meß-Luftleitung hat, die nur einen kleinen, aber repräsentativen Teil der durch das Filter strömenden Luftmenge erfaßt und die einen in dieser Meßluftleitung angeordneten Gleichrichter und einen auf der Auslaßseite des Gleichrichters und zugleich an dem dem Luftfilter abgewandten Ende der Meß-Luftleitung angeordneten Luftgeschwindigkeitsensor aufweist, der die Geschwindigkeit der von dem Gleichrichter gerichteten Auslaßluft ermittelt, wobei die Luftleitung mit einem ihrer offenen Enden und senkrecht unter der Auslaßseite des Filters in Strömungsrichtung der Luft angeordnet ist.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Luftstrom über die ganze Querschnittsfläche der Luftleitung vergleichmäßigt wird und der Sensor oder die über den Querschnitt verteilten Sensoren der Sensoreinrichtung gleichmäßig angeströmt werden. Außerdem findet vor der Messung kein Richtungswechsel der Luftströmung mehr statt, so daß sich die Geschwindigkeit der aus dem Luftfilter austretenden Luft vor der Messung nicht ändert.

Bei Strömungsmeßanordnungen für Brennkraftmaschinen (DE-OS-29 34 137) ist es bekannt, für den zu messenden Gasstrom Strömungsgleichrichter mit wabenförmigen Durchlaßkanälen zu verwenden, die den Luftstrom in viele kleine Ströme unterteilen. Diese kleinen Luftströme sind durch Zwischenwände voneinander getrennt und erzwingen eine im wesentlichen gleichgerichtete, laminare Strömung. Für die erfindungsgemäße Meßvorrichtung für Reinluftbänke ist es jedoch zweckmäßig, wenn der Gleichrichter aus einem Stahldrahtgewebe besteht, das im Ansaugkanal von Brennkraftmaschinen nicht verwendbar ist, sich aber für das Luftfilter einer Reinluftbank gut verwenden läßt, wo es weniger auf die Ausrichtung als vielmehr auf die Verteilung der Luft über den ganzen Querschnitt ankommt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Drahtgewebegleichrichter im mittleren Teil der Meß-Luftleitung angeordnet ist. Einflüsse der Umgebung des Filters auf die durchströmende Luftmenge werden hierdurch weitgehend ausgeschaltet.

Es ist vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Drähte des Drahtgewebes kleiner als 0,5 mm und die Maschenweite des Drahtgewebes größer ist als 1,8 mm. Bei dieser Abstimmung ist das Verhältnis von Maschenweite zu Drahtdurchmesser optimal und die Luft wird gleichmäßig über den ganzen Querschnitt der Luftleitung verteilt.

Um sicher zu verhindern, daß die Luftströmung von den Umfassungswänden oder von Einbauten der Reinluftbank abgelenkt oder in sonstiger Weise beeinflußt wird, ist es zweckmäßig, wenn die Meßluftleitung ein Rohrstück ist, das von einem Tragrahmen getragen wird, der an der Innenwand der Reinluftbank befestigt ist.

Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung anhand der Zeichnung durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Reinluftbank mit einer Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung nach der Erfindung in einer Seitenansicht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 in einer Seitenansicht und

Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 2 in einer Stirnansicht.

In Fig. 1 ist eine Reinluftbank dargestellt, die so gebaut ist, daß die Zufuhr von gereinigter Luft zum Arbeitsraum 11 vertikal erfolgen kann. Die Reinluftbank ist derart konstruiert, daß sie zunächst Luft aus einer Lufteinlaßöffnung 13, die sich an der Unterseite der Reinluftbank befindet, durch einen Vorfilter 15 hindurch ansaugt, um sie nach vollständiger Beseitigung der Schmutzbestandteile in gereinigter und aseptischer Form in vertikaler Richtung dem Arbeitsraum zuzuführen, aus dem sie nach vorne wieder entweicht. Der Filter 1 bietet infolge der wellenförmigen Struktur der zwischen dem Filtereinlaß und -auslaß gegeneinander versetzten Filterelemente eine vergrößerte Filterfläche.

An der Auslaßseite des Filters 1 ist eine geeignete Luftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung zum Abtasten des ausströmenden Luftstromes vorgesehen. Wie in Fig. 2, 3 und 4 gezeigt, hat die Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung 19 eine Luftleitung 5 mit einer Durchlaßöffnung von geeigneter (bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel quadratischer) Querschnittsfläche. Die Durchlaßöffnung befindet sich in vertikaler Lage an der Filterausgangsseite nahe an ihr befestigt und wird von einem Rahmen 23 mit an diesem befestigten Rahmenträger 21 getragen.

Ein Strömungsgleichrichter 7 ist in horizontaler Lage in der Durchlaßöffnung der Luftleitung 5 eingespannt, der geeignet ist, den durch die Durchlaßöffnung fließenden Luftstrom zu vergleichmäßigen. Der Gleichrichter 7 besteht z. B. aus einem Edelstahldrahtgewebe mit einer Drahtdicke von 0,5 mm und einem Loch von 1,8 mm.

Im unteren Teil ist die Gleichrichtvorrichtung 7 mit einem Luftgeschwindigkeitssensor 9, wie beispielsweise einem Hitzdrahtanemometer od. dgl. versehen, der die Auslaßgeschwindigkeit der von dem Gleichrichter gleichgerichteten Auslaßluft abtastet. Der Luftgeschwindigkeitssensor 9 wird von einer an der Seitenwand 5′ der Luftleitung 5 angeordneten Stützkonsole 25 getragen und ist in den Durchlaß eingeschoben.

Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Steuereinrichtung ist zur Verbindung des Strömungsgeschwindigkeitssensors mit dem Sauggebläse vorgesehen. Die Steuereinrichtung hat die Funktion, die von dem Sensor 9 ermittelte Auslaßluftgeschwindigkeit mit einer vorherbestimmten Auslaßluftgeschwindigkeit zu vergleichen und bei Abweichungen zwischen den zwei Werten das Gebläse automatisch dahingehend zu korrigieren, daß die Anzahl seiner Umdrehungen in der Minute hinauf- oder herabgesetzt wird. Die Steuereinrichtung sorgt ferner dafür, daß im Falle eines Absinkens der ermittelten Auslaßluftgeschwindigkeit auf einen Minimalwert ein Alarmsignal ausgelöst wird.

Der Arbeitsraum 11 ist am vorderen Teil mit einem Verschlußschieber 27 und am oberen Teil mit einer fluoreszierenden Lampe 29 und einem Licht-Diffusor 31 ausgestattet.

Im folgenden werden einige Funktionen beschrieben, die mit der Erfindung erreicht werden können.

Von der Lufteinlaßöffnung 13 im unteren Teil der Reinluftbank gelangt die mit Hilfe des Gebläses 17 angesaugte Luft durch einen Vorfilter 15 zum Filter 1 und durch diesen hindurch zur Auslaßseite des Filters. Entgegen einer Neigung der Luftauslaßgeschwindigkeit, unter dem Einfluß der Filterstruktur zu schwanken und zu fluktuieren, kann die Verwendung der Luftleitung 5 dazu dienen, den fluktuierenden Luftstrom mittels der Gleichrichtvorrichtung 7 beim Durchgang durch die Durchlaßöffnung der Luftleitung zu vergleichmäßigen. Der Sensor 9 tastet die Auslaßluftgeschwindigkeit des vergleichmäßigten Luftstromes ab, und auf diese Weise wird eine korrekte Messung der Luftgeschwindigkeit an der Auslaßseite des Filters möglich.

Im folgenden sind Meßwerte der Luftaustrittsgeschwindigkeit wiedergegeben, die auf der Sekundärseite eines als Filter 1 verwendeten HEPA-Filters an einem Festpunkt gewonnen wurden. Hierbei sind die Meßergebnisse eines Falles, bei dem der Luftgeschwindigkeitssensor 9 direkt installiert ist, mit denjenigen eines Falles verglichen, bei dem der Windgeschwindigkeitssensor 9 in einer erfindungsgemäß konstruierten Windgeschwindigkeitsmeßvorrichtung untergebracht ist.

Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, kann die Varianz in der Auslaßluftgeschwindigkeit bei Geräten, wo der Sensor 9 in der Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung 19 installiert ist, so weit vergleichmäßigt werden, daß sie zwischen 1/3,5- und 1/10mal geringer ist als bei solchen, wo der Windgeschwindigkeitssensor direkt installiert ist.

Die mit der Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung auf der Unterstromseite des Filters ausgestattete und zusätzlich mit der Steuereinrichtung zum Steuern der Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit von der von dem Luftgeschwindigkeitssensor ermittelten Luftgeschwindigkeit versehene Reinluftbank kann folgende Wirkungen erzielen:

• a) Durch die Anordnung des Windgeschwindigkeitssensors oberhalb des Arbeitsraumes und auf der Unterstromseite des Filters läßt sich die Luftgeschwindigkeit im Arbeitsraum unmittelbar bestimmen und der Strömungszustand genau ermitteln.
• b) Durch die Ausstattung mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Gebläsedrehzahl durch den Vergleich von festgestellter und vorherbestimmter Luftgeschwindigkeit kann die Luftgeschwindigkeit im Arbeitsraum auf einem vorherbestimmten, konstanten Wert gehalten und auf diese Weise ein gleichbleibender Strömungszustand geschaffen werden.
• c) In dem Falle, wo die Arbeit bei leicht geöffnetem Verschlußschieber durchgeführt wird, kann die Gebrauchsdauer des Filters dadurch verlängert werden, daß die Luftgeschwindigkeit niedriger angesetzt wird als üblich.

Indessen ist die Anwendung der Erfindung nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt. Die Luftleitung kann z. B. mit einem Durchlaß von runder Querschnittsfläche gebaut werden.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann die Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung zum Vergleichmäßigen der Auslaßluftgeschwindigkeit bei einem Filter dienen, dessen Filterelemente wellenartig gegeneinander versetzt von der Aufnahmeseite zur Abgabeseite des Filters angeordnet sind und dessen Luftaustrittsgeschwindigkeit sonst nur punktuell am Filterausgang ermittelt werden könnte. Hierdurch wird das Anbringen des Windgeschwindigkeitssensors in unmittelbarer Nähe des Filters und gleichzeitig eine korrekte Messung der Windgeschwindigkeit ermöglicht. Es ergibt sich daraus, daß der an der Austrittseite des Filters zu schaffende Arbeitsraum groß bemessen werden kann.

Claims (5)

1. Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung für das in einer Reinluftbank vorgesehene Filter (1), die eine Meß-Luftleitung (5), die nur einen kleinen aber repräsentativen Teil der durch das Filter (1) strömenden Luftmenge erfaßt, einen in dieser Meß-Luftleitung (5) angeordneten Gleichrichter (7) und einen auf der Auslaßseite des Gleichrichters (7) und zugleich an dem dem Luftfilter (1) abgewandten Ende der Meß-Luftleitung (5) angeordneten Luftgeschwindigkeitssensor (9) aufweist, der die Geschwindigkeit der von dem Gleichrichter (7) gerichteten Auslaßluft ermittelt, wobei die Luftleitung (5) mit einem ihrer offenen Enden und senkrecht unter der Auslaßseite des Filters (1) in Strömungsrichtung der Luft angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (7) aus einem Stahldrahtgewebe besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtgewebegleichrichter (7) im mittleren Teil der Meß-Luftleitung (5) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Drähte des Drahtgewebes kleiner als 0,5 mm und die Maschenweite des Drahtgewebes größer ist als 1,8 mm.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß-Luftleitung (5) ein Rohrstück ist, das von einem Tragrahmen (21, 23) getragen wird, der an der Innenwand der Reinluftbank befestigt ist.