DE3719041A1 - Aufbereitungsvorrichtung fuer die atmosphaere einer geschlossenen kammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt sind personenbesetzte Druckkammern, die als Wohnkammern bei der Tieftaucherei eingesetzt werden. Eine derartige Wohnkammer kann z.B. an Bord eines Taucherbasisschiffs angeordnet sein und dient zur Kompression, Dekompression der Taucher und dem Auf­ enthalt unter gleichbleibendem Druck. Der Aufenthalt in der Kammeratmosphäre dauert regelmäßig mehrere Wochen. Zum Tauchen werden die Taucher mit einer kleinen weiteren Druckkammer (Bell) von der Wohnkammer ab­ gekoppelt und per Kran ins Wasser hinabgelassen.

Die Druckkammer benötigt eine Aufbereitungsvorrichtung für die Druckkammeratmosphäre. Eine derartige Auf­ bereitungsvorrichtung, die auch als Life Support System oder Environmental Control System bezeichnet wird und eine lebensfähige Atmosphäre in der geschlossenen Kammer sicherstellt, kann außen an der Kammer an­ gebracht sein. Eine externe Aufbereitungsvorrichtung hat jedoch verschiedene Nachteile. Sie muß druckfest ausgeführt sein und der hohen Druckdifferenz zwischen Außendruck und Innendruck der Kammer standhalten können. Dies bedeutet eine aufwendige und teure Installation mit druckdichtem Gehäuse, wobei die Druckdichtigkeit in regelmäßigen Abständen überprüft werden muß. Auch ist eine regelmäßige Wartung erforder­ lich. Die externe Installation ist stationär und er­ möglicht es nicht, die aufbereitete Atmosphäre gezielt an bestimmte Stellen im Innern der Kammer zu leiten.

Es ist ferner bekannt, zusätzlich zu der externen Aufbereitungsvorrichtung als Notsystem im Innern der Kammer einzelne Geräte einer Aufbereitungsanlage verteilt unterzubringen, ohne daß diese Geräte unmittelbar zusammenwirken. Der CO₂-Absorber besteht in der Regel aus einem Behälter, der Atemkalk enthält, um das in dem Ausatemgas enthaltene CO₂ chemisch mit Atemkalk zu binden. Der Atemkalk ist in dem Notsystem in einer Umhüllung verpackt, die bei Ausfall des externen Systems aufgerissen werden muß, um das Notsystem in Betrieb zu setzen. Aus Platzgründen sind alle Geräte der im Innern der Kammer enthaltenen Not-Aufbereitungs­ anlage kleinformatig ausgebildet, so daß sich ins­ besondere für den CO₂-Absorber und den Gasentfeuchter geringe Standzeiten ergeben. Dies erfordert einen hohen Bedienungsaufwand für die Kammerbesatzung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auf­ bereitungsvorrichtung der im Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die einfach, leichtgewichtig und platzsparend ausgebildet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Aufbereitungsvorrichtung enthält sämtliche für die Aufbereitung der Atmosphäre er­ forderlichen Einheiten in einem gemeinsamen Gasweg. Das Gas wird aus der Kammer angesaugt, durch den Gasweg geschleust und anschließend wieder in die Kammer ein­ geführt. Alle Funktionen der Gasaufbereitung sind in einem kompakten Gerät enthalten, das einen großen Kalk­ behälter, einen mit Silikagel zur Gastrocknung aus­ gestatteten Behälter, einen Wärmetauscher und einen Ventilator umfaßt. Dieses kompakte Gerät ist im Innern der Kammer angeordnet und braucht daher nicht gegen die Druckdifferenz zwischen Innendruck und Außendruck der Kammer abgedichtet zu sein. Das Gerät kann an nahezu jeder Stelle in der Druckkammer aufgestellt werden.

Vorzugsweise wird das aufbereitete Gas durch einen flexiblen Schlauch wieder in die Druckkammer geleitet, wobei das Auslaßende des Gasschlauches an dem dem Ein­ laß der Vorrichtung abgewandten Kammerende angeordnet wird. Der flexible Schlauch kann so durch die Kammer geführt werden, daß er nicht mit anderen in der Kammer vorhandenen Installationen kollidiert.

Die Temperiervorrichtung besteht vorzugsweise aus einem Wärmetauscher, der mit einem Heiz- oder Kühlmedium ver­ sorgt wird. Heißwasser steht in einer Druckkammer fast immer zur Verfügung. Bei der Versorgung der Temperier­ vorrichtung mit Wasser als Heiz- oder Kühlmedium werden Elektrodurchführungen für den Strom und die dazu er­ forderlichen Schutzmaßnahmen zur Isolierung vermieden.

Bei der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung wird der Ventilator von einem Hydraulikmotor mit einer Dreh­ zahl von bis etwa 3000 min^-1 angetrieben. Auch hierbei entfällt der für die Sicherheit bei elektrischen Anlagen in einer mit Personen besetzten Druckkammer erforderliche Aufwand. Eine Hydraulikquelle oder ein Hydraulikanschluß ist in einer Druckkammer meist vor­ handen. Vorzugsweise wird der Hydraulikmotor mit synthetischem Fluorcarbonöl betrieben, das physio­ logisch unbedenklich und inert gegen Sauerstoff ist. Im Falle von Leckage wird durch austretendes Öl keine Gefahr verursacht. Während ein Hydraulikmotor üblicher­ weise gegen inneren Druck abgedichtet ist, kann es bei der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung vor­ kommen, daß der Kammerdruck höher ist als der Innen­ druck des Hydraulikmotors. Aus diesem Grund sollte der Hydraulikmotor mit Dichtungen ausgestattet sein, die sein Inneres (auch) gegen Außendruck abdichten. Die Drehzahl des Hydraulikmotors kann elektronisch be­ rührungslos überwacht und von außen variiert werden.

Vorteilhafterweise sind die einzelnen Baugruppen der Aufbereitungsvorrichtung in einem langgestreckten rohrförmigen gemeinsamen Gehäuse untergebracht, jedoch besteht auch die Möglichkeit, die Baugruppen in mehreren Gehäusen unterzubringen und diese Gehäuse durch Schläuche oder Rohre miteinander zu verbinden.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnun­ gen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Auf­ bereitungsvorrichtung im Innern einer Kammer und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer modi­ fizierten Ausführungsform der Aufbereitungs­ vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Druckkammer 10, die zum Tauchen dient und Personen aufnehmen kann, in zwei Kammer­ bereiche 10 a und 10 b unterteilt, die durch einen Ein­ schnürungsbereich 10 c miteinander verbunden sind, und in denen eine Gasatmosphäre herrscht, die beispiels­ weise aus einem Gemisch von Helium und Sauerstoff be­ steht.

Im Kammerbereich 10 a befindet sich die Aufbereitungs­ vorrichtung 11, die mehrere Aggregate in einem einzigen rohrförmigen Gehäuse 12 enthält. Die Aufbereitungs­ vorrichtung 11 bildet zusammen mit dem Innenraum der Kammer 10 ein Zirkulationssystem, wobei Gas an einem Kammerende in die Aufbereitungsvorrichtung eingesaugt und nach Aufbereitung am entgegengesetzten Ende wieder in die Kammer ausgeblasen wird. Am Einlaßende befindet sich ein Ansaugtrichter 13, der das einströmende Gas dem Ventilator 14 zuführt. Hinter dem Ventilator 14 ist der CO₂-Absorber 15 in Form eines mit Kalk gefüllten Behälters angeordnet, und dahinter ist der Entfeuchter 16 in Form eines mit Kieselgel gefüllten Behälters an­ geordnet. Die beiden Aggregate 15 und 16 sind in einem gemeinsamen Aufnahmeraum im Innern des Gehäuses 12 ent­ halten, so daß sie in der Größe variiert werden können. Diese Aggregate brauchen den Aufnahmeraum auch nicht vollständig auszufüllen, sondern in dem Aufnahmeraum kann bei Verwendung kleinerer Behälter auch ein Frei­ raum 17 verbleiben. Hinter den beiden genannten Aggregaten ist die Temperiervorrichtung 18 angeordnet, die einen mit Heißwasser versorgten Wärmetauscher 19 aufweist, dessen Heizschlange sich im Gasweg befindet.

Vom Auslaß des Gehäuses 12 führt ein flexibler Schlauch 20 zum entgegengesetzten Ende der Kammer 10. Aus dem Auslaß 21 des Schlauchs 20 tritt das aufbereitete Gas in die Kammeratmosphäre ein. Der flexible Schlauch 20 ermöglicht es, den Auslaß 21 an beliebiger Stelle ent­ fernt vom Einlaßtrichter 13 anzuordnen, ohne die Be­ wegungsmöglichkeiten des Personals wesentlich ein­ zuschränken.

Der Ventilator 14 weist einen Hydraulikmotor auf, der mit Fluorcarbonöl betrieben wird, das durch die Hydraulikleitungen 22 zu- bzw. abgeführt wird. Die Hydraulikleitungen 22 sind mit einem außerhalb der Kammer 10 angeordneten Versorgungsgerät verbunden.

Der Wärmetauscher 19 wird über die Leitungen 23 mit umlaufenden Heißwasser versorgt. Die gesamte Auf­ bereitungsvorrichtung erfordert keine elektrischen Anschlüsse.

Der CO₂-Absorber 15 und der Entfeuchter 16 weisen zylindrische Behälter mit perforierten Stirnwänden auf. Diese Behälter bilden Einsätze, die durch eine von der Klappe 24 des Gehäuses 12 verschließbare Öffnung aus­ gewechselt werden können. In Fig. 1 deutet die ge­ strichelte Linie die Öffnungsstellung der Klappe 24 an.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Auf­ bereitungsvorrichtung, wobei die einzelnen Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet sind.

Gemäß Fig. 2 ist das rohrförmige Gehäuse 12 aufrecht­ stehend abgeordnet. Am unteren Gehäuseende sind Stand­ beine 25 vorgesehen, auf denen das Gehäuse ruht. Der Ansaugtrichter 13 ist im Abstand über dem Boden am unteren Ende des Gehäuses 12 angeordnet. Über dem Ansaugtrichter 13 befindet sich der Ventilator 14, dessen antreibender Hydraulikmotor 14 a an die hydrau­ lischen Versorgungsleitungen 22 angeschlossen ist. Der Ventilator 14 ist in dem Gehäuse 12 fest untergebracht und darüber befindet sich der ebenfalls fest instal­ lierte Wärmetauscher 19 der Temperiervorrichtung 18. Über der Temperiervorrichtung 18 ist der Aufnahmeraum 17 für den CO₂-Absorber 15 und den Entfeuchter 16 an­ geordnet. Der CO₂-Absorber 15 und der Entfeuchter 16 bestehen aus herausnehmbaren Einsätzen, deren Stirn­ wände als Lochplatten 26 ausgebildet sind. Der Auf­ nahmeraum 17 ist mit einer Klappe 24 verschlossen.

An das obere Ende des Gehäuses 12 ist ein Rohrkrümmer 27 angeflanscht, der den Gasstrom um 90° umleitet und an den der flexible Schlauch 20 mit Schnellverschlüssen 28 leicht lösbar angekuppelt ist. Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel können die im Innern des Aufnahme­ raumes 17 angeordneten Einsätze, die den CO₂-Absorber und den Entfeuchter enthalten, leicht ausgewechselt werden, während die übrigen Aggregate im Gehäuse 12 stationär angeordnet sind.

Der Einsatz der Aufbereitungsvorrichtung ist nicht auf Tauchanlagen für Meeresanwendungen auf Schiffen und Plattformen beschränkt, sondern er kann auch bei solchen Kammern angewandt werden, die im Bergbau, bei Raumstationen u.dgl. angewandt werden sowie ferner in Rettungskammern.

Claims (6)

1. Aufbereitungsvorrichtung für die Atmosphäre einer geschlossenen Kammer, insbesondere einer Druck­ kammer, mit
einem Ventilator (13),
einem CO₂-Absorber (15),
einem Entfeuchter (16) und
einer Temperiervorrichtung (18),
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (14), der CO₂-Absorber (15), der Entfeuchter (16) und die Temperiervorrichtung (18) in einem gemeinsamen, nur am Einlaß und am Auslaß offenen Gasweg hintereinander im Innern der Kammer (10) angeordnet sind.

2. Aufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (14), der CO₂-Absorber (15), der Entfeuchter (16) und die Temperiervorrichtung (18) in einem lang­ gestreckten Gehäuse (12) hintereinander in einer Reihe untergebracht sind.

3. Aufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (14) und die Temperiervorrichtung (18) in dem Gehäuse fest montiert sind, während der CO₂-Absorber (15) und der Entfeuchter (16) in einem gemeinsamen Auf­ nahmeraum (17) im Innern des Gehäuses (12) herausnehmbar angeordnet sind.

4. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ven­ tilator (14) einen Hydraulikmotor (14 a) aufweist.

5. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiervorrichtung (18) einen von einer externen Fluidquelle gespeisten Wärmetauscher (19) aufweist.

6. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaß­ ende des Gehäuses (12) ein flexibler Schlauch (20) befestigt ist, dessen Auslaß (21) in die Kanmer (10) mündet.