DE4038699C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ab­ scheidung von Pflanzenschutzmittelaerosolen und -gasen aus der einer Fahrzeugkabine zugeführten Frischluft, mit einer Filtereinrichtung, in der die Pflanzenschutzmittel­ aerosole und -gase dem die Filtereinrichtung durchströ­ menden Frischluftstrom entzogen werden, bzw. auf ein Verfahren zur Abscheidung von Pflanzenschutzmittelaero­ solen und -gasen aus der einer Fahrzeugkabine zugeführten Frischluft, bei dem der Frischluftstrom durch eine Filter­ einrichtung geleitet wird, in der ihm die Pflanzenschutz­ mittelaerosole und -gase entzogen werden.

Die DD 2 06 536 zeigt eine Einrichtung zur Reinigung von Luft, die insbesondere für den Einsatz bei kleinen Ar­ beitsräumen, Kabinen etc. vorgesehen ist. Diese Einrich­ tung weist eine Filtereinrichtung auf, in der einer Grob­ abscheidereinheit ein Gebläse und diesem eine Filterein­ heit nachgeschaltet ist.

Aus der DE 28 36 964 A1 sind Naßfilter bekannt, die zur Reinigung von staub- und schadgashaltiger Luft dienen. Ein derartiger Filter enthält eine Waschstrecke, einen Wasserkasten und eine Wasserpumpe.

Aus der DE-Z.: BWK, Band 42, (1990), Nr. 7/8, Seite 458, "Staubabscheidung und Schadgasabsorption im Ventilator", ist eine spezielle Ventilatorkonstruktion zur Abscheidung staubförmiger Verunreinigungen bekannt.

Darüber hinaus sind eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Abscheidung von Pflanzenschutzmittelaerosolen und -gasen aus der einer Fahrzeugkabine zugeführten Frisch­ luft bekanntgeworden, bei denen die in die Fahrzeugka­ bine einzuleitende Frischluft bereits in einer Filter­ einrichtung gefiltert wird.

Die bekannte und dort verwendete Filtereinrichtung ist jedoch nicht geeignet, über einen längeren Zeitraum eine ausreichende Reinigungswirkung für die Pflanzenschutzmit­ telaerosole und -gase enthaltende Frischluft aufrechtzu­ erhalten.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung bzw. das gattungsgemäße Ver­ fahren derart weiterzubilden, daß auch für eine längere Betriebsdauer und für eine hohe Belastung der Frischluft mit Pflanzenschutzmittelaerosolen und -gasen eine aus­ reichende Reinigungswirkung für die in die Fahrzeugka­ bine einzuleitende Frischluft erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrich­ tung gelöst, bei der die Filtereinrichtung einen Naß­ abscheider, der mit Frisch- und/oder Umlaufwasser be­ treibbar ist, eine Zwischenerwärmungsstufe, die dem Naßabscheider nachgeschaltet und in der der Frisch­ luftstrom aufheizbar ist, und eine Sorptionsstufe auf­ weist, die der Zwischenerwärmungsstufe nachgeschaltet ist. Entsprechend wird bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren der Frischluftstrom in der Filtereinrichtung zu­ nächst einer mit Frisch- und/oder Umlaufwasser betrie­ benen Naßabscheidung unterzogen, danach aufgeheizt und dann durch eine Sorptionsstufe geleitet. In der Naßab­ scheidung wird dem Frischluftstrom der weitaus größte An­ teil der in ihm enthaltenen Pflanzenschutzmittelaerosole und -gase entzogen. Hierdurch und durch die der Naßab­ scheidung nachgeschaltete Zwischenerwärmungsstufe wird eine langfristige Funktionsdauer der der Zwischenerwär­ mungsstufe nachgeschalteten Sorptionsstufe gewährleistet, deren Kapazität nahezu ausschließlich für die Aufnahme von von der Naßabscheidung nicht aufnehmbaren Schadstoff­ bestandteilen dienen kann.

Wenn der Naßabscheider in Serie angeordnete Beschleuni­ gungs- und Verzögerungsstufen mit jeweils dazwischen an­ geordneten Flüssigkeitsabrißkanten mit einem nach innen gerichteten Abrißwinkel aufweist, wobei vorzugsweise zu­ mindest zwei Beschleunigungs- und Verzögerungsstufen vorge­ sehen sind, läßt sich im Naßabscheider eine Grob- bzw. Vorreinigung des Gasstroms erzielen, die über 98% der im Gasstrom enthaltenen Pflanzenschutzmittelaerosole und -ga­ se beseitigt.

Vorteilhaft kann die Zwischenerwärmungsstufe durch einen Hochleistungsventilator ausgebildet sein, der die Luft um zumindest 15 Grad C erwärmt, wobei üblicherweise eine Er­ wärmung der Luft um 15-20 Grad C vorgesehen wird. Auf­ grund der Förderung des Hochleistungsventilators entsteht innerhalb der Fahrzeugkabine Überdruck. Die gereinigte Luft wird vorzugsweise über den Kopf des Fahrers in einem abwärts gerichteten Laminarstrom in die Fahrzeugkabine ein­ geführt. Damit wird verhindert, daß in der Kleidung des Fahrers befindliche Schadstoffe bei deren Freisetzung in den Atembereich des Fahrers gelangen können; diese Schad­ stoffe werden vielmehr mit dem Laminarstrom abwärts transportiert und können dann über Kabinenundichtigkeiten nach außen abgeführt werden. Durch die Temperaturerhöhung um ca. 15-20 Grad C im Hochleistungsventilator wird die Frischluft relativ trocken. Sofern vergleichsweise feuchte Luft zugeführt würde, verminderte sich die Kapazität der Sorptionsmassen der Sorptionsstufe ganz erheblich. Durch die Vorreinigung im Naßabscheider und die relativ hohe Trockenheit der der Sorptionsstufe zugeführten Luft ist die Kapazität dieser Sorptionsstufe ausreichend, so daß sie über einen längeren Zeitraum betrieben werden kann.

Vorteilhaft werden dem Frisch- und/oder Umlaufwasser die Einbindung der Pflanzenschutzmittelaerosole und -gase in die Wassertropfen begünstigende Zusatzmittel beigegeben.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Naßabscheiders der Vorrichtung ge­ mäß Fig. 1; und

Fig. 3 eine Beschleunigungs- und eine Verzögerungs­ stufe des in Fig. 2 dargestellten Naßab­ scheiders.

Zu reinigende Frischluft 1 wird über einen Naßabscheider 2 einem mit einer hohen Leistung versehenen Ventilator 3 zur Erzeugung der Saugleistung und der notwendigen Tem­ peraturerhöhung zur Austrocknung der Luft und einer nach­ folgenden Sorptionsstufe 4 zugeführt.

Die derart gereinigte Luft wird über eine Laminaraustritts­ düse 5 dem Atembereich eines Fahrers zugeführt.

Notwendiges Waschwasser für den Naßabscheider 2 wird einem mitgeführten Tank 6 über eine Pumpe 7 entnommen und dem Naßabscheider 2 zugeführt. Es verläßt den Naßabscheider 2 durch einen Abgang 8. Es wird mit dem Sprühwasser auf dem Feld abgegeben.

Die Einbindung der bei der Versprühung freiwerdenden Pflanzenschutzmittelaerosole, aber insbesondere die Sorp­ tion der freigesetzten Pflanzenschutzmittelgase setzen sehr hohe Kontaktenergien im Bereich des Naßabscheiders 2 voraus, die von normalen Venturiwäschern im allgemei­ nen nicht erreichbar sind.

Daher werden im Naßabscheider 2 hintereinander Kontakt­ zonen mit Gasgeschwindigkeiten im Bereich von größer 100 m/s ausgebildet, in denen durch ihr unterschied­ liches Trägheitsverhalten der zu reinigende Luftstrom und die Wassertröpfchen unterschiedliche Geschwindig­ keiten annehmen; die erforderlichen Kontaktenergien für den notwendigen Übergang der Pflanzenschutzmittel­ aerosole und -gase in die Wassertröpfchen werden somit nacheinander mehrfach erzeugt.

Fig. 2 zeigt einen Naßabscheider 2 mit aufeinanderfol­ genden hochenergetischen Beschleunigungs- 11 und Ver­ zögerungsstufen 13.

Die zu reinigende Frischluft 1 wird dem Naßabscheider 2 an dessen Eingang zugeführt; über eine Düse 10 wird feinversprühtes Wasser zugeführt. Die erste Beschleuni­ gungsstufe bzw. Einschnürung 11 beschleunigt den Gasstrom auf über 100 m/s, während die Wassertröpfchen aufgrund ihrer größeren Masse dieser Einschnürung nicht so fol­ gen; sie werden nicht so hoch beschleunigt und darüber hinaus zu einem großen Teil am Einlaufrand abgeschieden.

Am Ende des Einlaufs ist eine Flüssigkeitsabrißkante 12 angeordnet, die dafür sorgt, daß das wandgängige Wasser hier abreißt und mit niedriger Geschwindigkeit unter einem zur Venturiachse gerichteten Winkel 18 wieder mit dem mit hoher Geschwindigkeit fließenden Gasstrom kon­ taktiert wird. Dieser Vorgang wird zur Erzielung der erforderlichen Abscheideleistung durch die Serienanord­ nung mehrmals wiederholt, wobei jeweils der Einschnü­ rung 11 mit der Abrißkante 12 die als Diffusorabschnitt 13 ausgebildete Verzögerungsstufe folgt, wodurch in Ver­ bindung mit der Randgängigkeit des Wassers mehrmals hin­ tereinander die notwendigen Differenzgeschwindigkeiten zwischen Gasstrom und Wassertröpfchen erzeugt werden, und auch jeweils das bereits an der Wand abgeschiedene Wasser erneut unter dem nach innen gerichteten Winkel 18 wieder freigesetzt wird.

Fig. 3 zeigt die Ausbildung der Abrißkante 12 mit dem nach innen gerichteten Winkel 18 und der nachfolgenden, durch den Diffusorabschnitt 13 gebildeten Verzögerungsstufe.

Stromlinien 19 des Gasstroms sind angedeutet, während sich das Wasser aus der Randzone im wesentlichen in Richtung des Winkels 18 bewegt. In der Erweiterung 20 wird der Gasstrom somit durch den abreißenden Wasserstrom geführt.

Die beschriebene Vorrichtung ist insbesondere im vorgese­ henen Anwendungsbereich sehr vorteilhaft einsetzbar, da bedingt durch die geringen zu reinigenden Luftmengen in Verbindung mit der hohen Gasgeschwindigkeit die Durchmes­ ser der Beschleunigungsstufen sehr klein sind. So sind bei­ spielsweise für die Versorgung einer Traktorkabine nur ca. 120 m³/h an gereinigter Frischluft erforderlich. Bei der Auslegung mit einer Kehlengeschwindigkeit an der Flüssig­ keitsabrißkante 12 von ca. 120 m/s beträgt der Durchmesser an dieser Stelle nur 18 mm.

Der nach innen gerichtete Wasserabriß an dieser Stelle bleibt aufgrund seines Trägheitsverhaltens bis zur Mitte der Anordnung hin wirksam.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Abscheidung von Pflanzenschutz­ mittelaerosolen und -gasen aus der einer Fahrzeugkabine zugeführten Frischluft, mit einer Filtereinrichtung, in der die Pflanzenschutzmittelaerosole und -gase dem die Filtereinrichtung durchströmenden Frischluft­ strom entzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung einen Naßabscheider (2), der mit Frisch- und/oder Umlaufwasser betreibbar ist, eine Zwischenerwärmungsstufe (3), die dem Naßabscheider (2) nachgeschaltet und in der der Frischluftstrom aufheizbar ist, und eine Sorptionsstufe (4) aufweist, die der Zwischenerwärmungsstufe (3) nachgeschaltet ist.

2. Verfahren zur Abscheidung von Pflanzenschutzmittel­ aerosolen und -gasen aus der einer Fahrzeugkabine zu­ geführten Frischluft, bei dem der Frischluftstrom durch eine Filtereinrichtung geleitet wird, in der ihm die Pflanzenschutzmittelaerosole und -gase entzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluftstrom in der Filtereinheit zunächst einer mit Frisch- und/oder Umlauf­ wasser betriebenen Naßabscheidung unterzogen, danach aufgeheizt und dann durch eine Sorptionsstufe geleitet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Naßabschei­ der (2) in Serie angeordnete Beschleunigungs- (11) und Verzögerungsstufen (13) mit jeweils dazwischen angeord­ neten Flüssigkeitsabrißkanten (12) mit einem nach innen gerichteten Abrißwinkel (18) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei der zumin­ dest zwei Beschleunigungs- (11) und Verzögerungsstufen (13) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 4, bei der die Zwischenerwärmungsstufe durch einen Hochleistungsven­ tilator (3) ausgebildet ist, der die Luft um zumindest 15 Grad C erwärmt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Frischluft­ strom bei der Naßabscheidung zumindest zweimal verzögert und beschleunigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 6, bei dem dem Frisch- und/oder Umlaufwasser die Einbindung der Pflanzenschutz­ mittelaerosole und -gase in die Wassertropfen begünsti­ gende Zusatzmittel beigegeben werden.