DE60301390T2

DE60301390T2 - Verfahren und vorrichtung für atemluftproduktion

Info

Publication number: DE60301390T2
Application number: DE60301390T
Authority: DE
Inventors: Didier Barre; Roland Baudet
Original assignee: Areva NC SA; Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA; Orano Demantelement SAS
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2023-02-06
Also published as: EP1471975B1; RU2301693C2; FR2835438A1; FR2835438B1; DE60301390D1; EP1471975A2; WO2003066167A3; US7309376B2; ATE302636T1; WO2003066167A2; RU2004126841A; JP2005516700A; US20060060082A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Atemluftproduktionsverfahren, die einen Schritt zur Druckluftbehandlung umfassen, wobei dieser Schritt außerdem eine Lufttrocknungsoperation umfasst.
Noch genauer betrifft die Erfindung Verfahren zur Produktion von Atemluft für die Versorgung von Operatoren, die Arbeiten an empfindlichen Orten durchführen, wie zum Beispiel die Arbeiten zur Abtragung von Kernkraftanlagen oder zur Asbestbeseitigung (déflocage d'amiante). Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist der medizinische Gebrauch.
Die Erfindung betrifft auch Vorrichtungen zur Durchführung solcher Verfahren.
STAND DER TECHNIK
Bei den klassischen Atemluftproduktionsverfahren führt man zunächst einen Schritt zur Behandlung der durch einen oder mehrere Kompressoren gelieferten Luft durch, die dazu dient, der durch die Benutzer eingeatmeten Luft vorher ein Maximum an Verunreinigungen zu entziehen.
Dabei fängt bzw. bindet man das Kohlenstoffmonoxid mit Hilfe eines Katalysators, da dieses Gas in sehr großen Mengen in der von den Kompressoren stammenden Luft enthalten sein kann. Die unerwünschte Präsenz dieses Gases sowie anderer Gase, wie zum Beispiel des Kohlenstoffdioxids, kann insbesondere durch diverse Betriebsstörungen der benutzten Kompressoren verursacht werden oder auch durch die Nähe der Ansaugeinrichtungen der Kompressoren zu einer Atmosphäre, in der diese Gase enthalten sind.
Anzumerken ist, dass im Falle der Abtragung von Kernkraftanlagen die durch die Operatoren bzw. Arbeiter eingeatmete Luft bestimmten Charakteristika entsprechen muss, die in der europäischen Norm DIN EN 12021 zusammengefasst sind. Zum Beispiel gibt diese Norm an, dass der zulässige Höchstwert an Kohlenstoffdioxid, und dass der zulässige Höchstwert an Kohlenstoffmonoxid in der Atemluft 15 ppm beträgt.
Bei dem Druckluftbehandlungsschritt führt man im Allgemeinen einen Schritt zur Trocknung der Luft durch Adsorption durch, mit einem zwischen –40°C und –70°C enthaltenen Taupunkt.
Bei dieser Operation wird quasi das gesamte Kohlenstoffdioxid eingefangen, während jede Spur von Luftfeuchtigkeit eliminiert wird. Diese ermöglicht dem zum Einfangen des Kohlenstoffmonoxids benutzten Katalysator, einwandfrei zu funktionieren.
Bei dieser Art von Verfahren entspricht die produzierte Atemluft den Spezifikationen der oben genannten Norm, weist jedoch einen großen Nachteil auf.
Da nämlich die Trocknungsoperation während dem oben beschriebenen Behandlungsschritt des Verfahrens erfolgt, ist die produziert Luft sehr trocken. Dies führt folglich zu einer Austrocknung der Atemorgane der diese Luft einatmenden Personen.
Um dieses Problem zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, einen Wiederbefeuchtungsschritt der behandelten Luft hinzuzufügen, so dass die gelieferte Luft über einen Feuchtigkeitsgrad verfügt, der ungefähr dem der durch die Kompressoren angesaugten Luft entspricht.
Dieser Verfahrenstyp wird insbesondere in dem Dokument US-A-4 054 428 beschrieben.
Dieses Verfahren wird mit Hilfe einer Vorrichtung angewendet, die zwei Kammern umfasst, die Mittel zur Entfeuchtung der Druckluft enthalten. Beim Durchfluss der Druckluft durch die erste dieser Kammern wird die Luft getrocknet und durchquert dann einen Raum, in dem das Kohlenstoffmonoxid umgewandelt wird in Kohlenstoffdioxid. Die entfeuchtete Luft strömt anschließend in die zweite Kammer der Vorrichtung, wo sie durch die in dieser Kammer enthaltenen Mittel wieder befeuchtet wird, welche die Feuchtigkeit während eines vorhergehenden Zyklus absorbiert haben.
Um dieses Verfahren durchzuführen, umfasst die Vorrichtung auch ein Vierwege-Ventile, das ermöglicht, die Richtung des Druckluftstroms durch die Vorrichtung umzukehren, damit diese Druckluft abwechselnd von der ersten in die zweite Kammer und von der zweiten in die erste Kammer fließt. Halten wir fest, dass diese sich wiederholende Umkehrung der Strömungsrichtung der Druckluft durch die Vorrichtung eine notwendige Voraussetzung für die Wiederbefeuchtung der produzierten Luft ist. Diese Vorrichtung scheint also nicht besonders gut angepasst zu sein an die kontinuierliche Produktion von Atemluft mit einem konstanten Feuchtigkeitsgrad während eines langen Zeitraums.
Zudem umfasst dieser Verfahrenstyp eine gewisse Anzahl größerer Nachteile, insbesondere in Bezug auf die Komplexität der verwendeten Vorrichtung oder die Unfähigkeit, den Feuchtigkeitsgrad der produzierten Atemluft zu regeln. Einen weiteren Nachteil stellt die Gefahr der Desorption des während des Durchflusses der Luft in der zu ihrer Wiederbefeuchtung bestimmten Säule gesammelten Kohlenstoffdioxids dar.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung hat folglich vor allem die Aufgabe, ein Verfahren zur Atemluftproduktion vorzuschlagen, das die oben genannten Nachteile der Verfahren nach dem Stand der Technik wenigstens teilweise beseitigt.
Außerdem hat die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Atemluftproduktion vorzuschlagen, welche die Anwendung eines Verfahrens ermöglicht, das die oben genannten Aufgaben löst.
Dazu schlägt die Erfindung zunächst ein Atemluftproduktionsverfahren mit den folgenden Schritten vor:

– Druckluftbehandlung mit einer Lufttrocknungsoperation;
– Wiederbefeuchtung der behandelten trockenen Luft.

Nach der Erfindung umfasst der Schritt zur Wiederbefeuchtung der behandelten trockenen Luft eine Operation zur kontrollierten Verteilung der behandelten trockenen Luft auf einerseits einen Wiederbefeuchtungskanal und andererseits einen Trockenkanal.
Vorteilhafterweise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, Atemluft mit einem regel- bzw. einstellbaren und konstanten Feuchtigkeitsgehalt zu produzieren, unabhängig von der zu produzierenden Luftmenge.
Vorzugsweise kontrolliert man die Verteilung der behandelten trockenen Luft durch ein Regelventil, eingebaut in den Wiederbefeuchtungskanal und gesteuert durch Steuereinrichtungen, die auf das durch eine Feuchtigkeitsgrad-Messsonde gelieferte Signal ansprechen, wobei die Sonde in eine Ausgangsleitung eingebaut ist, die einerseits mit dem Wiederbefeuchtungskanal und andererseits mit dem Trockenkanal verbunden ist.
Zudem kann man eine Druckdifferenz zwischen dem Wiederbefeuchtungskanal und dem Trockenkanal erzeugen, um die Passage der aus dem Trockenkanal stammenden behandelten trockenen Luft in die Ausgangsleitung zu begünstigen. Derart vermeidet man, dass die Feuchtigkeitsgrad-Messsonde zu stark benetzt wird, was sie wirkungslos machen würde.
Vorzugsweise umfasst der Druckluftbehandlungsschritt die folgenden Operationen:

– Filterung des in der Druckluft befindlichen Kondensats;
– Trocknung der Luft, um alle Feuchtigkeitsspuren in der Luft zu eliminieren;
– Filterung von während der Trocknungsoperation freigesetzten Stauben;
– Umwandlung des in der Druckluft enthaltenen Kohlenstoffmonoxid in Kohlenstoffdioxid;
– Filterung der Luft mit Hilfe eines Aktivkohlefilters.

Vorzugsweise folgt auf den Druckluftbehandlungsschritt ein Schritt zur permanenten Analyse der in der behandelten Luft vorhandenen Kohlenstoffmonoxid- und Kohlenstoffdioxidmengen, und dann eine Alarmschritt, wenn die Werte dieser Mengen einzuhaltende Höchstwerte überschreiten.
Schließlich hat die behandelte trockene Luft nach dem Wiederbefeuchtungsschritt einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen ungefähr 40 und 50% und kann dazu benutzt werden, wenigstens eine belüftete Kombination eines Operators bzw. Arbeiters zu versorgen, der Operationen zur Abtragung von Kernkraftwerksanlagen durchführt.
Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur Produktion von Atemluft zum Gegenstand, umfassend:

– Druckluftbehandlungseinrichtungen, die Lufttrocknungseinrichtungen umfassen;
– Wiederbefeuchtungseinrichtungen der behandelten trockenen Luft.

Nach der Erfindung umfassen die Wiederbefeuchtungseinrichtungen einen Wiederbefeuchtungskanal und einen Trockenkanal sowie Verteilungseinrichtungen, fähig die behandelte trockene Luft kontrolliert auf die beiden Kanäle zu verteilen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten, nicht einschränkenden Beschreibung hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Beschreibung bezieht sich auf die einzige beigefügte Figur, die eine schematische Ansicht einer Vorrichtung für Atemluftproduktion nach einer bevorzugten Realisierungsart der Erfindung ist.
DETAILLIERTE DARSTELLUNG EINER BEVORZUGTEN REALISIERUNGSART
Die in der einzigen Figur dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 dient der Produktion von Atemluft für Menschen und kann an Industriestandorten eingesetzt werden, wo Arbeiten durchgeführt werden, bei denen die Umgebungsluft verunreinigt wird durch zum Beispiel Rauche, Staube oder Dämpfe, und dies insbesondere in einem Raum, einem Zimmer oder einer geschlossenen Struktur.
Vorzugsweise findet die Atemluftproduktionsvorrichtung 1 eine Anwendung auf dem Gebiet der Abtragung von Kernkraftanlagen, wo die die Operationen ausführenden Arbeiter gezwungen sind, belüftete Schutzanzüge zu tragen, um zu vermeiden, mit kontaminierten Zonen in Kontakt zu kommen.
Anzumerken ist, dass die Beschreibung eine Atemluftproduktionsvorrichtung 1 betrifft, die dazu dient, an belüftete Schutzanzüge (nicht dargestellt) von Arbeitern angeschlossen zu werden, die Abtragungsarbeiten in Kernkraftanlagen durchführen, aber selbstverständlich eignen sich die Vorrichtung 1 und das Verfahren nach der Erfindung auch für andere Gebiete als das der Kernkraft.
Die Erfindung könnte zum Beispiel benutzt werden auf Asbestbeseitigungsbaustellen, wo kanzerogene Asbestteilchen und -staube erzeugt werden, bei Malerarbeiten, bei Schweißarbeiten oder bei spanabhebenden Metallbearbeitungen mit einer starken Rauchentwicklung.
Die Vorrichtung 1 wird durch Kompressionseinrichtungen (nicht dargestellt) mit Druckluft versorgt, die ermöglichen, die Luft auf einen Druck über 1 bar und vorzugsweise zwischen 4 und 15 bar zu komprimieren. Zudem werden die Kompressionseinrichtungen so gewählt, dass sie pro Vorrichtung Druckluftmengen zwischen 10 m³/h und 1000 m³/h erzeugen können.
Die Drucklufteinrichtungen können geschmierte Schrauben- oder Kolbenverdichter oder auch trockene bzw. ungeschmierte Schraubenverdichter sein.
Die aus den Kompressionseinrichtungen stammende Druckluft ist meist stark verunreinigt, so dass es notwendig ist, sie zu reinigen, ehe sie eingespeist wird in die verschiedenen belüfteten Schutzanzüge der auf der Baustelle tätigen Personen.
Die meisten Verunreinigungs-Spezies sind das Kohlenstoffmonoxid (CO) und das Kohlenstoffdioxid (CO₂), die zu katastrophalen Folgen führen können, wenn sie in zu großen Mengen im Innern eines dieser von einem Arbeiter getragenen belüfteten Schutzanzüge vorhanden sind.
Die Ursachen solcher Verunreinigungen der aus den Kompressionseinrichtungen stammenden Druckluft sind divers und unterschiedlich. Es kann zum Beispiel ein defekter Trennungs- bzw. Abscheidungsfilter eines geschmierten Kompressors, ein Bruch im Kühlkreis eines ungeschmierten Schraubenverdichters oder auch das einfache Vorhandensein dieser Gase in der Atmosphäre in der Umgebung der Ansaugung der Kompressionseinrichtungen sein.
Außerdem gibt eine europäische Norm DIN EN 12021 die Höchstwerte an CO und CO₂ an, welche die Atemluft aufweisen darf.
In Bezug auf CO₂ ist der durch diese Norm vorgeschriebene Höchstwert 500 ppm (Partikel pro Million), wobei dieser kleine Wert so gewählt ist, dass die produzierte Luft weitestgehend der natürlichen Luft entspricht, die im Allgemeinen ungefähr 400 ppm CO₂ enthält.
Für CO, das bekanntlich extrem giftig ist, ist der durch diese Norm vorgeschriebene Höchstwert 15 ppm.
Um die schädlichen Spezies möglichst zu eliminieren, die in der durch die Vorrichtung 1 gelieferten Druckluft enthalten sind, umfasst diese zunächst Druckluftbehandlungseinrichtungen 2, die vor allem ermöglichen, die dann zu verteilende Luft zu trocknen.
Wegen der Gefahr der Austrocknung der Atemwege der Menschen, welche die aus der Behandlungseinrichtung 2 stammende trockene Luft einatmen, verfügt die Vorrichtung 1 über Wiederbefeuchtungseinrichtungen 4 der behandelten trockenen Luft, die mit den Behandlungseinrichtungen 2 verbunden sind.
Die verschiedenen die Behandlungseinrichtungen 2 bildenden Elemente werden nun in der Reihenfolge beschrieben, die derjenigen entspricht, in der die Druckluft bei ihrem Weg durch die Vorrichtung 1 diese Elemente passiert.
Die Behandlungseinrichtungen 2 umfassen zunächst einen 0,01 ppm-Entölungsfilter 6, der im Wesentlichen die Aufgabe hat, die Kondensate aufzufangen, die sich in der Druckluft befinden. Der Filter 6 umfasst ein automatisches Entleerungs-Elektroventil 8 zur Entleerung der verschiedenen herausgefilterten Spezies. Der Filter 6 ist einerseits mit einer Leitung 9 verbunden, die ermöglicht, mit den Kompressionseinrichtungen (nicht dargestellt) zu kommunizieren, und andererseits mit einer Leitung 10, die mit Trocknungseinrichtungen 11 des Typs Adsorptionstrockner kommunizieren.
Der Adsorptionstrockner 11 – mit einem Taupunkt bei –73°C unter Druck – hat die Aufgabe, jede Spur von Feuchtigkeit in der Druckluft zu eliminieren. Der Trockner 11 umfasst ein Molekularsieb (nicht dargestellt), das quasi die Gesamtheit des in der Druckluft enthaltenen CO₂ abfängt.
Mittels einer Leitung 12 direkt an den Adsorptionstrockner 11 angeschlossen, verfügen die Behandlungseinrichtungen 2 über einen 1 μm-Partikelfilter 13, dessen Hauptfunktion das Auffangen der durch den Trockner 11 freigesetzten Staube ist.
Man stellt auch das Vorhandensein eines CO-CO₂-Katalysators 14 fest, der durch eine Leitung 15 mit einem Filter 13 verbunden ist, wobei dieser Katalysator fähig ist, das CO mittels Hopcalit (Metalloxidmischung) zurückzuhalten und die Umwandlung des Kohlenstoffmonoxids in Kohlenstoffdioxid zu katalysieren. Es sei präzisiert, dass der Adsorptionstrockner 11 sich vor dem Katalysator 14 befindet, da die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit den einwandfreien Betrieb des CO-CO₂-Katalysators gefährdet.
Schließlich enden die Behandlungseinrichtungen 2 durch einen Aktivkohlefilter 16, der dazu dient, alle Geschmacks- oder Geruchsspuren aus der behandelten Luft zu eliminieren, und der durch eine Leitung 17 mit dem Katalysator 14 verbunden ist. Der Aktivkohlefilter 16 ist auch mit einer Ausgangsleitung 20 der Behandlungseinrichtungen 2 verbunden.
Nun werden die Wiederbefeuchtungseinrichtungen 4 der behandelten Luft beschrieben, wieder mit Bezug auf die einzige Figur.
Die Wiederbefeuchtungseinrichtungen 4 umfassen eine Eingangsleitung 18, verbunden mit der Ausgangsleitung 20 der Behandlungseinrichtungen 2 durch eine Leitung 19.
Die Eingangsleitung 18 teilt sich in einem Punkt P in zwei parallelgeschaltete Kanäle 22 und 24, die sich in einem Punkt Q wieder vereinigen zu einer Ausgangsleitung 26 der Wiederbefeuchtungseinrichtungen 4.
Zwischen den beiden Kanälen 22 und 24 sieht man zunächst einen Trockenkanal 22, gebildet durch eine Trockenluft-Hauptleitung 28, in die in der Nähe des Punkts Q ein Rückschlagventil 30 mit einem bekannten Druckabfall eingebaut ist. Vorzugsweise beträgt dieser Druckabfall ungefähr 300 mbar.
Der andere Kanal, zwischen den Punkten P und Q befindlich, ist ein Wiederbefeuchtungskanal 24. Dieser Kanal 24 umfasst zwischen den Punkten P und Q sukzessiv eine Trockenluft-Abzweigungsleitung 32, einen Wassertank 34 sowie eine Leitung 36 für die feuchtigkeitsgesättigte Luft. Man sieht, dass die Trockenluft-Abzweigungsleitung 32 mit einem mit Wasser gefüllten Teil des Tanks 34 kommuniziert, während die Leitung 36 für die feuchtigkeitsgesättigte Luft mit einem Teil des Tanks 34 kommuniziert, der kein Wasser enthält. Mit anderen Worten: im Innern des Tanks 34 wird vorzugsweise ein derartiger Wasserpegelstand 37 aufrechterhalten, dass das Wasser in dem Tank 34 immer Kontakt hat mit der Trockenluft-Abzweigungsleitung 32, aber nie Kontakt hat mit der Leitung 36 für die feuchtigkeitsgesättigte Luft 36.
Zu präzisieren ist, dass ein Regelventil 38 in die Trockenluft-Abzweigungsleitung 32 eingebaut ist, während ein Rückschlagventil 40 in die Leitung für die feuchtigkeitsgesättigte Luft 36 eingebaut ist, in der Nähe des Punkts Q.
Wie oben erwähnt, vereinigen sich der Trockenkanal 22 und der Wiederbefeuchtungskanal 24 im Punkt Q durch Leitungen für Trockenluft 28 und feuchtigkeitsgesättigte Luft 36. Diese Leitungen 28 und 36 sind mit der Ausgangsleitung 26 verbunden, in die eine Sonde 42 zur Messung des Feuchtigkeitsgrads der behandelten Luft eingebaut ist. Die Sonde 42 ist mit Steuereinrichtungen 48 verbunden, die auf das durch die Sonde 42 gelieferte Signal ansprechen und fähig sind, das in die Trockenluft-Abzweigungsleitung 32 eingebaute Regelventil 38 zu steuern.
Die Atemluftproduktionsvorrichtung 1 funktioniert wie in der Folge beschrieben.
Die aus den Kompressionseinrichtungen kommende komprimierte Luft strömt durch die Leitung 9 in die Vorrichtung 1, wie dargestellt durch den Pfeil A, wird zunächst einer Behandlung unterzogen und durchströmt dann sukzessiv folgende Elemente: die Leitung 9, den Entölungsfilter 6, die Leitung 10, den Trockner 11, die Leitung 12, den Partikelfilter 13, die Leitung 15, den Katalysator 14, die Leitung 17, den Aktivkohlefilter 16 und die Leitung 20.
Die in dieser Leitung 20 fließende Luft ist trocken und behandelt und wird durch die Leitung 19, die mit der Eingangsleitung 18 verbunden ist, in die Wiederbefeuchtungseinrichtungen 4 geleitet.
Wenn die behandelte trockene Luft den Punkt P erreicht, teilt sie sich und fließt einerseits in die Trockenlufthauptleitung 28 und andererseits in die Trockenluft-Abzweigungsleitung 32. Das Vorhandensein von Verteilungseinrichtungen, bei der beschriebenen Realisierungsart durch das Regelventil 38 gebildet, ermöglicht die totale Kontrolle des Verhältnisses der durch die Trockenluft-Hauptleitung 28 fließenden Luftmenge zu der durch die Trockenluft-Abzweigungsleitung 32 fließenden Luftmenge.
Die in der Trockenluft-Hauptleitung 28 fließende Luft wird keiner spezifischen Behandlung unterzogen und wird nur bis zum Punkt Q geleitet, wo sie sich vermischt mit der aus der Wiederbefeuchtungsleitung 24 kommenden behandelten Luft. Hingegen durchquert die in der Trockenluft-Abzweigungsleitung 32 fließende Luft den Wassertank 34, wo sie Feuchtigkeit aufnimmt bis zur Sättigung, und fließt dann durch die Leitung für gesättigte Luft 36 zum Punkt Q. Das Rückschlagventil 40 verhindert, dass aus der Trockenluft-Hauptleitung 28 stammende trockene Luft in den Wassertank 34 eindringt.
Die Ausgangsleitung 26 enthält also eine Mischung aus trockener Luft und feuchtigkeitsgesättigter Luft, wobei diese Mischung angepasst ist an einen festgelegten Feuchtigkeitsgrad der durch die Vorrichtung 1 produzierten Atemluft. Um die erwünschten Anteile an trockener Luft und feuchtigkeitsgesättigter Luft zu erhalten und damit den festgelegten Feuchtigkeitsgrad zu realisieren, kontrolliert die Sonde 42 permanent mittels Steuereinrichtungen 48 die Öffnung des Regelventils 38 und regelt die aus der Eingangsleitung 18 kommende Trockenluftmenge entsprechend. Je höher also der erwünscht Feuchtigkeitsgrad, um so größer die Öffnung des Regelventils 38. Anzumerken ist, dass die Sonde 42 auch ermöglicht, die Temperatur der gelieferten Luft zu kontrollieren.
Präzisiert sei, dass das permanente Regeln des Ventils 38 auch dann vorteilhaft ist, wenn die Luftdurchsatzmenge der Vorrichtung 1 variiert, wobei dies insbesondere dann der Fall ist, wenn die Anzahl der Arbeiter, die mit der durch die Vorrichtung 1 produzierten Atemluft versorgt werden, zunimmt oder abnimmt. In einer solchen Situation kann eine Veränderung der Luftdurchsatzmenge im Innern der Vorrichtung 1 eine Veränderung der Verteilung der behandelten trockenen Luft zwischen den Leitungen 28 und 32 verursachen, was zur Folge haben kann, dass der Feuchtigkeitsgehalt der in der Ausgangsleitung 26 fließenden Luft sich verändert. Da jedoch die Sonde 42 den Feuchtigkeitsgehalt am Ausgang der Vorrichtung 1 konstant misst, ermöglicht sie, die Öffnung des Regelventils 38 in Echtzeit nachzustellen, so dass die produzierte Luft stets den gleichen Feuchtigkeitsgehalt hat, unabhängig davon, wie viele belüftete Schutzanzüge an die Vorrichtung 1 angeschlossen sind.
Mit einer solchen Vorrichtung 1 kann man folglich – unabhängig von der Durchsatzmenge der Vorrichtung 1 – eine Atemluft mit einem konstanten Feuchtigkeitsgehalt produzieren, wobei dieser Feuchtigkeitsgehalt vorzugsweise zwischen 40 und 50% enthalten ist.
Das Rückschlagventil 30 mit bekanntem Druckabfall hat hauptsächlich die Aufgabe, zwischen der Trockenluft-Hauptleitung 28 und der Leitung für die feuchtigkeitsgesättigte Luft 36 eine Druckdifferenz herzustellen. Eine solche Druckdifferenz ermöglicht die Passage der aus der Trockenluft-Hauptleitung 28 kommenden Luft in die Ausgangsleitung 26 zu begünstigen. Durch diese spezielle Maßnahme vermeidet man, dass nur die aus der Leitung der feuchtigkeitsgesättigten Luft 36 stammende Luft in die Ausgangsleitung 26 fließt, was den Effekt haben könnte, die Sonde 42 zu stark zu benetzen und dadurch wirkungslos zu machen.
Die in der Ausgangsleitung 26 fließende behandelte und wiederbefeuchtete Luft kann also die Vorrichtung 1 mit einem kontrollierten Feuchtigkeitsgrad verlassen (Pfeil B) und an die belüfteten Schutzanzüge der Arbeiter verteilt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung umfasst die Vorrichtung 1 Analyseeinrichtungen 44 der CO- und CO₂-Mengen bzw. -Gehalte, die in der aus den Behandlungseinrichtungen 2 kommenden Luft enthalten sind. Die Analyseeinrichtungen 44 kommunizieren mit den Behandlungseinrichtungen 2 durch eine Leitung 46, die direkt an die Ausgangsleitung 20 der Behandlungseinrichtungen 2 angeschlossen ist.
Die Analyseeinrichtungen 44 prüfen permanent, ob die CO- und CO₂-Gehalte in der behandelten Luft nicht die Höchstwerte überschreiten, welche vorzugsweise die in der oben genannten europäischen Norm angegebenen sind.
In dem Fall, wo durch die Analyseeinrichtungen 44 eine Überschreitung von wenigstens einem Höchstwert detektiert wird, lösen die Steuereinrichtungen 48 eine oder mehrere Aktionen aus, die über die festgestellte Betriebsstörung informieren.
Zum Beispiel können die Steuereinrichtungen 48 einen Befehl erzeugen, der dazu bestimmt ist, einen akustischen und/oder visuellen Alarm am Einsatzort der Arbeiter auszulösen, die Atemluftproduktion der Vorrichtung 1 zu stoppen oder auch einen Wechsel der Druckluftquelle vorzunehmen, indem zum Beispiel auf einen Hilfskompressor umgeschaltet wird.
Zudem können die Steuereinrichtungen 48 vorzugsweise ein Notstromaggregat (onduleur embarqué) umfassen (nicht dargestellt), um im Falle eines Spannungsabfalls der Versorgung der Vorrichtung 1 wenigstens einen der oben genannten Befehle realisieren zu können.
Um die Vorrichtung 1 noch sicherer zu machen, kann man einen Speicher 50 für behandelte Luft vorsehen, vorzugsweise mit einem Fassungsvermögen von 1000 Litern, der durch eine Leitung 52 mit behandelter Luft gespeist wird, die mit der Leitung 19 der Vorrichtung 1 kommuniziert.
Der Luftspeicher 50 kommuniziert mit der Ausgangsleitung 26 – vorzugsweise zwischen dem Punkt Q und der Sonde 42 – mit Hilfe einer Leitung 54, in die ein Elektroventil 56 eingebaut ist, das geschlossen bleibt, wenn die Vorrichtung 1 normal funktioniert.
Wenn hingegen die Analyseeinrichtungen 44 eine Betriebsstörung der Vorrichtung 1 detektieren, sind sie auch fähig, ein in die Eingangsleitung 18 eingebautes Elektroventil 58 zu schließen und folglich den Zustrom der aus den Behandlungseinrichtungen 2 kommenden Luft zu stoppen. Zudem können die Steuereinrichtungen 48 das Elektroventil 56 öffnen, um die in dem Luftspeicher 50 gespeicherte Luft durch die Leitung 54 in die Leitung 26 fließen zu lassen – zwischen dem Punkt Q und der Sonde 42. Das Umschalten auf den behandelte Luft enthaltenden Speicher 50 ermöglicht, die Arbeiter in ihren Schutzanzügen weiter mit Atemluft zu versorgen, so dass sie den Arbeitsplatz bzw. Einsatzort gesichert verlassen können.
An dem Luftspeicher 50 kann man auch noch einen zusätzlichen Alarm des Typs "pneumatischer Alarm" 58 vorsehen, der durch den Luftspeicher 50 gespeist wird. Dieser Alarm ist insofern vorteilhaft, als er sogar bei einer Unterbrechung der Stromversorgung und einem Ausfall des Notstromaggregats funktioniert.
Die Erfindung betrifft auch einer Atemluftproduktionsverfahren, das bei der oben beschriebenen Vorrichtung 1 angewendet werden kann.
Das Verfahren umfasst nacheinander die Schritte zur Druckluftbehandlung und zur Wiederbefeuchtung der behandelten trockenen Luft. In dem Schritt zur Wiederbefeuchtung der behandelten trockenen Luft kontrolliert man die Verteilung der behandelten trockenen Luft auf einen Trockenkanal 22 und einen Wiederbefeuchtungskanal 24 so, dass man eine Luftmischung mit einem festgelegten Feuchtigkeitsgrad erhält.
Selbstverständlich kann der Fachmann an der Atemluftproduktionsvorrichtung 1 und dem Verfahren, die oben nur in Bezug auf nicht einschränkende Beispiele beschrieben wurden, diverse Modifikationen vornehmen.

Claims

Verfahren zur Produktion von Atemluft, die folgenden Schritte umfassend: – Behandlung von Druckluft, eine Lufttrocknungsoperation umfassend; – Wiederbefeuchtung der behandelten trockenen Luft; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Wiederbefeuchtung der behandelten trockenen Luft eine kontrollierte Operation zur Verteilung der behandelten trockenen Luft auf einerseits einen Wiederbefeuchtungskanal (24) und andererseits einen Trockenkanal (22) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verteilung der behandelten trockenen Luft mit einem Stellventil (38) kontrolliert, eingebaut in den Wiederbefeuchtungskanal (24) und gesteuert durch Steuereinrichtungen (48), die auf das Signal einer Messsonde (42) des Feuchtigkeitsgrads ansprechen, wobei die genannte Sonde (42) in eine Ausgangsleitung (26) eingebaut ist, die einerseits mit dem Wiederbefeuchtungskanal (24) und andererseits mit dem Trockenkanal (22) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Druckdifferenz zwischen dem Wiederbefeuchtungskanal (24) und dem Trockenkanal (22) herstellt, um die Passage der aus dem Trockenkanal (22) kommenden behandelten trockenen Luft in die Ausgangsleitung (26) zu begünstigen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftbehandlungsschritt die folgenden Operationen umfasst: – Filterung des in der Druckluft befindlichen Kondensats; – Trocknung der Luft, um alle Feuchtigkeitsspuren in der Luft zu eliminieren; – Filterung von während der Trocknungsoperation freigesetzten Stauben; – Umwandlung des in der Druckluft enthaltenen Kohlenstoffmonoxid in Kohlenstoffdioxid; – Filterung der Luft mit Hilfe eines Aktivkohlefilters.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Druckluftbehandlungsschritt ein Schritt zur permanenten Analyse der in der behandelten Luft vorhandenen Kohlenstoffmonoxid- und Kohlenstoffdioxidmengen folgt, und dann eine Alarmschritt, wenn die Werte dieser Mengen einzuhaltende Höchstwerte überschreiten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die behandelte trockene Luft nach dem Wiederbefeuchtungsschritt einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen ungefähr 40 und 50% aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wiederbefeuchtete behandelte Luft dazu vorgesehen ist, wenigstens eine belüftete Kombination eines Operators zu versorgen, der Arbeiten zur Abtragung von Kernkraftwerksanlagen durchführt.
Vorrichtung (1) zur Produktion von Atemluft, umfassend: – Druckluftbehandlungseinrichtungen (2), die Lufttrocknungseinrichtungen (11) umfassen; – Wiederbefeuchtungseinrichtungen (4) der behandelten trockenen Luft; dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederbefeuchtungseinrichtungen (4) einen Wiederbefeuchtungskanal (24) und einen Trockenkanal (22) sowie Verteilungseinrichtungen (38) umfassen, fähig die behandelte trockene Luft auf die beiden Kanäle (22, 24) zu verteilen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederbefeuchtungseinrichtungen (4) der behandelten trockenen Luft zudem umfassen: – eine Eingangsleitung (18) für behandelte trockene Luft, die einerseits mit einer den Trockenkanal (22) bildenden Trockenluft-Hauptleitung (28) und andererseits mit einer zu dem Wiederbefeuchtungskanal (24) gehörenden Trockenluft-Abzweigungsleitung (32) verbunden ist; – eine Ausgangsleitung (26) für behandelte trockene Luft, die einerseits mit einer feuchtigkeitsgesättigte Luft leitenden und zu dem Wiederbefeuchtungskanal (24) gehörenden Leitung (36) und andererseits mit der genannten Trockenluft-Hauptleitung (28) verbunden ist; – einen zu dem Wiederbefeuchtungskanal (24) gehörenden Wassertank (34), der einerseits mit der genannten Trockenluft-Abzweigungsleitung (32) und andererseits mit der genannten, feuchtigkeitsgesättigte Luft leitenden Leitung (36) verbunden ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilungseinrichtungen der behandelten trockenen Luft durch ein in die genannte Trockenluft-Abzweigungsleitung (32) eingebautes Stellventil (38) gebildet werden, wobei das genannte Stellventil durch Steuereinrichtungen (48) gesteuert werden, die auf ein Signal ansprechen, das geliefert wird durch eine in die genannte Ausgangsleitung (26) eingebaute Messsonde (42) des Feuchtigkeitsgrads.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederbefeuchtungseinrichtungen (4) der behandelten trockenen Luft zudem ein Rückschlagventil (30) mit bekanntem Druckverlust umfassen, eingebaut in die genannte Trockenluft-Hauptleitung (28).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (30) mit bekanntem Druckverlust in der Trockenluft-Hauptleitung (28) einen Druckabfall von ungefähr 300 mbar verursacht.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederbefeuchtungseinrichtungen (4) der behandelten trockenen Luft zudem ein Rückschlagventil (40) umfasst, eingebaut in die genannte, feuchtigkeitsgesättigte Luft leitende Leitung (36).
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftbehandlungseinrichtungen (2) umfassen: – einen 0,01 ppm-Entölfilter (6); – einen Adsorptionstrockner (11) mit einem Taupunkt bei –73°C; – einen 1 μ-Partikel-Filter (13); – einen Katalysator (14), fähig das Kohlenstoffmonoxid umzuwandeln in Kohlenstoffdioxid; – einen Aktivkohlefilter.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie zudem am Ausgang der Druckluftbehandlungseinrichtungen (2) Analyseeinrichtungen (44) umfasst, fähig zur permanenten Kontrolle der in der behandelten Luft vorhandenen Kohlenstoffmonoxid- und Kohlenstoffdioxidmengen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtungen (44) mit den Steuereinrichtungen (48) kommunizieren, die fähig sind, einen akustischen und/oder visuellen Alarm und/oder ein Umschalten auf eine Reserve von behandelter Luft (50) und/oder eine andere Druckluftquelle auszulösen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie fähig ist, Atemluft mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 40 und 50% zu liefern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit wenigstens einer belüfteten Kombination eines Operators verbunden ist, der Arbeiten zur Abtragung von Kernkraftwerksanlagen durchführt.