DE8206658U1 - Abzug zur absaugung von gasen, daempfen und schwebstoffen - Google Patents

Description

FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT

ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN

FORSCHUNG e.V.

Leonrodstraße 54

8000 München 19

Abzug zur Absaugung von Gasen, Dämpfen und Schwebstoffen

Die Erfindung betrifft einen Abzug nach dem Oberbegriff des anspruchs 1.

Bekannte LaborabzUge entnehmen die Luft, die die auf der Arbeitsfläche anfallenden Schadstoffe transportiert, dem umgebenden Laborraum, indem über einen Absaugventilator die Laborluft im Bereich des Frontschiebers bzw. über die vorgesehenen Eingriffsöffnungen oder bei geschlossenem Schieber über einen Bypass angesaugt wird.

Es ist auch bekannt, daß Laborabzüge mit einer direkten Zuluftverbindung im Deckenbereich ausgestattet wurden, über die durch das Abluftgebläse Luft angesaugt werden kann. Diese Abzüge unterscheiden sich von herkömmlichen Abzügen ohne Zulufteinrichtung dadurch, daß bei geschlossenem Frontschieber und damit eingeschränkter Luftzuführung aus dem Laborraum auf Grund des Unterdrucks im Abzugs über die Zuluftverbindung Luft angesaugt wird. Bei geöffnetem Frontschieber wird jedoch die Luft weitgehend dem Labor entnommen.

Bekannt sind auch Laborabzüge, bei denen Zuluft vor der Frontscheibe derart ausgeblasen wird, daß diese bei teilweise oder ganz geöffnetem Frontschieber in den Abzug gesaugt wird.

Aus der DE-OS 2659736 ist weiterhin bekannt, eine Luftzufuhreinrichtung an der Vorderkante eines Laborabzugs anzuordnen. Dies hat folgende Nachteile. Die Luftdurchmischung ist relativ gering; die Schadstoffe werden in den vorderen Bereich des Laborabzugs transportiert und Teile der verunreinigten Luft werden umgewälzt.

Der erfoderliche Luftdurchsatz herkömmlicher Laborabzüge ist in DIN 12924 und der VDI-Richtlinie 2051 festgelegt. Um Schadgasausbrüche bei teilweise oder ganz geüffnetem Frontschieber zu verhindern, wird deshalb in DIN 12924 bei 100 nun geöffnetem Frontschieber eine Eintrittsgeschwindigkeit der Umgebungsluft von mindestens 0.7 m/s gefordert* Dies bedingt, das der stündlich abgesaugte Volumenstrom bei handelsüblichen Laborabzügen mindestens 400 m /Ti Luft beträgt. Dieser hohe Luftdurchsatz ist ein beträchtlicher Kostenfaktor für den Betreiber des Abzugs, da diese Luft dem Laborraum entnommen wird und demnach durch eine entsprechende Klimaanlage dem Laborraum wieder zugeführt werden muß. insbesondere bei mehreren Abzügen innerhalb eines Laborraums treten dadurch hohe Luftwechsel auf (bis zu 20-fachem Luftwechsel pro Stunde), so daß das Laborpersonal ständig Zugerscheinungen ausgesetzt ist. Wird die vom Laborabzug abzusaugende Luft jedoch nicht dem Laborraum entzogen, sondern zusätzlich in den Abzug eingeblasen, kann bei geeigneter Ausbildung des Strömungsfeldes im Abzug sowohl eine Kapselung und Absaugung der Schadstoffe vorgenommen werden, als auch Zugerscheingunge'n im Labor vermieden werden, wodurch die Klimaanlage des Labors eine wesentlich geringere Kapazität aufweisen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Abzug anzugeben, der das Einblasen von Zuluft mit einem wesentlich höheren Prozentsatz (ca. 80 %) als bisher (ca. 40 %) ermöglicht, ohne daß Schadstoffausbräche auftreten. *)

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine reine Verdrängungsströmung, die dUrch Einblasen von Zuluft an beliebiger Stelle des Laborabzugs erzeugt wird, bei geöffnetem Frontschieber zu Schadgasausbrüchen führt, da die Eintrittsgeschwindigkeit der Raumluft durch die zusätzlich eingeblasene Luft heruntergesetzt wird und so z. B. bei voll geöffnetem Frontschieber mit einer Öffnungsfläche von 1 m bei 400 m /h abgesaugter Luft und 80 % Zuluft nur noch ca. 0,02 m/s beträgt, so daß selbst kleinste Störungen durch Zugluft oder vorbeigehende Personen zum Ausmischen von Schadgas führen.

Um eine Abschirmung der Frontseite des Laborabzugs bei geöffnetem Frontschieber zu erreichen, muß deshalb die Luftgeschwindigkeit im Bereich des Frontschiebers nach Art eines laminaren Luftschleiers erhöht werden, wobei dieser Luftschleier durch Erzeugung eines innerhalb des Abzuges liegenden Wirbelfeldes so beeinflußt wird, daß er vollständig vom Laborabzug aufgenommen wird.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 a: Schematische Dartstellunaen eines Abzuges in der Vorderansicht nach Anspruch 1 und 2.

Figur 1 b: Darstellung mit Draufsicht des Wirbelfeldes.

"*7~Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltener Maßnahmen gelöst.

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Figur 2 a: Schematische Darstellung eines Abzuges nach Anspruch 4.

Figur 2 b: Seitenansicht des Abzugs nach Anspruch 4.

Figur 3: Perspektivische Darstellung einer Düsenleiste nach

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f; Anspruch 5.

I Figur 4 a: Perspektivische parstellung einer Düsenleiste nach

I Anspruch 6.

;<! Figur 4 b: Schnitt durch den unteren Teil der Düsenleiste.

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I Das Wirbelfeld wird in einem Ausführungsbeispiel in einem teil-

I weise offenen Laborabzug dadurch erzeugt, daß im Bereich des

ί Frontschiebers beidseitig vertikal angeordnete Laminardüsen

tjj angebracht werden, deren Ausblasrichtung zur vertikalen Mittel-

I linie des Fror.tschisbers gerichtet ist (vgl. Fig. 1). Durch zwei

!' im Abstand A voneinander entfernte Absaugöffnungen im Deckenbe-

J reich des Abzuges werden in Verbindung mit den seitlich einbla-

[> senden Düsen zwei vertikal gerichtete, gegensinnig rotierende

;- Schlauchwirbel erzeugt, deren Zentrum eine senkrecht nach oben

'j gerichtete Geschwindigkeitskomponente aufweist, wodurch die im

j$ Arbeitsbereich anfallenden Schadstoffe zu den Absaugöffnungen hin transportiert werden.

\i Die Drehrichtung eines jeden Wirbels wird dabei durch die \ Ausblasrichtung der dazugehörigen Düse bestimmt (vgl. Fig. I 1b). Durch die Erzeugung der Wirbel wird ein stumpfes " Aufeinandertreffen der beiden seitlich auftretenden Luftvorhänge vermieden, da diese durch das überlagerte Wirbelfeld eine in den Abzug hineingerichte'te Geschwindigkeits- ψ komponente erhalten.

; Die Absaugöffnungen können sich auch in der Bodenplatte C- des Abzugs befinden, vorzugsweise dann, wenn häufig mit % schweren Gasen gearbeitet wird.

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Der Abzug kann weiterhin so gestaltet werden, daß die Wirbelfelder horizontal verlaufen (vgl. Fig. 2), wobei die Absaugöffnungen auf einer, oder auch auf den jeweils gegenüberliegenden Seitenwänden angebracht sind. Die Düsenleisten befinden sich dann in horizontaler Lage über und/oder der Ansaugöffnung mit Aufblasrichtung senkrecht nach unten oder oben.

3er Abzug kann auch so gestaltet sein, daß durch lediglich eine Absaugöffnung in der Mitte einer Seitenwand in Verbindung mit einer horizontal über oder unter der Ansaugöffnung gelegenen Düsenleiste ein einzelnes Wirbelfeld im Abzug erzeugt wird, auf dessen Achse der Schadstofftransport zur Absaugöffnung hin stattfindet.

Die Düsenleisten haben etwa rechteckigen oder quadratischen Querschnitt (vgl. Fig. 3) und sind.an ihrer vorderen Seite mit einer Austrittsöffnung versehen, die der ganzen Breite der Leiste entspricht. Die Austrittsöffnung wird durch einen Strömungswiderstand z. B. ein Metalltuch, überspannt. Um eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung der aus der Leiste auströmenden Luft zu erhalten, befindet sich im Düsenkörper eine schräg angestellte Platte derart, daß der Düsenquerschnitt stromabwärts für die Zuluft stetig verkleinert wird.

Eine Verbesserung 3er Einströmverhältnisse im Abzug läßt sich dadurch erreichen, daß im Bodenbereich des Abzugs der dort entstehenden Grenzschicht eine Richtung in den Abzug hinein aufgeprägt wird. Dies geschieht durch ein Anwinkeln des unteren Teils der Düsenleiste derart, daß die im oberen Teil rechteckige Form in eine ™rapezform übergeht (Fig. 4). Da die Luft senkrecht zur Ebene des über die Leiste gespannten Metalltuchs austritt (Fig. 4 b), ergibt sich somit eine unterschiedliche Auströmrichtung zwischen oberem

lind unterem Teil der Düsenleiste. Die Ausströmrichtung des unteren Düsenteils muß dabei in den Innenraum des Abzugs gerichtet sein. Diese Aufteilung der Düse fordert eine getrennte Luftzuführung für den oberen und unteren Düsenteil und wird durch einen Schlitz zwischen Düsenrückwand und der im oberen Teil der Düse befindlichen, schräg angestellten Platte erreicht.

Eine Verbesserung der Geschwindigkeitsverteilung im Sinne einer Vergleichmäßigung über die gesamte Frontfläche der Düse, läßt sich durch eine rauhe Oberfläche der in der Düse schräg angestellten Platte erzielen (z„ B. Filzbelag, Filtürmatten). Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Ausbildung der Wirbelfelder aus.

Eine Stabilisierung der Wirbel sowie eine verbesserte Absaugung schwerer Gase im Bodenbersich kann dadurch erreicht werden, daß in der Mitte der rückwärtigen Abzugswand ein vertikaler Schlitz mit ca. 4 mm Breite und 100 mm Höhe angebracht wird, der mit dem Absaugrohr verbunden ist (vgl. Anspruch 8).

Die Luftzuführung für die Düsenleisten kann für jeden Düsenkörper getrennt, aber auch durch eine gemeinsame Leitung (13) durchgeführt werden, die eine Verzweigung für die. links- und rechtsseitige Düse haben muß. Um eine gleichmäßige Wirbelverteilung im Abzug zu erhalten, muß die Verzweigung so gestaltet werden, daß durch einen Schieber (oder Keil) die Luftmengen der gegenüberliegenden DUsenleisten bei Montage des Abzuges eingestellt werden können.

Claims (7)

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1) Abzug zur Absaugung von Gasen, Dämpfen und Schwebstoffen, insbesondere Laborabzug, bestehend aus einem Abzugsgehäuse, einer Einrichtung zur Versorgung mit Zuluft, eiuer oder mehrerer Absaugöffnungen, wobei die Zuluft entweder zu 100 % oder nur teilweise aus der Raumluft genommen wird z. B. durch eine Rohrverbindung des Abzugsgehäuses mit der Außenluft, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der vorderen Arisaugöffnung mindestens eine Düsenleiste

(1) für Zuluft vorgesehen ist, deren Austrittsöffnung in der Ebene der vorderen Ansaugöffnung ausgerichtet ist, , daß mindestens eine Absaugöffnung (2) vorgesehen ist, die derart im Abzugsgehäuse angeordnet ist, daß sie in Richtung der Achse (3) der sich einstellenden Wirbelströmung absaugt.

2) Abzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Absaujöff/-ungen (2) an der Deckplatte (4) angeordnet sind, daß zwei vertikal an den Seitenwänden angeordnete Düsenleisten (1) vorgesehen und die Austrittsöffnungen der Düsenleisten (1) gegeneinander gerichtet sind.

3) Abzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugöffnungen (2) an der Bodenplatte (5) angeordnet sind.

4) Abzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugöffnungen (2) an den Seitenwänden (6) angeordnet sind, und daß Düsenleisten (1) an der oberen und/oder unteren Frontöffnung angeordnet sind (Fig. 2).

5) Abzug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenleiste (1) aus ^einem Düsengehäuse (8) mit etwa rechteckigem Querschnitt besteht, daß die vordere Seite (7) als Austrittsöffnung ausgebildet ist, die mit einen», großflächigen Strömungswiderstand, z. B. einem Drahtgewebe abgedeckt ist, daß im Düsengehäuse (8) eine Platte (9)

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angeordnet, ist, die den Düsenquer schnitt, beginnend bei der Eintrittsöffnung (10) für die Zuluft stetig verkleinert (Fig. 3).

6) Abzug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenleiste (1) im oberen Bereich einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweist, daß die vordere Seite (7) als Austrittsöffnung ausgebildet ist, die mit einem großflächigen Strömungwiderstand abgedeckt ist, daß im Düsengehäuse (8) eine Platte (9) angeordnet ist, die den Düsenquerschitt im oberen Be-eich stetig verkleinert, daß im unteren Bereich der Qner-

' schnitt trapezförmig ist, derart, daß die Austrittsöffnung (7¹) einen Winkel gegenüber der Austrittsöffnung (7) aufweist, und daß die Zuluft für die Austrittsöffnung (7¹) durch einen Schlitz (11) zwischen Platte (9) und Düsenrückwand geleitet wird.

7) Abzug nach Anspruch 5 unu 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (9) eine rauhe Oberfläche, z. B. einen Filzbelag, aufweist.

b)' Abzug nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der rückwärtigen Abzugswand ein vertikaler Schlitz (12) vorgesehen ist, der sich über der Bodenplatte (5) befindet und sich über ca. 10 % der Abzugshöhe erstreckt.