FI96239B

FI96239B - Method and apparatus for providing circulating air flow to the treatment space

Info

Publication number: FI96239B
Application number: FI920697A
Authority: FI
Inventors: Seppo Juhani Leskinen; Tytti Katariina Ranki
Original assignee: Suomen Puhallintehdas Oy
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1996-02-15
Also published as: ATE159093T1; DE69314472T2; EP0626056B1; FI920697A; FI920697A0; WO1993016334A1; DE69314472D1; AU3454493A; ES2107677T3; EP0626056A1; FI96239C; GR3025675T3

Abstract

A method of providing a circulating air flow in a treatment space for a working area, whereby inlet air (A) is blown into the treatment space (1) to form a circulating air flow (A') in the treatment space, which flow provides an air curtain (A'') at an access opening (5) to the treatment space. In order to eliminate the disturbing influence of a workpiece (4) within the working area (3) on the circulating flow and to improve the working conditions, at least a part (B) of the circulating air flow (A') is deflected from the working area in such a way that the working area remains essentially within the circulating air flow. An arrangement for carrying out the method comprises a duct (7) formed in the treatment space (1) and passing the working area (3) for at least a part (B) of the circulating air flow.

Description

9623996239

Menetelmä ja laitteisto kiertoilmavirtauksen aikaansaamiseksi käsittelytilaan Tämän keksinnön kohteena on menetelmä kiertoilma-5 virtauksen aikaansaamiseksi ympäristöstä eristettyyn käsittelytilaan tuotantolinjaa, työaluetta tai sentapaista varten, jolloin käsittelytilaan puhalletaan tuloilmaa muodostamaan käsittelytilassa kiertävän ilmavirtauksen, joka aikaansaa ympäristöilman sisäänpääsyn estävän ilma-10 verhon käsittelytilan avoimen kulkuaukon kohdalle.The present invention relates to a method for providing a flow of recirculating air-5 to a treatment line isolated from the environment for a production line, work area or the like, wherein supply air is blown into the treatment space to create a circulating air flow in the treatment space.

FI-patenttihakemuksesta 911968 on aikaisemmin tunnettu menetelmä ilmanvaihdon aikaansaamiseksi käsittelytilaan, jonka ilman olotila pidetään ympäristöstä poikkeavana käsittelytilassa kiertävän ilmavirtauksen 15 avulla, joka muodostaa ympäristöilman sisäänpääsyn estävän ilmaverhon käsittelytilan kulkuaukon kohdalle. Kier-toilmavirtaus synnytetään tällöin käsittelytilaan puhallettavalla ilmasuihkulla. Menetelmällä säästetään mm. huomattavasti energiaa ja parannetaan työolosuhteita.FI patent application 911968 discloses a previously known method for providing ventilation to a treatment space, the air condition of which is kept different from the environment by means of a circulating air flow 15 which forms an air curtain preventing the entry of ambient air at the treatment space. The circulating air flow is then generated by an air jet blown into the treatment space. The method saves e.g. significantly improve energy and improve working conditions.

20 Järjestelmällä on kuitenkin eräitä heikkouksia.20 However, the system has some weaknesses.

Työalueella olevat kappaleet aiheuttavat helposti häiriöitä kiertovirtaukseen, jolloin tapahtuu sekoittumista ympäristöilmaan ja olosuhteet jäävät käsittelytilassa huonommiksi kuin häiriöttömässä virtauksessa. Voimakas 25 puhallus työalueen ulkoreunalta estää tehokkaasti ilmaa karkaamasta käsittelytilasta sen alaosasta, mutta on työntekijän kannalta epämiellyttävää, joten työolosuhteiden parannus jää pienemmäksi kuin pelkän lämpötilan perusteella voisi päätellä.The objects in the work area easily cause disturbances in the circulating flow, in which case mixing with the ambient air takes place and the conditions in the processing space remain worse than in the undisturbed flow. The strong blowing from the outer edge of the work area effectively prevents air from escaping from the treatment area from its lower part, but is unpleasant for the worker, so the improvement in working conditions remains smaller than could be inferred from temperature alone.

30 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada me- netelmä, jolla poistetaan käsittelytilassa olevan työ-kappaleen aiheuttamat virtaushäviöt lähes kokonaan ja parannetaan siten työskentelyolosuhteita merkittävästi.The object of the present invention is to provide a method by which the flow losses caused by the workpiece in the processing space are almost completely eliminated and thus the working conditions are significantly improved.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetel-35 mällä, jolle on tunnusomaista se, että ainakin osa kiertävästä ilmavirtauksesta poikkeutetaan pois työalueelta käsittelytilan aukon puolelta ja palautetaan vastakkai- 2 96239 sella puolella käsittelytilan kulkuaukkoon nähden siten, että työalue jää olennaisesti kiertävän ilmavirtauksen sisäpuolelle.This object is achieved by the method according to the invention, characterized in that at least part of the circulating air flow is deflected away from the working area on the treatment chamber opening side and returned on the opposite side to the treatment chamber passage so that the working area remains substantially inside the circulating air flow.

Keksinnön perusajatuksena on se, että käsittely-5 tilassa olevaa työkappaletta päin suuntautuvan kierto-virtauksen osa saatetaan virtaamaan sen ohi varsinaisen työalueen ulkopuolelle siten, että työkappale jää kier-tovirtauksen keskelle tai ainakin pienen virtausnopeuden alueelle. Näin saadaan työkappaleen häiritsevä vaikutus 10 kiertovirtaukseen olennaisesti poistetuksi, mikä paran taa työskentelyolosuhteita. Samalla pienennetään ilman nopeutta työskentelyalueella murto-osaan tunnettuihin järjestelmiin verrattuna.The basic idea of the invention is that a part of the circulating flow towards the workpiece in the processing state is caused to flow past it outside the actual working area so that the workpiece remains in the middle of the circulating flow or at least in the low flow velocity range. In this way, the disturbing effect of the workpiece on the circulating flow 10 is substantially eliminated, which improves the working conditions. At the same time, the air speed in the working area is reduced to a fraction compared to known systems.

Keksinnön kohteena on myös sovitelma edellä seli-15 tetyn menetelmän toteuttamiseksi, jolloin käsittelyti-lassa on välineet tilan ulkopuolelta tai itse tilasta otettavan tuloilman puhaltamiseksi käsittelytilaan siten, että tuloilma muodostaa käsittelytilassa kiertävän ilmavirtauksen, joka aikaansaa ympäristöilman sisäänpää-20 syn estävän ilmaverhon kulkuaukon kohdalle. Sovitelmalle on tunnusomaista se, että käsittelytilaan on muodostettu työalueen ohittava ohitustie ainakin kiertävän ilmavirtauksen osaa varten, jolloin ohitustiehen kuuluu tulo-aukko, joka sijaitsee käsittelytilan kulkuaukon vieres-*. 25 sä, ja poistoaukko, joka sijaitsee käsittelytilan vas takkaisella puolella kulkuaukkoon nähden.The invention also relates to an arrangement for carrying out the method described above, wherein the treatment space has means for blowing supply air from outside the space or from the space itself into the processing space so that the supply air generates a circulating air flow in the processing space. The arrangement is characterized in that a bypass path is formed in the treatment space, bypassing the working area for at least a part of the circulating air flow, wherein the bypass path includes an inlet located adjacent to the passage opening of the treatment space. 25, and an outlet located on the opposite side of the treatment space to the access opening.

Tällaisella sovitelmalla saavutetaan kaikki menetelmän yhteydessä mainitut edut.Such an arrangement achieves all the advantages mentioned in connection with the method.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viita-30 ten oheiseen piirustukseen, jossa : kuvio 1 esittää kaavamaisesti pystyleikkauksena käsittelytilaa, jossa on keksinnön mukaisen menetelmän erään toteutusmuodon mukainen kiertoilmavirtaus, ja kuvio 2 esittää samalla tavalla käsittelytilaa, 35 jossa kiertovirtaus on järjestetty keksinnön vaihtoehtoisen toteutusmuodon mukaisesti.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which: Fig. 1 schematically shows in vertical section a processing space with a recirculating air flow according to an embodiment of the method according to the invention, and Fig. 2 similarly shows a processing space according to an alternative embodiment of the invention.

Kuvio 1 esittää käsittelytilaa 1, joka on kaapinFigure 1 shows a processing space 1 which is a cabinet

IIII

3 96239 2 ympäröimä, jossa on katto, seinät ja pohja 2a, jonka yläpuolella on työtaso 3 käsiteltävää työkappaletta 4 varten. Kaapin etuseinässä on työskentely- tai kulkuaukko 5. Kaapin seinät on muotoiltu konvektiovirtaukselle 5 sopiviksi.3 96239 2 with a roof, walls and a base 2a above which there is a worktop 3 for the workpiece 4 to be processed. The front wall of the cabinet has a working or access opening 5. The walls of the cabinet are shaped to suit the convection flow 5.

Kaapin aukon alareunan kohdalla on suuttimet 6, joiden kautta tuloilmaa A puhalletaan työskentelytilaan vaakasuuntaisesti kaapin takaseinää kohti. Tuloilma virtaa kaapin takaseinää myöten käsittelytilan yläosaan ja 10 etuseinää kohti ja edelleen alaspäin kaapin etusivulla, niin että kulkuaukon kohdalle muodostuu pystysuuntainen ilmaverho A77. Tuloilman alkunopeus on niin suuri, että kiertovirtaus A7 säilyy käsittelytilassa, eikä lämpimäm-pää ympäristöilmaa pääse konvektioilmavirtauksena kaapin 15 sisään kulkuaukon yläreunan kautta.At the lower edge of the cabinet opening there are nozzles 6 through which the supply air A is blown horizontally into the working space towards the rear wall of the cabinet. The supply air flows along the rear wall of the cabinet to the top of the treatment space and towards the front wall and further downwards on the front side of the cabinet, so that a vertical air curtain A77 is formed at the access opening. The initial velocity of the supply air is so high that the circulating flow A7 is maintained in the treatment space, and no warmer ambient air enters as a convection air flow into the cabinet 15 through the upper edge of the inlet.

Suuttimet on keksinnön mukaisesti sijoitettu työtason 3 alapuolelle puhaltamaan tuloilmaa työtason ja pohjan 2a väliseen ohitussolaan 7, niin että ilma virtaa vaakasuunnassa työtason ja sen kannattaman työkappaleen 20 alapuolitse. Suuttimien ilmasuihku imee osan B käsittelytilassa kiertävästä ilmavirtauksesta A77 ja induktio-ilmaa kaapin ympäristöstä kulkuaukon 5 alareunan kohdalla olevan tuloaukon 8 kautta ohitussolaan. Tämä estää ilmaa karkaamasta kulkuaukon alareunan kautta ympäris-25 töön ja vetää pääosan kiertovirtauksen siitä osasta, joka muuten virtaisi vaakasuunnassa työtasoa pitkin työ-kappaletta kohti, alas ohitussolaan. Ohitussolan taka-päässä on kaapin takaseinän kohdalla työtason korkeudella poistoaukko 9, jonka kautta kiertovirtaus suuntautuu 30 jälleen ylöspäin.According to the invention, the nozzles are arranged below the worktop 3 to blow the supply air into the bypass 7 between the worktop and the base 2a, so that the air flows horizontally below the worktop and the workpiece 20 supported by it. The air jet of the nozzles sucks part B from the circulating air flow A77 and the induction air from the cabinet environment through the inlet 8 at the lower edge of the passage opening 5 into the bypass slot. This prevents air from escaping through the lower edge of the passage into the circumferential work and draws the main part of the circulating flow from the part which would otherwise flow horizontally along the work surface towards the workpiece down into the bypass slot. At the rear end of the bypass slot, at the rear wall of the cabinet, at the height of the worktop, there is an outlet opening 9, through which the circulating flow 30 is directed upwards again.

Mikäli työtason ja käsittelykaapin pohjan välinen etäisyys on riittävä, ei ohitussolassa tapahtuvan virtauksen nopeus ole niin suuri, että se haittaisi kierto-virtausta. Huomataan, että kiertovirtauksen kehäosa saa-35 daan keksinnön mukaisella järjestelyllä ohjatuksi pois 96239 4 työkappaleen kohdalta ja ohittamaan työkappaleen sen alitse, ilman että tämä häiritsee käsittelytilan kierto-virtausta. Tämä pienentää työkappaleen häiritsevää vaikutusta kiertovirtaukseen ja alentaa jäljelle jäävän 5 kiertovirtauksen nopeutta työkappaletta kohti työtason yläpuolella. Tämä vuorostaan parantaa työskentelyolosuhteita työtasolla.If the distance between the worktop and the bottom of the treatment cabinet is sufficient, the flow rate in the bypass slot will not be so high as to interfere with the circulating flow. It will be appreciated that the circumferential portion of the circulating flow can be diverted away from the workpiece 96239 4 by the arrangement according to the invention and bypass the workpiece below it without interfering with the circulating flow of the processing space. This reduces the interfering effect of the workpiece on the circulating flow and lowers the speed of the remaining 5 circulating flows per workpiece above the work surface. This in turn improves working conditions at the work surface.

Häiriöitä voidaan edelleen pienentää ulottamalla ohitussola 7 ja sen ylöspäin suuntautuva purkausaukko 9 10 työtason 3 yläpuolelle, kuten katkoviivoilla on esitetty kuviossa 1. Tämä on erityisen hyödyllistä silloin, kun yhdistetään kaksi vierekkäistä tuotantolinjaa yhteiseen kaappiin, jossa on aukot 5 ja suuttimet 6 kaapin vastakkaisilla sivuilla. Ohitussolan 7 ylöspäin suuntautuva, 15 kaapin keskellä sijaitseva osa muodostaa tällöin yhteisen ohitussolan, jolla ilma saadaan suunnattua ylös yhteisestä purkausaukosta 9.Interference can be further reduced by extending the bypass slot 7 and its upward discharge opening 9 10 above the worktop 3, as shown by the broken lines in Figure 1. This is particularly useful when connecting two adjacent production lines to a common cabinet with openings 5 and nozzles 6 on opposite sides of the cabinet. The upwardly directed part of the bypass slot 7, located in the middle of the cabinet, then forms a common bypass slot with which the air can be directed upwards from the common discharge opening 9.

Kuvio 1 esittää käsittelytilaa, jossa kiertovirtauksen ohitustie on muodostettu käsittelytilan pohjan 20 ja siitä kohotetun työtason väliin. Kuvio 2 esittää tapausta, jossa ohitustie on muodostettu käsittelytilan ulkopuolelle sen pohjan alle.Fig. 1 shows a processing space in which a circulating flow bypass is formed between the bottom 20 of the processing space and the working plane raised therefrom. Figure 2 shows a case where a bypass path is formed outside the processing space below its bottom.

Kuviossa 2 on välimatkan päähän käsittelytilan pohjan 2a alapuolelle asennettu ilmatiivis välilevy 10, 25 joka estää kiertovirtausta muodostamasta pohjaa 2a koko alapuoliseen tilaan 11. Pohjan etuosassa on tuloaukko 8 ja takaosassa poistoaukko 9 pohjan ja välilevyn väliseen ohituskanavaan 12 ja vastaavasti pois kanavasta. Tämä sovitelma toimii kiertovirtauksen suhteen samalla taval-30 la kuin kuvion 1 yhteydessä on esitetty, niin että pääosa kiertovirtauksesta saadaan ohjatuksi ohituskanavan kautta ja vain pieni osa virtauksesta kulkee työkappaleen kautta. Välilevyillä 10 voidaan muodostaa muuallekin käsittelytilaan pysty- tai vaakasuuntaisia ohjauska-35 navia, kuten kuviossa 2 on esitetty katkoviivoilla.Figure 2 shows a spaced airtight baffle 10, 25 mounted below the base 2a of the treatment space, which prevents circulating flow from forming the base 2a into the entire space 11 at the front. This arrangement operates with respect to the circulating flow in the same way as shown in connection with Fig. 1, so that the main part of the circulating flow is controlled through the bypass channel and only a small part of the flow passes through the workpiece. With the spacers 10, vertical or horizontal guide poles 35 can be formed elsewhere in the processing space, as shown in Fig. 2 by broken lines.

il 5 96239il 5,96239

Kuvion 2 esittämässä sovitelmassa on suuttimet 13 tuloilmaa A varten sijoitettu itse ohituskanavan sisään. Suuttimet vetävät tässäkin tapauksessa saman määrän in-duktioilmaa kaapin kulkuaukon alareunan kautta ohituska-5 navaan kuin edellisessä toteutusmuodossa. Tällainen järjestely helpottaa toisinaan laitteiden sijoitusongelmia. Esimerkiksi yllämainitussa tapauksessa, jossa yhteiseen kaappiin on sijoitettu kaksi tuotantolinjaa, jolloin kaapin molemmilla sivuilla on aukot 5, voidaan selvitä 10 yhdellä tuloilmalaitteistolla ja suuttimilla 13, jotka sijoitetaan työtasojen 3 väliin puhaltamaan ylöspäin, jolloin ne imevät ilmaa molempien työtasojen alitse.In the arrangement shown in Figure 2, the nozzles 13 for the supply air A are arranged inside the bypass duct itself. In this case too, the nozzles draw the same amount of induction air through the lower edge of the cabinet passage into the bypass duct as in the previous embodiment. Such an arrangement sometimes alleviates equipment placement problems. For example, in the above-mentioned case, where two production lines are placed in a common cabinet, with openings 5 on both sides of the cabinet, 10 supply air devices and nozzles 13 can be provided between the worktops 3 to blow upwards, sucking air under both worktops.

Tulo- ja poistoaukkoja 8, 9 voidaan pienentää sijoittamalla niihin ohjauslevyjä 14, 15, kuvio 2, kun 15 levyt muotoillaan siten, että ne pienentävät aukkojen virtausvastusta. Käsittelytilan ulkomitat pienenevät tällöin. Ohjauslevyjä voidaan sijoittaa muuallekin.The inlet and outlet openings 8, 9 can be reduced by placing guide plates 14, 15, Fig. 2, when the plates 15 are shaped so as to reduce the flow resistance of the openings. The external dimensions of the processing space are then reduced. The trackpads can be placed elsewhere.

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksi-20 tyiskohdiltaan voivat keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka keksintöä onkin edellä selitetty sovellettuna kaappiin, jossa kiertää ympäristöön nähden kylmempää ilmaa, voidaan keksintöä soveltaa myös silloin, kun kä-25 sittelytilassa kiertää ylilämpöinen ilma. Tällöin ilman virtaussuunta on päinvastainen kuvioissa 1 ja 2 nuolilla esitettyihin virtauksiin nähden. Suutin 13 puhaltaa kaapin aukkosivua kohti ja aukon 5 yläreunan kohdalla oleva suutin puhaltaa ilmaa käsittelytilan kattoa kohti. On 30 myös mahdollista asentaa käsittelytilaan pieniä apusuut-timia haluttuihin kohtiin, esim. kuvioiden 1 ja 2 esittämissä tapauksissa aukon 5 yläreunan kohdalle alaspäin puhaltavia suuttimia kiertovirtauksen tukemista varten. Käsittelytilan alapohjana voi tietenkin myös olla huone-35 tilan lattiataso.The drawing and the related explanation are only intended to illustrate the idea of the invention. The details of the method and apparatus according to the invention may vary within the scope of the claims. Although the invention has been described above as applied to a cabinet in which air colder than the environment is circulated, the invention can also be applied when superheated air circulates in the processing space. In this case, the air flow direction is opposite to the flows shown by the arrows in Figures 1 and 2. The nozzle 13 blows towards the opening side of the cabinet and the nozzle at the upper edge of the opening 5 blows air towards the roof of the treatment room. It is also possible to install small auxiliary nozzles in the treatment space at the desired locations, e.g. in the cases shown in Figures 1 and 2, at the upper edge of the opening 5, downwardly blowing nozzles to support the circulating flow. Of course, the floor level of the room-35 space can also be the lower floor of the treatment room.

Claims

A method for effecting a circulating air flow in a treatment room isolated from a surrounding environment for a production line, work area or the like, wherein inlet treatment (1) is injected inlet air (A) to form a circulating air flow in the treatment round. (A '), which is provided at the open passage (5) of the treatment run, an air curtain (A' ') which prevents the entry of ambient air, characterized in that at least part (B) of the circulating air flow ( A ') is deflected away from the working area (3) from the passage side (5) of the treatment room and is returned on the opposite side relative to the passage space of the treatment room so that the working area becomes substantially inside the circulating air flow.

2. A method according to claim 1, characterized in that the deflected portion (B) of the circulating air flow (A ') is returned to the working area at the bottom of the treatment room on the back wall side of the treatment room.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the deflectable part (B) of the circulating air flow (A ') is removed from the working area (3) by the suction effect of an inlet air jet (A) blown during the working area.

4. Apparatus for effecting a circulating air flow in an isolated treatment room for a production line, a work area or the like, to which treatment room (1) leads from the environment a passage (5), 6; 13) to blow inlet air (A) into the treatment run, such that the inlet air forms in the treatment room a circulating air flow (A ') which produces at the passage an air curtain (AT') which prevents ambient air to enter, characterized in that in the treatment room (1) a bypass (7; 12) passing by the working area (3) is formed for eating at least part (B) of the circulating air flow, whereby the detour has an inlet opening (8) located adjacent to the passage of the treatment room, and an outlet opening (9) located on the opposite side of the treatment room relative to the passage.

5. Device according to claim 4, characterized in that the detour consists of a flow passage (7) formed between a working plane (3) forming the working area (3) and the bottom plate (2a) of the treatment room (1).

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the detour consists of a flow channel (12) located below the bottom plate (1) of the treatment room (1), which has an outlet opening (9) next to the rear wall of the treatment room.

Device according to any of claims 4-6, characterized in that the means (6) for supplying inlet air (A) in the treatment room (1) and for providing the circulating air flow (A ') are located at the area of detour (7; 12).

Apparatus according to any one of claims 4-7, characterized in that on the detour (7; 12) are mounted control air plates (14, 15) or the like.

Device according to any of claims 4-8, characterized in that the detour (7; 12) and its outlet opening (9) extend above the working plane (3).

Device according to any one of claims 4-9, characterized in that intermediate disks (10) are mounted in the treatment room (1) to form a guide passage or passage within the confining surfaces of the treatment room.