SK315792A3 - Process for exhausting medium formed by a mixture of gas and air and apparatus for making the same - Google Patents

Description

SPÔSOB ODSÁVANIA PROSTREDIA TVORENÉHO ZMESOU PLYNU SO VZDUCHOM A ZARIADENIE NA VYKONÁVANIE TOHTO SPÔSOBU

Oblasť vynálezu

Vynález sa týka odsávania prostredia tvoreného zmesou plynu so vzduchom, kvapalných alebo tuhých častíc, obsiahnutých vo vzduchu alebo teplého vzduchu a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu.

Dotera~iží stav techniky

Pre odsávacie zariadenie platí všeobecne, že škodliviny ako teplo, vznášajúce sa tuhé častice, vodné pary alebo rôzne plynové splodiny sú buď úplne alebo z velkej časti viazané na vzduch ako ich nositela. Z uvedeného je zrejmé, že účinné zariadenie musí odviesť spoločne s odsávaným prostredím i príslušné množstvo nositela, t.j. zvyčajne vnútorného vzduchu.

Doteraz sú na odsávanie prostredia tvoreného zmesou plynov a teplého vzduchu známe pasívne odsávacie zariadenia, ktoré môžu účinne pôsobiť iba v malej vzdialenosti od odvádzacieho orgánu a v oblasti s priemernou koncentráciou odsávaných zmesí, čím je daná účinnosť odsávania.

Ďalej sú známe zariadenia, ktoré okrem zvyčajného pasívneho odsávania využívajú plochý prúd vonkajšieho vzduchu na vyvolanie indukcie odsávaných zmesí. Tieto zariadenia používajú ako prívodný orgán vonkajšieho vzduchového prúdu štrbinu po celej dĺžke odvádzacieho zákrytu. Vzniknutý plochý prúd môže indukovať odsávanú zmes spodnou induktívnou plochou, pretože súvislý plochý prúd neprepustí odsávanú zmes do hornej časti zákrytu.

Do priestoru zákrytu je privádzaný vonkajší vzduch v pomerne veíkom množstve 65 až 70 % potrebného vetracieho vzduchu, aby po indukovaní iba 30 až 35 % odsávanej zmesi bol znova odvedený do vonkajšieho ovzdušia.

Na protiľahlej strane zákrytu sú opät po jeho celej dĺžke inštalované odvádzacie orgány, ktoré sú pripojené na hlavný odvádzací systém.

Za účelom úspory tepla využívajú tieto zariadenia vonkajší neohriaty vzduch, pričom dochádza v zimnom období k podkročeniu teploty rosného bodu na kovových plochách zákrytu, ku kondenzácii vodných pár, a tým k odkvapkávaniu vody zo zákrytu.

Odvádzacie orgány, rozložené po celej dĺžke zákrytu nemôžu rešpektoval miestne zvýšenú koncentráciu škodlivín nad ich jednotlivými zdrojmi, a tým je účinnost odsávania daná len priemernou koncentráciou v odsávaných zmesiach.

Funkčnú účinnost zariadenia s induktívnym plochým vzduchovým prúdom možno charakterizovat tzv. objemovým indukčným pomerom, ktorý u popísaného zariadenia dosahuje hodnoty 1 : 0,30 až 1 : 0,35, čo znamená, že na 1 m³/h primárneho vzduchu možno indukovat iba 0,30 až 0,35 m³/h odsávanej sekundárnej zmesi. Z uvedeného vyplýva, že odsávané zmesi viazané na vnútorný vzduch ako nositeľa sú popísanými zariadeniami odvádzané málo účinne.

Množstvo štrbinového vzduchového prúdu musí byt nastavené tak, aby pred odvádzacími orgánmi nedochádzalo k turbulenciám a aby hltnost odvádzacích orgánov nebola prekročená, a tým nebola rušená funkcia pasívneho odsávania.

Tieto zariadenia sa -vyznačujú veľkou spotrebou dopravovaného vetracieho vzduchu, pomerne vysokými celkovými tlakmi prívodných a odvádzacích ventilátorov, zmienenou nízkou účinnostou pri indukovaní odsávaných zmesí včítane vzduchového nositeľa a zodpovedajúcimi vysokými prevádzkovými nákladmi predovšetkým za elektrinu. Aby sa znížila spotreba tepla, používajú sa výmenníky na využitie tepla v odvádzanom vzduchu.

Rovnako sú známe odsávacie systémy s prefukovacím zariadením, využívané v priemyslových kúpeľoch, ako sú napríklad kúpele pokovovacie. Tieto systémy sú tvorené pozdĺžnymi štrbinami, ktorými je privádzaný prefukovací vzduch. Nad hladinou kúpeía je tak vytvorená súvislá clona, ktorá na svojej spodnej strane indukuje vzniknuté škodliviny. U daných zariadení je účinná iba spodná povrchová plocha plochého vzduchového prúdu. Vzduchová clona tak oddeíuje povrch kúpeía od pracovného prostredia, a tým zamedzuje únik agresívnych, explozívnych alebo zdraviu škodlivých splodín do okolitého prostredia. Na protiíahlej strane nádrže sa vzniknutý celkový prúd včítane splodín z kúpeľa odvádza pozdĺžnym odvádzacím orgánom. Uvedené zariadenie sa dá prakticky použiť iba pri zmienených kúpeľoch, tvorených hranatými nádržami, prípadne nádržami jednoduchých geometrických tvarov.

Podstata vynálezu prostredia vstupujúce

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené spôsobom odsávania prostredia tvoreného zmesou plynu so vzduchom, hlavne kvapalných alebo tuhých častíc, obsiahnutých vo vzduchu alebo teplého vzduchu podľa vynálezu. Jeho podstata spočíva v tom, že sa na odsávané prostredie pôsobí vstrekovým prúdom, vystupujúcim z aspoň jedného otvoru rýchlosťou 3 až 25 m/s, vyvolávajúceho podtlakovú indukciu odsávaného prostredia na povrchu celkového prúdu, rozširujúceho sa v tvare kužeľa s vrcholovým uhlom 20 až 30°, načo sa celkový prúd včítane indukovaného odsávaného odvádza. Vstrekovým prúdom sa rozumie trvalé primárne prostredie/médium, ktoré svojim prúdovým poľom prisáva okolité (zvyčajne škodlivé) prostredie, mieša sa s ním a vytvára s ním celkový prúd, ktorý je ďalej transportovaný do účinnej blízkosti odvádzacieho orgánu. Objemové množstvo celkového prúdu včítane odsávaného prostredia je 5 krát až 60 krát väčšie ako je objemové množstvo vstrekového prúdu. Objemové množstvo indukovaného odsávaného prostredia je priamo úmerné množstvu vstrekového prúdu a velkosti podtlaku vyvolaného prúdovým a rýchlostným polom celkového prúdu. Os kužeľa celkového prúdu včítane odsávaného prostredia je s výhodou kolmá na vstupnú rovinu odvádzania. Do vstrekového prúdu sa tiež s výhodou pridáva inertný a/alebo katalyzátorový plyn. Množstvo vstrekového prúdu a množstvo odvádzaného prostredia sa navzájom prispôsobujú alebo harmonizujú. Uskutočnenie tejto tzv. harmonizácie umožňuje splnenie požiadavky bezzvyškového odvedenia odsávaného prostredia bez okrajových turbulencií u odvádzacieho orgánu, pri vysokej účinnosti odvádzania odsávaného prostredia, ktorá umožňuje zníženie množstva vetracieho vzduchu, a tým i zníženie energetických strát a prevádzkových nákladov na elektrinu, teplo a transport a ohrev vetracieho vzduchu.

Na uskutočňovanie uvedeného spôsobu je vhodné zariadenie podlá vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že pozostáva z aspoň jednej dýzy na prívod vstrekového prúdu, smerovanej k odvádzaciemu orgánu pre odvod celkového prúdu včítane odsávaného prostredia, pričom vstupný prierez najmenej jedného odvádzacieho orgánu zodpovedá výslednému priečnemu prierezu celkového prúdu vzniknutého pôsobením všetkých príslušných vstrekových prúdov. Dýza na prívod vstrekového prúdu s príslušným odvádzacím orgánom je s výhodou umiestnená v oblasti zvýšenej koncentrácie odsávaných zmesí/plynov, vznášajúcich sa kvapalných alebo tuhých častíc a/alebo teplého vzduchu. Dýza môže byť nastaviteľná a aretovateiná v iubovoinom smere pod priestorovým uhlom od 0 do 80°.

Spôsob podlá vynálezu umožňuje spoločným pôsobením vstrekového prúdu a odvádzacieho orgánu po uskutočnení harmonizácie medzi množstvom vstrekového prúdu a medzi množstvom odvádzaným pre dosahy * vzduchového prúdu 450 až 2 000 mm dosiahnutie objemového indukčného pomeru 1 : 5 až 1 : 60, a tým účinné indukovanie a následné úplné odvedenie odsávaného prostredia. Objemovým indukčným pomerom sa rozumie pomer množstva vstrekového prúdu k množstvu indukovaného odsávaného prostredia pri atmosférickom tlaku. Dôsledkom zvýšenej indukcie z priestoru so zvýšenou koncentráciou v odsávanom prostredí je nepatrná potreba impulzného prostredia, čo umožňuje využiť vnútorný vzduch alebo nepatrnú časť vzduchu vetracieho. Zmienené úplné odvedenie odsávaného prostredia pri zvýšenej koncentrácii odsávaných zmesí umožňuje energeticky nenáročné a účinné odvedenie obvykle škodlivín z pracovného prostredia.

Zariadenie podlá vynálezu umožňuje indukovať i vznášajúce sa častice vo vzduchu a podlá ich povahy alebo hodnoty je možné ich buď zachytiť, alebo vrátiť späť do technologického procesu. Zariadenie umožňuje zmenšiť množstvo vetracieho vzduchu, znižuje spotrebu elektriny a znižuje náklady na dopravu vzduchu a spotrebu tepla na jeho ohrev, a tým i celkové prevádzkové náklady. Nastavítelnosť a aretovatelnosť dýz umožňuje využiť zariadenie podlá vynálezu pre stúpavé alebo klesavé tendencie odsávaného prostredia a rozširuje celkovú využiteľnosť zariadenia. Zariadenie podlá vynálezu je možné taktiež použiť v prevádzkach, v ktorých vznikajú zdraviu škodlivé alebo plyny, pričom sa do impulzného plyny, ako napríklad katalyzátorové explozívne častice alebo prostredia pridávajú rôzne alebo inertné, v potrebnom množstve v priestore alebo vzduchových zmesí v neškodné alebo podkritické.

tak, aby stavy ovzdušia odvádzacom systéme boli

Spôsob a zariadenie podlá vynálezu umožňujú úplné odvedenie celkového prúdu včítane odsávaného prostredia, ktorý pozostáva vo svojej podstatnej časti z odsávaného prostredia - 94 až 97 % a zo zvyškového množstva prostredia impulzného 3 až 6 %. Z uvedeného je zrejmé, že množstvo vstrekového prúdu je tak nepatrné, že možno s výhodou využiť i vzduch z priestoru alebo nebadateľnú časť vetracieho vzduchu.

Všetky popísané vyhotovenia zariadenia zvyšujú bezpečnosť a čistotu pracovného prostredia, znižujú spotrebu zvyčajne niekoľkých druhov energií, pričom úspora elektrickej energie je značná pri nezvýšených investičných nákladoch. Zariadenie sa vyznačuje nielen priaznivo v oblasti ekológie, ale je ako pre užívateľa, tak i pre investora ekonomicky výhodné.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 je schematicky v náryse znázornené zariadenie na odsávanie prostredia tvoreného zmesou plynu so vzduchom podľa vynálezu. Na obr. 2 je schematicky v náryse znázornený princíp tohto zariadenia s niekoľkými dýzami v rade za sebou a na obr. 3 je znázornený pôdorys riešenia z obr. 2.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Príkladné konkrétne zariadenia na odsávanie prostredia tvoreného zmesou plynu so vzduchom, najmä kvapalných alebo tuhých častíc podľa vynálezu pozostáva z jednej dýzy 1 pre prívod vstrekového prúdu 6 smerovanej k odvádzaciemu orgánu 2 pre odvod celkového prúdu 10 včítane odsávaného prostredia 9. Vstupný prierez odvádzacieho orgánu 2 zodpovedá priečnemu celkovému prúdu 10 v rovine odvádzacieho orgánu 2. Dýza 1 pre prívod vstrekového prúdu 6 a odvádzací orgán 2 sú umiestnené v oblasti zvýšenej koncentrácie odsávaných zmesí. Dýza 1 je nastaviteľná a aretovateľná v ľubovoľnom smere pod priestorovým uhlom od 0 do 80*.

V ďalšom konkrétnom vyhotovení pozostáva zariadenie z niekoľkých dýz 1 a niekoľkých odsávacích orgánov 2, ktorých celkový vstupný prierez zodpovedá priečnemu prierezu výsledného celkového prúdu 10 v rovine odvádzacieho orgánu 2.

V obidvoch prípadoch je odvádzacie zariadenie 11 tvorené odstredivým ventilátorom '3., pred ktorým sú umiestnené filtre 4.

Odvádzacie zariadenie 11 na odsávanie zmesi plynu so vzduchom pozostáva zo zberného zákrytu 5, umiestneného nad zdrojom 7 odsávaného prostredia 9. Zberný zákryt 5 je tvorený odvádžacím orgánom 2, za ktorým sú umiestnené filter 4. a ventilátor 3. Pod zberným zákrytom 5 sú pri zdroji 7 odsávaného prostredia 9 umiestnené vlastné dýzy 1 smerované k odvádzaciemu orgánu 2.

Vstrekový prúd 6, vystupujúci z dýz 1, vytvára indukovaním odsávaného prostredia kuželový celkový prúd 10. Na povrchu kuželového celkového prúdu 10 vzniká induktívne pásmo 8, v ktorom je odsávané prostredie 9 po zmiešaní so vstrekovým prúdom 6 vedené k odvádzaciemu orgánu 2. V prípade cirkulácie je vzduch prejdený filtrami 4 a zbavený nečistôt eventuálne vedený späť do pracovného prostredia.

Priemyselná wužitelnost

Spôsob odsávania prostredia tvoreného zmesou plynu so vzduchom a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu podlá vynálezu nájde uplatnenie predovšetkým v kuchynských, reštauračných, potravinárskych, farmaceutických, chemických a priemyselných prevádzkach.

Claims (7)

1. Spôsob odsávania prostredia tvoreného zmesou plynu so vzduchom, predovšetkým kvapalných alebo tuhých častíc, obsiahnutých vo vzduchu, vyznačujúci sa tým, že sa na odsávané prostredie pôsobí vstrekovým prúdom, vystupujúcim z aspoň jedného otvoru, vyvolávajúceho podtlakovú indukciu odsávaného prostredia na povrchu celkového prúdu, rozširujúceho sa v tvare kužela s vrcholovým uhlom 20 až 30, načo sa takto vzniknutý celkový prúd včítane indukovaného odsávaného prostredia odvádza, pričom objemové množstvo indukovaného odsávaného prostredia je 5 krát až 60 krát väčší ako objemové množstvo vstrekovaného prúdu.

2. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že objemové množstvo indukovaného odsávaného prostredia je priamo úmerné množstvu vstrekového prúdu a velkosti podtlaku vyvolaného prúdovým a rýchlostným polom celkového prúdu.

3. Spôsob podlá nároku 1 a/alebo 2, vyznačujúci sa tým, že os kužela celkového prúdu včítane odsávaného prostredia je kolmá na vstupnú rovinu odvádzania.

4. Spôsob podlá nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že do vstrekového prúdu sa pridáva inertný a/alebo katalyzátorový plyn.

5. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podlá nároku 1, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z aspoň jednej dýzy (1) pre prívod vstrekového prúdu (6) smerovanej k odvádzaciemu orgánu (2) pre odvod vzniknutého celkového prúdu (10) včítane odsávaného prostredia (9), pričom vstupný prierez najmenej jedného odvádzacieho orgánu (2) zodpovedá výslednému priečnemu prierezu celkového prúdu (10), vzniknutého pri pôsobení všetkých príslušných vstrekových prúdov (6).

6. Zariadenie podlá nároku 5, vyznačujúce sa tým, že dýza (1) pre'prívod vstrekového prúdu (6) s príslušným odvádzacím orgánom (2) je umiestnená v oblasti zvýšenej koncentrácie odsávaných zmesí/plynov, vznášajúcich sa kvapalných alebo tuhých častíc a/alebo teplého vzduchu.

7. Zariadenie podlá nároku 5 a/alebo 6, vyznačujúce sa tým, že dýza (1) je nastavítelná a aretovatelná v lubovolnom smere pod priestorovým uhlom od 0 do 80°.