WO2000016017A1 - Verfahren und vorrichtung zum schutz von personen und/oder produkten vor luftgetragenen partikeln - Google Patents

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WO2000016017A1
WO2000016017A1 PCT/EP1999/006418 EP9906418W WO0016017A1 WO 2000016017 A1 WO2000016017 A1 WO 2000016017A1 EP 9906418 W EP9906418 W EP 9906418W WO 0016017 A1 WO0016017 A1 WO 0016017A1
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air
air jet
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displacement flow
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PCT/EP1999/006418
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Rainald Forbert
Lothar Gail
Ekkehard Eigenherr
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Siemens Axiva Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to US09/787,040 priority patent/US6626971B1/en
Priority to CA002344066A priority patent/CA2344066C/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F24F3/163—Clean air work stations, i.e. selected areas within a space which filtered air is passed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F9/00—Use of air currents for screening, e.g. air curtains

Definitions

  • the invention relates to a method for separating at least two spatial areas and for reducing the transfer of airborne particles between the spatial areas to protect people and / or products from the airborne particles, the person being at least partially in the first spatial area is located and the products in the second, in which at least one flat air jet of purified air is used for the separation
  • the invention further relates to devices for performing the method.
  • Products in the sense of this application are all objects, intermediate products, intermediate products and end products that are handled, filled, sampled or changed in any way.
  • Dispensing booths from Extract Technology Limited, Huddersfield, England Cleaned air is applied to the ceiling of the cabin in the form of a vertical, low-turbulence displacement flow and extracted in the floor area.
  • the disadvantage of these devices is that the product can only be handled clearly below the head area of the personnel if the protection of the personnel from the product is to be ensured.
  • Another disadvantage is that the product in these devices is not adequately protected from foreign particles caused by humans.
  • This principle is used, for example, on the WIBOjekt ® work tables from GWE, Hude.
  • the operating staff reaches through a support jet, which is placed in the front area of the work table via an ejector bar and creates an air curtain between the head area of the operator and the product area.
  • the extraction system is located in the rear area of the work table.
  • the air flow of the support jet is typically 1 to 10 liters per second per meter of cabin width.
  • the disadvantage of these devices is the lack of product protection.
  • This object is achieved according to the invention by a method of the type mentioned at the outset, which is characterized in that at least one low-turbulence displacement flow near the at least one air jet is generated with cleaned air in at least the second spatial region, the at least one displacement flow in predominantly the same direction is directed like the at least one air jet.
  • the invention therefore relates to a method for separating at least two spatial areas and reducing the transfer of airborne particles between the spatial areas to protect people and / or products from the airborne particles, the person being at least partially in the first spatial area Area and the products in the second, where you have to separate at least one flat
  • Air jet from cleaned air is used, characterized in that at least one low-turbulence displacement flow near the at least one air jet is generated with cleaned air in at least the second spatial area, the at least one displacement flow being directed in predominantly the same direction as the at least one air jet.
  • a “low-turbulence displacement flow” in the sense of the invention is a flow in which a rectified air flow flows over the entire cross-section of a delimited area with a speed that is as uniform as possible and almost parallel flow lines (“laminar flow”).
  • laminar flow This definition comes from the guidelines of the Association of German Engineers (VDI) No. 2083 of December 1976, which are hereby incorporated by reference as part of the description.
  • the invention further relates to a device for carrying out this method, comprising one or more first means for generating one or more flat air jets, with which, in the intended use, at least one room is separated into at least a first and second spatial area by the or each flat air jet , wherein products can be arranged in the second spatial area, the device in the second spatial area having second means for generating a low-turbulence displacement flow.
  • the invention further relates to the devices according to claims 19, 22 and 23. Particular embodiments or refinements are disclosed in the respective subclaims. Individual or several of the features disclosed in the subclaims in combination with the features of the main claims can also be inventive solutions to the problem on which the invention is based, and the features can also be combined as desired.
  • a first preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the displacement flow is guided at least partially at a distance of at most 0 to 50 cm from the at least one air jet.
  • a displacement flow with an air velocity of 0.1 to 1.5 m / s, preferably 0.2 to 0.6 m / s, particularly preferably 0.3 to 0.45 m / s, and at least one air jet are generated with an air outlet speed of 2 to 30 m / s, preferably 3 to 10 m / s, particularly preferably 5 to 8 m / s.
  • At least the second spatial area may not have zones through which the air flow flows.
  • at least one of the spatial areas is sucked off at least the total amount of air of the at least one air jet and the at least one displacement flow. It is also advantageous to angle the or each air jet at a predetermined or selectable or adjustable angle from the range from -45 ° to + 45 °, preferably from -30 ° to _
  • Preferred configurations of the device according to the invention for carrying out the method can also be constructed accordingly.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that the device has one or more suction devices which are dimensioned such that they can suck off at least the total amount of air from the air jets and the displacement flows.
  • the or each suction device is preferred over the first means
  • the invention also relates to a device for protecting people and / or products from airborne particles, comprising a partially open front side with a height of H [m] for engaging the device, two side walls, a rear wall, one or more means for blowing in filtered air, which are arranged on a side wall, and one or more suction devices, characterized in that the means for blowing in are designed and arranged for the first part in such a way that, from the region of a side wall near the front side, a flat air jet with an overall air output of more than 10 lj .N. per second and height H [m] to separate the interior of the
  • the Device can be guided from the surrounding area to the other side wall and to a second part so that on the side of the air jet facing away from the front, a cleaned, low-turbulence displacement flow can be guided from one side wall to the other and that the suction devices at least partially in the area near the front of the
  • the device is arranged and dimensioned such that, in its entirety, it can accommodate at least the total amount of air from the air jet and the displacement flow.
  • the lateral suction extends over the entire height H [unit meter] of the engagement cross section of the device.
  • the air jet predetermined or selectable or adjustable angle in the range from -45 ° to + 45 °, preferably from -30 ° to + 30 °, particularly preferably -15 ° to + 15 °, very particularly preferably from -5 ° to + 5 ° against the front of the displacement flow in relation to the direction of flow.
  • a further embodiment is characterized in that the high air output of the support jet is achieved by combining a plurality of ejector strips connected in series, preferably by 2 parallel ejector strips. All ejector systems known to the person skilled in the art, such as e.g. Gap or hole nozzles are used.
  • suction takes place through two parallel rows of holes (suction strip) in a side wall on the front boundary (front) of the device.
  • Another special embodiment is characterized in that the air jet in a certain, predetermined or selectable or adjustable
  • Air jet or a low-turbulence displacement flow with an air speed of 0.1 to 1.5 m / s, preferably 0.2 to 0.6 m / s, particularly preferably 0.3 to 0.45 m / s can be generated.
  • a further special embodiment is characterized in that the ejectors are suitable for an air outlet speed of 2 to 30 m / s, preferably 3 to 10 m / s, particularly preferably 5 to 8 m / s.
  • a further special embodiment is characterized in that the ejector strips are designed in such a way that, together with them, an air discharge rate of 10 to 300 liters per second per meter height of the part of the front side intended for the intervention, preferably 20 to 100 liters per second per meter height, particularly preferably 40 to 80 liters per second per meter height can be generated.
  • This device according to the invention can in particular also be combined with individual or several features from the other configurations.
  • the invention further relates to a device for protecting people and / or products from airborne particles, comprising a partially open front with a width of B [m] for engaging the device, a top, a bottom, a rear wall, one or more means for blowing in filtered air, which is arranged on the top, as well as one or more
  • Suction devices characterized in that the blowing means for a first part (4, 5) are designed and arranged in such a way that a flat air jet (13) with a total air discharge capacity of more than 10 l i N from the area of the upper side near the front. per second and width B [m] for separating the interior (2) of the device from the surrounding area (1) and down to a second part (3) such that on the side of the air jet (13 ) a cleaned, low-turbulence displacement flow (14) can be guided downward and that the suction devices (6) are at least partially arranged in the area near the front of the device and are dimensioned such that in their entirety they cover at least the total amount of air of the air jet (13) and the Can accommodate displacement flow (14).
  • suction on the floor extends over the entire width B [unit meter] of the engagement cross section of the device.
  • the air jet and the displacement flow can also be directed against gravity from bottom to top.
  • a corresponding device according to claim 23 is also the subject of the invention.
  • the low-turbulence displacement flow is at an angle that is from -20 ° to 20 °, preferably from -10 ° to + 10 °, particularly preferably from -5 ° to 5 °
  • a further embodiment is characterized in that the high air output of the support jet is achieved by combining a plurality of ejector strips connected in series, preferably by 2 parallel ejector strips. All ejector systems known to the person skilled in the art, such as e.g. Gap or
  • Perforated nozzles are used.
  • a further special embodiment is characterized in that the suction takes place through two parallel rows of holes (suction strip) in the floor area at the front boundary (front) of the device.
  • the air jet is at a specific, predetermined angle in the range from -30 ° to + 30 °, preferably from -20 ° to + 20 °, particularly preferably from -10 ° to + 10 °, very particularly preferably from -5 ° to + 5 ° against the connecting plane between the ejector bar and the suction bar or against the vertical.
  • Another special embodiment is characterized in that a low-turbulence displacement flow with an air speed of 0.1 to 1.5 m / s, preferably 0.2 to 0.6 m / s, particularly preferably 0.3 to 0.45 m / s s can be generated.
  • a further special embodiment is characterized in that the ejectors are suitable for an air outlet speed of 2 to 30 m / s, preferably 3 to 10 m / s, particularly preferably 5 to 8 m / s.
  • Another special embodiment is characterized in that the ejector strips are designed so that together with them an air discharge rate of at least 10 to 300 liters per second per meter width of the part of the front side intended for the intervention, preferably 20 to 100 liters per second per meter width, particularly preferably 40 to 80 liters per second per meter width, which also means areas from other combinations of the limits mentioned should be disclosed.
  • an air discharge rate of at least 10 to 300 liters per second per meter width of the part of the front side intended for the intervention, preferably 20 to 100 liters per second per meter width, particularly preferably 40 to 80 liters per second per meter width, which also means areas from other combinations of the limits mentioned should be disclosed.
  • the device according to the invention can also be combined as desired with individual or more features from the configurations.
  • the invention is based on the surprising effect that the displacement flow stabilizes the flat air jet, so that the protective effect of the combination of the two is much better than expected.
  • the front limiting disk of a horizontal flow laminar flow work zone which only allows limited access to the product space, can be replaced by a wide support jet with high air output if the suction is largely on the area of the device near the front is limited, and that both a high level of product protection and a high level of personal protection is then guaranteed despite the removal of the delimitation disk.
  • Fig. 1 A schematic representation of the method according to the invention using a schematic device according to the invention in cross section; 2: schematic representation of a device and a method according to example 2; 3: schematic representation of a device and a method according to counterexample 1; Fig, 4a; Schematic representation of a first special embodiment of the
  • FIG. 4b cross section of the device from FIG. 4a along the line A-B
  • 4c cross section of the device from FIG. 4a along the line C-D
  • Fig. 5 Schematic representation of a second special embodiment of the method and the device in lateral cross section.
  • a LaminAir ⁇ workbench, type HL 2472, with a protected product area (corresponds to the second spatial area) 2 and surrounding personal area 1 (corresponds to the first spatial area) is equipped on the ceiling with second means for generating a low-turbulence displacement flow 14, in particular with two-layer laminarizers 3, which are sealed up to a workbench-wide 8 mm deep gap on a front pane 25 against the workbench walls.
  • the schematically indicated disk 25 of the workbench is raised up to the lower edge of the laminarizers.
  • first means 4, 5 for generating a flat air jet 13 are arranged from the outside directly on the raised workbench disk, namely a workbench-wide ejector bar 4 and a gap 5 with an air outlet gap downwards.
  • the ejector 4 is equipped with a combination of perforated and split nozzles with an effective cross section of 0.9 mm.
  • the resulting gap 5 between laminarizers 3 and the raised disk serves as an 8 mm thick ejector 5
  • the bottom of the workbench is sealed except for the suction openings 6 on the open pane.
  • the laminarators 3 are operated with an air outlet speed of approximately 0.45 m / s.
  • Ejector 4 is operated in the example with an air outlet speed of 5 m / s.
  • Ejector 5 is operated in the example with an air outlet speed of 7 m / s.
  • the air distribution in the workbench is shown schematically in FIG.
  • the protection factor is defined as the quotient of the dust content between the "raw” and "clean side” when a dust source is removed from the raw side.
  • the clean side is the center of the workbench 5 cm in front of the workbench opening (personal area 1)
  • the raw side is the inside of the workbench behind the suction (product area 2).
  • product area 2 For the consideration of product protection, the raw and clean side are swapped accordingly.
  • the protection factor for personal protection when the workbench is idle is 400,000 without operator intervention. With simulated work movements, i.e. when reaching in and out, as well as other movements of both arms in the cabin, a value of 750 for personal protection is achieved.
  • the protection factor for product protection when the workbench is idle is 160 million without operator intervention. With simulated work movements, i.e. when reaching in and out, as well as other movements of both arms in the cabin, a value of 6,000 is achieved for product protection.
  • a workbench is converted and operated as in Example 1. In contrast to Example 1, however, the gap between laminarizers 3 and the raised window is sealed, so that no air escapes from ejector 5.
  • Ejector 4 is operated as in Example 1 with an air outlet speed of 5 m / s.
  • the flat The air jet therefore has an air output of 6.3 r, .N. per second and meter width of the air jet.
  • the air distribution in the workbench is shown schematically in cross section in FIG. 2 shown below.
  • the protection factor for personal protection is now when the workbench is idle, i.e. without operator intervention 300. With simulated
  • the protection factor for product protection is now when the workbench is idle, i.e. 50 million without operator intervention.
  • a workbench is converted and operated as in Example 1. In contrast to
  • Example 1 however, the gap between laminarizers 3 and the raised window is sealed, so that no air escapes from ejector 5. In addition, ejector 4 is not operated, so that no air escapes from it.
  • the air distribution in the workbench is shown schematically in cross section in FIG. 3.
  • the protection factor for personal protection is now the idle state
  • the protection factor for product protection is now 6000 when the workbench is idle, ie without operator intervention. With simulated work movements, ie when reaching in and out, and other movements of both arms in the cabin, a value of 30 is achieved for product protection.
  • a device for combined product and personal protection is constructed from an air application element 19 and an air suction element 20, as shown schematically in FIGS. 4a and 4b. Both elements are in a room (not shown) with a separate clean air supply system and an exhaust air system with an integrated one
  • Air purification (not shown).
  • the open and at the same time protected product area 2, in which dusting product can be handled openly, is located between the air supply element 19 and the air suction element 20, as shown in FIG. 4c.
  • the protected personal area 1 is located in the entire spatial area which surrounds the protected product area 2.
  • the air supply element 19 consists essentially of an air supply pipe 7, into which cleaned air from the supply air system is guided, a distributor 8, an air supply segment 22 angled obliquely downwards and a stand segment 9.
  • the air supply segment 22 supplies the supply air supplied via the distributor one via a rectangular laminarizer 10 and the other via four ejector bars
  • the air velocity of the air fed in with the laminarizer 10 is 0.45 m / s in the example.
  • the air outlet speed from the ejector bars is 5 m / s in the example.
  • the resulting air distribution at the air application element 19 is also shown schematically in FIGS. 4a and 4c.
  • the air suction element 20 has two suction strips 12, via which 1.4 times the amount of air supplied with the air application element can be extracted and fed to the exhaust air system.
  • a mobile device for the combined protection of persons and products 26 is shown schematically in cross section in FIG. 5.
  • the device has a protected product area 2 that is open both laterally and in the upper front area.
  • the protected person area 1 is formed by the surroundings of the device. Lateral openings can be used to supply the Product area with product containers are used, whereas the front opening of the person shown allows free access for the protected handling of product 26.
  • the front ceiling area of the device there are two parallel ejector strips, via which a flat air jet 13 can be applied at an angle to the vertical front of the device of approximately 10 ° downwards. Behind it, there are laminarizers in the ceiling area, which can form a low-turbulence displacement flow 14 downwards.
  • the air supplied is detected in the front area of the device via an exhaust air duct 18 provided with suction openings at the top and on the other hand in the lower rear area of the product space at the bottom of the device and fed to a filter 16 via a fan 15. Part of the cleaned air flowing out of the filter serves as supply air for the laminarizer and the ejector strips and is partly discharged as exhaust air 17.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trennung von mindestens zwei räumlichen Bereichen (1, 2) und zur Verminderung der Übertragung von luftgetragenen Partikeln zwischen den räumlichen Bereichen zum Schutz von Personen und/oder Produkten (26) vor den luftgetragenen Partikeln, wobei sich die Person mindestens zum Teil in dem ersten räumlichen Bereich (1) befindet und die Produkte (26) in dem zweiten (2), bei dem man zur Trennung mindestens einen flächigen Luftstrahl (13) aus gereinigter Luft verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß man mit gereinigter Luft in mindestens dem zweiten räumlichen Bereich (2) mindestens eine turbulenzarme Verdrängungsströmung (14) nahe dem mindestens einen Luftstrahl (13) erzeugt, wobei die mindestens eine Verdrängungsströmung in überwiegend die gleiche Richtung gelenkt wird, wie der mindestens eine Luftstrahl (13).

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Personen und/oder Produkt vor luftgetragenen Partikeln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von mindestens zwei räumlichen— Bereichen und zur Verminderung der Übertragung von luftgetragenen Partikeln zwischen den räumlichen Bereichen zum Schutz von Personen und/oder Produkten vor den luftgetragenen Partikeln, wobei sich die Person mindestens zum Teil in dem ersten räumlichen Bereich befindet und die Produkte in dem zweiten, bei dem man zur Trennung mindestens einen flächigen Luftstrahl aus gereinigter Luft verwendet
Die Erfindung betrifft weiter Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
Produkte im Sinne dieser Anmeldung sind alle Gegenstände, Vorprodukte, Zwischenprodukte und Endprodukte, die in irgendeiner Weise gehandhabt, abgefüllt, beprobt oder verändert werden.
In vielen Industrien wie z.B. bei der Herstellung von Pharmazeutika und elektronischen Bauteilen, sind entweder das Produkt vor luftgetragenen
Fremdpartikeln oder die Personen im Arbeitsprozeß vor luftgetragenen Produktpartikeln zu schützen. Häufig müssen auch beide Schutzfunktionen, für Produkt und Personen, erfüllt werden.
Aus dem Stand der Technik sind derartige Vorrichtungen (je nach Größe und Ausführung auch Sicherheitswerkbänke genannt) nach dem Laminar-Flow-Prinzip bekannt, die zum Schutz von Personal oder Produkt nur einen begrenzten Durchgriff in den Produktraum gestatten. Dieses Prinzip wird z.B. in den Zytostatika- Sicherheitswerkbänken HERAsafe® nach DIN 12980 und den LaminAir®- Werkbänken der Fa. Heraeus Instruments GmbH, Hanau, angewendet. Gefilterte Luft wird in Form einer vertikalen turbulenzarmen Verdrängungsströmung an der
Decke der Werkbank aufgegeben und am Boden vor der hinteren Wand der Werkbank und vorne hinter der vorderen Begrenzung der Werkbank abgesaugt. Die Vorderseite weist eine vertikal verschiebbare Schutzscheibe auf. Durch den Durchgriff der Werkbank strömt bei ganz oder teilweise hochgeschobener Schutzscheibe Außenluft in die Werkbank, die ebenfalls über die Absaugungen am Boden abgesaugt wird. Nachteil dieser Vorrichtungen ist, daß der enge Durchgriff in den Produktraum die Bewegungsfreiheit des Bedieners stark einschränkt. Handhabungen, die eine größere Bewegungsfreiheit erfordern, als diese Vorrichtungen im betriebsgemäßen Zustand zulassen, können in solchen __
Vorrichtungen nicht durchgeführt werden, ohne daß die Schutzscheibe über die korrekte Arbeitsposition hochgefahren oder vollständig entfernt wird, wodurch der Personen- und Produktschutz nicht mehr in vollem Umfang gewährleistet ist.
Des weiteren sind Vorrichtungen nach dem Laminar-Flow-Prinzip bekannt, die das Produkt räumlich nicht vom Personal trennen. Dieses Prinzip wird z.B. bei den
Dispensing Booths der Fa. Extract Technology Limited, Huddersfield, England, angewendet. Gereinigte Luft wird beispielsweise in Form einer vertikalen turbulenzarmen Verdrängungsströmung an der Decke der Kabine aufgegeben und im Bodenbereich abgesaugt. Nachteil dieser Vorrichtungen ist, daß das Produkt nur deutlich unterhalb des Kopfbereichs des Personals gehandhabt werden kann, wenn der Schutz des Personals vor dem Produkt sichergestellt werden soll. Weiterer Nachteil ist, daß das Produkt bei diesen Vorrichtungen nicht ausreichend vor personenverursachten Fremdpartikeln geschützt wird.
Es sind weiterhin Vorrichtungen nach dem Laminar-Flow-Prinzip bekannt, bei denen nur das Produkt und nicht das Bedienpersonal geschützt werden. Dieses Prinzip wird z.B. bei den Horizontalstrom-Laminar-Flow-Werkbänken der Fa. Babcock-BSH, D-Bad Hersfeld, angewendet. Gereinigte Luft wird horizontal hinter dem Produktraum in Richtung Personal aufgegeben. Nachteil dieser Vorrichtungen ist der vollständig fehlende Personenschutz.
Es sind auch Vorrichtungen nach dem Stützstrahl-Prinzip bekannt, die nur das
Personal schützen. Dieses Prinzip wird z.B. bei den WIBOjekt® Arbeitstischen der Fa. GWE, Hude, angewendet. Das Bedienpersonal greift durch einen Stützstrahl, der im vorderen Bereich des Arbeitstisches über eine Ejektorleiste aufgegeben wird und einen Luftschleier zwischen Kopfbereich des Bedieners und dem Produktraum erzeugt. Es können auch noch weitere Stützstrahien von der Decke in den hinteren Bereich des Arbeitstisches gerichtet sein. Im hinteren Bereich des Arbeitstisches befindet sich bei diesem Prinzip die Absaugung. Die Luftleistung des Stützstrahls beträgt typischerweise 1 bis 10 Liter pro Sekunde pro Meter Kabinenbreite. Nachteil dieser Vorrichtungen ist der fehlende Produktschutz.
Vor diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, alternative
Verfahren und Vorrichtungen zum Schutz von Personen und Produkt vor luftgetragenen Partikeln zu entwickeln, die zudem den Nachteil der deutlich eingeschränkten Bewegungsfreiheit des Bedienpersonals nicht aufweisen sollen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man mit gereinigter Luft in mindestens dem zweiten räumlichen Bereich mindestens eine turbulenzarme Verdrängungsströmung nahe dem mindestens einen Luftstrahl erzeugt, wobei die mindestens eine Verdrängungsströmung in überwiegend die gleiche Richtung gelenkt wird, wie der mindestens eine Luftstrahl.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Trennung von mindestens zwei räumiichen Bereichen und zur Verminderung der Übertragung von luftgetragenen Partikeln zwischen den räumlichen Bereichen zum Schutz von Personen und/oder Produkten vor den luftgetragenen Partikeln, wobei sich die Person mindestens zum Teil in dem ersten räumlichen Bereich befindet und die Produkte in dem zweiten, bei dem man zur Trennung mindestens einen flächigen
Luftstrahl aus gereinigter Luft verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß man mit gereinigter Luft in mindestens dem zweiten räumlichen Bereich mindestens eine turbulenzarme Verdrängungsströmung nahe dem mindestens einen Luftstrahl erzeugt, wobei die mindestens eine Verdrängungsströmung in überwiegend die gleiche Richtung gelenkt wird, wie der mindestens eine Luftstrahl.
Eine „turbulenzarme Verdrängungsströmung" im Sinne der Erfindung ist eine Strömung, bei der ein gleichgerichteter Luftstrom über den gesamten Querschnitt eines abgegrenzten Bereichs mit möglichst gleichförmiger Geschwindigkeit und nahezu parallelen Stromlinien fließt (im engl. „laminar flow"). Diese Definition entstammt den Richtlinien des Vereins deutscher Ingenieure (VDI) Nr. 2083 vom Dezember 1976, die hiermit durch Bezugnahme als Bestandteil der Beschreibung gelten.
Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, aufweisend ein oder mehrere erste Mittel zur Erzeugung eines oder mehrerer flächiger Luftstrahlen, mit der im bestimmungsgemäßen Gebrauch durch den oder jeden flächigen Luftstrahl mindestens ein Raum in mindestens einen ersten und zweiten räumlichen Bereich getrennt wird, wobei in dem zweiten räumlichen Bereich Produkte anordnenbar sind, wobei die Vorrichtung im zweiten räumlichen Bereich zweite Mittel zur Erzeugung einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung aufweist.
Gegenstand der Erfindung sind weiter die Vorrichtungen entsprechend den Ansprüchen 19, 22 und 23. Besondere Ausführungsformen oder Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen offenbart. Es können auch einzelne oder mehrere der in den Unteransprüchen offenbarten Merkmale in Kombination mit den Merkmalen der Hauptansprüche erfinderische Lösungen der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe darsteilen, und es sind auch die Merkmale beliebig kombinierbar.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungsströmung mindestens teilweise in einem Abstand von höchstens 0 bis 50 cm zu dem mindestens einen Luftstrahl geführt wird. Mit Vorteil wird eine Verdrängungsströmung mit einer Luftgeschwindigkeit von 0,1 bis 1 ,5 m/s, bevorzugt 0,2 bis 0,6 m/s, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45 m/s erzeugt, gleichermaßen mindestens ein Luftstrahl mit einer Luftaustrittsgeschwindigkeit von 2 bis 30 m/s, bevorzugt 3 bis 10 m/s, besonders bevorzugt 5 bis 8 m/s. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Luftstrahl oder eine Verdrängungsströmung mit einer Luftaustrittsleistung von mindestens 10 lj.N. (Liter in Norm) pro Sekunde pro Meter Breite des Luftstrahls quer zur Strömungsrichtung, bevorzugt 10 bis 300 lj.N., besonders bevorzugt 20 bis 100 Ij.M., ganz besonders bevorzugt 40 bis 80 li.N. erzeugt. Mindestens der zweite räumliche Bereich kann nicht von der Luftströmung durchflutete Zonen aufweisen. In einer weiteren besonderen Ausführungsform saugt man in mindestens einem der räumlichen Bereiche mindestens die gesamte Luftmenge des mindestens einen Luftstrahls und der mindestens einen Verdrängungsströmung ab. Es ist auch vorteilhaft, den oder jeden Luftstrahl in einem vorgegebenen oder wählbaren oder einstellbaren Winkel aus dem Bereich von -45° bis +45°, bevorzugt von -30° bis _
+30°, besonders bevorzugt -15° bis +15°, ganz besonders bevorzugt von -5° bis +5° gegen eine seitliche Front der Verdrängungsströmung bezogen auf die Strömungsrichtung auszurichten.
Entsprechend können auch bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens konstruiert sein.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine oder mehrere Absaugeinrichtungen aufweist, die so dimensioniert sind, daß sie insgesamt mindestens die gesamte Luftmenge der Luftstrahlen und der Verdrängungsströmungen absaugen können. Bevorzugt ist die oder jede Absaugeinrichtung gegenüber den ersten Mitteln zur
Erzeugung der Luftstrahlen oder der Verdrängungsströmung angeordnet.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Schutz von Personen und/oder Produkten vor luftgetragenen Partikeln, aufweisend eine teilweise offene Vorderseite einer Höhe von H [m] zum Eingriff in die Vorrichtung, zwei Seitenwände, eine Rückwand, ein oder mehrere Mittel zum Einblasen von gefilterter Luft, die an einer Seitenwand angeordnet sind, sowie eine oder mehrere Absaugvorrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen zu einem ersten Teil so gestaltet und angeordnet sind, daß vom vorderseitennahen Bereich einer Seitenwand aus ein flächiger Luftstrahl mit einer Luftaustrittsleistung von insgesamt mehr als 10 lj.N. pro Sekunde und Höhe H [m] zur Trennung des Innenraums der
Vorrichtung von dem Umgebungsbereich zur anderen Seitenwand geführt werden kann und zu einem zweiten Teil so, daß auf der von der Vorderseite abgewandten Seite des Luftstrahls eine gereinigte, turbulenzarme Verdrängungsströmung von einer Seitenwand zur anderen geführt werden kann und daß die Absaugvorrichtungen mindestens teilweise im vorderseitennahen Bereich der Vorrichtung angeordnet und so dimensioniert sind, daß sie in ihrer Gesamtheit mindestens die gesamte Luftmenge des Luftstrahls und der Verdrängungsströmung aufnehmen können.
Es ist vorteilhaft, wenn sich die seitliche Absaugung über die gesamte Höhe H [Einheit Meter] des Eingriffsquerschnitts der Vorrichtung erstreckt.
Es ist vorteilhaft, daß der Luftstrahl in einem vorgegebenen oder wählbaren oder einstellbaren Winkel aus dem Bereich von -45° bis +45°, bevorzugt von -30° bis +30°, besonders bevorzugt -15° bis +15°, ganz besonders bevorzugt von -5° bis +5° gegen die vordere Front der Verdrängungsströmung bezogen auf die Strömungsrichtung führbar ist.
Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Luftleistung des Stützstrahls durch Kombination mehrerer hintereinander geschalteter Ejektorleisten, bevorzugt durch 2 parallele Ejektorleisten erreicht wird. Als Ejektoren können alle dem Fachmann bekannten Ejektorsysteme, wie z.B. Spalt- oder Lochdüsen eingesetzt werden.
Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugung durch zwei parallele Lochreihen (Absaugleiste) in einer Seitenwand an der vorderen Begrenzung (Vorderseite) der Vorrichtung erfolgt.
Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrahl in einem bestimmten, vorgegebenen oder wählbaren oder einstellbaren
Winkel aus dem Bereich von -30° bis +30°, bevorzugt von -20° bis +20°, besonders bevorzugt von -10° bis +10°, ganz besonders bevorzugt von -5° bis +5° gegen die Verbindungsebene zwischen Ejektorleiste und Absaugungsleiste oder gegen die Horizontale geneigt ist.
Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
Luftstrahl oder eine turbulenzarme Verdrängungsströmung mit einer Luftgeschwindigkeit von 0,1 bis 1 ,5 m/s, bevorzugt 0,2 bis 0,6 m/s, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45 m/s erzeugt werden kann. Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektoren für eine Luftaustrittsgeschwindigkeit von 2 bis 30 m/s, bevorzugt 3 bis 10 m/s, besonders bevorzugt 5 bis 8 m/s geeignet sind.
Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektorenleisten so gestaltet sind, daß mit ihnen zusammen eine Luftaustrittsleistung von 10 bis 300 Liter pro Sekunde pro Meter Höhe des zum Eingriff vorgesehenen Teils der Vorderseite, bevorzugt 20 bis 100 Liter pro Sekunde pro Meter Höhe, besonders bevorzugt 40 bis 80 Liter pro Sekunde pro Meter Höhe erzeugbar ist.
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere auch mit einzelnen oder mehreren Merkmalen aus den übrigen Ausgestaltungen kombinierbar.
Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zum Schutz von Personen und/oder Produkten vor luftgetragenen Partikeln, aufweisend eine teilweise offene Vorderseite einer Breite von B [m] zum Eingriff in die Vorrichtung, eine Oberseite, einen Boden, eine Rückwand, ein oder mehrere Mittel zum Einblasen von gefilterter Luft, die an der Oberseite angeordnet sind, sowie eine oder mehrere
Absaugvorrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen zu einem ersten Teil (4, 5) so gestaltet und angeordnet sind, daß vom vorderseitennahen Bereich der Oberseite aus ein flächiger Luftstrahl (13) mit einer Luftaustrittsleistung von insgesamt mehr als 10 li N. pro Sekunde und Breite B [m] zur Trennung des Innenraums (2) der Vorrichtung von dem Umgebungsbereich (1 ) nach unten geführt werden kann und zu einem zweiten Teil (3) so, daß auf der von der Vorderseite abgewandten Seite des Luftstrahis (13) eine gereinigte, turbulenzarme Verdrängungsströmung (14) nach unten geführt werden kann und daß die Absaugvorrichtungen (6) mindestens teilweise im vorderseitennahen Bereich der Vorrichtung angeordnet und so dimensioniert sind, daß sie in ihrer Gesamtheit mindestens die gesamte Luftmenge des Luftstrahls (13) und der Verdrängungsströmung (14) aufnehmen können.
Es ist vorteilhaft, wenn sich die Absaugung am Boden über die gesamte Breite B [Einheit Meter] des Eingriffsquerschnitts der Vorrichtung erstreckt. Der Luftstrahl und die Verdrängungsströmung können ebenso entgegen der Schwerkraft von unten nach oben geführt werden. Eine entsprechende Vorrichtung gemäß Anspruch 23 ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.
Es ist vorteilhaft, wenn die turbulenzarme Verdrängungsströmung in einem Winkel, der -20° bis 20°, bevorzugt-10° bis +10°, besonders bevorzugt -5° bis 5° gegen die
Vertikale geneigt ist, geführt werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Luftleistung des Stützstrahls durch Kombination mehrerer hintereinander geschalteter Ejektorleisten, bevorzugt durch 2 parallele Ejektorleisten erreicht wird. Als Ejektoren können alle dem Fachmann bekannten Ejektorsysteme, wie z.B. Spalt- oder
Lochdüsen eingesetzt werden.
Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugung durch zwei parallele Lochreihen (Absaugleiste) im Bodenbereich an der vorderen Begrenzung (Vorderseite) der Vorrichtung erfolgt.
Es ist vorteilhaft, wenn der Luftstrahl in einem bestimmten, vorgegebenen Winkel aus dem Bereich von -30° bis +30°, bevorzugt von -20° bis +20°, besonders bevorzugt von -10° bis +10°, ganz besonders bevorzugt von -5° bis +5° gegen die Verbindungsebene zwischen Ejektorleiste und Absaugungsleiste oder gegen die Vertikale geneigt ist.
Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine turbulenzarme Verdrängungsströmung mit einer Luftgeschwindigkeit von 0,1 bis 1 ,5 m/s, bevorzugt 0,2 bis 0,6 m/s, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45 m/s erzeugt werden kann.
Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektoren für eine Luftaustrittsgeschwindigkeit von 2 bis 30 m/s, bevorzugt 3 bis 10 m/s, besonders bevorzugt 5 bis 8 m/s geeignet sind.
Eine weitere besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektorenleisten so gestaltet sind, daß mit ihnen zusammen eine Luftaustrittsleistung von mindestens 10 bis 300 Liter pro Sekunde pro Meter Breite des zum Eingriff vorgesehenen Teils der Vorderseite, bevorzugt 20 bis 100 Liter pro Sekunde pro Meter Breite, besonders bevorzugt 40 bis 80 Liter pro Sekunde pro Meter Breite erzeugbar ist, womit auch Bereiche aus anderen Kombinationen der genannten Grenzen offenbart sein sollen. __
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch mit einzelnen oder mehreren Merkmalen aus den Ausgestaltungen beliebig kombinierbar.
Die Erfindung beruht auf dem überraschenden Effekt, daß die Verdrängungsströmung den flächigen Luftstrahl stabilisiert, so daß die Schutzwirkung der Kombination aus beiden wesentlich besser ist als erwartet.
Insbesondere ist es überraschend, daß beispielsweise die vordere Begrenzungsscheibe einer Horizontalstrom-Laminar-Flow-Arbeitszone, die nur einen begrenzten Durchgriff in den Produktraum gestattet, durch einen breiten Stützstrahl mit hoher Luftleistung ersetzt werden kann, wenn die Absaugung weitgehend auf den vorderseitennahen Bereich der Vorrichtung beschränkt wird, und daß dann trotz entfernter Begrenzungsscheibe sowohl ein hoher Produktschutz als auch ein hoher Personenschutz gewährleistet ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind darin zu sehen, daß bei weitestgehender Bewegungsfreiheit des Bedienpersonals der Schutz von Personen und Produkt vor luftgetragenen Partikeln gewährleistet wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand mehrerer Beispiele und anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert. Eine Beschränkung der Erfindung in irgend einer Weise ist dadurch nicht beabsichtigt.
Es zeigt:
Fig. 1 : Eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand einer schematischen erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt; Fig. 2: schematische Darstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens entsprechend dem Beispiel 2; Fig. 3: schematische Darstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens entsprechend dem Gegenbeispiel 1 ; Fig, 4a; Schematische Darstellung einer ersten besonderen Ausführungsform des_
Verfahrens und der Vorrichtung in der Draufsicht; Fig. 4b: Querschnitt der Vorrichtung aus Fig. 4a entlang der Linie A-B; Fig. 4c: Querschnitt der Vorrichtung aus Fig. 4a entlang der Linie C-D; Fig. 5: Schematische Darstellung einer zweiten besonderen Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung im seitlichen Querschnitt.
Beispiel 1
Eine LaminAirΘ-Werkbank, Typ HL 2472, mit einem geschützten Produktbereich (entspricht zweitem räumlichen Bereich) 2 und umgebenden Personenbereich 1 (entspricht erstem räumlichen Bereich) ist an der Decke mit zweiten Mitteln zur Erzeugung einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung 14 namentlich mit zweischichtigen Laminarisatoren 3 ausgerüstet, die bis auf einen werkbankbreiten 8 mm tiefen Spalt an einer vorderen Scheibe 25 gegen die Werkbankwände gedichtet sind. Die schematisch angedeutete Scheibe 25 der Werkbank wird bis an die Unterkante der Laminarisatoren hochgefahren. In Höhe der Unterkante der Laminarisatoren sind von außen direkt an die hochgefahrene Werkbankscheibe erste Mittel 4, 5 zur Erzeugung eines flächigen Luftstrahls 13 angeordnet, nämlich eine werkbankbreite Ejektorleiste 4 und ein Spalt 5 mit Luftaustrittsspalt nach unten. Der Ejektor 4 ist mit einer Kombination aus Loch- und Spaltdüsen mit einem effektiven Querschnitt von 0,9 mm ausgerüstet. Der entstandene Spalt 5 zwischen Laminarisatoren 3 und hochgefahrener Scheibe dient als 8 mm starker Ejektor 5 mit
Luftaustrittsrichtung nach unten.
Der Boden der Werkbank ist bis auf die Absaugungsöffnungen 6 an der offenen Scheibe abgedichtet. Die Laminarisatoren 3 werden im Beispiel mit ca. 0,45 m/s Luftaustrittsgeschwindigkeit betrieben. Ejektor 4 wird im Beispiel mit einer Luftaustrittsgeschwindigkeit von 5 m/s betrieben. Ejektor 5 wird im Beispiel mit einer Luftaustrittsgeschwindigkeit von 7 m/s betrieben. Der flächige Luftstrahl 13, der von den beiden Ejektoren 4, 5 erzeugt wird, besitzt folglich eine Luftaustrittsleistung von 46 li N. pro Sekunde und Meter Breite des Luftstrahls 13. Die Luftverteiiung in der Werkbank wird in der Fig. 1 schematisch im
Querschnitt gezeigt. Die Pfeile 14 unterhalb der Laminarisatoren 3 kennzeichnen die turbulenzarme Verdrängungsströmung mit gleichförmiger Geschwindigkeit und parallelen Stromlinien.
Im folgenden werden durch Messungen Schutzfaktoren bestimmt. Der Schutzfaktor wird als Quotient des Staubgehaltes zwischen "Roh-" und "Reinseite" bei Aufgabe einer Staubquelle auf der Rohseite definiert. Die Vorrichtung schützt also umso besser, je höher der Schutzfaktor. Für den Personenschutz wird als Reinseite die Werkbankmitte 5 cm vor der Werkbanköffnung (Personenbereich 1 ) betrachtet, als Rohseite das Werkbankinnere hinter der Absaugung (Produktbereich 2). Für die Betrachtung des Produktschutzes sind Roh- und Reinseite entsprechend vertauscht.
Der Schutzfaktor für den Personenschutz beträgt im Ruhezustand der Werkbank, d.h. ohne Eingriffe durch den Bediener 400.000. Mit simulierten Arbeitsbewegungen, d.h. beim Hinein- und Herausgreifen, sowie sonstigen Bewegungen beider Arme in der Kabine wird ein Wert von 750 für den Personenschutz erreicht.
Der Schutzfaktor für den Produktschutz beträgt im Ruhezustand der Werkbank, d.h. ohne Eingriffe durch den Bediener 160 Millionen. Mit simulierten Arbeitsbewegungen, d.h. beim Hinein- und Herausgreifen, sowie sonstigen Bewegungen beider Arme in der Kabine wird ein Wert von 6.000 für den Produktschutz erreicht.
Beispiel 2
Eine Werkbank wird wie in Beispiel 1 umgebaut und betrieben. Im Gegensatz zu Beispiel 1 wird der Spalt zwischen Laminarisatoren 3 und hochgefahrener Scheibe jedoch abgedichtet, so daß aus Ejektor 5 keine Luft austritt. Ejektor 4 wird wie in Beispiel 1 mit einer Luftaustrittsgeschwindigkeit von 5 m/s betrieben. Der flächige Luftstrahl besitzt folglich eine Luftaustrittsleistung von 6,3 r,.N. pro Sekunde und Meter Breite des Luftstrahls. Die Luftverteiiung in der Werkbank wird in der unten abgebildeten Fig. 2 schematisch im Querschnitt gezeigt.
Der Schutzfaktor für den Personenschutz beträgt nun im Ruhezustand der Werkbank, d.h. ohne Eingriffe durch den Bediener 300. Mit simulierten
Arbeitsbewegungen, d.h. beim Hinein- und Herausgreifen, sowie sonstigen Bewegungen beider Arme in der Kabine wird ein Wert von 30 für den Personenschutz erreicht.
Der Schutzfaktor für den Produktschutz beträgt nun im Ruhezustand der Werkbank, d.h. ohne Eingriffe durch den Bediener 50 Millionen. Mit simulierten
Arbeitsbewegungen, d.h. beim Hinein- und Herausgreifen, sowie sonstigen Bewegungen beider Arme in der Kabine wird ein Wert von 40 für den Produktschutz erreicht.
Gegenbeispiel 1
Eine Werkbank wird wie in Beispiel 1 umgebaut und betrieben. Im Gegensatz zu
Beispiel 1 wird der Spalt zwischen Laminarisatoren 3 und hochgefahrener Scheibe jedoch abgedichtet, so daß aus Ejektor 5 keine Luft austritt. Außerdem wird Ejektor 4 nicht betrieben, so daß auch aus ihm keine Luft austritt. Die Luftverteilung in der Werkbank wird in der Fig. 3 schematisch im Querschnitt gezeigt.
Der Schutzfaktor für den Personenschutz beträgt nun im Ruhezustand der
Werkbank, d.h. ohne Eingriffe durch den Bediener 20. Mit simulierten Arbeitsbewegungen, d.h. beim Hinein- und Herausgreifen, sowie sonstigen Bewegungen beider Arme in der Kabine wird ein Wert von 10 für den Personenschutz erreicht.
Der Schutzfaktor für den Produktschutz beträgt nun im Ruhezustand der Werkbank, d.h. ohne Eingriffe durch den Bediener 6000. Mit simulierten Arbeitsbewegungen, d.h. beim Hinein- und Herausgreifen, sowie sonstigen Bewegungen beider Arme in der Kabine wird ein Wert von 30 für den Produktschutz erreicht. Beispiel 3
Eine Vorrichtung zum kombinierten Produkt- und Personenschutz ist aufgebaut aus einem Luft-Aufgabeelement 19 und einem Luft-Absaugelement 20, wie in Fig. 4a und 4b schematisch gezeigt. Beide Elemente stehen in einem (nicht gezeigtem) Raum mit separat ausgeführtem Rein-Zuluftsystem und Abluftsystem mit integrierter
Luftreinigung (nicht gezeigt). Der offene und zugleich geschützte Produktbereich 2, in dem staubendes Produkt offen gehandhabt werden kann, befindet sich bei dieser Vorrichtung zwischen dem Luft-Aufgabeelement 19 und dem Luft-Absaugelement 20, wie in Fig. 4c gezeigt. Der geschützte Personenbereich 1 befindet sich in dem ganzen räumlichen Bereich, der den geschützten Produktbereich 2 umgibt.
Das Luft-Aufgabeelement 19 besteht im wesentlichen aus einem Zuluftrohr 7, in das gereinigte Luft aus dem Zuluftsystem geführt wird, einem Verteiler 8, einem nach schräg unten abgewinkelten Luftaufgabesegment 22 und einem Standsegment 9. Das Luftaufgabesegment 22 gibt die über den Verteiler zugeführte Zuluft zum einen über einen rechteckigen Laminarisator 10 und zum anderen über vier Ejektorleisten
11 , die den Laminarisator 10 umrahmen, in Richtung auf das Absaugelement 20 ab. Die Luftgeschwindigkeit der mit dem Laminarisator 10 aufgegebenen Luft beträgt im Beispiel 0,45 m/s. Die Luftaustrittsgeschwindigkeit aus den Ejektorleisten beträgt im Beispiel 5 m/s. Die daraus resultierende Luftverteilung am Luftaufgabeelement 19 ist ebenfalls in Fig. 4a und 4c schematisch gezeigt.
Das Luft-Absaugelement 20 weist zwei Absaugleisten 12 auf, über die das 1 ,4-fache der mit dem Luftaufgabeelement zugeführten Luftmenge abgesaugt und dem Abluftsystem zugeführt werden kann.
Beispiel 4
Eine mobile Vorrichtung zum kombinierten Schutz von Personen und Produkten 26 ist in Fig. 5 schematisch im Querschnitt gezeigt. Die Vorrichtung verfügt über einen sowohl seitlich und als auch im oberen vorderen Bereich offenen geschützten Produktbereich 2. Der geschützte Personenbereich 1 wird von der Umgebung der Vorrichtung gebildet. Seitliche Öffnungen können zur Versorgung des Produktbereichs mit Produktgebinden genutzt werden, wohingegen die vordere Öffnung der gezeigten Person einen freien Durchgriff zur geschützten Handhabung von Produkt 26 erlaubt.
Im vorderen Deckenbereich der Vorrichtung befinden sich zwei parallele Ejektorleisten, über die ein flächiger Luftstrahi 13 in einem Winkel gegen die vertikale Vorderfront der Vorrichtung von etwa 10° nach unten aufgegeben werden kann. Dahinter befinden sich im Deckenbereich Laminarisatoren, die eine turbulenzarme Verdrängungsströmung 14 nach unten ausbilden können. Die aufgegebene Luft wird zum einen im vorderen Bereich der Vorrichtung über einen nach oben mit Absaugöffnungen versehenen Abluftkanal 18 und zum anderen im unteren rückwärtigen Bereich des Produktraums am Boden der Vorrichtung erfaßt und über ein Gebläse 15 einem Filter 16 zugeführt. Die aus dem Filter strömende gereinigte Luft dient zu einem Teil 21 als Zuluft für den Laminarisator und die Ejektorleisten und wird zum anderen Teil als Abluft 17 abgegeben.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Trennung von mindestens zwei räumlichen Bereichen (1 , 2) und zur Verminderung der Übertragung von luftgetragenen Partikeln zwischen den räumlichen Bereichen (1 , 2) zum Schutz von Personen und/oder Produkten (26) vor den luftgetragenen Partikeln, wobei sich die Person mindestens zum Teil in dem ersten räumlichen Bereich (1 ) befindet und die Produkte in dem zweiten (2), bei dem man zur Trennung mindestens einen flächigen Luftstrahl (13) aus gereinigter Luft verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß man mit gereinigter Luft in mindestens dem zweiten räumlichen Bereich (2) mindestens eine turbulenzarme Verdrängungsströmung (14) nahe dem mindestens einen Luftstrahl (13) erzeugt, wobei die mindestens eine Verdrängungsströmung (14) in überwiegend die gleiche Richtung gelenkt wird, wie der mindestens eine Luftstrahl (13).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die Verdrängungsströmung (14) mindestens teilweise in einem Abstand von höchstens 0 bis 50 cm zu dem mindestens einen Luftstrahl (13) geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei man mindestens eine Verdrängungsströmung (14) mit einer Luftgeschwindigkeit von 0,1 bis 1 ,5 m/s, bevorzugt 0,2 bis 0,6 m/s, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45 m/s erzeugt.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei man mindestens einen Luftstrahl (13) mit einer Luftaustrittsgeschwindigkeit von 2 bis 30 m/s, bevorzugt 3 bis 10 m/s, besonders bevorzugt 5 bis 8 m/s erzeugt.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei man einen Luftstrahl (13) oder eine Verdrängungsströmung (14) mit einer Luftaustrittsleistung von mindestens 10 lj.N. pro Sekunde pro Meter Breite des
Luftstrahls (13) quer zur Strömungsrichtung, bevorzugt 10 bis 300 li.N., besonders bevorzugt 20 bis 100 lj.N., ganz besonders bevorzugt 40 bis 80 IJ.N. erzeugt.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens der zweite räumliche Bereich (2) nicht durchflutete Zonen aufweist.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei man in mindestens einem der räumlichen Bereiche (1 , 2) mindestens die gesamte Luftmenge des mindestens einen Luftstrahls (13) und der mindestens einen
Verdrängungsströmung (14) absaugt.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei man den den oder jeden Luftstrahl (13) in einem vorgegebenen oder wählbaren oder einstellbaren Winkel aus dem Bereich von -45° bis +45°, bevorzugt von -30° bis +30°, besonders bevorzugt -15° bis +15°, ganz besonders bevorzugt von
-5° bis +5° gegen eine seitliche Front der Verdrängungsströmung (14) bezogen auf die Strömungsrichtung ausrichtet.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend ein oder mehrere erste Mittel (4, 5) zur Erzeugung eines oder mehrerer flächiger Luftstrahlen (13), mit der im bestimmungsgemäßen Gebrauch durch den oder jeden flächigen Luftstrahl (13) mindestens ein Raum in mindestens einen ersten (1 ) und zweiten (2) räumlichen Bereich getrennt wird, wobei in dem zweiten räumlichen Bereich (2) Produkte (26) anordnenbar sind, wobei die Vorrichtung im zweiten räumlichen Bereich (2) zweite Mittel (3) zur Erzeugung einer turbulenzarmen
Verdrängungsströmung (14) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung eine oder mehrere Absaugeinrichtungen (6, 15) aufweist, die so dimensioniert sind, daß sie insgesamt mindestens die gesamte Luftmenge der Luftstrahlen (13) und der Verdrängungsströmungen (14) absaugen können.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die oder jede Absaugeinrichtung (6, 15) gegenüber den ersten Mittein (4, 5) zur Erzeugung der Luftstrahlen (13) oder der Verdrängungsströmung (14) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die zweiten Mittel (3) so angeordnet und ausgestaltet sind, daß die Verdrängungsströmung (14) mindestens teilweise in einem Abstand von höchstens 0 bis 50 cm zu dem mindestens einen Luftstrahl (13) führbar ist.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die zweiten Mittel (3) so ausgestaltet sind, daß eine Verdrängungsströmung (14) mit einer Luftgeschwindigkeit von 0,1 bis 1 ,5 m/s, bevorzugt 0,2 bis 0,6 m/s, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45 m/s erzeugt werden kann.
14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die ersten Mittel (4, 5) so ausgestaltet sind, daß ein Luftstrahl (13) mit einer
Luftaustrittsgeschwindigkeit von 2 bis 30 m/s, bevorzugt 3 bis 10 m/s, besonders bevorzugt 5 bis 8 m/s erzeugt werden kann.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Mittel (4, 5) zur Erzeugung der Luftstrahlen (13) so dimensioniert sind, daß flächige Luftstrahlen mit einer Luftaustrittsleistung von mindestens 10 lj.N. pro Sekunde und Breite B [m] des flächigen Luftstrahls erzeugbar sind, bevorzugt 10 bis 300 Ij. ., besonders bevorzugt 20 bis 100 IJ.N., ganz besonders bevorzugt 40
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Mittel (4, 5) zur Erzeugung des oder jeden Luftstrahls (13) so angeordnet und ausgerichtet sind, daß der oder jeder Luftstrahl (13) in einem vorgegebenen oder wählbaren oder einstellbaren Winkel aus dem Bereich von -45° bis +45°, bevorzugt von -30° bis +30°, besonders bevorzugt -15° bis +15°, ganz besonders bevorzugt von -5° bis +5° gegen eine seitliche Front der Verdrängungsströmung (14) bezogen auf die Strömungsrichtung ausrichtbar ist.
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei die Mittel (4, 5) zur Erzeugung des oder jeden Luftstrahls (13) als Ejektorleisten ausgeführt sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei mindestens zwei Ejektorleisten parallel angeordnet sind.
19. Vorrichtung zum Schutz von Personen und/oder Produkten vor luftgetragenen Partikeln, aufweisend eine teilweise offene Vorderseite einer Höhe von H [m] zum Eingriff in die Vorrichtung, zwei Seitenwände, eine Rückwand, ein oder mehrere Mittel zum Einblasen von gefilterter Luft, die an einer Seitenwand angeordnet sind, sowie eine oder mehrere Absaugvorrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen zu einem ersten Teil so gestaltet und angeordnet sind, daß vom vorderseitennahen Bereich einer Seitenwand aus ein flächiger Luftstrahl mit einer Luftaustrittsleistung von insgesamt mehr als 10 lj.N. pro Sekunde und Höhe H [m] zur Trennung des Innenraums der Vorrichtung von dem Umgebungsbereich zur anderen Seitenwand geführt werden kann und zu einem zweiten Teil so, daß auf der von der Vorderseite abgewandten Seite des Luftstrahls eine gereinigte, turbulenzarme Verdrängungsströmung von einer Seitenwand zur anderen geführt werden kann und daß die Absaugvorrichtungen mindestens teilweise im vorderseitennahen Bereich der Vorrichtung angeordnet und so dimensioniert sind, daß sie in ihrer Gesamtheit mindestens die gesamte Luftmenge des Luftstrahls und der Verdrängungsströmung aufnehmen können.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrahl in einem vorgegebenen oder wählbaren oder einstellbaren Winkel aus dem Bereich von -45° bis +45°, bevorzugt von -30° bis +30°, besonders bevorzugt -15° bis +15°, ganz besonders bevorzugt von -5° bis +5° gegen die vordere Front der Verdrängungsströmung bezogen auf die Strömungsrichtung führbar ist.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsleistung 10 bis 300 I,-.N. pro Sekunde pro Meter Höhe des zum Eingriff vorgesehenen Teils der Vorderseite, bevorzugt 20 bis 100 IJ.N. pro Sekunde pro Meter Höhe, besonders bevorzugt 40 bis 80 IJ.N. pro Sekunde pro Meter Höhe beträgt.
22. Vorrichtung zum Schutz von Personen und/oder Produkten vor luftgetragenen Partikeln, aufweisend eine teilweise offene Vorderseite einer Breite von B [m] zum Eingriff in die Vorrichtung, eine Oberseite, einen Boden, eine Rückwand, ein oder mehrere Mittel zum Einblasen von gefilterter Luft, die an der Oberseite angeordnet sind, sowie eine oder mehrere Absaugvorrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen zu einem ersten Teil (4, 5) so gestaltet und angeordnet sind, daß vom vorderseitennahen Bereich der Oberseite aus ein flächiger Luftstrahl (13) mit einer Luftaustrittsleistung von insgesamt mehr als 10 lj.N. pro Sekunde und Breite B [m] zur Trennung des Innenraums (2) der Vorrichtung von dem Umgebungsbereich (1 ) nach unten geführt werden kann und zu einem zweiten Teil (3) so, daß auf der von der Vorderseite abgewandten Seite des Luftstrahls (13) eine gereinigte, turbulenzarme Verdrängungsströmung (14) nach unten geführt werden kann und daß die Absaugvorrichtungen (6) mindestens teilweise im vorderseitennahen Bereich der Vorrichtung angeordnet und so dimensioniert sind, daß sie in ihrer Gesamtheit mindestens die gesamte Luftmenge des Luftstrahls (13) und der Verdrängungsströmung (14) aufnehmen können.
23. Vorrichtung zum Schutz von Personen und/oder Produkten vor luftgetragenen
Partikeln, aufweisend eine teilweise offene Vorderseite einer Breite von B [m] zum Eingriff in die Vorrichtung, eine Unterseite, eine Oberseite, eine Rückwand, ein oder mehrere Mittel zum Einblasen von gefilterter Luft, die an der Unterseite angeordnet sind, sowie eine oder mehrere Absaugvorrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen zu einem ersten Teil so gestaltet und angeordnet sind, daß vom vorderseitennahen Bereich der Unterseite aus ein flächiger Luftstrahl mit einer Luftaustrittsleistung von insgesamt mehr als 10 li N. pro Sekunde und Breite B [m] zur Trennung des Innenraums der Vorrichtung von dem Umgebungsbereich nach oben geführt werden kann und zu einem zweiten
Teil so, daß auf der von der Vorderseite abgewandten Seite des Luftstrahls eine gereinigte, turbulenzarme Verdrängungsströmung nach oben geführt werden kann und daß die Absaugvorrichtungen mindestens teilweise im vorderseitennahen Bereich der Vorrichtung angeordnet und so dimensioniert sind, daß sie in ihrer Gesamtheit mindestens die gesamte Luftmenge des Luftstrahls und der Verdrängungsströmung aufnehmen können. __
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrahl in einem vorgegebenen oder wählbaren oder einstellbaren Winkel aus dem Bereich von -45° bis +45°, bevorzugt von -30° bis +30°, besonders bevorzugt -15° bis +15°, ganz besonders bevorzugt von -5° bis +5° gegen die vordere Front der Verdrängungsströmung bezogen auf die
Strömungsrichtung führbar ist.
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsleistung 10 bis 300 Liter pro Sekunde pro Meter Breite des zum Eingriff vorgesehenen Teils der Vorderseite, bevorzugt 20 bis 100 Liter pro Sekunde pro Meter Breite, besonders bevorzugt 40 bis 80
Liter pro Sekunde pro Meter Breite beträgt.
26. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei die Vorrichtung an der Vorderseite eine verschiebbare Scheibe (25) aufweist.
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