Verfahren, Anordnung und Vorrichtung zur Reinigung strömender GaseMethod, arrangement and device for cleaning flowing gases
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, einer Anordnung sowie einer Vorrichtung zur Reinigung strömender Gase nach der Gattung des Hauptanspruches.The invention relates to a method, an arrangement and a device for cleaning flowing gases according to the preamble of the main claim.
Die Reinigung von Gasen spielt neben der Verfahrens- sowie Umwelttechnik auch in der Haustechnik eine wesentliche Rolle, um belüfteten bzw. klimatisierten Räumen atembare saubere, d. h. nicht nur sauerstoffreiche, sondern auch von Schadstoffen befreite Luft, zuzuführen. Dabei ist in den Fällen, in denen lediglich frische Luft aus der Außenatmosphäre angesaugt und in die Räume über Kanäle eingebracht wird, außer der Installation von Filtern keine besondere Reinigungstechnik erforderlich. Die Filter halten Staub und Schadstoffpartikel, die in der Außenluft enthalten sein können, zurück. Aufwändiger sind dagegen schon Reinigungsanlagen, die aus der abgesaugten Luft Frischluft erzeugen und diese den Räumen
wieder zuführen. Hier erfolgt die Reinigung und Sauerstoffanreicherung in zentralen Reinigungs- undIn addition to process and environmental technology, the cleaning of gases also plays an important role in domestic technology in order to supply ventilated or air-conditioned rooms with breathable, clean, ie not only oxygen-rich, but also pollutant-free air. In those cases where only fresh air is drawn in from the outside atmosphere and brought into the rooms via ducts, no special cleaning technology is required except for the installation of filters. The filters retain dust and pollutant particles that may be found in the outside air. On the other hand, cleaning systems that generate fresh air from the extracted air and the rooms are more complex feed again. Here the cleaning and oxygenation takes place in central cleaning and
Aufbereitungsanlagen. Beim Reinigungsprozess werden die an sich aus der Industrie bekannten Verfahren wie Luftwäsche, Filtrieren und Abscheiden angewendet. Die gereinigte Luft gelangt aus der Reinigungsanlage über Kanäle wieder in die Räume. Diese Anlagen sind entweder ständig in Betrieb oder verfügen über Detektoren, die die abgesaugte Luft auf Schadstoffe untersuchen und bei Erreichen eines Grenzwertes die Anlage in Betrieb setzen. Die Installation zentraler Reinigungs- und Aufbereitungsanlagen bietet verschiedene Vorteile. In den meist hintereinander geschalteten Verfahrensstufen können Reinigungsprozesse für Schadstoffe unterschiedlicher Natur in einer Anlage durchgeführt werden. Da derartige Anlagen verhältnismäßig groß sind, werden sie in separaten Räumen untergebracht, in denen sie den laufenden Betrieb in den Geschäftsräumen bzw. Räumen mit Publikumsverkehr nicht beeinträchtigen. Die Verbindung der Anlage zu diesen Räumen erfolgt über Kanäle, die meist im Decken- oder Wandbereich ohne wesentliche Beeinträchtigung der Raumgestaltung verlegt sind. In Einrichtungen, die einer absoluten Kontrolle unterliegen, beispielsweise Räumen ohne direkte natürlicheTreatment plants. The processes known per se from industry, such as air washing, filtration and separation, are used in the cleaning process. The cleaned air from the cleaning system returns to the rooms via ducts. These systems are either always in operation or have detectors that examine the extracted air for pollutants and put the system into operation when a limit value is reached. The installation of central cleaning and processing plants offers various advantages. In the process stages, which are usually connected in series, cleaning processes for pollutants of different types can be carried out in one system. Since such systems are relatively large, they are housed in separate rooms in which they do not affect the day-to-day operation in the business premises or rooms with public traffic. The system is connected to these rooms via ducts, which are usually installed in the ceiling or wall area without significantly affecting the room design. In facilities that are subject to absolute control, for example rooms without a direct natural one
Belüftungsmöglichkeiten, wie Konzert- und Theatersäle, unterirdische Räume, Sicherheitseinrichtungen u. a., sind derartige Anlagen von lebenswichtiger Bedeutung. Bei Ausfall der zentralen Reinigungs- und Aufbereitungsanlagen ist quasi der gesamte Betrieb derartiger Einrichtungen lahm gelegt. Hinzu kommt eine inzwischen nicht unerhebliche Gefahr der vorsätzlichen Kontamination von zur Belüftung vorgesehenen Luft mit giftigen Stoffen mit dem Ziel der Schädigung bzw. Tötung der sich in diesen Räumen aufhaltenden Personen. In solchen außergewöhnlichen Fällen sind zentrale
Reinigungs- und Aufbereitungsanlagen wirkungslos, da Ort und Art der Kontamination immer unbestimmt sind. Auch installierte Schadstoff de tektoren können lediglich alarmieren, nicht jedoch die Luft dekontaminieren. Reinigungs- und Aufbereitungsanlagen an unterschiedlichen Stellen, insbesondere in der Nähe der zu belüftenden Räume zu installieren ist zwar technisch möglich, jedoch sehr aufwändig und damit unwirtschaftlich und würde den Betrieb in den Räumen erheblich beeinträchtigen. Außerdem sind diese Anlagen aufgrund ihrer hohen technischen Ausstattung selbst sehr gefährdet und können daher leicht funktionsunfähig gemacht werden.Ventilation options, such as concert and theater halls, underground rooms, security facilities, etc., are of such vital importance. If the central cleaning and processing systems fail, the entire operation of such facilities is virtually shut down. In addition, there is now a not inconsiderable risk of deliberate contamination of air intended for ventilation with toxic substances with the aim of damaging or killing the people staying in these rooms. In such exceptional cases are central Cleaning and processing plants are ineffective, since the location and type of contamination are always undetermined. Even installed pollutant detectors can only alarm, but not decontaminate the air. It is technically possible to install cleaning and processing systems at different locations, especially in the vicinity of the rooms to be ventilated, but it is very complex and therefore uneconomical and would significantly impair the operation in the rooms. In addition, due to their high level of technical equipment, these systems are themselves very endangered and can therefore easily be rendered inoperable.
Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Anspruches hat demgegenüber den Vorteil, dass es keine aufwändige Anlagentechnik erfordert und auch ohne großen Installationsaufwand an jedem beliebigen Ort eines von dem Gas durchströmten Kanals durchgeführt werden kann. Die Reinigung des Gases erfolgt dezentral unabhängig von aufwändigen Reinigungsund Aufbereitungsanlagen und kann deshalb auch noch unmittelbar vor Eintritt der Luft in den Raum durchgeführt werden. Die ebenen Sprühfelder wirken wie Barrieren für das Gas. Die fein versprühten Flüssigkeitströpfchen binden, lösen oder adsorbieren die in dem Gas enthaltenen Schadstoffe. Durch die Wahl der Tröpfchengröße kann die erforderliche Kontaktzeit der zerstäubten Flüssigkeit mit dem Schadstoff und die nachfolgende Abscheidung der nunmehr kontaminierten Flüssigkeit aus dem Gas variiert werden. Am wirkungsvollsten sind die Sprühfelder, wenn sie über ihre gesamte Fläche eine nahezu gleiche Tröpfchendichte aufweisen und die Größe
der Flüssigkeitströpfchen an allen Stellen des Sprühfeldes etwa gleich ist. Am billigsten ist es, als Sprühflüssigkeit Wasser zu verwenden. Für besondere Schadstoff, insbesondere bei der Kontamination mit Giftstoffen, ist es erforderlich, dem Wasser Zusatzstoffe zuzumischen. Dadurch können Schadstoffe selektiv, aber auch ganze Schadstoffgruppen wirksam entfernt werden. Im einfachsten Fall ist ein Rohrsystem erforderlich, bei dem in bestimmten Abständen Austrittsöffnungen für die Sprühflüssigkeit vorgesehen sind.The method according to the invention with the characterizing features of the first claim has the advantage over the prior art that it does not require any complex system technology and can also be carried out at any location of a channel through which the gas flows, without great installation effort. The gas is decentrally cleaned independently of complex cleaning and treatment systems and can therefore be carried out immediately before the air enters the room. The flat spray fields act as barriers to the gas. The finely sprayed liquid droplets bind, dissolve or adsorb the pollutants contained in the gas. The required contact time of the atomized liquid with the pollutant and the subsequent separation of the now contaminated liquid from the gas can be varied by the choice of the droplet size. The spray fields are most effective if they have almost the same droplet density over their entire area and the size the liquid droplets are approximately the same at all points in the spray field. It is cheapest to use water as the spray liquid. For special pollutants, especially when contaminated with toxins, it is necessary to add additives to the water. This means that pollutants can be removed selectively, but also entire groups of pollutants can be removed effectively. In the simplest case, a pipe system is required in which outlet openings for the spray liquid are provided at certain intervals.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind entlang der Kanäle Schadstoffdetektoren sowohl für Feststoffteilchen, beispielsweise Rauch, als auch für Schadgase angeordnet. Bei Erreichen einer bestimmten Konzentration der Schadstoffe bzw. Schadgase lösen diese ein Signal aus, durch das auch die Sprühanlage aktiviert wird, die die ebenen Sprühfelder erzeugt.According to an advantageous embodiment of the invention, pollutant detectors for solid particles, for example smoke, and also for harmful gases are arranged along the channels. When a certain concentration of the pollutants or pollutant gases is reached, they trigger a signal which also activates the spray system which generates the flat spray fields.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Reinigung strömender Gase gemäß Anspruch sechs sieht vor, die Austrittsvorrichtungen für die Sprühflüssigkeit direkt in den Luftzufuhr- und/ oder Abluftkanälen der Räume, in die sie führen, anzuordnen. Diese dezentrale Anordnung der Austrittsvorrichtungen hat den wesentlichen Vorteil, dass eine Reinigung des Gases quasi an jeder beliebigen Stelle der Kanäle möglich ist. Die Austrittsvorrichtungen sind ähnlich wie die Detektoren in bestimmten Abständen in den Kanälen hintereinander angeordnet. Dies ist ohne großen Aufwand möglich, da Austrittsvorrichtungen für die Sprühflüssigkeit im einfachsten Fall lediglich mit Öffnungen versehene Rohre sein können. Bei kleineren Kanälen kann bereits eine Düse zur Erzeugung eines den Querschnitt des Kanals ausfüllenden ebenen Sprühfeldes ausreichend sein, wobei in diesem Fall mindestens zwei hintereinander angeordnete
Sprühfelder zweckmäßig sind. Um bei größeren Kanalbreiten seinen gesamten Querschnitt mit Sprühflüssigkeit ausfüllen zu können, besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, mehrere Austrittsvorrichtungen quer zur Strömungsrichtung des Gases nebeneinander anzuordnen.The arrangement according to the invention for cleaning flowing gases according to claim six provides to arrange the outlet devices for the spray liquid directly in the air supply and / or exhaust air channels of the rooms into which they lead. This decentralized arrangement of the outlet devices has the essential advantage that the gas can be cleaned virtually at any point in the channels. Similar to the detectors, the outlet devices are arranged one behind the other at certain intervals in the channels. This is possible without great effort, since in the simplest case outlet devices for the spray liquid can only be pipes provided with openings. In the case of smaller channels, a nozzle may already be sufficient to produce a flat spray field which fills the cross section of the channel, in which case at least two arranged one behind the other Spray fields are appropriate. In order to be able to fill its entire cross section with spray liquid in the case of larger channel widths, a further advantageous embodiment of the invention consists in arranging a plurality of outlet devices next to one another transversely to the direction of flow of the gas.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung strömender Gase mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 bestehen die Austrittsvorrichtungen für die Sprühflüssigkeit aus quer zur Strömungsrichtung des Gases angeordneten, ein ebenes Sprühfeld erzeugenden Düsen. Diese Düsenanordnung hat den Vorteil, dass das gesamte wirksame Sprühfeld, egal ob in horizontaler oder vertikaler Ebene gelegen, die für eine effektive Schadstoffbindung notwendige Homogenität hinsichtlich Konzentration sowie gleichmäßiger Verteilung der Wassernebeltröpfchen aufweist. Das bedeutet, dass sich pro Flächeneinheit der Sprühfeldebene immer die gleiche Menge an Wassertröpfchen annähernd gleicher Größe befindet. Damit ist es nunmehr auch ausreichend, das Rohrleitungssystem nur in ausgewählten Bereichen der Kanäle bzw. Räume zu installieren, wodurch der Material- und Installationsaufwand wesentlich verringert wird. Durch den Einsatz von Düsen mit geringerem Durchsatz wird darüber hinaus auch Sprühflüssigkeit eingespart. Der Installationsaufwand vor Ort reduziert sich auch dadurch, dass die Anordnung der Düsen in Vernebelungsmodulen vorgefertigt werden kann, die dann vor Ort nur noch zu dem den Erfordernissen der Kanäle bzw. der Räume entsprechenden Rohrsystem aneinandergereiht werden müssen. Zur Verbindung der einzelnen Vernebelungsmodule sind an sich bekannte Verbindungssysteme verwendbar.
Die technische Umsetzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung d. h. die Dimensionierung sowie die Festlegung der radialen und axialen Auslenkung der Düsen erfolgt jeweils nach den Erfordernissen des Strömungskanals bzw. Raumes, in dem das ebene Sprühfeld erzeugt werden soll. Das Prinzip der Vorrichtung besteht darin, mehrere Düsen nebeneinander in einem Vernebelungsmodul anzuordnen, die jedoch aufgrund ihres unterschiedlichen Sprühwinkels sowie ihrer unterschiedlichen radialen und axiale Auslenkung nicht linienartig, sondern räumlich und somit von dem Vernebelungsmodul bis zu dem gewünschten Sprühfeld unterschiedlich weit sprühen. Die axiale Auslenkung bewirkt dabei eine leichte Versetzung der Sprühflächen, quasi eine auf Lücke angelegte Verzahnung der Sprühflächen.In the device for cleaning flowing gases according to the invention with the characterizing features of claim 8, the outlet devices for the spray liquid consist of nozzles arranged transversely to the direction of flow of the gas and producing a flat spray field. This nozzle arrangement has the advantage that the entire effective spray field, regardless of whether it is located in a horizontal or vertical plane, has the homogeneity with regard to concentration and uniform distribution of the water mist droplets necessary for effective binding of pollutants. This means that there is always the same amount of water droplets of approximately the same size per unit area of the spray field level. It is therefore now sufficient to install the piping system only in selected areas of the ducts or rooms, as a result of which the expenditure on materials and installation is significantly reduced. The use of nozzles with lower throughput also saves spray liquid. The installation effort on site is also reduced by the fact that the arrangement of the nozzles can be prefabricated in nebulization modules, which then only have to be strung together on site to form the pipe system corresponding to the requirements of the channels or the rooms. Connection systems known per se can be used to connect the individual nebulization modules. The technical implementation of the device according to the invention, ie the dimensioning and the determination of the radial and axial deflection of the nozzles, is carried out in accordance with the requirements of the flow channel or space in which the planar spray field is to be generated. The principle of the device is to arrange several nozzles next to one another in a nebulization module, which, however, due to their different spray angle and their different radial and axial deflection, do not spray in a line-like manner, but spatially and thus from the nebulization module to the desired spray field at different distances. The axial deflection causes a slight displacement of the spray surfaces, quasi a toothing of the spray surfaces applied to a gap.
In einer bestimmten Entfernung von ihren Austrittsöffnungen beginnen sich die einzelnen Sprühkegel untereinander zu berühren. Sprühwinkel, Durchsatz sowie radial und axiale Auslenkung werden so gewählt, dass diese Berührung in einer Ebene, der sog. Sprühfeldebene, liegt. In dieser Ebene herrschen die o. g. günstigen Bedingungen hinsichtlich der für eine effektive Schadstoffbindung notwendigen Homogenität der Sprühnebeltröpfchen. Die unterschiedliche Größe der Sprühwinkel nebeneinander angeordneter Düsen ist erforderlich, damit sich die Sprühkegel nicht schon vor Erreichen dieser Ebene gegenseitig behindern. Die aufgrund der unterschiedlichen radialen und axialen Auslenkung der Düsen von den Sprühnebeltröpfchen bis zu dieser Ebene zurückzulegenden unterschiedlich langen Wege werden durch entsprechend unterschiedliche Sprühwinkel ausgeglichen. Den kleinsten Sprühwinkel müssen jene Düsen aufweisen, die das Sprühfeld an den am weitesten von dem Rohr System entfernten Bereichen versorgen.
Bei der Erzeugung eines gleichmäßigen horizontalen Sprühfeldes sprühen alle Düsen mit gleicher Intensität, d. h. dass je besprühter Flächeneinheit in einer Zeiteinheit gleiche Mengen aufgesprüht werden und somit an allen Stellen des Sprühfeldes nahezu die gleiche Tröpfchengröße und Tröpfchendichte vorherrschen.The individual spray cones begin to touch one another at a certain distance from their outlet openings. The spray angle, throughput and radial and axial deflection are chosen so that this contact lies in one plane, the so-called spray field plane. At this level the above-mentioned favorable conditions prevail with regard to the homogeneity of the spray droplets necessary for an effective binding of pollutants. The different sizes of the spray angles of nozzles arranged next to one another is necessary so that the spray cones do not interfere with one another before this level is reached. The different lengths of travel due to the different radial and axial deflection of the nozzles from the spray droplets to this level are compensated for by correspondingly different spray angles. The smallest spray angle must be those nozzles that supply the spray field in the areas furthest away from the pipe system. When generating a uniform horizontal spray field, all the nozzles spray with the same intensity, ie the same quantities are sprayed on per unit area sprayed in a time unit and thus almost the same droplet size and droplet density prevail at all points of the spray field.
Für die Erzeugung vertikaler Sprühfelder muss als weitere Störgröße die Schwerkraft berücksichtigt werden. Neben der unterschiedlichen radialen und axialen Auslenkung der Düsen sowie ihrer abwechselnd großen und kleinen Austrittswinkel kommt hier noch der Durchsatz als zusätzliche Komponente hinzu. Die den oberen Bereich des vertikalen Sprühfeldes versorgenden Düsen müssen einen weitaus größeren Durchsatz besitzen als die Düsen, die die unteren Bereiche des Sprühfeldes versorgen. Letztere müssen lediglich das kleine Tropfenspektrum ergänzen, was durch Zusammenlagerung von aufeinandergetroffenen Tröpfchen auf dem Weg nach unten verlorengegangen ist.For the generation of vertical spray fields, gravity must be taken into account as a further disturbance variable. In addition to the different radial and axial deflection of the nozzles and their alternating large and small discharge angles, the throughput is also an additional component. The nozzles supplying the upper area of the vertical spray field must have a far greater throughput than the nozzles supplying the lower areas of the spray field. The latter only have to supplement the small drop spectrum, which has been lost due to the accumulation of droplets that have collided on the way down.
Müssen größere Flächen mit Sprühnebel versehen werden, beispielsweise bei der Dekontamination von Personen in Fluchtwegen, sind mehrere Vernebelungsmodule mit ein und derselben Düsenanordnung nebeneinander oder auch übereinander anzuordnen. Ihr Abstand ist dann so zu wählen, dass sich die äußeren Sprühkegel in der Sprühebene zumindest gegenseitig berühren. Dabei fügen sich die in der Sprühebene des einen Vernebelungsmoduls leicht versetzt zueinander entstehenden Sprühflächen nahtlos an die in gleicher Weise versetzt entstehenden Sprühflächen des angrenzenden Vernebelungsmoduls an.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Winkeldifferenz der radialen Auslenkung benachbarter Düsen 15° bis 45°. Dieser Bereich für die radiale Winkeldifferenz benachbarter Düsen hat sich als praktikabel erwiesen, wobei diese Winkeldifferenzen von Düse zu Düse auch unterschiedlich groß sein kann.If larger areas have to be provided with spray mist, for example when decontaminating people in escape routes, several nebulization modules with one and the same nozzle arrangement must be arranged next to one another or also one above the other. Their distance should then be selected so that the outer spray cones in the spray plane at least touch each other. In this case, the spray surfaces which are slightly offset from one another in the spray plane of the one atomization module seamlessly join to the spray surfaces of the adjacent atomization module which arise in the same way, offset. According to an advantageous embodiment of the invention, the angle difference of the radial deflection of adjacent nozzles is 15 ° to 45 °. This range for the radial angular difference between adjacent nozzles has proven to be practical, whereby these angular differences from nozzle to nozzle can also be of different sizes.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat sich die Winkeldifferenz der axialen Auslenkung benachbarter Düsen zwischen 5° und 20° als ausreichend geeignet erwiesen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the angle difference of the axial deflection of adjacent nozzles between 5 ° and 20 ° has proven to be sufficiently suitable.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Hohlkegeldüsen verwendet.According to a further advantageous embodiment of the invention, hollow cone nozzles are used.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem bzw. den Vernebelungsmodulen ein zylindrischer Filter angeordnet. Dieser verhindert den Eintritt von Schmutzpartikeln in die Düsen und dadurch deren Verstopfung. Die zylindrische Gestaltung des Filters verhindert außerdem ein Verstopfen des Vernebelungsmoduls bzw. des gesamten Rohrsystems, da es deren axiale Durchtrittsrichtung nicht behindert.According to a further advantageous embodiment of the invention, a cylindrical filter is arranged in the nebulization module or modules. This prevents dirt particles from entering the nozzles and thereby blocking them. The cylindrical design of the filter also prevents the nebulizing module or the entire pipe system from becoming blocked, since it does not hinder their axial direction of passage.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beispielbeschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be found in the following description of the example, the drawing and the claims.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Hierbei zeigen
Fig. 1 einen Vernebelungsmodul mit vier Düsen und Fig. 2 eine schematische Darstellung des durch das in Fig. 1 gezeigte Vernebelungsmodul erzeugten ebenen Sprühfeldes.An embodiment of the device according to the invention is shown in the drawings and described in more detail below. Show here 1 is a nebulization module with four nozzles; and FIG. 2 is a schematic illustration of the flat spray field generated by the nebulization module shown in FIG. 1.
Fig. 1 zeigt einen an der Decke eines Belüftungskanals installierten Wassernebelmodul 1 in horizontaler Einbaulage zur Erzeugung eines vertikalen Sprühfeldes. An seiner rechten Stirnfläche ist zur Orientierung ein räumliches Koordinatensystem x y z eingezeichnet, das die Lage des Wassernebelmoduls 1 zu dem nicht dargestellten Belüftungskanal kennzeichnen soll. Mit x wurde die Breitenausdehnung des Verkehrs tunnels, zu der bei waagerechter Anordnung des Wassernebelmoduls 1 dessen Längsachse demnach parallel verläuft, mit y seine Ausdehnung in der Höhe und mit z seine Längenausdehnung, also die Strömungsrichtung der Luft, gekennzeichnet. Das Wassernebelmodul 1 weist mit seinen Austrittsöffnungen im wesentlichen entgegengesetzt zur z-Richtung gerichtete Wassernebeldüsen 2 bis 5 auf, die mit den in der Tabelle 1 genannten radialen Sprühwinkeln γ und axialen Sprühwinkeln ß an dem Wassernebelmodul 1 angeordnet sind, wobei sich die Werte für die Sprühwinkel γ und ß auf eine waagerechte Anordnung des Wassernebelmoduls 1 beziehen. Dabei wird der radiale Sprühwinkel γ in der y-z- Ebene und der axiale Sprüh winkeln ß in der x-z-Eben jeweils von der positiven z-Achse aus gemessen.1 shows a water mist module 1 installed on the ceiling of a ventilation duct in a horizontal installation position for generating a vertical spray field. For orientation, a spatial coordinate system x y z is drawn on its right end face, which is intended to identify the position of the water mist module 1 in relation to the ventilation duct (not shown). With x the width of the traffic tunnel, to which the longitudinal axis of the water mist module 1 runs parallel, with y its extent in height and with z its length, i.e. the direction of flow of the air. The water mist module 1, with its outlet openings, has water mist nozzles 2 to 5 directed essentially opposite to the z direction, which are arranged on the water mist module 1 with the radial spray angles γ and axial spray angles ß mentioned in Table 1, the values for the spray angles γ and ß refer to a horizontal arrangement of the water mist module 1. The radial spray angle γ in the y-z plane and the axial spray angle ß in the x-z plane are each measured from the positive z-axis.
Tabelle 1 : Sprühwinkel γ und ß der Wassernebeldüsen
Zur Realisierung eines vertikalen ebenen Sprühbildes gehören neben der besonderen Ausrichtung der Wassernebeldüsen 2 bis 5 auch ein spezieller Sprühwinkel δ sowie ein angepasster Volumenstrom. Beide sind für das vorliegende Beispiel in der Tabelle 2 aufgeführt. In dieser Tabelle sind darüber hinaus auch die Charakteristika eines mit diesen Parametern erzeugten vertikalen ebenen Sprühbildes aufgelistet, wobei hier tatsächlich nur die Werte einer 1,5 m von dem Wassernebelmodul 1 entfernten gedachten Ebene der Wurfparabel des aus den Wassernebeldüsen 2 bis 5 austretenden Wassernebels angegeben sind.Table 1: Spray angles γ and ß of the water mist nozzles In addition to the special alignment of the water mist nozzles 2 to 5, the realization of a vertical, flat spray pattern also includes a special spray angle δ and an adapted volume flow. Both are listed in Table 2 for the present example. This table also lists the characteristics of a vertical planar spray pattern generated with these parameters, here actually only the values of an imaginary plane of the throwing parabola 1.5 m away from the water mist module 1 of the water mist emerging from the water mist nozzles 2 to 5 are given ,
Schematisch ist dieser Sachverhalt auch in Fig. 2 dargestellt. Die Wassernebeldüse 2 erzeugt einen Wassernebelkegel 6, die Wassernebeldüse 3 einen Wassernebelkegel 7, die Wassernebeldüse 4, einen Wassernebelkegel 8 und die Wassernebeldüse 5 einen Wassernebelkegel 9. Wird das Wassernebelmodul 1 unter Wasserdruck gesetzt, bilden die Querschnittsflächen der Wassernebelkegel 6 bis 9 in einer ca. 1,5 m von ihren Austrittsstellen aus den Wassernebeldüsen 2 bis 5 entfernt liegenden Ebene, gemessen in negativer z-Richtung, ein vertikales ebenes Sprühfeld 10, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist. Der Sprühdurchmesser aller Wassernebelkegel 6 bis 9 ist an dieser Stelle gleich groß und beträgt
ca. 0,87 m, was einer Sprühfläche von jeweils 0,59 m2 entspricht. Dies wird durch die unterschiedlichen in Tabelle 2 genannten Parameter der Wassernebeldüsen 2 bis 5 erreicht. Die Sprühweite, also die tatsächliche Länge des Sprühkegels von seiner Austrittsstelle bis zu dieser Ebene, ist aus Spalte 3 der Tabelle 2 ersichtlich. Damit keine Lücken im Sprühfeld entstehen, müssen geringfügige Überlappungen der Wassernebelkegel 6 bis 9 in Kauf genommen werden. Um im Sprühfeld 10 ein gleichbleibendes Tropfenspektrum und eine gleichbleibende Tröpfchendichte zu erzeugen, wird der Volumenstrom der Wassernebeldüsen 2 bis 5 mit fallendem Sprühwinkel δ geringer. In diesem Beispiel verringert sich der Volumenstrom jeweils um die Hälfte. Zur Erzeugung eines vertikalen ebenen Sprühfeldes bei Belüftungskanalhöhen von 2,75 m werden pro Wassernebelmodul 1 ca. 21 1/min Wasser benötigt, um eine Reichweite von 1,50 m bei einer Wirkungsbreite von 1,50 m zu erreichen.This situation is also shown schematically in FIG. 2. The water mist nozzle 2 generates a water mist cone 6, the water mist nozzle 3 a water mist cone 7, the water mist nozzle 4, a water mist cone 8 and the water mist nozzle 5 a water mist cone 9. If the water mist module 1 is placed under water pressure, the cross-sectional areas of the water mist cones 6 to 9 form an approx. 1.5 m from their exit points from the water mist nozzles 2 to 5 level, measured in the negative z direction, a vertical, flat spray field 10, as can be seen from FIG. 2. The spray diameter of all water mist cones 6 to 9 is the same at this point and is approx. 0.87 m, which corresponds to a spray area of 0.59 m 2 each. This is achieved by the different parameters of the water mist nozzles 2 to 5 mentioned in Table 2. The spray distance, i.e. the actual length of the spray cone from its exit point to this level, is shown in column 3 of table 2. So that there are no gaps in the spray field, slight overlaps of the water mist cones 6 to 9 have to be accepted. In order to generate a constant drop spectrum and a constant droplet density in the spray field 10, the volume flow of the water mist nozzles 2 to 5 becomes smaller with a falling spray angle δ. In this example, the volume flow is reduced by half. To create a vertical, level spray field with ventilation duct heights of 2.75 m, approx. 21 1 / min of water are required per water mist module 1 in order to achieve a range of 1.50 m with an effective width of 1.50 m.
Für die Erzeugung eines horizontalen Sprühfeldes wird das Wassermodul 1 um die x- Achse um 90° nach unten gedreht. Die radiale bzw. axiale Stellung der Wassernebeldüsen 2 bis 5 zueinander bleiben erhalten, wobei jedoch der radiale Sprühwinkel γ bei der o. g. Messvorschrift durch die Drehung einen um 90° größeren Wert annimmt. Die verwendeten Wassernebeldüsen 2 bis 5 besitzen die gleichen Sprühwinkel δ wie bei der Anordnung für das vertikale ebene Sprühfeld, lediglich der Volumenstrom ist für alle Wassernebeldüsen 2 bis 5 gleich groß und beträgt im vorliegenden Beispiel 5,25 1/min. Wird nun das so angeordnete Wassernebelmodul 1 unter Wasserdruck gesetzt, entsteht ein horizontales ebenes Sprühfeld, das gleichfalls gleichgroße Sprühflächen je Wassernebeldüse 2 bis 5 und ein gleichbleibendes Tropfenspektrum und eine gleichbleibende Tröpfchendichte aufweist.
Selbstverständlich können die Wassernebelmodule 1 auch in der senkrechten Führung von Sprühbögen eingesetzt werden. Allerdings müssen sie in diesem Bereich nicht unbedingt ebene Sprühfelder erzeugen. Ihre Funktion besteht hier im Wesentlichen in der Abdichtung des Bereiches zwischen dem vertikalen Wassernebelvorhang und den Seitenwänden des Belüftungskanals, damit hier keine Schadstoffe hindurch gelangen können.For the generation of a horizontal spray field, the water module 1 is rotated downward by 90 ° about the x axis. The radial or axial position of the water mist nozzles 2 to 5 with respect to one another is retained, but the radial spray angle γ assumes a value greater by 90 ° due to the rotation in the abovementioned measurement rule. The water mist nozzles 2 to 5 used have the same spray angle δ as in the arrangement for the vertical planar spray field, only the volume flow is the same for all water mist nozzles 2 to 5 and is 5.25 1 / min in the present example. If the water mist module 1 thus arranged is placed under water pressure, a horizontal, flat spray field is created which also has spray surfaces of the same size per water mist nozzle 2 to 5 and a constant droplet spectrum and a constant droplet density. Of course, the water mist modules 1 can also be used in the vertical guidance of spray arches. However, they do not necessarily have to generate even spray fields in this area. Their main function here is to seal the area between the vertical water mist curtain and the side walls of the ventilation duct so that no pollutants can get through here.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
All features shown in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
BezugszahlenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Wassernebelmodul1 water mist module
2 bis 5 Wassernebeldüsen 6 bis 9 Wassernebelkegel 10 Sprühfeld ß axialer Sprühwinkel (Auslenkung der Wassernebeldüse) γ radialer Sprühwinkel (Auslenkung der Wassernebeldüse) δ Sprühwinkel
2 to 5 water mist nozzles 6 to 9 water mist cones 10 spray field ß axial spray angle (deflection of the water mist nozzle) γ radial spray angle (deflection of the water mist nozzle) δ spray angle