WO2021224107A1

WO2021224107A1 - Druckentlastungseinrichtung

Info

Publication number: WO2021224107A1
Application number: PCT/EP2021/061298
Authority: WO
Inventors: Elena Kondrus; Holger Semrau
Original assignee: R. Stahl Schaltgeräte GmbH
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2021-04-29
Publication date: 2021-11-11
Also published as: DE102020112499A1; EP4147313A1; US20230181951A1; CN115443589A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine zünddurchschlagsicher ausgestaltete Druckentlastungseinrichtung (18) für ein explosionsgeschütztes Gehäuse (10). Die Druckentlastungseinrichtung (18) hat eine Lamellenanordnung (20) mit einer Mehrzahl von Lamellen (23). Die Lamellen (23) sind in einer Querrichtung (Q) mit Abstand zueinander angeordnet und begrenzen dadurch Strömungskanäle (26) jeweils zwischen zwei Lamellen (23). Jeder Strömungskanal (26) stellt eine Strömungsverbindung zwischen einer ersten Öffnung (21) und einer zweiten Öffnung (22) der Lamellenanordnung (20) her, die in Strömungsrichtung (S) mit Abstand zueinander angeordnet sind. Jeder Strömungskanal (26) ist zünddurchschlagsicher und hat einen nicht geradlinigen, vorzugsweise mäandrierenden bzw. wellenförmigen Verlauf zwischen der ersten Öffnung (21) und der zweiten Öffnung (22). Wassertropfen, die sich in einem Strömungskanal (26) ansammeln, werden durch den Kontakt mit den beiden benachbarten Lamellen (23) aufgrund der Adhäsionskräfte zurückgehalten. Dadurch ist die Druckentlastungseinrichtung (18) ohne zusätzliche weitere Maßnahmen auch als Schutz gegen das Hindurchströmen von Wasser (W) ausgebildet.

Description

Druckentlastungseinrichtung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungsein richtung für ein explosionsgeschütztes Gehäuse.

[0002] Die Druckentlastungseinrichtungen ist dazu einge richtet, eine Gasströmung zwischen einem Innenraum eines explosionsgeschützten Gehäuses und einer außerhalb des Ge häuses vorhandenen explosionsgefährdeten Umgebung zu ermög lichen. Mittels der Druckentlastungseinrichtungen kann zum einen im Falle einer Explosion der Druck im Innenraum des Gehäuses begrenzt werden. Zum anderen kann beim Betrieb von elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen im In nenraum des Gehäuses eine Gaszirkulation zwischen dem In nenraum und der Umgebung erzeugt werden, um Wärme aus dem Innenraum abzuführen.

[0003] EP 2503 199 Bl zeigt eine Druckentlastungsein richtung mit Filterfunktion. Dazu ist ein offenporiges Ele ment, beispielsweise ein Vliesstoff vorhanden. Der mittlere Porendurchmesser soll zwischen 2 und 100 pm betragen. Das Vliesmaterial soll oliophob und hydrophob sein.

[0004] DE 202005 011 301 Ul offenbart eine atmungsakti ve Kabel- oder Schlauchdurchführung, die einseitig hygro skopisch ist. Um atmungsaktiv zu sein und das Eindringen von Wasser zu vermeiden, ist ein semipermeables Membranven til in einem Luftkanal angeordnet. [0005] Auch DE 102005 047 662 B4 beschreibt eine Druck ausgleichsverschraubung mit einem Druckausgleichselement, das eine Membran enthält.

[0006] Die aus DE 102010 016 782 B4 bekannte Druckent lastungseinrichtung weist einen porösen Körper im Gasströ mungspfad auf. Der poröse Körper kann beispielsweise aus mehreren Lagen von Drahtgittern gebildet werden. Optional kann außerdem eine Membran vorhanden sein, um den Gasströ mungspfad zu schließen, beispielsweise ein Polymer mit hyd rophilen und hydrophoben Abschnitten.

[0007] In DE 102016 003 780 Al ist ein Gehäuse für ein elektrisches Gerät beschrieben. Ein Gasströmungspfad zwi schen einem Innenbereich und der Umgebung ist durch einen Faserkörper hindurch möglich. Der Faserkörper soll gegen das Eindringen von Schwallwasser oder Spritzwasser schüt zen. Er soll auch als Berstschutz dienen und im Falle einer Explosion zumindest teilweise aus seiner Halterung heraus gedrückt werden.

[0008] Bei der Konstruktion von explosionsgeschützten Gehäusen besteht häufig ein Konflikt. Einerseits sollen die im Innenraum des explosionsgeschützten Gehäuses angeordne ten, potentiellen Zündquellen vor der explosiven Atmosphäre in der Umgebung getrennt werden, andererseits ist eine Gas strömung zur Druckbegrenzung oder zum Druckausgleich sowie zum Wärmetransport in vielen Fällen erwünscht oder erfor derlich. Abhängig von den Umgebungsbedingungen kann es da bei notwendig sein, den Gasströmungspfad zu schützen, um das Eindringen von Wasser, insbesondere Spritzwasser oder Strahlwasser zu schützen. Ein solcher Schutz wiederum kann den Volumenstrom des Gases entlang des Gasströmungspfades limitieren, was wiederum nicht erwünscht ist.

[0009] Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfin dung angesehen werden, eine zünddurchschlagsichere Dru ckentlastungseinrichtung zu schaffen, die einen Schutz ge gen das Eindringen von Spritzwasser und/oder Strahlwasser bildet, und die dennoch einen hohen Volumenstrom der Gas strömung ermöglicht.

[0010] Diese Aufgabe wird durch eine Druckentlastungs einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 ge löst.

[0011] Die Druckentlastungseinrichtung ist erfindungsge mäß dazu eingerichtet, in einem Gasströmungspfad angeordnet zu werden. Der Gasströmungspfad ermöglicht eine Gasströmung zwischen einem Innenraum eines explosionsgeschützten Gehäu ses und einer explosionsgefährdeten Atmosphäre in der Umge bung. Beispielsweise kann die Druckentlastungseinrichtung in eine Wandöffnung des Gehäuses eingesetzt werden.

[0012] Die Druckentlastungseinrichtung hat eine Lamel lenanordnung mit einer ersten Öffnung und einer mit der ersten Öffnung in Strömungsverbindung stehenden zweiten Öffnung. Gas kann zwischen den beiden Öffnungen in einer Strömungsrichtung strömen. Die Strömungsrichtung ist insbe sondere eine Richtung, die rechtwinklig zu einer Ebene aus gerichtet ist, die parallel zu der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung ausgerichtet ist. Die Strömungsrichtung ist insbesondere rechtwinklig zu einer Ebene ausgerichtet, pa rallel zu der sich die Gehäusewand erstreckt, durch die der Gasströmungspfad hergestellt wird. [0013] Die Lamellenanordnung weist mehrere Lamellen auf, die rechtwinklig zur Strömungsrichtung in einer Querrich tung nebeneinander angeordnet sind. Zwei in Querrichtung unmittelbar benachbarte Lamellen begrenzen einen gemeinsa men Strömungskanal.

[0014] Jeder Strömungskanal kann optional zünddurch- schlagsicher sein. Die Zünddurchschlagsicherheit jedes Strömungskanals kann dadurch hergestellt werden, dass das Verhältnis des Strömungsquerschnitts geteilt durch die Weg länge entlang des Strömungskanals ausreichend klein ist, so dass die in den Normen festgelegten Anforderungen an die Zünddurchschlagsicherheit erfüllt sind (insbesondere EN60079-0) . Dadurch kann die Lamellenanordnung und mithin die Druckentlastungseinrichtung zusätzlich zünddurchschlag- sicher ausgebildet sein.

[0015] Jede Lamelle hat mehrere Biegungen und/oder Kni cke. Eine Lamelle erstreckt sich daher nicht vollständig geradlinig in Strömungsrichtung zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung, sondern zumindest abschnittsweise gleichzeitig auch in Querrichtung. Vorzugsweise haben die Lamellen keinen zweidimensionalen Abschnitt, der sich pa rallel zur Strömungsrichtung erstreckt. Durch diese Form der Lamellen sind nicht geradlinige (vorzugsweise zünd- durchschlagsichere) Strömungskanäle gebildet. Das Gas kann zumindest nicht überall parallel zur Strömungsrichtung durch die Strömungskanäle strömen. Jeder Strömungskanal kann zwei, drei oder mehr Stellen aufweisen, an denen die Gasströmung entlang des Strömungskanals die Richtung än dert.

[0016] Aufgrund der Biegungen und/oder Knicke aufweisen- den Lamellen und der geringen Kanalbreite (Abstand zweier unmittelbar benachbarter Lamellen in Querrichtung) der Strömungskanäle ein Schutz gegen das Eindringen von Wasser, insbesondere Sprühwasser und/oder Spritzwasser und/oder Strahlwasser, in den Innenraum des Gehäuses erreicht. Was sertropfen können zwar in die Strömungskanäle eindringen, treffen dort jedoch wegen der nicht geradlinig verlaufenden Strömungskanäle auf die Seitenwand einer Lamelle auf, die den Strömungskanal begrenzt. Sammeln sich mehrere Wasser tropfen an, berührt die angesammelte bzw. angestaute Was sermenge beide den Strömungskanal begrenzende Lamellen. Aufgrund von Adhäsionskräften zwischen dem Wasser und den Lamellen wird verhindert, dass das Wasser vollständig durch den Strömungskanal hindurch in den Innenraum des Gehäuses eindringt .

[0017] Die angesammelte oder angestaute Wassermenge in einem Strömungskanal sind relativ gering und kann mit der Zeit, insbesondere durch die Abgabe von warmer Luft aus dem Innenraum in Richtung der Umgebung, verdunsten und mitge nommen werden.

[0018] Die Druckentlastungseinrichtung lässt sich ein fach hersteilen. Durch die Gestalt der Lamellen bzw. der Strömungskanäle wird ein Schutz gegen das Eindringen von Wasser gemäß einer IP-Schutzart (Norm ISO20653 bzw.

EN60529) erreicht. Optional kann mittels der Druckentlas tungseinrichtung zusätzlich auch die Ausführung entspre chend einer normgerechten Zündschutzart erreicht werden.

[0019] Insbesondere weist die Druckentlastungseinrich tung keine separate, zusätzliche Wasserbarriere auf. Die Druckentlastungseinrichtung ist vorzugsweise ohne porösen Körper oder Membran ausgeführt. Jeder von zwei Lamellen be grenzte Strömungskanal kann ein Freiraum ohne Füllung oder Membranverschluss sein.

[0020] Das die Druckentlastungseinrichtung aufweisende explosionsgeschützte Gehäuse kann beispielsweise in der Zündschutzart druckfeste Kapselung (Ex d) entsprechend ei ner der Normen EN60079-1 oder IIC60079-1 ausgeführt sein.

[0021] Die Lamellenanordnung weist insbesondere zwei äu ßere Lamellen und wenigstens eine zwischen den beiden äuße ren Lamellen angeordnete innere Lamelle auf. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von inneren Lamellen vorhanden. Jede in nere Lamelle grenzt unmittelbar an zwei Strömungskanäle an. Jede äußere Lamelle grenzt nur mit einer Seitenfläche an einen Strömungskanal an.

[0022] Vorzugsweise ist die Druckentlastungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Gasströmung entlang eines Gasströ mungspfades ausschließlich durch die Strömungskanäle zuzu lassen. Weitere Gasströmungsöffnungen sind nicht vorhanden.

[0023] Vorzugsweise hat jede Lamelle mindestens drei Biegungen und/oder Knicke. An jeder Biegung bzw. an jedem Knick schließt die Lamelle einen Winkel ein, der vorzugs weise kleiner ist als 150° und weiter vorzugsweise kleiner als 120°. Die Winkel an mehreren Biege- oder Knickstellen einer Lamelle können jeweils gleich groß oder unterschied lich groß sein.

[0024] Bei einem Ausführungsbeispiel sind alle Lamellen der Lamellenanordnung symmetrisch zu einer Mittelebene an geordnet. Die Mittelebene erstreckt sich rechtwinklig zur Strömungsrichtung und kann beispielsweise mittig zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung angeordnet sein.

[0025] Bei einer Ausführungsform hat jede Lamelle eine der ersten Öffnung zugewandte oder zugeordnete erste Kante und einer der zweiten Öffnung zugewandte oder zugeordnete zweite Kante. Die erste Kante und die zweite Kante können sich in einer Hochrichtung geradlinig erstrecken. Die Hoch richtung ist rechtwinklig zur Strömungsrichtung und recht winklig zur Querrichtung ausgerichtet.

[0026] Jede Lamelle weist außerdem eine dritte Kante und eine vierte Kante auf, die mit Abstand zueinander verlaufen und jeweils die erste Kante und die zweite Kante miteinan der verbinden. Die dritte Kante und die vierte Kante er strecken sich nicht geradlinig. Sie haben bevorzugt einen wellenförmigen und/oder abgewinkelten Verlauf mit mehreren Biege- oder Knickstellen.

[0027] Vorzugsweise sind die Kanten der Lamellen der La mellenanordnung derart angeordnet, dass alle ersten Kanten eine gemeinsame erste Ebene berühren, alle zweiten Kanten eine gemeinsame zweite Ebene berühren, alle dritte Kanten eine gemeinsame dritte Ebene berühren und alle vierten Kan ten eine gemeinsame vierte Ebene berühren. Die dritte Ebene und die vierte Ebene können parallel zueinander ausgerich tet sein. Die erste Ebene und die zweite Ebene können pa rallel zueinander ausgerichtet sein. Vorzugsweise sind die erste Ebene und die zweite Ebene rechtwinklig zu der drit ten Ebene und der vierten Ebene ausgerichtet. In Querrich tung betrachtet begrenzen die vier Ebenen ein Viereck, ins besondere ein Rechteck oder ein Quadrat. [0028] In Querrichtung hat jeder Strömungskanal eine Ka nalbreite. Die Kanalbreite ist bei einem bevorzugten Aus führungsbeispiel konstant.

[0029] Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können eine oder mehrere Strömungskanäle wenigstens eine lokale Eng stelle aufweisen, an der die Kanalbreite in Querrichtung verringert ist und ein lokales Minimum aufweisen kann. An der Engstelle ist die Kanalbreite bzw. der Strömungsquer schnitt des Strömungskanals geringer als die maximale Ka nalbreite bzw. der maximale Strömungsquerschnitt und/oder geringer als der durchschnittliche Strömungsquerschnitt bzw. die durchschnittliche Kanalbreite. Mittels der wenigs tens einen Engstelle kann das Aufhalten von angesammeltem Wasser im Strömungskanal verbessert werden. Wasseransamm lungen werden durch die Adhäsionskräfte am Eintritt in den Innenraum gehindert, indem sie an beiden den Strömungskanal begrenzenden Lamellen anhaften. Durch die lokale Engstelle kann die Wassermenge reduziert werden, die erforderlich ist, um ein Anhaften an beiden Lamellen zu erreichen. Dadurch, dass der Strömungskanal nur an einer oder mehreren lokalen Engstellen eine reduzierte Kanalbreite aufweist, kann ein ausreichender Volumenstrom für das hindurchströ mende Gas erreicht werden.

[0030] Es ist bevorzugt, wenn jede Engstelle durch einen Vorsprung an zumindest einer der beiden den Strömungskanal begrenzenden Lamellen gebildet ist. Der Vorsprung kann bei spielsweise durch einen Umformvorgang, beispielsweise einen Prägevorgang gebildet werden. Bei dem Vorsprung kann es sich somit um einen Umformvorsprung oder Prägevorsprung handeln. Entlang der Erstreckung des Strömungskanals zwi schen den Öffnungen kann sich der Vorsprung vollständig entlang der Lamelle erstrecken. Zusätzlich oder alternativ kann ein Vorsprung in Erstreckungsrichtung des Strömungska nals deutlich kürzer sein als der Strömungskanal und bei spielsweise durch einen noppenartigen Vorsprung gebildet sein.

[0031] Jeder Strömungskanal hat an der ersten Öffnung eine erste Kanalmündung und an der zweiten Öffnung eine zweite Kanalmündung. Es ist bevorzugt, wenn die beiden Ka nalmündungen in Strömungsrichtung fluchtend angeordnet sind.

[0032] Es ist außerdem vorteilhaft, wenn jede Lamelle eine konstante Wandstärke aufweist. Vorzugsweise ist die Wandstärke aller Lamellen gleich groß.

[0033] Vorzugsweise ist die maximale und/oder durch schnittliche Kanalbreite höchstens 15-mal oder höchstens 10-mal so groß wie die Wandstärke der Lamellen. Dadurch kann ein ausreichender Volumenstrom bei gleichzeitig gerin ger Abmessung der Lamellenanordnung in Querrichtung er reicht werden.

[0034] Die Wandstärke der Lamellen beträgt vorzugsweise maximal 2 mm oder maximal 1 mm oder maximal 0,7 mm. Die ma ximale und/oder durchschnittliche Kanalbreite ist vorzugs weise nicht größer als 10 mm oder 7 mm oder 4 mm.

[0035] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erge ben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschrei bung und der Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen erläutert. Es zeigen: [0036] Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung ei nes explosionsgeschützten Gehäuses mit einer erfindungsge mäßen Druckentlastungseinrichtung,

[0037] Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Druckent lastungseinrichtung in einer schematischen Ansicht in ein gebautem Zustand,

[0038] Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Lamel le einer Druckentlastungseinrichtung aus den Figuren 1 und

2,

[0039] Figur 4 eine schematische Ansicht eines durch zwei benachbarte Lamellen begrenzten Strömungskanals der Druckentlastungseinrichtung gemäß der Figuren 1 und 2,

[0040] Figur 5 eine perspektivische Teildarstellung ei nes Ausführungsbeispiels einer Druckentlastungseinrichtung gemäß Figur 2 in teilmontiertem Zustand,

[0041] Figur 6 eine perspektivische Teildarstellung des Ausführungsbeispiels der Druckentlastungseinrichtung aus Figur 5,

[0042] Figur 7 eine abgewandelte Ausführungsform der La mellen der Druckentlastungseinrichtung zur Bildung von we nigstens einer Engstelle in einem Strömungskanal in einer schematischen Ansicht und

[0043] Figuren 8 und 9 jeweils eine schematische Seiten ansicht in einer Querrichtung auf eine wenigstens einen Vorsprung aufweisende Lamelle zur Bildung einer Engstelle. [0044] Figur 1 ist schematisch ein explosionsgeschütztes Gehäuse 10 schematisch im Querschnitt veranschaulicht. Das explosionsgeschützte Gehäuse 10 weist mehrere Gehäusewände 11 auf, die einen Innenraum 12 umschließen. Mittels des ex plosionsgeschützten Gehäuses 10 ist der Innenraum 12 ent sprechend einer vorgegebenen Zündschutzart von einer das Gehäuse 10 umgebenden explosionsgefährdeten Atmosphäre in der Umgebung 13 getrennt. Das explosionsgeschützte Gehäuse 10 kann beispielsweise in der Zündschutzart „druckfeste Kapselung (Ex d) " ausgebildet sein.

[0045] Im Innenraum 12 des explosionsgeschützten Gehäu ses 10 können eine oder mehrere als Zündquellen dienende Einrichtungen, wie beispielsweise elektrische und/oder elektronische Einrichtungen 14 angeordnet und betrieben werden. Heiße Gase, Flammen, Zündfunken oder andere Zünd medien können aus dem Innenraum 12 des Gehäuses 10 nicht in die Umgebung 13 gelangen, um die dort vorhandene explosi onsgefährdete Atmosphäre zu zünden.

[0046] Das explosionsgeschützte Gehäuse 10 weist wenigs tens eine Druckentlastungseinrichtung 18 auf. Jede Dru ckentlastungseinrichtung 18 kann in einer Wandöffnung 19 einer Gehäusewand 11 oder einem anderen Strömungskanal zwi schen dem Innenraum 12 und der Umgebung 13 angeordnet sein und diesen Strömungskanal zünddurchschlagsicher ausbilden bzw. abdecken. Die Druckentlastungseinrichtung 18 ist dazu eingerichtet, eine Gasströmung entlang eines Gasströmungs pfades zwischen dem Innenraum 12 und der Umgebung 13 zuzu lassen und gleichzeitig das Entkommen von Zündmedien aus dem Innenraum 12 in die Umgebung 13 zu verhindern. Außerdem ist die Druckentlastungseinrichtung 18 dazu eingerichtet, das Eindringen von Wasser, insbesondere Sprühwasser und/oder Spritzwasser und/oder Strahlwasser, aus der Umge bung 13 in den Innenraum 12 zu unterbinden und entspricht somit einer IP-Schutzklasse, beispielsweise einer der IP- Schutzarten IP3 bis IP6 entsprechend ISO20653 oder EN60529.

[0047] Entlang des Gasströmungspfades kann Gas G von der Umgebung 13 in den Innenraum 12 strömen und/oder Gas G kann vom Innenraum 12 in die Umgebung 13 strömen. Auf diese Wei se kann beispielsweise auch ein Wärmetransport von wärmeren Gasen aus dem Innenraum 12 in die Umgebung 13 erfolgen und kühleres Gas kann von der Umgebung 13 in den Innenraum 12 strömen, beispielsweise um eine dort betriebene Einrichtung zu kühlen und ein Aufheizen der Gehäusewände 11 zu begren zen.

[0048] Die Druckentlastungseinrichtung 18 weist erfin dungsgemäß eine Lamellenanordnung 20 auf. Die Lamellenano rdnung 20 hat eine erste Öffnung 21 und eine in Strömungs richtung S mit Abstand dazu angeordnete zweite Öffnung 22. Die erste Öffnung 21 kann der Umgebung 13 zugewandt sein, während die zweite Öffnung 22 dem Innenraum 12 zugewandt sein kann. Die beiden Öffnungen 21, 22 sind beispielsgemäß parallel zu einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet, wobei die Strömungsrichtung S rechtwinklig zu dieser Ebene orientiert ist. Die Strömungsrichtung S ist beim Ausführungsbeispiel rechtwinklig zu der Gehäusewand 11 ausgerichtet, in der sich die Druckentlastungseinrichtung 18 befindet. Abhängig von der Anordnung der Druckentlastungseinrichtungen 18 kön nen die Strömungsrichtungen S unterschiedlicher Druckent lastungseinrichtungen 18 parallel, schräg oder rechtwinklig zueinander ausgerichtet sein. [0049] Die Lamellenanordnung 20 hat eine Mehrzahl von Lamellen 23, die in einer Querrichtung Q mit Abstand zuei nander aufgereiht sind. In Querrichtung Q bilden die beiden Lamellen 23, die den größtmöglichen Abstand aufweisen, je weils eine äußere Lamelle 23a. Zwischen diesen beiden äuße ren Lamellen 23a sind mehrere innere Lamellen 23i angeord net.

[0050] Beim Ausführungsbeispiel sind sämtliche Lamellen 23 identisch ausgebildet. Sie haben jeweils dieselbe äußere Kontur und dieselbe Form. Jede Lamelle 23 kann nach ihrer Herstellung sowohl als äußere Lamelle 23a, als auch als in nere Lamelle 23i verwendet werden.

[0051] Zwei in Querrichtung Q unmittelbar benachbarte Lamellen 23 begrenzen gemeinsam einen dazwischen angeordne ten Strömungskanal 26. Die Anzahl der Strömungskanäle 26 ist um Eins kleiner als die Anzahl der Lamellen 23. Jede innere Lamelle 23i grenzt unmittelbar an zwei Strömungska näle 26 an bzw. trennt diese Strömungskanäle 26 voneinan der. Jede äußere Lamelle 23a grenzt nur an einen einzigen Strömungskanal 26 an.

[0052] Jeder Strömungskanal 26 hat an der ersten Öffnung 21 der Lamellenanordnung 20 eine erste Kanalmündung 27 und an der zweiten Öffnung 22 der Lamellenanordnung 20 eine zweite Kanalmündung 28. In Strömungsrichtung S sind die erste Kanalmündung 27 und die zweite Kanalmündung 28 jedes Strömungskanals 26 beim Ausführungsbeispiel fluchtend ange ordnet, wie es insbesondere anhand der gestrichelten Linie in Figur 4 zu erkennen ist.

[0053] Jede Lamelle 23 hat eine an der ersten Öffnung 21 bzw. an der ersten Kanalmündung 27 angeordnete erste Kante 29 und eine an der zweiten Öffnung 22 bzw. der zweiten Ka- nalmündung 28 angeordnete zweite Kante 30. Die erste Kante 29 und die zweite Kante 30 erstrecken sich in einer Hoch richtung H rechtwinklig zur Strömungsrichtung S und recht winklig zur Querrichtung Q geradlinig.

[0054] Jede Lamelle 23 hat außerdem eine dritte Kante 31 und eine vierte Kante 32, die in Hochrichtung H mit Abstand und vorzugsweise mit konstantem Abstand angeordnet sind.

Die dritte Kante 31 und die vierte Kante 32 sind in Hoch richtung fluchtend angeordnet. Die dritte Kante 31 und die vierte Kante 32 haben einen wellenförmigen Verlauf zwischen der ersten Kante 29 und der zweiten Kante 30. Dadurch hat die Lamelle 23 mehrere und beim Ausführungsbeispiel drei Biegungen 35.

[0055] An jeder Biegung 35 bildet die Lamelle 23 an der einen Seitenfläche eine konkave Vertiefung und an der ent gegengesetzten Seitenfläche eine konvexe Erhebung. Der durch zwei Lamellen 23 begrenzte Strömungskanal 26 hat so mit zwischen der ersten Kanalmündung 27 und der zweiten Ka nalmündung 28 keinen geradlinigen, sondern einen mehrfach gekrümmten Verlauf. Das Gas G kann entlang des Strömungska nals 26 daher nicht geradlinig zwischen den Kanalmündungen 27, 28 strömen, sondern wird entsprechend der Anzahl der Biegungen 35 der Lamellen 23 mehrfach in seiner Strömungs richtung abgelenkt. Den Weg, den das Gas G entlang des Strömungskanals 26 zurücklegen muss, ist daher größer als der Abstand zwischen der ersten Kanalmündung 27 und der zweiten Kanalmündung 28 in Strömungsrichtung S.

[0056] Mit Blick auf die dritte Kante 31 oder die zweite Kante 32 hat die Lamelle 23 einen wellenförmigen Verlauf mit jeweils einer Krümmung an jeder Biegung 35. Vorzugswei se ist die Lamelle 23 ohne Winkel oder Knicke ausgebildet, was eine verbesserte Gasströmung durch den Strömungskanal 26 ergibt. Alternativ oder zusätzlich kann jede Lamelle 23 zwischen der ersten Kante 29 und der zweiten Kante 30 auch einen oder mehrere Knicke aufweisen.

[0057] Vorzugsweise hat jede Lamelle 23 - abgesehen von einer herstellungstechnisch erforderlichen Toleranz - eine konstante Wandstärke d. Die Wandstärke d ist vorzugsweise kleiner als 2 mm, weiter vorzugsweise kleiner als 1 mm und weiter vorzugsweise kleiner als 0,7 mm.

[0058] Beim Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand zu den Lamellen 23 in Querrichtung Q einer Kanalbreite b. Die Kanalbreite b ist bei einem Ausführungsbeispiel kon stant (Figur 4).

[0059] An der ersten Öffnung 21, die der Umgebung 13 zu gewandt ist, kann die Druckentlastungseinrichtung 18 eine gasdurchlässige Abdeckung 36 aufweisen. Im Ausführungsbei spiel ist die Abdeckung 36 durch eine perforierte Platte mit einer Mehrzahl von Löchern 37 gebildet. Durch die Lö cher 37 kann Gas G und Wasser W zur Lamellenanordnung 20 gelangen. Der ausreichende Schutz vor Sprühwasser, Spritz wasser oder Strahlwasser wird durch die Abdeckung 36 nicht erreicht. Die Abdeckung 36 dient hauptsächlich dem Schutz der Lamellenanordnung 20 vor Beschädigungen mechanischen Einwirkungen, da die Lamellen 23 sehr dünn sind und leicht verbiegen können.

[0060] Die Lamellenanordnung 20 stellt den Schutz vor dem Eindringen von Wasser W in den Innenraum 12 her und kann bevorzugt zusätzlich die Zünddurchschlagsicherheit be wirken. Dies ist durch die Ausgestaltung der Lamellen 23 und die dadurch begrenzten Strömungskanäle 26 erreicht.

[0061] Zur optionalen Erzielung der Zünddurchschlagsi cherheit wird der Strömungsquerschnitt der Strömungskanäle 26 im Verhältnis zur gekrümmten Strömungslänge durch einen Strömungskanal 26 ausreichend klein ausgebildet, so dass heiße Gase, Funken oder Flammen gelöscht bzw. gekühlt wer den, bevor sie aus dem Innenraum 12 in die Umgebung 13 ge langen können. Dadurch wird vermieden, dass eine explosi onsgefährdete Atmosphäre in der Umgebung 13 gezündet werden kann.

[0062] Wenn Wasser W in Form von Sprühwasser, Spritzwas ser oder Strahlwasser auf die erste Öffnung 21 auftritt, können die einzelnen Wassertropfen nicht geradlinig von der ersten Kanalmündung 27 zur zweiten Kanalmündung 28 durch die Lamellenanordnung 20 hindurch gelangen, sondern treffen auf eine Seitenwand einer Lamelle 23 angrenzend an einen Strömungskanal 26 auf. Die sich ansammelnden Wassertropfen bilden eine Wasseransammlung und gelangen dadurch in Kon takt mit beiden den Strömungskanal 26 begrenzenden Lamellen 23. Aufgrund der Adhäsionskraft der Ansammlung von Wasser W in einem Strömungskanal und den angrenzenden Lamellen 23 wird verhindert, dass Wasser W vollständig durch den Strö mungskanal 26 hindurchströmt und in den Innenraum 12 ge langt.

[0063] Die sich in einem Strömungskanal anstauende An sammlung von Wasser W ist für das erste und bisher be schriebene Ausführungsbeispiel der Druckentlastungseinrich- tung 18 schematisch in den Figuren 2 und 6 veranschaulicht. In Figur 1 ist durch die Blockpfeile angedeutet, dass das Wasser W zwar durch die Abdeckung 36 hindurch in die Lamel lenanordnung 20, aber nicht in den Innenraum 12 gelangt.

[0064] Wasser W, das sich in einem Strömungskanal 26 an sammelt, kann beispielsweise im Laufe der Zeit verdunsten und den Strömungskanal 26 wieder vollständig freigeben.

[0065] In den Figuren 7-9 sind schematisch weitere Aus führungsbeispiele zur Ausgestaltung der Lamellen 23 veran schaulicht. Bei diesen Ausgestaltungen hat jeder Strömungs kanal 26 in der ersten Kanalmündung 27 und/oder an der zweiten Kanalmündung 28 eine maximale Kanalbreite b. Zwi schen der ersten Kanalmündung 27 und der zweiten Kanalmün dung 28 weist jeder Strömungskanal 26 wenigstens eine Eng stelle 40 mit reduziertem Strömungsquerschnitt bzw. in Qu errichtung Q reduzierter Kanalbreite b auf (Figur 7). Durch die wenigstens eine Engstelle 40 wird das Anhaften einer Wasseransammlung W an beiden Lamellen 23 auch bei geringe ren Mengen von Wasser W verursacht, so dass die Adhäsions kräfte zunehmen und das Wasser W nicht aus der an der zwei ten Öffnung 22 angeordneten zweiten Kanalmündung 28 aus- tritt.

[0066] Die wenigstens eine Engstelle 40 kann durch we nigstens einen Vorsprung 41 gebildet sein, der von einer dem Strömungskanal 26 zugewandten Seitenwand einer Lamelle 23 vorsteht und dadurch den Strömungsquerschnitt und/oder die Kanalbreite in Querrichtung Q verringert. Der wenigs tens eine Vorsprung 41 kann vorzugsweise durch Umformen ei ner Lamelle 23 hergestellt werden, beispielsweise durch Prägen. Im Bereich des wenigstens einen Vorsprungs 41 kann die Wandstärke d der Lamelle 23 verändert und insbesondere verringert sein verglichen mit der Wandstärke d an einem Abschnitt ohne Vorsprung 41.

[0067] Wie es in den Figuren 8 und 9 veranschaulicht ist, kann eine Lamelle 23 zur Bildung einer jeweiligen Eng stelle einen sich in Hochrichtung H vollständig entlang der Lamelle 23 erstreckenden Vorsprung 41 aufweisen (Figur 8). Wird der Vorsprung 41 durch ein Umformen oder Prägen er zeugt, ist er auf einer Seite konvex und auf der anderen Seite nutförmig konkav geformt.

[0068] Zusätzlich oder alternativ kann an der Engstelle 40 durch jeweils mehrere separate und voneinander beabstan- dete Vorsprünge 41 erzeugt werden, die sich beispielsweise in Hochrichtung H in einer Reihe entlang der Lamelle 23 er strecken (Figur 9). Jeder Vorsprung 41 kann die Form einer Kugelkalotte haben oder eine andere beliebige geometrische Gestalt. Auch diese Mehrzahl von Vorsprüngen 41 an jeder Engstelle 40 kann durch Umformen bzw. Prägen hergestellt werden.

[0069] Werden die Lamellen 23 aus Kunststoff herge stellt, beispielsweise durch Spritzgießen, kann ein Vor sprung 41 auch während des Spritzgießens und somit durch Urformen hergestellt werden. Die Lamellen 23 können auch aus einer metallischen Legierung bestehen und beispielswei se auf einem Stahlblech durch biegen und/oder Umformen her gestellt werden.

[0070] Die Lamellenanordnung 20 hat bei sämtlichen Aus führungsbeispielen eine kastenförmige Gestalt. Die ersten Kanten 29 aller Lamellen 23 stehen in Berührung mit einer gemeinsamen ersten Ebene an der ersten Öffnung 21. Sämtli che zweiten Kanten 30 stehen in Berührung mit einer gemein samen zweiten Ebene an der zweiten Öffnung 22. Die erste Ebene und die zweite Ebene sind vorzugsweise parallel zuei nander ausgerichtet. Sämtliche dritte Kanten 31 erstrecken sich vorzugsweise in einer gemeinsamen dritten Ebene und sämtliche vierten Kanten 32 erstrecken sich vorzugsweise in einer gemeinsamen vierten Ebene. Die dritte Ebene und die vierte Ebene sind beispielsgemäß parallel zueinander ausge richtet. Außerdem können die dritte Ebene und die vierte Ebene rechtwinklig zu der ersten Ebene und der zweiten Ebe ne ausgerichtet sein.

[0071] Wie es beispielhaft in Figur 2 veranschaulicht ist, können die Lamellen 23 symmetrisch zu einer Mittelebe ne M ausgebildet sein. Die Mittelebene M ist beim Ausfüh rungsbeispiel mittig zwischen der ersten Öffnung 21 bzw. der ersten Eben und der zweiten Öffnung 22 bzw. der zweiten Ebene angeordnet und erstreckt sich rechtwinklig zur Strö mungsrichtung S.

[0072] Die Lamellen 23 können eine Oberfläche aufweisen, die zumindest partiell oder vollständig mit Wasser benetz bar ist. Das Material und/oder die Oberflächenstruktur, insbesondere deren Rauheit, kann so gewählt werden, dass die Oberfläche der Lamellen 23 benetzbar ist. Ein Kontakt winkel zwischen einem Wassertropfen und der Lamellenober fläche kleiner sein als 90° oder kleiner als 60° oder klei ner als 30°. Die Angaben beziehen sich auf eine Luftat mosphäre bei 20 °C und 1013 mbar.

[0073] Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungsein richtung 18 für ein explosionsgeschütztes Gehäuse 10. Die Druckentlastungseinrichtung 18 hat eine Lamellenanordnung 20 mit einer Mehrzahl von Lamellen 23. Die Lamellen 23 sind in einer Querrichtung Q mit Abstand zueinander angeordnet und begrenzen dadurch Strömungskanäle 26 jeweils zwischen zwei Lamellen 23. Jeder Strömungskanal 26 stellt eine Strö mungsverbindung zwischen einer ersten Öffnung 21 und einer zweiten Öffnung 22 der Lamellenanordnung 20 her, die in Strömungsrichtung S mit Abstand zueinander angeordnet sind. Jeder Strömungskanal 26 hat einen nicht geradlinigen, vor zugsweise mäandrierenden bzw. wellenförmigen Verlauf zwi schen der ersten Öffnung 21 und der zweiten Öffnung 22 und kann optional zünddurchschlagsicher sein. Wassertropfen, die sich in einem Strömungskanal 26 ansammeln, werden durch den Kontakt mit den beiden benachbarten Lamellen 23 auf grund der Adhäsionskräfte zurückgehalten. Dadurch ist die Druckentlastungseinrichtung 18 ohne zusätzliche weitere Maßnahmen auch als Schutz gegen das Hindurchströmen von Wasser W ausgebildet.

Bezugszeichenliste :

10 explosionsgeschütztes Gehäuse

11 Gehäusewand

12 Innenraum

13 Umgebung

14 elektrische und/oder elektronische Einrichtung

18 Druckentlastungseinrichtung

19 Wandöffnung

20 Lamellenanordnung

21 ersten Öffnung

22 zweite Öffnung

23 Lamelle

23a äußere Lamelle

23i innere Lamelle

26 Strömungskanal

27 erste Kanalmündung

28 zweite Kanalmündung

29 erste Kante

30 zweite Kante

31 dritte Kante

32 vierte Kante

35 Biegung

36 Abdeckung

37 Loch

40 Engstelle

41 Vorsprung b Kanalbreite d Wandstärke

H Hochrichtung

M Mittelebene

Q Querrichtung

S Strömungsrichtung

Claims

Patentansprüche:

1. Druckentlastungseinrichtung (18), die dazu eingerichtet ist, in einen Gasströmungspfad zwischen dem Innenraum (12) eines explosionsgeschützten Gehäuses (10) und ei ner explosionsgefährdeten Umgebung (13) eingesetzt zu werden, mit einer mehrere Lamellen (23) aufweisenden Lamellena nordnung (20), die eine erste Öffnung (21) und eine mit der ersten Öffnung (21) in einer Strömungsrichtung (S) strömungsverbundene zweite Öffnung (22) aufweist, wobei sich die Lamellen (23) zwischen den beiden Öff nungen (21, 22) erstrecken, wobei jede Lamelle (23) mehrere Biegungen (35) und/oder Knicke aufweist und wo bei zwei unmittelbar benachbarte Lamellen (23) jeweils einen nicht geradlinigen Strömungskanal (26) begrenzen.

2. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lamellenanordnung (20) zwei äußere Lamellen (23a) und wenigstens eine zwischen den beiden äußeren Lamellen (23a) angeordneter innerer Lamelle (23i) aufweist.

3. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wo bei jede innere Lamelle (23i) unmittelbar an zwei Strö mungskanäle (26) angrenzt.

4. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jede äußere Lamelle (23a) unmit telbar an genau einen Strömungskanal (26) angrenzt.

5. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jede Lamelle (23) wenigstens drei Biegungen (35) und/oder Knicke aufweist.

6. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei alle Lamellen (23) symmetrisch zu einer Mittelebene (M) angeordnet sind, wobei die Mit telebene (M) zwischen der ersten Öffnung (21) und der zweiten Öffnung (22) angeordnet ist.

7. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jede Lamelle (23) eine der ersten Öffnung (21) zugeordnete erste Kante (29) und eine der zweiten Öffnung (22) zugeordnete zweite Kante (30) auf weist.

8. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei die erste Kante (29) und die zweite Kante (30) über eine sich nicht geradlinig erstreckende dritte Kante (31) und über eine sich nicht geradlinig erstreckende vierte Kante (32) miteinander verbunden sind.

9. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei alle ersten Kanten (29) in Berührung mit einer gemeinsamen ersten Ebene, alle zweiten Kanten (30) in Berührung mit einer gemeinsamen zweiten Ebene, alle dritten Kanten (31) in Berührung mit einer gemeinsamen dritten Ebene und alle vierten Kanten (32) in Berührung mit einer ge meinsamen vierten Ebene angeordnet sind.

10. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jeder Strömungskanal (26) recht- winkelig zur Strömungsrichtung (S) eine konstante Ka nalbreite (b) aufweist.

11. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeder Strömungskanal (26) rechtwinkelig zur Strömungsrichtung (S) wenigstens eine Engstelle (40) aufweist, an der eine Kanalbreite (b) rechtwinke lig zur Strömungsrichtung (S) verringert ist.

12. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 10, wobei je de Engstelle (40) durch einen Vorsprung (41) an zumin dest einer der beiden den Strömungskanal (26) begren zenden Lamellen (23) gebildet ist.

13. Zünddurchschlagsichere Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Strö mungskanal (26) an der ersten Öffnung (21) eine erste Kanalmündung (27) und an der zweiten Öffnung (22) eine zweite Kanalmündung (28) aufweist, die in Strömungs richtung (S) fluchtend angeordnet sind.

14. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei jede Lamelle (23) eine konstante Wandstärke (d) aufweist.

15. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, die zum Einbau in eine Wandöffnung (19) des explosionsgeschützten Gehäuses (10) eingerichtet ist.

16. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei mehrere oder alle Strömungskanäle (26) aufgrund ihres Verhältnisses des Strömungskanal- querschnitts geteilt durch die Strömungsweglänge zünd- durchschlagsicher sind.