DE3723065A1 - Verfahren und durchfuehrungsanordnung zur abfuehrung von schmutzgas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abführung von Schmutzgas gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Er­ findung betrifft auch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

In der industriellen Praxis kommt es häufig vor, daß durch einen Arbeitsvorgang ein Gas freigesetzt wird, welches wegen seiner chemischen Zusammensetzung und/oder der im Gas vor­ handenen festen Partikel schädlich ist und aus diesem Grunde aus dem Arbeitsraum abgeführt werden muß. Als Entstehungs­ beispiel für ein solches Schmutzgas können Rauchgase genannt werden, die beispielsweise beim Schweißen an einem Werkstück oder beim Zuschneiden von Werkstücken durch Schneidbrennen entstehen. Dabei kann die örtlich begrenzte Schmutzgasquelle sich in gewissem Umfange räumlich verschieben, wie für die vorgenannten Anwendungsbeispiele leicht einsehbar ist. Das Schmutzgas kann, wie zum Beispiel bei heißen Rauchgasen, be­ reits eine durch Thermik erzeugte Aufwärtsbewegung haben.

Die herkömmliche Art der Abführung solcher Schmutzgase (z.B. Rauchgase) erfolgt durch Absaugvorrichtungen, die über der Schmutzgasquelle angeordnet sind. Häufig sind solche Abführ­ vorrichtungen jedoch nicht einsetzbar oder unzweckmäßig. Sie sind nicht einsetzbar, wenn der Raum oberhalb der Schmutz­ gasquelle freigehalten werden muß, beispielsweise zur Heran­ führung von Werkstücken zu einem Arbeitstisch. Als Abhilfe werden in solchen Fällen häufig schwenkbare Abführvorrich­ tungen verwendet. Schwenkbare Abführvorrichtungen sind in der Praxis jedoch dort unzweckmäßig, wo eine häufige Beob­ achtung des Arbeitsvorganges oder ein Eingreifen in densel­ ben erforderlich ist. In diesen Fällen wird das häufig er­ forderliche Wegschwenken und Zurückschwenken der Absaugvor­ richtung als lästig empfunden, so daß die Absaugvorrichtung oft unbenutzt bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Durchführungsanordnung zur Abführung von Schmutzgas zu schaffen, bei der eine Anordnung der Absaugvorrichtung über der Schmutzgasquelle nicht erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfin­ dungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ge­ nannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Un­ teransprüchen 2 und 3 genannt.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Absaugvorrichtung vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnen­ den Teil des Anspruches 4 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Absaugvorrichtung sind in den Unteransprüchen 5 bis 9 genannt.

Durch den mittels eines Druckgases, vorzugsweise Luft, er­ zeugten Fördergasstrom (auch Luftschleier genannt) über und/oder seitlich der Schmutzgasquelle wird das Schmutzgas aus dem freizuhaltenden Raum oberhalb der Schmutzgasquelle zur Seite weggeführt in einem Bereich, in welchem die Saug­ wirkung der Absaugvorrichtung einsetzt. Zur Abführung des Schmutzgases sind daher keine festen oder schwenkbaren Ein­ richtungen unmittelbar über der Schmutzgasquelle erforder­ lich.

In aller Regel wird das Verfahren und die Durchführungsan­ ordnung nach der Erfindung mit nur einer Umlenkung des Schmutzgases arbeiten. Allerdings sind auch räumliche Ver­ hältnisse denkbar, bei denen eine zweifache oder auch häufi­ gere Umlenkung erforderlich ist.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Abführanordnung gemäß der Erfindung zur Abführung von Schmutzgas in Sei­ tenansicht,

Fig. 2 die Abführanordnung gemäß Fig. 1 in Draufsicht.

Fig. 3 das Fördergasrohr in der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 in vergrößertem Maßstab in Ansicht auf die Ausblasdüsen,

Fig. 4 eine Abführanordnung gemäß der Erfindung mit zwei Umlenkvorrichtungen,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer Abführanordnung nach der Erfindung mit einem dreiseitigen Luft­ schleier,

Fig. 6 die Abführanordnung gemäß Fig. 5 in Draufsicht,

Fig. 7a ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau der Absaug­ vorrichtung in Blickrichtung auf die Ansaugöffnung,

Fig. 7b die Absaugvorrichtung nach Fig. 7a im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 7a.

In Fig. 1 ist mit 5 ein Arbeitstisch angedeutet, auf dem ein Werkstück 4 plaziert ist, an welchem mit einem Werkzeug 3 Schweißarbeiten ausgeführt werden, wobei Rauchgase 2 ent­ stehen, die infolge ihrer Hitze bereits eine gewisse Ge­ schwindigkeitskomponente nach oben haben. Zwischen dem Schweißwerkzeug 3 und dem Tisch mit dem Werkstück 4 kann eine Relativbewegung stattfinden, die auf einer Bewegung des Schweißwerkzeugs und/oder des Arbeitstisches 5 beruht.

Seitlich oberhalb der Schmutzgasquelle 1 ist ein Rohr 22 oder ein anderer geeigneter Behälter angeordnet, der entwe­ der an eine externe Druckgasquelle angeschlossen ist, oder selbst mit einem Druckgas erzeugenden Aggregat ausgerüstet ist. Das Rohr 22 ist mit einem oder mehreren als Düse ausge­ formten in Längsrichtung des Rohres verlaufenden schmalen Schlitz/Schlitzen 23 versehen (Fig. 3). Das Rohr 22 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß sowohl die Längsachse des Rohres als auch die Blasrichtung 27 der Aus­ blasdüse 21 im wesentlichen horizontal verlaufen. Über der Schmutzgasquelle 1 wird somit ein in horizontaler Richtung breiter und in vertikaler Richtung möglichst schmaler strö­ mender Luftschleier 28 erzeugt, der sich über die Schmutz­ gasquelle hinwegbewegt. Dabei wird das Schmutzgas mit den in ihm eventuell enthaltenen Partikeln seitlich umgelenkt und mitgerissen. Die Strömungsrichtung des Luftschleiers ist auf eine Absaugvorrichtung 30 oder, allgemeiner, auf den Einzugsbereich einer Absaugvorrichtung 30 gerichtet, so daß der sich durch Reibung verlangsamende und mit dem Schmutzgas beladene Fördergasstrom von der Saugkraft der Absaugvorrich­ tung 30 erfaßt und abgesaugt wird.

Auch eine zwei- oder mehrmalige Umlenkung des Fördergasstro­ mes ist möglich. Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Abführanordnung mit einer zweifachen Umlenkung. Soweit in Fig. 4 gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 verwendet werden, handelt es sich um die gleichen Bauteile. In Fig. 4 ist angenommen, daß die Absaugvorrichtung 30 aus hier nicht interessierenden Gründen nicht unmittelbar am Endbereich des Fördergasstromes 28 angebracht werden kann. Aus diesem Grunde ist eine weitere Umlenkvorrichtung 40 zur Erzeugung eines Fördergasschleiers 49 vorgesehen, der eine vertikale Schleierwand ausbildet, die den horizontalen Schmutzgasstrom des Schleiers 28 um 90 Grad nach oben umlenkt, und zwar in Richtung zu der Absaugvorrichtung 30. Wenn der in Fig. 4 angedeutete Raum 50 frei zugänglich ist, kann statt der bei­ den mit ihren Strömungsrichtungen 27 und 47 rechtwinklig zu­ einander angeordneten Umlenkvorrichtungen 20 und 40 die Um­ lenkvorrichtung 20 auch so angeordnet werden, daß ihre Blas­ richtung 27 direkt auf die Absaugvorrichtung 30 zielt, wie dies durch den Pfeil 27 a angedeutetet ist. Die Umlenkvor­ richtung 20 kann so hoch angeordnet werden, daß die Umlenk­ vorrichtung 40, die in Fig. 4 extrem tief dargestellt ist, soweit oberhalb des Werkraumbodens 6 liegt, daß sie die Nut­ zung des Werkraumes dort nicht behindert.

Es versteht sich, daß die Wirksamkeit der Anordnung nach der Erfindung mit zwei und mehr Umlenkvorrichtungen schnell ab­ nimmt und die zu befördernden Luftmassen schnell größer wer­ den. In aller Regel bestehen auch keine Schwierigkeiten, die Absaugvorrichtung 30 unmittelbar vor dem Endbereich des Luftschleiers 28 anzubringen, so daß eine einstufige Absaug­ vorrichtung ausreichend ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigt eine Abführanordnung, die eine Um­ lenkvorrichtung mit drei mit Ausblasdüsen versehenen Rohren 22 a bis 22 c umfaßt. Die drei Rohre sind rechtwinklig zuein­ ander und seitlich neben der Schmutzgasquelle 1 derart ange­ ordnet, daß ihre im wesentlichen in gleicher Richtung ausge­ blasenen Fördergasströme 28 a bis 28 c die Schmutzgasquelle 1 von drei Seiten, und zwar von oben und den beiden vertikalen Seiten, umhüllen. Auf diese Weise wird insbesondere ein Schmutzgas wirkungsvoll abgeführt, das keine eigene starke Auftriebsthermik entwickelt. Das Schmutzgas wird durch einen im Querschnitt verhältnismäßig kleinen, durch die drei Luft­ schleier gebildeten Kanal zur Seite fortgeführt, und zwar entweder unmittelbar zu der nicht dargestellten Absaugvor­ richtung oder zu einer weiteren Umlenkvorrichtung, die mit einem einzigen Luftschleier in einer Ebene entsprechend Fig. 4, oder mit zwei oder mehr Luftschleiern in zwei oder mehr Ebenen ähnlich wie in Fig. 5 und 6 arbeitet.

Statt dreier getrennter Fördergasrohre 22 a bis 22 c kann auch ein einziges etwa U-förmig gebogenes Fördergasrohr verwendet werden. Die Umlenkrichtung muß auch nicht genau horizontal verlaufen, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt. Auch geneigte Richtungen, zum Beispiel schräg nach oben, sind denkbar.

Es ist auch möglich, Fördergasrohre der anhand von Fig. 5 und 6 erläuterten Art statt in einer vertikalen oder schrä­ gen Ebene in einer horizontalen Ebene in Höhe oder etwas un­ terhalb der Schmutzgasquelle anzuordnen, wobei die Schmutz­ gasquelle wieder von zwei, drei oder mehr Seiten von den Luftschleiern der Rohre umhüllt wird und das Schmutzgas ohne Umlenkung direkt nach oben fortgeleitet wird.

Die Absaugvorrichtung der Abführanordnung muß mit einem re­ lativ großen, der Breite des Luftschleiers angepaßten An­ saugtrichter 32 versehen sein. Um die Wirksamkeit der Ab­ saugvorrichtung zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Ansaugwirkung gegenüber Schmutzgasteilen die sich im peri­ pheren Bereich der Ansaugöffnung befinden, wird die Ansaug­ öffnung in ihrem zentralen Bereich durch eine Platte 33 der­ art abgedeckt, daß zwischen der Platte und dem Umfang der Ansaugöffnung nur ein relativ schmaler Schlitz 34 frei bleibt. Hierdurch wird eine gleichmäßigere Ansaugung von Luft aus dem Bereich vor der Ansaugöffnung der Absaugvor­ richtung erreicht und das Vorbeiströmen von Teilen des För­ dergasstrom vorbei an der Absaugvorrichtung weitgehend un­ terbunden.

Um eine ungefähre Vorstellung über geeignete Abmessungen für die Anordnung nach der Erfindung zu vermitteln, kann, rein beispielhaft, eine Anordnung genannt werden, bei der die Dü­ senrohre 22 etwa drei Meter lang sind, einen Durchmesser von 100 mm haben und Düsenschlitze von etwa 100 mm Länge mit Zwischenräumen zwischen zwei Düsenschlitzen von ebenfalls etwa 109 mm aufweisen. Mit einer Schlitzbreite von 1,5 mm und einem Fördergasüberdruck von nur etwa 0,15 × 10⁵ Pa (ab­ soluter Druck etwa 1,15 at) lassen sich sehr wirksame Luft­ schleier von etwa drei Metern bei der genannten Beispielsan­ lage erzeugen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, daß die Anlage mit erheblich höherem Druck, beispielsweise mit 6 × 10⁵ Pa betrieben wird. Die bei der Versuchsanlage gemes­ sene Aufweitung des Luftschleiers betrug etwa 20 Grad (siehe Winkel Alfa in Fig. 1).

Claims (9)

1. Verfahren zur Abführung von partikelfreiem oder partikel­ haltigem Schmutzgas, welches von einer räumlich begrenzten Quelle ausgeht, unter Verwendung einer Absaugvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder mehreren Seiten der Schmutzgasquelle (1) mittels eines unter Druck stehenden Fördergases ein das Schmutzgas mitneh­ mender und eventuell umlenkender örtlich begrenzter Förder­ gasstrom (28) erzeugt wird, der direkt oder nach ein- oder mehrfacher Umlenkung durch weitere Fördergasströme (49) in den Einzugsbereich der Absaugvorrichtung (30) gedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß oberhalb der Schmutzgasquelle (1) ein örtlich begrenzter Fördergasstrom (28) erzeugt wird, der das aufsteigende Schmutzgas (2) umlenkt und mitnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an drei Seiten der Schmutzgasquelle (1) Fördergasströme erzeugt werden, die die Schmutzgasquelle von drei Seiten einhüllen und das von der Schmutzgasquelle aus­ gehende Schmutzgas mitnehmen.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß seitlich neben, seitlich oberhalb oder seitlich unterhalb der Schmutzgasquelle (1) mindestens eine Ausblasdüse (21) angeordnet ist, die an eine unter Druck stehende Fördergasquelle (22) angeschlossen ist und die mit ihrer Blasrichtung (27, 47) derart auf den Raum seitlich oder oberhalb der Schmutzgasquelle (1) gerichtet ist, daß das Schmutzgas (2) von dem Fördergasstrom (28) umgelenkt und mitgenommen oder nur mitgenommen wird, und daß die Absaug­ vorrichtung (30) derart plaziert ist, daß der mit dem Schmutzgas beladene Fördergasstrom (28) direkt oder nach ein- oder mehrfacher erneuter Umlenkung durch Fördergas­ ströme erzeugende Vorrichtungen der vorgenannten Art in den Einzugsbereich der Absaugvorrichtung (30) gedrückt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausblasdüse (21) als Schlitzdüse in einem Fördergas aufnehmenden Behälter oder Rohr (22) ausge­ bildet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausblas­ richtung der Ausblasdüse (21) und/oder die Längsrichtung der schlitzförmigen Ausblasdüse im wesentlichen horizontal ge­ richtet ist/sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausblas­ richtung der Ausblasdüse (21) und/oder die Längsrichtung der schlitzförmigen Ausblasdüse im wesentlichen vertikal ge­ richtet ist/sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß sie drei gegen­ einander abgewinkelte oder winklig zueinander angeordnete Behälter oder Rohre (22 a bis 22 c) enthält, die von drei Sei­ ten um die Schmutzgasquelle herum und seitlich gegenüber der Schmutzgasquelle versetzt angeordnet sind, wobei die Aus­ blasdüsen (21) so gerichtet sind, daß sie die Schmutzgas­ quelle im wesentlichen von drei Seiten umhüllen und das Schmutzgas durch ihre Fördergasströme (28 a bis 28 c) in seit­ licher Richtung umlenken und mitnehmen.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß sie drei gegen­ einander abgewinkelte oder winklig zueinander angeordnete Behälter oder Rohre (22 a bis 22 c) enthält, die an drei Sei­ ten um die Schmutzgasquelle herum und eventuell etwas unter­ halb der Schmutzgasquelle angeordnet sind, wobei die Aus­ blasdüsen (21) so gerichtet sind, daß sie die Schmutzgas­ quelle im wesentlichen von drei Seiten umhüllen und das Schmutzgas durch ihre Fördergasströme (28 a bis 28 c) in ver­ tikaler Richtung mitnehmen.