DE2720206A1

DE2720206A1 - Verfahren und vorrichtung zum entlueften von arbeitsplaetzen bei industriemaschinen

Info

Publication number: DE2720206A1
Application number: DE19772720206
Authority: DE
Inventors: Marion Leonard Eakes
Original assignee: ML Eakes Co
Current assignee: ML Eakes Co
Priority date: 1976-05-06
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1977-11-17
Also published as: JPS52135499A; CA1078246A; GB1572835A; US4108051A; US4125062A; DE7714263U1; US4050367A

Description

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TELEFON (Ο811) 224337 r. 292501 TKLKGHAHHADRESSE :

BAVAiuAPATKNT München

TELEX 6-24471

5. Mai 197 7
lA-3806

272Ü206

Patentanmeldung

M. L. EAKES COMPANY Greensboro, N.C. 27407, U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Entlüften von Arbeitsplätzen bei Industriemaschinen

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DR. ElUCII NEUGEDAUKK

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lA-3806

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Entlüften von Arbeitsplätzen bei Industriemaschinen.

Bei bestimmten industriellen Prozessen, z.B. beim Verziehen und Kräuseln von synthetischen Fasersträngen und dergl. und bei ähnlichen industriellen Prozessen entstehen erhebliche Mengen von Dampf, Dunst, Rauch und/oder Ölgasen, die im folgenden auch als "Abgase¹¹ bezeichnet werden. Es ist natürlich erforderlich, diese verunreinigten Gase zu sammeln und sie nicht in die Atmosphäre des Arbeitsraums entweichen zu lassen, der die Maschine umgibt. Es ist allgemein üblich geworden, Abzughauben oberhalb solcher Arbeitsplätze zu verwenden, die an ihrem Eintritt einen starken Unterdruck erzeugen, um große Mengen Luft anzusaugen und das Sammeln aller verunreinigten Abgase zu gewährleisten.

Bis vor wenigen Jahren brachte die große Aufnahme verunreinigter Luft keine besonderen Probleme mit sich, da die gesammelten Abgase direkt an die Außenluft oder Atmosphäre in der Umgebung des Industriebetriebs ohne Eontrolle der Verunreinigungsstoffe abgegeben werden konnten. Im Zeichen des Umweltschutzes und neuer Gesetze über die Abgave von ver-

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unreinigten Abgasen an die Atmosphäre ist es jedoch notwendig geworden, alle verschmutzten Abgase vor ihrer Abgabe an die Atmosphäre zu reinigen. Zu solchen Gasabscheidungseinrichtungen gehören Luftwäscher, Zyklone, Separatoren, Skrubber, mechanische und elektrostatische Filter und dergl., die ziemlich kompliziert und teuer sind. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, daß Größe und Leistung solcher Luftreinigungseinrichtungen durch die Menge der sie passierenden Luft und nicht durch die relative Sauberkeit oder Verunreinigung dieser Luft bestimmt sind. Mit anderen Worten, wenn es erforderlich ist, etwa 230 m /min Luft von einem Arbeitsplatz abzusaugen, um das Sammeln aller an diesem Arbeitsplatz erzeugten Abgase sicherzustellen, bedeutet es hinsichtlich der Leistung keinen Unterschied, ob die abgesaugten Gase 5 ppm oder 100 ppm Verunreinigungsteilchen enthalten. Die Vorrichtung reinigt schmutzige Luft ebenso leicht wie nur wenig verunreinigte Luft und muß auf der Basis der Aufnahme von etwa 230 m /min und nicht auf der Basis der relativen Verschmutzung der Luft gewählt werden. Es geschieht daher häufig, daß kostspielige Vorrichtungen zur Verringerung der Luftverschmutzung erforderlich sind, um Luft zu reinigen, die relativ wenig verschmutzt ist. Wenn außerdem große Luftmengen aus dem Raum oberhalb des Arbeitstisches abgesaugt werden, muß diese Luft auf irgendeine Weise ersetzt werden. Das Ergebnis ist, daß die durch eine herkömmliche Abzughaubenvorrichtung abgesaugte Luft durch die Raum- oder Zusatzluft ersetzt wird.

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Ferner ist es bei einem Unterdruck oder einer Saugwirkung relativ schwierig, alle verunreinigten Abgase zu sammeln, die etwa 60 bis 90 cm unterhalb des Einlasses der Abzughaube entstehen. Ein Teil der Abgase geht durch die seitliche Öffnung oder öffnungen verloren, bevor sie den verhältnismäßig hoch liegenden "Auffangpunkt" erreichen; dies ist der Punkt, an dem die Abgase durch die am Haubeneinlaß ausgeübte Saugwirkung stark genug beeinflußt werden, um sicherzustellen, daß sie in die Abzughaube eingesaugt werden.

Die Erfindung ist daher auf eine Ventilationsvorrichtung und im besonderen auf eine verbesserte Abzughaube gerichtet, die oberhalb eines Arbeitsplatzes in einem Industriebetrieb angeordnet ist, an dem verunreinigte Abgase entstehen. Gemäß der Erfindung wird ein Teil der gesammelten Abgase abgetrennt, bevor sie in die Reinigungseinrichtung eingeführt werden. Der abgetrennte Teil der Abgase wird durch eine Luftdüse zurückgeführt, die dem Lufteinlaß der Abzughaube nahe benachbart und auf ihn gerichtet ist. Dieser Strahl verunreinigter Luft wird daraufhin sofort von dem Lufteinlaß aufgenommen und veranlaßt dadurch die dort erzeugte Unterdruckzone, den "Auffangpunkt¹¹ für die verunreinigten Abgase gegenüber dem darunter befindlichen Arbeitstisch tiefer zu legen, wodurch die Auffangzone verbessert und vergrößert wird. Außerdem ist es wichtig, daß dadurch, daß nur ein Teil der verunreinigten Abgase abgesaugt oder direkt in die Reinigungseinrichtung eingeführt wird, die erforderliche Leistung einer solchen Reinigungseinrichtung entsprechend reduziert wird, was sowohl zu niedrigeren Anschaffungs- als auch Unterhaltungskosten

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führt. Schließlich geht auch weniger Zusatzluft verloren, da ein Teil der in die Abzughaube eintretenden Luft aus der zurückgeführten verunreinigten Luft besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilationsvorrichtung zu schaffen, die mit einer Reinigungseinrichtung geringerer Leistung als bisher bekannt verunreinigte Gase sammelt und saubere Luft an die Atmosphäre abgibt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung des Sammelns der bei bestimmten industriellen Prozessen entstehenden verunreinigten Abgase. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Ventilationsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der nach dem Sammeln und vor dem Filtrieren ein Teil der verunreinigten Abgase zurückgeleitet und auf den Einlaß der Abzughaube in Form eines Luftstrahls gerichtet wird. Die Leistung der Reinigungseinrichtung kann daher verkleinert werden, und der Luftstrahl schafft einen zusätzlichen Luftweg mit der Wirkung eines Venturirohrs, wodurch ein verbessertes Sammeln der verunreinigten Luft ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß werden verunreinigte Abgase, die an einem Arbeitstisch oder -platz mit einer oder mehreren offenen Seiten des Raums oberhalb des Arbeitstisches entstehen und normalerweise in die den Arbeitsplatz umgebende Atmosphäre aufsteigen, in einer Abzughaube gesammelt, zu der ein Einlaß gehört, der sich parallel zu und allgemein oberhalb jeder der offenen Seiten erstreckt. Ein erster Teil dieser gesammelten Abgase wird weitergeleitet, um in einer Reinigungseinrich-

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tung bekannter Art gefiltert zu werden; ein zweiter Teil der verunreinigten Abgase wird jedoch zurückgeführt und durch eine auf den erwähnten Einlaß gerichtete Düse in die Abzughaube eingeführt, um das Sammeln der Abgase zu verbessern und die erforderliche Leistung der Filtriereinrichtung sowie die Aufnahme von Zusatzluft aus dem den Arbeitstisch umgebenden Raum zu verringern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeipt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einer Textilmaschine, wobei der obere Teil einer Seitenwand zur besseren Sichtbarmachung weggelassen ist;

Fig. 2 einen Querschnitt einer Vorrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. 1, der schematisch den Strömungsweg der Abgase und den zurückgeführten Luftstrahl relativ zu der Vorrichtung zeigt; und

Fig. 3 einen Fig. 2 ähnelnden Querschnitt, der jedoch eine abgeänderte Anordnung zum Umlenken eines Teils der verunreinigten Abgase in Richtung auf den Einlaß veranschaulicht.

In den Zeichnungen ist schematisch eine Industriemaschine mit einem Arbeitstisch V dargestellt, auf oder an dem ein Herstellungsprozeß stattfindet, der zur Entstehung von Rauch, Dampf, Dunst und/oder anderen gasförmigen Abscheidungen führt, die aus dem Raum oberhalb des Arbeitstisches W entfernt werden müssen, bevor sie sich in der den Arbeitstisch umgebenden

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Atmosphäre verteilen können. Gemäß Fig. 1 ist der Arbeitstisch an drei Seiten und von oben von einer Ventilationsvorrichtung 10 umgeben. Zu einer Abzughaube 12 gehört ein Einlaß 14, der sich in ihrer unteren Wand entlang der vorderen oder offenen Seite des Raums oberhalb des Arbeitstisches V erstreckt und mit ihr zusammenarbeitet. Ein Abgasgebläse 16 saugt die Abgase von dem Arbeitsplatz durch den Einlaß 14 in die Haube 12 und gibt sie durch die Auslaßleitung 18 und einen geeigneten Gasabscheider 20 an die Atmosphäre ab.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß man, obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 1 der Arbeitstisch auf drei Seiten von Wänden umgeben ist, eine oder zwei oder alle drei Wände fortlassen kann, so daß nur die Haube 12 vorhanden ist. In einem solchen Fall besitzt die Abzughaube eine entsprechende Einlaßöffnung 14 oberhalb Jeder offenen Seite des Raums oberhalb des Arbeitstisches V/. Würden also alle Seitenwände fortgelassen, hätte die Abzughaube 12 vier Einlaßöffnungen, von denen sich jede parallel zu und in einem Abstand über den Rändern des Arbeitstisches W erstreckt.

Innerhalb der ersten Leitungsanordnung 18 ist eine Gasstromteilungseinrichtung 21 zum Teilen des Gasstroms und zum Zurückleiten eines vorbestimmten Teils desselben in eine zweite oder Rückfuhrleitungsanordnung 22 angeordnet, die die zurückgeleitete Absaugluft zurück in Richtung auf den Einlaß der Abzughaube 12 leitet. Die zurückgeleiteten Abgase treten in

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eine Sammelkammer 24 ein, von der aus die auf den Einlaß 14 gerichtet werden. Eine LuftdUse oder ein Schlitz 26 bildet den einzigen Austritt für die zurückgeleiteten Abgase zum Verlassen der Saramelkammer 24, und diese LuftdUse 26 richtet das zurückgeleitete Abgas auf den Einlaß 14 der Abzughaube

Genauer gesagt, ist der Arbeitstisch W von einer Umschließung 10 umgeben, innerhalb deren industrielle Prozesse jeder Art durchgeführt werden können, z.B. das Verziehen und Kräuseln von synthetischen Fasersträngen zur Garnherstellung und andere Vorgänge, die im wesentlichen automatisch ablaufen und zur Entstehung von erheblichen Mengen Rauch, Dampf, Dunst oder anderen gasförmigen Ausscheidungen führen, die abgesaugt und entfernt werden müssen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist die Umschließung mit Seiten- und Rückwänden 30, 32, 34 und einer oberen Wand 36 dargestellt. Wie bereits erwähnt, bezieht sich die Erfindung trotz der bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel vorhandenen Seiten- und Rückwände 30, 32 und 34 auch auf Vorrichtungen ohne Seiten- und Rückwände, so daß der Raum oberhalb des Arbeitsplatzes auf allen Seiten völlig offen sein könnte, abgesehen von der darüber angeordneten Abzughaube 12.

Die obere Wand 36 der Umschließung 10 dient als Basisteil oder Boden der Abzughaube 12, und über dieser erstreckt sich von der Vorderkante aus eine zweite obere Wand 38. Von der Vorderkante der oberen Wand 38 ragt eine Vorderwand 40 nach unten, zu der ein nach innen abgewinkelter unterer Wandabschnitt 42 und eine nach oben abgewinkelte Abkantung 41

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gehören, die zusammen mit einer Innenwand 44 eine vordere Sammelkammer 24 bilden. Eine Düse zur Zuführung der zurückgeleiteten Luft in Form eines Schlitzes 26 erstreckt sich quer über die Innenseite der vorderen Sammelkammer 24 parallel zu dem Einlaß 14 und richtet einen Luftstrahl nach oben und innen gegen den Abgaseinlaß 14.

Eine abgewinkelte Lippe 37 ragt von der Vorderkante der unteren Wand 36 nach unten und endet in einem Abstand von der Oberkante der Abkantung 41, um den Schlitz 26 zu bilden. Die aufrechte Wand 44 erstreckt sich zwischen der Schnittlinie der Lippe 37 mit der unteren Wand 36 und der oberen Wand 38, um die vordere Sammelkammer 24 von dem dahinterliegenden Hauptteil der Abzughaube 12 zu trennen. Der Einlaß 14 ist so angeordnet, daß er sich quer über die untere Wand 36 dicht neben und etwas hinter der senkrechten Wand 44 erstreckt. Dieser Einlaß 14 erstreckt sich entlang der oberen vorderen Begrenzung des Arbeitsraums über dem Arbeitstisch W und läßt Abgase sowie den Luftstrahl aus der Düse 26 in den Hauptteil der Abzughaube 12 eintreten. Würden eine oder mehrere der Seitenwände 30, 32 und 34 fortgelassen, wären natürlich eine gesonderte Luftdüse 26 und ein gesonderter Einlaß 14 für jede Seite in der entsprechenden Anordnung gemäß Fig. 1 vorhanden.

Zweckmäßig erstrecken sich zwei Auslaßleitungen 46 von der Oberwand 38 der Abzughaube 12 nach oben und münden in eine gemeinsame Leitung 18, in der ein erstes Gebläse 16 zum Zweck des Entfernens von Abgasen von dem Arbeitsplatz und zu ihrer Förderung zu der Reinigungseinrichtung 20 angeordnet ist.

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Auf das Gebläse 16 folgt eine Trennungseinrichtung 21 in Form einer Wand oder eines Umlenkorgans, das sich in Richtung des Strömungsweges erstreckt und den Luftstrom in der Leitung 18 auf zwei Strömungswege verteilt. Ein erster Weg führt weiter durch den Leitungszweig 48 in die Reinigungseinrichtung 20. Der zweite Zweig 22 verbindet die Leitung mit der vorderen Samme1kammer 24 und fördert durch die Düse 26 eine zweite Menge der schmutzigen Abgasluft in die Sammelkammer zur Neuverteilung. Gegebenenfalls kann ein zweites Gebläse 50 in der Leitung 22 angeordnet sein, um die Forderung der schmutzigen Abgasluft in die Sammelkammer 24 zu unterstutzen.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 3 ist eine Sammelkammer 24* getrennt von der Abzughaube 12 in einem Abstand nach vorn von der Einlaßöffnung 14' vorgesehen. Bei dieser Ausfuhrungsform konvergieren die Vorderwand 40' der Haube 12' und der untere Teil 41· der vorderen Wand nach unten, und die Sammelkammer 24' ist von hier aus etwas nach außen und unten versetzt am Ende der Leitung 22* angeordnet. Der Luftstrahl bzw. die Düse 26' ist wiederum auf den Einlaß 41' gerichtet, aber in einem etwas größeren Abstand von diesem als in Fig. 1 und 2.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 3 ist die Leitungsanordnung so bemessen und eingerichtet, daß annähernd 50% der verunreinigten Abgase, die die Abzughaube 12 durch die Leitung 18 verlassen, zur Rückführung in die vordere Sammelkammer 24 abgezweigt werden. Bei dieser Rückführung der Hälfte

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der verunreinigten Abgase kann die Leistung der Reinigungseinrichtung 20 auf etwa die Hälfte der normalerweise erforderlichen Größe reduziert werden, was zu erheblichen Einsparungen führt. Außerdem ermäßigen sich die Kosten für die Zusatzluft für den den Arbeitsplatz umgebenden Raum, da weniger Raumzusatzluft verloren geht. Ferner hat die Ableitung und Rückführung dieses Teils des verunreinigten Abgases durch die Düse 26 einen zusätzlichen günstigen Einfluß auf das Sammeln der von unten kommenden Abgase durch die Tieferlegung ihres "Auffangpunktes" in die Nähe des Arbeitstisches V.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht*

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Claims

ANSPRÜCHE

[ 1. Ventilationsvorrichtung für Industriemaschinen, bei denen ein Arbeitsprozeß auf einem Arbeitstisch stattfindet, an dem eine erhebliche Menge verunreinigter Abgase entsteht, dadurch gekennzeichnet , daß eine Abzugeinrichtung (10) in einem Abstand oberhalb des Arbeitstisches (W) angeordnet ist, die mindestens eine teilweise offene Seite aufweist, daß zu der Abzugeinrichtung eine Haube (12) gehört, die sich über dem Raum oberhalb des Arbeitstisches erstreckt und ihn überdeckt, daß zu der Haube eine obere Wand (38) gehört, von der aus sich mindestens eine erste Leitung (18) erstreckt, durch welche die verunreinigten Abgase die Haube verlassen, eine untere Wand (36), durch die mindestens ein Einlaß (14) führt, der sich allgemein parallel zu und über die ganze Länge der offenen Seite erstreckt und durch den die verunreinigten Abgase in die Haube eintreten, sowie ein vorderer Sammelkammerabschnitt (24) der Abzughaube mit einer etwas vor und unterhalb des Einlasses angeordneten, auf diesen Einlaß gerichteten Düse (26), wobei die Haubeneinrichtung im übrigen gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgeschlossen ist, daß eine zweite Leitung (22) vorhanden ist, die die erste Leitung mit der vorderen Sammelkammer verbindet, daß in der

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ersten Leitung in Strömungsrichtung hinter dem Anschlußpunkt der zweiten Leitung eine Gasabscheidereinrichtung angeordnet ist, daß in der ersten Leitung in Strömungsrichtung oberhalb der genannten Gasabscheidereinrichtung (20) eine Einrichtung (21) zum Abtrennen eines Teils der verunreinigten Abgase angeordnet ist, wobei ein erster Teil in die zweite Leitung und ein zweiter Teil weiter zu der erwähnten Filtereinrichtung geleitet wird, und daß eine Gebläseeinrichtung (16) zum Aufbringen eines Unterdrucks auf den Einlaß und zum Fördern der verunreinigten Abgase in die genannten ersten und zweiten Leitungen hinein und durch sie hindurch vorhanden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Teilungseinrichtung eine Umlenkwand (21) gehört, die in die erste Leitung (18) hineinragt und mit der zweiten Leitung (22) verbunden ist, um einen Teil der Abgase in die zweite Leitung zu führen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der vorderen Sammelkammer (24) eine Vorderwand (40) gehört, die sich von der Vorderkante der oberen Wand (38) nach unten erstreckt, ein nach innen abgewinkelter unterer Wandabschnitt (42) der Sammelkammer, der von der Unterkante der Vorderwand nach hinten ragt, eine nach oben abgewinkelte Abkantung (41), die sich von der Hinterkante des unteren Sammelkammerwandabschnitts nach oben erstreckt, eine nach unten gerichtete Lippe (37), die von der Vorderkante der oberen Haubenwand nach unten ragt und in einem Abstand von der Oberkante der nach oben ragenden Abkantung endet, um die Luft-

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düse (26) zu bilden, sowie eine Innenwand (44), die die obere Haubenwand (38) mit einem Punkt der unteren Haubenwand (36) zwischen dem Einlaß (14) und der Luftdüse verbindet, um die Haube in einen Hauptteil und die vordere Sammelkammer zu unterteilen.
4. Ventilationsvorrichtung für industrielle Prozesse, die auf einem Arbeitstisch stattfinden, an dem erhebliche Mengen verunreinigter Abgase entstehen, gekennzeichnet durch eine Abzughaube (12) mit einem auf den Arbeitstisch gerichteten Einlaß (14, 14·) und einer Auslaßleitung (18), eine Gasabscheidereinrichtung (20), die an die Auslaßleitung in Strömungsrichtung unterhalb der Abzughaube angeschlossen ist, eine Rückführungsleitung (22, 22·), die von der Auslaßleitung in Strömungsrichtung oberhalb der Gasabscheidereinrichtung abzweigt, eine etwas unterhalb des Abzughaubeneinlasses angeordnete und auf ihn gerichtete Luftdüse (26, 26»), die betriebsmäßig mit der Rückführungsleitung verbunden ist, um rückgeführte Abgase aufzunehmen und sie in Richtung auf den Einlaß abzugeben, eine Einrichtung (21) zum Teilen des Luftstroms in der Auslaßleitung, um den Abgasstrom in zwei Teile zu teilen, wobei ein Teil durch die Auslaßleitung weiter zu der Gasabscheidereinrichtung strömt und ein zweiter Teil in die Rückführungsleitung gelenkt wird, sowie eine Gebläseeinrichtung (16) in der Auslaßleitung, um an dem Auslaß eine Saugwirkung zu erzeugen und die gesammelten Gase in und durch die Auslaßleitung und die Rückführungsleitung zu fördern.

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5. Ventilationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzughaube (12) eine obere Wand (38) und eine untere Wand (36) aufweist, eine Vorderwand (40), die von der Vorderkante der Oberwand aus nach unten ragt, eine nach innen ragende untere Sammelkammerwand (42) mit einer nach oben abgewinkelten Abkantung (41), die sich von ihrer Hinterkante nach oben erstreckt, eine sich von der Vorderkante der unteren Haubenwand nach unten erstreckende Lippe (37), die in einem Abstand von der Oberkante der nach oben ragenden Abkantung endet, um eine Luftdüse (26) zu bilden, sowie eine innere Wand (44), die eine der oberen und vorderen Wände mit einem Punkt der unteren Haubenwand zwischen dem Einlaß (14) und der Luftdüse (2S) verbindet, um die Haube in einen Hauptabschnitt und die vordere Sammelkammer (24) zu unterteilen.
6. Verfahren zum Sammeln und Abführen verunreinigter Abgase, die an einem Arbeitstisch entstehen, durch den Einlaß einer Abzughaube, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Sammeln der Abgase und vor ihrer Behandlung durch eine Gasabscheidereinrichtung zum Abscheiden und Entfernen der Verunreinigungsteilchen ein Teil der gesammelten verunreinigten Abgase zurückgeleitet und in Form eines Luftstrahls auf den Einlaß von einem Punkt aus gerichtet werden, der in einem geringen Abstand von dem Einlaß in Richtung auf den Arbeitstisch liegt, wodurch die zurückgeleitete Luft eine Senkung des Auffangpunktes der Abgase bewirkt und die Leistung der Gasabscheidereinrichtung reduziert werden kann.

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