DE3431669C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Laborabzug oder dergleichen Abzugsvorrichtungen zur Absaugung von Gasen, Dämpfen und Schwebstoffen, mit einem Abzugsgehäuse mit einer vorderen Arbeitsöffnung und seitlich im Bereich dieser Öffnung sich vertikal erstreckenden Zuluftöffnungen sowie im rückwärtigen Bereich des Abzugsgehäuses angeordneten Absaugöffnungen. Weiterhin erstreckt sie sich auf ein Absaugverfahren für Gase, Dämpfe und Schwebstoffe aus einem Arbeitsraum mit Zulufteinleitung, insbesondere dem Abzugsgehäuse eines Laborabzugs, wobei im Bereich zweier benachbarter vertikaler Raumkanten im wesentlichen über die gesamte Raumhöhe Zuluft eingeleitet wird und im wesentlichen über die gesamte Raumhöhe mit der Zuluft angereichertes Schadgas abgesaugt wird.

Laborabzüge der genannten Art finden überall dort Verwendung, wo die Art der entstehenden Schadgase die Einleitung von Zuluft erforderlich macht. Es existieren in dieser Beziehung ins einzelne gehende gesetzliche Verordnungen. Durch die Einleitung von Zuluft im Bereich der Arbeitsöffnung entsteht eine schützende Strömung, die auch bei herabgesetzten Absaugmengen einen Austritt von Schadgasen aus der Arbeitsöffnung verhindern soll.

Aus der DE 32 08 622 C1 ist ein Laborabzug bekannt, bei der die Zuluft über vertikale oder horizontale Zuluftleisten in der Ebene der Arbeitsöffnung eingeleitet wird und die Absaugung durch Absaugöffnungen erfolgt, die in den an die Arbeitsöffnung anschließenden, jeweils senkrecht zur Erstreckung der Zuluftleisten liegenden Wandteilen erfolgt. Hiermit soll erreicht werden, daß im Abzugsgehäuse zumindest eine Wirbelströmung erzeugt wird, aus deren Kern die Absaugung erfolgen soll. Innerhalb der Wirbelströmung soll sich eine Strömungskomponente in Richtung auf die Absaugöffnung zu ausbilden.

Der hiermit beschriebene Laborabzug hat den Nachteil, daß bei vertikaler Wirbelachse mit einer Anordnung der Absaug­ öffnung im Boden oder in der Decke des Absauggehäuses ent­ weder, sich am Boden niederschlagende Dämpfe oder spezi­ fisch leichte, zur Decke aufsteigende Gase nicht von der Absaugung erfaßt werden können. Zufriedenstellende Ergeb­ nisse sind damit nur in einem begrenzten Bereich von An­ wendungen zu erwarten. Darüber hinaus treten bei einer Wirbelströmung erhebliche Strömungsverluste auf, so daß eine erhöhte Absaugleistung einzusetzen ist, was bei dauerndem Betrieb die Wirtschaftlichkeit merklich sinken läßt.

Um das Problem der sich niederschlagenden schweren Dämpfe zu lösen, die von in Seitenwänden oder in der Decke ange­ ordneten Absaugöffnungen nicht bewältigt werden können, ist nach der genannten Druckschrift eine zusätzliche Ab­ saugöffnung im Bodenbereich vorgesehen, für die eine be­ sondere Leistungsführung erforderlich ist. Dies erhöht den Bauaufwand und die Strömungsverluste.

Aus der US 32 54 588 ist ein Laborabzug der eingangs genannten Art bekannt. Mit diesem Abzug ist ein Verfahren der einleitend ebenfalls beschriebenen Art durchführbar. Durch diese Vorrichtung und durch dieses Verfahren wird somit jeweils die Gattung der unabhängigen Patentansprüche bestimmt.

Bei dem genannten Abzug sind die Abzugsöffnungen in einer durchgehend perforierten Rückwand vorgesehen, wobei ein kurzer, sich anschließender Abschnitt der Seitenwände ebenfalls perforiert ist. Nach dem hiermit durchführbaren Verfahren wird eine laminare und parallele Strömung über die gesamte Querschnittsfläche des Abzuges, ausgehend von den im Bereich der vorderen Kanten liegenden Zuluftöffnungen angestrebt. Wenn im Abzug Aufbauten, wie Stative, chemische Apparaturen und ähnliches stehen, entstehen hierbei Probleme da durch die großflächige Absaugung die Strömungsgeschwindigkeiten gering sind. Dies kann nur durch eine Erhöhung der Zuluftmengen und der Absaugmengen ausgeglichen werden, wodurch sich in nachteiliger Weise der Leistungsbedarf vergrößert. Zugerscheinungen für das Bedienungspersonal sind bei geöffnetem Fenster aufgrund der großen Zuluftmengen dann nicht auszuschließen.

Aus der genannten Entgegenhaltung sind weiterhin Einzelheiten bekannt, die sich auch im Zusammenhang mit dem Gegenstand der nachstehenden Erfindung als vorteilhaft erweisen und die im Verlaufe der Beschreibung der Erfindung somit als an sich bekannt bezeichnet werden.

Es sind weiterhin Laborabzüge mit einer mit Abstand zur Rückwand angeordneten Prallwand bekanntgeworden, die so verstellt werden kann, daß die Absaugung entweder über einen horizontalen Schlitz in Bodennähe oder über einen horizontalen Schlitz in Deckennähe erfolgen kann. Hiermit soll eine Anpassung an Dämpfe oder Gase von höherem oder geringerem spezifischem Gewicht als dem der Zuluft ermög­ licht werden. Der Nachteil hierbei ist es, daß bei fehler­ hafter Einstellung die Gefahr besteht, daß beispielsweise sich am Boden absetzende Dämpfe trotz ausreichender Zuluft­ einleitung und Absaugleistung aus der Arbeitsöffnung nach vorne austreten. Im übrigen erhöhen verstellbare Anord­ nungen den erforderlichen Bauaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Laborabzug und ein Absaugverfahren mit Zulufteinleitung vorzuschla­ gen, bei dem unabhängig von dem Verhältnis der spezifischen Gewichte der entstehenden Dämpfe oder Gase in Beziehung zur Zuluft eine vollständige Absaugung in jedem Fall sicherge­ stellt ist und ein Austritt aus der Arbeitsöffnung verhin­ dert wird. Hierbei soll gleichzeitig der Zuluftanteil in bezug auf die Absaugmenge möglichst hoch sein und dabei die Absaugmenge insgesamt zur Energieeinsparung bei der Absau­ gung geringgehalten werden.

Die Lösung besteht darin, daß bei einem Laborabzug der eingangs genannten Art jeder der beiden Zuluftöffnungen eine gesonderte Absaugöffnung zugeordnet ist, die sich parallel zu dieser im Bereich der benachbarten Raumkante vertikal erstreckt, wobei Rückwand und Seitenteile den Arbeitsraum im übrigen dicht abschließen. Gleichermaßen wird ein Abzugsverfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, nach dem das mit der Zuluft angereicherte Schadgas im Bereich der gegenüberliegenden vertikalen Raumkanten abgesaugt wird, wobei die Zuluft in einer im wesentlichen laminaren Strömung über die gesamte Raumhöhe in durch senkrechte Halbzylinder begrenzten Bereichen zwischen Zuluftöffnungen und Absaugöffnungen geführt wird.

Die Absaugmengen können mit der vorgeschlagenen Vorrichtung und dem Verfahren insgesamt reduziert werden, wobei ein ho­ her Zuluftanteil möglich ist. Trotz geringer Strömungsge­ schwindigkeiten senkrecht zur Ebene der Arbeitsöffnung ist aufgrund der erfindungsgemäßen Luftführung ein sicherer Be­ trieb ohne Schadgasaustritt gewährleistet. Durch die Redu­ zierung der absoluten Absaugmengen, die eine verringerte Leistung der Gebläse zuläßt, wird eine Energieeinsparung im Betrieb erzielt. Ein weiterer Beitrag zur Wirtschaft­ lichkeit kann unter dem Aspekt möglich werden, daß die Zuluft je nach Außenbedingungen oder Anwendungsfall zeit­ weise zur Vermeidung des Unterschreitens von Taupunkten vorgeheizt werden muß. Bei verringerten Absaugmengen kann entsprechend auch die Heizleistung verringert werden.

Darüber hinaus erfolgt, ohne besondere Einstellmaßnahmen oder ohne spezielle konstruktive Anpassungen an bestimmte Betriebsbedingungen die Absaugung der Zuluft mit den Schad­ gasen unabhängig von einer eventuell auftretenden Schich­ tung der letzteren in sicherer Weise dadurch, daß über die gesamte Raumhöhe abgesaugt wird, wie es als solches ähnlich bereits beschrieben worden ist. Durch die spezielle Zuordnung jeweils einer Absaugöffnung zu einer Zuluftöffnung von paralleler Erstreckung und Anordnung bilden sich hierbei im wesentlichen in Draufsicht halbzylindrische Strömungsbilder aus, die einen laminaren Strömungsverlauf aufweisen, so daß eine verlustarme Strömung erfolgt und auch insoweit die Leistung der benötigten Absauggebläse geringgehalten werden kann.

Eine weitere Reduzierung der Strömungsverluste wird durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der Zuluft und der Absaug­ kanäle erreicht, die gleichzeitig eine einfache Bauweise ermöglichen. Hierbei sind die Seitenteile des Abzugsge­ häuses in an sich bekannter Weise doppelwandig ausgestaltet und bilden parallelwandige Kanäle aus, deren Strömungsquerschnitt sich über die Höhe so erweitert bzw. verjüngt, daß unter Berücksichtigung der auf der ganzen Höhe des Abzugsgehäuses austretenden Zuluft bzw. abgesaugten Schadgase innerhalb der im wesentlichen senkrecht verlaufenden Strömungskanäle für die Zuluft und das Schadgas eine konstante Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Sofern die Zuluft beispielsweise von unten eingeleitet und die Schadgase oben abgesaugt werden, genügt ein einziger für sich vorbekannter Steg um jeweils einen Abluftkanal von einem Zuluftkanal abzutrennen. Die Absaugöffnungen können in bekannter Art mit einem Lochblech abgedeckt sein.

Eine weitere günstige Beeinflussung der Strömungsverläufe ist durch die Anordnung von vertikalen Lamellen in den Zuluftöffnungen zu erzielen, die so angeordnet sind, daß die Luft wie als solches bekannt, fächerförmig insbesondere über 45° Öffnungswinkel eingeleitet wird, wodurch eine Ausbildung von Strömungsfeldern erzeugt wird, die im wesentlichen das ganze Abzugsgehäuse ausfüllen.

Es hat sich herausgestellt, daß mit einem erfindungs­ gemäßen Laborabzug ein Zuluftanteil von über 90% in bezug auf die Absaugmenge möglich ist, ohne daß ein Zurückdrü­ cken in den Laborraum zu befürchten ist. Um bei dem gesetz­ lich vorgeschriebenen Unterdruck von 10 Pascal im Labor­ raum einen Sicherheitsbereich einzuhalten, sollte jedoch in der Regel mit einer etwas geringeren Luftzugabe gearbei­ tet werden. Mit den erfindungsgemäßen Laborabzügen lassen sich Abzugsmengen von bis zu 600 m³ pro Meter Einzugs­ breite je Betriebsstunde ohne weiteres darstellen. Als bevorzugte Maße, bei denen eine äußerst zufriedenstellende Wirkung der vorliegenden Erfindung eintritt, hat sich eine Breite des Laborabzugs von 1200 bis 1500 mm und eine Tiefe von 900 mm ergeben. Bevorzugte Werte für die Breite der Zuluftöffnung liegen bei 50 mm und für die Breite der Absaugöffnung bei 100 mm.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf Laborabzüge beschränkt, sondern auch auf Arbeitsräume als Ganzes übertragbar, in denen eine verlustarme Luftumwälzung stattfinden soll. Je nach der Form und Größe der Räume kann dabei auch die Zahl der Zuluftöffnungen bzw. Absaug­ öffnungen erhöht werden, wobei beispielsweise jeweils in Wandmitte weitere, sich über die ganze Raumhöhe erstreckende Zuluft- oder Absaugöffnungen angeordnet werden können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den un­ tergeordneten Patentansprüchen sowie aus der Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Laborabzug in perspek­ tivischer Darstellung in Vorderansicht.

Fig. 2 zeigt einen Laborabzug nach Fig. 1 im Querschnitt.

Die Strömungsfäden sind jeweils durch Pfeile dargestellt.

In Fig. 1 ist ein Abzugsgehäuse 1 mit einer vorderen Ar­ beitsöffnung 4 erkennbar, die den unteren Teil der Vorder­ seite freigibt, während der obere Teil des Gehäuses ver­ schlossen ist. Die Arbeitsöffnung kann durch ein Schiebe­ fenster verschließbar sein, wobei dieses je nach Bedarf heruntergeschoben werden kann, so daß nur ein unterer Ar­ beitsbereich für den Zugriff freibleibt. Ein derartiges Schiebefenster kann auch die Arbeitsöffnung 4 ganz ver­ schließen, sofern in der Fensterfläche Durchgriffe vorge­ sehen sind. Jeweils im Bereich der vorderen vertikalen Kanten des Abzugsgehäuses 1 sind Zuluftöffnungen 2 er­ kennbar, die mit Lamellen 5 bestückt sind. Im Bereich der hinteren vertikalen Kanten des Abzugsgehäuses 1 sind je­ weils Abzugsöffnungen 3 vorgesehen, die mit Lochblechen 6 verdeckt sind. Zuluftöffnungen und Abzugsöffnungen haben über die gesamte Höhe des Abzugsgehäuses gleichbleibende Breite. Der Verlauf der Strömungsfäden der Zuluft im Ge­ häuse ist durch Pfeile in zwei Ebenen beispielhaft perspek­ tivisch dargestellt.

In Fig. 2 ist das Abzugsgehäuse 1 mit der Arbeitsöffnung 4, einer einfachen Rückwand 7 und doppelwandigen Seiten­ teilen im Querschnitt dargestellt. Zwischen den Wänden der Seitenteile 8 befinden sich querverlaufende Stege 9, durch die Zuführkanäle 10 und Abführkanäle 11 ausgebildet wer­ den. Im vorderen Bereich jedes Zuführkanals 10 ist jeweils zum Inneren des Arbeitsraumes 12 die Verbindung über die Zuluftöffnung 2 hergestellt, in der die Lamellen 5 mit nach hinten zunehmender Anstellung angeordnet sind. Vom Abführkanal 11 erfolgt die Verbindung zum Arbeitsraum je­ weils über eine mit einem Lochblech 6 versehene Abzugs­ öffnung 3. Es ist erkennbar, daß zwei symmetrische Strö­ mungsbereiche entstehen, die jeweils von einem Halbzy­ linder so begrenzt sind, daß der mittlere Bereich des Arbeitsraumes von den zwei Strömungsbereichen erfaßt wird. Kleinere Wirbel können sich ausschließlich im Bereich der Seitenteile 8 ausbilden, die üblicherweise nicht zum eigentlichen Arbeitsbereich gehören. Ein Austritt von Schadgasen durch die Arbeitsöffnung 4 ist durch die Zulufteinleitung verhindert. Durch den fächerartigen Austritt der Zuluft wird sichergestellt, daß der gesamte Arbeitsraum 12 von der Durchströmung erfaßt wird.

• Bezugszeichenliste
   1 Abzugsgehäuse
   2 Zuluftöffnung
   3 Abzugsöffnung
   4 Arbeitsöffnung
   5 Lamellen
   6 Lochblech
   7 Rückwand
   8 Seitenteil
   9 Steg
  10 Zuführkanal
  11 Abführkanal
  12 Arbeitsraum.

Claims (12)

1. Laborabzug oder dergleichen Abzugsvorrichtung zur Ab­ saugung von Gasen, Dämpfen und Schwebstoffen, mit einem Abzugsgehäuse mit einer vorderen Arbeitsöffnung und zwei seitlich im Bereich dieser Öffnung sich ver­ tikal erstreckenden Zuluftöffnungen sowie im rückwär­ tigen Bereich des Abzugsgehäuses angeordneten Absaug­ öffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Zuluftöffnungen (2) eine geson­ derte Absaugöffnung (3) zugeordnet ist, die sich pa­ rallel zu dieser im Bereich der benachbarten Raumkante vertikal erstreckt, wobei Rückwand (7) und Seitenteile (8) den Arbeitsraum (12) im übrigen dicht abschließen.

2. Abzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (8) des Abzugsgehäuses (1) doppelwandig sind und Zuführkanäle (10) und Abführkanäle (11) ausbilden.

3. Abzug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen doppelten Wänden der Seitenteile (8) des Abzugsgehäuses (1) quer verlaufende Stege (9) eingesetzt sind, die die Zuführkanäle (10) und die Abführkanäle (11) begrenzen.

4. Abzug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (9) zwischen den Wänden der Seitenteile (8) derart zur Vertikalen geneigt eingesetzt sind, daß die Strömungsquerschnitte in den Zuführkanälen (10) und/oder in den Abführkanälen (11) über die gesamte Höhe proportional zur durchtretenden Strömungsmenge sind.

5. Abzug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei entgegengesetzter Strömungsrichtung in den Zuführkanälen (10) und den Abführkanälen (11) jeweils ein einziger zur Vertikalen geneigter Steg (9) zwischen den Wänden jeden Seitenteils (8) die benachbarten Kanäle voneinander trennt.

6. Abzug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöffnungen (2) und die Absaugöffnungen (3) über ihre gesamte Höhe von gleichbleibender Breite sind.

7. Abzug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugöffnungen (3) mit einem Lochblech (6), vorzugsweise mit einem Lochanteil von 50% abgedeckt sind.

8. Abzug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöffnungen (2) mit vertikalen Lamellen (5) zur Luftleitung versehen sind, die vorne parallel zur Ebene der Arbeitsöffnung (4) liegen und eine nach hinten zunehmende Neigung zu dieser Ebene aufweisen.

9. Absaugverfahren für Gase, Dämpfe und Schwebstoffe aus einem Arbeitsraum mit Zulufteinleitung, insbesondere aus dem Abzugsgehäuse eines Laborabzugs nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei im Bereich zweier benachbarter vertikaler Raumkanten im wesentlichen über die gesamte Raumhöhe Zuluft eingeleitet wird und im wesentlichen über die gesamte Raumhöhe mit der Zuluft angereichertes Schadgas abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Zuluft angereicherte Schadgas im Bereich der gegenüberliegenden vertikalen Raumkanten abgesaugt wird, wobei die Zuluft in einer im wesentli­ chen laminaren Strömung über die gesamte Raumhöhe in durch senkrechte Halbzylinder begrenzten Bereichen zwi­ schen Zuluftöffnungen und Absaugöffnungen geführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Strömungsbereiche mit jeweils einer Zuluftöffnung und einer Absaugöffnung symmetrisch zur längeren Erstreckung des Arbeitsraumes vorgesehen sind, die sich im Bereich der Raummitte tangieren.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft in Draufsicht jeweils fächerförmig im Bereich einer Ecke des Raumes eingeleitet wird, wobei eine Begrenzung des Öffnungswinkels durch eine Parallele zu einer Wand des Raumes gegeben ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel der in Draufsicht fächerförmigen Lufteinleitung etwa 45° beträgt.