DE69207056T2 - Method and device for ventilation of a treatment room - Google Patents

Method and device for ventilation of a treatment room

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Abstract

A method of providing ventilation for a processing space (1) with an access opening (3) from the surroundings, the space being separated from the surroundings by blowing treated supply air (A) into it to form an air curtain (5) at the opening in order to prevent the entrance of surrounding air. To enable an efficient separation of the space even with a great temperature difference between the supply air and the surrounding air, the supply air is blown to form a free circulation flow (A') in the space. The direction of the circulation flow at the opening is opposite to the direction of convection flows (B) of surrounding air created by the temperature difference, and the flow rate at the opening is greater than that of the convection flows. In an equipment for realizing the method, devices (6, 7) for introducing supply air are mounted to create a free circulation flow (A') in the processing space (1), forming an air curtain at the opening. <IMAGE>

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Luftzufuhr für eine Produktionslinie oder ähnlichen Bearbeitungsraum der von der Umgebung getrennt ist und in dem eine Zugriffsöffnung, die über der Bodenebene angeordnet ist, von der Umgebung führt, wobei der Bearbeitungssraum von der Umgebung durch Einblasung behandelter Versorgungsluft in den Bearbeitungsraum getrennt, so daß ein Luftvorhang, der den Eintritt von Umgebungsluft verhindert, in dem Gebiet der offnen Zugriffsöffnung des Bearbeitungsraumes gebildet wird.This invention relates to a method and apparatus for providing air supply to a production line or similar processing space which is separated from the environment and into which an access opening arranged above the floor level leads from the environment, the processing space being separated from the environment by blowing treated supply air into the processing space so that an air curtain preventing the entry of ambient air is formed in the area of the open access opening of the processing space.

Besondere Anforderungen werden an die Temperatur, die Reinheit oder andere Eigenschaften der Luft der Lebensmittelindustrie, der Elektronikindustrie, etc. gestellt. In der Lebensmittelindustrie z.B., sollte ein Produkt unter 100 Celsius behandelt werden, um seine Konservierung zu garantieren und aus hygienischen Gründen im allgemeinen. Dies erfordert extrem hohe Kühlleistungen und verursacht Gesundheitsrisiken bei den Arbeitern.Special requirements are placed on the temperature, purity or other properties of the air in the food industry, the electronics industry, etc. In the food industry, for example, a product should be treated below 100 degrees Celsius to guarantee its preservation and for hygiene reasons in general. This requires extremely high cooling capacities and causes health risks for workers.

In der Elektronikindustrie, werden Arbeitsstadien, die hohe Reinheit erfordern in Bearbeitungsräumen, in sogenannte Laminarschränken, die von dem Rest des Fabrikraumes getrennt sind, durchgeführt. Der Arbeiter steht außerhalb des Schrankes und das Werkstück ist in dem Schrank, der an der Vorderseite offen ist und in den Luft, die zu einem sehr hohen Reinheitsgrad gefiltert ist, gewöhnlich durch seine Decke eingeführt wird. Die Arbeit kann so unter extrem reinen Bedingungen durchgefühhrt werden, ohne die Luft in dem gesamten Fabrikraum zu einem derart hohen Reinheitsgrad filtern zu müssen. In dem kleinen Schrank, kann die Luftaustauschrate bei vernünftigen Kosten auf einem sehr hohen Niveau gehalten werden, gewöhnlich bei mehreren 100 Malen pro Stunde, und so können die Strömungsbedingungen leicht kontrolliert werden, falls die Reinheit der Luft die einzige Anforderung ist.In the electronics industry, stages of work requiring high cleanliness are carried out in processing rooms, called laminar flow cabinets, which are separated from the rest of the factory space. The worker stands outside the cabinet and the workpiece is in the cabinet, which is open at the front and into which air filtered to a very high degree of cleanliness is usually introduced through its ceiling. The work can thus be carried out under extremely clean conditions without raising the air in the entire factory space to such a high level. purity level. In the small cabinet, the air exchange rate can be maintained at a very high level, usually several hundred times per hour, at a reasonable cost, and so the flow conditions can be easily controlled if air purity is the only requirement.

Die deutsche Offenlegungsschrift 2 030 565 offenbart ein System zum Steuern der Reinheit der Luft in Laminarschränken, die weithin in Reinraumtechniken verwendet wird. Der Laminarschrank weist zwei Zonen auf, eine mit einer vertikalen Luftströmung und die andere mit einer horizontalen Luftströmung. Eine zielt darauf ab, die Strömung laminar zu halten, so daß selbst eine niedrige Temperaturdifferenz zwischen dem Schrank und der Umgebungsluft das Strömungsfeld vollständig zerstört.German laid-open specification 2 030 565 discloses a system for controlling the purity of the air in laminar flow cabinets, which are widely used in clean room techniques. The laminar flow cabinet has two zones, one with a vertical air flow and the other with a horizontal air flow. One aims to keep the flow laminar, so that even a small temperature difference between the cabinet and the ambient air completely destroys the flow field.

Laminarschränke arbeiten daher nur geeignet, wenn die Temperatur der Versorgungsluft und auch die des Schrankes gleich der den Schrank umgebenden Temperatur ist. Falls die Temperatur der Versorgungsluft und die der Umgebungsluft voneinander abweichen, treten Konvekionsströmungen aufgrund der Dichteunterschiede der Luft auf und ändern die Strömung in und um den Schrank total.Laminar cabinets therefore only work properly if the temperature of the supply air and that of the cabinet are the same as the temperature surrounding the cabinet. If the temperature of the supply air and that of the ambient air differ from each other, convection currents occur due to the difference in air density and completely change the flow in and around the cabinet.

Die Strömung in dem Laminarschrank ändert sich wesentlich, auch wenn die Versorgungsluft nur 2º-3º Celsius kälter als die Umgebung ist. Die Versorgungsluft, die dann schwerer als die Umgebungsluft ist, "fällt" auf den Boden des Schrankes und strömt davon über die offende Vorderkante und fällt weiter auf die Bodenebende, wo sie sogenannten Bodenzug verursacht. Gleichzeitig strömt wärmere Raumluft an der oberen Kante der Zugriffsöffnung in den Schrank, die weniger sorgfältig gefiltert ist, und vermischt sich mit der Versorgungsluft und verschlechtert ihre Reinheit. Falls die Temperatur des Schrankes höher ist als die der Umgebung, ist die Strömungsrichtung entgegengesetzt, daß bedeutet, in den Schrank von unten und aus dem Schrank von oben. Laminarschränke sind ungeeignet für Luft mit einer Temperatur deutlich über oder unter der Umgebungslufttemperatur.The flow in the laminar air cabinet changes significantly even if the supply air is only 2º-3º Celsius colder than the ambient air. The supply air, which is then heavier than the ambient air, "falls" to the bottom of the cabinet and flows from there over the open front edge and falls further to the floor level, where it causes so-called floor draught. At the same time, warmer room air flows into the cabinet at the upper edge of the access opening, which is less carefully filtered, and mixes with of the supply air and deteriorates its purity. If the temperature of the cabinet is higher than that of the environment, the flow direction is opposite, that is, into the cabinet from below and out of the cabinet from above. Laminar cabinets are unsuitable for air with a temperature significantly above or below the ambient air temperature.

Es ist auch vorbekannt, den Bearbeitungsraum von der Umgebung durch das Vorsehen eines Luftvorhangs in der Zugriffsöffnung zu trennen. Die deutsche Offenlegungsschrift 2 245 265 schlägt vor, daß der Luftstrahl, der den Luftvorhang vorsieht, zwischen zwei Düsen aufgeteilt werden sollte, die ausgerichtet werden können. Aufgrund von Ansaugung, verbinden sich die Strahlen jedoch sofort, wonach die zwei Strahlen nicht länger von irgendeinem Nutzen sind. Anstelle von zwei getrennt erwarteten kleinen Ansaugströmungsturbulenzen, wird eine große Turbulenz auf beiden Seiten des Strahles erzeugt. Aufgrund der Temperaturdifferenzen neigt die Luft von dem oberen Abschnitt der Tür auswärts zu strömen und einwärts von ihrem unteren Abschnitt, so daß das System tatsächlich den Einfluß der Konvektionsströmungen vergrößert, anstatt ihn zu verringern.It is also previously known to separate the processing space from the environment by providing an air curtain in the access opening. German laid-open publication 2 245 265 suggests that the air jet providing the air curtain should be divided between two nozzles that can be aligned. However, due to suction, the jets immediately merge, after which the two jets are no longer of any use. Instead of two separately expected small suction flow turbulences, a large turbulence is created on both sides of the jet. Due to the temperature differences, the air tends to flow outwards from the upper section of the door and inwards from its lower section, so that the system actually increases the influence of the convection currents instead of reducing it.

Die deutsche Offenlegungsschrift 2 359 218 bezieht sich auch auf Luftvorhangeinblasung. Auch in dieser Anordnung verstärkt die Einblasung die Konvektionsströmung. Die Luft in dem Strahl vermischt sich mit der Außenluft und ist daher kälter als die Raumluft und so kann sie möglicherweise nicht unter dem Einfluß eines einfachen Temperaturabfalls (recess) nach oben aufsteigen. Die kalte Luft strömt entlang des Bodens in den gesamten Raum und die warme Raumluft strömt entlang der Decke aus. Die beschriebene Düsenblasetechnik verstärkt die Konvektionsströmung der warmen Luft. Um in der Lage zu sein, daß System zu steuern, sollte das Bodengitter geheizt werden oder eine starke Einblasung sollte aufwärts gerichtet sein von seiner inneren Kante, um die Bildung des gewünschten Strömungsfeldes zu ermöglichen.The German patent application 2 359 218 also refers to air curtain injection. In this arrangement too, the injection increases the convection flow. The air in the jet mixes with the outside air and is therefore colder than the room air and so it may not rise upwards under the influence of a simple temperature drop (recess). The cold air flows along the floor into the entire room and the warm room air flows out along the ceiling. The The jet blowing technique described enhances the convection flow of warm air. To be able to control the system, the bottom grid should be heated or a strong blow should be directed upwards from its inner edge to enable the formation of the desired flow field.

Die europäische Patentanmeldung 0 139 128 beschreibt einen Laminarschrank, der jedoch nicht zwei Zonen aufweist, aber einen Luftvorhang, bei dem die Luft abwärts geblasen wird oder seitwärts parallel zu der Laminarströmung. Die Grundidee ist, daß anstatt der Luft, die in dem Schrank zirkuliert und möglicherweise giftige Gase enthält, die Umgebungsluft, die keine derartigen Gase enthält, für den Luftstrahl verwendet wird. Auf diese Weise wird das Entweichen von Gasen verhindert. Der Zweck der Laminarströmung in dem Schrank, ist in diesem Fall wie bei Laminarschränken im allgemeinen, die Partikel der Umgebungsluft von dem Schrank femzuhalten. Daher wird keine Zirkulationsströmung erzeugt, und man versucht, ihre Erzeugung zu verhindern.European patent application 0 139 128 describes a laminar cabinet which, however, does not have two zones, but an air curtain in which the air is blown downwards or sideways parallel to the laminar flow. The basic idea is that instead of the air circulating in the cabinet and possibly containing poisonous gases, the ambient air, which does not contain such gases, is used for the air jet. In this way, the escape of gases is prevented. The purpose of the laminar flow in the cabinet in this case, as in laminar cabinets in general, is to keep the particles of the ambient air away from the cabinet. Therefore, no circulating flow is created and attempts are made to prevent its creation.

Die finnische Patentbeschreibung 80 778 beschreibt ein Strömungsfeld, das in einem freien Raum durch eine Luftstrahltechnik erzeugt wird. Bei einem Versuch, Zirkulationsströmungen zu verhindern, wird die Luft bei einem Winkel von 90º von Düsen, die in zwei Reihen angeordnet sind, eingeblasen. Man versucht nicht, die Konvektonsströmungen zu beeinflussen. Die Aufgabe ist ein ebenes, abwärtsgerichtetes "Luftbett", in dem Vermischung mit der Umgebungsluft unbedeutend gering ist.Finnish patent specification 80 778 describes a flow field created in a free space by an air jet technique. In an attempt to prevent circulating flows, the air is blown in at an angle of 90º from nozzles arranged in two rows. No attempt is made to influence the convective flows. The aim is a flat, downward-directed "air bed" in which mixing with the ambient air is insignificant.

Abhängig von den Temperatur- und Strömungsrateverhältnissen fällt ein Luftstrom, der abwärts geblasen wird, falls die Luft in dem Strom deutlich kälter als die Luft ist, die in dem großen Raum enthalten ist. Falls sie deutlich wärmer ist, bleibt die Strömung auf der Deckenebene, dreht sich um 90º beim Erreichen der Wand des Raumes und geht weiter entlang der Decke in die Richtung des Raumes. Falls die Temperatur der Luftströmung im wesentlichen gleich der Luft ist, die in dem Raum enthalten ist, wird die Strömung in zwei Zweige geteilt, dreht sich um 90º in der horizontalen Ebene schon bevor sie die Wand des Raumes erreicht und dreht sich um 90º in der vertikalen Ebene. Das Endergebnis ist, daß die Luftströmung an den Ecken der Luftversorgungseinrichtungen abwärts lauft. Die Luftverteilungsvorrichtung hat keinen merklichen Effekt auf die thermischen Strömungen in dem großen Raum.Depending on the temperature and flow rate conditions, an air stream falls which is blown downwards if the Air in the stream is significantly colder than the air contained in the large room. If it is significantly warmer, the flow stays at the ceiling level, turns 90º upon reaching the wall of the room, and continues along the ceiling in the direction of the room. If the temperature of the air stream is substantially equal to the air contained in the room, the flow is split into two branches, turns 90º in the horizontal plane even before reaching the wall of the room, and turns 90º in the vertical plane. The end result is that the air flow runs downwards at the corners of the air supply devices. The air distribution device has no noticeable effect on the thermal flows in the large room.

Die deutschen offenlegungsschriften 2 305 101 und 2 359 218 beschreiben Verfahren zum Erzeugen von Luftvorhängen in großen Zugriffsöffnungen, sowie Türöffnungen auf der Bodenebene in großen Produktionsräumen und anderen ähnlichen Räumen, um das Entweichen von warmer Raumluft zu vermeiden. In diesen Verfahren wird die Luft aus dem Raum ausgeblasen und das Einblasen und die Zirkulationsströmung sind parallel zu den Konvektionsströmungen.German laid-open specifications 2 305 101 and 2 359 218 describe methods for creating air curtains in large access openings, as well as door openings at floor level in large production rooms and other similar rooms, in order to prevent the escape of warm room air. In these methods, the air is blown out of the room and the blowing and circulation flow are parallel to the convection flows.

Die DE-B-1 120 104 offenbart die Trennung von einem Bearbeitungsraum von der Umgebung durch einen Luftvorhang, der zwichen einem Einblaskanal und einem Saugkanal gebildet wird. Der Luftvorhang lädt einige der Luft in den Bearbeitungsraum, wodurch er eine Rezirkulationsströmung in den Raum treibt, er zieht aber auch Luft aus dem Raum und verringert den Druck darin. Daher wird Versorgungsluft eher abgesaugt als in den Raum eingeblasen.DE-B-1 120 104 discloses the separation of a processing room from the environment by an air curtain formed between an injection duct and a suction duct. The air curtain charges some of the air into the processing room, thereby driving a recirculation flow into the room, but it also draws air out of the room and reduces the pressure in it. Therefore, supply air is sucked out rather than blown into the room.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzusehen, daß die oben erwähnten Nachteile vermeidet und einen Bearbeitungsraum in die Lage versetzt, wirkungsvoll durch einen Luftvorhang getrennt zu werden, auch wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Versorgungsluft und der Umgebung größer als 100 und selbst mehr ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 5 gelöst.The object of the present invention is to provide a method that avoids the above-mentioned disadvantages and enables a processing space to be effectively separated by an air curtain, even if the temperature difference between the supply air and the environment is greater than 100 and even more. This object is achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 5.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, daß das gekühlt und beheizte Gebiete von einem großen Produktionsraum, einem Raum oder anderem derartigen Raum in Übereinstimmung mit den Anforderungen des Produktionsprozesses, getrennt wird. Da der gesamte Produktionsraum nicht auf eine für einen speziellen Bearbeitungsvorgang erforderliche Temperatur gekült oder geheizt werden muß, verringert sich die Forderung für Kühloder Wärmeenergie und die Investition, die für die Erzeugung der Energie gefordert werden, werden entscheidend verringert. Wenn erforderlich, kann die Luft in dem gekülten oder beheizten Gebiet auch extrem rein gehalten werden, ohne die gesamte Luftströmung zur Luftkonditionierung des Produktionsraumes zu filtern. Zusätzlich sind Luftunreinheiten, die möglicherweise in dem Produktionsraum erzeugt werden, nicht in der Lage in die Produktionslinie einzudringen. Die Produkthygiene kann dadurch bei geringen Kosten entscheidend verbessert werden. Das System eliminiert auch das Gesundheitsrisiko der Arbeiter und dier Arbeitsbedingungen werden beträchtlich verbessert, was die Produktivität der Arbeit beträchlich verbessert.The method according to the invention enables the cooled and heated areas to be separated from a large production room, a room or other such space in accordance with the requirements of the production process. Since the entire production room does not have to be cooled or heated to a temperature required for a specific processing operation, the requirement for cooling or heating energy is reduced and the investment required for the generation of the energy is significantly reduced. If required, the air in the cooled or heated area can also be kept extremely clean without filtering the entire air flow for air conditioning the production room. In addition, air impurities that may be generated in the production room are not able to penetrate into the production line. Product hygiene can thus be significantly improved at low cost. The system also eliminates the health risk of the workers and the working conditions are significantly improved, which significantly improves the productivity of the work.

Die Grundidee der Erfindung ist einfach. Produktionsräume, die kälter oder wärmer als normal sind, werden so wirkungsvoll wie möglich von dem Rest des Produktionsraumes durch Leichtstrukturwände oder Vorhänge getrennt, was als solches aus dem Stand der Technik bekannt ist. Jedoch ist es für die Arbeit erforderlich, daß mindestens eine der Wände offengelassen wird, oder mindestens mit großen Öffnungen versehen ist, durch die die kältere oder wärmere Luft als die Umgebung entweichen würde, wie eine Konvektionsströmung aus dem Schrank, falls nichts weitergetan würde.The basic idea of the invention is simple. Production rooms that are colder or warmer than normal are effectively separated as much as possible from the rest of the production room by light-structure walls or curtains, which is known as such from the state of the art. However, it is necessary for the work that at least one of the walls is left open, or at least provided with large openings through which the colder or warmer air than the environment would escape, like a convection current from the cabinet, if nothing else were done.

Konvektionsströmungen und Lekagen von kalter/warmer Luft, die durch derartige Strömungen verursacht werde, werden durch Erzeugung einer Zirkulationsströmung in dem abgetrennten Bearbeitungsraum verhindert, wobei die Richtung dieser gegen die Konvektonströmung und die Strömungsgeschwindigkeit größer als die der Konvektonsströmungen ist. Die Strömung wird durch Formung des getrennten Raumes erzeugt, so daß eine Zirkulationsströmung in der Lage ist, sich wirkungsvoll zu entwickeln und durch Einblasen der Versorgungsluft in den Raum durch eine enge kontinuierliche Düse mit der gleichen Breite wie die Öffnung oder Wand oder durch kleine Düsen oder Öffnungen, die dicht beieinander in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind, so daß eine Zirkulationsströmung erzeugt wird.Convection currents and leakages of cold/warm air caused by such currents are prevented by creating a circulation current in the separated processing space, the direction of which is against the convection current and the flow speed is greater than that of the convection currents. The flow is created by shaping the separated space so that a circulation current is able to develop effectively and by blowing the supply air into the space through a narrow continuous nozzle with the same width as the opening or wall or through small nozzles or openings arranged close together in one or more rows so that a circulation current is created.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens.The invention also relates to the device according to claim 5 for applying the method described above.

Im folgenden wird die Erfindung detaillierter mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denenIn the following, the invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which

Fig.1 einen schematischen, vertikalen Schnitt eines Bearbeitungsraumes zeigt, in dem eine aus dem Stand der Technik bekannte Luftströmungsanordnung angewendet ist;Fig.1 shows a schematic, vertical section of a processing room in which an air flow arrangement known from the prior art is used;

Fig.2 zeigt eine schematische Ansicht eines Bearbeitungsraumes, in dem Luftzufuhr nach einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung angewendet ist;Fig.2 shows a schematic view of a processing room in which air supply is applied according to an embodiment of the method according to the invention;

Fig.3-5 sind ähnliche Ansichten eines Bearbeitungsraumes, in dem Luftzufuhr gemäß alternativer Ausführungsformen der Erfindung geboten wird;Figs. 3-5 are similar views of a processing space in which air supply is provided in accordance with alternative embodiments of the invention;

Fig. 3A und 3B sind vergrößerte Ansichten von Details der in Fig.3 gezeigten Struktur.Fig. 3A and 3B are enlarged views of details of the structure shown in Fig. 3.

Fig.1 stellt eine bekannte Luftzufuhranordnung dar. Ein Bearbeitungsraum 1 wird durch einen Schrank 2 mit einer Zugriffsöffnung 3 auf einer Seite umgeben. Die gekühlte Versorgungsluft A wird durch Düsen 4, die an der Decke des Schrankes angeordnet sind, um einen Luftvorhang 5 in dem Gebiet der Öffnung zu bilden, eingeblasen. Eine gewünschte Strömung der Versorgungsluft bei der Öffnung des Bearbeitungsraumes, wird durch Pfeile A'', die durch gestrichelte Linien gezeichnet sind, gezeigt. Jedoch strömt wärmere Umgebungsraumlauft an der oberen Kante der Öffnung als Konvektionsströmung B in den Schrank und vermischt sich mit der Versorgungsluft, wobei die Strömung dieser durch Pfeile A', die durch gezogene Linien gezeichnet sind, gezeigt wird. Diese Luft strömt entlang des Bodens des Schrankes und über die offene Vorderkante und weiter abwärts zu der Bodenebene. Die bekannten Anordnungen weisen gewöhnlich eine perforierte Oberplatte oder eine Filterzelle oder einige andere ähnliche ebene Luftverteilungsvorrichtung, durch die Luft bei einer geringen Geschwindigkeit strömt, auf, um eine laminare Strömung zu erhalten. Die Aufgabe ist es, eine Ebene, langsamer Strömung über dem gesamten Schnittgebiet der Öffnung zu erzielen. Die Luftsrömungsgeschwindigkeit ist niedrig, z.B. 0,05 bis 0,04 m/s.Fig.1 illustrates a known air supply arrangement. A processing room 1 is surrounded by a cabinet 2 with an access opening 3 on one side. The cooled supply air A is blown in through nozzles 4 arranged on the ceiling of the cabinet to form an air curtain 5 in the area of the opening. A desired flow of the supply air at the opening of the processing room is shown by arrows A'' drawn by dashed lines. However, warmer ambient air flows into the cabinet at the upper edge of the opening as a convection flow B and mixes with the supply air, the flow of which is shown by arrows A' drawn by solid lines. This air flows along the bottom of the cabinet and over the open front edge and further down to the floor level. The known arrangements have usually a perforated top plate or a filter cell or some other similar plane air distribution device through which air flows at a low velocity to obtain a laminar flow. The task is to obtain a plane, slow flow over the entire cross-section of the opening. The air flow velocity is low, e.g. 0.05 to 0.04 m/s.

Bei der in Fig.2 gezeigten Anordnung, ist ein Versorgungskanal 6 angrenzend an eine niedrigere Kante 2a der Öffnung 3 des Schrankes vorgesehen. Der Kanal 6 ist mit Düsen 7 ausgestattet, die parallel zu einem Boden 2b des Schrankes ausgerichtet sind. Gekühlte Versorgungsluft A wird in den Bearbeitungsraum durch die Düsen bei einer hohen Geschwindigkeit eingeblasen. Eine Versorgungsluftströmung A' läuft von unten über eine Rückwand 2c des Schrankes auf zu einer Decke 2d und entlang dieser zu einer Vorderwand 2e und weiter abwärts quer über die Öffnung des Schrankes als eine natürliche Strömung (kalte Luft strömt abwärts). Die anfängliche Strömungsgeschwindigkeit der Versorgungsluft ist so hoch, daß die oben beschriebene Zirkulatonströmung in dem Schrank und keine wärmere Raumluft in den Schrank, nicht wie in Fig.1, wie eine Konvektionsströmung B an der oberen Kante der Öffnung, verbleibt. Dies erfordert, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Zirkulationströmung immer noch höher ist, als die Strömungsgeschwindigkeit der Konvektionsströmung der Raumluft an der oberen Kante 2f der Öffnung. Die Strömung A', die anderenfalls aus dem Schrank zu entweichen neigen würde, wird durch die Düsen 6 gezwungen, in den Schrank zurückzudrehen. Die Zirkulationsströmung findet an der oberen Kante der Öffnung 3 in einer Richtung entgegengesetzt zu oder stark abweichend von der Richtung der Konvektionsströmungen statt.In the arrangement shown in Fig.2, a supply duct 6 is provided adjacent a lower edge 2a of the opening 3 of the cabinet. The duct 6 is provided with nozzles 7 aligned parallel to a floor 2b of the cabinet. Cooled supply air A is blown into the processing space through the nozzles at a high velocity. A supply air flow A' runs from below over a rear wall 2c of the cabinet up to a ceiling 2d and along this to a front wall 2e and further downwards across the opening of the cabinet as a natural flow (cold air flows downwards). The initial flow velocity of the supply air is so high that the above-described circulating flow remains in the cabinet and no warmer room air enters the cabinet, unlike in Fig.1, like a convection flow B at the upper edge of the opening. This requires that the flow rate of the circulation flow is still higher than the flow rate of the convection flow of the room air at the upper edge 2f of the opening. The flow A', which would otherwise tend to escape from the cabinet, is forced by the nozzles 6 to turn back into the cabinet. The circulation flow takes place at the upper edge of the opening 3 in a direction opposite to or strongly deviating from the direction of the convection currents.

Die Höhe des Schrankes und der Öffnung sollte nicht viel größer als die Breite sein, da anderenfalls zwei übereinandergelegte Zirkulationsströmungen leicht entstehen, von denen die obere Strömung offen ist, so daß warme Luft an der oberen Kante der Öffnung in den Schrank strömen kann, während kalte Luft in der Mitte ausströmt. Dies kann durch einen Kanal 8, der an der oberen Kante der Öffnung angeordnet ist, und der Düsen 9 aufweist, verhindert werden, durch den Luft abwärts eingeblasen wird, wie in Fig.3 gezeigt. Auf diese Weise ist es möglich, selbst relativ hohe Öffnungen zu kontrollieren. In diesem besonderen Fall ist die Luft, die durch die Düsen 9 geblasen wird, Zirkulationsluft C, die in einen Kanal 10 gesaugt wird, der an der Rückseite 2c des Schrankes vorgesehen ist, und durch den Kanal 8 in die Zirkulationsströmung A' zurückgeführt wird, damit der Versorgungsluftstrom, der gekühlt werden soll, nicht über Gebühr ansteigen würde.The height of the cabinet and the opening should not be much greater than the width, otherwise two superimposed circulation flows are easily created, of which the upper flow is open, so that warm air can flow into the cabinet at the upper edge of the opening, while cold air flows out in the middle. This can be prevented by a duct 8 arranged at the upper edge of the opening and having nozzles 9 through which air is blown downwards, as shown in Fig.3. In this way it is possible to control even relatively high openings. In this particular case, the air blown through the nozzles 9 is circulation air C, which is sucked into a duct 10 provided at the rear 2c of the cabinet and returned to the circulation flow A' through the duct 8, so that the supply air flow to be cooled would not increase beyond the limit.

Ein relativ verläßlicher Weg zur Verhinderung der Teilung der Zirkulationströmung A' in zwei, ist es, einen Kanal 11 an der Oberseite des Schrankes anzuordnen, wie in Fig.4 gezeigt, und Versorgungsluft durch kleine Düsen 12, die in einigen Reihen angeordnet sind, einzuführen. Dadurch wird, wie in Fig.4 gezeigt, eine Doppelturbulenz A', A'' in dem Schrank gebildet, in der Luft an beiden Seiten abwärts und in der Mitte aufwärts strömt. Die Zirkulationsströmung kann durch Einströmungsluft parallel zu dem Boden des Schrankes garantiert werden, während Zirkulationsluft C durch den Kanal 10 genommen wird. Keine der zuletzt genannten Funktionen wird in allen Fällen benötigt. Dieser Weg der Luftzufuhr, wie auch der in Fig.5 gezeigt, ist speziell für die Verwendung geeignet, wenn beide Seitenwände des Schrankes oder der Produktionslinie offen sind. Die Düsen 6 blasen dabei gegeneinander von entgegengesetzten Seiten des Schrankes oder Produktionslinie und der Kanal 10 ist in der Mitte des Schrankes oder der Produktionslinie angeordnet.A relatively reliable way of preventing the division of the circulation flow A' into two is to arrange a duct 11 at the top of the cabinet, as shown in Fig.4, and to introduce supply air through small nozzles 12 arranged in several rows. This creates a double turbulence A', A'' in the cabinet, as shown in Fig.4, in which air flows downwards on both sides and upwards in the middle. The circulation flow can be guaranteed by inlet air parallel to the bottom of the cabinet, while circulation air C is taken through the duct 10. None of the latter functions is required in all cases. This way of Air supply such as that shown in Fig.5 is especially suitable for use when both side walls of the cabinet or production line are open. The nozzles 6 blow against each other from opposite sides of the cabinet or production line and the duct 10 is located in the middle of the cabinet or production line.

Fig.5 zeigt eine Ausführungsform bei der Versorgungsluft durch den Kanal 11, der an dem oberen Ende des Schrankes vorgesehen ist, in zwei Richtungen durch die Düsen 12, die in mehreren Reihen angeordnet sind, eingeblasen wird. Diese Anordnung ist insbesondere geeignet für die Verwendung in großen Bearbeitungsräumen, da die Strahlen aufgrund des sogenannten Coanda-Phänomens stark auf der Oberfläche des Schrankes für eine lange Zeit verbleiben,Fig.5 shows an embodiment in which supply air is blown through the channel 11 provided at the upper end of the cabinet in two directions through the nozzles 12 arranged in several rows. This arrangement is particularly suitable for use in large processing rooms, since the jets remain strongly on the surface of the cabinet for a long time due to the so-called Coanda phenomenon.

Fig. 3A ist eine vergrößerte Ansicht einer alternativen Struktur für die in Fig.2 gezeigte Luftversorgungsanordnung. In Fig.3A werden die gleichen Referenznummern wie in Fig.2 verwendet.Fig. 3A is an enlarged view of an alternative structure for the air supply arrangement shown in Fig. 2. In Fig. 3A, the same reference numbers are used as in Fig. 2.

Fig.3B ist eine vergrößerte Ansicht einer alternativen Struktur für die in Fig.2 gezeigte zusätzliche Luftzirkulationsanordnung. In Fig.3B werden die gleichen Referenznummern wie in Fig.2 verwendet.Fig.3B is an enlarged view of an alternative structure for the additional air circulation arrangement shown in Fig.2. In Fig.3B, the same reference numbers are used as in Fig.2.

Um die Zirkulationströmung A', A'' zu fördern, können Führungsplatten 29 bis 2m zum Führen der Strömung in dem Bearbeitungsraum 1 vorgesehen werden. Die Führungsplatten 29 bis 2m können dicht an den Wänden des Bearbeitungsraumes angeordnet sein. Sie können auch durch Abschnitte der Wände oder der Kanäle gebildet werden.In order to promote the circulation flow A', A'', guide plates 29 to 2m can be provided for guiding the flow in the processing chamber 1. The guide plates 29 to 2m can be arranged close to the walls of the processing chamber. They can also be formed by sections of the walls or the channels.

Die Zeichnungen und die darauf bezogene Beschreibung sind nur zur Illustration der Idee der Erfindung vorgesehen. In ihren Details können das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung in dem Umfang der Ansprüche variieren. Der Schrank des Produktionsraumes kann Platten oder andere Einrichtungen zur Beschleunigung oder zum Leiten der Zirkulationsströmung der Versorgungsluft aufweisen und die Konvektionsströmung von Versorgungsluft leiten oder hindern an Stellen, wo die Konvektionsströmung in die Zirkulationsströmung einzudringen neigt. Es ist auch möglich Düseneinblasung an verschiedenen Punkten des Schrankes vorzusehen; in Fig.3 zum Beispiel kann der Kanal 8 derart an dem oberen Ende des Schrankes angeordnet sein, so daß die Düsen 9 entlang der vorderen Wand 2e einblasen. In der Ausführung von Fig.2 kann ein weiterer Kanal mit Düsen, die aufwärts entlang der Wand 2c einblasen, in dem unteren Abschnitt der Rückwand 2c vorgesehen sein. In der Ausführung von Fig.4, kann der in Fig.3 gezeigte Kanal 8 hinzugefügt werden oder ein Kanal mit Düsen, die aufwärts blasen, kann zentral unter dem Kanal 11 vorgesehen sein, etc. . Obwohl die Erfindung oben in Verbindung mit einem stationären Bearbeitungsraum sowie einem Laborschrank beschrieben worden ist, kann sie auch auf einen Bearbeitungsraum, der z.B. in einem gewünschten Gebiet auf einer kontinuierlichen Produktionslinie angeordnet ist, angewendet werden. In einem derartigen Fall, können die Öffnung(en) des, die durch einen Luftvorhang verschlossen werden sollen, die Zugriffsöffnung(en) sein. Die Versorgungsluft kann kälter, wärmer, reiner oder in einem andersartig von der Umgebungsluft abweichenden Zustand gehalten werden und wie eine Zirkulationsströmung gemäß der Erfindung eingeblasen werden.The drawings and the description related thereto are intended only to illustrate the idea of the invention. In their details, the method and the device according to the invention can vary within the scope of the claims. The cabinet of the production room can have plates or other devices for accelerating or directing the circulating flow of supply air and directing or preventing the convection flow of supply air at places where the convection flow tends to penetrate the circulating flow. It is also possible to provide nozzle injection at various points of the cabinet; in Fig.3, for example, the channel 8 can be arranged at the upper end of the cabinet so that the nozzles 9 blow in along the front wall 2e. In the embodiment of Fig.2, a further channel with nozzles blowing in upwards along the wall 2c can be provided in the lower section of the rear wall 2c. In the embodiment of Fig.4, the duct 8 shown in Fig.3 may be added, or a duct with nozzles blowing upwards may be provided centrally under the duct 11, etc. Although the invention has been described above in connection with a stationary processing room such as a laboratory cabinet, it may also be applied to a processing room located, for example, in a desired area on a continuous production line. In such a case, the opening(s) of the room to be closed by an air curtain may be the access opening(s). The supply air may be kept colder, warmer, cleaner or in a different state from the ambient air and may be blown in like a circulating flow according to the invention.

Referenzzeichen in den Ansprüchen sollen dem besseren Verständnis dienen und sollen nicht den Umfang einschränken.Reference signs in the claims are intended to facilitate understanding and are not intended to limit the scope.

Claims (11)

1. Verfahren zum Bereitstellen von Luftzufuhr für eine Produktionslinie oder ähnlichen Bearbeitungsraum (1) der von der Umgebung getrennt ist und in den eine Zugriffsöffnung (3), die über der Bodenebene angeordnet ist, von der Umgebung führt, wobei der Bearbeitungsraum von der Umgebung durch Einblasen behandelter Versorgungsluft (A) in den Bearbeitungsraum getrennt ist, so daß ein Luftvorhang (5), der den Eintritt von Umgebungsluft verhindert, in dem Gebiet der offnen Zugriffsöffnung des Bearbeitungsraumes gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsluft (A) in den Bearbeitungsraum (1) geblasen wird, so daß sie entlang einer geschlossenen Wand des Bearbeitungsraumes strömt, und so daß eine freie Zirkulationsströmung (A') in dem Bearbeitungsraum erzeugt wird, die die Versorgungsluft aufweist; wobei die Richtung der freien Zirkulationsströmung (A') an der Zugriffsöffnung (3) im wesentlichen von einem Oberabschnitt zu einem Unterabschnitt der Zugriffsöffnung (3) ist und im wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung der Konvektionsströmungen (B) der Umgebungsluft ist, die durch eine Temperaturdifferenz zwischen der eingeführten Versorgungsluft und der Umgebungsluft erzeugt wird, und wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Zirkulationsströmung (A') größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit der Konvektionsströmung an der Zugriffsöffnung.1. A method for providing air supply for a production line or similar processing space (1) which is separated from the environment and into which an access opening (3) arranged above floor level leads from the environment, the processing space being separated from the environment by blowing treated supply air (A) into the processing space so that an air curtain (5) preventing the entry of ambient air is formed in the area of the open access opening of the processing space, characterized in that the supply air (A) is blown into the processing space (1) so that it flows along a closed wall of the processing space and so that a free circulation flow (A') is created in the processing space comprising the supply air; wherein the direction of the free circulation flow (A') at the access opening (3) is substantially from an upper portion to a lower portion of the access opening (3) and is substantially opposite to the direction of the convection flows (B) of the ambient air generated by a temperature difference between the introduced supply air and the ambient air, and wherein the flow velocity of the circulation flow (A') is greater than the Flow velocity of the convection current at the access opening. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsluft (A) in den Bearbeitungsraum (1) an einer Vorderkante (2a) seiner Zugriffsöffnung (3) parallel zu dem Boden (2b) des Bearbeitungsraumes eingeblasen wird und dann entlang der Rückseite (2c) des Bearbeitungsraumes zu dessen Oberabschnitt (2d) und weiter abwärts von einer oberen Kante (2f) der Zugriffsöffnung dem Boden des Bearbeitungsraumes entgegen verläuft.2. Method according to claim 1, characterized in that the supply air (A) is blown into the processing space (1) at a front edge (2a) of its access opening (3) parallel to the floor (2b) of the processing space and then runs along the rear side (2c) of the processing space to its upper section (2d) and further downwards from an upper edge (2f) of the access opening towards the floor of the processing space. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsluft in dem Bearbeitungsraum in dem Gebiet der Zirkulationsströmung und im wesentlichen in einer Richtung parallel zu der Zirkulationsströmung eingeblasen wird.3. Method according to claim 1, characterized in that the supply air is blown into the processing space in the area of the circulation flow and substantially in a direction parallel to the circulation flow. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Versorgungsluft (C) in den Bearbeitungsraum (1) an dessen Oberabschnitt eingeblasen wird, so daß sie abwärts von der oberen Kante (2f) der Zugriffsöffnung (3) dem Boden (2b) des Bearbeitungsraumes entgegen und weiter zu dem Oberabschnitt des Bearbeitungsraumes läuft.4. Method according to claim 1, characterized in that additional supply air (C) is blown into the processing space (1) at its upper section so that it runs downwards from the upper edge (2f) of the access opening (3) towards the floor (2b) of the processing space and further to the upper section of the processing space. 5. Vorrichtung zum Bereitstellen von Luftzufuhr für eine Produktionslinie oder anderen ähnlichen Bearbeitungsraum (1), der von der Umgebung getrennt ist und in den eine Zugriffsönffnung (3), die über der Bodenebene angeordnet ist, von der Umgebung führt, wobei die Vorrichtung Einrichtungen (6,7; 11, 12) zum Einblasen behandelter Versorgungsluft (A) in den Bearbeitungsraum aufweist, so daß die Versorgungsluft einen Luftvorhang (5) bildet, der das Eintreten von Umgebungsluft an der Zugriffsöffnung (3) des Bearbeitungsraumes verhindert dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (6, 7; 11, 12) zum Einführen der Versorgungsluft (A) in den Bearbeitungsraum (1) derart angeordnet sind, daß die Versorgungsluft in den Bearbeitungsraum eingeblasen wird, so daß sie entlang einer geschlossenen Wand dieses strömt und dann in den Bearbeitungsraum als eine frei zirkulierende Strömung (A'; A', A''), die an der Zugriffsöffnung (3) eine Richtung im wesentlichen von einem Oberabschnitt zu einem Unterabschnitt der Zugriffsöffnung (3) aufweist, und im wesentlichen entgegen der Richtung der Konvektionsströmungen (B) der Umgebungsluft strömt, die durch Temperaturdifferenzen zwischen der Versorgungsluft und der Umgebungsluft verursacht werden, und die eine Strömungsgeschwindigkeit aufweist, die größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit der Konvektionsströmungen der Umgebungsluft an einer niedrigeren Kante der Zugriffsöffnung.5. Device for providing air supply for a production line or other similar processing room (1) which is separated from the environment and into which an access opening (3) arranged above the floor level leads from the environment, the device comprising means (6,7; 11, 12) for blowing treated supply air (A) into the Processing space, so that the supply air forms an air curtain (5) which prevents the entry of ambient air at the access opening (3) of the processing space, characterized in that the means (6, 7; 11, 12) for introducing the supply air (A) into the processing space (1) are arranged such that the supply air is blown into the processing space so that it flows along a closed wall thereof and then into the processing space as a freely circulating flow (A';A',A'') which at the access opening (3) has a direction substantially from an upper section to a lower section of the access opening (3) and flows substantially opposite to the direction of the convection currents (B) of the ambient air caused by temperature differences between the supply air and the ambient air, and which has a flow velocity which is greater than the flow velocity of the convection currents of the ambient air at a lower edge of the access opening. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Bearbeitungsraum (1) durch einen Schrank, der eine Zugriffsöffnung (3) an einer Seite aufweist, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (6, 7) zum Einführen der Versorgungsluft (A) an der unteren Kante (2a) der Öffnung (3) montiert sind, und daß die Einrichtungen die Versorgungsluft in eine Richtung parallel zu dem Boden (2b) des Schrankes der Rückseite (2c) des Schrankes entgegen einblasen, so daß die Versorgungsluft entlang der Rückseite und der Decke (2d) läuft und dann einen Luftvorhang (5) an der Öffnung formt.6. Device according to claim 5, in which the processing space (1) is formed by a cabinet having an access opening (3) on one side, characterized in that the means (6, 7) for introducing the supply air (A) are mounted on the lower edge (2a) of the opening (3), and in that the means blow the supply air in a direction parallel to the bottom (2b) of the cabinet towards the rear side (2c) of the cabinet, so that the supply air is directed along the rear side and the ceiling (2d) and then forms an air curtain (5) at the opening. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (8, 9) an der oberen Kante (2f) der Öffnung (3) des Schrankes (2) zum Einblasen zusätzlicher Luft (C) in eine Richtung parallel zu der Öffnung entgegen der unteren Kante (2a) montiert sind.7. Device according to claim 6, characterized in that devices (8, 9) are mounted on the upper edge (2f) of the opening (3) of the cabinet (2) for blowing in additional air (C) in a direction parallel to the opening against the lower edge (2a). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (8, 9) zum Einblasen zusätzlicher Luft (C) mit dem Bearbeitungsraum (1) zum Ansaugen zusätzlicher Luft von der Zirkulationsströmung (A') der Versorgungsluft (A) verbunden sind.8. Device according to claim 7, characterized in that the devices (8, 9) for blowing in additional air (C) are connected to the processing space (1) for sucking in additional air from the circulation flow (A') of the supply air (A). 9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (11, 12) zum Einführen von Versorgungsluft (A) an dem oberen Ende des Bearbeitungsraumes zum Einblasen der Versorgungsluft entgegen und entlang der Decke (2d) des Bearbeitungsraumes derart montiert sind, daß die Versorgungsluft in zwei divergierenden Zirkulaitonströmungen (A', A') strömt, wobei eine (A') abwärts parallel zu der Öffnung (3) strömt und die andere (A'') abwärts entlang der Rückseite (2c) des Bearbeitungsraumes strömt, und beide (A', A'') in der Mitte des Bearbeitungsraumes aufwärts strömen.9. Device according to claim 5, characterized in that the means (11, 12) for introducing supply air (A) are mounted at the upper end of the processing space for blowing the supply air towards and along the ceiling (2d) of the processing space in such a way that the supply air flows in two diverging circulation flows (A', A'), one (A') flowing downwards parallel to the opening (3) and the other (A'') flowing downwards along the rear side (2c) of the processing space, and both (A', A'') flowing upwards in the middle of the processing space. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (11, 12) zum Einführen von Versorungsluft (A) an dem oberen Ende des Bearbeitungsraumes (1) jeweils zum Einblasen von Versorgungsluft in entgegengesetzter Richtung, gegen die Öffnung (3) und gegen die Rückseite (2c) des Bearbeitungsraumes montiert sind, so daß die Versorgungsluft in zwei Zirkulationsströmungen (A', A'') strömt, wobei eine (A') abwärts parallel zu der Öffnung (3) und die andere (A'') abwärts entlang der Rückseite (2d) des Bearbeitungsraumes und beide (A', A'') in der Mitte des Bearbeitungsraumes aufwärts.10. Device according to claim 5, characterized in that the devices (11, 12) for introducing supply air (A) at the upper end of the processing space (1) are each designed to blow in supply air in opposite directions, against the opening (3) and against the back (2c) of the machining space, so that the supply air flows in two circulation flows (A', A''), one (A') downwards parallel to the opening (3) and the other (A'') downwards along the back (2d) of the machining space and both (A', A'') upwards in the middle of the machining space. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsplatten (2g bis 2m) in oder nahe bei den Wänden des Bearbeitungsraumes (1) zum Führen der Luftströmung und zum Fördern der Zirkulationsströmung (A', A'') vorgesehen sind.11. Device according to claim 9 or 10, characterized in that guide plates (2g to 2m) are provided in or near the walls of the processing space (1) for guiding the air flow and for promoting the circulation flow (A', A'').
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