EP0605821B1 - Abgaserfassungshaube mit stabilisierter Drallströmung - Google Patents
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- EP0605821B1 EP0605821B1 EP93120268A EP93120268A EP0605821B1 EP 0605821 B1 EP0605821 B1 EP 0605821B1 EP 93120268 A EP93120268 A EP 93120268A EP 93120268 A EP93120268 A EP 93120268A EP 0605821 B1 EP0605821 B1 EP 0605821B1
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- gas catch
- jacket
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
- B08B15/02—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using chambers or hoods covering the area
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- B08—CLEANING
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Definitions
- the invention relates to an exhaust gas detection hood for detecting contaminated air or other gases, in particular from elongated sources with a stabilized swirl flow, in which the hood is delimited by two mutually parallel, apertured end faces and has a jacket running between them, which in the area of the open suction areas emerging flow to accelerate it has a feed.
- a ridge ventilation with at least one longitudinal roof rider is provided in the ridge of the hall, which is provided with air outlets opening outwards.
- Roof attachments of this type are known in a wide variety of forms, and the individual embodiments are essentially concerned with ensuring that indoor air is unaffected by the weather. In such systems, these emerging contaminants initially pass into the air in the hall and are released into the free atmosphere with the air in the hall, possibly considerably diluted. This involves an air change that can possibly be tolerated in hot factories, but which leads to drafts and creates additional heating problems in halls without significant heat sources, and which generally does not allow the exhaust air to be cleaned.
- EP-A-0 135 487 describes an exhaust gas detection hood with a centrally arranged extraction arm with flow sinks directed towards one another and centrally arranged with respect to the hood and which are connected to an extraction system, the insert dividing the hood with the side surfaces into two areas that are different in terms of flow technology, so that there are two aerodynamically separate swirl flows excited by blow jets, which inevitably has repercussions on the effectiveness of the exhaust gas detection in the area of this application. In addition, it limits the space available for a swirl flow, the two side walls specifying the length of the exhaust hood. With this exhaust gas detection hood, the swirl flow is stimulated and stabilized by a blow jet. Further embodiments of exhaust gas detection hoods which have a jet-assisted swirl flow are described in WO-A-88/09 227, US-A-3 049 069, SE-B-409 178 and US-A-744 305.
- a detection hood for contaminated Air which produces a suction air flow along a horizontal plane, the hood extending between two end faces providing a suction area, the width of which is given by the distance between the two end faces.
- the height of the inflow opening which also extends over the entire width of the hood, can be designed as desired. It is essential here that both end faces are connected by a cylindrical partial casing which completes the housing of the hood, the inflow opening being smaller in height than the diameter of this casing.
- a pure swirl flow is formed in this hood, which, in compliance with the laws of potential flow, has a circumferential speed that is relatively high compared to the entry speed of the intake air.
- the dynamic pressure directly associated with the high peripheral speed allows the static pressure in the area of the inflow opening to drop because of the constancy of the total pressure, so that the desired effect of suctioning off and detecting the impurities released in the area of the inflow opening is ensured.
- suction air currents can be generated, provided the width of the hood does not exceed a dimension dependent on the swallowing capacity of the frontal depressions.
- such an exhaust gas detection hood requires a suction area that limits the flow in order to force the desired defined suction flow, which, however, is not possible in free space.
- the invention comes in, which is based on the task of developing a generic exhaust gas detection hood in such a way that it can be used for any length, without having to resort to the blast jet support, a hood also being proposed as a continuation of the task , which can be used advantageously as an "overhead hood" without being tied to a suction surface.
- the hood should be simple and economical to manufacture, easy to maintain and reliable.
- the lateral surface of the exhaust gas detection hood with a cylindrical or polygonal cross-section has a jacket which guides the swirl flow over at least 270 °, an area of the jacket being open as an inflow opening, and the section of the jacket which runs out in the direction of the swirl flow towards the inflow opening has the indentation, and that connected to a suction system pipelines at equal distances from the two end walls and from each other radially as sink pipes with a pipe diameter which is small compared to that of the exhaust gas detection hood, are introduced into the exhaust gas detection hood, the radially inserted drain pipes Have double inflow openings arranged concentrically to the jacket and coaxial to the inflow openings of the end faces.
- each of the end surfaces has a flow sink, and that further coaxial flow sinks are provided at equal distances therefrom, in the form of sink tubes radially introduced into the cylinder or the polygon, which are provided with inflow openings which are concentric with the outer surface of the hood , flow conditions are created which ensure a continuous swirl flow over the entire width of the exhaust gas detection hood.
- These drainage pipes are connected to suction systems via connecting lines, via which the air to be extracted is extracted from the center of the stabilized swirl flow in such a way that this flow is maintained in a stable manner.
- These sink tubes each represent a double sink, since the inflow openings coaxial to the cylinder are open on both sides, so that the jacket forms a partial cylinder or a polygon open on one side.
- the partial area corresponding to the outflowing flow can be to the central axis of the exhaust gas detection hood for flow acceleration to have moved in.
- the spiral formation of at least this partial area is advantageous; in the case of the polygonal shape, the last section of the polygon lying in the direction of the flow is advantageously bent inwards, so that in both cases the desired narrowing of the flow before entering the Area of the suction opening is reached.
- the inflow openings of the flow sinks expediently have conventional inlet nozzles provided with curves, which are inserted into the end faces or the sink pipes. These rounded inlet nozzles reduce the inflow losses of each of these sinks and thus reduce the energy required to promote the extracted air flow.
- the suction systems can be provided individually for each of these sink pipes, it being advantageous if the connections are made via flexible connecting lines.
- the suction devices can also be set up in groups.
- all or some of the sink pipes combined in groups are connected to a suction device.
- a common suction channel is provided for all drain pipes or for the drain pipe group.
- the channel cross-section is designed such that the cross-section increases by a certain amount each time one of the sink pipes is introduced, this cross-sectional increase being such that the Flow velocity in the entire suction channel is essentially the same.
- the sink tubes are advantageously arranged at equidistant distances from the respectively adjacent or opposite the respective adjacent end wall. This arrangement provides a symmetry which allows the individual suction flows of the individual sinks (end faces) or double sinks (sink pipes) to be compared with one another in a simple manner.
- the outer surface of the hood is formed by two penetrating cylinders, the penetration being such that the central axes of the cylinders lie outside the respective other cylinder and that the openings of the cylinders complement each other to form a suction opening.
- Such an exhaust gas detection hood does not require an additional flow guide surface and it can easily be used as an "overhead hood". Since it can be extended to any length due to the additional sinks, it also allows exhaust gases or gases from elongated sources to be effectively captured and extracted.
- the source is advantageously parallel to the axis of the exhaust gas detection hood and symmetrical to a vertical plane running through its center.
- the jacket surrounding the hood volume is formed by two penetrating cylinders, which are equally open in the lower area of each of these cylinders, the air flowing into the suction opening is forced into a double swirl flow, the two swirl flows being afflicted in opposite directions and mutually stabilize.
- the arrangement of the two cylinders, which are arranged in mirror image to one another, is significant, the two swirling currents being superimposed in the penetration area. With these opposing swirl flows it is achieved that the required suction flow is formed on both sides of the center plane of the hood arrangement.
- the opposing swirl flows in the two hoods, which are due to inflow asymmetries, run at a higher rotational speed than the suction speed, so that the dynamic pressure of the swirl flow can lower the static pressure in the inflow area and force the inflow out of the room.
- the inflow is mirror-symmetrical to the longitudinal axis and extends essentially over the entire length of the exhaust gas detection hood.
- the two outer edges of the jacket, which delimit the suction opening are provided with guide surfaces directed into the interior of the cylinders, which narrow the flow cross-section of both cylinders in approximately the same way.
- This constriction of the swirl flows into the areas of their transitions into the inflow opening, which is known per se from DE-A-39 01 859, accelerates the swirl flow on the one hand and the asymmetry of the inflow on the other enlarged and thus favors the formation of the swirl flow; this narrowing is made equally on both sides.
- the exhaust gas detection hood is arranged to be adjustable in height and is preferably provided with an adjustment drive.
- Their connecting pieces are connected to the suction lines or to the suction channel. It goes without saying that it is irrelevant for the function of the suction hoods whether they are connected to rigid suction tubes or to flexible suction lines.
- the rigid suction pipes are telescopically pushed into one another when the height of the hood changes, or they can be pivoted to compensate for the height difference.
- a certain amount of height difference can be bridged with their flexibility in a simple manner, although increased pipe friction and an associated increased pressure drop have to be accepted.
- the stability increases further. It is advantageous if the constriction is carried out by a straight or a diaphragm rounded in accordance with the flow in such a way that the radius of the flow is reduced by about 25%. This diaphragm also achieves a "pre-direction" of the air flowing in to the inlet opening from the side facing away from the inflow surface, so that the formation and the stability of the swirl flow are also favored from this side.
- FIG. 1 shows a highly schematic section of an exhaust gas detection hood in a perspective view with an end plate 6 and a jacket 7 which extends from the end plate 6 in the axial direction and which has a cylindrical cross section in the example shown.
- the end plate 6 is provided (here :) with a sink pipe 3 arranged centrally to the jacket 7, which has an inlet nozzle 3.1, which represents the flow sink and with which exhaust air is taken over in the center of the exhaust gas detection hood and thus a swirl flow is excited.
- a sink pipe 4 is guided axially into the flow through the jacket 7 at a distance from the end plate 6 and is provided with two inlet nozzles 4.1 directed towards one another, which are coaxial with the inlet nozzles 3.1 of the end plates 6 lie.
- These inlet nozzles 4.1 of the axial sink pipes 4 likewise produce a sink flow, as indicated by the dashed arrows, which stimulates a swirl flow, also indicated by the dashed arrows, with a proportion of air corresponding to the air flowing into the flow sink through the inflow opening 8 of the exhaust gas detection system.
- the hood is sucked in again, as indicated by dashed arrows.
- the swirl flow is not tied to a cylindrical shape of the exhaust gas detection hood.
- the acceleration is distributed over the path covered by the jacket 7.
- the end plate 6 is here (shown for better illustration with a circularly delimited upper part) beyond the suction opening 8, both ends of the jacket 7 being provided with aprons 9.2 which, together with the protruding end plate 6, limit the inflow region to the outside.
- the casing 7 ′′ is designed as a polygon (shown here as a hexagon).
- the exhaust gas detection hood is able to generate and guide a swirl flow (shown in dashed lines).
- a swirl flow shown in dashed lines.
- the end plate 6 is expediently adapted to the polygon, it being able to protrude in the region of the inwardly bent section.
- the two ends of the jacket 7 can be provided with aprons which — as in the case of the spiral jacket 7 ′ - are directed outwards and, together with the projection of the end plate 6, limit the inflow area.
- FIG. 4 shows a longitudinal view of an exhaust gas detection hood with the jacket 7, which extends between the two end plates 6.
- the axial sink tubes 3 for the end plates are guided centrally into these end plates and are provided with inlet nozzles 3.1 on the inflow side.
- Each of the radial sink tubes 4 has two inlet nozzles 4.1, which are directed towards each other.
- the axial drain pipes 3, like the radial drain pipes 4, are connected via the connecting lines 3.2 and 4.2 to an exhaust air collecting duct 2, which in turn is connected to the exhaust air connector 1 is connected to an exhaust air extraction system (not shown).
- a proportion of fresh air corresponding to the air sucked out via the inlet nozzles of the sink pipes is sucked in through the suction opening 8, an inward-facing apron 9.1 pushing the air into the area of the suction opening 8 of the swirl flow inward and accelerating it.
- FIG. 5 shows a special application of the exhaust gas detection hood:
- two opposing swirl flows are generated in a hood which is provided with two end plates, one of which can be seen in the section shown.
- the end plates 6 are provided with the axial sink pipes 3 and radial sink pipes 4 are introduced into the swirl flow, all sink pipes being provided with the corresponding inlet nozzles 3.1 and 4.1, respectively, which are equipped with one or two (not shown in more detail) exhaust air collecting duct / channels are connected.
- the two swirl flows which are formed by the inflow of the extracted air 10 into the inflow openings of the sink pipes are in opposite directions, the flow direction being advantageously selected such that both swirl flows in the area of the suction opening 8 are directed away from the latter.
- Both edges of the common casing 7 are expediently provided with inward-facing skirts 9.1, which force both swirl flows inwards and accelerate them before they enter the area of the suction opening 8.
- the two coats can also be formed spirally inwards - as indicated by dashed lines.
- the end plates 6 can - as shown - be designed so that their contour represents an envelope of the common jacket 7. It goes without saying that this end plate 6 can also be shaped according to the contour of the common casing 7.
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Cyclones (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Abgaserfassungshaube zum Erfassen verunreinigter Luft oder anderer Gase, insbesondere aus langgestreckten Quellen mit einer stabilisierten Drallströmung, bei der die Haube von zwei zueinander parallelen, mit Öffnungen versehenen Endflächen begrenzt ist und einen dazwischen verlaufenden Mantel aufweist, der im Bereich der in die offenen Absaugebereiche austretenden Strömung zu deren Beschleunigung einen Einzug aufweist.
- Zur Abführung aufsteigender oder nach oben austretender Abgase einer in einer Halle befindlichen Queller luftverunreinigender Stoffe wird häufig eine First-Lüftung mit mindestens einem längsverlaufenden Dachreiter im First der Halle vorgesehen, der mit nach außen öffnenden Luftaustritten versehen ist. Derartige Dachaufsätze sind in vielfältigen Formen bekannt, wobei es bei den einzelnen Ausführungsformen im wesentlichen darum geht, eine vom Witterungsgeschehen unbeeinflußte Abführung von Hallenluft zu gewährleisten. Bei derartigen Systemen gehen diese austretenden Verunreinigungen zunächst in die Luft der Halle über und werden mit der Hallenluft, ggf. erheblich verdünnt, in die freie Atmosphäre entlassen. Dabei erfolgt ein Luftwechsel, der möglicherweise in Heißbetrieben toleriert werden kann, der jedoch zu Zugerscheinungen führt und in Hallen ohne bedeutsame Wärmequellen zusätzliche Heizungsprobleme aufwirft, und der in aller Regel keine Reinigung der Abluft zuläßt. Aus diesem Grunde wurde neben einer Kapselung der Quelle (Direkt-Absaugung) bereits versucht, die Grundfläche der Quelle mit einer Erfassungshaube zu überdecken, die dann die aus der Quelle austretenden Verunreinigungen aufnehmen und abführen soll. Diese Absaugung ist dabei auf den Arbeitsprozess auszurichten, so daß die zum Absaugen eingesetzten Absaugehauben die freigesetzten Luftverunreinigungen möglichst vollständig erfassen. Derartige Absaugehauben führen jedoch zu erheblichen Luftströmen, die nur schwer zu bewältigen sind; da diese Luftströme, um den Auflagen zur Reinhaltung der Luft nachzukommen, in nachgeschalteten Abscheidern gereinigt werden müssen. Investitionskosten und Betrieb derartiger Abscheider steigen mit der Größe der Luftströme an, so daß insbesondere großflächige Absaugehauben wegen der nachgeschalteten Abscheider erhebliche Folgekosten bedingen. Haubenausbildungen, bei denen zur Verringerung des abgesaugten Luftstromes lediglich im Randbereich abgesaugt wird, können zwar mit einem geringeren Luftstrom betrieben werden, ihre Erfassung leidet jedoch insbesondere dann, wenn die Luftverunreinigungen stoßweise anfallen oder wenn sie mit hoher kinetischer Anfangsenergie freigesetzt werden.
- Die EP-A-0 135 487 beschreibt eine Abgaserfassungshaube mit einem mittig angeordneten Absaugearm mit gegeneinander gerichteten, zentral hinsichtlich der Haube angeordneten Strömungssenken, die an ein Absaugesystem angeschlossen sind, dabei teilt der Einsatz die Haube mit den Seitenflächen zwei strömungstechnisch unterschiedliche Bereiche, so daß sich zwei strömungstechnisch voneinander getrennte, von Blasstrahlen angeregte Drall-Strömungen ergeben, was unvermeidbare Rückwirkungen auf die Abgaserfassungs-Effektivität im Bereich dieses Einsatzes hat. Darüber hinaus begrenzt er den für eine Drallströmung verfügbaren Raum, wobei die beiden Seitenwände die Länge der Abgashaube vorgeben. Bei dieser Abgaserfassungshaube wird die Drallströmung durch einen Blasstrahl angeregt und stabilisiert. Weitere Ausführungsformen von Abgaserfassungshauben, die eine blasstrahlgestützte Drallströmung aufweisen, beschreiben die WO-A-88/09 227, US-A-3 049 069, SE-B-409 178 und US-A-744 305.
- Aus der DE-A-39 01 859 ist nun eine Erfassungshaube für verunreinigte Luft bekannt, die längs einer horizontalen Ebene einen Absauge-Luftstrom erzeugt, wobei durch die sich zwischen zwei Endflächen erstreckende Haube ein Absaugebereich gegeben ist, dessen Breite von der Entfernung beider Endflächen gegeben ist. Die Einströmöffnung, die sich ebenfalls über die gesamte Breite der Haube erstreckt, kann in ihrer Höhe beliebig gestaltet werden. Wesentlich dabei ist, daß beide Endflächen durch einen, das Gehäuse der Haube vervollständigenden, zylindrischen Teilmantel verbunden sind, wobei die Einströmöffnung in ihrer Höhe kleiner ist, als der Durchmesser dieses Mantels. In dieser Haube bildet sich eine reine Drallströmung aus, die den Gesetzen der Potentialströmung gehorchend, eine gegenüber der Eintrittsgeschwindigkeit der angesaugten Luft relativ hohe Umfangsgeschwindigkeit aufweist. Der mit der hohen Umfangsgeschwindigkeit unmittelbar verbundene dynamische Druck läßt wegen der Konstanz des Gesamtdruckes den statischen Druck im Bereich der Einströmöffnung absinken, so daß der gewünschte Effekt des Absaugens und Erfassens der im Bereich der Einströmöffnung freigesetzten Verunreinigungen gewährleistet ist. Mit einer derartigen Haube lassen sich Absauge-Luftströme erzeugen, sofern die Breite der Haube ein vom Schluckvermögen der stirnseitigen Senken abhängiges Maß nicht übersteigt. Darüber hinaus bedarf eine derartige Abgaserfassungshaube eine die Strömung begrenzende Absaugefläche, um die gewünschte definierte Absaugeströmung zu erzwingen, was im freien Raum dagegen nicht gelingt.
- Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine gattungsgemäße Abgaserfassunghaube so weiter zu entwickeln, daß sie - ohne auf die Blasstrahl-Stützung zurückgreifen zu müssen - für beliebige Längen einsetzbar ist, wobei -in Weiterführung der Aufgabeauch eine Haube vorgeschlagen werden soll, die ohne an eine Absaugefläche gebunden zu sein, vorteilhaft als "Über-Kopf-Haube" einsetzbar ist. Darüber hinaus soll die Haube einfach und wirtschaftlich herstellbar, leicht zu warten und betriebssicher aufgebaut sein.
- Die Lösung der Aufgabe beschreiben die im Hauptanspruch enthaltenen Merkmale des Kennzeichens; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.
- Nach der Lösung weist die Mantelfläche der Abgaserfassungshaube mit zylindrischem oder polygonalem Querschnitt einen Mantel auf, der die Drallströmung über mindestens 270° führt, wobei ein Bereich des Mantels als Einströmöffnung offen ist, und wobei das in Richtung der Drallströmung zur Einströmöffnung hin auslaufende Teilstück des Mantels den Einzug aufweist, und daß an ein Absaugesystem angeschlossene Rohrleitungen in gleichen Abständen von den beiden stirnseitigen Wänden und von einander radial als Senkenrohre mit einem Rohrleitungs-Durchmesser, der klein gegenüber dem der Abgaserfassunghaube ist, in die Abgaserfassungshaube eingeführt sind, wobei die radial eingeführten Senkenrohre konzentrisch zum Mantel und koaxial zu den Einströmöffnungen der Endflächen angeordnete Doppel-Einströmöffnungen aufweisen. Dadurch, daß jede der Endflächen eine Strömungssenke aufweist, und daß in gleichen Abständen davon weitere koaxiale Strömungssenken vorgesehen sind, in Form von radial in den Zylinder bzw. das Polygon eingebrachter Senkenrohre, die mit Einströmöffnungen versehen sind, die konzentrisch zu der Mantelfläche der Haube liegen, werden Strömungsverhältnisse geschaffen, die eine durchgehende Drallströmung über die gesamte Breite der Abgaserfassungshaube gewährleisten. Diese Senkenrohre sind über Anschlußleitungen an Absaugesysteme angeschlossen, über die die abzusaugende Luft aus dem Zentrum der stabilisierten Drallströmung so abgesaugt wird, daß diese Strömung stabil aufrecht erhalten wird. Dabei stellen diese Senkenrohre jeweils eine Doppelsenke dar, da die zum Zylinder koaxialen Einströmöffnungen nach beiden Seiten hin geöffnet sind, so daß der Mantel einen Teil-Zylinder bzw. ein mit einer Seite offenes Polygon bildet. Bei beiden Formen kann der der auslaufenden Strömung entsprechende Teilbereich zu der Mittelachse der Abgaserfassunghaube zur Strömungsbeschleunigung eingezogen sein. Bei der zylindrischen Form ist dazu die spiralige Ausbildung zumindest dieses Teilbereichs vorteilhaft, bei der polygonalen Ausbildungsform wird vorteilhaft das in Richtung der Strömung liegende, letzte Teilstück des Polygons nach innen abgebogen, so daß in beiden Fällen die gewünschte Einengung der Strömung vor dem Eintritt in den Bereich der Absaugeöffnung erreicht wird.
- Zweckmäßiger Weise weisen in einer vorteilhaften Weiterbildung die Einströmöffnungen der Strömungssenken übliche, mit Rundungen versehene Einlaufdüsen auf, die in die Endflächen bzw. die Senkenrohre eingesetzt sind. Durch diese gerundeten Einlaufdüsen werden die Einströmverluste jeder dieser Senken verringert und so der Energiebedarf zur Förderung des abgesaugten Luftstroms gesenkt.
- Die Absaugesysteme können dabei individuell für jede dieser Senkenrohre vorgesehen sein, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Anschlüsse über flexible Anschlußleitungen geführt sind. So läßt sich bei der Vielzahl der vorzusehenden Anschlüsse auch ein gruppenweises Aufstellen der Absaugevorrichtungen erreichen. Alternativ dazu werden alle oder einige zu Gruppen zusammengefaßte Senkenrohre an eine Absaugevorrichtung angeschlossen. Dabei wird ein für alle Senkenrohre oder für die Senkenrohr-Gruppe jeweils ein gemeinsamer Absaugekanal vorgesehen. Um die Gleichmäßigkeit der Senken-Absaugung zu gewährleisten und um den Druckverlust im Absaugekanal zu begrenzen, wird der Kanal-Querschnitt so gestaltet, daß sich bei jeder Einführung eines der Senkenrohre der Querschnitt um einen gewissen Betrag vergrößert, wobei diese Querschnittszunahme derart ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit im gesamten Absaugekanal im wesentlichen gleich ist. Vorteilhafterweise sind die Senkenrohre in äquidistanten Abständen gegenüber dem jeweils benachbarten bzw.gegenüber der jeweils benachbarten Endwand angeordnet. Durch diese Anordnung ist eine Symmetrie gegeben, die es erlaubt, die einzelnen Absaugeströme der einzelnen Senken (Endflächen) bzw. Doppelsenken (Senkenrohre) in einfacher Weise gegeneinander abzugleichen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Mantelfläche der Haube gebildet von zwei sich durchdringenden Zylindern, wobei das Durchdringen derart ist, daß die Mittelachsen der Zylinder außerhalb des jeweilig anderen Zylinders liegen und das die Öffnungen der Zylinder sich zu einer Absaugeöffnung ergänzen. Eine derartige Abgaserfassungshaube bedarf keiner zusätzlichen Strömungs-Leitfläche und sie kann in einfacher Weise als "Über-Kopf-Haube" eingesetzt werden. Da sie wegen der zusätzlichen Senken auf beliebige Längen ausdehnbar ist, lassen sich so auch Abdämpfe oder -gase aus langgestreckten Quellen wirksam erfassen und absaugen. Vorteilhaft liegt dabei die Quelle parallel zur Achse der Abgaserfassungshaube und symmetrisch zu einer durch deren Mitte verlaufenden Vertikalebene. Der das Haubenvolumen umschließende Mantel ist dabei gebildet von zwei sich durchdringenden Zylinder, die im unteren Bereich jeder dieser Zylinder gleichweit geöffnet sind, wird die in die Absaugeöffnung einströmende Luft in eine doppelte Drallströmung gezwungen, wobei die beiden Drallströmungen mit entgegengesetzten Drehsinn behaftet sind und sich wechselseitig stabilisieren. Dabei ist die Anordnung der beiden spiegelbildlich zueinander angeordneter Zylinder bedeutsam, wobei sich beide Drallströmungen im Durchdringungsbereich überlagern. Mit diesen gegenläufigen Drallströmungen wird erreicht, daß sich beidseits der Mittenebene der Haubenanordnung die geforderte Absaugeströmung ausbildet. Dabei verlaufen die sich in den beiden Hauben aufgrund von Zuström-Asymmetrien einstellenden, gegenläufigen Drallströmungen mit einer gegenüber der Absauge-Geschwindigkeit höheren Umlaufgeschwindigkeit, so daß der dynamische Druck der Drallströmung den statischen Druck im Einströmbereich absinken läßt und die Zuströmung aus dem Raum erzwingt. Die Zuströmung ist spiegelsymmetrisch zur Längsachse und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Abgaserfassungshaube.
- Vorteilhaft ist es, wenn die beiden äußeren, die Ansaugeöffnung begrenzenden Kanten des Mantels mit in das Innere der Zylinder gerichteten Leitflächen versehen sind, die den Strömungsquerschnitt beider Zylinder etwa in gleicher Weise einengen. Durch diese aus der DE-A-39 01 859 an sich bekannten Einengung der Drallströmungen in die Bereiche ihrer Übertritte in die Einströmöffnung wird zum einen die Drallströmung beschleunigt und zum anderen die Unsymmetrie der Zuströmung vergrößert und so die Ausbildung der Drallströmung begünstigt; diese Einengung wird hier auf beiden Seiten gleichmäßig vorgenommen. Als vorteilhaft hat sich eine Verkleinerung des der Drallströmung zur Verfügung stehenden Radien um etwa 25% erwiesen, der hier beidseits vorgesehen ist. Dies kann durch einfache, an den entsprechenden Kanten der Teilmäntel der Haube angesetzte, zum jeweiligen Zentrum der Teilhaube gerichtete Blenden geschehen. Eine andere Möglichkeit ergibt sich dadurch, daß anstelle dieser Blenden, die die Einströmöffnung begrenzende Ränder der Teilmäntel mit vermehrter und/oder verstärkter Kantung oder mit zunehmender Krümmung in den Drallströmungsbereich hineingeführt ist und so die Strömungseinengung bewirken. Dabei werden diese Strömungseinengungen vorteilhaft so ausgebildet, daß sie zu den oberen Flächen der Quelle korrespondieren, wodurch die Abgaserfassungshaube so an die Quellen anpaßbar ist, daß die "Nebenluft-Ansaugung" in Grenzen gehalten wird. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die in das Innere der Zylinder gerichteten Leitflächen an die Begrenzungsflächen der Quelle anlegbar sind.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abgaserfassungshaube höhenverstellbar angeordnet und vorzugsweise mit einem Verstellantrieb versehen. Ihre Anschlußstutzen sind mit den Absaugeleitungen oder mit dem Absaugekanal verbunden. Es versteht sich dabei von selbst, daß es für die Funktion der Absaugehauben unwesentlich ist, ob diese an starren Absaugerohren oder an flexible Absaugeleitungen angeschlossen sind. Die starren Absaugerohre werden bei Veränderung der Höhe der Haube beispielsweise teleskopartig ineinander geschoben oder sie können zum Ausgleich der Höhendifferenz verschwenkt werden. Bei flexiblen Absaugeleitungen kann mit deren Flexibilität in einfacher Weise ein gewisses Maß an Höhendifferenz überbrückt werden, wobei allerdings eine erhöhte Rohrreibung und ein damit verbundener vergrößerter Druckabfall in Kauf genommen werden muß.
- Zur Erzeugung einer wirksamen Absaugeströmung über die stabilisierte Drallströmung sind die einander paarweise gegenüberliegend angeordneten Strömungssenken der äußeren der Senkenrohre und die der zugeordneten Endflächen der Abgaserfassungshaube bzw. der benachbarten Senkenrohre bedeutsam, wobei die Strömungssenken zueinander koaxial sind. Dabei kommt es vornehmlich auf die Einströmgeschwindigkeit der Luft in die Strömungssenken an, wobei der in die Strömungssenken übertretende Luftstrom aus Kontinuitätsgründen dem Luftstrom entsprechen muß, der durch die Einströmöffnung in die Haube eintritt, wobei die Eintrittsgeschwindigkeit in die Haube wegen der überlagerten hohen Drallgeschwindigkeit (relativ) klein gehalten werden kann. Die Drallströmungen bilden sich störungsfrei und sicher aus, wenn die beiden teil-zylinderförmigen Gehäusewände der Absaugehaube die Strömung je mindestens über 270° führen. Wird darüber hinaus die Strömung im Bereich der der Zuströmfläche bzw. der Symmetrieebene gegenüberliegende Kante eingeengt (d.h. ihre Geschwindigkeit vergrößert), erhöht sich die Stabilität weiter. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Einengung durch eine gerade oder eine strömungsgerecht gerundete Blende derart erfolgt, daß der Radius der Strömung um etwa 25% verringert wird. Durch diese Blende wird auch eine "Vorausrichtung" der der Eintrittsöffnung von der der Einströmfläche abgewandten Seite zuströmenden Luft erreicht, so daß auch von dieser Seite die Ausbildung und die Stabilität der Drallströmung begünstigt wird.
- Das Wesen der Erfindung wird an Hand der Figuren 1 und 2 näher erläutert; dabei zeigen
- Fig. 01:
- Schema-Darstellung eines Haubenstückes mit angedeuteter Strömung;
- Fig. 02:
- Querschnitt einer Haube mit spiraligem Mantel;
- Fig. 03:
- Querschnitt einer Haube mit polygonalen Querschnitt;
- Fig. 04:
- Längs-Ansicht einer Abgaserfassungs-Haube mit Abluft-Sammelkanal;
- Fig. 05:
- Querschnitt durch eine Abgaserfassungs-Haube mit doppelter Drallströmung.
- Die Figur 1 zeigt ein stark schematisiertes Teilstück einer Abgaserfassungs-Haube in perspektivischer Ansicht mit einer Endplatte 6 und einem von der Endplatte 6 sich in axialer Richtung erstreckenden Mantel 7, der in dem dargestellten Beispiel einen zylindrischen Querschnitt aufweist. Die Endplatte 6 ist mit (hier:) einem zentrisch zum Mantel 7 angeordneten Senkenrohr 3 versehen, das eine Einlaufdüse 3.1 aufweist, die die Strömungssenke darstellt und mit der im Zentrum der Abgaserfassungs-Haube Abluft übernommen und so eine Drallströmung angeregt wird. Wegen der begrenzten Wirkung einer solchen Senkenströmung in axialer Richtung ist in einer Entfernung von der Endplatte 6 ein Senkenrohr 4 durch den Mantel 7 axial in die Strömung geführt, das mit zwei gegeneinander gerichteten Einlaufdüsen 4.1 versehen ist, die koaxial zu den Einlaufdüsen 3.1 der Endplatten 6 liegen. Diese Einlaufdüsen 4.1 der axialen Senkenrohre 4 erzeugen ebenfalls eine Senkenströmung, wie durch die gestrichelten Pfeile angedeutet, die eine -ebenfalls durch gestrichelte Pfeile angedeutete- Drallströmung anregt, wobei ein der in die Strömungssenke einströmenden Luft entsprechender Anteil von Luft durch die Einströmöffnung 8 der Abgaserfassung-Haube nachgesaugt wird -wie wiederum durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Durch eine in das Innere der Abgaserfassungs-Haube gerichtete Schürze 9.1 wird die Drallströmung vor dem Eintreten in den Bereich der Einströmöffnung 8 nach innen gedrängt und dabei beschleunigt, so daß der dynamische Druck ansteigt und der statische Druck, der für das Nachströmen der Luft aus dem Außenraum verantwortlich ist, wegen des konstanten Gesamtdruckes absinkt.
- Die Drallströmung ist dabei nicht an eine zylindrische Form der Abgaserfassung-Haube gebunden. Wie die Figur 2 zeigt, lassen sich Hauben mit spiralig geformtem Mantel 7' in gleicher Weise verwenden, wobei die Strömung (gestrichelt angedeutet) über den gesamten Laufweg nach innen gedrängt wird. Die Beschleunigung wird so über den vom Mantel 7 überdeckten Laufweg verteilt. Die Endplatte 6 ist hier (zur besseren Veranschaulichung mit kreisförmig begrenztem Oberteil dargestellt) über die Ansaugöffnung 8 hinaus geführt, wobei beide Enden des Mantels 7 mit Schürzen 9.2 versehen sind, die nach außen weisend zusammen mit der überstehenden Endplatte 6 den Zuströmbereich begrenzen. In der Figur 3 ist der Mantel 7'' als Polygonzug (hier 6-eckig dargestellt) ausgebildet. Auch mit dieser Ausbildung des Mantels 7 ist die Abgaserfassungs-Haube in der Lage, eine (gestrichelt dargestellte) Drallströmung zu erzeugen und zu führen. Auch hier ist es möglich, etwa durch Einwärts-Biegen des in Strömungsrichtung letzten Teilstückes des Polygons, die Drallströmung nach innen zu drängen und sie so vor dem Eintritt in den Bereich der Ansaugöffnung 8 zu beschleunigen. Die Endplatte 6 wird hier zweckmäßig dem Polygon angepaßt, wobei sie im Bereich des einwärts gebogenen Teilstückes überragen kann. Auch in dieser Ausführungsform können die beiden Enden des Mantels 7 mit Schürzen versehen sein, die -wie im Fall des spiralig ausgebildeten Mantels 7'- nach außen gerichtet sind und zusammen mit dem Überstand der Endplatte 6 den Zuströmbereich begrenzen.
- Die Figur 4 zeigt eine Längsansicht einer Abgaserfassung-Haube mit dem Mantel 7, der sich zwischen den beiden Endplatten 6 erstreckt. Die axialen Senkenrohre 3 für die Endplatten sind zentral in diese Endplatten geführt und auf der Zuströmseite mit Einlaufdüsen 3.1 versehen. Zwischen den Endplatten 6 sind weiter radial eingeführte Senkenrohre 4 in gleichen Abständen von den Endplatten 6 bzw. voneinander vorgesehen, die koaxial zu den Einlaufdüsen 3.1 der axialen Senkenrohre 3 mit Einlaufdüsen 4.1 versehen sind. Jedes der radialen Senkenrohre 4 weist dabei zwei Einlaufdüsen 4.1 auf, die gegeneinander gerichtet sind. Die axialen Senkenrohre 3 sind ebenso wie die radialen Senkenrohre 4 über die Anschlußleitungen 3.2 bzw. 4.2 mit einem Abluft-Sammelkanal 2 verbunden, der seinerseits über den Abluftstutzen 1 mit einem (nicht näher dargestellten) Abluft-Absaugesystem verbunden ist. Ein der über die Einlaufdüsen der Senkenrohre abgesaugten Luft entsprechender Anteil Frischluft wird durch die Ansaugöffnung 8 angesaugt, wobei eine nach innen gerichtet Schürze 9.1 die in den Bereich der Ansaugöffnung 8 gelangende Luft der Drallströmung nach innen drängt und beschleunigt.
- Die Figur 5 zeigt eine besondere Anwendung der Abgaserfassungs-Haube: Hier werden zwei gegenläufige Drallströmungen in einer Haube erzeugt, die mit zwei Endplatten versehen ist, von denen im dargestellten Schnitt eine zu erkennen ist. Zwischen diesen Endplatten 6 erstreckt sich der Mantel 7, der hier aus zwei sich durchdringenden Zylindern gebildet ist, wobei diese einander durchdringenden Zylinder im Bereich des Winkels, der im Bereich von 90° bis 145° liegt, offen sind. Im übrigen sind die Endplatten 6 mit den axialen Senkenrohren 3 versehen und in die Drallströmung sind radiale Senkenrohre 4 eingeführt, wobei alle Senkenrohre mit den entsprechenden Einlaufdüsen 3.1 bzw. 4.1 versehen sind, die mit einem oder zwei (nicht näher dargestellten) Abluft-Sammelkanal/-kanälen in Verbindung stehen. Die beiden sich durch das Einströmen der abgesaugten Luft 10 in die Einströmöffnungen der Senkenrohre ausbildenden Drallströmungen sind gegenläufig, wobei die Strömungsrichtung vorteilhafter Weise so gewählt ist, daß beide Drallströmungen im Bereich der Ansaugöffnung 8 von dieser weg gerichtet sind. Dabei werden beide Kanten des gemeinsamen Mantels 7 zweckmäßiger Weise mit nach innen gerichteten Schürzen 9.1 versehen, die beide Drallströmungen nach innen drängen und vor Eintritt in den Bereich der Absaugeöffnung 8 beschleunigen. Dabei können auch die beiden Mäntel spiralig einwärts ausgeformt sein -wie gestrichelt angedeutet. Die Endplatten 6 können dabei -wie dargestellt-so ausgebildet sein, daß ihre Kontur eine Umhüllende des gemeinsamen Mantels 7 darstellt. Es versteht sich von selbst, daß diese Endplatte 6 auch entsprechend der Kontur des gemeinsamen Mantels 7 ausgeformt sein kann.
Claims (14)
- Abgaserfassungshaube zum Erfassen verunreinigter Luft oder anderer Gase, insbesondere aus langgestreckten Quellen mit einer stabilisierten Drallströmung, bei der die Haube von zwei zueinander parallelen, mit Öffnungen versehenen Endflächen (6) begrenzt ist und einen dazwischen verlaufenden Mantel (7) aufweist, der im Bereich der in die offenen Absaugebereiche (8) austretenden Strömung zu deren Beschleunigung einen Einzug (9.1; 9.2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (7', 7'') der Abgaserfassungshaube mit zylindrischem oder polygonalem Querschnitt einen Mantel aufweist, der die Drallströmung über mindestens 270° führt, wobei ein Bereich des Mantels als Einströmöffnung (8) offen ist, und wobei das in Richtung der Drallströmung zur Einströmöffnung (8) hin auslaufende Teilstück des Mantels den Einzug aufweist, und daß an ein Absaugesystem angeschlossene Rohrleitungen (4.2) in gleichen Abständen von den beiden stirnseitigen Wänden und von einander radial als Senkenrohre (4) mit einem Rohrleitungs-Durchmesser, der klein gegenüber dem der Abgaserfassungshaube ist, in die Abgaserfassungshaube eingeführt sind, wobei die radial eingeführten Senkenrohre (4) konzentrisch zum Mantel und koaxial zu den Einströmöffnungen der Endflächen (6) angeordnete Doppel-Einströmöffnungen aufweisen.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem der auslaufenden Strömung entsprechenden Teilbereich der Querschnitt des zylindrischen Mantels (7') spiralig geformt ist.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnung für die Strömungssenken übliche, mit Rundungen versehene Einlaufdüsen (3.1, 4.1) aufweisen, die in die Endflächen (6) bzw. die Senkenrohre (4) eingesetzt sind.
- Abgaserfassungshaube nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugesystem für die Senkenrohre (3; 4) von einer Anzahl der Senkenrohre (3; 4) entsprechende Anzahl von Absaugevorrichtungen, die über vorzugsweise flexible Anschlußleitungen mit den ihnen zugeordneten Senkenrohre verbunden sind, gebildet ist.
- Abgaserfassungshaube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugesystem für die Senkenrohre (3; 4) gebildet ist von mindestens einer zentralen, auf einem Abluft-Sammelkanal (2) arbeitenden Absaugevorrichtung, wobei die Senkenrohre (3; 4) an diesen Abluft-Sammelkanal (2) angeschlossen sind.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei jeder Einmündung eines der Senkenrohre (3; 4) eine Querschnittsvergrößerung des Abluft-Sammelkanals (2) vorgesehen ist, wobei die Querschnittsvergrößerung vorzugsweise derart ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit im Abluft-Sammelkanal (2) im wesentlichen konstant ist.
- Abgaserfassungshaube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (7) der Abgaserfassungshaube gebildet ist von zwei sich durchdringenden Zylindern, wobei das Durchdringen derart ist, daß die Mittelachse der Zylinder außerhalb des jeweilig anderen Zylinders liegen und sich die offenen Teilbereiche der Zylinder (7) zu der Absaugeöffnung (8) ergänzen.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) der Abgaserfassungshaube im unteren Bereich zur Absaugeöffnung (8) geöffnet ist, wobei vorzugsweise beide Zylinder gleichweit geöffnet sind.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren, die Absaugeöffnung (8) begrenzenden Kanten des Mantels (7) mit in das Innere der beiden sich durchdringenden Zylinder gerichteten Leitflächen (9.1) versehen sind, die den Strömungsquerschnitt beider Zylinder etwa in gleicher Weise einengen.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaserfassungshaube derart angeordnet ist, daß die in das Innere der Zylinder (7) gerichteten Leitflächen (9.1) zu den die Oberseite der Quelle (10) begrenzenden Flächen korrespodieren.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Innere der Zylinder (7) gerichteten Leitflächen (9.1) an die Begrenzungsflächen der Quelle (10) anlegbar sind.
- Abgaserfassungshaube nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaserfassungshaube höhenverstellbar angeordnet ist und vorzugsweise mit einem Verstellantrieb versehen ist.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeleitung (1) bzw. die Senkenrohr-Anschlüsse (3.2, 4.2) an den Abluft-Sammelkanal (2) flexibel ausgebildet sind.
- Abgaserfassungshaube nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeleitungen (1) als teleskopierbare Leitungen ausgebildet sind.
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