DE102009026949A1

DE102009026949A1 - Luftschottanlage zur Verhinderung von Ausgleichsströmungen

Info

Publication number: DE102009026949A1
Application number: DE102009026949A
Authority: DE
Inventors: Christian Israel
Original assignee: Lks Israel Klimatechnisch GmbH; Lks Israel Klimatechnisches Engineering GmbH
Current assignee: ARWUS GMBH KLIMATECHNISCHES ENGINEERING, DE
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2010-12-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung eines Luftschotts an einer Verbindung zwischen Räumen oder Raumbereichen mit einem Atmosphärenbestandteil mit bezüglich der Normalbedingungen abweichendem Partialdruck und Räumen oder Raumbereichen mit einer den Normalbedingungen entsprechenden Atmosphäre. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Ausstattung von Zufahrtsöffnungen von Tiefkühllagern mit durch Stickstoffanreicherung inerter Atmosphäre. Die Erfindung besteht darin, dass wenigstens eine Schlitzauslassdüse mit wenigstens einem Induktionshemmer versehen parallel zu einer Begrenzung der Verbindung zwischen den Räumen oder Raumbereichen angeordnet ist, deren mittlere Ausblasrichtung schräg von der Ebene der Verbindung wegweist und die an eine Druckquelle angschlossen ist, deren Ansaug in dem Raum oder Raumbereich angeordnet ist, in dem die Schlitzauslassdüse angeordnet ist. Die Erfindung verhindert weitestgehend Ausgleichsströme in beiden Richtungen und insbesondere die Induktion am Luftschott, die den Abschottungseffekt wesentlich beeinträchtigen würde.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung eines Luftschotts an einer Verbindung zwischen Räumen oder Raumbereichen mit einem Atmosphärenbestandteil mit bezüglich der Normalbedingungen abweichendem Partialdruck und Räumen oder Raumbereichen mit einer den Normalbedingungen entsprechenden Atmosphäre. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Ausstattung von Zufahrtsöffnungen von Tiefkühllagern mit durch Stickstoffanreicherung inerter Atmosphäre.
Einrichtungen zur Erzeugung von Luftschleiern, -vorhängen oder -schotten sind in vielfältiger Ausführung bekannt, darunter auch solche, die zur Abschirmung von Durchgangsöffnungen zwischen Räumen mit großem Temperaturunterschied bestimmt sind. Ein besonderes Problem stellt die Abschirmung von Durchgangsöffnungen zu Kälteräumen dar, da aufgrund des großen Dichteunterschiedes zwischen warmer bzw. auf normaler Temperatur befindlicher Luft außerhalb und kalter Luft innerhalb des Kälteraumes relativ starke Ausgleichsluftströme in der Durchgangsöffnung entstehen. Dieses Problem wird beispielsweise mittels der in dem Gebrauchsmuster DE 202 00 246 beschriebenen Lösung beseitigt. Ein darüber hinaus gehendes Problem stellt sich der Fachwelt indes durch die Brandschutzanforderungen, da in Kälteräumen ein Einsatz von Löschmitteln, insbesondere von Wasser aufgrund der tiefen Temperaturen nicht möglich ist. Der Brandschutz wird deshalb durch Inertisierung der Atmosphäre der Kälteräume in Form der Stickstoffanreicherung gewährleistet. Zur Verhinderung der Brandgefahr ist es erforderlich, die erforderliche Stickstoffkonzentration aufrecht zu erhalten.
Nach dem Daltonschen Gesetz der Partialdrücke wird allerdings der partielle Überdruck des Stickstoffbestandteils auf das Normalmaß reduziert, indem Stickstoffanteile ab- und vor allem Sauerstoffanteile zufließen. Damit wird der Brandgefahr jedoch noch Vorschub geleistet. Als Strömungskanal für den Gasaustausch kommt jede undichte Stelle des die Inertatmosphäre umgebenden Behälters in Frage. Im Falle eines Kälteraums sind das vor allem Tür- bzw. Toröffnungen. Bislang wird dem Gasaustausch dadurch begegnet, dass die erforderliche Stickstoffkonzentration durch Überwachung und ggf. entweder Zuführen von Stickstoff im Druckverfahren oder Reduktion des Sauerstoffgehalts durch Sorption aufrechterhalten wird. Beide Methoden sind relativ kostenintensiv.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, gegeneinander gerichtete Ausgleichsströmungen zwischen Räumen oder Raumbereichen mit einem Atmosphärenbestandteil mit bezüglich der Normalbedingungen abweichendem Partialdruck und Räumen oder Raumbereichen mit einer den Normalbedingungen entsprechenden Atmosphäre mittels einer Luftschottanordnung zu verhindern.
Die Aufgabe wird gemäß der Lehre des Hauptanspruchs gelöst, indem wenigstens eine Schlitzauslassdüse mit wenigstens einem Induktionshemmer versehen parallel zu einer Begrenzung der Verbindung zwischen den Räumen oder Raumbereichen angeordnet ist, deren mittlere Ausblasrichtung schräg von der Ebene der Verbindung weg weist und die an eine Druckquelle angeschlossen ist, deren Ansaug in dem Raum oder Raumbereich angeordnet ist, in dem die Schlitzauslassdüse angeordnet ist. Die Erfindung verhindert weitestgehend Ausgleichsströme in beiden Richtungen und insbesondere die Induktion am Luftschott, die den Abschottungseffekt wesentlich beeinträchtigen würde. Die Unteransprüche verweisen auf vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. So ist es vorteilhaft, wenn eine nahe dem Ausblasschlitz ansetzende konvex gewölbte Fläche als Induktionshemmer mit dem Düsenkörper verbunden ist. Die Effektivität der Erfindung wird erhöht, indem sowohl im Raum oder Raumbereich mit einem Atmosphärenbestandteil mit bezüglich den Normalbedingungen abweichendem Partialdruck als auch im Raum oder Raumbereich mit einer den Normalbedingungen entsprechenden Atmosphäre jeweils wenigstens eine Schlitzauslassdüse angeordnet ist, deren mittlere Ausblasrichtungen schräg von der Ebene der Verbindung weg weisen. Vorteilhaft ausgestaltet ist die Erfindung dadurch, dass wenigstens in einem Raum oder Raumbereich beidseitig der Verbindung Schlitzauslassdüsen mit sich kreuzenden mittleren Ausblasrichtungen angeordnet sind. Die Erzeugung von Luftschotts erfolgt je nach Anwendungsfall in wirksamer Weise, indem mittlerer Ausblaswinkel, Strömungsvolumen und Strömungsgeschwindigkeit des Ausblasgases sowie Krümmungsparameter und Spannweite der Induktions-hemmer auf die baulichen Parameter wie Durchtrittsfläche und das Partialdruckgefälle abgestimmt werden. Durch Nutzung bekannter Maßnahmen wie beispielsweise über die Längsausdehnung der Schlitzauslassdüse(n) unterschiedliche Ausblaswinkel oder Einbeziehung von Wärmetauschern in die jeweiligen Gaskreisläufe kann darüber hinaus auch Ausgleichsbestrebungen aufgrund von Temperaturgefällen begegnet werden.
Mittels der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
1 eine Düsenanordnung an einer Durchgangsöffnung zwischen einem inerten Kältebereich mit hohem Stickstoffpartialdruck und dadurch reduziertem Sauerstoffpartialdruck und einem Normalbereich und
2 eine Düsenanordnung an einer Öffnung zwischen einem frei zugänglichen und dadurch durch Kohlendioxid kontaminierten Bereich und einem Reinluftbereich.
1 zeigt eine Durchgangsöffnung 2 in einer Wand 1, die einen Kühlraum „inert” von einem Außenbereich „normal” trennt. Der Kühlraum weist aus Brandschutzgründen einen erhöhten Stickstoffanteil in seiner Atmosphäre auf, so dass ein Partialdruckausgleich N₂ in Richtung zum Außenbereich stattfindet. Wegen des erhöhten Stickstoffpartialdrucks im Kühlraum ist nach dem Daltonschen Gesetz jedoch der Sauerstoffpartialdruck gegenüber dem im Außenbereich vermindert, so dass gleichzeitig ein Partialdruckausgleich O₂ in Richtung zum Kühlraum stattfindet. Zur Verhinderung der Partialdruckausgleichsströmungen ist beiderseits der Durchgangsöffnung 2 jeweils senkrecht ein Paar Schlitzauslassdüsen 3 angeordnet. Die Schlitzauslassdüsen im Kühlbereich sind mit 3n1 und 3n2, die Schlitzauslassdüsen im Außenbereich mit 301 und 302 bezeichnet. Um die Partialdruckausgleichsströmungen wirksam zu verhindern, hat sich gezeigt, dass die Induktion an den Ausblasströmen zu verhindern ist, da diese den Eintrag von Schadatmosphäre befördert. Dazu sind beidseitig entlang der Schlitzauslassdüsen 3 Induktionshemmer 4 in Form konvex gewölbter Bleche an den Düsenkörpern angeordnet.
2 zeigt eine Durchgangsöffnung 2 in einer Wand 1 zwischen einem Reinraum „rein” und einem Außenbereich „normal”. Der Reinraum zeichnet sich durch eine weitestgehend Kohlenstoff und insbesondere Kohlendioxid freie Atmosphäre aus, so dass ein Partialdruckausgleich CO₂ verhindert werden muss. Im Gegensatz zum im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Beispiel ist ein entgegen gerichteter Ausgleichsstrom nicht vorhanden, so dass eine Schlitzauslassdüsenanordnung 3 auf der Außenbereichsseite mit den senkrecht neben der Durchgangsöffnung 2 angeordneten Schlitzauslassdüsen 31 und 32 genügt. Zur Verhinderung von Induktionen an den Ausblasströmen der Schlitzauslassdüsen 31 und 32 sind beidseitig entlang der Schlitzauslassdüsen 3 Induktionshemmer 4 in Form konvex gewölbter Bleche an den Düsenkörpern angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 20200246 U [0002]

Claims

Luftschottanlage zur Verhinderung von Ausgleichsströmungen durch eine Verbindung zwischen Räumen oder Raumbereichen mit einem Atmosphärenbestandteil mit bezüglich den Normalbedingungen abweichendem Partialdruck und Räumen oder Raumbereichen mit einer den Normalbedingungen entsprechenden Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schlitzauslassdüse (3) mit wenigstens einem Induktionshemmer (4) versehen parallel zu einer Begrenzung der Verbindung (2) zwischen den Räumen oder Raumbereichen angeordnet ist, deren mittlere Ausblasrichtung schräg von der Ebene der Verbindung (2) weg weist und die an eine Druckquelle angeschlossen ist, deren Ansaug in dem Raum oder Raumbereich angeordnet ist, in dem die Schlitzauslassdüse (3) angeordnet ist.
Luftschottanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine nahe dem Ausblasschlitz ansetzende konvex gewölbte Fläche als Induktionshemmer (4) mit dem Düsenkörper verbunden ist.
Luftschottanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl im Raum oder Raumbereich mit einem Atmosphärenbestandteil mit bezüglich den Normalbedingungen abweichendem Partialdruck als auch im Raum oder Raumbereich mit einer den Normalbedingungen entsprechenden Atmosphäre jeweils wenigstens eine Schlitzauslassdüse (3) angeordnet ist, deren mittlere Ausblasrichtungen schräg von der Ebene der Verbindung (2) weg weisen.
Luftschottanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einem Raum oder Raumbereich beidseitig der Verbindung (2) Schlitzauslassdüsen (3) mit sich kreuzenden mittleren Ausblasrichtungen angeordnet sind.