DE60305173T2

DE60305173T2 - Elektrischer leitfähiger Ventilationskanal für einen begrenzten Raum, zugehörige Erdungsanlage und entsprechende Verfahren

Info

Publication number: DE60305173T2
Application number: DE60305173T
Authority: DE
Inventors: David Frank Chesapeake Angelico
Original assignee: Air Systems Inc
Current assignee: Air Systems Inc
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2023-08-23
Also published as: TW200504292A; AU2004202394A1; EP1491695B1; US7467645B2; AU2004202394B2; JP4624998B2; US20040261871A1; WO2005001296A1; US6843274B1; US20100210204A1; JP2007521447A; HK1094023A1; DE60305173D1; CN1813137A; ATE325926T1; CA2436809C; KR20060100919A; ES2263922T3; CA2436809A1; CN1813137B

Description

Tanks, Abwasserkanäle und andere eingeschlossene Räume, welche in periodischen Abständen betreten werden müssen, benötigen eine Art von Luft-Ventilations-System für die in dem eingeschlossenen Raum arbeitenden Menschen. Ohne eine Art von Luft-Ventilation müssten die Arbeiter Atemgeräte tragen. Früher schloss der Ventilationsapparat üblicherweise eine Luftpumpe außerhalb des eingeschlossenen Raums und einen 8-Zoll flexiblen Schlauch ein, welcher in den eingeschlossenen Raum hineinführte. Die übliche 24-Zoll (oder kleinere) Einstiegsluke ist jedoch kaum groß genug, um es einem Arbeiter zu ermöglichen, den eingeschlossenen Raum mit Werkzeugen und/oder Materialien zu betreten. Wenn ein 8-Zoll Ventilations-Schlauch zusätzlich in der Einstiegsluke angeordnet ist, so kann dieser den Arbeiter daran hindern, den eingeschlossenen Raum zu betreten und stellt ein Hindernis dar, welches dazu neigt, sich mit Werkzeugen an dem Gürtel des Arbeiters zu verhaken, mit der Möglichkeit einer Beschädigung des Schlauchs oder eines Herunterfallens von Werkzeugen auf einen anderen Arbeiter, welcher sich bereits in dem eingeschlossenen Raum befindet.
Eine Lösung für dieses Problem wurde bereitgestellt durch neuartige Apparate und Verfahren, beschrieben in US-Patent Nr. 4,794,956 und US-Patent Nr. 4,982,653, beide von Gordon et al., wobei diese Dokumente einen Ventilatorschacht für einen abgeschlossenen Raum offenbaren, welcher die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist. Die vorgenannten Patente sind auf den Inhaber Air Systems International^® in Chesapeake, Virginia, USA, eingetragen. In einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Geschlossenraum-Ventilator-Schacht mit steifer Wand einen zentralen Abschnitt, welcher einen Querschnitt in Form eines Halbmondes oder eines Kreissegments aufweist, zwei Zwischenabschnitte, welche jeweils an jedes Ende des zentralen Abschnitts angebunden sind und welche jeweils eine Querschnitts-Gestalt haben, welche von der Gestalt des zentralen Abschnitts an der Verbindungsstelle mit dem zentralen Abschnitt sich ändert und sich verjüngt hin zu einer kreisförmigen Gestalt am äußeren Ende des zugeordneten Zwischenabschnitts. Der Schacht schließt weiterhin zwei äußere zylindrische Abschnitte ein, welche jeweils ange bunden sind an das äußere Ende jedes Zwischenabschnitts, wobei die äußeren Abschnitte außerhalb angeordnet sind, auf einer gemeinsamen Achse, welche verschoben ist vom Zentrum des zentralen Abschnitts.
Als Resultat dieser Konstruktion ist es möglich, die Querschnitts-Versperrung einer vergleichsweise kleinen Einstiegsluke, das heißt mit einem Durchmesser von ungefähr 20 Zoll, zu reduzieren, hin zu ungefähr 10 % der Querschnittsfläche der Einstiegsluke, im Vergleich zu ungefähr 35 % Versperrung für einen Standardschlauch mit 8 Zoll Durchmesser. Für größere Einstiegsluken kann die prozentuale Versperrung unter Verwendung des Schachts dieser Erfindung erheblich geringer sein als 10 %.
In einem Ausführungsbeispiel ist eine äußere Oberfläche des zentralen Abschnitts zylindrisch und hat im Wesentlichen denselben Durchmesser wie der Durchmesser der Einstiegsluke, in welcher der Schacht eingesetzt wird. Aus ökonomischen Gründen ist es jedoch praktisch, einen Schacht mit Standardgröße zu verwenden, welcher praktisch zu allen herkömmlichen Einstiegsluken passt. Beispielsweise kann ein zentraler Abschnitt, welcher einen Krümmungsradius entsprechend dem Umfang einer Einstiegsluke kleineren Durchmesser hat, effektiv auch in größeren Einstiegsluken eingesetzt werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorgenannten Erfindung kann die Querschnittsfläche des zentralen Abschnitts reduziert werden in Vergleich zu den äußeren zylindrischen Abschnitten, jedoch lediglich bis zu dem Ausmaß, dass eine Reduktion der Luft-Flussrate von nicht mehr als 10 % verursacht wird.
Die vorgenannte Erfindung schloss auch Montagemittel an der äußeren Oberfläche des zentralen Abschnitts des Schachts ein, so dass der Schacht aufgehängt werden kann oder auf andere Weise mit der Öffnung der Einstiegsluke verbunden werden kann.
Ein verwandtes Verfahren zum Einsatz der vorgenannten Erfindung zur Belüftung eines Geschlossenraums über einen Zugang schließt die Schritte einer Bereitstellung eines Geschlossenraum-Ventilationsschachts mit steifer Wand gemäß der obigen Beschreibung, eine Anordnung der Röhre dergestalt, dass ein äußeres Ende und ein zugeordneter Zwischenabschnitt außerhalb des eingeschlossenen Raums liegen, dass das äußere Ende und sein zugeordneter Zwischenabschnitt innerhalb des eingeschlossenen Raums liegen und dass der zentrale Abschnitt sich durch den Zugang (zum Beispiel die Einstiegsluke) hindurch erstrecken, ein und ein Wirkverbinden des Schachts mit einer externen Luftquelle, wie einer Pumpe oder eines Gebläses, über einen flexiblen Schlauch.
Eine kommerzielle Ausgestaltung hoher Qualität des Geschlossenraum-Ventilationsschachts, welche in den vorgenannten Patenten beschrieben ist, wird als „Saddle Vent^®" vertrieben.
Ein typischer Saddle^® Vent-Geschlossenraum-Ventilator-Schacht, welcher in der Vergangenheit hergestellt wurde, wurde aus Polyethylen hergestellt. Da Polyethylen eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit hat – es kann als elektrischer Isolator aufgefasst werden -, ermöglicht dies einen Aufbau statischer Elektrizität auf der Oberfläche der Vorrichtung; eine statische elektrische Ladung kann sich auch auf anderen nicht-leitfähigen Ventilations-Röhren aufbauen. Unter trockenen und staubigen Arbeitsbedingungen kann der Aufbau statischer Elektrizität sich hin zu metallischen Oberflächen oder anderen geerdeten Oberflächen entladen, wodurch ein Funken in einer Arbeitsumgebung verursacht wird. Ventilations-Schächte werden oft eingesetzt in Vorratstanks für Petroleum und Chemikalien und städtischen Abwasserkanälen, welche alle explosive chemische Dämpfe enthalten können. Unter bestimmten Bedingungen könnte der Aufbau statischer Elektrizität auf einem Ventilationsschacht zu einer Explosion oder einem Feuer führen. Es ist daher wünschenswert, einen Geschlossenraum-Ventilationsschacht zu haben, welcher elektrisch leitfähig ist und welcher leicht in der Lage ist, einen elektrischen Schaltkreis mit einer geerdeten Quelle zu bilden, um statische Elektrizität und andere elektrische Ladungen zu dissipieren. Ein Geschlossenraum-Ventilator-Schacht wird dabei definiert als ein starrwandiger Flüssigkeits-Schacht, welcher mindestens einen hohlen ersten Abschnitt aufweist, welcher einen anderen Querschnitt als einen Vollkreis aufweist, wobei der Schacht eingesetzt werden kann, um einen eingeschlossenen Raum zu belüften, welcher mittels eines Zugangs (zum Beispiel einer Einstiegsluke) betreten werden kann, mit geringerer Versperrung des Zugangs, als wenn der erste Abschnitt einen hohlen Querschnitt eines Vollkreises gleicher Fläche hätte. Beispiele von Geschlossenraum-Ventilator-Schächten sind in den vorgenannten Patenten beschrieben.
Die Herstellung von Geschlossenraum-Ventilatorröhren und anderen Ventilationssystem-Röhren aus Metall ist aus vielen Gründen nicht befriedigend, da das Metall sich im Allgemeinen nicht zurückbildet nach Einbeulungen oder Quetschkräften, und/oder da dieses Funken bilden kann, wenn es mit bestimmten Oberflächen in Kontakt kommt. Weiterhin können die Rohmaterialien für eine Metallkonstruktion teurer sein als Kunststoff, und Metallschächte können wesentlich schwieriger herzustellen sein, insbesondere ein Geschlossenraum-Ventilator-Schacht, welcher einen nicht-kreisförmigen Querschnitt hat, oder eine starrwandige Ellbogen-Verbindung für ein Ventilatorsystem. Daher wurde Kunststoff bevorzugt gegenüber Metall bei der Herstellung von Geschlossenraum-Ventilator-Schächten, wie zum Beispiel des Saddle Vent^®-Geschlossenraum-Ventilator-Schachts von Air Sys tems International^®. Obwohl die Kunststoffe, welche eingesetzt werden, nicht dissipativ sind, haben diese eine hohe mechanische Festigkeit und sind leicht formbar, um eine nahtlose Einheits-Vorrichtung herzustellen, und haben hohe Langzeitstabilität. Der Stand der Technik hat die Möglichkeit eines Aufbaus statischer Elektrizität auf nicht-dissipativen Geschlossenraum-Ventilator-Schächten und anderen Belüftungsschächten nicht erkannt und keine Lösung dafür bereitgestellt.
Eine Herstellung von nicht-metallischen elektrisch dissipativen Belüftungs-System-Schächten und insbesondere eines Geschlossenraum-Ventilator-Schachts war mit vielen Herausforderungen verbunden. Dissipative Polymere sind selten, teuer und schwierig herzustellen, können in Vorrichtungen mit inakzeptabler mechanischer Festigkeit resultieren und/oder sind auf andere Weise unpraktisch einzusetzen. Ein Vermischen von dissipativen Materialien mit einem geeigneten Polymer war mit ähnlichen Folgen verbunden und/oder resultierte in inakzeptablen Kompromissen zwischen mechanischer Festigkeit und Langzeitstabilität, um ein ausreichend dissipatives Produkt zu erhalten. Der Stand der Technik stellt kein Geschlossenraum-Ventilations-System zur Verfügung mit einer kontinuierlichen elektrischen Verbindung vom entfernten Ende eines flexiblen Schlauchs oder Schachts innerhalb eines Geschlossenraums, durch einen Geschlossenraum-Ventilator-Schacht hindurch, und hin zu einem Gebläse über nicht-metallische Komponenten. Während ein Erdungskabel Ladung an einer nicht-dissipativen Systemkomponente vorbeiführen kann, kann sich immer noch elektrische Ladung auf nicht-dissipativen Komponenten aufbauen, welche ausreichend ist, um eine gefährliche Bedingung zu schaffen.
Daher sind es Aufgaben dieser Erfindung, langzeitstabile und elektrisch dissipative Ventilator-Schächte und einen elektrisch dissipativen Geschlossenraum-Ventilator-Schacht zur Verfügung zu stellen, welche aus einem Polymermaterial hergestellt sind, und Verfahren zu schaffen, um dieselben zu nutzen, um einen eingeschlossenen Raum über einen Zugang in einen eingeschlossenen Raum zu belüften, und um diese Komponenten zu erden. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Ventilatorsystem zur Verfügung zu stellen, welches durchweg dissipative Schächte einschließt, um eine kontinuierliche elektrische Verbindung über die Länge eines Geschlossenraum-Ventilator-Systems von einem Gebläse und in einen Geschlossenraum zur Verfügung zu stellen. Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, einen nicht-metallischen elektrisch dissipativen Geschlossenraum-Ventilator-Schacht zur Verfügung zu stellen, welcher nicht mehr als ungefälr 10 % der Querschnittsfläche eines Geschlossenraum-Zugangs (zum Beispiel einer Einstiegsluke) versperrt, ohne jegliche signifikante Verringerung im Luftfluss (zum Beispiel weniger als ungefähr 10 % Verringerung) durch alle Abschnitte des Geschlossenraum-Ventilationsschachts und der Anschluss schläuche und starren Schächte. Weitere Aufgaben werden deutlich bei der detaillierteren Beschreibung, welche folgt.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch einen Geschlossenraum-Ventilationsschacht (Schacht und Röhre können hier austauschbar verwendet werden), welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Set zur Verfügung gestellt zum Erden eines Geschlossenraum-Ventilator-Schachts, wobei das Set umfasst: mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbinder zum Verbinden eines Geschlossenraum-Ventilator-Schachts mit der Erde oder mit einer geerdeten Vorrichtung, und einen Geschlossenraum-Ventilator-Schacht wie oben definiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Belüften eines eingeschlossenen Raums mit einer Einstiegsluke als Eingang mit einer minimalen Versperrung an der Einstiegsluke, umfassend die Schritte:
a) Zurverfügungsstellen eines Schachts wie oben definiert, welcher äußere offenendige Abschnitte aufweist, welche im Wesentlichen von kreisförmigem Querschnitt sind und einen Zwischenabschnitt, welcher von nicht-kreiförmigem Querschnitt ist und welcher die Querschnittsfläche der Einstiegsluke um nicht mehr als ungefähr 10 % versperrt, wobei der Schacht hergestellt ist aus einem Kunststoffmaterial, welches zumindest elektrisch dissipativ ist; und b) Anordnen des Schachts innerhalb des Einstiegsluken-Eingangs, dergestalt, dass der Zwischenabschnitt sich von innerhalb des eingeschlossenen Raums nach außerhalb des eingeschlossenen Raums erstreckt.
Der nicht-metallische elektrisch dissipative Geschlossenraum-Ventilations-Schacht der vorliegenden Erfindung, welcher hierin auch als ein elektrisch dissipativer Saddle Vent^®-Schacht bezeichnet wird, schließt vorzugsweise mindestens einen Erdungs-Ansatz ein, zum Verbinden eines elektrisch leitfähigen Erdungskabels mit dem Schacht, derart, dass eine elektrische Ladung von dem Schacht zu elektrischer Erde geleitet werden kann. In einer Ausführungsform sind zwei Erdungsansätze vorgesehen an einander gegenüberliegenden Enden des leitfähigen Geschlossenraum-Ventilator-Schachts der vorliegenden Erfindung für eine Reihenverbindung der Röhre in einem entsprechenden Erdungs-Schaltkreis. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf einen elektrisch leitfähigen starrwandigen Schacht, welcher aus einem nicht-metallischen Material gebildet ist, zum Einsatz bei der Herstellung eines elektrisch dissipativen Ventilationssystems, wobei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einen starrwandigen elektrisch dissipativen Ventilations-Schacht-Ellbogen einschließt. Vorzugsweise schließt der Ellbogen mindestens einen Erdungs-Ansatz ein. Der dissipative Geschlossen-Raum-Ventilations-Schacht der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ausgestaltet für eine Serienverbindung mit einem Ventilationssystem und ist vorzugsweise geerdet mit einem Gebläse, welches feil eines Ventilationssystems bildet, wobei das Gebläse elektrisch geerdet ist.
Ein bevorzugtes Ventilationssystem schließt die elektrisch dissipative Geschlossenraum-Ventilations-Röhre gemäß der vorliegenden Erfindung ein, welche verbunden ist mit einem Schlauch von herkömmlichem zylindrischem Querschnitt, mit starren Ellbogen, wo diese erforderlich sind. Die anderen Schächte und Ellbogen sind vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Polymer und anderem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Erdungsansätze können auch ausgebildet sein in oder fest verbunden sein mit den anderen elektrisch leitfähigen Ventilationssystem-Schächten. In einer Ausführungsform ist mindestens ein Erdungskabel seriell verbunden mit den Erdungsansätzen und mit elektrisch leitfähigen Komponenten, um einen vollständigen Schaltkreis mit der Erde aufrechtzuerhalten. Somit können nicht-leitfähige Ventilations-System-Komponenten umgangen werden, um den Erdungs-Schaltkreis zu vervollständigen, obwohl es bevorzugt ist, dass alle hohlen Komponenten, welche die Röhre eines Ventilations-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, elektrisch leitfähig sind.
In einer Ausführungsform wird eine leitfähige Beschichtung auf nicht-metallische Ventilations-System-Röhren-Komponenten aufgebracht, um eine Leitfähigkeit herzustellen. In einer anderen Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung einen elektrisch leitfähigen, nicht-metallischen Schacht für ein Ventilationssystem, welcher einen starren Schacht umfasst, der aus einem Material gebildet ist, welches zumindest elektrisch dissipativ ist. Ein bevorzugtes Material ist ein Ethylen-Buten-Copolymer-Polyethylen-Harz, mit einem leitfähigen Additiv. In einer Ausführungsform umfasst der Schacht einen hohlen ersten Abschnitt, welcher einen anderen Querschnitt als eine Vollkreis-Gestalt hat. In einer anderen Ausführungsform umfasst ein leitfähiger Schacht der vorliegenden Erfindung einen zylindrischen Abschnitt, welcher um einen Winkel von ungefähr 90° gebogen ist.
Kurzbeschreibung der Figuren
Neuartige Merkmale, welche als charakteristisch für diese Erfindung angesehen werden, sind mit Ausführlichkeit in den angehängten Ansprüchen aufgeführt. Die Erfindung selbst jedoch, sowohl ihre Organisation als auch ihre Funktionsweise, zusammen mit ihren weite ren Aufgaben und Vorteilen, lässt sich besser verstehen unter Bezugnahme auf die nachfolgende detailliertere Beschreibung, welche vorgenommen wird in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in welchen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines starrwandigen elektrisch dissipativen Geschlossenraum-Ventilations-Schachts der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Draufsicht oder „Außenseiten"-Ansicht des Schachts gemäß 1 ist, wobei sich die äußere Seite bezieht auf die Seite des Schachts, welche in Richtung der Außenseite des Zugangs des Geschlossenraums oder des eingeschlossenen Raums, in welchen der Schacht im Betrieb eingesetzt ist, bezieht;
3 eine Untenansicht oder „Innenseiten"-Ansicht des Schachts gemäß 1 ist, wobei sich die Innenseite bezieht auf die Seite des Schachts, welche zur Innenseite des Zugangs hinweist, in welchen der Schacht im Betrieb eingesetzt ist;
4 eine Seitenansicht des Schachts gemäß 1 darstellt, wobei die äußere Seite nach oben weist;
5 eine Querschnittsansicht darstellt, betrachtet entlang der Linie 5-5 in 4;
6 eine Querschnittsansicht ist, betrachtet entlang der Linie 5-5 in 4, aber gesehen in der entgegengesetzten Richtung zum Blick in 5;
7 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils eines elektrisch geerdeten Ventilations-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung ist, umfassend den Schacht gemäß 1, welche entsprechende Bereiche eines Erdungsschaltkreises zeigt sowie eine Montageplatte in Wirkverbindung mit der Montageaufhängung auf dem Schacht;
8 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Schachts gemäß 1 ist, integriert in ein Ventilationssystem mit einem Gebläse und zeigend einen entsprechenden Erdungsschaltkreis, welcher vollständig ist von seinem entfernten Ende bis hin zum Gebläse;
9 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Erdungsansatzes der vorliegenden Erfindung ist, welche zusammenwirkt mit einem Erdungskabel, um seine Funktionsweise zu verdeutlichen.
Zusätzliche Details der vorliegenden Erfindung
Strukturelle Details eines starrwandigen elektrisch dissipativen Geschlossenraum-Ventilations-Schachts der vorliegenden Erfindung lassen sich besser verstehen unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen. Unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 umfasst ein beispielhafter Schacht fünf Abschnitte, welche jeweils endseitig verbunden sind. Es gibt einen zentralen Abschnitt 20, welcher an jedem Ende mit einem Zwischenabschnitt 21 verbunden ist, welche wiederum verbunden sind mit zwei äußeren oder End-Abschnitten 22. Der Schacht ist hergestellt aus dünnem, leichtgewichtigem dissipativem Polymermaterial, vorzugsweise einem leitfähigen, formbaren Polymer, welches Polyethylen umfasst.
Technische Kunststoffe, wie beispielsweise Polyethylen, neigen dazu, sehr gute Isolatoren zu sein, und haben Oberflächen-Widerstandswerte, welche üblicherweise im Bereich 1 × 10¹⁴ bis 1 × 10¹⁸ Ohm liegen. Verringerter elektrischer Widerstand (erhöhte Leitfähigkeit) kann den Kunststoffen verliehen werden durch Additive, wie beispielsweise leitfähige Kohlenstofffasern, oder durch Oberflächenbehandlung fertiger Produkte. Oberflächenbehandlungen können jedoch durch Abrieb verschwinden, so dass Additive bevorzugt sind, wenn Dauerhaftigkeit ein Problem darstellt. Dennoch kann, ob leitfähige Additive oder Oberflächenbehandlungen eingesetzt werden, die Erzeugung einer ausreichenden Leitfähigkeit im Endprodukt nicht machbar und/oder unvorhersehbar sein, wenn man Endprodukt/Langzeitstabilität und Anforderungen an die mechanische Festigkeit berücksichtigt.
Es wurde überraschenderweise entdeckt, dass ein auf geeignete Weise leitfähiges Material zum Einsatz in der vorliegenden Erfindung nicht voll elektrisch leitfähig sein muss, so wie dieser Begriff üblicherweise verstanden wird, solange es genügend leitfähig ist, um elektrisch leitfähige Ladungen zu dissipieren, welche typischerweise im Betrieb auftreten, so dass die elektrische Ladung zur Erde mittels eines geeigneten Schaltkreises abgeleitet werden kann.
Ein bevorzugtes Material zum Herstellen eines elektrisch dissipativen Geschlossenraum-Ventilator-Schachts hat einen spezifischen Oberflächenwiderstand und einen spezifischen Volumenwiderstand, welche zumindest dissipativ sind, wenn nicht leitfähig. Der spezifische Oberflächenwiderstand beschreibt den elektrischen Widerstand an der Oberfläche des Materials in Ohm, Ω. Eine Formel, welche Widerstand und spezifischen Widerstand zueinander in Verbindung setzt, ist: R = p(L/W);wobei R = Widerstand, p = spezifischer Oberflächenwiderstand, L = Länge und W = Breite. Daher gilt, für eine quadratische Oberfläche, das heißt für L = W, R = p. Spezifischer Oberflächenwiderstand ist definiert für eine quadratische Oberfläche und hat somit die Einheiten Ohm pro Quadrat (ohms per square) und ist unabhängig von der Größe des Quadrats. Im Allgemeinen hat ein Material, welches als „leitfähig" angesehen wird, einen spezifischen Oberflächenwiderstand von weniger als 1,0 × 10⁵ Ohm pro Quadrat, wohingegen ein Material, welches als „dissipativ" angesehen wird, einen spezifischen Oberflächenwiderstand aufweist, welcher größer ist als 1,0 × 10⁵, aber geringer ist, als 1,0 × 10¹¹ Ohm pro Quadrat. Hierin werden jedoch Materialien, welche einen spezifischen Oberflächenwiderstand von weniger als ungefähr 1,0 × 10¹¹ Ohm pro Quadrat aufweisen, für die vorliegende Erfindung bevorzugt, und am meisten bevorzugte Materialien haben einen spezifischen Oberflächenwiderstand von weniger als ungefähr 1,0 × 10⁸; derartige Materialien werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung als dissipativ bezeichnet, solange die Leitfähigkeit einer Geschlossenraum-Ventilations-Röhre, welche daraus hergestellt ist, nicht den Aufbau einer statischen Elektrizität erlaubt, die, wenn ordentlich geerdet, in einem typischen Petroleum-Vorratstank ausreicht, um eine Explosion zu zünden. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Polymermaterial einen spezifischen Oberflächenwiderstand von vorzugsweise weniger als ungefähr 4 × 10⁵ Ω pro Quadrat und besonders bevorzugt von ungefähr 3 × 10⁵ Ω pro Quadrat oder weniger.
Der spezifische Volumenwiderstand (Widerstand über das dreidimensionale Volumen des Materials) für eine leitfähige, nicht-metallische Verbindung zum Einsatz in der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich eines Halbleiters bis hin zu einem herkömmlichen Leiter. Zum Beispiel hat ein bevorzugtes Material einen spezifischen Volumenwiderstand von weniger als ungefähr 1000 Ohm pro Meter. Ein weiteres bevorzugtes Material hat einen spezifischen Volumenwiderstand von ungefähr 3 Ohm pro Meter oder weniger. In Tabelle 1 unten sind nicht-beschränkende beispielhafte Eigenschaften für leitfähige Polymere zum Einsatz in der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass der Ausdruck leitfähige Polymere Mischungen von nicht-leitfähigen Polymeren mit anderen Materialien einschließt, was das Endprodukt leitfähig oder genügend dissipativ für den Zweck der vorliegenden Erfindung macht. Weiterhin bezieht sich nichtmetallische Verbindung auf Verbindungen von Polymeren, welche bis zu 10 Gew.-% metallischer Komponenten enthalten können. Weiterhin wird der gesamt Schacht, wenn eine leitfähige Oberflächenbeschichtung aufgebracht worden ist, als aus nicht-metallischer Verbindung bestehend betrachtet, solange nicht mehr als ungefähr 10 % des Gewichts des Schachts metallisch ist, einschließlich des Gewichts der Beschichtung, und ausschließlich jeglicher Metallklammern und Ansätze. Zum Beispiel wäre, wenn eine metallische Beschichtung aufzubringen wäre, auf einen dem Stand der Technik entsprechenden Saddle Vent^®-Schacht von Air Systems International^®, nicht mehr als ungefähr 10 % des Gewichts des Schachts bewirkt durch metallische Komponenten (dies schließt jegliche Armaturen oder Ansätze aus).
In einem Ausführungsbeispiel ist ein bevorzugtes Polymermaterial zur Herstellung eines starrwandigen elektrisch leitfähigen Schachts der vorliegenden Erfindung ICORENE^® C517, ein Ethylen-Buten-Copolymer-Polyethylen-Harz, welches halbleitende Additive umfasst, welches ein Produkt erzeugt, das wesentlich erhöhte elektrische Leitfähigkeit hat im Vergleich zu Polyethylen. ICORENE^® C517 ist erhältlich von Wedco/ICO Polymers, 11490 Westheimer, Suite 1000, Houston, Texas 77077.
Wieder bezugnehmend auf die 1 bis 6 hat ein zentraler Abschnitt 20 eine nichtzylindrische Gestalt, das heißt einen nicht-kreisförmigen Querschnitt, wie beispielsweise einen Halbmond oder ein Kreissegment.
Eine innere Oberfläche 30 der Innenseite des zentralen Abschnitts 20 ist zylindrisch, wenn der Querschnitt halbmondförmig geformt ist, und in Form einer flachen Ebene, wenn der Querschnitt ein Kreissegment ist. Die 1 bis 6 zeigen einen Querschnitt, welcher die Gestalt eines Kreissegments hat. Die äußere Oberfläche 31 auf der Außenseite kann zylindrisch sein oder kann gebildet sein aus zwei oder mehr sich schneidenden Ebenen, als eine irregulär gekrümmte Oberfläche oder ähnliches. In einem beispielhaften Ausfüh rungsbeispiel passt die äußere Oberfläche 31 eng anliegend in eine Öffnung einer Einstiegsluke, indem sie im Wesentlichen der Gestalt des Einstiegsluken-Zugangs angepasst ist. In anderen Worten ist der Krümmungsradius der äußeren Oberfläche 31 im Wesentlichen derselbe wie der Radius der Öffnung der Einstiegsluke. Dies erfordert natürlich die Herstellung verschiedener Schächte für Einstiegsluken mit verschiedenem Durchmesser. Es ist ökonomischer, eine einzige Schacht-Konfiguration für nahezu alle Einstiegsluken herzustellen, und die Tatsache, dass die äußere Oberfläche des zentralen Schachtabschnitts nicht bündig zur Umfangsfläche der Einstiegsluke passt, ist nicht wesentlich.
Somit kann ein zentraler Abschnitt, welcher einen Krümmungsradius entsprechend der kleinsten der üblicherweise eingesetzten Einstiegslukenstrukturen hat, auch eingesetzt werden mit allen größeren Einstiegsluken-Öffnungen.
Über die Länge des zentralen Abschnitts 20 hinweg bleibt die Gestalt des Querschnitts vorzugsweise dieselbe, obwohl diese Gestalt variabel sein kann.
Übergangs- oder Zwischenabschnitte 21 binden an den zentralen Abschnitt 20 an bei Verbindungslinien 23 an einem Ende, und binden an äußere Abschnitte 22 an bei Verbindungslinien 24 an dem anderen Ende. An der Verbindungslinie 23 hat der Querschnitt des Zwischenabschnitts 21 dieselbe Gestalt wie die des zentralen Abschnitts 20, und an der Verbindungslinie 24 hat der Querschnitt die Gestalt eines Kreises. Zwischen den Verbindungslinien 23 und 24 verändert sich die Querschnittsgestalt der Zwischenabschnitte an jeder Position, sich verjüngend entlang der longitudinalen Achse jedes Zwischenabschnitts von einem Halbmond oder Kreissegment hin zu einer Kreisgestalt. Die äußeren Abschnitte 22 sind zylindrisch, vorzugsweise von ungefähr 8 Zoll im Durchmesser, um zu bereits existierender Ventilationsausrüstung zu passen. Eine kreisförmige Rippe 25 kann vorgesehen sein, um einen besseren Rückhalt zu erleichtern, und eine Abdichtung zu passenden Schachtenden. Andere Durchmesser sind natürlich innerhalb des Umfangs dieser Erfindung. Seide äußere Abschnitte 22 sind vorzugsweise ausgerichtet auf einer gemeinsamen longitudinalen Achse, welche parallel, aber verschoben ist von der Achse des zentralen Abschnitts 20, obwohl dies kein kritisches Merkmal darstellt. Die äußeren Abschnitte 22 müssen nicht auf einer gemeinsamen Achse ausgerichtet sein und wenn sie ausgerichtet sind, so müssen ihre Achsen nicht parallel zur Achse des zentralen Abschnitts sein.
Der Begriff „starr" bezieht sich auf die Steifigkeit der Schächte mit Kunststoffwänden, welche eine größere Wandsteifigkeit haben als die Schläuche mit flexiblen Wänden, welche allgemein in Ventilationssystemen eingesetzt werden, wie beispielsweise tragbare Systeme zur Belüftung von Einstiegsluken. Im Allgemeinen ist die Steifigkeit der dem Stand der Technik entsprechenden Saddle Vent^®-Vorrichtung ausreichend für die vorliegende Erfindung, obwohl spezielle Verwendungen oder Verwender größere oder geringere Steifigkeit bevorzugen könnten. Wenn die Steifigkeit ungeeignet ist, könnten die Schächte zu leicht zusammenbrechen oder keine gute Basis für eine Anbindung an flexible Ventilationsschläuche bilden.
Unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 umfasst ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mindestens einen Erdungsansatz 200 oder eine andere Verbindungsvorrichtung, um ein Verbinden der elektrisch leitfähigen starrwandigen Schächte und anderer Ventilationssystem-Komponenten mit einer elektrischen Erde zu ermöglichen. Das Ansatz-Gehäuse kann gebildet sein aus einem starren leitfähigen Material und kann in den Schacht angespritzt sein oder durch Bolzen mit der Oberfläche der Röhre verbunden sein mittels eines Bolzens, wie beispielsweise einem Bolzen 202 durch einen Flansch 204. Eine Mutter kann eingesetzt werden, um den Bolzen fest mit dem Schacht zu verbinden. Ein Durchgang 206 in dem Ansatz-Gehäuse ist ausreichend groß, um leicht ein leitfähiges Kabel darin aufzunehmen, wie beispielsweise 208. Eine Schraube 210, welche in einem passenden Gewinde aufgenommen ist, erlaubt es, das Kabel 208 im Ansatz 200 zu befestigen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst ein Erdungs-Set mindestens einen Erdungsansatz und mindestens ein leitfähiges Kabel zum Verbinden eines leitfähigen Ventilator-Schachts mit der Erde. Ein weiteres bevorzugtes Erdungs-Set umfasst mindestens einen Erdungsansatz und einen leitfähigen, nicht-metallischen Ventilator-Schacht. Das letztere Set kann auch ein leitfähiges Kabel einschließen, und/oder einen elektrisch leitfähigen Schacht und/oder einen elektrisch leitfähigen Geschlossenraum-Ventilator-Schacht und/oder ein Gebläse. Es sei daran erinnert, dass elektrisch dissipative Schächte in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung nicht-metallisch sind, so wie dieser Begriff hierin definiert ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das letztere Set zumindest zwei Ansätze, wobei mindestens einer davon nicht direkt angebunden ist an eine elektrisch dissipative Geschlossenraum-Ventilator-Röhre.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Ansatz aus Aluminium, Messing oder anderem leitfähigen Metall hergestellt. Ein bevorzugter Aluminium-Ansatz ist Modell 3LN44 von W.W. Grainger, Inc., 100 Grainger Parkway, Lake Forest, IL 60045-5201.
Unter Bezugnahme auf 7 ist der Ellbogen 220 vorzugsweise gebildet aus demselben leitfähigen Kunststoff wie der elektrisch dissipative Geschlossenraum-Ventilator-Schacht der vorliegenden Erfindung. Ein Erdungsansatz 200 kann darin angespritzt sein oder durch Bolzen daran befestigt sein. Somit können konventionelle Ventilations-System- Komponenten aus leitfähigen Polymermaterialien in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden und in geerdete Ventilationssysteme integriert werden. Somit kann zum ersten Mal ein Geschlossenraum-Ventilator-System, welches Polymerkomponenten einschließt, kontinuierlich mit der Erde verbunden werden über alle der Systemkomponenten.
Vorzugsweise ist ein Erdungsansatz vorgesehen auf dem Gebläse 100. Da ein elektrisches Gebläse im Allgemeinen ein elektrisches Erdungskabel einschließen wird, würde das Gebläse als Erde für das System wirken. Das Gebläse kann weiterhin mit einer Erde verbunden sein, insbesondere wo es sich um ein pneumatisches Gebläse handelt oder eine andere Art von Gebläse, welches in explosiven Umgebungen eingesetzt wird.
Eine Montageplatte 240 ist ebenso in 7 dargestellt. Die Montageplatte kann aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein und schließt einen Haken 242 ein, wobei dargestellt ist, dass sich letzterer in das Loch 28 in der Aufhängung 27 hinein erstreckt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Platte 240 aus kaltgewalztem Stahl hergestellt, zum Beispiel Stahl der Dicke ½ oder 11-Maß-Stahl (11 gauge) und ist von ausreichender Größe, um einen daran befestigten Geschlossenraum-Ventilator-Schacht fest zu verankern. Zum Beispiel kann die Platte eine Basis 244 haben, mit Dimensionen von 16 Zoll mal 6 Zoll mal ½ Zoll, verbunden mit einem Endflansch 246, welcher zwei Zoll mal 6 Zoll mal ½ Zoll hat. Der Haken 242 kann von einem Durchmesser von ½ Zoll sein und kann nach außen vorstehen von der Basis 244 um ungefähr 1¾ Zoll.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Röhre gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Rotationsguss-Verfahren gebildet. Rotationsgießen erlaubt die Herstellung von nahtlosen hohlen Gussstücken mittels einer zweiachsigen Rotation eines geheizten Werkzeugs, welches ein formbares Material enthält. In einem bevorzugten Verfahren wird ein Pulver eines leitfähigen Polyethylen-Polymers, wie beispielsweise ICORENE^® C517, in ein Werkzeug eingebracht, und das Werkzeug wird geheizt und rotiert, solange bis das Polymer geschmolzen ist und über die Innenseite des Werkzeugs verteilt ist. Das Werkzeug wird dann abgekühlt, und das Werkstück wird weiter verarbeitet, um überschüssiges Material zu entfernen. Das bevorzugte Polymer-Rohmaterial ist ein 500-Mikrometer-Pulver, welches gute Fluss- und Schmelz-Charakteristiken aufweist.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Erzeugen eines Endprodukts, welches ungefähr 6 Pfund wiegt, beginnt mit ungefähr 7,5 Pfund (3,4 kg) eines leitfähigen Polymerpulvers, welches in ein Aluminium-Gießwerkzeug geladen wird. Das Werkzeug wird hergestellt unter Verwendung konventioneller Techniken, welche dem Fachmann bekannt sind. Das Werkzeug wird rotiert, während es auf zwischen ungefähr 550 und ungefähr 650° Fahrenheit (°F) (288 bis 343°C) geheizt wird. Im Allgemeinen sind ungefähr 15 Minuten für den geheizten Rotationsschritt ausreichend, um das geschmolzene Polymer innerhalb des Werkzeugs zu verteilen, und diesem Schritt folgt ein Rotations-Kühlungs-Schritt, welcher vorzugsweise ungefähr dieselbe Zeit dauert wie der geheizte Rotationsschritt. Die Kühlung wird bewerkstelligt durch ein Aufsprühen von Wasser auf das Werkzeug, wobei die Rotation des Werkzeugs fortgesetzt wird. Die Umgebungstemperaturen, die gewünschte flicke des geformten Produkts und das besondere Polymerpulver, welches eingesetzt wird, werden die Zeit und die Temperaturen für diese Gießschritte beeinflussen, wie es dem Fachmann bekannt ist. Nach einem Entformen des Werkstücks kann ein numerisch kontrollierter Computer-Router („CNC router") eingesetzt werden, um überschüssigen Kunststoff vom Produkt zu entfernen, insbesondere von den Öffnungen an jedem Ende des Geschlossenraum-Ventilator-Schachts an den zylindrischen Endabschnitten.
Geeignete Ausrüstung für das Rotationsgießen und für die Nach-Guss-Verarbeitung kann bezogen werden von Ferry Industries, Inc., 4445 Allen Road, Stow, Ohio 44224-1093 USA.
Unter Bezugnahme auf 8 ist jeder äußere Abschnitt 22 befestigbar an flexiblen Schläuchen oder anderen Schächten, welche zu einem Gebläse 100 an einem Ende und zu einer beliebigen Position in einem eingeschlossenen Raum am anderen Ende führen, wie es von der Person (den Personen), welche darin arbeiten, gewünscht wird. Üblicherweise umfassen Gebläse, welche eingesetzt werden zum Belüften von Einstiegsluken, Luftgebläse, welche für ungefähr 1000 bis ungefähr 1500 Kubikfuß pro Minute (CFM) (0,47 bis 0,71 Kubikmeter/Sekunde) ausgelegt sind und sie erzeugen typischerweise eine Flussrate von ungefähr 700 bis 800 CFM (0,33 bis 0,38 Kubikmeter/Sekunde).
Ein geerdetes leitfähiges Ventilationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen elektrisch leitfähigen starrwandigen Geschlossenraum-Ventilator-Schacht gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, einen elektrisch leitfähigen starrwandigen Ellbogen-Schacht, gebildet aus demselben Material wie der vorgenannte Schacht, andere leitfähige flexible Schläuche, ein Gebläse und leitfähige Kabel zum Verbinden des Schachts mit dem Gebläse und/oder einer anderen Erdungsquelle. Für einen leitfähigen Schlauch, welcher nicht aus einem im Wesentlichen starren leitfähigem Polymer oder anderen geeigneten nicht-metallischem Material in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebildet ist, wird es bevorzugt, Schlauch zu verwenden, welcher mit einer kontinuierlichen Metallspirale ausgestattet ist, und ein statisches Erdungskabel, welches mit der Spirale verbunden ist. Ein bevorzugtes Erdungskabel ist aus Stahl hergestellt. Ein 1/16'' (1,59 mm) -Kabel aus galvanisiertem Stahldraht wurde als geeignet befunden zum Erden üblicher Ventilations-System-Aufbauten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, zum Beispiel wenn eine Einstiegsluke belüftet wird mit einem 1000- bis 1500-CFM-Gebläse (0,47 bis 0,71 Kubikmeter pro Sekunde). Ein geeignetes Erdungskabel ist erhältlich von Carol Gable Co., Highland Heights, Kentucky, USA.
Es wird empfohlen, dass die Leitfähigkeit eines geerdeten leitfähigen Ventilationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zuvor getestet wird, um sicherzustellen, dass alle Erdungskabel und Komponenten fest verbunden sind. Es wird bevorzugt, dass das Gebläse zumindest fünf Fuß von der Zugangsöffnung zum eingeschlossenen Raum entfernt angeordnet ist. Wenn der eingeschlossene Raum durch eine Einstiegsluke betreten wird, kann die Einstiegsluken-Abdeckung auf dem Montagestück 240 ruhen, wobei vorzugsweise der Endflansch 246 aufwärts weist, derart, dass die Basis 244 flach auf der Erde liegt. Auf diese Weise kann die Einstiegsluken-Klappe unterstützt werden, um ein Manövrieren zu vereinfachen.
Es wird bevorzugt, dass die Innenwände glatt und durchgängig sind, und dass die Querschnitt-Gestalten des inneren Abschnitts des starrwandigen Geschlossenraum-Schachts von einem Ende zum anderen derart sind, dass die Querschnittsflächen im Wesentlichen konstant sein können, so dass die Luft, welche durch den Schacht hindurchgepumpt wird, eine minimale Versperrung oder Luftwiderstand erfährt. Weiterhin ist es gewünscht, die Querschnittsfläche des Schachts durchgängig beizubehalten. Somit ist die Fläche des zentralen Abschnitts im Querschnitt vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe wie die Querschnittsfläche der äußeren Abschnitte 22.
Es wurde herausgefunden, dass die Querschnittsfläche des zentralen Abschnitts des Geschlossenraum-Schachts geringer sein kann, als die Querschnittsflächen der jeweiligen äußeren zylindrischen Abschnitte, ohne signifikante Reduktion der Luftflussrate. Wie weiter unten erläutert, ist eine Reduktion in der Querschnittsfläche des zentralen Abschnitts, welche in einer Reduktion von nicht mehr als ungefähr 10 % der Flussrate innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der Flussrate resultiert, akzeptabel.
Die zentrale Achse jedes äußeren Abschnitts 22 kann erheblich verschoben sein gegenüber der zentralen Achse des zentralen Abschnitts 20, wenn der Geschlossenraum-Schacht in einer Einstiegsluke angeordnet ist. Unter diesen Bedingungen ordnet das Verschieben der äußeren Abschnitte 22 diese so weit außerhalb des Umfangs der Einstiegsluke an, wie dies praktisch ermöglicht werden kann. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, so viel wie möglich des Schachts aus dem Einstiegsluken-Bereich zu entfernen, um eine minimale Versperrung für eine Person oder Ausrüstung zu gewährleisten, welche durch die Einstiegsluke eintreten oder aus dieser herauskommen. Die Querschnittsfläche des zentralen Abschnitts 20 ist so dünn wie möglich ausgestaltet; das heißt, der durchschnittliche Abstand zwischen der inneren Oberfläche 30 und der äußeren Oberfläche 31 ist so gering wie möglich, um eine minimale Versperrung für eine Person zu gewährleisten, welche die Einstiegsluke betritt oder diese verlässt. Vorzugsweise erstreckt sich der zentrale Abschnitt, wenn der Geschlossenraum-Schacht innerhalb eines Zugangs angeordnet ist, wobei der zentrale Abschnitt des Schachts an einer Umfangskante des Zugangs angeordnet ist, um weniger als die Hälfte dessen hin zu einem radialen Zentrum des Zugangs, was der Fall wäre, wenn der äußere Abschnitt, welcher die zylindrische Gestalt hat, innerhalb des Zugangs angeordnet wäre und an derselben umfangsseitigen Kante anliegen würde.
Eine Aufhängung 27 mit einer Öffnung 28, welche sich hindurch erstreckt, ist dargestellt, wobei diese lateral nach außen von der äußeren Oberfläche 31 des zentralen Abschnitts 20 vorsteht. Dies ist vorgesehen, um zusammenzuwirken mit einem Stift, welcher auf einigen Einstiegsluken angeordnet ist, zum Zwecke eines Aufhängens von Ausrüstung daran. Der Schacht kann vertikal an einem derartigen Stift hängen, wenn die Achse der Einstiegsluke vertikal ist. Findet sich ein derartiger Stift nicht an der Einstiegsluke in dem Bereich, welcher für diesen Schacht genutzt werden soll, können andere Mittel vorgesehen sein, um den Schacht an der Einstiegsluke befestigbar zu machen. Zum Beispiel könnte eine Aufhängung ohne eine Öffnung an dem Einstiegsluken-Rand mittels einer Klammer befestigt werden. Ein Stift auf dem Schacht könnte befestigbar sein an einem Loch oder einer Vertiefung in der Nähe des Einstiegsluken-Rands. Andere ähnliche Befestigungsmittel sind ebenso betreibbar.
In einigen Fällen, zum Beispiel auf Schiffen, kann die Einstiegsluke von ovaler Gestalt sein. In diesem Fall wird der Schacht gemäß dieser Erfindung in jedes Ende des Ovals passen und wird ausnutzen, was auch immer an Art von Aufhängungsmittel zur Verfügung steht, üblicherweise eine Aufhängung, um an einem Stift um die Einstiegsluke herum aufgehängt zu sein.
Die Länge des zentralen Abschnitts ist von jeglicher normaler Länge, welche angepasst ist, um den Hals oder den Schlund einer Einstiegsluke oder eines anderen Zugangs zu durchspannen, wie es für den Fachmann einsichtig wäre.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamtlänge eines elektrisch leitfähigen Geschlossenraum-Ventilations-Schachts gemäß der vorliegenden Erfindung 44 Zoll. Der zentrale Abschnitt hat eine Länge von 23,25 Zoll (59,06 cm), und der maximale Ab stand zwischen der inneren Oberfläche 30 und der äußeren Oberfläche 31, welche den zentralen Abschnitt bilden, beträgt ungefähr 3,5 Zoll (8,25 cm). Die maximale Freite im Querschnitt eines Fadens, welcher von den Kanten der inneren Oberfläche 30 und der äußeren Oberfläche 31 gezogen wird, ist ungefähr 14,5 Zoll (36,83 cm). Die Zwischenabschnitte haben eine Länge von 7,5 Zoll(19,05 cm), führen zu zylindrischen Endabschnitten von 2,875 Zoll(7,902 cm) Länge und haben Durchmesser von 8,250 Zoll(20,955 cm). Die zylindrischen Abschnitte sind ausgerichtet um eine Achse, welche von der zentralen Achse des zentralen Abschnitts verschoben ist. Die verbindenden Kanten der Wände, welche die innere Oberfläche 31 und die äußere Oberfläche 30 auf dem zentralen Abschnitt bilden, liegen in einer Ebene, welche einen Zoll vom nächsten Punkt auf der Oberfläche der zylindrischen Endabschnitte entfernt ist, wodurch weiter eine Versperrung eines Zugangs verringert wird, in welchen die Röhre eingesetzt wird. Die allgemeinen Wanddicken liegen zwischen 0,1 bis ungefähr 0,25 Zoll(0,25 bis ungefähr 0,64 cm), obwohl die Montageaufhängung (zum Beispiel Aufhängung 27) eine Dicke von mindestens 0,75 Zoll (1,90 cm) zum Zwecke einer zusätzlichen Steifigkeit aufweist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wanddicke ungefähr 0,15 Zoll (0,38 cm). Die Montageaufhängung hat eine Freite von ungefähr 5,3 Zoll (13,5 cm) an ihrer Verbindung zur äußeren Oberfläche 31, sich zu ungefähr 3 Zoll (7,6 cm) verjüngend an ihrer äußeren Kante. Das Loch 28 in der Aufhängung 27 hat eine Länge von ungefähr 1,5 Zoll (3,8 cm), und eine Freite von ungefähr 0,6 Zoll (1,5 cm), und ist im Allgemeinen in der Montageaufhängung zentriert. Eine kreisförmige Rippe (zum Beispiel die Rippe 25) von ungefähr 0,15 Zoll (0,38 cm) Höhe und ungefähr 0,25 Zoll (0,64 cm) Breite ist vorgesehen in einem Abstand von 0,6 Zoll (1,5 cm) von der äußeren Kante jedes zylindrischen Abschnitts.
In einem verwandten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt zum Belüften eines eingeschlossenen Raumes, gemäß Anspruch 26. Es ist daher ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung einen Geschlossenraum-Ventilations-Schacht zur Verfügung stellt und ein hierauf bezogenes Verfahren zur Verwendung desselben, welche zahlreiche Vorteile haben und welche die Fähigkeit von Arbeitern etc. erheblich erhöhen, geschlossene Räume und eingeschlossene Räume, welche über Einstiegsluken oder andere Zugänge betreten werden können, sicher zu betreten und zu verlassen.
Beispiel 1
Ein Vergleich wurde durchgeführt zwischen der Fähigkeit eines dem Stand der Technik entsprechenden Saddle Vent^®-Geschlossenraum-Ventilations-Schachts von Air Systems International^® mit einem neuartigen leitfähigen Saddle Vent^®-Geschlossenraum-Ventilations-Schacht gemäß der vorliegenden Erfindung, elektrische Ladung zu dissipie ren. Leitfähigkeitsmessungen wurden aufgenommen unter Verwendung eines Ohmmeter-Sets, um den Widerstand in Megaohm (das heißt 1 × 10⁶ Ω) und/oder k-Ohm (das heißt 1 × 10³ Ω) aufzunehmen. Ablesungen von über 1 × 10⁸ Ω wurden als unendlicher Widerstand ausgewiesen.
Elektrisch leitfähige Geschlossenraum-Ventilator-Schächte und Ellbogen gemäß der vorliegenden Erfindung wurden hergestellt aus ICORENE^® C517, wie oben dargelegt. Ansätze wurden mit Bolzen 37 Zoll voneinander entfernt montiert und gleichmäßig beabstandet von den Enden des Schachts. Eine Kontaktierung der Ohmmeter-Elektroden mit den Ansätzen ergab Auslesungen von ungefähr 10 bis 20 k-Ohm (das heißt ungefähr 10 × 10³ Ω bis 20 × 10³ Ω). Wenn die Ohmmeter-Elektroden mit den entgegengesetzten Enden des Schachts in Kontakt gebracht wurden, wurden Ablesungen von 140 k-Ohm erzielt. Ein leitfähiger starrer Ellbogen-Schacht wurde installiert an einem Ende eines leitfähigen Saddle Vent^®-Geschlossenraum-Ventilations-Schachts gemäß der vorliegenden Erfindung, und eine Ohmmeter-Elektrode wurde in Kontakt gebracht mit dem offenen Ende des Schachts, und die andere Elektrode wurde in Kontakt gebracht mit dem offenen Ende des Ellbogens; dies ergab eine Auslesung von ungefähr 154 k-Ohm. Der Ellbogen schloss einen Erdungsansatz ein, welcher ungefähr 42 Zoll (1,06 m) von dem entfernten Erdungsansatz auf dem dissipativen Saddle Vent^®-Geschlossenraum-Ventilations-Schacht angeordnet war; der Widerstand, welcher zwischen diesen Erdungsansätzen gemessen wurde, betrug ungefähr 14,5 k-Ohm.
Alle Vergleichsauslesungen auf den dem Stand der Technik entsprechenden Saddle Vent^®-Geschlossenraum-Ventilator-Schächten, welche aus Folyethylen hergestellt waren, zeigten einen Widerstand jenseits der Fähigkeiten des eingesetzten Ohmmeters.
Der Fachmann wird erkennen, dass die oben genannten Ausführungsbeispiele lediglich beispielhaft beschrieben worden sind und nicht in einem irgendwie einschränkenden Sinn, und dass verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind ohne Abweichen vom Umfang der Erfindung, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist.

Claims

Geschlossenraum-Ventilator-Schacht, umfassend: einen hohlen ersten Abschnitt (20), aufweisend einen anderen Querschnitt als einen Querschnitt mit Vollkreis-Gestalt, wobei der Geschlossenraum-Ventilator-Schacht eingesetzt werden kann, um einen eingeschlossenen Raum durch Einbau in einen Zugang zu dem eingeschlossenen Raum zu belüften, mit geringerer Versperrung des Zugangs als wenn der erste Abschnitt einen hohlen Vollkreis-Querschnitt gleicher Fläche hätte, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, welches mindestens elektrisch dissipativ ist, in dem Ausmaß, dass, wenn der Schacht elektrische Anschlussvorrichtungen (200) nahe seinen entgegengesetzten Enden angeschlossen hat, die Anschlussvorrichtungen (200) in Reihe mit der Erde angeschlossen werden können, ohne dass ein überbrückendes Erdkabel erforderlich ist.
Geschlossenraum-Schacht gemäß Anspruch 1, wobei das leitfähige Kunststoffmaterial eine leitfähige Polyethylen-Zusammensetzung umfasst.
Geschlossenraum-Schacht gemäß Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend eine Anschlussvorrichtung (200), um den Zugang mit einer elektrischen Erde zu verbinden.
Geschlossenraum-Schacht gemäß Anspruch 3, wobei der Geschlossenraum-Schacht ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und wobei mindestens eine derartige Anschlussvorrichtung nahe dem ersten oder zweiten Ende angeordnet ist.
Geschlossenraum-Schacht gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Anschlussvorrichtung einen Ansatz aufweist, wobei der Ansatz aus einem leitfähigen Material gebildet ist und entweder in den Geschlossenraum-Schacht angespritzt oder durch Bolzen damit verbunden ist.
Geschlossenraum-Schacht gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Anschlussvorrichtung mindestens eine Erdkabel-Verbindungsvorrichtung umfasst, um die Verbindung der Vorrichtung zur elektrischen Erde zu erleichtern.
Geschlossenraum-Schacht gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Abschnitt (20) wirkverbunden ist mit hohlen zweiten und dritten Abschnitten (22), wobei der erste Abschnitt eine minimale Querschnittsfläche von ungefähr 90 % oder mehr der Querschnittsfläche der zweiten und dritten Abschnitte aufweist.
Geschlossenraum-Schacht gemäß Anspruch 7, wobei der erste Abschnitt wirkverbunden ist mit den zweiten und dritten Abschnitten durch hohle Übergangsabschnitte (21), welche an gegenüberliegenden Enden des ersten Abschnitts angebunden sind, wobei die Übergangsabschnitte im Wesentlichen die selbe Querschnittsgestalt und Querschnittsfläche an ihrem Verbindungspunkt mit dem ersten Abschnitt aufweisen wie der erste Abschnitt und wobei die Übergangsabschnitte im Wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt an ihrem Verbindungspunkt mit den zweiten und dritten Abschnitten aufweisen.
Geschlossenraum-Schacht gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens drei longitudinale rohrförmige Abschnitte, einschließend einen zentralen Abschnitt (20) und zwei äußere Abschnitte (22), wobei mindestens einer der äußeren Abschnitte eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt aufweist und einen ersten Durchmesser, wobei der zentrale Abschnitt eine nicht-zylindrische Gestalt aufweist, um die Versperrung für eine Person zu minimieren, welche einen Zugang in einem eingeschlossenen Raum betritt oder verlässt, wobei der zentrale Abschnitt von einer Größe und Gestalt ist, welche eine Reduktion in der Luft-Fluss-Rate von nicht mehr als ungefähr 10 % verursachen relativ zur Fluss-Rate in einem zweiten Schacht, welcher einen Durchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen der selbe ist wie der erste Durchmesser, wobei der Geschlossenraum-Schacht ein Polymer umfasst, welches zumindest elektrisch dissipativ ist.
Geschlossenraum-Schacht gemäß Anspruch 9, wobei der Geschlossenraum-Schacht fünf longitudinale rohrförmige Abschnitte, welche Ende zu Ende verbunden sind, umfasst, einschließlich einem Paar mittlerer Abschnitte (21), welche die äußeren Abschnitte mit dem zentralen Abschnitt verbinden, wobei der zentrale Abschnitt den allgemeinen Querschnitt eines Kreissegments aufweist und wobei die Zwischenabschnitte sich gewinkelt von dem zentralen Abschnitt weg erstrecken, wobei der Querschnitt jedes Zwischenabschnitts sich über dessen Länge ändert von der Gestalt des zentralen Abschnitts an einem Ende davon hin zur Gestalt des jeweiligen äußeren Abschnitts am anderen Ende davon.
Geschlossenraum-Schacht gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die äußeren Abschnitte im Wesentlichen ausgerichtet sind auf einer gemeinsamen Achse, welche im Wesentlichen parallel, aber verschoben, zu der Achse des zentralen Abschnitts ist.
Geschlossenraum-Schacht gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, weiterhin umfassend Mittel (240) auf der Außenseite des zentralen Abschnitts für eine lösbare Verbindung des Geschlossenraum-Schachts innerhalb eines Zugangs zu einem eingeschlossenen Raum.
Geschlossenraum-Schacht gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei, wenn der Geschlossenraum-Schacht innerhalb eines im Wesentlichen kreisförmigen Zugangs montiert ist, wobei der zentrale Abschnitt des Geschlossenraum-Schachts angrenzend an eine umfangsseitige Kante des Zugangs zu liegen kommt, sich der zentrale Abschnitt um weniger als halb so weit zu einem radialen Zentrum des Zugangs hin erstreckt, als es der Fall wäre, wenn der äußere Abschnitt, welcher die im Wesentlichen zylindrische Gestalt hat, innerhalb des Zugangs und angrenzend an die selbe umfangsseitige Kante angeordnet wäre.
Geschlossenraum-Schacht gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der äußere Abschnitt, welcher die im Wesentlichen zylindrische Gestalt hat, einen Durchmesser von ungefähr 8 Zoll (20 cm) hat, und wobei der Geschlossenraum-Schacht ausgestaltet ist, um innerhalb eines Zugangs von ungefähr 20 Zoll(50 cm) Durchmesser montiert zu werden, und wobei sich der zentrale Abschnitt hin zu einem radialen Zentrum des Zugangs um ungefähr 3,5 Zoll(8 cm) erstreckt.
Geschlossenraum-Schacht gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Zugang eine im Wesentlichen kreisförmige Einstiegsluke ist und wobei der zentrale Abschnitt eine äußere Oberfläche aufweist, welche einen Radius hat, der im Wesentlichen gleich ist zum Radius der Einstiegsluke.
Schacht gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, umfassend einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt, welcher um einen Winkel von näherungsweise 90° gebogen ist.
Geschlossenraum-Schacht gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Oberflächenwiderstand des Geschlossenraum-Schachts weniger als ungefähr 1,0 × 10¹¹ Ohm pro Square (ohms per square) beträgt.
Schacht gemäß Anspruch 17, wobei der Oberflächenwiderstand des Schachts weniger als ungefähr 1,0 × 10⁸ Ohm pro Square beträgt.
Schacht gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Widerstand des Schachts weniger als ungefähr 4 × 10³ Ω beträgt.
Schacht gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Ethylen-Buten-Copolymer-Polyethylen-Harz mit einem leitenden Additiv.
Ein Set zum Erden eines Geschlossenraum-Ventilator-Schachts, wobei das Set umfasst: mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbinder (200) zum Verbinden eines Geschlossenraum-Ventilator-Schachts mit der Erde oder mit einer geerdeten Vorrichtung, und einen Geschlossenraum-Ventilator-Schacht gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Ein Set gemäß Anspruch 21, wobei der elektrisch leitfähige Verbinder ein leitfähiges Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse ein Aufnahmeelement (210) zum Aufnehmen und Greifen eines elektrisch leitfähigen Kabels umfasst, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem leitfähigen Gehäuse und einem leitfähigen Kabel zu schaffen.
Set gemäß Anspruch 22, wobei das leitfähige Gehäuse durch Bolzen in dem Geschlossenraum-Schacht angebunden sein kann oder darin ausgebildet sein kann, um eine elektrisch leitfähige Verbindung damit zu schaffen.
Set gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das Set mindestens zwei der elektrisch leitfähigen Verbinder umfasst, wobei mindestens einer der mindestens zwei elektrisch leitfähigen Verbinder nicht direkt an den Geschlossenraum-Ventilator-Schacht angebunden ist.
Set gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei der Verbinder mindestens ein Element der aus Aluminium und Messing bestehenden Gruppe umfasst.
Verfahren zum Belüften eines eingeschlossenen Raums mit einem Einstiegsluken-Eingang mit minimaler Versperrung an der Einstiegsluke, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen eines Schachts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Schacht äußere Abschnitte mit offenen Enden aufweist und einen Zwischenabschnitt, welcher nicht-kreisförmig in seinem Querschnitt ist und welcher die Querschnittsfläche der Einstiegsluke um nicht mehr als 10 % versperrt, wobei der Schacht gebildet ist aus einem Kunststoffmaterial, welches zumindest elektrisch dissipativ ist; und (b) Anordnen des Schachts innerhalb des Einstiegsluken-Eingangs, dergestalt, dass der Zwischenabschnitt sich von innerhalb des eingeschlossenen Raums nach außerhalb des eingeschlossenen Raums erstreckt.
Verfahren gemäß Anspruch 26, weiterhin umfassend den Verfahrensschritt des Verbindens eines äußeren Endes des Schachts mit einem Luftgebläse und des Bereitstellens von Luft unter Druck an den eingeschlossenen Raum.
Verfahren gemäß Anspruch 27, wobei das Luftgebläse ausgelegt ist für ungefähr 1000 CFM bis ungefähr 1500 CFM und Luft an den eingeschlossen Raum zur Verfügung stellt in einem Bereich von ungefähr 700 bis 800 CFM.