WELTORGANiSATION FUR GFISTHGES‘ EEGENTUM
`EFQYI‘
`Internationales Biiro
`INTERNAFIONALE ANMELDUNG VEROT‘E‘ENTLiCHT NACH DEM VER’TRAG UEER DIE
`INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AU}? DEM GEBIET DES PATENTWESENS (PCT)
`
`
`1 (Si) Internntinnaie Patentitiassifikation 7 :
`(11) internatinnaie Verifit’i‘nntiichungsmxmmer: W0 {391,433.36
`A471. 9/28. 91’19
`
`(43) internatinnaies
` Veriiffentlishnngsdatnrn:
`
`i3. Juii 2000 (i 3.07.00)
`
`
`
`(21) internaiinnnies Antenzeiehen:
`
`FC’i‘/EF99I{39728
`
`(22) internationales Anmeidecintum:
`
`i0. Dezember i953?
`00.12.99)
`
`(81) Bestimmungsstnnten: NO, US, eurnp'aiisches Patent (AT, BE,
`CH, CY, DE. DK, ES, FL FR, GB, GR. TE, iT, LU, MC,
`NL, PT, SE).
`
`(30) I’rinritétsriaten:
`199 00 484.6
`
`8. ianuar 19??? (08.01.99)
`
`DE;
`
`Veriifi'nntiicht
`Mi! internatitmaiem Recherchenhericht.
`
`(71) A11meiricr (fiir alirz Bestimmungsrtaatm ansser US): WA?
`REINHGWGSSYSTEME GMBH dz. C0.
`{DEJDE};
`Gnidn—Qherdorferwéitrasse 2--~8, D——89287 Belienberg (DE).
`
`g
`(72) Erfinder; 111111
`('75) EriinderlAnmeider {nur filir US); NIELWKAMF, Wolfgang g
`[DE’DE]; Disteiweg 8, D-—-89250 Sentien (DE).
`
`;
`i
`
`(’74) Anwait: REEBLING, Peter; Festfach 3i 60, D*88i13 Lindau
`(DE).
`
`i
`
`i i
`
`(54) Tide: MEASURING SYSTEM FOR THE CONTROL OF RESIDUAL DUST IN SAFETY VACUUM CLEANERS
`
`(54) Bezeichnnng: MESSSYSTEM EUR RESTS’E‘AUBUBHRWACHUNG FUR SiCHERHEi’i‘SSAUGER
`
`(57) Abstract
`
`The inventinn reintes to a measuring system (‘10) for the control 01" residual dust
`in safety vacnnrn eieai1e1s.’ihe inventive system comprises at
`least one g1iii-shaped
`111eas111ing elect]ode (il) downstream of and behind the fiiter component (4).Sni1i1nens11ring
`electrode (ii) is electricaliy insnizrteei towards the safety vacuum cleaner and eevers the
`entire cross—section 0f flaw. Said measuring electrode (ii) transmits a current which is
`produced by 21 contact mirage between the measuring eientrntie and the particies to a unit
`(12) analyzing said measuring value depending on the particle concentration. The measuring
`electrode (ll ) may be arranged 130w::1st1earn of and behind the filter (4) or behind the turbine
`(5) or downstream of anti behind the filter (4) b1t in frnnt (it the turbine (:3) Said turbine (5)
`and/or the housing (1) is directly grounded er artificiaiiy grounded in order to discharge the particies before the actual registration The
`measuring current is amplified by a differential amplifier’ 12) antiis transmitted tn :1 unit processing the tneafinred value thereby prompting
`an cpticai and/or acnnstic 3.111an and/or the disconnection of the turbine (5) anti/or the antnmatie replacement of the tilter (4) and/or the
`turbine (5‘) together with the hirer (4). The progression of the measuring circuit can be saved for a statistical evaluatien of the measured data 1
`and can be transmitted to an extemzai data precessing system er to a computer via an interface. The desired vniues and the ether pnmrneters
`(1f the appliance can be influenced by means of said external data processing system on the basis of the transmitted measured data.
`
`
`
`g (57) Zusamrneniassnng
`
`,
`
`Die Eriindnng betrifft ein Mefisysterr: (i0) 21111 Rests.1111bi1berwachung fiir SicWlierheitssauger imbei mindestens eine gitterférrnige
`211111 Sicherheitssnnger elektrisch isniierte den gessmten Stiiimungsqnerschnitt hedeckend-e MeBeiehnede (i i,1 stremahwzirts hinter
`' der Filtereinheit (4) angebracht ist weiche Mefleiehtrode ’11) einen durch Knntaktspannung zwischen Mefleiektrode 11nd Fartikein
`
`hervorgerufenen Snornin Ahha’ngigkeit der Fartikclkonzeniration an nine Meiiwert-Anti;ereitnng (‘17.) wciteriei-et. Die Meiielenode (i i)
`
`kann hierbei stromabwziir-s ninter dent Fiite1 (4) 11116 11111121 der Turbine (5) angenrdnet stein eder abet strnmabwz‘trts hinter ciem Fiiter (4) aber
`vor tier Turbine (5:1Die Dirbine (5) unit/ode.1 this Gehnuse (l) ist 2111 Entladnng tier Pattikei vor dnr eignntiiChen Registriernng dirckt geerdert
`
`Oder kiinstiich geert-tet. Der Mefistrem win} fiber einen Differeniverstarker ('2) verstiirltt und an eine MwWE‘theiterbenrbettnngseinimt
`
`weitergeleitet. Dadnrch kann ein optischer nnd/nder aknstinciter Ainrrn ansgeidst warden, nnd/‘oder die Turbine (5) ahgeschaitet wercien.
`
`nnd/nder ein a‘utnrnatisches Wechsein tic-s Filters (4)11nd/oder der Turbinn 1f5) 111it Filter (4)- Volizngen werden. an staiistischen Answeflnng
`
`der MeBdatcn kann dcr Verianf des Meiistroms gespeichert wercien 11nd fiber eine Schnittsteiie an nine externe Datcnvernrheitnngsanlage
`
`bzw. cinern Computer zur Benrbeitnng iihenragen werden. Weiterhin kann tiher diese extreme Datenvnrarbeitnngsaniage wiederum such
`
`a11fgn1hd i161 eingeiesenen Meiiwerte Einfiuii 3111f die Sniiwerte 11nd anch 2111f sonstige Gerhteparnmeter genermnen werden.
` “unuuMWuMWWmm______________________________1'
`
`

`

`
`IEDIGIJCH EUR INFORMATIQN
`
`Codes my identifiziiemng van PCT-Vertragsstaaten auf den Kopsz‘jgen der Schriften, die intemationaie Anmeldungen gemiiss dam
`PCT veriéffentiichen.
`
`AL
`AM
`AT
`AU
`AU
`EA
`BB
`BE
`BF
`EEG
`BI
`ERR
`BY
`CA
`CF
`CG
`CH
`CI
`CM
`CN
`CU
`CZ
`BE
`DE
`BEE
`
`Aibanien
`Amwnien
`(fl-smircich
`A astralien
`Ascrbaidwhan
`Bosnienflerzegowina
`Barbazios
`Belgian
`Burkina Page
`Buigarien
`Benin
`Brasilien
`Belarus
`Kanada
`Zenim‘safxikanisché Repubiik
`Kongm
`Schweiz
`C686 d’h'oirc
`Kamerun
`China
`Kuba
`Tschcchische Repubfik
`Dents-Chianti
`Diinemar}:
`E5fiand
`
`ES
`Fl
`FR
`GA
`GB
`GE
`GE
`(EN
`GR
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`KR
`KZ
`LC
`LI
`LK
`LR
`
`Spanien
`Finnlmd
`F’rankrscich
`Gabun
`Vercinigms Kénigreich
`Georgia:
`Ghana
`Guinea
`Griacheniand
`Ungam
`Erland
`Esme?
`Island
`italicn
`Japan
`Kcnia
`Kirgisistm
`Dcmokratische Voiksmpubfik
`Korea
`Repubiik Kama
`Kasachstan
`St, Lucia
`Liechtensmin
`Sri Lanka
`Li'beria
`
`LS
`LT
`LU
`LV
`MC
`MD
`MG
`MK
`
`ML
`MN
`MR
`MW
`MX
`NE
`NL-
`NO
`NZ
`PL
`PT
`RO
`RU
`SD
`SE
`
`Lesotho
`Litaucn
`Luxemburg
`Lemzmd
`Monaco
`Repubiik Moldau
`Madagaskar
`Die chcmaiigc jugoslawischc
`Republik Mazedouicn
`Mali
`Mongalei
`Mauretanicn
`Maiawi
`Mcxiku
`Niger
`Niederiaude
`Nonvegen
`Neusee’land
`Pokm
`Portuga]
`Rumfimen
`Russiacha Eiédemtmn
`Sudan
`Schweden
`Singapur
`
`SI.
`SK
`SN
`SZ
`T3)
`TG
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`TM
`TR
`TT
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`UG
`US
`
`UZ
`VN
`‘1U
`ZW
`
`Slowenicn
`Slowakci
`Senegal
`Swasi‘zand
`Tschad
`Togo
`Tadschikistan
`Turkmenisma
`Tiirkei
`Trinidad and ‘1‘obago
`Ukraine
`Uganda
`Veminigte Staamn van
`Amefika
`Usbekistan
`Vietnam
`Jugoslawien
`Zimbabwe
`
`
`
`
`
`

`

`W0 (DU/49136
`
`PCT/EFQQ/QWES
`
`Mefisyflem zur thstaubfibemaahung far 3icherheitssauger
`
`Die Erfindung betrifft ein f‘flefiésystem zur Restataubflberwachung far
`
`Sicherheitssauger nach dem Oberbegrifi das unabhéngigen Patentanspruchs 1.
`
`Ahniiahe Mefieinrichtungen 2m“ Uberwachung der Staubkonzentrafian in der Abiufi
`
`bei Schmutzsaugem 33nd bereits bekannt Lind verwenden physikaiéache
`
`Mefiprinzipien wie beispieisweiae die Meswng (fies {Difierenzdruckes Qder def
`
`Strahiungsrefiexion.
`
`BEE deer Differenadruckmessung wird dar' herrschende Druck var der Fiitereinheit mit
`
`dem herrschenden Druck mach der Filtareinheit bzw. nach dem Mater miieinander
`
`vergiichen, wabei der Differenzdruck amen Schweilwert nicht unterschreiten darf. Be?
`
`nicht’; defektem und nicht vermhmutztem Fiiter Est der zuiéssige Difieranzdruck am
`
`geringsten, wahingegen der Difierenzdruck mi: zunehmender Verbiockung deg
`
`Fiéfers zunimmt. Rem? di—Z‘F Filter, so entateht em unzuiéssiger Bruckausgieich
`
`zwischen den Kammem var und nach dem Fiiter und der Differenzdmck Sinkt antes"
`
`den zuiéssigen Schweiiwen in Richtung NuEi--Difierenzdruck. Die Unierschreitung des
`
`Difieranzdrucks bei gerissenem Finer, aber auch die Uberschreitung déss
`
`Differenzdrucks be? verbiuckiem Fiiter kann zu Aiarmzwecken Oder Zwecken def
`
`Matcrsteuerung ausgewertet warden,
`
`Nachteii beim Meflprinzip mi‘t der Difierenzdruck-Methcde Est, Gaff; die
`
`Drusksshwankungen durch E..aufschwankungen des Motors wegen wechseinder
`
`Vammina und Geschwindigkeiten des Saugmediums und dumb unterschiediiche
`
`Verbbckung Land Beseha‘f‘a‘enheit des Fiiters doch SC) hoch simd, d333, eine genaua
`
`Registrierung der Uni-3r» ader Uberschraitung des Schwaiiwefieg und semit ties
`Fifiterdefektes insbasondere bei kieinen Differenzdrflcken raw“ unzureichend era‘eicht
`
`warden kann.
`
`Mit deer DEGM 92 {3-9 407.4 iS'I eine Vorrich‘iung zum Fesiefiaiien Lies Fiitez’bruchs in
`
`Staubsaugeinrichtungen bekannt geworden, weiche Vorrichtung das Prinzip der
`
`Enfrarat—Strahizmgsrefiexi(m zur Partikeimessung in der Abiufi einsetzt. 5m Abiuftkana!
`
`einer Staubsaugeinrichtung Sind ein Enfraa‘at~89nder und ein zugehériger Enfi‘amt-
`
`Empfénger am Umfang {38$ Abiufikanais winkeiversetzi zueinander angeardnext,
`
`wabei durch den infarct—Sender Sangweiiige Energie in den Abiufikanai eingestrahlt
`
`wird. [Mesa EnframthtrahEung wird damn teéiweise an den dart hindurehstrémenden
`
`

`

`‘WQ (BO/40136
`
`PCT/EP991’09728
`
`Schmutzparfikem derart reflektiert, dafi dies Reflexiamstrahiung fiber den
`
`beispieisweisa um 99‘5 zum Enfrarotfiender versetzten Enframtfimpféngar registriefi
`wird.
`
`2
`
`DEE Energieversorgung und die Mefisignaiaufbareitung erfoigi' in einer mit dem
`
`Sender and Empfémger verbundenen Auswerteeiektmnik. Burch die versetzte
`
`Amrdnung van Sender und Empfénger wird durch die Uberschneidung des
`
`jeweiiigen Eingangs— and Ausgangsmfitrahikegei das Mefifeid definiefi.
`
`Bei Konzentrafionserhéhung tier Staubparflkei Em Abiufikanai wird die durch den
`
`Sender emgestrahite iR«Energie an den PartikeEn vergtérkt refiektierfi: und Em
`
`Empfénger gemesgen und somit kam aim in der Auswefieeiektmnik voreingesteiiter
`
`Schweiiwefl Liber‘schritten warden, weicher amen Aiarm ausiésé und/sder den Mctor
`
`zum Stiiistand bringt. Hierdurch 5023 am Fiiterbruch gemezasen und angezeig‘t warden,
`
`um gesundheitsgeféhrdende Partikeiemissianen in die Umgebungsiufi durch
`
`manueiies‘, Qder autemafisshes Abschaiten ties Saugmaiora zu vermeiden und einen
`
`rechtzeétigen Fiiterwechsei zu ermégiichen.
`
`Nachteii beim Megmmzip mit infrarobS’zrahiungsrefiexion zur Resststaubw
`
`Partikeimessung Est, dag die Optik sawahi van 1R~Sendar ais auch van iR-
`
`Empfénger 39hr Eeic'n’i verSchmutzen ké’annen, wadumh dag Mefisignai verféigcht
`
`wird, da die Schmutzpamkeé an Sender und Empfémger ebenfaiis ER~EnergEe
`
`absorbieren und refiektieren, diese Schmutzpafiikei jeciach nicht gemessen warden
`
`soiien; d3 sie Ea nicht den aktueiien Stémungszustand Em Abiuf‘tkanai wiederspiegein.
`
`Siege Verféischtmg des Memignais dumb Verschmutzung kann schiecht
`
`kompengéert warden, da derVerschmutzungsgrad zaiflich Ufid Eokai nicht konstant fist
`
`sich damit nich‘: exam: definieren 52am. Dadurch Est eine efiektive mefitechnisahe
`
`and/Oder rechnerigche Kampensatien nur sehr mangeihafi mfigiéch.
`
`Weiterer Nachteii beim Mafiminzip mi? Enfrar0t~8trahiungsrefiexien zur Reststaubw
`
`Partikeimessung Est, {138 die Me‘ssung auf den FQkUSSierberaich van
`
`Sender/’Empfénger beachrénkt Est. Gas hefifit, dafi. das durch dia Uberschneidung dear
`
`Strahiungskegel van Sender und Empfénger definiefie Mefifeid nicht den gesamten
`
`Qa.aerschn§tt (192$ Ausiaflmhres fiberdeckt, wadurch aufiarhaib ties Mefifeides keéne
`
`Partikeimessung statt’fmde‘t, was abenfafis zu einer undefinierien, schiecht
`
`kompensierbamn Vefiaigchung des Mefisignaifi fflhrtfl
`
`

`

`‘WCB 09/210136
`
`PCT/EF99/i39728
`
`3
`
`Aufgabe def Erfindung fist daherg em Mafiaystem fur die Resistaubfibemachung far
`
`Sicherheitssauger $0 weitar zu biiden, dafi die oben genannien Nachteiie ties
`
`Standes der Technik varringeri: Oder gar vermie—den warden, namiich ($2133 Gas
`
`Mefisystem rabuster ausgebiidet i9: and aim-e zuverié‘issigere and exaktsare Messung
`
`auch be? geringer Paflikeikonzentrafion in der Abiufi ermbgiicht,
`
`Hierbei 30H das Mefisystem einerseits weniger anféiiig gegen Verschmufzung sein
`
`und damit iéngere Wartungsimervaile ermégiichen, anderersaits auch eine genauere
`
`Messung der Pafiikeikenzemration. in der Abiuft bewerksteiiigen um fiber den
`
`Zustand deg Fiiters axakter Auskunf‘t geben zu kénnen, ah ah: Defekt vmrfliegt ader
`
`night. Es 303% auch mégfich sein geringe Staubkonzentrafim‘aen in der Abflufi zu
`bestémmen.
`
`Zur [fuming der gesteiiten Aufgabe dient die iachnisshe Lehre des unabhéngigen
`
`Patentanspruchs 1.
`
`Wesenfiiches Merkmai dabei Est dafi dag efiindungsgeméfie Meffisystem der
`
`Resistaubflbemachung fair Sicherheitssauger voraieht, dag mindestens eine
`
`Mefieiektmde stomabwérts hinter der Fiitereinheit angebrachi Est, weiche
`
`E‘v’iefleiektmde einen durch Kontakispannung zwischen Meféeiektmde und Parfikefln
`
`hewcrgmfenen Stmm in Abhéngigkeit der Partikeikenzamrafian an aim Megwert—
`
`Aufbereimng weiteréeitet.
`
`Hierbei entsteht ems-3 Kontakta‘pannung durch intenfiive Beruhrung der Em
`
`Trégermedium (Luft) mitgerissenen Staubparfikei mit dem Materiai dear
`
`Mefieiekircden Bestehen die Staubpar‘tikei aus e‘mem Maieriai, weiches staffiich
`
`vamchieden zum Materiai dear Meffieiektrede i231“, dam kommt es zu einem Ubertrifi
`
`van Efiektroneny weiche zum niedereren Patentiai abfiieflen, und damit zu einem
`
`Stmmfiufi» in der Abieitung der Mefleiektmde in Funktien der berflhrenden Partikei
`
`and samit der Pamkeikanzemration in derAbiufi. flies; giét far eiektrimh Eeitende
`
`Parfikei: wie auch far eiektrisah Esoiéerende Pafiikei. Beé eiektrisch Eeitenden Parfikei
`
`iiegt die Ursaehe der Ladungsirennung in der untemchiediichen Austrifisarbeii; Em
`
`Vergieich zur Megeiektmda und bei eieki‘risch isoiierenden Pafiikei in der
`
`unterschiedlichen Eiektronena‘ffinitét Em Vergieich 2w“ Mefliéeiektmdeg
`
`En ainer bavarzugtm Ausfuhru ngsfmm des Efiindungsgemaifien Mefisystems dear
`
`Resistaububgmachung filar Sicherheitasauger ist es vargeaehen, dag mindastens
`
`

`

`W0 009149136
`
`PCT/EP99/89728
`
`4
`
`eine Meflseiektrede simmebwerts innerheib dee Ausiaigrehree hinter dem Fiiier and
`
`hinter der Turbine angeerdnet isi, verzugsweise im Endbereich dies Aueieflrehree.
`Aueh seii ee mégiieh sein, die Meiieiektrede in der Nehe der Turbine im Aueieifismhr
`
`ode-r im Moiorbieck der Turbine eeibet enzubiingeni
`
`in einer weiiereii Ausfiii’irungsferm Cies Efiindungegemefien Mefisyei’eme def
`
`Reetetaububemachung iiir Sieherheiteeeuger iei e3 vergeeehen, dais mindestens
`
`eirie Mefleiekimde siremabwefie hinter dem Fiiier aber vor tier Turbine engebrecht
`
`Est, beverzugi direkt aui' eder im Nahbereich der Fiiterausgangefieehe. Die
`
`Mei’seiekirede kann eber auch in einem Zwiechenrehr eder einer Zwisehenkemmer
`
`zwisehen Fiiier Lind Turbine angebrecht eein Oder aber im Nehbereich der Turbine im
`Moterbieck.
`
`Es wird beverzugi, dais die Mefleiektrode den gesamten Sti'ijmungsquereehnitt
`
`bedeckt, jedech euf eirie Art Lind Weieei def}, der Strémungswideretend im
`
`Sieherheiieeeuger nur uriweeentiich vergréifiefi wird end semi: der Wirkungegrad dee
`
`Seugere durch die Mefieimichtung nicht beeintrechiigt wire.
`
`Beverzugt deck? mindeetens eine Mefieiekimde eiee die gesemie
`
`Fiftereuegengsfiéehe, den Quersehniii des Zwieehenmhr Oder der Zwiechenkemmer
`
`zwieeiieri Fiiter and Turbine Oder den gesamten Quersehnifi dee AueEeEZ-rehree ab.
`
`in einer bevorzugien Ausfiihrungsferm ist die Mefieiek‘irede giiterfermig euegebiide’i,
`
`ei‘miich einem Maechei’idreht eder Loehbieeh, Ufld iiegt em innenumfeng dee Rehres
`
`cider dei‘ Kemmei’ mit seiner Menteifieche dart fest.
`
`Die giiterfermige Meflieiektrode keen durch ein iingfermigee Eiemeni um die
`
`Menteifieche begrenzi sein, webei verzugsweise das ringférmige Eiement eus dem
`
`gieichen Meteriei wie die Mefieiektrode beeteht, keen iedeeh eueh beispieisweiee
`
`eus fiexibiem Kunetetefi’ beeiei‘ien, in daS die Meiseiekirede eingegeeeen iet unci in
`
`des Ausiaifirehree kiemmend eingeseheben wird. Die Feetiegung der Mefleiekirede
`
`keen fiber eine ies'eere Oder nicht iésbei'e Verbiedung er‘feigen, verzugsweise iedech
`
`fiber eii’ie Eesbare Sehreubn, Reet- eder Kiemmverbindung, eder eine
`
`Sehweiflverbinciung.
`
`Ween die Mefieiektrede direki eu‘i der Fiitereusgengefieehe eder in derei'i
`
`Nahbereieh iiegt, dam beeitzt eie in etwe die gieiche Farm wie der Fiiter, eiee 2.8.
`
`

`

`W0 00/4fi136
`
`FCT/EP99/097ZS
`
`ebenfaiis Zyiinder~lRohrform brawn Scheibenfarm und kai‘m an Ehrer Siii'nseite
`
`Lind/Oder iv’ianieifiéiahe mit dem Fiiier verbunden Sam.
`
`5
`
`Es 30H auch vergesehen 38in, dag mehrere gitterariige Mefieiektmden vergesehen
`
`sind, weiche 3hr Meilsigriai wiederum an eine MefiwertuAufberei‘iung weiierieitena
`
`Hierbei kanri zuséiiziich zur ifliormation fiber die Hifihe der Pariikeikmnzeniraiim mach
`
`die Verieiiung def Pariikeikenzeniratien fiber den Quersehnii‘s dies Ausiafirehres
`
`gemessen warden und semii die Lage deg Fiiterdefektes bestimmt warden Dies giii
`
`naii‘jriich nur fur seine ivkiéeiektmdaweiche sich zwischen Fiiter and Turbine
`
`befindet, da die Partikei in der Turbine ihre Strémungfibahn wewniiich éndem, $0
`
`dais eine Kerreiation zwischen Meifiart Lind Partikeikonzentrafim fainter dear Turbine
`
`Gder auci‘i im Nahbereich davor night mehr mégiich isi.
`
`Dadurch, ciai’fi sich die Siaubpartikei im gewigser Weisse var der Baiflhrung mii der
`
`E‘i/ieiieiektrode bereits im Einiaflkanai, in der Staubkammer (Gehéuse), beim
`
`Dumhgang durch den Filter und der Turbine and im Ausiafikanai aufladen kénnen,
`
`warden die Staubpartikei var Kantak‘i mit der Mefieiek‘imde bevmzugi eniiaden um
`
`Mefiwei'tveriéischungeii gering zu haiien.
`
`Dies geschiehi durch Erdung der Teiie der Sicherheiissaugers, weiche zunéchst in
`
`Koniaki mit den Panikein kemmefi, beaver diam auf der Meiéeiekimde auftrefien.
`
`3m Regeifaii ganflgt eine Erdung des Turbinengehéuses, weiches bei geringem
`
`Schutzanferderungen direki geerdei wird und bei hohen Schutzanimderungen an
`
`ki‘znstiiche Erde geiegi wird, aiso fiber Schutzimpedamzen mit einer der Pi‘iawn Oder
`
`deem Nuiieiter deg. Turbinenmators eiekirisch ieitend verbunden wird.
`
`Auch ist es mdgiich statt dessen Oder zusétziich das Gehéuge des
`
`Sicherheiissaugers zu erden, was; meis’i standardmaflig auch aus Bediener—
`
`Sicherheimgrunden vmgesehen isit, wenn dag Gehéuse night isoiiererid ausgefiihr’i
`Est.
`
`Limiter den when genanni‘en Schuizanfarderungen sind Berfihrungsu und
`
`Fremdkérpermhuiz, Wasserschutz und Expiogiansmhuiz zu verstehen, wmbei unter
`
`Eanchutz saw-3h} die Benutzung fies; Climates in einer Gefai’irenzcne (1E3.
`
`Tankateiienbereich), ais auch die Benutzung cries Gerétes mi’i Gefahrstofien (2.8.
`
`Abfiaugen von expiasiven Gasen/Fiflssigkefien) faiieri.
`
`

`

`W0 39149136
`
`‘PCTI'EI’QWGWZS
`
`Ba die zu messenden afiektréschen Strfime in der Mefseiektrade aufgrund der
`
`Kontaktspannung dumb intensive Berflhrung deer Em Trégermedium (Luff)
`
`mitgeréssanen Staubparfikei mit dem Materéai der Mefieiektrode Eedigiich einige
`Nano~Ampere (RA, 10'9) betragen, mufi; zur Weiterverarbeitung fies Mefisignais
`dieses zuné‘achst verstérkt warden.
`
`Hier bietet sich eine Differenzverstérkung an, beispieiswgise fiber amen iinearen,
`
`invertierenden, differenzierenden Operatimsveratérker an, weigher das Measignai
`
`invertiert und im Bezug am“ Pgtentiai Erde Oder Minstiiche Erde entsprechend in den
`MiiEi—Amperenfierim (mA, 10”“)verstarkt.
`
`Es kénnen natflriich aiie mégiichen Ausbiidungen eines Opefationsverstérkers
`
`vorgesehen sein? wie Addierer, Subtrahierer, integrierer, Oifierenziemr und sémtiiche
`
`Kombinatimen daraus, je mach dem was gemessen und wig gerechnet warden soil.
`
`ES ist sefibstversténdiich. dafl dieser Operationsveretarker bevcrzugt in einem
`
`Mikroehip untergebracht Est und/oder auf einem Mikraprozessar, weicher 2E3. Auch
`
`mach andere Aufgaben erffliit, wie beispieisweisa die Turbinemegeiung Oder andere
`
`Mafia, Steuer, Land Regeiaufgabenu Es ke‘fmnen damn beispieisweise sténdig (3%? mar
`
`bei Stc’jrung emtsprechende Meihverte ader Anweisungen auf Dispiays am @62er
`
`ausgegeben warden.
`
`Dieser Operationsverstérker, Mikmchip bzw. Mikroprozessor kann dam fiber eine
`
`Bbiiche Schnittsteiie mit einem Personaifiom Later Grier einem anderefi
`
`Datenverarbeitungsgerét verbunden warden um van rim-i: aus Mafia», Steuer, und
`
`Regeiaufgaban zu koord‘mieren Oder um Mefldaten aus dem Speicher dues
`
`Mikmchips bzw. des fv’iikmpmzeggors 2.8. zu statistischen Zwecken auszuiesen.
`
`Auch kann eine Kaiébrierung fiber den PC erfoigen, in dem die Schweiiwer‘ie far die
`
`Weiterverarbeimng des Mmfisignafs wie ZQB. Ausiégung deg Aiarmes Oder Aus~
`
`J’Einschaiten der Turbine eingegeben werdenc
`
`is? £553 Fiiiereinheit defekt (28. gepiatzt Gder gerissen), damn steigt die
`
`Partikeikmnzentratien Em Abiuf’tstmm rapéde an and as berflhren Viefl mehr Partikei die
`
`Mefieiektmde and samit staigt dear Stremfiufi van der Mefleiektmde wag an; und
`
`scmit dag in der Verstérkerstufe nachgeschaiieten Auswerteeinheit. Hier wird damn
`
`tier gemessene Wen (isfiwen) mit dem Schweiiwert (Safliwert) vergiishen Land danach
`
`

`

`‘WG GG.’4G136
`
`FC’E‘I’EPQWGWZS
`
`7,
`
`am aptisches {ind/Oder aktzstisches Aiarmaignai ausgegeben. Zusétzfich dazu oder
`
`ersatzweise karm autamatiSch der Turbinenmotor auS gegchaiten werdem was won
`
`Hand bewerksteiéigt warden mufs Em Faiie ties ausschéiemichen aptischen undicder
`
`akusfisshen Aiarmsignaées.
`
`Die voriiegende Erfindung Est zwar vorzugswaise dazu konzipienfi eine mosh so
`
`geringe Fiiter-Leckage aufzugpflren, jedoch kann diese Mefieinrishtung auch dazu
`
`benutzt warden die Verbiockung GEES Fiiters festzusteiien, zur Anzeige zu bringen,
`
`Optigchen Cder akustisohen Aiafm auszuiésem "E'urbinen aummatisch Oder per Hand
`
`abzusteiien other in der Beaufschiagung mit dem Saugstmm zu wecmeir’: Oder Fiiter
`
`automatisch (:2er per Hand zu wechsein. is: 3130 der Fiiter verbiackt, damn wird em
`
`voreégesteiiter Schweiiwert des Mefisignais unterschrétfien und e3 kann wiederum ein
`
`Optisches Land/Oder akusfigches Aiarmsignai ausgegeben warden Oder dear
`
`Turbinenmator aus gecschalien warden. Em Untergchied zum Turbinensfiiistand, bei
`
`dam Keir: Meflsignai registriert wird, is? bei verbiocktem Fiiter und eingesehaiteter
`
`Turbine noch eine gerénge Pafiikeikonzentratim mefgbar.
`
`89E Ausfuhrungsformen des Sicherheimsaugers mit mehrez‘en, unabhéngigen
`
`Fiitereinheiten kann durch die Uberschraitung des vareingesteiiten Schwefiwer‘ieg
`
`intern automatisch dag Saugmedium am“ eine unverbrauchtemicht defekte
`
`Fiitereinheit geieétet warden und erst warm die ietzte unverbrauchte Fiitereénheit
`
`ebenfaiis verbraucht Est, wird dam Afarm gegeben.
`
`Bei Ausf’flhrungsfom‘aen dee; Sicherheitsaaugerg mit mehreren, unabhéngigen
`
`Turbinen kann dLarch die memhraitung des voreingesiaiiten Schweiiwer‘iea intern
`
`aummafisch dag Saugmedium auf eine andere Turbine mit unverbrauchtemlnisht
`
`defektem Fifier geieitet warden und erst warm die iatzte unverbrauchteinicht defekte
`
`Fiiteremheit dieser Turbinen ebenfaiés verbraucht/defekt Est, wird dam Aiarm
`
`gegeben.
`
`Zur Verringerung van unangenehmen ode-fer gesundheitsgchédiéchen Gerfiuschen
`
`durch die gitterférmige Mefleiektmde Em Strémungskanai, kar‘m as vergesehen sein ,
`
`daffi Em Bereish des Ausialfikanaig ein Schaiidémpfar angebracht Est, weicher die
`
`Chaéischwingungen so beeinfiuflst, dag der Lérmpegei unter gin zuiéwiges Mai},
`
`abgesenkt ward. Bevarzugt wird die Anordnung Gas Schaiidampfers atmmabwéfis
`am freéen Ende des Augiafskanaiis,
`
`

`

`W0 GEE/453136
`
`PCT/EF99/09728
`
`8
`
`Der Efiindungsgegenstand der variiegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem
`
`Gegensfiand der einzeinen Patemansprmhe, sandem auch aus der Kfimbinati
`
`11 1151'
`
`einzalnen Patentaraapr'fjche untereinander.
`
`Aiie in den Untaréagen, einschiiefiéich der Zusammenfassung, ofienbafien Angaben
`
`and Merkmaée, insabessondere die in den Zeichnungen dargesteiite réumiiche
`
`Ausbiidung warden ais erfindungswesentiich beansprucht, saweit sie eénzein rider in
`
`Kombinafian gegenflber dam Stand der Technik neu 31nd.
`
`1m feigenden wird die Efiindung anhand van iedigfich einen Ausfflhmngsweg
`
`darsteiienden Zeichnungen né‘aher erfiéutent. Hierbei gahen aus den Zeéchnungen and
`
`Ehrer Saschreibung weitere erfindungswesen‘liiche Merkmaie und Vcsrteiie der
`
`Erfindung hervor.
`
`Figur 1 zeigt dag Erfindungggeméfise Meflsyatem zur Reststaubflbemachung 1111?
`
`Sicherheitssauger mi: schematischer eiektréscher Beschaltung. Hierbei 151 tier where
`
`T811 des Sicherheitssaugers geschnifien dargesteiit und die gitterfijrmige
`
`Mefieiekfiode 1m freien Ends-3 des Ausiagkanais angebracht.
`
`Figur 2 zeigt em erstes Schafiprinzip der Erdung der Turbine €6.21" garinge
`
`Schutzanforderungen.
`
`Figur 3 zeigt eEn zwa11a~s Schaitprinzip der Erdung der Turbine far arhéhte
`
`SChL21zan1‘orderungen in Form einer kunstiichen Erdung.
`
`1n Figur 1 ist das Erfindungsgeméfie Mefisystem zur Reststaubflbemachung {fir
`
`Sicherheitssauger Eedigiich schematissh ais Biockschaitbéid eingezeichnet, um die
`
`eiektrische BESChaitung der Mefieiektmde 11 und die Funktionsweise deg gesamten
`
`Sicherheitssaugerg 1m Verbund mit dem Mefisystem 10 zu verdeutiichen. Es 351:
`
`seibstversténdiich, (13113 die eiektranischm Kempunenten 12 Gas Meifisystems 1Q
`
`beispieisweise in einem separaten Madui in Gder am Gehause 1 des
`
`Sicherheitssaugers angebracht 131:, washes; Medui HF~gesehfi121 151.. Die
`
`Mefieiektmde 11 $611351 131 ateiivefiretend 111M115: anderen Ausfflhrungsfmmen bier
`
`1m freien Ende deg Ausiaflkanais 3 angeardnet. Die Turbine 5 mits1mmabwér1$
`
`aufgegetztem, ratafianssymetrischen Fittereiemem 4 $1121 abgedichtet auf dem
`
`Gehéuse 1 61% Sicherheitwaugers, dessen oberer Tait hier 1m Schnifi fiargesieifit 131.
`
`

`

`‘WO 90/49136
`
`PCT/EP99/09‘723
`
`9
`
`Burch Betreiben der Turbine 5 wird nun durch den Eéniafikanai 2 in
`
`Strémungsrichtung 6 dais abzusaugende Medium (21.8. staubhaitige Luft) in den
`
`inner‘araum des Geh'a‘uses 1 gegaugt, Dart faiien die schwereran eingesaugten
`
`Siaubparfikei zu Baden Lind die ieichtaran warden in Richtung Fiitereiemen‘fi 4 in
`
`Strémungsrichtungen 7 mitgerissan.
`
`Je nach Parengrdfle deg Fiiters 4 warden damn wiederum gréflere Pafiikei var nudes“
`
`innerhaib des Fiiters 4 zurifickgahaiten, wcbei kéeinere Partikei unterhafib def
`
`Pflrengréfie des Fiiters 4 var‘zugsweise dumb die Manteifiéche des Fiiters 4
`
`hindurchdrmgen und damn in den Strémungsrichtungen 8 in Richtung
`
`Turbinenschaufei 5 gesaugt warden.
`
`in der Turbine 5 t{‘Iiv'em‘en die Pafiikefi damn in Richtung Ausiaflkanai 3 beffirder‘t,
`
`pagsieren den Bereich der Meféeiektmde and treien in Strémungsrichtung 9 wieder
`
`aus dem Sicherheitwauger ans. Em Nsrmaifaii bei unverbiocktem und nich‘é: defektem
`
`Fiiter 4 treten nur kieinste Pamkei (je mach Porengrafie deg Fiiters 4) am; dam
`
`Sicherheitssauger ausu Bei defektem Fiiter 4 treten unerwunscht vieie Partikei in
`
`aiiefi Gréfiemrdnungen (je mach Defekt) aus dem Sacherheitssauger aus. Bei
`
`verbioek‘tem Fiiter 4 treien nahezu Reine Pafiikei mehz‘ aus dem Sichemeitssauger
`ausa
`
`Bei Beruhrung tier Parfikei mit der gitter’ffirmigen Mefieiektrode, weiche sich ubea'
`
`den gesamten Quersahmtt deg AusiafSkanais erstreckt, tritt der Effekt der
`
`Ladungstrennung wie eingangs eriéuierf em und es fliefit fiber die Maggiektmde em
`
`Meffistmm ”i” in Richtur‘ag Auswefieeinheit ab. {)EeSer Mefistmm nimmt mit steigender
`
`Zahi deer Berahrungen der Partikei mi: der gitterffirmigen Mafieiektrade zu and semi?
`
`spiegeit der Mefistrom die Anzahi deer Par'fikei in der Abiuf‘t sehr genau wieder. Burgh
`
`die gieichrraéEige Verteifiung der gitterférmigen Mefieiektmde fiber den gewmten
`
`Querachnitt deg Ausiafikanais wircj eine statistisahe Mitteiung erzieit Lmd so kann die
`
`Partiketzahi mach einmaiiger Kaiibrierung ties Mefisystemg sehr genau besfimmt
`
`warden, ebwahi viei‘e der Partikei naturéich die Maflaiektmde mime Berflhrung
`
`pasgéeren.
`
`Die Kaiibtierung ez’foig‘t Uber eine verdafinier‘te Anzahi van Pafiikein miflierer Grime
`
`(is: mach Perengréffie des FEEiera), die mit dem abfiiefiefiden Mefistrcm aus der
`
`Mefieiektmde En Korreiaiion gebraoht wird.
`
`

`

`WO 06/493383
`
`PCT/EPQWQQ'JZS
`
`10
`
`De die Mefistrbme nur senr kiein sind (einige nA) muesen niese zunechsi fiber eine
`
`Eingangsleiiung 13 23. einem Differenzversiérker 12 zugeflihri werden und dbrt eui
`
`einige mA versiérk’r werden urn uber die Ausgengeieiiung “if; auf eine weitere
`
`Auswerieeinneii ein Signai zu gebeni Die zweite Eingangeieitung “$2 ie‘i hierbei mit
`
`dem Turbinengenéuse 5 verbunden und iiegt dabei euf Erde bder auf kansiiicber
`
`Erdey je necb Erdung des Turbinengehbuees 5.
`
`Diese Signed kann beispieisweise opiiscb’akuetiscb Anzeigen, 0b ein Vbreingesieiiier
`
`Sebweiiweri 2.8. bei Fiiterbrucb uberschriiien wird, Oder 0b er dumb Verbibcken {363$
`Fiiien; 4 unterscbrii‘ien wird. Es kann auch direkt durcn diesee Signei eine Steiigrbfle
`
`eue der Auswer‘ieeinheit euegegeben und 22.8. die Turbine 5 gestoppi werden
`
`undloder der Fiiter 4 automaiiscb irn Gehé‘iuse i gewenbeeii werden.
`
`Aucb kann siéndig eine Meesung der Penikeizani erioigen um diese Meflwerie dam
`
`in der‘ necbgescnaiieien Auswerieeinbeit oder einem deren angesehinseenen
`
`Mikreprezeeenr und/oder Cempuier Siaiisiiscb euszuwenen.
`
`Dieee Meiswerie kbnnen damn beispieisweise Aufsnhiub deruber geben, wie enbneii
`
`und euf weicne Art und Weiee die Fiber 4 verbincken und/nder deiek’r werdeni Auch
`
`kann dumb seiche Steiisiiken 2.8. ein Preduk‘iinnsprnzefi nachveiizogen uridlbder
`
`ubemebht warden, bei dem siaubnaiiige Prbduktiensebfeiie ebgeseugt werden. Es
`
`kann eiso 2.8“ eine mathematieche Beziehung zwischen Werkzeug undlnder
`
`Werirzeugpararneter mit dem Knnzeniraiionsveneuf der Pariikei fiber die Zeii
`
`und/eder Ciri hergesieiii werden.
`
`Figur 2, zeigr ein erstes Schaitbrinzip der Erdung der Turbine ‘iiii' geringe
`
`Schutzanforuerungen, webei dabei deg Geneuee der Turbine geerdet Set und die
`
`Ansieuerung bber F’hasen und Nuiieiter und der darin befindiicnen Schaiier 81:2
`schemeiisch dergesteiir igi.
`
`Figur 3 zeigi ein zweites Schaiipi'inzip der Erdung der Turbine 5 iii!“ erhbbie
`
`Schuizanforderungen in Form einer kaneiiici‘ien Erdung, webei das Gebéuse bier
`
`Turbine 5 fiber einen Scnuizwideretend Re Lind je mindeetene einem weiieren
`
`Widerstand R1, 3:22 mit den Pbasen und darn Nuiieiter der Leietungevereergung der
`
`Turbine 5 verbunden i231. Semit liegi cries Potentiei bier Runetiicben Erdung je nacb
`
`Verbaiinie der Widersiende R1, R2 bzw. ties Spannungsteiiere zwischen deem
`
`Pnien‘riei tier Phase Lind dam Poieniiei des Nuiiei‘rers,
`
`

`

`WO 06/40136
`
`PCT/EPQQIG9728
`
`11
`
`ggjgflnungsiagende
`
`Gehéuse des Sicherheiteaaugerg
`Einiaffikanai
`
`Aussiafikanai
`
`Fiitareiement
`
`Turbine
`
`isfimungsrichtung
`
`Siréfimungsrichtung
`
`Strémamgsrichfung
`
`Stmmungarichtung
`
`MeEsystem
`
`Megalektmde
`
`Difierenzversté rker
`
`Eingangsfieitung
`
`Eingangsiaitung
`
`Auggangsieitung
`
`Widerstand
`
`Widers’gand
`
`Schaiter
`
`Schaiter
`
`JECJJN—A
`mmwmm
`M...\..Ad...:s_.z
`
`(fi‘vaM-AG
`
`R1
`
`R2
`
`31
`
`32
`
`

`

`W0 {Mi/463.36
`
`PC’F/EP99/99728
`
`12
`
`Patentanssgriiche
`
`’E. ResiSiaubiibemachLmQ fiir Sicherheitssauger, dadumh gekennzeichnet, def?»
`
`mindestens sine E‘v’iea’ieiekimde (“i i) stromabwéris fainter dear Fiitereinheii (4)
`
`angebracht isi; weiche Niea’seiekimde (11) einen dumb Kentaktspannung zwischen
`
`Mefleiektmde urid Pamkein hawcrgrufenen Strom in Abhéngigkeii tier
`
`Pafiikeikonzentration an eine MefiwerbAufbereiiung (i2) weiteriei’iei.
`
`2. Restsiaubi‘iberwacmmg fiir Sicherheitgsauger nach Anspruch 1! éafiumh
`
`gekennzeichnet, dafs die Mefleiekirode (i 1) siromabwérts hinter dam Fiiter {ii} und
`
`hinter dear Turbine (5) angecsrdnet ist.
`
`3. Restgiaubflbemachung fur Sicherheitasauger mach Anspruch 2., daéumh
`
`gekennzeiahnet. dag die ivieigeiektmde (11) am freien Ends: des Ausiiaiiimhres (3) in
`
`diesem angebracht isi‘
`
`4‘ Restsiaububerwachung far Sicherheitssauger nach Anapruch 2, dadurch
`
`gekennzeichngt, d353, die Mefieiekimde (ii) in der Néhe der Turbine (5) im
`
`Ausiai’flmhr (3) OdEi‘ im Motorbisck derTurbine (5) Seibst angebracht ist
`
`5A Resigtaubiibemachumg i'Lir Sicherheiissauger nach Anspruch ‘E, dadurch
`
`gekennzeichnet, dag die Meaeiektmde (”i i) stromabwérts; hinter dam Fiiter aber vor
`
`der Turbine angebracht ist.
`
`6A Restgtaububemachung far Sicherheitssauger mach Anspruch 5, dadumi‘e
`
`gekennzeichnet, dag die zxfiefieiektrode {1 i) direki am“ Cid-er im Nahbereici’a tier
`
`Ausgangsfl’aiche des Fiiters (4) stmmabwérts angebracht ist.
`
`7, Resistaububemacmmg fiir Sicherheiimauger mach Anspruch 5, dadurch
`
`gekennzeichnet, dais die Mefleiektmde (i 1) in einem Zwisschenrchr ader einer
`
`Zwischenkammer zwischen Fiiter (4) mad Turbine (5) angebracht ist‘
`
`8. Resistaubiibemachung fur Sicherheiissauger mach Anapruch 5, dadumh
`
`gekennzeichnet, dais die Mefieiektmde (1 1) im Nahbez‘eich tier Turbinenschaufei im
`
`"i'urbinengehéuse (5) angebracht Est
`
`

`

`WO Gil/401315
`
`PCT/EP99/fl9725
`
`9. Reststaububerwachung fair Sicherheitssauger mach Anspruch 1 ~ 8, dadurch
`
`gekennzeichnet, datfs die Mefieiaktrede {11) den gesamten Strémungsquerschnm
`bedeckt.
`
`13
`
`1C1. Reststaubflbeawachung fur Sicherheitasauger mach Anspruch 1 ~ 9. dadurch
`
`gekennzeiahnet, {.13st die Mefleiektrode (11) gifierférmig ausgebiidet 131 und
`
`eiektrisch iseiieri im Sicherheétssauger angebracht fist.
`
`11. Reatstaububemachung far Sicherheitssauger mach Anspruch 1 - 10, dadumh
`
`gekennzgichnet, dais die Turbine (5) dire-