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Title:
METHOD FOR GUIDING EXPLOSIVE GASES FORMED INSIDE A HOUSING THROUGH FLAMEPROOF JOINTS, AND EXPLOSION-PROTECTED HOUSING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/066626
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the guiding of explosive gases formed inside an explosion-protected housing (1) through specially-constructed flameproof joints (5, 7), said joints having been configured according to the requirements for flameproof encapsulated housings (1) and the joint surfaces of said joints being parallel with each other. According to the invention, this process can be improved and the requirements for the narrowness of the joint can be reduced by reducing the quantity of gases entering the joint (5, 7) and/or constructing the joint (5, 7) in such a way as to prevent the flow of the gases passing through the joint (5, 7) and/or constructing the joint (5, 7) in such a way that the gases passing out of the joint (5, 7) into the outer area are distributed over an outer surface that is greater than the surface of the joint (5, 7) and/or constructing the joint (5, 7) in such a way as to reduce the explosiveness of the gases passing through.

Inventors:
KLAUSMEYER UWE (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001778
Publication Date:
December 23, 1999
Filing Date:
June 17, 1999
Export Citation:
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Assignee:
BUNDESREP DEUTSCHLAND (DE)
KLAUSMEYER UWE (DE)
International Classes:
H02K5/136; (IPC1-7): H02K5/136
Foreign References:
FR2341081A11977-09-09
DE1132230B1962-06-28
CH535529A1973-03-31
DE611681C1935-04-02
US2323146A1943-06-29
DE2901111A11980-07-17
Attorney, Agent or Firm:
Lins, Edgar (Theodor-Heuss-Strasse 1 Braunschweig, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Führung von im Innern (10) eines explo sionsgeschützten Gehäuses (1) gebildeten Explosionsgasen (15) durch konstruktiv bedingte, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse zünddurchschlagsicher ausgebildete Spalte (5,7) mit zueinander parallelen Spaltoberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der in die Spalte (5,7) eintretenden Gase durch Strö mungsteiler (15) im Innern (10) oder durch mit Flammen sperren (19) versehenen Entlastungsöffnungen (18) ver mindert wird und/oder die Strömung der durch den Spalt (5,7) hin durchtretenden Gase durch Ausbildung einer Gegenströmung oder einer verwirbelten Strömung im Spalt (5,7) behin dert wird, und/oder die aus dem Spalt (5,7) in den Außenraum aus tretenden Gase durch eine gegenüber der Spaltfläche ver größerte Außenfläche verteilt werden und/oder die durch den Spalt hindurchtretenden Gase ganz oder teilweise durch gasdurchlässige abkühlende Körper (31', 33,36) geleitet werden.
2. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv be dingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5,7) mit im wesentlichen zueinander parallelen Spalt oberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, gekennzeichnet durch einen den Spalt (5,7) zum Innenraum (10) hin begrenzenden, in den Innenraum (10) ragenden Strömungsteiler (13), der auf seiner dem Spalt (5,7) abgewandten Seite gegenüber der betreffen den Gehäusewand hervorsteht.
3. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler mit einer Spitze ausgebildet ist und mit einer schräg verlaufenden Seite (14) in die Gehäusewand einmündet.
4. Explosionsgeschützes Gehäuse (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Spalt (5,7) gegen überliegend vom Strömungsteiler (13) begrenzende Bauele ment gegenüber der Spaltanordnung zurückspringend ausge bildet ist.
5. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv be dingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5,7) mit im wesentlichen zueinander parallelen Spalt oberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gehäusewand mit Flammensperren (19) versehene Entlastungsöffnungen (18) vorgesehen sind.
6. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv be dingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5,7) mit im wesentlichen zueinander parallelen Spalt oberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein in Strömungsrichtung des Spaltes (5) verlaufender geschlos sener Kanal (20) vorgesehen ist, der über einen gegen die Strömungsrichtung des Spaltes (5) gerichteten Ver bindungskanals (22) in den Spalt (5) mündet.
7. Explosionsgeschütztes Gehäuse nach Anspruch 6, bei dem der Spalt ein ringförmiger Wellendurchtrittsspalt (5) ist, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang des ringförmigen Wellendurchtrittsspaltes wenigstens drei Kanäle (20) angeordnet sind.
8. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv be dingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5,7) mit im wesentlichen zueinander parallelen Spalt oberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spaltoberfläche (24,25) des Spaltes (5) zur Verwirbe lung der hindurchtretenden Gasströmung strukturiert ist.
9. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv be dingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5,7) mit im wesentlichen zueinander parallelen Spalt oberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (5,7) ausgangsseitig mit einem erweiterten Querschnitt abge schlossen ist.
10. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv be dingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5,7) mit im wesentlichen zueinander parallelen Spalt oberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1 bei dem der Spalt ein ringförmiger Wellendurch trittsspalt (5) ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotierende Spaltoberfläche des Wellendurchtrittsspalts (5) mit der Mantelfläche eines mit der Welle (4) zu ei nem Bauteil verbundenen ringförmigen Ansatzes (32,32') gebildet ist.
11. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv be dingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5,7) mit im wesentlichen zueinander parallelen Spalt oberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (5,7) teilweise durch einen porösen, einen Gasdurchtritt er laubenden Körper (31', 33) begrenzt ist.
12. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß die porösen Körper (31', 33) aus einem gut wärmeleitenden Material bestehen.
13. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv be dingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5,7) mit im wesentlichen zueinander parallelen Spalt oberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Spaltoberflächen katalytisch wirksam ausgebildet ist.
14. Explosionsgeschütztes Gehäuse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Spalt (5,7) eingesetzter poröser Körper (31', 33) eine katalytisch wirksam ausge bildete innere Oberfläche aufweist.
15. Explosionsgeschützes Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die konstruktive Maßnahme durch ein zusätzlich angebrachtes Bauelement verwirklicht ist.
Description:
Verfahren zur Führung von im Innern eines Gehäuses gebildeten Explosionsgasen durch zünddurchschlagsicher ausgebildete Spalte und explosionsgeschütztes Gehäuse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung von im In- nern eines explosionsgeschützten Gehäuses gebildeten Explo- sionsgasen durch konstruktiv bedingte, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse zünddurchschlagsicher ausge- bildete Spalte mit zueinander parallelen Spaltoberflächen.

Die Erfindung betrifft ferner ein explosionsgeschütztes Ge- häuse mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse zünddurchschlagsicher ausgebil- deten Spalten mit im wesentlichen zueinander parallelen Spaltoberflächen zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Verhinderung von Explosionen in explosionsgefährdeten Bereichen ist es bekannt, besondere Maßnahmen vorzusehen, die verhindern, daß der explosionsgefährdete Bereich von einer Explosion erfaßt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß bei- spielsweise bei elektrischen Geräten durch Steuerung der da- bei wirksamen Energien dafür gesorgt wird, daß eine Zündung der potentiell explosiblen Atmosphäre nicht erfolgt. In vie- len Fällen läßt sich aufgrund der Natur des Gerätes, bei- spielsweise bei der Verwendung einer Flamme oder bei energie- reicheren elektrischen Anlagen, nicht vermeiden, daß es zu einer Explosion kommen kann. In diesem Fall wird das Gerät durch sein Gehäuse druckfest gekapselt, also dafür gesorgt, daß durch das druckfeste Gehäuse die Explosion im Innern des Gehäuses bleibt und nicht in den explosionsgefährdeten Außen- bereich gelangt. Ein derartiges Gerätegehäuse muß in aller Regel geöffnet werden können oder es müssen Leitungen oder bei einem elektrischen Motor eine Welle nach außen geführt werden. In allen Fällen entstehen Spalte, die so ausgebildet

sein müssen, daß sie eine etwaige Explosionsflamme im Innern des Gehäuses löschen und abkühlen, bevor die entsprechenden Explosionsgase in den Außenraum gelangen und dort etwaige explosible Gase zünden.

Zur Gewährleistung einer ausreichenden Sicherheit für die Vermeidung des Austritts von Explosionen in den Außenraum eines druckfest gekapselten Gehäuses spielen die Parameter Spaltlänge und Spaltweite eine entscheidende Rolle. Die Spal- te müssen so eng und so lang bemessen sein, daß eine Flamme der Gasexplosion gelöscht wird und die nachfolgenden Rauchga- se der Explosion aus-reichend abgekühlt nach außen strömen, um eine Wiederzündung im Außenbereich zu verhindern. Die ge- nannten Vorschriften sehen auch detaillierte konstruktive Ausführungen der Flammenlöschspalte vor. Für die konstruktive Verlängerung der Spaltlänge können dabei Labyrinthspalte, z. B. am Austritt einer Welle, zur Anwendung kommen, die sich jedoch nur außerordentlich aufwendig realisieren lassen.

Die bekannte Variation von Spaltlänge und Spaltweite, also die Ausbildung möglichst enger und möglichst langer Spalte, stößt im Einzelfall auf erhebliche konstruktive Schwierigkei- ten, die zu einer erheblichen Verteuerung des Gerätes führen.

Sollte sich bei der experimentellen Prüfung eines Gerätes herausstellen, daß die vorgesehenen Spaltlängen und Spaltwei- ten keine ausreichende Sicherheit gegen austretende Explosio- nen gewährleisten, muß der getestete Prototyp umkonstruiert und noch aufwendiger gestaltet werden.

Der Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, Ver- besserungen der Konstruktionen der Gehäuse von explosionsge- schützten Geräten zu ermöglichen, die sich nicht in der Ver- änderung der Parameter Spaltlänge und Spaltweite erschöpfen.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeich- net, die Menge der in die Spalte eintretenden Gase durch

Strömungsteiler im Innern oder durch mit Flammensperren ver- sehenen Entlastungsöffnungen vermindert wird und/oder die Strömung der durch den Spalt hindurchtretenden Gase durch Ausbildung einer Gegenströmung oder einer verwir- belten Strömung im Spalt behindert wird, und/oder die aus dem Spalt in den Außenraum austretenden Gase durch eine gegenüber der Spaltfläche vergrößerte Außenfläche verteilt werden und/oder die durch den Spalt hindurchtretenden Gase ganz oder teilweise durch gasdurchlässige abkühlende Körper geleitet werden.

Die Erfindung beruht auf der durch intensive Untersuchungen gefundenen Erkenntnis, daß die die Explosionsfortpflanzung unterdrückende Wirkung eines Spaltes durch konstruktive Aus- bildungen des Spaltes und/oder des Gehäuses verbessert werden kann, so daß eine gleiche Sicherheit auch mit einer größeren Spaltweite oder geringeren Spaltlänge erzielbar ist, wodurch die Anforderungen an Toleranzen o. dgl. vermindert und daher der Produktionsaufwand erheblich herabgesetzt werden kann.

Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung, eine be- stehende, sich nicht als ausreichend herausgestellte Kon- struktion durch Zusatzmaßnahmen, insbesondere Zusatzteile, so zu verbessern, daß die erforderliche Sicherheit gewährleistet ist.

Die Maßnahmen zur Verminderung der Menge der in die Spalte eintretenden Gase kann erfindungsgemäß durch einen den Spalt zum Innenraum hin begrenzenden, in den Innenraum ragenden Strömungsteiler erfolgen, der auf seiner dem Spalt abgewand- ten Seite gegenüber der betreffenden Gehäusewand hervorsteht.

Der Strömungsteiler ist dabei vorzugsweise mit einer Spitze ausgebildet und mündet mit einer schräg verlaufenden Seite in die Gehäusewand ein. Dieser konstruktiven Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß im Falle einer Explosion eine Explosionsfront auf den Spalt zuläuft, die eine lokale Druck- erhöhung beinhaltet. Durch einen starren Strömungsteiler wird

dafür gesorgt, daß ein Teil der auf den Spalt zulaufenden Explosionsfront vom im Querschnitt unverändert bleibenden Spalt weggeleitet wird und sich so im Innern des Gehäuses verläuft. Dieser Effekt kann noch dadurch unterstützt werden, daß das den Spalt gegenüberliegend von dem Strömungsteiler begrenzende Bauelement gegenüber der Spaltanordnung zurück- springend angeordnet ist. Im Extremfall ist der Spalt auch auf der anderen Seite mit einem Strömungsteiler begrenzt. Die durch die genannten Anordnungen reduzierte Gasmenge läßt sich naturgemäß mit einem Spalt löschen und abkühlen, der geringe- ren Anforderungen entspricht als ein Spalt, der die gesamte Gasmenge der auf ihn treffenden Explosionsfront transportie- ren muß. Besonders schädlich ist bei vorbekannten Spaltanord- nungen eine häufig vorgesehene Entgratungsfase, die die von der Explosionsfront in den Spalt gedrückte Gasmenge noch er- höht.

Die Reduzierung der durch den Spalt zu löschenden und abzu- kühlenden Gasmenge kann auch dadurch erfolgen, daß in der Gehäusewand Entlastungsöffnungen vorgesehen sind, durch die Gas aus dem Innern des Gehäuses in den Außenraum austreten kann. Derartige Entlastungsöffnungen können mit fest einge- setzten Flammensperren, meist aus porösem, gut wärmeleitenden Material, unproblematisch so ausgebildet werden, daß sie Flammen und Explosionsgase sicher löschen bzw. abkühlen. Die wesentlich problematischere konstruktive Ausbildung von flam- menlöschenden Spalten, die als Flächenspalte oder Ringspalte für Wellendurchführungen o. a. ausgebildet sind, können dem- entsprechend wesentlich vereinfacht werden.

Ein wirksames Mittel zur Behinderung der Strömung der durch den Spalt hindurchtretenden Gase kann dadurch erfolgen, daß wenigstens ein in Strömungsrichtung des Spaltes verlaufender geschlossener Kanal vorgesehen ist, der über einen gegen die Strömungsrichtung des Spaltes gerichteten Verbindungskanal in den Spalt mündet. Durch diese Anordnung wird im Spalt eine Gegenströmung verursacht, die naturgemäß den Transport durch

den Spalt nach außen verlangsamt und so einen intensiveren Kontakt zwischen Explosionsgasen und der abkühlenden Gehäuse- wand bewirkt. Ist der Spalt ein ringförmiger Wellendurch- trittsspalt, sollten über den Umfang des ringförmigen Wellen- durchtrittsspalts wenigstens drei Kanäle in dieser Weise an- geordnet sein. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Kanäle als einen äußeren geschlossenen Ringspalt auszubilden, der über Verbindungsbohrungen mit dem Wellendurchtrittsspalt verbunden ist.

Eine weitere konstruktive Maßnahme zur Behinderung der Strö- mung der durch den Spalt hindurchtretenden Gase kann in der Strukturierung wenigstens einer Spaltoberfläche des Spaltes bestehen, um dadurch die Gasströmung zu verwirbeln und einen intensiveren Kontakt zwischen dem Gas und der kühlenden Spaltoberfläche zu erzielen.

Die Verteilung der aus dem Spalt in den Außenraum austreten- den Gase auf eine gegenüber der Spaltfläche vergrößerte Aus- senfläche gelingt beispielsweise dadurch, daß der Spalt aus- gangsseitig mit einem erweiterten Querschnitt, vorzugsweise konisch erweiterten Querschnitt, abgeschlossen ist. Die ge- genüber der Außenatmosphäre heißeren Gase, die den Spalt ver- lassen, werden dadurch auf eine größere Gasvolumen verteilt als bei der herkömmlichen, bis zum Ausgangsende parallelen Spaltausbildung. In der größeren Gasvolumen reduziert sich durch Mischung mit der Außenatmoshpäre naturgemäß die mitt- lere Temperatur, so daß die Gefahr einer Wiederzündung im Außenraum reduziert wird.

Auf einem ähnlichen Effekt beruht die Maßnahme, bei einem Wellendurchtrittsspalt eine rotierende Spaltoberfläche des Wellen-durchtrittsspalts mit der Mantelfläche eines mit der Welle zu einem Bauteil verbundenen ringförmigen Ansatzes zu bilden. Hierdurch wird erreicht, daß der Ringspalt einen größeren Durchmesser als die Welle aufweist, so daß die durch den Spalt tretenden Gase auch auf ein größeres Volumen in der

Außenatmosphäre verteilt werden.

Die Herabsetzung der Zündfähigkeit der durch den Spalt hin- durchtretenden Gase gelingt beispielsweise dadurch, daß der Spalt teilweise durch einen porösen, einen Gasdurchtritt er- laubenden Körper, vorzugsweise aus gut wärmeleitenden Materi- al begrenzt ist. Dadurch kann erreicht werden, daß ein Teil der durch den Spalt hindurchtretenden Gase den porösen Körper durchläuft und dabei abgekühlt wird. Es ist aber auch mög- lich, den porösen Körper so anzuordnen, daß das gesamte Gas, das durch den Spalt hindurchtritt, auch den porösen Körper durchläuft und so eine zusätzliche Abkühlung erfährt.

Eine Herabsetzung der Zündfähigkeit der durch den Spalt hin- durchtretenden Gase kann auch durch eine katalytisch wirksame Ausbildung wenigstens einer der Spaltoberflächen erzielt wer- den. Dabei kann die katalytische Ausbildung nicht nur durch eine katalytische Beschichtung der Spaltoberfläche sondern auch durch die Ausbildung des porösen Körpers aus katalyti- schem Material realisiert werden. Durch die katalytische Be- schichtung können reaktive Gruppen der Explosionsgase rekom- binieren, also"Nachverbrennen", so daß aus dem Spalt über- wiegend inerte Reaktionsprodukte austreten, also die Gefahr einer die Zündung im Außenraum hervorrufenden exothermen Re- aktion herabgesetzt wird. Da bei dieser Ausbildung des Spal- tes exotherme Reaktionen innerhalb des Spaltes ablaufen, muß darauf geachtet werden, daß die aus dem Spalt austretenden Gase ausreichend abgekühlt werden, beispielsweise durch Nach- schaltung eines porösen Körpers zur Durchführung dieser Ab- kühlung.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen beruhen somit alle auf der Beeinflussung der Strömung der Gase oder der Gase selbst beim Eintritt in den Spalt, während der Strömung innerhalb des Spaltes und/oder beim Austritt aus dem Spalt. Die genannten Maßnahmen können einzeln realisiert werden. Bevorzugt wird es aber sein, mehrere dieser Maßnahmen miteinander zu kombinie-

ren, um die erzielbare Sicherheit zu vergrößern.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es zeigen : Figur 1-einen Schnitt durch einen Elektromo- tor in einem druckfest gekapselten Gehäuse Figuren 2 bis 7-Detail-Schnittdarstellungen für Spaltausbildungen mit einem in den Innenraum ragenden Strömungsteiler Figur 8-eine Schnittdarstellung eines Spal- tes mit Entlastungsöffnungen Figur 9-eine Schnittdarstellung für einen ringförmigen Wellenabdichtspalt mit einem Kanal zur Ausbildung einer Gegenströmung Figur 10-eine Schnittdarstellung mit einer schematisch dargestellten Struktu- rierung der Spaltoberflächen zur Verwirbelung der Strömung innerhalb der Spalte Figuren 11 bis 13-Ausführungsformen für an der Aus- trittsseite erweiterte Spalte Figuren 14 und 15-gegenüber dem Wellendurchmesser nach außen verlegte Wellenabdichtspalte

Figuren 16 bis 19-durch poröse, gasdurchlässige Körper gebildete Bypass-Wege für einen Spalt Figuren 20 bis 22-Anordnungen von porösen, gasdurch- lässigen Körpern als von der gesam- ten Gasmenge durchströmte Eingänge und Ausgänge von Spalten Figur 23-eine Ausbildung eines porösen gas- durchlässigen Körpers mit einer Ku- gelschüttung Figur 24-eine Ausbildung eines Wellendicht- spalts unter Realisierung einer Kom- bination mehrerer Maßnahmen.

Figur 1 zeigt ein druckfest gekapseltes Gehäuse 1, das einen aus Rotor 2 und Stator 3 bestehenden Elektromotor beinhaltet.

Der Rotor 2 ist mit Wellen 4 beidseitig aus dem druckfest gekapselten Gehäuse 1 herausgeführt. Zur Herausführung der Welle 4 bildet das Gehäuse einen Spalt 5 in Form eines Wel- lenabdichtspaltes zwischen der Welle 4 und einem Lagerschild 6, das über einen Flächenspalt 7 an dem Gehäuse 1 anliegt und mit diesem beispielsweise verschraubt ist. Das Lagerschild 6 trägt ein Kugellager 8 zur Führung der Welle 4.

Das Gehäuse ist mit einem aufgesetzten Anschlußkasten 9 ver- sehen an dem ebenfalls Flachspalte 7 ausgebildet sind. Rotor 2 und Stator 3 befinden sich im Innenraum 10 des Gehäuses 1, der über einen Kabelkanal 11 mit einem Innenraum des An- schlußkastens 9 verbunden ist. Die nachfolgenden Zeichnungs- figuren befassen sich mit der Ausbildung der Spalte 5,7. Die zwischen feststehenden Gehäuseteilen ausgebildeten Spalte 7 können als flache und/oder konzentrische Spalte ausgebildet sein.

Figur 2 zeigt einen rechtwinklig abgewinkelten Spalt 7 zwi- schen zwei feststehenden Teilen des Gehäuses 1. Zum Innenraum 10 hin ist der Spalt auf einer Seite mit einem in den Innen- raum 10 ragenden Strömungsteiler 13 ausgestattet, der als Spitze ausgebildet ist und mit einer schräg verlaufenden Sei- te 14 in die zugehörige Gehäusewand einmundet. Figur 2 zeigt schematisch, daß eine gegen den Spalt 7 laufende Explosions- front 15 durch den starren Strömungsteiler 13 aufgeteilt wird, so daß ein Teil der Gase der Explosionsfront 15 auf der schräg verlaufenden Seite 14 abgeleitet werden und sich so im Innenraum 10 verlaufen, also nicht in den Spalt 7 gelangen.

Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Figur 3, bei der die dem Strömungsteiler 13 gegenüberliegenden Wand des Spaltes 7 den Verlauf der schrägen Seite 14 fortsetzt und so eine Ausneh- mung 16 bildet, durch die die zugehörige Seitenwand somit gegenüber dem Spalt 7 zurückspringt, wodurch die Aufteilung der Gase der Explosionsfront 15 noch unterstützt wird.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, das wirkungsmäßig mit dem in Figur 3 dargestellten Ausführungs- beispiel übereinstimmt, ist der Spalt 7 mit Abstand zu der dem Strömungsteiler 13 gegenüberliegenden Innenwand angeord- net, so daß die Innenwand aus diesem Grund gegenüber dem Spalt 7 zurückspringend ausgebildet ist.

Figur 5 zeigt eine durch ein Gehäuse 1 hindurchgeführte Welle 4 mit einem ringförmigen Wellendichtspalt 5. Auch der Spalt 5 ist mit einem starren Strömungsteiler 13 zur Innenseite 10 des Gehäuses 1 hin abgeschlossen, so daß die anlaufenden Ex- plosionsfronten 15 die oben erläuterte Aufteilung erfahren.

Der Strömungsteiler 13 ist dabei ringförmig ausgebildet mit einer die Spaltoberfläche des Gehäuses 1 fortsetzenden Innen- wand und einer schräg nach außen zur Gehäusewand 1 verlaufen- den Außenseite 14.

Die Figur 6 zeigt die Realisierung einer Ausnehmung 16, die in diesem Fall an der Welle 4 erfolgt ist und mit der die schräge Seite 14 im Bereich der Welle 4 etwas fortgesetzt ist, um die Aufteilung der Explosionsfront 15 zu begünstigen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 erfolgt der gleiche Effekt analog zu der Ausführungsform gemäß Figur 4, in dem der Spalt 5 durch einen entsprechenden Ansatz 17 der Welle 4 um ein Stück radial nach außen verlegt worden ist.

Figur 8 zeigt analog zur Figur 1 einen Spalt 7. In die Wand des Gehäuses 1 sind dabei zwei Entlastungsöffnungen 18 einge- bracht, durch die der Innenraum 10 mit der äußeren Atmosphäre verbunden ist. In die Entlastungsöffnungen 18 sind Flammen- sperren 19 fest eingesetzt, die beispielsweise durch poröse, gasdurchlässige und gut wärmeleitende Körper gebildet sind.

Der Einsatz der Flammensperren 19 in die Entlastungsöffnungen 18 ist nicht problematisch, da in der Entlastungsöffnung 18 keine relativ zueinander bewegten Teile vorhanden sind. Dem- gegenüber ist die Ausbildung der Spalte 5,7 mit gegeneinan- der bewegbaren Teilen deutlich problematischer. Durch die Entlastungsöffnungen 18 wird ein Teil der mit der Explosions- front 15 anlaufenden Explosionsgase sicher in das Äußere des Gehäuses 1 geleitet, so daß der Druck auf den Spalt 7 deut- lich reduziert wird.

Figur 9 verdeutlicht eine Welle 4 mit dem zugehörigen Rings- palt 5. Radial außen von dem Ringspalt 5 ist eine Bohrung 20 angeordnet, die zur Außenseite mit einem Verschluß 21 sicher verschlossen ist. Die einen Kanal bildende Bohrung 20 ist durch einen im spitzen Winkel zurückgerichteten Verbindungs- kanal 22 mit dem Ringspalt 5 verbunden.

Die über die Explosionsfront 15 auf die dargestellte Anord- nung unter Druck auftreffenden Gase werden durch den Ring- spalt 5 einerseits und andererseits in die Bohrung 20 ge- drückt. Da die Bohrung 20 durch den Verschluß 21 verschlossen

ist, strömen die Gase über den rückwärts gerichteten Verbin- dungskanal 22 in den Ringspalt 5, also mit einer überwiegend rückwärts gerichteten Bewegungsrichtung. In dem Ringspalt 5 wird daher im Bereich der Einmündung des Verbindungskanals 22 eine Gegenströmung erzeugt, die das Ausströmen der Gase der Explosionsfront 15 durch den Ringspalt 5 behindert und ver- ringert. Aufgrund der geringeren Strömung kann bereits ein Zünddurchschlag verhindert werden.

Bei dem in Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist sowohl an das Lagerschild 6 des Gehäuses 1 ein Ansatz 23 als auch an die Welle 4 ein Ansatz 24 angebracht. Der Ringspalt 5 zwischen Welle 4 und Lagerschild 6 wird durch den Abstand zwischen den beiden Ansätzen 23 und 24 fortgesetzt. Der An- satz 23 ist am Lagerschild 6 ortsfest, während der Ansatz 24 mit der Welle 4 rotiert. Die beiden zueinander zeigenden Oberflächen 25,26 der Ansätze 23,24 sind mit sägezahnförmi- gen Rillen 27 versehen, die dazu dienen, die Strömung in dem Ringspalt 5 zu verwirbeln und daher den Kontakt zwischen Ex- plosionsgasen und den Gehäuseteilen 23,24 zu verbessern, wodurch eine verbesserte Abkühlung der Gase erzielt wird.

Figur 11 zeigt einen Ringspalt 5 zwischen einer Welle 4 und einem Lagerschild 6, der in üblicher Weise ausgebildet ist.

Auf das Lagerschild 6 ist jedoch ein ringförmiges Ansatzteil 28, z. B. durch Aufschrauben, aufgesetzt, das eine den Ring- spalt 5 konisch erweiternde Innenfläche 29 aufweist. Die durch den Spalt 5 hindurchtretenden Gase gelangen daher nicht in konzentrierter und gerichteter Form in den Außenraum, son- dern verteilen sich fächerartig unter sofortiger Verdünnung und Abkühlung, wie dies die schematisch eingezeichneten Pfei- le verdeutlichen.

Eine ähnliche Ausbildung eines Ausganges eines Spaltes 7 zeigt Figur 12, wo beide Gehäuseteile des Spaltes 7 mit einer schrägen Seitenwand zur Ausbildung einer konischen Erweite- rung des Spaltes 7 versehen sind.

Figur 13 verdeutlicht schematisch eine Gasaustrittswolke 30 für die Ausbildungsform gemäß Figur 12 und im Unterschied dazu gestrichelt eingezeichnet eine Gasaustrittswolke 30'für eine herkömmliche Spaltausbildung. Es ist erkennbar, daß die bei der erfindungsgemäßen Ausbildung auftretende Gasaus- trittswolke 30 eine erhebliche Verdünnung und damit Abkühlung der Explosionsgase bewirkt.

Figur 14 zeigt wiederum einen Ringspalt 5 zwischen einer Wel- le 4 und einem Lagerschild 6. Ähnlich wie bei der Ausfüh- rungsform gemäß Figur 10 ist auch hier ein Ansatzteil 31 am Lagerschild 6 und ein Ansatzteil 32 an der Welle 4, bei- spielsweise durch Schweißen, befestigt. Zwischen den Ansatz- teilen 31,32 und dem Lagerschild 6 wird der Ringspalt 5 fortgesetzt, endet somit jedoch auf einem deutlich größeren Radius als durch die Welle 4 vorgegeben. Aufgrund des Aus- tritts auf einem größeren Radius liegt für das den Ringspalt 5 durchlaufende Gas eine wesentlich größere Austrittsfläche vor als bei einem geradlinig verlaufenden Ringspalt 5. Die größere Austrittsfläche wiederum bewirkt unmittelbar eine größere Verdünnung der austretenden Gase.

Bei der in Figur 15 dargestellten Ausführungsform wird der gleiche Effekt der Radiusvergrößerung für den Ringspalt 5 bewirkt. Allerdings in diesem Fall dadurch, daß auf die Welle 4 das An-satzteil 32'aufgesetzt oder einstückig mit der Wel- le 4 verbunden ist und das Lagerschild 6 radial fluchtend mit dem Ansatzstück 32 positioniert ist, so daß der Ringspalt 5 zwischen dem Lagerschild 6 und dem Ansatzteil 32'entsteht.

Auch dieser Ringspalt weist somit einen wesentlich größeren Radius auf als er durch die Welle 4 vorgegeben ist.

Bei den in den Figuren 16 und 17 dargestellten Ausführungs- beispielen ist wiederum ein Ringspalt zwischen einer Welle 4 und dem Lagerschild 6 ausgebildet, der sich zwischen Ansatz- teilen 31,32 fortsetzt, wobei in dem dargestellten Ausfüh-

rungsbeispiel die Ansatzzeile 31,32 so ausgebildet sind, daß sie eine Art Labyrinthspalt zwischen sich einschließen. Ein Teil 31'des feststehenden Ansatzes 31 ist dabei als poröser, gasdurchlässiger Körper ausgebildet, der über eine erhebliche Länge den gebildeten Labyrinthspalt begrenzt. Der poröse Kör- per bildet somit eine Art Bypass für das sonst im Spalt transportierte Gas. Da der poröse Körper 31'vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Sintermetallen gebildet ist, kühlt sich das ihn durchlaufende Gas schnell ab und tritt in den Austrittsteil des Spaltes 5 in stark abge- kühlter Form ein.

In gleicher Weise wirken die porösen Körper 33 für die Spalte 7 gemäß den Ausführungsformen in Figur 18 und und Figur 19.

Figur 19 zeigt eine Variante, bei der auch der Spalt 7 als ein Labyrinthspalt ausgebildet ist und in diesem Bereich von dem porösen Körper 33 begrenzt wird.

In Figur 20 ist ein poröser Körper 33 im Innenraum 10 am Spalteingang angeordnet und wird mit einem Federelement 34 gegen eine als Deckel wirkende Gehäusewand gedrückt.

In der Ausführungsform gemäß Figur 21 befindet sich der porö- se Körper 33 am ausgangsseitigen Ende des Spaltes 7. In bei- den Fällen durchströmen die gesamten, vom Spalt 7 transpor- tierten Gase den porösen Körper 33, wodurch sie die gewünsch- te erhebliche Abkühlung erfahren.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 22 zeigt eine Anordnung, die wirkungsmäßig der Anordnung in Figur 21 entspricht, je- doch für das Ausführungsbeispiel einer Kabeldurchführung 35 vorgesehen ist. Der dabei gebildete Ringspalt 5 wird durch einen ringförmigen porösen Körper 33 zur Außenseite hin abge- schlossen, wodurch der Abkühlungseffekt erzielt wird.

Figur 23 verdeutlicht, daß ein poröser Körper 31', 33 auch durch eine Kugelschüttung 36 gebildet sein kann, die sich in

einem Gehäuse befindet, das die beiden Oberflächen 37 eines Spaltes bildet und an den axialen Enden verschweißt sein kann. Die Wände 37 können dabei ein gasdurchlässiges Sieb oder Lochblech sein. Die Ausbildung einer Kugelschüttung 36 ermöglicht die Verwendung von katalytisch wirksamen Pellets, die die Nachverbrennung der Explosionsgase ermöglichen und so bewirken, daß praktisch nur noch inerte Gase nach außen ge- langen. Ggfs. muß noch eine Abkühlstrecke aus nicht kataly- tisch wirksamen Kugeln oder einem entsprechenden porösen Kör- per 33 vorgesehen werden, um eine Wiederzündung durch die aufgeheizten Gase im Außenraum zu verhindern.

Figur 24 zeigt schließlich eine Kombination verschiedener Maßnahmen an einem Ringspalt 5 zwischen einer Welle 4 und einem Lagerschild 6. Auf der Innenseite ist auf die Welle 4 ein Ansatz 32 mit der Ausbildung eines Strömungsteilers 13 angebracht. Ein ähnlicher Ansatz mit ebenfalls einem Strö- mungsteiler 13 befindet sich auf der Innenseite des Lager- schilds 6. Der Ringspalt 5 ist dabei als Labyrinthspalt aus- gebildet und teilweise durch einen porösen Körper 31', der am Lagerschild 6 angebracht ist, begrenzt. Eine spiegelsymmetri- sche Ausbildung mit Ansätzen 31'und 32 findet sich auf der Ausgangsseite des Ringspaltes 5, auf der der Ringspalt 5 mit einem gegenüber dem Durchmesser der Welle 4 stark vergrößer- tem Durchmesser austritt.

Mit einer derartigen Kombination von Maßnahmen wird eine höchstmögliche Sicherheit erreicht. Diese erlaubt die Herab- setzung der sonst sehr engen Toleranzen für die Weite des Spaltes 5, wodurch erhebliche Einsparungen in der Fertigung erzielbar sind.

In allen beschriebenen Ausführungsformen kann vorgesehen wer- den, die jeweiligen Spaltoberflächen katalytisch zu beschich- ten, um die Nachverbrennungs-und Rekombinationseffekte zu erzielen.