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Verfahren zur Kompensierung von Änderungen des Fremdlufteinflusses auf die Schleierströmung in einer Luftschleieranlage Luftschleieranlagen dienen dazu, Räume verschiedenen Klimas voneinander abzuschliessen, z. B. das Innere eines Gebäudes gegenüber der Aussenluft. Nun kann aber zwischen der Aussenluft und dem Innern eines Gebäudes ein erheblicher Druckunterschied vorhanden sein, hervorgerufen beispielsweise durch Auftrieb warmer Luft im Gebäudeinnern, Winddruck von aussen oder erzwungene Be- und Entlüftungsströmung. Eine solche, durch mehrere unabhängig voneinander variable Faktoren bedingte Druckdifferenz unterliegt daher starken zeitlichen Änderungen.
Nun wird aber bei bekannten Luftschleiertüren der Luftschleier beispielsweise durch ein Schaufelgitter ausgeblasen, das ihn im allgemeinen schräg nach aussen richtet, um einem angenommenen mittleren Druck der Aussenluft gegenüber dem Gebäudeinnern entgegenzuwirken. Die von der Leistung der Ventilatoren abhängige Ausströmgeschwindigkeit sowie die Aus- strömrichtung des Schleiers entsprechen in diesem Falle einem willkürlich zugrunde gelegten mittleren Druckunterschied zu beiden Seiten des Luftschleiers.
Ist dieser jedoch zeitweilig geringer, so wird die Anlage relativ mit zu hoher Leistung betrieben und der Schleier hat zudem eine Ausströmrichtung, welche zu schräg nach aussen geneigt ist, so dass ein Teil der Schleierluft nicht mehr auf das Bodengitter auftrifft und nach aussen verloren geht. Die ganze Anlage arbeitet dann unwirtschaftlich, und es kann ausserdem ein beträchtlicher Wärmeverlust eintreten. Wird der Druck der Aussenluft hingegen zeitweilig grösser als berechnet, so kann die Sperrwirkung des Luftschleiers zum Teil aufgehoben werden, und es kommt zum Durchbruch der Fremdluft von aussen nach innen.
Diese Nachteile werden mit Hilfe der Erfindung beseitigt. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Kom- pensierung von Änderungen des Einflusses der zu sperrenden Fremdluft auf die Schleierströmung in einer Luftschleieranlage und besteht darin, dass die Ausströmrichtung der den Schleier bildenden Luftströmung selbsttätig nach Massgabe der Änderung des Einflusses der Fremdluft auf die Schleierströmung eingestellt wird.
Aus wirtschaftlichen Gründen erweist es sich dabei als vorteilhaft, wenn zusätzlich auch die Geschwindigkeit der den Schleier bildenden Luftströmung selbsttätig nach Massgabe der erwähnten Änderung eingestellt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besitzt eine Einrichtung zur Einstellung der Ausströmrichtung der den Schleier bildenden Luftströmung und eine diese Einrichtung steuernde, selbsttätige Regeleinrichtung mit mindestens einem auf die Änderung des Einflusses der Fremdluft auf die Schleierströmung ansprechenden Messorgan, einem mit Verzögerung arbeitenden Impulsgeber sowie einem die Einstelleinrichtung betäti- genden Stellmotor.
Weiterhin kann die Vorrichtung eine zusätzliche Einrichtung zur Einstellung der Geschwindigkeit der den Schleier bildenden Luftströmung besitzen, wobei dann zweckmässig die Geschwindigkeitsänderung durch stufenweise Drehzahländerung des Schleierventilators erfolgt. Eine solche Drehzahländerung wird mit Vorteil von einem Kontaktgeber am Stellmotor ausgelöst, welcher Kontaktgeber erst bei Erreichen einer der Endlagen des Stellmotors anspricht.
Ein Beispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt: Der Motor 1 mit stufenweise verstellbarer Drehzahl (z. B. 1440/960/720) treibt den Ventilator 2, der die Luft durch den Kanal 3 in die Druckkammer 4
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fördert. Die aus dem verstellbaren Schaufelgitter 5 austretende Luft bildet den Schleier 6, der durch das Gitter 7 und den Kanal 8 wieder in den Ventilator 2 gelangt.
Am äussern und innern Rande des Schleiers angeordnete Staudruckmessgeräte 9 und 10 (z. B. Prandtl- Rohre) übertragen ihren Messwert (= Differenz von dynamischem und statischem Druck) auf die beiden Seiten der Druckwaage 11, die über das Schaltrelais 12 den Stellmotor 13 betätigt, welcher mittels der Stange 14 das Schaufelgitter 5 so weit verstellt, bis sich an den Messstellen 9 und 10 jeweils der gleiche Messwert einstellt.
Mit dem Stellmotor 13 ist ein Kontaktgeber 17 verbunden, der bei Erreichen einer der Endlagen des Stellmotors einen Schaltimpuls auslöst, welcher durch den Verzögerungsschalter 15 das Schütz 16 betätigt, das den Motor 1 auf die nächsthöhere oder nächstniedrigere Drehzahl schaltet, worauf das durch die Staurohre 9 und 10 gesteuerte Ausblasgitter 5 die entsprechende neue Lage einnimmt. _ Man kann das Gitter 5 ausser durch den Staudruck am Schleierrand auch mit Hilfe der statischen Druckdifferenz vor und hinter dem Schleier steuern, wobei die Drücke beispielsweise durch die Messstellen 9' und 10' abgenommen werden.
Die Steuerung durch Staudruck oder statischen Druck stellt nur ein zweckmässiges Ausführungsbeispiel dar. Es sind auch Steuerungen mit vom Schleier beaufschlagten, drehbaren Blechfahnen, mit Windrädern oder Thermostaten denkbar.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist folgende: Ein aus dem verstellbaren Ausströmgitter 5 austretender Luftschleier 6 besitzt eine bestimmte Geschwindigkeit (beispielsweise 4 m/sec) und eine durch Pfeile angedeutete bestimmte Ausströmrichtung. Eine von aussen - in der Zeichnung von links her - zunächst mit gleichmässigem Druck p1 gegen den Luftschleier gerichtete Fremdluftströmung hat das Bestreben, die vom Luftschleier abgesperrte Öffnung zu durchdringen.
Solange sich der durch Geschwindigkeit und Richtung des Schleiers erzeugte Gegendruck p2 mit p1 die Waage hält, herrscht Gleichgewicht. Die Messstellen 9 und 10 und mit ihnen die Waage 11 befinden sich bei Gleichgewicht im Ruhestand.
Wenn sich jetzt aber der Druck pl verstärkt, so besteht die Gefahr, dass die Fremdluftströmung den Luftschleier durchbricht. Bevor es jedoch soweit kommen kann, weicht der Schleier zunächst gegenüber dem erhöhten Druck zurück und beaufschlagt hierbei den Staudruckmesser 10 stärker, während gleichzeitig der Druck bei 9 sinkt. Hierdurch schlägt die Waage 11 rechts herum aus und überträgt auf das Schaltrelais 12 einen Schaltimpuls, den dieses nach Ablauf einer Verzögerungszeit an den Stellmotor 13 weitergibt, der daraufhin das Ausströmgitter 5 und damit die Ausströmrichtung des Schleiers 6 ändert, derart, dass die Ausströmung stärker nach aussen gerichtet wird.
Die Verstellung wird so lange vorgenommen, bis die Messstellen 9 und 10 wieder gleichen Druck anzeigen und die Waage 11 in die Ruhelage zurückgegangen ist.
Die Verzögerungszeit ist wichtig, um der Entstehung ungedämpfter Regelschwingungen vorzubeugen und um nicht bei kurzzeitigen Druckstössen, z. B. Windböen, jedesmal einen Verstellimpuls zu erhalten.
Wird nun der Druck p1 so gross, dass die zugehörige Endstellung des Motors 13 erreicht wird, ohne dass die Waage 11 in die Ruhelage zurückgegangen ist, so schliesst der Kontaktgeber 17 einen Schaltkontakt, der über das Relais 15 ebenfalls nach Ablauf einer Verzögerungszeit das Schütz 16 betätigt, welches den Motor 1 auf die nächsthöhere Drehzahl schaltet. Der nunmehr mit erhöhter Geschwindigkeit austretende Luftschleier erzeugt einen grösseren Druck p2, der dem erhöhten Druck p1 das Gleichgewicht hält. Hierdurch erhalten die Messstellen 9 und 10 wieder gleichen Druck und der Regelvorgang kommt zur Ruhe. In ähnlicher Weise - nur im umgekehrten Sinne - reagiert die Regelung auf verringerten Aussendruck p1.
Die Übertragung des Regelimpulses auf das Gitter oder die Motordrehzahl-Verstelleinrichtung kann ausser auf elektrischem Wege auch durch hydraulisch oder mechanisch betätigte Übertragungsorgane erfolgen.
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Method for compensating for changes in the influence of external air on the curtain flow in an air curtain system Air curtain systems are used to close off rooms with different climates from one another, e.g. B. the inside of a building compared to the outside air. However, there can be a considerable pressure difference between the outside air and the inside of a building, caused for example by the buoyancy of warm air inside the building, wind pressure from outside or forced ventilation. Such a pressure difference caused by several independently variable factors is therefore subject to strong changes over time.
Now, however, in known air curtain doors, the air curtain is blown out, for example, through a vane grille which generally directs it obliquely outwards in order to counteract an assumed mean pressure of the outside air relative to the interior of the building. The outflow speed, which is dependent on the performance of the fans, and the outflow direction of the curtain correspond in this case to an arbitrarily assumed mean pressure difference on both sides of the air curtain.
However, if this is temporarily lower, the system is operated with relatively high power and the curtain also has an outflow direction that is inclined too diagonally outwards, so that part of the curtain air no longer hits the floor grille and is lost to the outside. The whole system then works uneconomically, and there can also be a considerable loss of heat. If, on the other hand, the pressure of the outside air is temporarily higher than calculated, the blocking effect of the air curtain can be partially canceled and the outside air penetrates from the outside to the inside.
These disadvantages are eliminated with the aid of the invention. It relates to a method to compensate for changes in the influence of the external air to be blocked on the curtain flow in an air curtain system and consists in the fact that the outflow direction of the air flow forming the curtain is automatically set according to the change in the influence of the external air on the curtain flow .
For economic reasons it proves to be advantageous if the speed of the air flow forming the veil is also automatically adjusted in accordance with the change mentioned.
The device according to the invention for carrying out the method according to the invention has a device for setting the outflow direction of the air flow forming the veil and an automatic control device controlling this device with at least one measuring element responsive to the change in the influence of the external air on the veil flow, a pulse generator operating with a delay and a servomotor that actuates the setting device.
Furthermore, the device can have an additional device for adjusting the speed of the air flow forming the veil, in which case the speed change is expediently effected by changing the speed of the veil fan in steps. Such a speed change is advantageously triggered by a contactor on the servomotor, which contactor only responds when one of the end positions of the servomotor is reached.
An example of the device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing: The motor 1 with a step-wise adjustable speed (e.g. 1440/960/720) drives the fan 2, which draws the air through the duct 3 into the pressure chamber 4
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promotes. The air emerging from the adjustable blade grille 5 forms the veil 6, which passes through the grille 7 and the duct 8 back into the fan 2.
Dynamic pressure gauges 9 and 10 (e.g. Prandtl tubes) arranged on the outer and inner edge of the veil transmit their measured value (= difference between dynamic and static pressure) to both sides of the pressure compensator 11, which actuates the servomotor 13 via the switching relay 12 , which by means of the rod 14 adjusts the blade grille 5 until the same measured value is set at the measuring points 9 and 10.
A contactor 17 is connected to the servomotor 13, which triggers a switching pulse when one of the end positions of the servomotor is reached, which actuates the contactor 16 through the delay switch 15, which switches the motor 1 to the next higher or next lower speed, whereupon this is triggered by the pitot tubes 9 and 10 controlled exhaust grille 5 assumes the corresponding new position. In addition to the dynamic pressure at the edge of the veil, the grille 5 can also be controlled with the aid of the static pressure difference in front of and behind the veil, the pressures being taken, for example, by the measuring points 9 'and 10'.
Control by dynamic pressure or static pressure is only an expedient embodiment. Controls with rotatable sheet metal flags acted upon by the veil, with windmills or thermostats are also conceivable.
The operation of the system described is as follows: An air curtain 6 emerging from the adjustable outlet grille 5 has a certain speed (for example 4 m / sec) and a certain outflow direction indicated by arrows. An external air flow directed from the outside - from the left in the drawing - initially with a uniform pressure p1 against the air curtain tends to penetrate the opening blocked by the air curtain.
As long as the counterpressure p2 and p1 generated by the speed and direction of the veil is balanced, there is equilibrium. The measuring points 9 and 10 and with them the balance 11 are in equilibrium in retirement.
If, however, the pressure p1 now increases, there is a risk that the external air flow will break through the air curtain. Before it can come that far, however, the veil first recedes against the increased pressure and acts more strongly on the dynamic pressure meter 10, while at the same time the pressure at 9 drops. As a result, the balance 11 deflects to the right and transmits a switching pulse to the switching relay 12, which the latter passes on to the servomotor 13 after a delay time has elapsed, which then changes the outflow grille 5 and thus the outflow direction of the veil 6, so that the outflow is stronger is directed outside.
The adjustment is made until the measuring points 9 and 10 show the same pressure again and the balance 11 has returned to the rest position.
The delay time is important in order to prevent the occurrence of undamped control oscillations and to avoid short-term pressure surges, e.g. B. gusts of wind to get an adjustment pulse every time.
If the pressure p1 is so high that the associated end position of the motor 13 is reached without the balance 11 having returned to the rest position, the contactor 17 closes a switching contact which, via the relay 15, also switches the contactor 16 after a delay time actuated, which switches the motor 1 to the next higher speed. The air curtain now emerging at increased speed generates a greater pressure p2, which keeps the increased pressure p1 in balance. This gives the measuring points 9 and 10 the same pressure again and the control process comes to a standstill. In a similar way - only in the opposite sense - the control reacts to reduced external pressure p1.
The transmission of the control pulse to the grid or the motor speed adjustment device can take place not only by electrical means but also by hydraulically or mechanically operated transmission elements.