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Einrichtung zur Abschirmung von Raumöffnungen durch einen Luftschleier Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Abschirmung von Raumöffnungen durch einen Luftschleier aus Frischluft unter Verwendung eines innenseits oder aussenseits der abzuschirmenden Öffnung befindlichen, über deren Breite oder Höhe reichenden, von der Wand abstehenden Verteilerstückes mit Austrittsdüse.
Bekannte derartige Luftschleieranlagen zeigen vielfach eine ungenügende Wirksamkeit. Man ist daher meist dazu übergegangen, Luftschleieranlagen mit geschlossenem Luftkreislauf zu bauen. Eine derartige. Ausführung erfordert aber nicht nur erhebliche Baukosten, sondern sie hat auch hohe Betriebskosten wegen des hohen Luftwiderstandes der Kanäle zur Folge. Vor allem aber können Anlagen mit geschlossenem Luftkreislauf nicht ohne grosse bauliche Ver- änderungen, die sich meist nachträglich gar nicht durchführen lassen, an vorhandenen Anlagen a@ge- bracht werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mit gutem Wirkungsgrad arbeitende, im Aufbau aber einfache und preisgünstige Einrichtung zum Abschirmen von Raumöffnungen, insbesondere bei Kühlanlagen, mittels eines Luftschleiers zu schaffen, die sich ohne Konstruktionsänderung an die verschiedenen Aufstellmöglichkeiten anzupassen und auch jederzeit nachträglich ohne unerwünschte bauliche Änderungen und entsprechende zusätzliche Kosten bei vorhandenen Anlagen anbringen lässt.
Es hat sich gezeigt, dass bei bekannten Anlagen die Wirksamkeit des Luftschleiers dadurch ungünstig beeinflusst wird, dass der Luftstrom, der auf die gegenüber dem Verteilerstück liegende Wandung oder den Boden in einem Auffangwinkel a (vergleiche Fig. 4 bis 7) auftritt, sich in zwei Teilströme aufteilt, deren grösserer zwar - bei aussenseits der Öffnung angeordnetem Verteilstück - nach aussen, d. h. von der abzuschirmenden Öffnung fort, abfliesst, deren kleinerer aber in unerwünschter Weise nach innen, also in den abzuschirmenden Raum hinein, strömt. Dieser Teilstrom wird nun um so grösser, je grösser der Auffangwinkel a ist, je ,stärker geneigt also das Verteilerstück zur gegenüberliegenden Wandung eingestellt ist.
Weiterhin hat es sich gezeigt, dass die nach innen zur abzuschirmenden Öffnung hin gerichtete Luftströmung um so geringer wird, je kleiner die Luftgeschwindigkeit ist, mit welcher der noch ungeteilte Luftstrom auf die gegenüberliegende Wandung auftrifft. Unterhalb einer gewissen Luftgeschwindigkeit tritt nun überhaupt keine zum abzuschirmenden Raum hin gerichtete Luftströmung mehr auf, sofern die Geschwindigkeit einer entgegengesetzten, aus dem abzuschirmenden Raum hinaus gerichteten Strömung- gleich gross oder grösser als die Geschwindigkeit des Luftschleiers ist.
Einer Änderung des Auffangwinkels a sowie einer Herabsetzung der Luftgeschwindigkeit und damit der Luftmenge für die Bildung des Luftschleiers sind jedoch Grenzen gesetzt; je kleiner der Auffangwinkel a gemacht wird, um so grösser wird die seitliche ungeschützte Dreieckfläche zwischen dem Luftschleier und der Fläche bzw. Wandung der abzuschirmenden Öffnung sein. Je geringer die Luftmenge gemacht wird, um so dünner und weniger widerstandsfähig wird der Luftschleier sein, da seine Tiefe mit wachsendem Abstand vom Verteilerstück immer mehr zunimmt.
Beides hat zur Folge, dass durch die ungeschützte Dreieckfläche in die abzuschirmende öff- nung in zunehmendem Masse Fremdluft eindringt, die nach oben strömt und dadurch die Wirkung des Luftschleiers verringert.
Es kommt demnach entscheidend auf die richtige Schrägstellung des Verteilerstückes bzw. der Aus-
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trittsdüse und die richtige Bemessung der Luftmenge an, wenn der Luftschleier überhaupt wirkungsvoll sein soll. Beide Bedingungen - einerseits die Schrägstellung der Austrittsdüse und anderseits die richtige Bemessung der Luftmenge - sind für verschieden hohe abzuschirmende Öffnungen verschieden.
Bei einer kleineren Höhe der Öffnung müssen kleinere Luftmengen gewählt werden als bei grösseren Höhen, wenn die Auffanggeschwindigkeit nicht zu gross werden soll, da der Luftströmung auf dem kürzeren Wege ein geringerer Widerstand entgegengesetzt wird und umgekehrt. Aber auch der Auffangwinkel a muss bei einer niedrigeren Öffnung kleiner gemacht werden als bei einer hohen Öffnung, da die Luftmenge mit Rücksicht auf die Widerstandsfähigkeit des Luftschleiers nicht beliebig herabgesetzt werden kann und sich aus diesem Grunde relativ höhere Auffanggeschwindigkeiten ergeben,
deren Einfluss auf die Rückström- menge der Luft durch eine grössere Schrägstellung der Austrittsdüse wieder auszugleichen ist.
Schliesslich bestimmen auch äussere Verhältnisse die Wahl der Luftmenge und der Schrägstellung der Austrittsdüse. So muss. bei grösseren Temperaturunterschieden zwischen dem abzuschirmenden und dem vor ihm liegenden Raum ein dichterer Luftschleier gewählt werden, weil das grössere Temperaturgefälle den Luftaustausch zwischen beiden Räumen begünstigt. In solchen Fällen müssen demnach grössere Luftmengen zur Bildung des Luftschleiers verwendet und eine grössere Schrägstellung der Austrittsdüse vorgesehen werden. Dasselbe muss geschehen, wenn beispielsweise mit einem stärkeren Aussenwind zu rechnen ist, der auf der abzuschirmenden Öffnung liegt und einen zu dünnen Luftschleier zerreissen würde.
Da nun mit Rücksicht auf eine wirtschaftliche Fertigung und einen rationellen Betrieb die Luftschleieranlagen unmöglich von vornherein allen jeweiligen besonderen örtlichen Verhältnissen angepasst werden können, müssen diese so ausgebildet sein, dass der Einstellwinkel ss (vergleiche Fig. 4 bis 7) der Austrittsdüse und damit der Auffangwinkel a, sowie die Luftmenge ohne Konstruktionsänderungen der Anlage auf eine einfache-Weise an Ort und Stelle ver- ändert werden können.
Ferner müssen Mittel angewendet werden, die auch die offenen Stellen an den Seiten des Luftschleiers, d. h. die vom Verteilerstück bis zur Auffangfläche hin entsprechend dem Einstellwinkel ss immer grösser werdenden Dreieckflächen, ausreichend abschirmen.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe in der Weise gelöst, dass die Austrittsdüse oder das Verteilerstück samt Düse gegenüber der Wand verschwenk- bar ist und zusätzliche-. seitliche Austrittsdüsenstücke zur Bildung von Seitenschleiern vorgesehen sind.
Die Ausführung kann\ so .getroffen werden, dass die Austrittsdüse des Verteilerstückes um ein Zylindergelenk oder das Verteilerstück mit der Austrittsdüse um ein Scharnier schwenkbar ist. Es kann auch zwischen Ventilator und Verteilerstück ein Zwischen- stück angeordnet werden, auf dessen mit in Umfangsrichtung verlaufenden Längsschlitzen versehenen Flansch ein Flansch des Verteilerstückes drehverstellbar ist.
Es können Absaugöffnungen für die Fremdluft vorgesehen werden, welche zweckmässig durchgehend oder in regelmässigen Abständen an rohrförmigen Absaugelementen vorgesehen oder von durch Leitbleche gebildeten Schlitzen gebildet sind.
Unterhalb der Auffangfläche des vom Verteilerstück erzeugten Luftschleiers können vorteilhaft Luftleitflächen zur Umleitung des Luftstrahles nach oben vorgesehen werden.
Es ist auch möglich, am Verteilerstück, wenn es in Richtung quer zum Luftschleier entsprechend breit ist, mehrere parallele Austrittsdüsen vorzusehen.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 schaubildlich die Vorderansicht einer Ausführungsform mit zentral angeordnetem Ventilator; Fig. 2 ist eine Vorderansicht einer etwas abweichenden Ausführungsform; Fig. 3 zeigt in der Ansicht ein Seitenverteilstück der Ausführungsform gemäss Fig. 2; Fig. 4 zeigt in schematischer Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine einfache Ausführungsform mit einem Verteilerstück mit einer einzigen Düse; Fig. 5 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig: 4, und zwar mit zwei Düsen;
Fig. 6 zeigt in schematischer Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine Anordnung mit einer Abdichtung; Fig.7 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Anordnung mit einem Leitblech; Fig. 8 zeigt in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine Ausführungsform mit einer Düse, in deren unterem Teil eine Leitung zum Absaugen von Fremdluft ragt; Fig. 9 zeigt in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine Ausführungsform mit einem eingebauten Leit- blech und mit einem Zylinderscharnier zum Schwenken der Düse;
Fig. 10 zeigt in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine andere Ausführungsform mit schwenkbarem Ver- teilstück; Fig. 11 zeigt in Seitenansicht eine Ausführungsform mit einer unter dem Flur liegenden Luftleit- fläche; Fig. 12 zeigt in schaubildlicher Darstellung eine weitere Ausführungsform mit seitlicher Luftzufuhr; _ Fig. 13 zeigt eine Vorderansicht einer wieder anderen Ausführungsform mit einem Zentrifugalventi- lator; Fig. 14 zeigt, zum Teil im Schnitt, eine Seitenansucht dieser Ausführungsform in Richtung A -B der Fig. 13;
Fig. 15 zeigt im Längsschnitt eine von der Anordnung gemäss den Fig. 13 und 14 abgewandelte Aus-
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führungsform mit zwei an den Seiten angeordneten Ventilatoren; Fig. 16 zeigt in Vorderansicht eine Anordnung mit einem durchgehenden Ventilator; Fig. 17 zeigt einen Querschnitt gemäss Linie C-D der Fig. 16.
In einzelnen Figuren sind die Seitenstücke zur Bildung von seitlichen Schleiern der Einfachheit halber nicht eingezeichnet.
Die erfindungsgemässe Anordnung zur Bildung eines Luftschleiers zum Zwecke der Abschirmung von Öffnungen aller Art ist in den beispielsweise dargestellten Ausführungsformen oberhalb der abzuschirmenden Öffnung 1, unter Verwendung eines oder mehrerer Ventilatoren 2 bzw. 26 bzw. 28, 29 sowie eines Verteilerstückes 3 bzw. 28, vorgesehen, das sich über die ganze Breite der Öffnung 1 erstreckt und dessen Austrittsdüse 4 für sich allein oder zusammen mit dem Verteilerstück verschwenkbar und derart eingestellt ist, dass der Luftschleier 5 unter einem spitzen Anprallwinkel a bzw. praktisch senkrecht auf die dem Verteilerstück 3 bzw. 28 gegenüberliegende Anprall- bzw.
Auffangfläche 6 auftrifft, so dass der Luftschleier 5 die Öffnung 1 in der jeweils erforderlichen Weise abschirmt.
Das Verteilerstück 3 bzw. 28 steht von der Wand 7 der Öffnung 1 ab und seine Austrittsdüse 4 verläuft parallel zu dieser Wand. Die zwischen dem Verteilerstück 3 bzw. 28 und der Wandung 7 entstehenden seitlichen freien Dreieckflächen werden durch Seitenstücke 8 zur Bildung von Seitenschleiern abgedeckt. Die Seitenstücke 8 können dabei senkrecht zur Längsrichtung des Verteilerstückes 3 bzw. 28 oder in einem geeigneten Winkel zu diesem, im wesentlichen aber bis an die Wandung 7 verlaufen. Die Seitenstücke 8 können mit dem Verteilerstück 3 bzw. 28 aus einem gemeinsamen Werkstück gefertigt oder aber auch mit letzterem abnehmbar verbunden sein. Es wird entweder nur eine einzige Düse 4 und ein einziges Seitenstück 8 auf jeder Seite verwendet oder aber auch je mehrere zueinander parallele Teile 4 bzw. B.
Auch im letzteren Falle braucht nur ein einziger Ventilator 2 benutzt zu werden.
Die Austrittsdüsen des Verteilungsstückes 3 bzw. 28 und der Seitenteile 8 weisen eine für die jeweilige erforderliche Wirkung zweckmässige Länge in Strömungsrichtung auf, ohne dass irgendwelche weitergehende Hilfsmassnahmen zur Abschirmung der öff- nung 1 angewendet zu werden brauchen (Fig.4). Wenn in den Bereich der abzuschirmenden Öffnung 1 dennoch Fremdluft 9 eindringen sollte, so wird dieselbe durch die im weiteren bezeichneten Massnahmen aus dem Bereich der Öffnung 1 abgeführt und zum freien Abströmen gebracht.
Das einfachste -Mittel hierzu ist die Anordnung einer Abdichtung 10 im toten Raum zwischen der die abzuschirmende Öffnung 1 umgebenden Wandung 7 und den Stücken 3, B. Die Abdichtung 10 kann, je nach den örtlichen Verhältnissen und Anforderungen, mehr oder weniger tief heruntergezogen werden (Fig. 5, 6). Eine weitere Hilfe für die Ableitung von Fremdluft 9 besteht darin, dass in der vorerwähnten Dreiecksfläche zwischen der Wandung 7 und den Stücken 3, 8 ein Leitblech 11 angeordnet wird (Fig. 7).
Eine wirksame Abhilfe gegen das Ansammeln von Fremdluft 9 im toten Raum zwischen der Wandung 7 und den Stücken 3, 8 sowie zur freien Ableitung derselben wird dadurch geschaffen, dass im Bereich des unteren Teiles 4 des Verteilerstückes 3, entweder in regelmässigen Abständen oder durchgehend, ein oder mehrere Absaugelemente 13 derart in das Verteilerstück 3 bzw. seine Düse 4 eingeführt werden, dass die Fremdluft 9 infolge der im Bereich der Düse vorhandenen Saugwirkung durch die obere Öffnung 12 des oder der Elemente 13 abgezogen wird (Fig. 8).
.. Eine andere Ausführungsform der Hilfsmassnah- men zur Ableitung der Fremdluft 9 besteht darin, dass in das Verteilerstück 3 bzw. seine Düse ein Leitblech 14 eingebaut wird, welches einen Kanal nach Art einer Venturidüse bildet, so dass die Fremdluft 9 über die schlitzförmige Öffnung 14' in den unteren Teil 4 des Verteilerstückes 3 mitgerissen wird und frei abströmt (Fig. 9).
Eine weitere Hilfe zur Freihaltung der abzuschirmenden Öffnung 1 gegen ein Eindringen von Fremdluft 9 besteht darin, dass die Richtung des Luftschleiers 5, je nach den örtlichen Verhältnissen und Bedingungen, entsprechend eingestellt wird. Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass die Düse 4 des Verteilerstückes 3 um, ein Zylinderscharnier 15 schwenkbar ist (Fig. 4 bis 9,. 14 und 17) und z. B. durch eine Kulisse 16 (Fig. 9) oder eine Schraube (Fig. 8) festgestellt wird.
Eine weitere Ausführungsform für die Verstellbarkeit der Richtung des Luftschleiers besteht darin, dass das Verteilstück 3 samt Düse als Ganzes um ein Scharnier 17 schwenkbar ist und durch eine Stellmutter 18 in der erforderlichen Lage festgestellt wird (Fig. 10 und 11).
' Gemäss einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung, die insbesondere für Anlagen bestimmt ist, bei welchen der Luftschleier 5 unter einem Auffangwinkel a von nahezu 90 , also fast senkrecht auf die Auffangfläche 6 auftrifft und demzufolge der Einstellwinkel ss fast 0 ist und bei der die Fläche 6 zum Teil mit einer geriffelten oder einer anderen mit Öffnungen versehenen Abdeckung 19 belegt sein kann, ist unter der Abdeckung 19 eine Leitrolle 20 und eine aufsteigende Leitfläche 21 angeordnet, mit Hilfe -welcher der Luftschleier 5, nach Auftreffen auf die Auffangfläche 6, nach aussen abgeleitet wird (Fig. 11).
Die Verteilerstücke 3 brauchen keineswegs nur von Ventilatoren 2 mit Frischluft beschickt zu werden, die in der Mitte des Verteilstückes 3 angeordnet sind und von dort in den Raum vor der abzuschirmenden Öffnung 1 hineinragen. Das Verteilstück 3 kann, wenn es die räumlichen Verhältnisse erfordern, auch derart ausgebildet sein, dass der Ventilator 2 in
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der Längsrichtung des Verteilerstückes 3 seitlich von demselben angeordnet ist und Frischluft, erforder- lichenfalls - wenn sich das Verteilerstück innerseits der Öffnung 1 befindet - aus einem benachbarten Raum hinter der Wandung 7,
ansaugt (Fig. 12).
Zur Verstellung des Einstellwinkels ,B ist beim Beispiel nach Fig. 12 ein Zwischenstück 22 vorgesehen. Dieses sowie der Stutzen 23 des Verteilstückes 3 sind mit Flanschen 24 versehen, in denen Schlitze 25 angebracht sind, in die Haltemittel eingreifen, derart, dass das Hauptverteüerstück 3 und mit ihm die Seitenverteüerstücke 8 um die Achse der Flanschen drehverstellt werden können.
An Stelle der Flügelventilatoren 2 können, mit gleicher und zum Teil sogar mit einer intensiveren Wirkung, auch Zentrifugalventilatoren 26 treten, die ebenfalls entweder in der Mitte der Anordnung (Fig. 13, 14) oder an beiden Enden derselben (Fig. 15) angeordnet sein können.
Oberhalb der Düse 4 dieser Anordnungen sind zweckmässigerweise Leitstücke 27 in einer einen Verteiler bildenden Längstrommel 28 angebracht (Fig. 13 bis 15). Eine Abwandlung dieser Ausführungsformen besteht darin, dass gemäss Fig. 16 und 17 in der Längstrommel 28 rotierende Schaufeln 29 angebracht sind, mittels welcher die Aussenluft durch einen Spalt 30 angesaugt wird. Die Schaufeln 29 sind durch einen Elektromotor 31 angetrieben, der an einer der beiden Stirnseiten der Längstrommel 28 angeordnet ist.
Durch die vorgeschriebenen Hilfsmittel lässt sich auf einfache Weise der günstigste Wirkungsgrad der Abschirmung der Öffnung 1 erreichen. Die erfindungsgemässen Einrichtungen sind nicht nur für fallende, sondern auch für steigende oder horizontale Luftstromschirme geeignet. Dabei ist es gleichgültig, ob es sich um die Abschirmung eines kalten oder warmen Luftstromes handelt.
Es kommt bei der Verwendung der Anordnungen gleichermassen nicht darauf an, ob die abzuschirmende Öffnung 1 dauernd offen ist oder mit einer von Zeit zu Zeit zu öffnenden Tür oder einem sonstigen Verschluss versehen ist. Des weiteren ist es gleichgültig, ob durch die abzuschirmende Öffnung 1 Personen hindurchgehen oder Lasten befördert werden. Die Einrichtung ist demnach auch für durch Öffnungen hindurchgehende Transportdurchführungen und Rollenbahnen zu verwenden, bei denen gegebenenfalls der Luftschleier von mehr als einer Seite in Tätigkeit gesetzt wird. Schliesslich kann die erfindungsgemässe Einrichtung sowohl für stationäre als auch für transportable Anlagen aller Art verwendet werden.
Es ist dabei gleichgültig, ob es sich um die Abschirmung gegen einen Luftstrom oder auch gegen das Eindringen von Insekten usw. handelt.