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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Führung
eines Luftstromes an Luftschleier-, Klima-, Lüftungsanlagen
oder dgl., aufweisend ein Gehäuse mit einem Gebläse
sowie mindestens eine Ansaugöffnung und mindestens einen
langgestreckten Ausströmschlitz für den Luftstrom,
wobei der Ausströmschlitz von zwei zur Änderung
der Ausströmrichtung des Luftstromes gemeinsam schwenkbaren Leitprofilen
begrenzt ist und beide Leitprofile jeweils eine Achse aufweisen
und jeweils um ihre jeweilige Achse schwenkbar ausgebildet sind.
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Insbesondere
bei Luftschleieranlagen wird Umgebungsluft über eine Öffnung
mittels eines Gebläses in ein Gehäuse angesaugt
und von dort über eine Ausströmöffnung
abgegeben, die den Luftstrom über Tore und Eingänge
verteilt, wobei die Ausströmrichtung veränderbar
sein muss, damit die Abschirmwirkung insbesondere dem auf das Tor
oder den Eingang wirkenden Winddruck angepasst werden kann.
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Zur
Veränderung der Ausströmrichtung des Luftstromes
sind aus parallel miteinander schwenkbaren Lamellen bestehende Gitter
bekannt. Ferner ist es bekannt, mehrere, getrennt schwenkbare Düsen über
die Ausströmöffnung verteilt anzuordnen.
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Zur
Veränderung der Ausströmrichtung eines Luftstromes
wurde ferner in Patent
DE 44
15 079 bei Luftschleieranlagen vorgeschlagen, den Ausströmschlitz
durch zwei kreissegmentartigen Querschnitt aufweisende Leitprofile
zu begrenzen, die an ihren Enden jeweils durch eine Stirnscheibe
mit Abstand miteinander verbunden sind. Durch entsprechende Verdrehung
der Stirnscheiben kann die Lage des zwischen den beiden Leitprofilen
gebildeten Ausströmschlitzes verändert und somit der
Anstellwinkel des Luftschleiers den Erfordernissen angepasst werden.
Eine Veränderung des Querschnittes des Ausströmschlitzes
ist nicht angesprochen.
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DE-A-195 18 258 beschreibt
eine Vorrichtung zur Führung eines Luftstromes an Luftschleier-, Klima-,
Lüftungsanlagen oder dgl., bestehend aus einem Gehäuse
mit einem Gebläse sowie mindestens einer Ansaugöffnung
und mindestens einem langgestreckten Ausströmschlitz für
den Luftstrom, wobei der Ausströmschlitz von zwei vorzugsweise
segmentartigen Querschnitt aufweisenden und zur Änderung der
Ausströmrichtung des Luftstromes um eine gemeinsame Achse
schwenkbaren Leitprofilen begrenzt ist, wobei zumindest ein Leitprofil
relativ zum anderen Leitprofil schwenkbar um die Achse ausgebildet
und dem schwenkbaren Leitprofil eine Schwenkeinrichtung zugeordnet
ist. Eine Veränderung des Querschnittes des Ausströmschlitzes
und damit des Volumenstromes ist somit möglich. Es könnte
insbesondere nötig sein, den Querschnitt zu verringern,
wenn die Abschirmwirkung wegen des auf das Tor oder den Eingang
wirkenden Winddrucks angepasst werden muss durch Verändern
der Ausströmrichtung zur Seite. Manuell muss dabei zuerst der
Auswurfwinkel bzw. Ausblaswinkel und sodann die Breite des Ausströmschlitzes
verändert werden, was einen zusätzlichen Aufwand
erforderlich macht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung
zur Führung eines Luftstromes an Luftschleier-, Klima-,
Lüftungsanlagen oder dergleichen zu schaffen, die insbesondere
ohne besonderen Aufwand eine größere Wurfweite
bei Verändern der Ausströmrichtung zur Seite hin
ermöglicht, ohne dass die Drehzahl des Gebläses
verändert werden muss.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird gemäss der Erfindung
eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand
der Unteransprüche
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Führung
eines Luftstromes an Luftschleier-, Klima-, Lüftungsanlagen
oder dgl. steht im verschwenkten Zustand der Leitprofile die Unterkante
des jeweils vom Ausströmschlitz wegweisenden Leitprofils
tiefer als die Unterkante des jeweils zum Ausströmschlitz weisenden
anderen Leitprofils. Je nach verändertem Ausströmwinkel
steht also eines der beiden Leitprofile mit seiner Unterkante tiefer
als die des anderen Leitprofils. Da der Ausströmwinkel
in der Regel immer entgegen der relativ kälteren Luft gerichtet
ist, steht also erfindungsgemäß das näher
an der kälteren Luft angeordnete Leitblech tiefer als das
andere Leitblech. Beim Stand der Technik ist dies anders bzw. umgekehrt:
- – Im Fall der parallel miteinander
schwenkbaren Lamellen liegen diese naturgemäß stets
gleich tief.
- – Bei DE 44 15 079 werden
die beiden Leitprofile, die an ihren Enden jeweils durch eine Stirnscheibe
miteinander verbunden sind, gemeinsam verdreht. Das näher
an der kälteren Luft angeordnete Leitblech liegt daher
höher – und nicht tiefer – als das andere
Leitblech.
- – Bei DE-A-195
18 258 gilt das gleiche. Auch bei relativ zueinander schwenkbaren
Leitprofilen ändert sich nichts daran, dass das näher
an der kälteren Luft angeordnete Leitblech höher – und
nicht tiefer – als das andere Leitblech liegt.
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Überraschenderweise
wurde in Versuchen festgestellt, dass, wenn das näher an
der kälteren Luft angeordnete Leitblech tiefer als das
andere Leitblech angeordnet ist, der Energiewirkungsgrad und die
Energieaufwandzahl positiv verändert werden. Bei den Vergleichsmessungen
wurden dieselben Geräte und Leitprofile eingesetzt, der
Unterschied bestand nur darin, dass die Leitprofile wie beim Stand der
Technik eingebaut wurden. Der Energiewirkungsgrad und die Energieaufwandzahl
werden nach einer Prüfmethode durchgeführt, mit
welcher die Energieeffizienz verschiedener Luftschleieranlagen objektiv verglichen
und bewertet werden kann. Die Leitprofile sind vorzugsweise identisch.
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Als
Bewertungszustand wird in diesem Sinn die „vollständige
thermische Abschirmung – VTHAB" definiert, die von einer
Luftschleier-Anlage unter Standardbedingungen erreicht werden muss.
Die dafür benötigte thermische und elektrische
Leistung ist dann ein Maß für den standardisierten
Leistungsbedarf des Luftschleiers. Die VTHAB ist erreicht, wenn die
Temperatur der Luft, welche durch die Luftschleieranlage in den
abzuschirmenden Innenraum gelangt, gleich der mittleren Lufttemperatur
dieses Innenraumes ist. Da heißt, die Luftschleieranlage
verhält sich gegenüber dem Innenraum thermisch
neutral. Die zum Betrieb der Luftschleieranlage erforderliche Heizleistung
und die elektrische Ventilationsleistung dienen ausschließlich
der Verdrängung oder Aufwärmung von Außenluft.
(Quelle: Cousin, Henne, Kettenriß: Effizienzkriterien für
Luftschleieranlagen – vergleichende Untersuchungen in einem
Prüfraum und CFD-Simulationen, Fachhochschule Köln)
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Vorzugsweise
sind dabei die beiden Leitprofile durch ein Verbindungsmittel derart
verbunden, dass beim gemeinsamen Schwenken der Leitprofile das erste
Leitprofil um einen anderen Winkel als das zweite Leitprofil schwenkt.
Beim Schwenken ergeben sich somit zusätzliche Vorteile
durch eine veränderte Innenkontur des Ausströmschlitzes.
Diese verändert sich selbstständig beim Schwenken
und ermöglicht somit, dass der freie Querschnitt zwischen
den sich gegenüber liegenden Leitprofilen in einfacher
Weise verändert und damit die Stärke und das Volumen
des Luftstromes den Erfordernissen angepasst wird. Einer Änderung
der Drehzahl des Gebläses bedarf es dazu nicht. Es ist
beispielsweise nötig, den Querschnitt zu verringern, wenn
die Abschirmwirkung wegen des auf das Tor oder den Eingang wirkenden Winddrucks
angepasst werden muss durch Verändern der Ausströmrichtung
zur Seite. Die Wurfweite wird somit vergrößert.
Beim genannten Stand der Technik ist es aber immer erforderlich,
die Drehzahl des Gebläses zu verändern, was einen
zusätzlichen Aufwand erforderlich macht.
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Wenn
vorzugsweise die Achsen im randseitigen Bereich der Leitprofile – insbesondere
an der dem Ausströmschlitz abgewandten Seite der Leitprofile – angeordnet
sind, ergibt sich auf besonders einfach zu realisierende Weise die
oben genannte unkonventionelle unsymmetrische Schwenkung der Leitprofile.
Die Profile können daher nahezu hohl sein. Daher können
vorzugsweise Strangpress-Hohlprofile eingesetzt werden. Vorzugsweise
erstrecken sich über die gesamte Länge der Strangpress-Hohlprofile
Rippen, die stirnseitige Ausnehmungen aufweisen, insbesondere zum
Befestigen der Achsen und/oder Verbindungsmittel. Das Profil weist
somit über die gesamte Länge bereits alle Befestigungspunkte
auf und kann daher an jeder Stelle abgelängt werden. So
kann beispielsweise das Verbindungsmittel drehbar mit den stirnseitigen
Ausnehmungen im oberen Bereich der beiden Leitprofile verbunden werden,
ohne dass besondere Vorrichtungen dafür geschaffen werden
müssen. Die Öffnungen können auch Einrastmittel,
z. B. eine Feder mit Stift/Kugel als Einrastmittel aufnehmen, welche
in Gegenöffnungen im Gehäuse einrasten können.
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Wenn
dabei das Verbindungsmittel drehbar mit den beiden Leitprofilen,
insbesondere stirnseitig, verbunden ist, ergibt sich eine einfache
und unauffällige Gestaltung.
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Wenn
vorzugsweise die Leitprofile entlang ihrer Innen- oder Außenwand
einen kreissegmentartigen Querschnitt aufweisen, ergibt sich eine
gute Verstellbarkeit und Abdichtbarkeit. Die Innenwand ist die Wand
des Profils, welche dem Ausströmschlitz zugewandt ist,
die Außenwand ist die Wand des Profils welche dem Ausströmschlitz
abgewandt ist, also in Richtung Raum oder Draußen zeigt.
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Ferner
vorzugsweise weisen die Leitprofile entlang ihrer Innen- und Außenwand
einen kreissegmentartigen Querschnitt auf, wobei die Innenwand einen
größeren Radius als die Außenwand aufweist. Dadurch
ergibt sich im Inneren die gewünschte vorteilhafte Führung
der Luft.
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Insbesondere
vorzugsweise weisen die Leitprofile entlang ihrer Außenwand
einen kreissegmentartigen Querschnitt auf und zumindest in einer Schwenkposition,
vorzugsweise der Mittelstellung, verlaufen die beiden Außenwände
entlang eines gemeinsamen Kreises. Dadurch ergibt sich ein gefälliges Äußeres.
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Die
beschriebene Düse zeichnet sich durch eine hervorragende
Aerodynamik mit hoher Verstellbarkeit aus. Die zuvor durch einen
Wärmetauscher gegebenenfalls erhitzte Luft wird in eine
Druckkammer geleitet, in der sich die einstellbare Düse
befindet. Durch die spezielle Form und die Möglichkeit
der Luftführungsänderung ergibt sich eine gleichmäßige Anströmung
und eine große Abschirmleistung des Luftstromes. Die Einsatzmöglichkeit
dieser Düse ist dort indiziert, wo es mehr auf ein Abschirmverhalten und
weniger auf ein Aufwärmverhalten ankommt.
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Wettere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der beigefügten
Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und noch weiter
ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils
einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden.
Die erwähnten Ausführungsbeispiele sind nicht
abschließend zu verstehen und haben beispielhaften Charakter.
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1a zeigt
ein Gehäuse 1 einer Vorrichtung zur Führung
eines Luftstrom an einer Luftschleieranlage im Schnitt durch die
Ansaugöffnung 1a, das Gebläse 1b und
den Ausblasraum 1c gelangt die Luft zur Austrittsöffnung 2.
Dabei sind die seitlichen Wände 3 des Gehäuses 1 mit
Abstand voneinander angeordnet und dazwischen befinden sich die
die Austrittsöffnung 2 begrenzenden schwenkbaren
Leitprofile 8, 9. In Mittelstellung, d. h. bei
senkrechter Ausströmrichtung, stehen beide Profile 8, 9 gleich
tief.
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1b zeigt
das Gehäuse aus 1a, bei dem
die Austrittsöffnung 2 begrenzenden Leitprofile 8, 9 schräg
stehen. In Schrägstellung, d. h. bei nach links weisender
Ausströmrichtung, steht das linke Profil 8 tiefer
als das rechte Profil 9. Links befindet sich die kältere
Luft, die abzuschirmen ist. Im Beispiel befindet sich links das Äußere
des Gebäudes und rechts das Gebäudeinnere mit
der relativ wärmeren Luft. Die Anlage ist somit im Winterbetrieb.
Im Sommerbetrieb würde (nicht dargestellt) die Ausströmrichtung
nach rechts weisen und das linke Profil 8 höher
als das rechte Profil 9 stehen. Rechts befindet sich die
kältere Luft, die abzuschirmen ist. Im Sommerbeispiel befindet
sich links das Äußere des Gebäudes und
rechts das Gebäudeinnere mit der relativ kälteren
Luft (Sommerbetrieb).
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2a–2c zeigen
im Detail ein Ausführungsbeispiel zum erfindungsgemäßen
Verschwenken der Leitprofile. In Mittelstellung (2a)
sind die beiden Leitprofile 8, 9 so angeordnet,
dass deren Außenwände 89, 99 Segmente
eines gemeinsamen Kreises bilden. Die Leitprofile sind drehbar um
eine Achse 81, 91 im Bereich der Außenwände 89, 99 angeordnet.
Diese befindet sich vorzugsweise ca. in der Mitte der Höhe
der Leitprofile. Der Ausströmschlitz 2 ist in
Mittelstellung symmetrisch.
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Die
Leitprofile 8, 9 erstrecken sich über
die gesamte Länge der Austrittsöffnung und begrenzen einen
Ausblasschlitz 2. Die äußeren Mantelflächen, d.
h. Außenwände 89, 99 der beiden
Leitprofile 8, 9 liegen auf einer gemeinsamen
Kreislinie. Die inneren, einander zugewandten Mantelflächen
bzw. Innenwände 88, 98 der Leitprofile 8, 9 sind
konvex geformt und können ebenfalls, jedoch nicht auf einer gemeinsamen,
Kreislinie liegen.
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Über
die gesamte Länge der Strangpress-Hohlprofile erstrecken
sich Rippen 93, die stirnseitige Ausnehmungen 94 aufweisen
zum Befestigen der Achsen und Verbindungsmittel.
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Im
Kopfbereich der Leitprofile sind diese durch einen Hebel 4 miteinander
verbunden. Dabei ist der Hebel 4 beidseitig drehbar in
einer Ausnehmung 94 gelagert. Beim Schwenken eines Profils wird
das andere Profil mitbewegt. Durch die seitliche Anordnung der Achsen 81, 91 im Zusammenspiel
mit dem Hebel 4 ergibt sich die erfindungsgemäße Schwenkung,
wie nachfolgend beschrieben.
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2b zeigt
die Leitprofile im um ca. 15° nach links geschwenkten Zustand.
Der Hebel 4 liegt nicht mehr waagerecht, so dass sich für
die beiden Leitprofile ein unterschiedlicher Schwenkwinkel ergibt.
Das rechte Profil ist stärker geschwenkt und liegt daher
mit seiner Unterkante höher als das linke Profil. Ferner
verengt sich dadurch in vorteilhafterweise der Ausströmschlitz 2.
Das gleiche ergibt sich – nur umgekehrt – beim
Schwenken nach rechts in 2c.
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Die – hier
nicht dargestellten – seitlichen Wände 3 des
Gehäuses 1, zwischen denen sich die die Austrittsöffnung 2 begrenzenden
schwenkbaren Leitprofile 8, 9 befinden, können
dabei mit elastischen Dichtungen, z. B. biegsame Bleche, Gummidichtungen,
versehen sein, die an der Außenwand der Leitprofile anliegen,
insbesondere im Bereich der Achsen 81, 91. Dies
stellt sicher, dass der Spalt, der zwischen den Wänden 3 des
Gehäuses 1 und den Außenwänden 89, 99 der
Leitprofile 8, 9 vorhanden ist, keine nennenswerte
Luft durchlässt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4415079 [0004, 0008]
- - DE 19518258 A [0005, 0008]