DE102009026768B4

DE102009026768B4 - Luftdurchlass

Info

Publication number: DE102009026768B4
Application number: DE102009026768A
Authority: DE
Inventors: Detlef Makulla
Original assignee: Yit Germany GmbH
Current assignee: Makulla Detlef De
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2029-06-06
Also published as: DE102009026768A1

Abstract

Luftdurchlass (1) mit einem eine Längsachse (11) sowie einen Eintrittsquerschnitt (4) und einen gegenüberliegenden Austrittsquerschnitt (12) aufweisenden und in Richtung der Längsachse (11) durchströmbaren Gehäuse (2) und einem im Innern des Gehäuses (2) angeordneten Kernrohr (9), das eine solche Länge besitzt, dass es sich in einer Neutralstellung, in der die Längsachse (10) des Kernrohres (9) mit der Längsachse (11) des Gehäuses (2) fluchtet, bis zu dem Austrittsquerschnitt (12) erstreckt und das einen Querschnitt des Gehäuses (2) in einen im Innern des Kernrohres (9) angeordneten Kernquerschnitt (13) und einen zwischen dem Kernrohr (9) und einer inneren Mantelfläche (14) des Gehäuses (2) angeordneten kreisringförmigen Ringquerschnitt (15) unterteilt, wobei sich der Austrittsquerschnitt (12) aus dem Kernquerschnitt (13) und dem Ringquerschnitt (15) zusammensetzt und wobei in dem Ringquerschnitt (15) Drallschaufeln (16) oder ein perforiertes Stauelement angeordnet sind bzw. ist, wobei die Ausblasrichtung des Luftdurchlasses (1) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernrohr (9) um...

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft einen Luftdurchlass, mit einem eine Längsachse sowie einen Eintrittsquerschnitt und einen gegenüberliegenden Austrittsquerschnitt aufweisenden und in Richtung seiner Längsachse durchströmbaren Gehäuse und einem im Innern des Gehäuses angeordneten, gleichfalls in Richtung seiner Längsachse durchströmbaren Kernrohr, das eine solche Länge besitzt, dass es sich in einer Neutralstellung, in der die Längsachse des Kernrohres mit der Längsachse des Gehäuses fluchtet, bis zu dem Austrittsquerschnitt erstreckt und das einen Querschnitt des Gehäuses in einen im Innern des Kernrohrs angeordneten Kernquerschnitt und einen zwischen dem Kernrohr und einer inneren Mantelfläche des Gehäuses angeordneten kreisringförmigen Ringquerschnitt unterteilt, wobei sich der Austrittsquerschnitt aus dem Kernquerschnitt und dem Ringquerschnitt zusammensetzt und wobei in dem Ringquerschnitt Drallschaufeln oder ein perforiertes Stauelement angeordnet sind bzw. ist, wobei die Ausblasrichtung des Luftdurchlasses veränderbar ist.
Stand der Technik
Ein derartiger Luftdurchlass ist aus der Druckschrift ”Technische Auslegung-Schwenkbarer Weitstrahlauslass SW....” der Firma Krantz KOMPONENTEN bekannt. Haupteinsatzgebiet der bekannten Luftdurchlässe sind große Räume, wie z. B. Fabrikhallen, Flughafenterminals, Veranstaltungssäle etc., wo sich aus betrieblichen oder baulichen bzw. ästhetisch-designerischen Gründen eine gleichmäßige Anordnung der Luftdurchlässe im Deckenbereich nicht realisieren lässt. Die Zuluft wird daher in solchen Fällen von den Wänden oder Säulen bzw. Trägern aus in den Raum eingeblasen, wobei der Austrittsquerschnitt der bekannten Luftdurchlässe in der Einbauposition im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist. Aufgrund der großen Abmessungen der zu belüftenden Räume sind große Strahleindringtiefen (Wurfweiten) erforderlich, die nicht selten mehr als 20 m, bisweilen sogar mehr als 30 m, betragen. Neben der effektiven Erzeugung großer Wurfweiten ist ein einstellbarer Ausblaswinkel (bezogen auf eine horizontale Ebene) erforderlich. Besonders komfortabel ist in diesem Zusammenhang die automatische Verstellung der Strahlrichtung, was insbesondere bei stark wechselnden thermischen Lastfällen (Heizlast/Kühllast) für die Erzielung einer gleichmäßigen Raumdurchspülung und Zugfreiheit im Aufenthaltsbereich der Personen erforderlich ist. Zweck der Strahlverstellung ist es dabei, die Eigenthermik des Zuluftstrahls in Abhängigkeit von dessen Ausblastemperatur gegenüber der Raumluft zu kompensieren.
In hohen Hallen ist es dabei wesentlich effektiver, die Zuluft aus einer Höhe von ca. 3 m bis 5 m von der Seite unter im Wesentlichen horizontaler Richtung einzublasen, als die Luft aus großer Höhe von der Decke einströmen zu lassen. Um bei dem bekannten schwenkbaren Weitstrahlauslass eine Anpassung an den Lastfall zu erzielen, wird der gesamte Luftdurchlass, d. h. das Gehäuse mit sämtlichen Einbauten, um eine horizontale Achse geschwenkt. Konkret bedeutet dies, dass im Kühlfall der mit einer Untertemperatur in den Raum eingebrachte Zuluftstrahl zwecks Vermeidung unbehaglicher Zugerscheinungen schräg nach oben eingeblasen wird. Im Gegensatz hierzu wird im Heizfall das Gehäuse schräg nach unten geschwenkt, um kurze Aufheizzeiten auch in Bodennähe zu erreichen.
Grundsätzlich haben sich die bekannten Weitstrahlauslässe in der Praxis sehr bewährt. Als nachteilig ist es jedoch anzusehen, dass der Schwenkmechanismus relativ aufwendig ist, was sich in einem unerwünscht hohen Preis derartiger Luftdurchlässe niederschlägt. Grund für den hohen Bauaufwand ist u. a. die Konstruktion des Verbindungselements zwischen dem beweglichen Luftauslass und dem benachbarten feststehenden Teil des Luftkanals, durch den die Zuluft herangeführt wird. Das vorgenannte Verbindungselement umfasst einen flexiblen und luftdichten Balg, der um das zylindrische Gehäuse herum angeordnet ist und unabhängig von dem Schwenkwinkel desselben verhindert, dass die Luft radial außerhalb des Gehäuses an diesem vorbeiströmen kann. Ferner ist aufgrund des vergleichsweise hohen Gewichts des Luftdurchlasses ein relativ starker Antriebsmotor erforderlich, was sich wiederum kostensteigernd auswirkt.
Aus der US 5 356 336 A geht ein Luftauslass für den Einsatz in Fahrzeugen hervor, der aus einem Gehäuse mit Luftausgangsgitter und einer Lenkeinrichtung innerhalb des Gehäuses besteht. Die Lenkreinrichtung besteht wiederum aus einem Rahmen und einem den Rahmen mit einem Bedienkopf verbindenden Stab, wobei der Stab und somit auch der Rahmen um eine Art Kugelgelenk drehbar sind und die Ausblasrichtung des Luftauslasses auf diese Weise veränderbar ist.
Auch die US 4 669 370 A betrifft einen Luftauslass für den Innenraum eines Fahrzeugs, der in seinem Inneren parallel zueinander ausgerichtete Lamellen besitzt, die die ausströmende Luft führen und in verschiedene Richtungen lenken können. Im Zentralbereich eines Luftaustrittsquerschnitts ist eine Verstelleinrichtung für die Lamellen angeordnet. Die DE 296 05 830 U1 offenbart einen Luftauslass, der sich aus einem Gehäuse mit aufgeweitetem Austrittsquerschnitt und einem Verstellring zusammensetzt, wobei der Verstellring zur Überführung eines radialen Luftaustrittsstroms in einen axialen Luftaustrittsstrom dient.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftdurchlass in Form eines sogenannten schwenkbaren Weitstrahlauslasses vorzuschlagen, der sich kastengünstig herstellen lässt und dennoch bei Erzeugung großer Wurfweiten eine Verstellung der Strahlrichtung zur Anpassung an den jeweiligen thermischen Lastfall ermöglicht.
Lösung
Ausgehend von einem Luftdurchlass der eingangs beschriebenen Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Während bei den bekannten Weitstrahlauslässen der gesamte Auslass, d. h. das Gehäuse einschließlich aller Einbauten, zur Anpassung an den Lastfall geschwenkt wird, erfolgt gemäß der Erfindung lediglich noch eine Verstellung des Kernrohres. Dies bringt zum einen den Vorteil, dass das Gehäuse eine feste Einbauposition erhält und mit seinem Eintrittsquerschnitt starr an den versorgenden Zuluftkanal angeschlossen und abgedichtet werden kann. Die Abdichtung ist deshalb besonders einfach, weil eine Beweglichkeit des Gehäuses nach einmaligem Einbau nicht mehr gegeben ist. Insbesondere kann daher auf flexible Verbindungselemente, wie Bälge oder Kompensatoren oder dergleichen, verzichtet werden.
Der weitere große Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit dem Kernrohr ein wesentlich kleineres, d. h. auch leichteres, Bauelement geschwenkt wird, als im Stand der Technik in Form des Gehäuses nebst aller Einbauten. Beim erfindungsgemäßen Luftdurchlass lässt sich daher der gesamte Antriebsmechanismus einschließlich des Motors wesentlich kleiner, kompakter und daher auch kostengünstiger ausführen. Im Ergebnis wird somit die Bauart eines schwenkbaren Weitstrahlauslasses durch die Erfindung wesentlich vereinfacht, wobei sich mit Hilfe des schwenkbaren Kernrohrs nahezu die identischen Strahlcharakteristika erzielen lassen, wie bei dem wesentlich komplizierteren bekannten Auslass mit schwenkbarem Gehäuse.
Typischerweise wird der erfindungsgemäße Luftdurchlass für Fälle mit turbulenter Mischlüftung eingesetzt. In diesem Fall sollte in dem Ringquerschnitt eine Mehrzahl von Drallschaufeln angeordnet sein, die dem austretenden Zuluftstrahl insgesamt eine rotatorische Komponente aufprägen, wodurch die Induktionswirkung des Strahls im zu belüftenden Raum verbessert wird.
Alternativ zur turbulenten Mischlüftung ist der erfindungsgemäße Luftdurchlass auch für das Prinzip der turbulenten Verdrängungsströmung einsetzbar. In diesem Fall wird anstelle der Drallschaufeln ein perforiertes Stauelement am Ende des Ringquerschnitts zwischen dem Kernrohr und dem Gehäuse eingesetzt, beispielsweise in Form eines Lochblechs, wodurch ein gewisser Staueffekt und damit eine sehr gleichmäßige Abströmung des Zuluftstroms aus dem Ringquerschnitt erzielt wird. Auch im Falle der turbulenten Verdrängungsströmung wirkt der aus dem Kernrohr austretende Luftstrahl als Stütz- und Lenkstrahl, der dem gesamten Zuluftstrahl seine Richtung aufprägt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Querschnitt des Kernrohres von seinem Eintrittsquerschnitt in Richtung auf seinen Austrittsquerschnitt abnimmt, vorzugsweise dass das Kernrohr düsenförmig oder kegelstumpfförmig gestaltet ist. Auf diese Weise kann der Luft im Kernrohr eine zusätzliche Beschleunigung durch die Reduzierung der Querschnittsfläche erteilt werden, so dass die Stütz- und damit Lenkfunktion des aus dem Kernquerschnitt austretenden Teilstrahls verbessert und somit die Ausblascharakteristik besonders wirkungsvoll eingestellt werden kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse sich in einem Endabschnitt auf den Austrittsquerschnitt zu erweitert, vorzugsweise abgerundet oder konisch oder abgestuft verläuft. Auf diese Weise wird nach dem Prinzip des Coanda-Effekts eine Verbesserung des Anschmiegens des Zuluftstrahls an die den Luftdurchlass umgebenden Flächen, insbesondere Wandflächen, und damit eine Strahlaufweitung erzielt.
Um den vorgenannten Aufweitungseffekt beeinflussen, insbesondere bedarfsweise auch abstellen zu können, um auf diese Weise größere Eindringtiefen zu erzielen, wird nach der Erfindung des Weiteren ein koaxial zum dem Gehäuse angeordneter und in axiale Richtung des Gehäuses verschiebbar gelagerter Verstellring vorgeschlagen, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Gehäuses außerhalb des erweiterten Endabschnitts entspricht. Wird der vorgenannte Verstellring in den erweiterten Endabschnitt vorgeschoben, so kann diese Erweiterung nicht wirksam werden und das Gehäuse besitzt einen durchgängig zylindrischen Querschnitt, so dass der Strahl sich weniger schnell aufweitet und größere Wurfweiten realisierbar sind. Wird anders herum der Verstellring aus dem erweiterten Endabschnitt zurückgezogen, so kann die Querschnittserweiterung des Gehäuses die Ausbildung des Coanda-Effekts begünstigen, wodurch die Strahlaufweitung verbessert, jedoch die Wurfweite reduziert wird.
Um hinreichende Verstellmöglichkeiten bei unterschiedlichen thermischen Lastfällen zu erhalten, sollte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der maximale Schwenkwinkel des Kernrohrs ausgehend von einer Neutralstellung, in der die Langsachse des Kernrohrs mit der Längsachse des Gehäuses fluchtet, ca. 30° in beide Schwenkrichtungen betragen.
Um die Durchströmung des Kernrohres zu vergleichmäßigen und auf diesem Wege eine bessere Umlenkung der Luftströmung bei verschwenktem Kernrohr zu erhalten, kann innerhalb des Kernrohrs ein Strömungsgleichrichter, vorzugsweise in Form eines Körpers mit einer Vielzahl parallel zueinander und parallel zu der Längsachse des Kernrohrs verlaufender Strömungskanäle, vorhanden sein, wobei der Strömungsgleichrichter vorzugsweise im Anschluss an den Eintrittsquerschnitt des Kernrohres angeordnet ist. Der Körper des Gleichrichters kann beispielsweise Kanäle in Wabenform besitzen, wobei die Länge der Strömungskanäle ein Vielfaches ihres Durchmessers bzw. einer Kantenlänge des Strömungsquerschnitts betragen sollte, d. h. dass die Kanäle lang gestreckt sind.
Vorzugsweise sollten die Drallschaufeln, von der Schwenkachse des Kernrohres aus betrachtet, in Richtung auf den Austrittsquerschnitt des Luftdurchlasses hin angeordnet sein. Die Drallschaufeln müssen dabei einen Bereich radial um das in seiner Neutralstellung befindliche Kernrohr herum frei lassen, um eine hinreichende Beweglichkeit des Kernrohres sicher zu stellen. Um Kollisionen zwischen Kernrohr und Drallschaufeln zu vermeiden bzw. die Drallschaufeln in radiale Richtung betrachtet möglichst nahe an das Kernrohr heranführen zu können, sollte die Schwenkachse des Kernrohres dieses in ein dem Aus- trittsquerschnitt des Luftdurchlasses zugewandtes Hinterteil und ein dem Eintrittsquerschnitt des Luftdurchlasses abgewandtes Vorderteil unterteilt sein, wobei das Hinterteil kürzer als das Vorderteil ist und vorzugsweise die Länge des Hinterteils ca. 30% bis 70% der Länge des Vorderteils beträgt. Bei einer derartigen Anordnung der Schwenkachse tritt die größte Auslenkung des Kernrohrs in seinem Vorderteil auf, wo keinerlei Einbauten zwischen Kernrohr und Gehäusewandung vorhanden sind. Im Bereich der kleineren Auslenkung des Kernrohrs sind in diesem Fall die Drallschaufeln angeordnet, die somit näher an den Außenmantel des Kernrohres herangeführt werden können, ohne dass Kollisionen auftreten.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels eines Luftdurchlasses in Form eines schwenkbaren Weitstrahlauslasses, der in den Figuren schematisch und vereinfacht dargestellt ist, näher erläutert.
Es zeigt:
1: einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Luftdurchlass mit einem Verstellring in einer zurückgezogenen Stellung und dem Kernrohr in einer Neutralstellung,
2: wie 1, jedoch mit dem Verstellring in einer vorgeschobenen Stellung,
3: das Strömungsbild des Luftdurchlasses nach den 1 und 2 im Kühlfall mit reduzierter Eindringtiefe (zurückgezogener Verstellring),
4: wie 3, jedoch mit vergrößerter Eindringtiefe (vorgeschobener Verstellring),
5: wie 3, jedoch im Heizfall mit reduzierter Eindringtiefe (zurückgezogener Verstellring) und
6: wie 5, jedoch mit vergrößerter Eindringtiefe (vorgeschobener Verstellring).
Ein in 1 dargestellter Luftdurchlass 1 in Form eines schwenkbaren Weitstrahlauslasses besitzt ein Gehäuse 2, das in einem Hauptabschnitt 3 eine kreiszylindrische Gestalt besitzt. Im Bereich eines Eintrittsquerschnitts 4 des Luftdurchlasses 1 ist in bekannter Weise luftdicht ein Zuluftrohr 5 angeschlossen, durch das der Luftdurchlass 1 mit Zuluft von einer nicht näher dargestellten bekannten Klimazentrale versorgt wird. In Strömungsrichtung der Zuluft (vgl. Pfeile 6) betrachtet, schließt sich an den Hauptabschnitt 3 des Gehäuses 2 ein Endabschnitt 7 an, in dem das Gehäuse kegelstumpfförmig erweitert ist. Die gewählte Kegelstumpfform der Erweiterung lässt sich fertigungstechnisch leicht herstellen und bietet dennoch unter Ausnützung des sogenannten Coanda-Effekts eine Aufweitung des Zuluftstrahls in Form eines ”Anschmiegen” desselben an eine Wandung 8 in dem erweiterten Endabschnitt 7, sofern eine solche Strahlaufweitung gewünscht wird.
Der Luftdurchlass 1 ist des Weiteren mit einem Kernrohr 9 versehen, dessen Längsachse 10 mit der Längsachse 11 des Luftdurchlasses 1 zusammenfällt. 1 zeigt das Kernrohr 9 in seiner Neutralstellung, in der die Längsachse 10 des Kernrohres 9 in einer Einbauposition des Luftdurchlasses 1 in horizontale Richtung verläuft. Dies bedeutet, dass ein Austrittsquerschnitt 12 des Luftdurchlasses 1 (am Ende des Endabschnitts 7) vertikal ausgerichtet ist.
Das als einfacher zylindrischer Rohrkörper durchströmbar ausgebildete Kernrohr 9 teilt den Querschnitt des Gehäuses 2 in einen im Innern des Kernrohres 9 angeordneten Kernquerschnitt 13 und einen zwischen dem Kernrohr 9 und einer inneren Mantelfläche 14 des Gehäuses 2 befindlichen und um das Kernrohr 9 umlaufenden Ringquerschnitt 15. In letzterem sind am Ende des Hauptabschnitts 3, d. h. vor Beginn des erweiterten Endabschnitts 7, eine Mehrzahl von Drallschaufeln 16 angeordnet, wodurch der aus dem Ringquerschnitt 15 austretende Teilvolumenstrom der Zuluft in Rotation versetzt wird. Hingegen tritt der aus dem Kernrohr 9 austretende und als Stützstrahl wirkende Kernvolumenstrom im Wesentlichen allein in axiale Richtung aus dem Kernrohr 9 aus.
Im Innern des Hauptabschnitts 3 des Gehäuses 2 befindet sich darüber hinaus noch ein kreiszylindrischer Verstellring 17, der in Richtung der Längsachsen 10, 11 verschiebbar ist und zwar von der in 1 dargestellten Aufweitungsposition, in der der Verstellring 17 mit seiner Vorderkante 18 mit dem Ende des Hauptabschnitts 3 und dem Anfang des erweiterten Endabschnitts 7 zusammenfällt, in die in 2 dargestellte Bündelposition, in der die Vorderkante 18 mit der Ebene des Austrittsquerschnitts 12 am Ende des erweiterten Endabschnitts 7 zusammenfällt. Eine äußere Mantelfläche des Verstellrings liegt gleitend an der inneren Mantelfläche 14 des Gehäuses 2 an.
Bei zurückgezogenem Verstellring 17 (1) ist die aus dem Ringquerschnitt 15 austretende, durch die Drallschaufeln 16 in Rotation versetzte Strömung bestrebt, die Querschnittserweiterung im Endabschnitt 7 dadurch zu nutzen, dass sich der Strahl radial nach außen aufweitet. Diese Strömungscharakteristik ist durch entsprechende Pfeile in 1 dargestellt. Die aus dem Kernrohr 9 austretende Zuluft erhält sogleich nach im Wesentlichen axialem Austritt aus dem Kernrohr 9 eine radiale Komponente aufgeprägt. Die Ein- dringtiefe ist bei der in 1 gezeigten Einstellung zugunsten einer Strahlaufweitung reduziert. Von der im Folgenden noch beschriebenen Schwenbarkeit des Kernrohrs 9 wird bei den in den 1 und 2 dargestellten Strömungscharakteristika nicht Gebrauch gemacht, da die Temperatur der Zuluft hier im Wesentlichen der Temperatur der Raumluft entspricht, so dass eine Kompensation der Eigenthermik des Zuluftstrahls nicht benötigt wird.
In der in 2 gezeigten Position des Verstellrings 17 bewirkt dieser eine ”Ausschaltung” der strablerweiternden Funktionalität des Endabschnitts 7. Der Coanda-Effekt kann somit nicht eintreten und die Zuluft verlässt den Austrittsquerschnitt 12 (der dem Querschnitt des Gehäuses 2 in seinem Hauptabschnitt 3 entspricht) in horizontale Richtung. Durch die Strahlbündelung ist die ”Wurfweite” des Luftauslasses 1 in dieser Stellung des Verstellrings 17 entsprechend groß. Die stützende Wirkung des Kernrohrstrahles kann durch Einbau eines Strömungsgleichrichters 19 mit einer Mehrzahl parallel zueinander verlaufender und parallel zu den Längsachsen 10, 11 des Gehäuses 2 bzw. des Kernrohres 9 ausgerichteten Strömungskanälen 20 weiter verbessert werden. Der Strömungsgleichrichter 19 kann beispielsweise mit einer Vielzahl im Querschnitt wabenförmiger Strömungskanäle 20 versehen sein.
Die besondere Eigenschaft des erfindungsgemäßen Luftdurchlasses 1 besteht in der Schwenkbarkeit des Kernrohres 9 um eine Schwenkachse 21, die vom Schnittpunkt der Längsachse 10 des Kernrohres 9 mit einer Spurgeraden 22 gebildet wird, welche durch Schnitt einer vertikalen und zu dem Austrittsquerschnitt 12 parallelen Ebene mit der Zeichenebene entsteht. Die Verstellbarkeit des Kernrohres 9 kann manuell mit Hilfe eines Hebels bzw. Gestänges erfolgen, wobei eine die Schwenkachse 21 verkörpernde Welle aus dem Hauptabschnitt 3 des Gehäuses 2 radial nach außen herausgeführt sein kann.
Alternativ kann die Verschwenkung des Kernrohres 9 aber auch mit Hilfe eines Antriebs (z. B. elektrisch oder pneumatisch) erfolgen, der im Innern oder außerhalb des Gehäuses 2 des Luftdurchlasses 1 angeordnet ist. In jedem Fall kann der Antrieb klein und kompakt ausgeführt werden, da die zu bewegenden Massen des Kernrohres 9 sehr gering sind. Bei einer motorischen Verstellung oder Verstellung mittels eines Thermowachsantriebs, die ohne Hilfsenergie erfolgt, kann die gewünschte Stellung des Kernrohres 9 in Abhängigkeit von der Zulufttemperatur oder von der Differenz zwischen der Zulufttemperatur und der Raumlufttemperatur automatisch realisiert werden.
In den 3 und 4 ist eine Stellung des Kernrohres 9 gezeigt, in der dessen Längsachse 10 einen Winkel α_K von ca. 20° gegenüber der Längsachse 11 des Luftdurchlasses 1 einnimmt. Dies führt zu einer schräg nach oben gerichteten Abströmung des das Kernrohr 9 verlassenden Stützstrahls, der durch die fett dargestellten Pfeile 23 veranschaulicht wird. Der den Ringquerschnitt 15 verlassende Teilstrom der Zuluft wird von dem Stützstrahl geführt und tritt in beiden Fällen somit gleichfalls schräg nach oben aus dem Luftdurchlass 1 aus. Eine derartige Strömungscharakteristik ist im Kühlfall sinnvoll, bei dem die Zuluft mit einer Untertemperatur von bis zu etwa 6 K in den Raum eingebracht wird, um auf diese Weise unangenehme Zugerscheinungen für die in dem Raum und insbesondere unterhalb und vor dem Luftdurchlass 1 befindlichen Personen zu vermeiden.
Der Unterschied zwischen den Strömungsschaubildern der 3 und 4 besteht darin, dass im Falle der 3 der Verstellring 17 sich in seiner zurückgezogenen Stellung befindet und somit der Coanda-Effekt in Folge der Querschnittserweiterung im Endabschnitt 7 des Gehäuses 2 zum Tragen kommt. Der Strahl wird daher recht stark aufgeweitet, wodurch die in axiale Richtung gemessene Geschwindigkeit reduziert und daher die Eindringtiefe des Strahls vermindert wird.
Hingegen wird bei der vorgeschobenen Position des Verstellrings 17 gem. 4 der Coanda-Effekt im Wesentlichen ausgeschaltet. Die schräg nach oben gerichtete Abströmung bleibt jedoch erhalten. In diesem Falle wird eine wesentlich größere Eindringtiefe, d. h. Wurfweite, erzielt (bis zu ca. 30 m), was insbesondere bei sehr großen Räumlichkeiten erforderlich ist.
Während in den 3 und 4 jeweils Kühlfälle dargestellt sind, veranschaulichen die 5 und 6 Heizfälle, in denen der thermische Auftrieb der Zuluft durch eine abwärts gerichtete Ausströmung aus dem Luftdurchlass 1 kompensiert werden muss.
Das Kernrohr 9 wird in diesem Falle um den Schwenkwinkel α_H verschwenkt, so dass der Stützstrahl (fette Pfeile 23) schräg nach unten in den Raum austritt. Durch die Übertemperatur der Zuluft gegenüber der Raumluft (max. Differenztemperatur ca. 6 K) tritt in einiger Entfernung von dem Luftdurchlass 1 eine Reduzierung der abwärts gerichteten Komponente der Strömung ein bzw. es kommt sogar zu einer leichten Aufwärtsbewegung des Zuluftstroms (6). In Analogie zu den 3 und 4 veranschaulichen auch die 5 und 6 wiederum die Unterschiede, die sich durch eine Verschiebung des Verstellrings 17 ergeben können. Unter Ausnutzung des Coanda-Effekts mit zurückgezogenem Verstellring 17 (5) ergibt sich ein vergleichsweise stark aufgeweiteter Zuluftstrom, insbesondere nach unten hin. Dies führt zu einer vergleichsweise geringen Eindringtiefe. Soll die Wurfweite hingegen maximiert werden, so ist der Verstellring 17 in die in 6 gezeigte vorgeschobene Position zu bringen, wodurch die Leitwirkung des aus dem Kernrohr 9 austretenden Stützstrahls (Pfeile 23) verbessert und auch über lange Strecken eine Aufweitung des Zuluftstrahls wirkungsvoll vermieden bzw. in Grenzen gehalten wird.
Bezugszeichenliste

1: Luftdurchlass
2: Gehäuse
3: Hauptabschnitt
4: Eintrittsquerschnitt
5: Zuluftrohr
6: Pfeil
7: Endabschnitt
8: Wandung
9: Kernrohr
10: Längsachse (des Kernrohrs)
11: Langsachse (des Gehäuses)
12: Austrittsquerschnitt
13: Kernquerschnitt
14: Innere Mantelfläche
15: Ringquerschnitt
16: Drallschaufel
17: Verstellring
18: Vorderkante
19: Strömungsgleichrichter
20: Strömungskanal
21: Schwenkachse
22: Spurgerade
23: Pfeil

Claims

Luftdurchlass (1) mit einem eine Längsachse (11) sowie einen Eintrittsquerschnitt (4) und einen gegenüberliegenden Austrittsquerschnitt (12) aufweisenden und in Richtung der Längsachse (11) durchströmbaren Gehäuse (2) und einem im Innern des Gehäuses (2) angeordneten Kernrohr (9), das eine solche Länge besitzt, dass es sich in einer Neutralstellung, in der die Längsachse (10) des Kernrohres (9) mit der Längsachse (11) des Gehäuses (2) fluchtet, bis zu dem Austrittsquerschnitt (12) erstreckt und das einen Querschnitt des Gehäuses (2) in einen im Innern des Kernrohres (9) angeordneten Kernquerschnitt (13) und einen zwischen dem Kernrohr (9) und einer inneren Mantelfläche (14) des Gehäuses (2) angeordneten kreisringförmigen Ringquerschnitt (15) unterteilt, wobei sich der Austrittsquerschnitt (12) aus dem Kernquerschnitt (13) und dem Ringquerschnitt (15) zusammensetzt und wobei in dem Ringquerschnitt (15) Drallschaufeln (16) oder ein perforiertes Stauelement angeordnet sind bzw. ist, wobei die Ausblasrichtung des Luftdurchlasses (1) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernrohr (9) um eine horizontale Schwenkachse (21) schwenkbar ist, die senkrecht zu der Längsachse (11) des Gehäuses (2) verläuft.
Luftdurchlass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kernrohres (9) von seinem Eintrittsquerschnitt in Richtung auf seinen Austrittsquerschnitt abnimmt, vorzugsweise dass das Kernrohr (9) düsenförmig oder kegelstumpfförmig gestaltet ist.
Luftdurchlass nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) sich in einem Endabschnitt (7) auf den Austrittsquerschnitt (12) zu erweitert, vorzugsweise abgerundet oder konisch oder abgestuft geformt ist.
Luftdurchlass nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen koaxial zu dem Gehäuse (2) angeordneten und in axiale Richtung des Gehäuses (2) verschiebbar gelagerten Verstellring (17), dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses (2) außerhalb des erweiterten Endabschnitts (7) entspricht.
Luftdurchlass nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Schwenkwinkel α des Kernrohres (9) ausgehend von einer Neutralstellung, in der die Längsachse (10) des Kernrohres (9) mit der Längsachse (11) des Gehäuses (2) fluchtet, ungefähr 30° in beide Schwenkrichtungen beträgt.
Luftdurchlass nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kernrohres (9) ein Strömungsgleichrichter (19), vorzugsweise in Form eines Körpers mit einer Vielzahl parallel zueinander und parallel zu der Längsachse (10) des Kernrohres (9) verlaufenden Strömungskanälen (20), angeordnet ist, wobei der Strömungsgleichrichter (19) vorzugsweise im Anschluss an einen Eintrittsquerschnitt des Kernrohres (9) angeordnet ist.
Luftdurchlass nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallschaufeln (17), von der Schwenkachse (21) aus betrachtet, in Richtung auf den Austrittsquerschnitt (12) des Luftdurchlasses (1) zu angeordnet sind.
Luftdurchlass nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (21) das Kernrohr (9), in axiale Richtung betrachtet, in ein dem Austrittsquerschnitt (12) des Luftdurchlasses (1) zugewandtes Hinterteil und ein dem Eintrittsquerschnitt (4) des Luftdurchlasses (1) zugewandtes Vorderteil unterteilt und dass das Hinterteil kürzer als das Vorderteil ist, vorzugsweise dass die Länge des Hinterteils ca. 30% bis 70% der Länge des Vorderteils beträgt.