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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Luftauslass zum Auslassen von Luft mit einem Stutzen, der an ein Luftführungssystem angeschlossen ist und mit einer Frontplatte, aus der zumindest ein Teil eines Luftstroms austritt,
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Stand der Technik
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Luftauslässe der o.g. Art sind in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und auf dem Markt. So zeigt beispielsweise die
DE 195 46 139 A1 einen Luftauslass zum Einbringen von warmer und/oder kalter Luft in einen Raum, mit einem Auslassstutzen, welcher von einem Lochblech überdeckt ist. Dabei ist dem Lochblech ein Luftführungsstutzen innerhalb des Auslassstutzens zugeordnet. Hierdurch soll die Aufgabe gelöst werden, dass mit einfachsten Hilfsmitteln der Luftstrom und eine Induktion auf einfachste Weise beeinflusst werden kann.
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Die
DE 196 26 220 C1 zeigt wiederum einen Luftdurchlass für Mischlüftung, wobei im Inneren des Auslassstutzens ein Luftführungsstutzen und diesem ein Weitwurfelement zugeordnet ist, welches in einem Trichter geführt ist.
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All diese Luftauslässe sind für spezielle Anwendungsfälle geschaffen. Im vorliegenden Fall geht es vor allem darum, sehr sehr grosse Luftmengen (auch über 10.000m3/h) aus grosser Höhe (auch über 15 m) in einen Raum einzubringen. Dies sind beispielsweise grosse Hallen, Flughafengebäude od. dgl..
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, genau einen derartigen Luftauslass zu schaffen, mit dem Luft aus grosser Höhe sowohl im Kühl- als auch im Heizfall in einen grossen Raum eingebracht wird.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass der Frontplatte im Inneren des Auslasses eine Verstelleinrichtung zur Änderung des Luftstroms zugeordnet ist, deren Abstand zur Frontplatte veränderbar ist.
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Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass durch die Bewegung der Verstelleinrichtung selbst die Änderung des Luftstroms bewirkt wird, wobei vor allem das Einbringen von Kühlluft und das Einbringen von Heizluft unterschieden wird. Allein durch die in der Regel vertikale Bewegung der Verstelleinrichtung erfolgt ein Umschalten von Kühlfall zu Heizfall, wobei natürlich auch Zwischenstellungen möglich sind, so dass Kühlluft und Heizluft in einen Raum eingebracht werden kann, falls dies gewünscht wird.
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Die Verstelleinrichtung ist das zentrale Element der vorliegenden Erfindung. Ein wesentlicher Teil der Verstelleinrichtung besteht in zwei Verstellscheiben, in die Öffnungen für einen Luftdurchlass eingeformt sind. Diese beiden Verstellscheiben drehen um eine gemeinsame Achse, so dass die Öffnungen in Übereinstimmung gebracht werden können oder aber ein Gitter der einen Verstellscheibe die Öffnungen der anderen Verstellscheibe abdeckt. Je nach dem wird so ein Luftdurchlass geöffnet oder geschlossen oder auch nur teilweise geöffnet und teilweise geschlossen. Zentrale Idee ist dabei, dass dieses Öffnen und Schliessen der Öffnungen während der vertikalen Bewegung der Verstelleinrichtung erfolgt und zwar ohne zusätzliche Hilfe sondern automatisch. Der Einfachheit halber ist deshalb hierzu ein Gestänge vorgesehen, welches beispielsweise an der oberen Verstellscheibe und anderenends an einen Fixpunkt im Inneren des Luftauslasses festliegt.
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In einem Ausführungsbeispiel wird hier ein Fixpunkt an einem Tragstern gesucht, der wiederum in dem Stutzen des Luftauslasses festliegt. Die Verstelleinrichtung soll ebenfalls an diesem Tragstern angeordnet sein und sich vertikal von diesem Tragstern entfernen oder diesem Tragstern annähern können. Da das Gestänge, mit dem die obere Verstellscheibe mit dem Tragstern verbunden ist, in ihrer Länge nicht veränderbar ist, erfolgt bei einer vertikalen Bewegung der oberen Verstellscheibe ein Drehen um den gemeinsamen Mittelpunkt mit der unteren Verstellscheibe. Bei der vertikalen Bewegung nach unten schiebt dann das Gestänge das Gitter der oberen Verstellscheibe über die Öffnungen der unteren Verstellscheibe, wodurch diese geschlossen werden.
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Da die Verstelleinrichtung möglichst gut und einfach vertikal geführt werden soll, ohne dass sie verkantet oder sich verdreht, erfolgt ihre Führung an dem Tragstern. Zu diesem Zweck weist der Tragstern nach unten abragende Hülsen auf, die von der Verstelleinrichtung nach oben abragenden Führungssäulen durchsetzt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist daran gedacht, diese Führungssäulen als Spindeln auszubilden, welche auch einen entsprechenden Spindelantrieb am Tragstern durchsetzen. Dieser Spindelantrieb wird mit möglicherweise anderen vorhandenen Spindelantrieben am Tragstern synchronisiert, so dass ein exaktes vertikales Bewegen der Verstelleinrichtung erfolgt.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vor allem für etwas kleinere Luftauslässe genügt es, wenn etwa mittig von der Verstelleinrichtung eine Spindel aufragt, den Tragstern durchsetzt und anderenends auch durch einen Spindelantrieb geführt ist. In diesem Fall erfolgt die Bewegung der Verstelleinrichtung durch diesen zentralen Antrieb, die aussen liegenden Führungssäulen haben dann nur Stabilitäts- und Gleichlauffunktionen.
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Ein weiteres wichtiges Merkmal der Verstelleinrichtung ist ein Aussenring, der über Abstandshalter mit der Kombination der Verstellscheiben verbunden ist. Dieser Aussenring dient dazu, einen Ringkanal zwischen einer Auslassdüse und einer Hauptführungsdüse, der durch die Auslaufdüse und die Einlaufdüse im Inneren des Luftauslasses gebildet wird, verschlossen oder geöffnet wird. Hierzu ist vorgesehen, dass um die Luftauslassöffnung in der Frontplatte herum eine Auslassdüse vorgesehen ist, der eine Einlaufdüse in etwa spiegelbildlicher Anordnung aufgesetzt ist. Diese Kombination aus Einlaufdüse und Auslassdüse bewirkt zum einen eine Beschleunigung des aus der Luftauslassöffnung austretenden Luftstroms, zum anderen bildet aber die obere Randkante der Einlaufdüse einen Anschlag für den erwähnten Aussenring, der den Abstand zwischen der oberen Randkante der Auslassdüse und der Innenwand der Hauptführungsdüse verschliessen kann.
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Wird somit ein Kühlfall gewünscht, erfolgt ein Absenken der Verstellscheiben, der Abstandshalter und des Aussenrings, bis der Aussenring bevorzugt auf die Innenseite der Frontplatte auftrifft. In diesem Fall ist der Ringkanal zwischen der Aussenkante der Einlaufdüse und der Innenwand der Hauptführungsdüse geöffnet und die Luft kann nur durch diesen Ringkanal austreten und wird durch die Trompetenform der Hauptführungsdüse nach aussen gelenkt. In diesem Fall sind auch die Öffnungen in der unteren Verstellscheibe infolge der vertikalen Absenkung der Verstelleinrichtung geschlossen. Es erfolgt kein Austritt von Luft durch die Öffnungen der unteren Verstellscheibe bzw. durch die Kombination aus Auslassdüse und Einlaufdüse.
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Für den Heizfall wird die Verstelleinrichtung angehoben, was durch die entsprechenden Antriebe entweder für die zentrale Spindel oder die Führungssäulen erfolgt. Beim vertikalen Aufsteigen erfolgt ein Drehen der oberen Verstellscheibe gegenüber der unteren Verstellscheibe und damit ein Öffnen der Öffnungen in der unteren Verstellscheibe. Bei Erreichen der Endlage sind diese Öffnungen geöffnet, auf der anderen Seite aber ist der Ringkanal zwischen oberer Randkante der Einlaufdüse und der Innenwand der Hauptführungsdüse durch den Aussenring verschlossen. Die Heizluft kann nur durch die Öffnungen in der unteren Verstellscheibe und die Einlaufdüse/Auslaufdüse ausgebracht werden. Durch die trompetenartige Ausgestaltung von Einlaufdüse und Auslassdüse erfolgt eine Beschleunigung des Luftstroms, so dass er relativ tief in den Raum eingebracht wird, was für warme Luft wichtig ist, da diese die Tendenz hat, wieder aufzusteigen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
- 1 eine Explosionsdarstellung von Teilen des erfindungsgemässen Luftauslasses;
- 2 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Luftauslasses im Kühlfall;
- 3 einen Querschnitt durch weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Luftauslasses im Heizfall;
- 4 eine Draufsicht auf den Luftauslass im Kühlfall;
- 5 eine Draufsicht auf den Luftauslass nach kurzer vertikaler Absenkung.
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Der erfindungsgemässe Luftauslass wird mittels eine Stutzens 1 an ein nicht näher gezeigtes Luftführungssystem angeschlossen. Die von dem Luftführungssystem herbeigebrachte Luft gelangt in den Stutzen 1 und zumindest teilweise aus einer Luftauslassöffnung 2, die in eine Frontplatte 3 eingeschnitten ist, in einen Raum, der belüftet werden soll.
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Von der Frontplatte 2 ragen randseitig angeordnete Fenster 4 auf, auf die eine grosse Hauptführungsdüse 5 aufgesetzt ist, die wiederum andernends dem Stutzen 1 aufgeschoben ist. Auf diese Weise wird mittels den Fenstern 4 und den zwischen den Fenstern 4 offenen Zwischenräumen ein seitlicher Ringauslass 6 gebildet, der bewirkt, dass aus ihm ausquellende Luft waagrecht bzw. schräg in den zu belüftenden Raum eintritt. Bevorzugt wird deshalb dieser Ringauslass 6 zum Einbringen von Kaltluft in einen Raum benutzt, da diese Kaltluft etwa waagrecht, d. h., entlang zum Beispiel von einer Decke, ausströmen kann und danach ohne Zugerscheinungen nach unten in den Raum fällt.
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Die Luftauslassöffnung 2 in der Frontplatte 2 wird wiederum von einer inneren Auslassdüse 7 umfangen, wobei diese Auslassdüse 7 sich trompetenartig erweitert. Auf die Auslassdüse 7 ist eine Einlaufdüse 10 aufgesetzt, die sich ebenfalls trompetenförmig erweitert, allerdings entgegen einem in den Luftauslass eingebrachten Luftstrom. Dieser Luftstrom wird somit in der Einlaufdüse 10 verengt und dadurch beschleunigt und tritt so beschleunigt aus der Auslassdüse 7 aus.
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Oberhalb dieser Anordnung aus Auslassdüse 7 und Einlaufdüse 10 ist eine Verstelleinrichtung 11 vorgesehen. Dies weist eine obere Verstellscheiben 12.1 und eine untere Verstellscheibe 12.2 auf, in die radial angeordnete Öffnungen 13.1 bzw. 13.2 eingeformt sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die Öffnungen 13.1 und 13.2 radial zu einem Mittelpunkt M hin, um den beide Verstellscheiben 12.1 und 12.2 gemeinsam oder auch separat verdrehbar sind. Auf diese Weise können die Öffnungen 13.1 und 13.2 mehr oder weniger in Übereinstimmung gebracht werden, wobei bevorzugt durch ein zwischen den Öffnungen 13.1 der oberen Verstellscheibe 12,1 noch stehenbleibendes Gitter 14 die Öffnungen 13.2 der unteren Verstellscheibe 13.2 mehr oder weniger geschlossen werden.
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Von der unteren Verstellscheibe 12.2 ragen nach aussen noch Zungen 15 ab, an denen Abstandshalter 16 nach unten bzw. zur Frontplatte 3 hin abragen. Endwärtig sind diese Abstandshalter 16 mit einem Aussenring 9 verbunden, der ebenfalls Teil der gesamten Verstelleinrichtung 11 ist. Auf einen Außenumfang des Aussenrings 17 ist ein bevorzugt flexibler Kantenschutz 17 aufgesetzt.
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Diese Verstelleinrichtung 11 hängt an einem Tragstern 18, dessen Arme 19 endwärtig mittels eines Flansches 20 an einer Innenwand 21 des Stutzens 1 festgelegt sind. Ebenfalls endwärtig befindet sich an den Armen 19 jeweils eine Hülse 22, in der eine Führungssäule 23 vertikal gleiten kann.
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In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sollen die Führungssäulen 23 motorisch bewegbar sein, wodurch die Verstelleinrichtung vertikal in Richtung auf die Einlaufdüse 10 hin abgesenkt bzw. angehoben werden kann. Der Einfachheit halber ist dann die Führungssäule 23 als Spindel ausgebildet und durchgreift einen entsprechenden Antrieb 24, dessen Drehung auf die Spindel übertragen wird, so dass sie sich zusammen mit dem Aussenring 9 und dem Kantenschutz 17 aber auch den Verstellscheiben 12.1 und 12.2 absenken kann. Zu diesem Zweck sind die Verstellscheiben 12.1 und 12.2 über die Abstandshalter 16 mit dem Aussenring 9 verbunden, ebenso wie die Führungssäulen 23. Diese Ausgestaltung mit drei Antrieben 24 wird insbesondere bei sehr grossen und relativ schweren Auslässen verwendet, da dadurch ein vertikales Bewegen der Verstelleinrichtung 11 gesicherter und zentrierter erfolgen kann.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, insbesondere für kleinere Luftauslass, genügt, wenn die Verstellscheiben 12.1 bzw. 12.2 an einer zentralen Spindel 27 aufgehängt ist und von einem auf dem Tragstern 18 angeordneten Zentralantrieb 28 bewegt wird. In diesem Fall dienen die Führungssäulen 23 nur der Führung der gesamten Verstelleinrichtung 11.
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Gemäss den 4 und 5 ist gezeigt, dass die obere Verstellscheibe 12.1 über ein Gestänge 29 mit dem Tragstern 18 verbunden ist. Wird somit die Verstelleinrichtung 11 vertikal nach unten verlagert, verlängert sich das Gestänge 28 nicht, sondern die obere Scheibe 12.1 wird um deren Mittelpunkt M gedreht, so dass ihr Gitter 14 die Öffnungen 13 immer mehr verschliesst.
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Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
- Im Kühlfall befindet sich die Verstelleinrichtung 11 in der in 2 bzw. 4 gezeigten Gebrauchslage. Dabei ist sie durch die entsprechenden Spindelantriebe 24 oder 28 auf die Frontplatte 3 bzw. Einlaufdüse 10 hin abgesenkt und liegt der Einlaufdüse 10 auf. Dabei ist auch der Aussenring 9 abgesenkt und liegt der Frontplatte 3 von innen her an, wobei er einen Ringkanal 25 zwischen der Einlaufdüse 10 und der grossen Hauptführungsdüse 5 freigegeben hat. Das bedeutet, dass die Luft durch diesen Ringkanal 25 und durch den Ringauslass 6 im Wesentlichen waagrecht ausgebracht wird, so dass die Kaltluft genügend seitlichen Raum hat, um in diesen Raum fallen zu können. Die Öffnungen 13.1 und 13.2 der beiden Verstellscheiben 12.1 und 12.2 können dabei gänzlich verschlossen sein, so dass wirklich nur Luft seitlich aus dem Ringauslass 25 ausströmt. Es kann natürlich aber auch wünschenswert sein, etwas Kaltluft direkt nach unten in den Raum einzubringen. Je nach Wunsch kann in diesem Fall ein Öffnen der Öffnungen 13.1 bzw. 13.2 stattfinden, indem die Verstelleinrichtung 11 etwas angehoben wird. Dies ist aber ein Ausnahmefall.
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Im Heizfall wird die Verstelleinrichtung 11 durch die entsprechenden Antriebe 24, 28 nach oben bewegt, so dass die Verstellscheiben 12.1 und 12.2 die Einlaufdüse 10 freigeben und die Öffnungen 13.2 in der unteren Verstellscheibe 13.2 geöffnet werden und zwar mithilfe des Gestänges 28. In Endlage verschliesst der Aussenring 9 bzw. der Kantenschutz 17 den Ringkanal 25 und unterbindet im Wesentlichen ein Ausströmen der Luft seitlich durch den Ringauslass 25. Die warme Luft kann nun nur durch die Kombination aus Einlaufdüse 10 und Auslassdüse 7 nach unten in den Raum eingebracht werden, wobei dies durch die Form von Einlaufdüse 10 und Auslassdüse 7 beschleunigt erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stutzen
- 2
- Luftauslassöffnung
- 3
- Frontplatte
- 4
- Fenster
- 5
- Hauptführungsdüse
- 6
- Ringauslass
- 7
- Auslassdüse
- 8
- Ausmündungsbereich
- 9
- Außenring
- 10
- Einlaufdüse
- 11
- Verstelleinrichtung
- 12
- Verstellscheiben
- 13
- Öffnungen
- 14
- Gitter
- 15
- Zunge
- 16
- Abstandshalter
- 17
- Kantenschutz
- 18
- Tragstern
- 19
- Arm
- 20
- Flansch
- 21
- Innenwand
- 22
- Hülse
- 23
- Führungssäule
- 24
- Antrieb
- 25
- Ringkanal
- 26
-
- 27
- zentrale Spindel
- 28
- Gestänge
- 29
- Antrieb
- M
- Mittelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19546139 A1 [0002]
- DE 19626220 C1 [0003]
