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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verteilersystem zum Steuern der Zufuhr von Luft an einen Ofen.
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In verschiedenen Typen von Öfen kann es wünschenswert sein, die Zufuhr von Luft für die Verbrennung steuern zu können, sowohl hinsichtlich eines zeitlichen Verlaufs als auch insbesondere in Öfen mit einer Mehrzahl von Zuluftöffnungen hinsichtlich dessen, zu welcher der Zuluftöffnungen zu welcher Zeit Luft zugeführt werden soll, um optimale Betriebseigenschaften des betreffenden Ofens sicherstellen zu können.
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Hierbei besteht der Wunsch nach einem einfach nachrüstbaren, flexiblen, kostengünstigen und leicht zu wartenden Verteilersystem, mittels welchem insbesondere im oben genannten Fall von Öfen mit einer Mehrzahl von Zuluftöffnungen eine optimale Versorgung des Ofens mit Zuluft zu unterschiedlichen Zeitpunkten bewerkstelligt werden kann.
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In diesem Zusammenhang kann es insbesondere erwünscht sein, einen raumluftunabhängigen (RLU) Betrieb zu ermöglichen, in welchem der Ofen nicht durch Luft gespeist wird, welche aus dem Raum entnommen wird, in welchem der Ofen selbst installiert ist, sondern beispielsweise von außerhalb des entsprechenden Gebäudes Luft für den Ofen zugeführt bzw. eingelassen wird.
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß ein Verteilersystem zum Steuern der Zufuhr von Luft an einen Ofen vorgeschlagen, umfassend einen Körperabschnitt mit wenigstens einem Eingangsanschluss und wenigstens einem Ausgangsanschluss sowie einem hohlen Innenraum, welcher ein Strömen von Zuluft von dem wenigstens einen Eingangsanschluss zu dem wenigstens einen Ausgangsanschluss erlaubt, wenigstens ein Klappensegel, welches dem oder einem der Eingangsanschlüsse oder dem oder einem der Ausgangsanschlüsse zugeordnet ist und zwischen einem geschlossenen Zustand, in welchem es den entsprechenden Anschluss verschließt, und einem offenen Zustand, in welchem es den entsprechenden Anschluss freigibt, mittels eines Antriebsmotors schwenkbar ist, und wenigstens eine Steuereinheit, welche mit dem wenigstens einen Antriebsmotor betriebsmäßig gekoppelt und dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Antriebsmotor zu einem Schwenken des entsprechenden Klappensegels anzusteuern, wobei das wenigstens eine Klappensegel mittels einer Lagerachse an dem Körperabschnitt schwenkbar gelagert ist und der Antriebsmotor zum Schwenken des Klappensegels in dem Klappensegel selbst angeordnet ist und auf die Lagerachse wirkt.
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Indem derart gemäß der vorliegenden Erfindung der Antriebsmotor zum Schwenken eines derartigen Klappensegels in einem Verteilersystem zum Steuern der Zuluft an einen Ofen in dem Klappensegel selbst verbaut wird, kann eine kompakte und zuverlässige sowie flexible Möglichkeit geschaffen werden, die Zuluft zu dem Ofen einzustellen. Hierbei sind sowohl Ausführungsformen denkbar, in welchen lediglich eine Überführung des Klappensegels zwischen dem geschlossenen Zustand und dem offenen Zustand möglich ist, also entweder ein vollständiges Öffnen oder Schließen des entsprechenden Anschlusses, oder auch Ausführungsformen, in welchen beliebige Zwischenpositionen durch das Klappensegel eingenommen werden können, um einen Drosseleffekt und eine Begrenzung der Zufuhrmenge von Luft an den Ofen erzielen zu können.
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Ferner ist das erfindungsgemäße Verteilersystem hinsichtlich seiner Größe und seiner maximalen Strömungsmenge pro Zeiteinheit im Prinzip beliebig skalierbar und kann demzufolge flexibel eingesetzt oder nachgerüstet und kostengünstig modular hergestellt werden. Ferner wird durch die direkte Lagerung des Klappensegels über seinen Antrieb eine Verminderung von möglichen Reibungsverlusten und damit ein effizienter Betrieb davon ermöglicht.
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Wenngleich die vorliegende Erfindung auch mit lediglich einem einzelnen Ausgangsanschluss ausgeführt sein kann und demzufolge lediglich als steuerbarer Verschluss bzw. steuerbare Drossel wirken kann, so kann insbesondere ebenfalls eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen vorgesehen sein und jedem der Ausgangsanschlüsse kann ein eigenes Klappensegel zugeordnet sein. Auf diese Weise wird ermöglicht, in dem oben angesprochenen Beispiel eines Ofens mit mehreren Zuluftöffnungen diesen selektiv Luft zuzuführen, um eine optimale Betriebseffizienz des entsprechenden Ofens zu jedem Zeitpunkt sicherstellen zu können.
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Um einen entsprechenden koordinierten Betrieb der Antriebsmotoren der mehreren Klappensegel gewährleisten zu können, kann in dem erfindungsgemäßen Verteilersystem eine einzelne Steuereinheit vorgesehen sein, welche mit jedem der Klappensegel betriebsmäßig gekoppelt und dazu eingerichtet ist, die entsprechenden Antriebsmotoren in koordinierter Weise anzusteuern. Diese Steuereinheit kann ferner beispielsweise mit externen Sensoren betriebsmäßig verbunden sein und von ihnen Daten empfangen, beispielsweise Temperaturmessdaten, welche über einen momentanen Betriebszustand des Ofens Aufschluss geben und dementsprechend dazu verwendet werden können, eine momentane optimale Zufuhrmenge oder Zufuhrposition von Luft an den Ofen abzuleiten und die Antriebsmotoren in der entsprechenden Weise anzusteuern. Ferner könnte die Steuereinheit beispielsweise auch mit einer Zeitnahmeeinrichtung versehen oder mit ihr gekoppelt sein, um zeitabhängige vorbestimmte Öffnungscharakteristiken für die einzelnen Klappensegel durchführen zu können.
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Hierbei zeigt es sich, dass eine besonders kompakte Bauform des erfindungsgemäßen Verteilersystems erreicht werden kann, wenn die Steuereinheit in den Körperabschnitt integriert oder in dem Innenraum des Körperabschnitts angeordnet ist. Somit ist die Steuereinheit ebenfalls von Umwelteinflüssen aus der Umgebung geschützt und kann beispielsweise über einen dedizierten Daten- und/oder Stromanschluss kontaktiert werden.
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Weiterhin kann der Körperabschnitt im Wesentlichen quaderförmig gestaltet sein und an zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils einen einzelnen Anschluss aufweisen und an drei weiteren Seiten jeweils zwei Anschlüsse aufweisen. Hierbei kann der einzelne Anschluss an einer der beiden einander gegenüberliegenden Seiten als der Eingangsanschluss dienen, während von den Anschlüssen an den drei weiteren Seiten beliebig viele als Ausgangsanschlüsse wirken können.
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Zusätzlich können überzählige oder in dem momentanen Anwendungsfall nicht eingesetzte Anschlüsse mittels wenigstens eines Deckelelements verschlossen sein, welches dementsprechend fest an den entsprechenden Anschlüssen abdichtend angebracht sein kann, um diese dauerhaft zu verschließen. Hierdurch wird eine einfache Modularisierung des erfindungsgemäßen Verteilersystems erreicht, da im Wesentlichen ein einzelner Typ von Körperabschnitt mit einer geeignet großen Anzahl von Anschlüssen in unterschiedlichsten Anwendungsfällen zum Einsatz kommen kann und in dem jeweiligen Anwendungsfall momentan gerade nicht benötigte Anschlüsse mittels derartiger Deckelelemente einfach verschlossen und damit stillgelegt werden können.
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Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verteilersystem wenigstens einen verlängerten Anschlussstutzen umfassen, welcher an einem der Ausgangsanschlüsse angebracht ist und wiederum einen Ausgangsanschluss sowie einen weiteren Anschluss umfasst. Auf diese Weise kann durch den weiteren Anschluss beispielswiese sichergestellt werden, dass immer eine Mindestmenge an Zufuhrluft zu dem Ofen geliefert werden kann, während durch das entsprechende Klappensegel des mit dem Anschlussstutzen versehenen Ausgangsanschlusses die dort hindurchströmende Luftmenge weiter erhöht werden kann.
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Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verteilersystem wenigstens einen Positionssensor umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, eine momentane Position des oder wenigstens eines der Klappensegel zu erfassen. Auch dieser Positionssensor kann in geeigneter Weise mit der Steuereinheit betriebsmäßig gekoppelt sein und kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, zu überprüfen, ob das entsprechende Klappensegel eine korrekte Position einnimmt, wenn der ihr zugeordnete Antriebsmotor zu einem Schwenken des Klappensegels angesteuert wird.
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Insbesondere kann es sich bei dem oder wenigstens einem der Positionssensoren um einen Reed-Schalter zum Detektieren einer Endposition des Klappensegels handeln. Derartige Reed-Schalter funktionieren derart, dass über eine Annäherung eines Magneten an ein Paar von Kontaktzungen ein Stromkreis geschlossen wird, wobei im vorliegenden Fall beispielsweise ein Neodym-Magnet dem Klappensegel zugeordnet werden kann, während an dem Körperabschnitt ein entsprechendes Reed-Element angebracht sein kann und je nach Bauweise bei einem geöffneten oder geschlossenen Zustand durch die Annäherung des Magneten an den Reed-Schalter signalisiert wird, dass das Klappensegel die entsprechende Position eingenommen hat.
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Selbstverständlich könnte jedoch auch auf andere Arten von Positionssensoren zurückgegriffen werden, insbesondere in Ausführungsformen, in welchen das Klappensegel nicht nur einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand einnehmen kann und dementsprechend auch andere Winkelzustände des Klappensegels zu detektieren wären.
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In einer besonders gut zu handhabenden Ausführungsform kann der wenigstens eine Antriebsmotor mit Nieder-Gleichspannung betreibbar sein, beispielsweise 5 Volt DC. Derartige Motoren sind problemlos erhältlich und zu betreiben, sodass beispielsweise auch eine Versorgung der einzelnen Antriebsmotoren über die Steuereinheit oder eine an ihr vorgesehene Versorgungsplatine erfolgen kann, was den Einbau und den Betrieb der entsprechenden Antriebsmotoren sowie der zugehörigen Klappensegel weiter vereinfacht.
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Da sich entsprechende Motoren durch eine äußerst geringe Stromaufnahme auszeichnen, kann das erfindungsgemäße Verteilersystem ferner einen Akkumulator, ein thermoelektrisches Element und/oder ein Photovoltaik-Element zur Versorgung des wenigstens einen Antriebsmotors umfassen, um einen wenigstens zeitweise autarken Betrieb davon ermöglichen zu können, in welchem unabhängig von einer äußeren Stromzufuhr das Klappensegel zwischen seinen möglichen Positionen verlagerbar ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform davon noch deutlicher, wenn diese gemeinsam mit den beiliegenden Figuren betrachtet wird. Diese zeigen im Einzelnen:
- 1 eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verteilersystems;
- 2 das Verteilersystem aus 1 in einem eingebauten Zustand;
- 3 das Verteilersystem aus 1 in einer Schnittansicht;
- 4a und 4b Detailansichten eines Klappensegels des Verteilersystems aus 1; und
- 5 eine Darstellung eines Deckelelements des Verteilersystems aus 1.
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In 1 ist zunächst ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verteilersystems zum Steuern der Zufuhr von Luft an einen Ofen in einer isometrischen Darstellung gezeigt und ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Verteilersystem umfasst einen im Wesentlichen quaderförmigen hohlen Körperabschnitt 12, welcher an zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils einen einzelnen Anschluss 14a und 14b aufweist, sowie an drei weiteren Seiten jeweilige Paare von Anschlüssen 16a bis 16c.
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An dieser Stelle sei bereits kurz auf die 2 verwiesen, in welcher das Verteilersystem 10 aus 1 in einem eingebauten Zustand dargestellt ist, wobei ersichtlich ist, dass der Anschluss 14a mit einer Eingangsleitung 18 verbunden ist und somit als Eingangsanschluss für das Verteilersystem 10 wirkt, während den beiden Anschlüssen 16b jeweilige Ausgangsleitungen 20 zugeordnet sind, welche andererseits an unterschiedlichen Positionen an einen Ofen 22 münden, sodass die beiden Anschlüsse 16b als jeweilige Ausgangsanschlüsse des Verteilersystems 10 wirken.
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Da somit die weiteren Anschlüsse 14b, 16a und 16c des Verteilersystems 10 in der in 2 gezeigten Konfiguration nicht benötigt werden und stillgelegt werden müssen, sind diese sämtlich mit Deckelelementen 24 dicht verschlossen, wobei ein derartiges Deckelelement 24 in 5 vergrößert dargestellt ist und mittels zweier gegenüberliegender Schnappelemente 24a in jeweilige Ausnahmen 24b der entsprechenden Anschlüsse 14b, 16a und 16c eingreifen kann, um den jeweiligen Anschluss dicht zu verschließen.
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Während in der in 2 gezeigten Konfiguration der Eingangsanschluss 14a dauerhaft geöffnet ist, sodass ein Einströmen von Luft in den in der Schnittansicht von 3 zu erkennenden hohlen Innenraum 12a des Körperabschnitts 12 einströmen kann, so sind die beiden Ausgangsanschlüsse 16b mit jeweiligen Klappensegeln 26 versehen, welche weiter unten unter Bezugnahme auf die 4a und 4b noch detailliert erläutert werden. Bereits in 1 lässt sich jedoch erkennen, dass die Klappensegel 16 gegenüber den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 16b schwenkbar bezüglich jeweiliger Schwenkachsen 28 gelagert sind und zwischen einem geöffneten Zustand, in welchem in der Darstellung aus 1 das jeweilige Klappensegel 16 vertikal ausgerichtet ist, und einem geschlossenen Zustand verschwenkbar sind, welcher in der Darstellung aus 1 vertikal liegt.
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Zum Antrieb dieser Schwenkbewegung ist jedes der Klappensegel 26, wie in den 4a und 4b zu erkennen ist, mit einem Antriebsmotor 30 versehen, welcher unmittelbar in dem Klappensegel 26 selbst integriert ist und direkt auf die jeweilige Lagerachse 28 wirkt, welche wiederum in geeigneter Weise an dem Körperabschnitt 12 getragen ist. Hierbei kann es sich insbesondere um Antriebsmotoren 30 handeln, welche mit Nieder-Gleichspannung betreibbar sind, was zu einem besonders energieeffizienten Betrieb des erfindungsgemäßen Verteilersystems 10 führen kann.
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Zuletzt soll erneut auf die Schnittansicht aus 3 verwiesen sein, in welcher zu erkennen ist, dass in dem bereits angesprochenen hohlen Innenraum 12a des Körperabschnitts 12 ferner eine Steuereinheit 32 angeordnet ist, welche über nicht dargestellte Daten- und/oder Stromverbindungen mit den jeweiligen Antriebsmotoren 30 der Klappensegel 26 betriebsmäßig gekoppelt ist und diese dementsprechend über einen koordinierten Betrieb ansteuern kann.
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Indem die Steuereinheit 32 innerhalb des Körperabschnitts 12 angeordnet ist, ist sie vor schädlichen Umwelteinflüssen geschützt und das Verteilersystem 10 kann in einer besonders einfachen Weise montiert oder in bestimmten Anlagen nachgerüstet werden, wobei lediglich Strom- und/oder Datenverbindungen mit der Steuereinheit 32 von außen herzustellen wären.
