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Luftkanal, insbesondere Kanal viereckigen Querschnitts Die Erfindung
betrifft Luftkanäle, insbesondere Kanäle viereckigen Querschnittes, mit über die
Länge des Kanals verteilten einzelnen Luftauslässen.
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Ein Mangel dieser Kanäle besteht darin, daß selbst bei einer gleichmäßigen
Luftverteilung infolge der Strömung der Luft in Längsrichtung des Kanals die aus
Schlitz- oder Lochauslässen austretenden Luftstrahlen eine Schrägkomponente in Strömungsrichtung
der Luft im Kanal haben und daher die Luft in einer einseitig gerichteten Strömung
dem Raum zugeleitet wird. Der Austrittswinkel ist z. B. bei Kanälen mit zwecks gleichbleibender
Luftaustrittsgeschwindigkeit über die Länge dreieckförmig verjüngtem Querschnitt
bekanntlich abhängig vom Verhältnis des durch die Gesamtzahl der Auslässe gegebenen
Austrittsquerschnittes F, zum Eintrittsquerschnitt F". Mit abnehmendem Verhältnis
F.,/F, nähert sich die Ausströmrichtung mehr und mehr der Senkrechten zu der die
Auslässe tragenden Kanalwand.
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Es ist bei Blaskanälen, z. B. bei Klimakanälen für die gleichmäßige
Belüftung des Raumes über die Länge des Kanals, bekannt, die sich aus der Strömungsrichtung
der Luft im Kanal ergebende Schrägkomponente des austretenden Strahls durch einen
ausreichend langen Führungshals der Auslässe auszuschalten. Solche Führungshälse
für die Vielzahl der Auslässe verteuern aber die Herstellung der Luftkanäle beträchtlich,
da Hälse von zur senkrechten Austrittsrichtung des Düsenstrahls ausreichender Länge
sich nicht aus der dünnen Wandung z. B. von Blechkanälen herausdrücken lassen. Sie
müssen vielmehr als gesonderte Einzelteile hergestellt und an der die Auslässe tragenden
Wandung oder den Wandungen des Luftkanals dann z. B. durch Schweißen dicht befestigt
werden.
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Die Erfindung weist einen Weg, der ohne besondere Führungshälse für
die Auslässe den senkrechten Austritt der Luftstrahlen aus Schlitz- oder Lochauslässen
der Kanalwandung erreichen läßt.
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Erfindungsgemäß wird dazu die die Auslässe enthaltende Wandung des
Kanals an den Sitzstellen der Auslässe in der Weise schräg geneigt, daß die aus
der Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Kanal sich ergebende Schrägkomponente für
die austretenden Strahlen durch die Schrägneigung der Auslässe ausgeglichen wird.
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Die Neigung kann in besonders kritischen Fällen noch korrigiert werden,
um den Einfluß der sich an den Kanalwänden bildenden Grenzschicht auszugleichen.
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Bei Kanälen mit über die Länge gleichbleibendem Querschnitt vermindert
sich die Geschwindigkeit der eingeströmten Luft stetig von ihrem Größtwert am Anfang
des Kanals bis auf Null am Ende des Kanals. Entsprechend wird erfindungsgemäß die
Kanalwand an den Sitzstellen der Auslässe in einem entsprechend abnehmenden Winkel
zur Kanalebene geneigt.
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Bei Kanälen mit für eine gleichbleibende Luftgeschwindigkeit über
ihre Länge dreieckförmig verjüngtem Querschnitt werden die Sitzstellen der Auslässe
gegen die Wandebene entsprechend der gleichbleibenden Strömungsgeschwindigkeit im
Kanal gleichmäßig geneigt.
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Kanäle dieser Art, d. h. mit dreieckförmig verjüngtem Querschnitt,
können insbesondere als Blasdüsenkästen in Düsentrocknern und Fixiermaschinen Verwendung
finden. In diesen Blasdüsenkästen mit in deren Boden vorgesehenen Lochdüsen als
Auslässe wird erfindungsgemäß der Boden an seinen die einzelnen Lochdüsen enthaltenden
Stellen durch Stauchen, Drücken oder Ausbeulen in die zum Ausgleich der Schrägkomponente
der Austrittsstrahlen erforderliche Schrägstellung zur Ebene des Düsenkastenbodens
verformt.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele von Luftkanälen
nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen horizontalen Längsschnitt durch einen Kanal mit
über seine Länge gleichbleibendem Querschnitt, Fig. 2 durch einen Kanal mit dreieckförmig
abnehmendem Querschnitt, Fig. 3 schaubildlich einen vertikalen Längsschnitt durch
einen als Blasdüsenkasten in Düsentrocken-oder Fixiermaschinen für die Behandlung
von Gewebebahnen dienenden, sich über die Warenbahnbreite erstreckenden Kanal, während
Fig.
4 und 5 in größerem Maßstab die Neigung des Düsenkastenbodens an den Sitzstellen
der Lochdüsen in einer Draufsicht auf den Boden und in einem Schnitt nach der Linie
V-V der Fig. 4 wiedergeben.
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Der Luftkanal nach Fig. 1 ist beispielsweise ein viereckiger Blechkanal
l mit über seine Länge konstantem Querschnitt. An einer Wandseite 2 sind in gleichmäßiger
Verteilung über die Länge des Kanals Auslässe 3 vorgesehen. Diese können aus Schlitzen
bestehen, die dann vorteilhaft mit ihrer längeren Abmessung senkrecht zur Zeichenblattebene
stehen. Die Auslässe 3 können aber auch von einzelnen ovalen oder runden Löchern
gebildet werden, wobei die runden Löcher gegebenenfalls zu mehreren in Reihen nebeneinander
angeordnet sein können. Statt, wie dargestellt, auf nur einer Kanalseite 2 können
die Auslässe 3 auch noch auf der gegenüberliegenden Kanalseite 4 vorgesehen sein,
wenn z. B. der Kanal nicht längs einer Raumwand, sondern quer durch den Raum verläuft.
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Bei in glatt durchlaufender Wandebene liegenden Auslässen 3 würde
die Luft infolge der durch den Pfeil A angedeuteten Einströmungsrichtung in den
Kanal an dessen Anfang mit starker Neigung in Strömungsrichtung der Luft im Kanal
austreten, wie dies durch den gestrichelten Pfeil 5 angedeutet ist.
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Um diese Schrägkomponente auszugleichen, wird die Kanalwand an den
Sitzstellen der Auslässe so geneigt, daß die dadurch an sich gegebene Strahlrichtung
6 für den Austritt der Luft aus den Auslässen 3 entgegengesetzt zu der aus der Strömungsrichtung
der Luft im Kanal herrührenden Schrägkomponente 5 steht, wodurch sich als Resultierende
ein zur Längsachse des Kanals senkrechter Luftaustritt aus den Auslässen 3 ergibt.
Da bei einem Kanal gleichen Querschnittes die Strömungsgeschwindigkeit im Kanal
abnimmt und am Ende auf den Wert Null absinkt, wird die aus der Strömungsgeschwindigkeit
im Kanal herrührende Schrägkomponente der aus den Auslässen austretenden Strahlen
gegen das Ende des Kanals stetig kleiner, so daß die Schrägneigung der Auslässe
3 gegen die Wandebene für den senkrechten Austritt der Strahlen zum Kanalende hin
entsprechend zu verringern ist. Gegebenenfalls kann in kritischen Fällen noch der
aus einer verschieden starken Grenzschicht am Anfang und Ende des Kanals herrührende
Einfluß bei der Neigung berücksichtigt werden.
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In Fig.2 ist ein Luftkanal mit zwecks gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit
über die Länge des Kanals dreieckförmig verjüngtem Querschnitt dargestellt. Infolgedessen
würde die Luft aus allen von Öffnungen in der Wandebene gebildeten Auslässen 3 mit
gleichen Schrägkomponenten 5 austreten. Zum Ausgleich der Schrägkomponente sind
die Sitzstellen der Auslässe 3 in eine gleiche, für den Austritt gegensätzlich wirkende
Schrägstellung gegen die Wandebene gebracht.
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Der Kanal l nach Fig. 3 ist als Blasdüsenkasten zur Behandlung von
Warenbahnen durch senkrecht auftreffende Strahlen bestimmt. Die Düsenkästen bestehen
aus verhältnismäßig schmalen, in Längsrichtung der Maschine mit Abstand voneinander
folgenden Einzelkästen, die sich über die Breite der Warenbahn 7 erstrecken. Den
Düsenkästen wird die Luft von einer Längsseite der Maschine durch einen Umwälzlüfter
zugeführt und tritt durch die Neigung der Sitzstellen der Lochdüsen 3 gegen die
Bodenebene des Kastens aus den Düsen 3 senkrecht auf die Warenbahn 7 auf. Nach dem
Auftreffen fließt die Luft zunächst in dem durch die Düsenkästen überdeckten Bereich
in Längsrichtung der Warenbahn ab und wird im Zwischenraum zwischen den aufeinanderfolgenden
Düsenkästen zum Lüfter zurückgesaugt. In den in Längsrichtung der Warenbahn aufeinanderfolgenden
Düsenkästen, die in den meisten Fällen sowohl über wie unter der Warenbahn 7 angeordnet
sind, sind die Auslässe 3 in den aufeinanderfolgenden Kästen in der Breitenrichtung
gegeneinander versetzt, um eine gleichmäßige Beaufsehlagung über die ganze Fläche
der Warenbahn zu gewährleisten.
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Bei dem Düsenkasten nach Fig. 3 bestehen die Auslässe 3 vornehmlich
aus in den Düsenkastenboden gestanzten Lochdüsen, die durch Ausbeulen des Düsenkastenbodens
an den Sitzstellen der Lochdüsen gegen die Ebene des Kastenbodens so geneigt sind,
daß die aus der Strömungsrichtung der Luft im Kanal resultierende Schrägkomponente
5 ausgeglichen und ein senkrechter Austritt für das Auftreffen auf die Warenbahn
gewährleistet ist.
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Fig. 4 und 5 zeigen in einer Draufsicht und einem Querschnitt die
vorzugsweise durch Kaltverformung mittels Stauchens, Drückens oder Ausbeulens erzielte
Schrägstellung der Sitzflächen der Lochdüsen 3 gegenüber der Ebene des Düsenkastenbodens.
Durch das damit erreichte senkrechte Austreten der Strahlen wird die Trockenleistung
verstärkt und insbesondere verhindert, daß durch ein in Strömungsrichtung geneigtes
schräges Auftreffen der Strahlen der der Eintrittsseite der Luft in den Düsenkasten
zu gelegene Rand der Warenbahn nicht beaufschlagt wird und in der Behandlung zurückbleibt.