DE1154252B - Abschirmung von Raumoeffnungen durch einen Luftschleier - Google Patents

Abschirmung von Raumoeffnungen durch einen Luftschleier

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    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F13/26Arrangements for air-circulation by means of induction, e.g. by fluid coupling or thermal effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F9/00Use of air currents for screening, e.g. air curtains

Description

  • Abschirmung von Raumöffnungen durch einen Luftschleier Die Erfindung bezieht sich auf Abschirmungen von Raumöffnungen durch einen Luftschleier mittels Frischluft unter Verwendung eines innerhalb oder außerhalb über der abgeschirmten Öffnung über deren Breite reichenden, in einem Winkel von der Wand abstehenden Verteilerstückes.
  • Bekannte derartige Luftschleieranlagen zeigen vielfach eine ungenügende Wirksamkeit. Man ist daher meist dazu übergegangen, Luftschleieranlagen mit geschlossenem Luftkreislauf zu bauen. Eine derartige Ausführung erfordert aber nicht nur erhebliche Baukosten für die Herstellung der Luftkanäle, sondern auch teure Betriebskosten wegen des hohen Luftwiderstandes der Kanäle. Vor allem aber können Anlagen mit geschlossenem Luftkreislauf nicht ohne große bauliche Änderungen, die sich meist nachträglich gar nicht durchführen lassen, an vorhandenen Anlagen angebracht werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mit gutem Wirkungsgrad arbeitende, im Aufbau aber einfache und preisgünstige Einrichtung zur Erzeugung eines Luftschleiers zum Abschirmen von Raumöffnungen, ins: besondere bei Kühlanlagen, zu schaffen, die sich ohne Konstruktionsänderung an die verschiedenen Aufstellmöglichkeiten anpassen und auch jederzeit nachträglich ohne bauliche Änderungen und zusätzliche Kosten bei vorhandenen Anlagen vorsehen läßt.
  • Es hat sich gezeigt, daß bei bekannten Anlagen die Wirksamkeit des. Luftschleiers dadurch ungünstig beeinfiußt wird, daß der auf die gegenüber dem Verteilerstück liegende Wandung oder den Boden in einem Anprallwinkel a auftreffende Luftstrom sich in zwei Teilströme aufteilt, deren größerer zwar nach außen, d. h. von der abzuschirmenden Öffnung fort, abfließt, der kleinere aber in unerwünschter Weise nach innen, also in den abzuschirmenden Raum hinein, strömt. Dieser Teilstrom wird nun um so größer, je größer der Anprallwinkel a ist. Würde der Anprallwinkel 90° betragen, die Öffnung des Verteilerstückes also senkrecht auf die gegenüberliegende Wandung gerichtet sein, so müssen die nach außen und innen abfließenden Luftmengen gleich groß werden. Der nach innen zum abzuschirmenden Raum hin gerichtete Luftstrom ist um so kleiner, je kleiner der Anprallwinkel a ist, je geneigter also das Verteilerstück zur gegenüberliegenden Wandung eingestellt ist.
  • Weiterhin hat sich gezeigt, daß die nach innen zur abzuschirmenden Öffnung hin gerichtete Luftströmung um so kleiner wird, je geringer die Luftgeschwindigkeit ist, mit welcher der noch ungeteilte Luftstrom auf die gegenüberliegende Wandung auftrifft. Von einer gewissen Größe derselben an tritt nun überhaupt keine zum abzuschirmenden Raum hin gerichtete Luftströmung mehr auf, sofern die entgegengesetzte, aus dem abzuschirmenden Raum hinaus gerichtete Strömung gleich groß oder größer als die Geschwindigkeit des Luftschleiers ist.
  • Einer Änderung des Anprallwinkels sowie einer Herabsetzung der Luftgeschwindigkeit und damit der Luftmenge für die Bildung des Luftschleiers sind jedoch Grenzen gesetzt: Je kleiner der Anprallwinkel a gemacht wird, um so größer wird die ungeschützte Dreiecksfläche zwischen dem Winkel ß und der Fläche der abzuschirmenden Öffnung sein. Je geringer die Luftmenge gemacht wird, um so dünner und weniger widerstandsfähig wird der Luftschleier sein, da er an dem am weitesten vom Verteilerstück ab liegenden Teil der zu schützenden Öffnung immer breiter wird. Beides hat zur Folge, daß durch die ungeschützte Dreiecksfläche in zunehmendem Maße Fremdluft in die abzuschirmende Öffnung eindringt, diese Fremdluft strömt nach oben und verringert dadurch die Wirkung des Luftschleiers.
  • Es kommt hiernach entscheidend auf die richtige Schrägstellung des Verteilerstückes und die richtige Bemessung der Luftmenge an, wenn der Luftschleier überhaupt wirkungsvoll sein soll. Beide Bedingungen - einerseits die Schrägstellung des Verteilerstückes und andererseits die richtige Bemessung der Luftmenge - sind für verschieden hohe abzuschirmende Öffnungen verschieden. Bei einer kleineren Höhe der Öffnung müssen kleinere Luftmengen gewählt werden als bei größeren, wenn die Anprallgeschwindigkeit nicht zu groß werden soll, da der Luftströmung auf dem kürzeren Wege ein geringerer Widerstand entgegengesetzt wird und umgekehrt. Aber auch der Anprallwinkel a muß bei einer niedrigeren Öffnung kleiner gemacht werden als bei einer hohen Öffnung, da die Luftmenge mit Rücksicht auf die Widerstandsfähigkeit des Luftschleiers nicht beliebig herabgesetzt werden kann und sich aus diesem Grunde .relativ höhere Anprallgeschwindigkeiten ergeben, deren Einfluß auf die Rückströmmenge der Luft durch , eine größere Schrägstellung der Verteilerstücke wieder auszugleichen ist.
  • Schließlich bestimmen auch äußere Verhältnisse die Wahl der Luftmenge und der Schrägstellung des Verteilerstückes: So muß bei größeren Temperaturunterschieden zwischen dem abzuschirmenden und dem vor ihm liegenden Raum ein dichterer Luftschleier- gewählt werden, weil das größere Temperaturgefälle den Luftaustausch zwischen beiden Räumen begünstigt. In solchen Fällen müssen demnach größere Luftmengen zur Bildung des Luftschleiers verwendet werden und eine größere Schrägstellung des Verteilerstückes vorgesehen werden. Dasselbe muß geschehen, wenn beispielsweise mit einem stärkeren Außenwind zu rechnen ist, der auf der abzuschirmenden Öffnung liegt und einen zu dünnen Luftschleier zerreißen würde.
  • Da nun mit Rücksicht auf eine wirtschaftliche Fertigung und einen rationellen Betrieb die Luftschleieranlagen unmöglich von vornherein allen jeweiligen besonderen örtlichen Verhältnissen angepaßt werden können, müssen diese so ausgebildet sein, daß der Einstellwinkel ß der Verteilerstücke und damit der Anprallwinkel a sowie die Luftmenge ohne Konstruktionsänderungen der Anlage auf eine einfache Weise an Ort und Stelle verändert werden können. Ferner müssen Mittel angewendet werden, die auch die Seiten des Luftschleiers, d. h. die vom Einstellwinkel ß bis zur Anprallfläche hin immer größer werdende Dreiecksfläche, ausreichend abschirmen.
  • Nach der Erfindung wird die Aufgabe in der Weise gelöst, daß das Verteilerstück bezüglich der Wand schwenkbar und vorzugsweise durch zur Wand senkrechte und bezüglich der Lotrechten schwenkbare seitliche Verteilerstücke ergänzt ist und daß in der Fläche des Verteilerstückes, die dem oben mit einer Abdichtung versehenen toten Raum zwischen Wand und Verteilerstück zugekehrt ist, gegebenenfalls nach Art von Venturidüsen wirkende Fremdluftabsaugeöffnungen vorgesehen sind.
  • Die Ausführung kann so getroffen werden, daß die Austrittsdüse des Verteilerstückes um ein Kugelgelenk oder das Verteilerstück mit der Austrittsdüse um ein Scharnier schwenkbar ist. Es kann auch zwischen Ventilator und Verteilerstück ein Zwischenstück angeordnet werden, um dessen in Umfangsrichtung mit Längsschlitzen versehene Flansche das Verteilerstück drehbar ist.
  • Die Absaugeöffnungen für die Fremdluft werden zweckmäßig durchgehend oder in regelmäßigen Abständen an rohrförmigen oder durch Leitbleche gebildeten schlitzförmigen Düsen vorgesehen.
  • Unterhalb der Anprallfläche des vom Verteilerstück erzeugten Luftschleiers können vorteilhaft Luftleitflächen zur Umleitung des Luftstrahles nach oben vorgesehen werden.
  • Eine besonders gedrängte Bauweise läßt sich durch Zusammenbau des Verteilers mit einem seine gesamte Breite einnehmenden Zentrifugalventilator erreichen. In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung die Vorderansicht einer Ausführungsform der Anordnung mit zentral angeordnetem Ventilator, Fig.2 in Vorderansicht eine etwas abweichende Ausführungsform der Anordnung, Fig.3 in Ansicht das Seitenverteilstück gemäß Fig. 2, Fig. 4 in schematischer Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine einfache Ausführungsform der Anordnung des Verteilstückes mit einer einzigen Düse, Fig.5 in schematischer Seitenansicht eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 4, und zwar mit zwei Düsen, Fig. 6 in schematischer Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine Anordnung mit einer Abdichtung, Fig. 7 in schematischer Seitenansicht eine Anordnung mit einem Leitblech, Fig. 8 in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine Ausführungsform der Anordnung, in deren unterem Teil eine Düse zum Absaugen vom Fremdluft eingebaut ist, . Fig. 9 in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine Ausführungsform der Anordnung mit einem eingebauten Leitblech und mit einem Kugelscharnier zum Schwenken der Verteilstücke, Fig. 10 in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine andere Ausführungsform zum Schwenken der Verteilstücke, Fig. 11 in Seitenansicht eine Ausführungsform der Anordnung mit einer unter dem Flur liegenden Luftleitfläche, Fig. 12 in schaubildlicher Darstellung eine weitere Ausführungsform der Anordnung mit seitlicher Luftzufuhr, Fig. 13 eine Vorderansicht einer wiederum anderen Ausführungsform der Anordnung mit einem Zentrifugalventilator, Fig. 14 zum Teil im Schnitt eine Seitenansicht der Anordnung in Richtung A-B der Fig. 13, Fig. 15 im Längsschnitt eine von der Anordnung gemäß Fig. 13 und 14 abgewandelte Ausführungsform mit zwei an den Seiten angeordneten Ventilatoren, Fig.16 in Vorderansicht eine Anordnung mit einem durchgehenden Ventilator und Fig. 17 einen Querschnitt gemäß C-D der Fig. 16. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Bildung eines Luftschleiers zum Zwecke der Abschirmung von Öffnungen aller Art ist, in den beispielsweise dargestellten Ausführungsformen, oberhalb der abzuschirmenden Öffnung 1; unter Verwendung eines an sich bekannten Ventilators 2 sowie eines Hauptverteilstückes 3, angeordnet, dessen unterer Teil 4 derart ausgerichtet ist, daß der Luftschleier 5 unter einem Anprallwinkel a auf die dem Hauptverteilstück 3 gegenüberliegende Anprallfläche 6 so auftrifft, daß der gewünschte Luftschleier 5 die Öffnung 1 in der jeweils erforderlichen Weise abschirmt.
  • Das Hauptverteilstück 3 verläuft parallel zu der die abzuschirmende Öffnung 1 umgebenden Wand 7, soweit sich der Verlauf auf die Längsebene des Verteilstückes 3 bezieht. Erfindungsgemäß werden nun die zwischen dem Hauptverteilstück 3 und der Wand 7 entstehenden freien Dreieckflächen durch Seitenverteilstücke 8 abgedeckt. Die Seitenverteilstücke 8 können dabei senkrecht zur Längsrichtung des Hauptverteilstückes 3 oder in einem Winkel zu diesem, im wesentlichen aber bis an die Wand 7, verlaufen. Die Seitenverteilstücke 8 können mit dem Hauptverteilstück 3 aus einem gemeinsamen Werkstück gefertigt oder aber auch mit letzterem abnehmbar verbunden sein. Es wird entweder nur ein einziges Hauptverteilstück 3 und ein einziges Seitenverteilstück 8 verwendet oder aber auch mehrere Verteilstücke 3 und 8, die parallel zueinander angeordnet sind (Fig. 5). Auch in letzterem Falle braucht nur ein einziger Ventilator 2 benutzt zu werden.
  • Der untere Teil 4 der Verteilstücke 3 und 8 weist in der Regel eine für die jeweils erforderliche Saugwirkung zweckmäßige Länge auf, ohne daß irgendwelche weitergehende Hilfsmaßnahmen zur Abschirmung der Öffnung 1 angewendet zu werden brauchen (Fig. 4). Wenn in den Bereich der abzuschirmenden Öffnung 1 dennoch Fremdluft 9 eindringen sollte, so wird dieselbe durch die im weiteren bezeichneten Maßnahmen aus dem Bereich der Öffnung 1 abgeführt und zum freien Abströmen gebracht.
  • Das einfachste Mittel hierzu ist die Anordnung einer Abdichtung 10 im toten Raum zwischen der die abzuschirmende Öffnung 1 umgebenden Wand 7 und den Verteilstücken 3, B. Die Abdichtung 10 kann, je nach den örtlichen Verhältnissen und Anforderungen, mehr oder weniger tief heruntergezogen werden (Fig. 5, 6). Eine weitere Hilfe für die Ableitung von Fremdluft 9 besteht darin, daß in der vorerwähnten Dreiecksfläche zwischen der Wand 7 und den Verteilstücken 3, 8 ein Leitblech 11 angeordnet wird (Fig. 7).
  • Eine wirksamere Abhilfe gegen das Ansammeln von Fremdluft 9 im toten Raum zwischen der Wand 7 und den Verteilstücken 3, 8 sowie zur freien Ableitung derselben wird dadurch geschaffen, daß im Bereich des unteren Teiles 4 des Hauptverteilstückes 3, entweder in regelmäßigen Abständen oder durchgehend, Düsen 13 derart in das Hauptverteilstück 3 eingeführt werden, daß die Fremdluft 9, infolge der im Bereich des Verteilstückes 3 vorhandenen Saugwirkung, durch die obere Öffnung 12 der Düse 13 abgezogen wird (Fig. 8).
  • Eine andere Ausführungsform der Hilfsmaßnahmen zur Ableitung der Fremdluft 9 besteht darin, daß in das Hauptverteilstück 3 ein Leitblech 14 eingebaut wird, welches so ausgebildet ist, daß es einen Venturidüseneffekt ausübt, so daß die Fremdluft 9 durch den unteren Teil 4 des Hauptverteilstückes 3 mitgerissen wird und frei abströmt (Fig. 9).
  • Eine weitere Hilfe zur Freihaltung der abzuschirmenden Öffnung 1 gegen ein Eindringen von Fremdluft 9 besteht darin, daß die Richtung des Luftschleiers 5. je nach den örtlichen Verhältnissen und Bedingungen, verstellbar gemacht wird. Dieses wird dadurch erreicht, daß das Hauptverteilstück 3 um ein Kugelscharnier 15 schwenkbar ist und der schwenkbare Teil durch eine Kulisse 16 festgestellt wird (Fig. 9).
  • Eine weitere Ausführungsform für die Verstellbarkeit des Hauptverteilstückes 3 besteht darin, daß dieses um ein Scharnier 17 schwenkbar ist und durch eine Stellschraube 18 in der erforderlichen Lage festgestellt wird (Fig. 10).
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, die insbesondere für Anlagen bestimmt ist, bei welchen der Luftschleier 5 unter einem Anprallwinkel a von nahezu 90°, also fast senkrecht auf die Anprallfläche 6 auftrifft und demzufolge der Einstellwinkel fl fast Null ist und bei der die Fläche 6 zum Teil mit einer geriffelten oder in sonst geeigneter Art mit Öffnungen versehenen Abdeckung 19 belegt sein kann, sind unter der Abdeckung 19 eine Leitrolle 20 und eine aufsteigende Leitfläche 21 angeordnet, mit Hilfe welcher der Luftschleier 5, nach Auftreffen auf die Anprallfläche 6, nach außen abgeleitet wird (Fig. 11).
  • Erfindungsgemäß brauchen die Hauptverteilstücke 3 keineswegs nur von Ventilatoren 2 angetrieben zu werden, die in der Mitte des Verteilstückes 3 angeordnet sind und von dort in den Raum vor der abzuschirmenden Öffnung 1 hineinragen. Das Verteilstück 3 kann, wenn es die räumlichen Verhältnisse erfordern, auch derart ausgebildet sein, daß der Ventilator 2 in der Längsrichtung des Verteilstückes 3 angeordnet ist und Frischluft, erforderlichenfalls aus einem benachbarten Raum hinter der Wand 7, ansaugt (Fig, 12).
  • Zur Verstellung des Einstellwinkels /3 ist ein Zwischenstück 22 vorgesehen. Dieses sowie der Stutzen 23 des Verteilstückes 3 sind mit Flanschen 24 versehen, in denen Schlitze 25 angebracht sind, in die Haltedaumen eingreifen, um welche das Hauptverteilstück 3 und mit ihm die Seitenverteilstücke 8 verstellt werden können.
  • An Stelle der Flügelventilatoren 2 können mit gleicher und zum Teil sogar mit einer intensiveren Wirkung auch Zentrifugalventilatoren 26 treten, die ebenfalls entweder in der Mitte der Anordnung (Fig.13, 14) oder an beiden Enden derselben (Fig.15) angeordnet sein können.
  • Oberhalb der Verteilstücke 3 dieser Anordnungen sind zweckmäßigerweise Leitstücke 27 in einer Längstrommel 28 angebracht (Fig. 13 bis 15).
  • Eine Abwandlung dieser Ausführungsform besteht darin, daß in der Längstrommel 28 rotierende Leitschaufeln 29 angebracht sind, mittels welcher die Außenluft durch einen Spalt 30 angesaugt wird. Die Leitschaufeln 29 sind durch einen Elektromotor 31 angetrieben, der an einer der beiden Stirnseiten der Längstrommel 28 angeordnet ist.
  • Durch die vorbeschriebenen Hilfsmittel wird eine wirksame Regelung der zur Abschirmung der Öffnung 1 jeweils erforderlichen Luftmenge und der Richtung des Luftschleiers 5 erreicht. Die erfindungsgemäßen Einrichtungen sind nicht nur bei Anordnung über der abzuschirmenden Öffnung, sondern auch unter oder an den Seiten derselben zu verwenden. Dabei ist es gleichgültig, ob es sich um die Abschirmung eines kalten oder warmen Luftstromes handelt.
  • Es kommt bei der Verwendung der Anordnungen gleichermaßen nicht darauf an, ob die abzuschirmende Öffnung 1 dauernd offen ist oder mit einer von Zeit zu Zeit zu öffnenden Tür oder einem sonstigen Verschluß versehen ist. Des weiteren ist es gleichgültig, ob durch die abzuschirmende Öffnung 1 Personen hindurchgehen oder Lasten befördert werden. Die Einrichtung ist demnach auch für durch Öffnungen hindurchgehende Transportbanddurchführungen und Rollenbahnen zu verwenden. bei denen gegebenenfalls der Luftschleier von mehr als einer Seite in Tätigkeit gesetzt wird. Schließlich kann die erfindungsgemäße Einrichtung sowohl für stationäre als auch für transportable Anlagen aller Art verwendet werden. Es ist dabei gleichgültig, ob es sich um die Abschirmung gegen einen Luftstrom oder auch gegen das Eindringen von Insekten usw. handelt.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Abschirmung von Raumöffnungen durch einen Luftschleier mittels Frischluft unter Verwendung eines innerhalb oder außerhalb über der abzuschirmenden Öffnung über deren Breite reichenden, in einem Winkel von der Wand abstehenden Verteilerstückes, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerstück (3) bezüglich der Wand (7) schwenkbar und vorzugsweise durch zur Wand senkrechte und bezüglich der Lotrechten schwenkbare seitliche Verteilerstücke (8) ergänzt ist und daß in der Fläche des Verteilerstückes, die dem nach oben mit einer Abdichtung (10, 11) versehenen toten Raum zwischen Wand und Verteilerstück zugekehrt ist, gegebenenfalls nach Art von Venturidüsen wirkende Fremdluftabsaugeöffnungen (12, 14') vorgesehen sind.
  2. 2. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse (4) des Verteilerstückes um ein Kugelgelenk (15) schwenkbar ist.
  3. 3. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerstück mit der Austrittsdüse (3, 4) um ein Scharnier (17) schwenkbar ist.
  4. 4. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ventilator (2) und Verteilerstück (3) ein Zwischenstück (22) angeordnet ist, um dessen in Umfangsrichtung mit Längsschlitzen (25) versehene Flansche (24) das Verteilerstück drehbar ist.
  5. 5. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeöffnungen (12, 14') für die Fremdluft durchgehend oder in regelmäßigen Abständen an rohrförmigen oder durch Leitbleche gebildeten schlitzförmigen Düsen vorgesehen sind.
  6. 6. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Anprallfläche (6) des vom Verteilerstück erzeugten Luftschleiers Luftleitüächen (20, 21) zur Umlenkung des Luftstrahls nach oben vorgesehen sind (Fig. 11).
  7. 7. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerstück (3) mehrere parallele, der Breite des Verteilerstückes entsprechende Austrittsdüsen (4) aufweist. B. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (3) mit einem über seine Breite reichenden Zentrifugalventilator (29) versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 962 436; österreichische Patentschrift Nr. 194 570; USA.-Patentschrift Nr. 983 877.
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