DE1800098A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Torluftvorhanges - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Torluftvorhanges Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Torluftvorhanges, bei dem Umgebungsluft angesaugt und im Bereich der Toröffnung von oben in Richtung auf den Boden geblasen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Es ist bekannt, zur Verhinderung von Wärmeverlusten und zur Vermeidung von Zugbelästigungen bei geöffneten Türen und Toren Luftvorhänge, d. h. sogenannte Torluftvorhänge, zu verwenden. Derartige Torluftvorhänge werden in der Regel durch Ventilatoren erzeugt, die in einer oder in mehreren Reihen oberhalb des Tores angeordnet sind und aus der Umgebung angesaugte Luft senkrecht nach unten blasen.
• Zur Deckung der Wärmeverluste ist es weiterhin bekannt, Deckenlufterhitzer vorzusehen, d. h. die angesaugte Luft wird erwärmt.
• Diese bekannten Einrichtungen zur Erzeugung eines Torluftvorhanges weisen vor allem folgende Nachteile auf.
• Es ist nicht möglich, einen durchgehenden geschlossenen Luftvorhang zu erzeugen und die Dichtwirkung ist nur unvollkommen. Der Leistungsbedarf ist sehr hoch, denn die den Lufterhitzern zugeordneten Ventilatoren müssen eine sehr große Luftmenge umwälzen.
• Nachteilig ist ferner, daß Platzbedarf und Gewicht der Deckenlufterhitzer und Ventilatoren sehr hoch sind. In vielen Fällen sind die Anschaffungs- und Betriebskosten so groß, daß eine wirtschaftliche Arbeitsweise nicht möglich ist und sehr oft auf einen Torschutz ganz verzichtet werden muß. Dies bedingt aber einen hohen Wärmeverlust, der 20 bis 50 % des Jahreswärmebedarfes ausmachen kann.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es mm Aufgabe der Erfindung, den genamten Nachteilen abzuhelfen und ein verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchftihrung desselben in Vorschlag zu bringen. Insbesondere soll erfindungsgemäß der Torluftvorhang möglichst dicht sein und möglichst niedrige Energiekosten verursachen. Gleichfallg sollen Platzbedarf und Gewicht sehr klein sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die angesaugte Umgebungsluft zur Erzeugung eines primären Luftstrahles hoher Geschwindigkeit durch eine oder mehrere Treibdüse geleitet wird, und daß durch Injektorwirkung Sekunärluft aus der Umgebung angesaugt wird, die zusammen mit dem primären Luftstrahl den Torluftvorhang bildet. Es ist von Vorteil, wenn die angesaugte Primärluft vor dem Eintritt in die Treibdüsen erwärmt wird.
• Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen oder mehrere an sich bekannte Ventilatoren zum Ansaugen der Primärluft, durch eine oder mehrere Treibdüse zur Beschleunigung der angesaugten Primärluft auf hohe Geschwindigkeit und durch eine oder mehrere den Treibdüsen zugeordnete Injektordüsen zum Ansaugen der Sekundärluft durch Injektorwirkung.
• Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfinåungsgemäßen Vorrichtung sind der oder die Ventilatoren. mit einem sich über etwa die gesamte Breite des Tores oberhalb desselben erstreckenden, horizontalen Kanal verbunden, wobei der Kanal eine verengte, die Treibdüse bildende Austrittsöffnung für die Primärluft hat, welche sich etwa über die gesamte Breite des Tores erstreckt und wobei ferner zu einer oder zu beiden Seiten der Treibdüse die Injektordüse für die Sekundärluft angeordnet ist, die sich ebenfalls etwa über die gesamte Breite des Tores erstreckt.
• Bevorzugt besteht die Irijektordüse aus einem im Abstand zu der Treibdüse angeordneten Leitblech, welches seitlich abgeschlossen ist. Es ist zweckmäßig, den Abstand des Leitbleches zur Änderung des Durchtriftsquerschniftes der Injektordüse veränderlich auszubilden.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind eine oder beide Längswandungen der Austrittsöffnung des Kanales zur Änderung des Durchtrittsquerschnittes der Treibdüse beweglich ausgebildet.
• Es ist von Vorteil, wenn in dem Kanal ein von Rauchgasen oder von einem Wärmeaustaus chmedium durchströmter Wärmeaustauscher angeordnet ist, Eine besonders wirtschaftliche Arbeitsweise wird erzielte wenn die Treib- und Injektordüse um einen Winkel von etwa 900 schwenkbar angeordnet ist oder der austretende Treibstrahl durch eine bewegliche Leitvorrichtung in die Horizontale umgelenkt wird so daß der austretende erwärmte Luftstrahl aus Primär- und Sekundärluft in das Innnere des Raumes gerichtet werden kann, welcher durch das Tor abgeschlossen wird> so daß die Vorrichtung zur Beheizung des Raumes benutzt werden kann.
• Erfindungsgemäß wird durch den Treibstrahl der Treibdüse Umgebung luft durch die Injektorwirkung angesaugt welche sich sodann mit dem Treibstrahl vermischt und zusammen mit diesem den Luftvorhang bildet. Die Geschwindigkeit des Mischstrahles ist so groß, daß ein stabiler durchgehender Vorhang entsteht der nach dem Auftreffen am Boden reflektiert und in das Unterdruckgebiet der Veriilatoren und der Injektordlise zurückgesaugt wird, Hierdurch entsteht eine stabile stehende Luftrolle, die infolge ihrer kinetischen Energie und Zähigkeit bei geöffnetem Tor den Austritt von Warmluft und den Eintritt von Kaltluft fast völlig verhindert. Durch eine Veränderung der Durchtrittsquerschnitte von Treibdüse und Injektordüse kann sowohl die Primär- als auch die Sekundärluftmenge geregelt werden, so daß eine optimale Anpassung an den Einzelfall möglich ist. Weiterhin ist eine Abstimmung in bezug auf die Torhöhe durch eine Winkeleinstellung und Verschwenkung der beiden Düsen möglich.
• Die Dichtwirkung und Stabilisierung der Luftrolle wird ferner dadurch verbessert, daß durch den direkt oder indirekt beheizten Wärmeaustauscher, der im Kanal angeordnet ist, der Treibstrahl erwärmt wird.
• Hierdurch wird aufgrund der Eigenthermik der Luft eine zusätzliche Stabilisierung der Luftrolle erzielt. Ferner werden unangenehme Kaltluftanblaserscheinungen vermieden.
• Der erfindungsgemäße lnjektorvorhang weist gegenüber dem Stand der Technik vor allem folgende Vorteile auf.
• Durch Verwendung eines Primärtreibstrahles und aufgrund der Injektorwirkung desselben ist die Erzeugung eines durchgehenden, dichten Luftvorhanges mit sehr geringem Energiebedarf möglich.
• Ferner werden Platzbedarf und Gewicht der Anlage herabgesetzt, so daß auch die Anschaffungskosten niedriger sind als bei den bekannten Anlagen.
• Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und anhand der beiliegenden Zeichnung ersichtlich.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch den oberen Teil eines erfindungsgemäß geschlitzten Tores, wobei die Luftströmungen schematisch angedeutet send; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ansicht von vorne eines erfindungsgemäß geschützten Tores; Fig. 3a einen Querschnitt durch eine erste bevorzugte AusfUhrungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schwenkstellung betreffend die Verwendung als Raumbeheizung; Fig. 3b einen Querschnitt durch eine gegenüber Fig. 3a modifizierte Ausführungsform, bei der die Umlenkung des Luftstrahles in die Horizontale durch eine bewegliche Leitvorrichtung erfolgt, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine zweite bevorzugte AusfUhrungsform ohne Injektorbleche; Fig. 5 einen Querschnitt durch eine dritte bevorzugte Ausführungsform mit einseitig angeordneten, verstellbaren lnjektorblechen; Fig. 6 einen Querschnitt durch eine vierte bevorzugte Ausführungsform mit beidseitig angeordneten, verstellbaren Injektorblechen; Fig. 7 einen Querschnitt durch eine fünfte bevorzugte Ausführungsform mit beidseitig angeordneten Injektorblechen und einem direkt befeuerten Wärmeaustauscher; Fig. 8 einen Querschnitt durch eine sechste bevorzugte Ausführungsform mit beidseitig angeordneten Injektorblechen und einem mediumbeheizten Wärmeaustauscher; Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine siebente bevorzugte Ausführungsform mit einem direkt beheizten Wärmeaustauscher und einer Turbulenzkonstanthalteranordnung; Fig. 10 einen Längsschnitt durc h eine achte bevorzugte Ausführungsform mit einem direkt beheizten Wärmeaustauscher mit Zylinderkegel; Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine nelX*e bevorzugte Ausführungsform mit medlumbeheiztem Wärmeaustauscher.
• Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbelsplelen sind ein oder zwei Ventilatoren 1 vorgesehen, die an einen Kanal 2 in beliebiger Weise angeschlossen sind, welcher sich in etwa über die gesamte Breite des zu schützenden Tores erstreckt und unmittelbar oberhalb desselben angeordnet ist. Durch den Ventilator 1 wird Umgebungsluft angesaugt und in den Kanal 2 eingedrückt. Der Kanal 2 weist eine düsenartig verengte Austrittsöffnung auf, welche als Treibdüse 3 ausgebildet ist. Die angesaugte Luft, d. h. die Primärluft, verläßt den Kanal 2 durch die Treibdüse 3, so daß ein durchgehender, primärer Treibstrahl mit hoher Geschwindigkeit über die gesamte Breite des Tores nach unten austritt. Aufgrund der Injektorwirkung dieses Treibstrahles wird je nach Torhöhe die 3- bis 15-fache Luftmenge des Treibstrahles über eine tektordüse 4 aus der Umgebung angesaugt. Diese Sekundärluft der Injektordüse 4 vermischt sich mit der beispielsweise durch einen Wärmeaustauscher 8 angewärmten Luft des Primärtreibstrahles und bildet einen durchgehenden, geschlossenen Luftvorhang 6, der mit größer werdender Entfernung vom Austrittsende der Düse 3 immer breiter wird. Beim Auftreffen auf den Torboden wird der Luftstrahl umgelenkt und infolge seiner Eigenthermik und kinetischen Energie in das Unterdruckfeld der Injektordüse 4 und des Ventilators 1 zurückgeführt, so daß eine stehende Luftrolle entsteht, die den Austritt von warmer Hallenluft im oberen Bereich des Tores und das Eindringen von kalter Außenluft im unteren Bereich des Tores fast völlig verhindert. Durch entsprechende Bemessung des Ventilator-Diisen-Systemes kann der Luftvorhang mit solchen Geschwindigkeiten gefahren werden, daß auch bei bestimmten Windgeschwindigkeiten eine Dichtheit gewährleistet ist. Es wird somit selbst gegen die kombinierte Wirkung von Wind und kalter Außenluft ein ausreichender Schutz bei offener Toröffnung erzielt.
• Der direkt befeuerte Wärmeaustauscher 8 erhält seine Wärmeenergie von den Verbrennungs- und Rauchgasen eines Ö1- oder Gasbrenners 15.
• Die Abgase werden über einen Rauchgassammelstutzen 13 und einen Kamin 14 ins Freie geführt.
• In Fig. 3 ist gezeigt, daß die normalerweise als Torluftvorhanganlage arbeitende Vorrichtung durch Richtungsänderung des Strahles, d. h.
• durch ein Verschwenken desselben, um einen Winkel von etwa 900 in eine Horizontalebene auch zur Raumbeheizung herangezogen werden kann, wodurch eine besonders wirtschaftliche Arbeitsweise erzielt wird. Der Ventilator 1 ist hierbei unter einem Winkel zur Düsenachse angeordnet, um die Drehbewegung nicht zu behindern.
• In Fig. 3b lt eine Modifizierung der Ausführungsform gemäß Fig. 3a dargestellt, die inbesondere bei sehr langen Toren sehr vorteilhaft ist, da es hierbei oft nicht möglich ist, die gesamte gefeuerte Anordnung zum Zwecke der Raumbeheizung um einen Winkel von 90° zu drehen.
• Es ist deshalb eine bewegliche Leitvorrichtung 22 vorgesehen, die mittels eines Betätigungselementes 23 derart verschwenkt werden kann, daß der austretende Luftstrahl in etwa in einer Horizontalebene liegt.
• In den Fig. 4 und 11 sind besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt dargestellt, die im folgenden näher beschrieben sind.
• Fig. 4 betrifft eine Ausführungsform, die ohne Injektordüse, d. h.
• Injektorbleche, arbeitet. Mit dieser besonders einfachen Ausführungsform kann jedoch nur eine relativ kleine Sekundärluftmenge angesaugt werden, so daß diese Ausführungsform nur für Tore geringer Höhe geeignet ist.
• Fig. 5 betrifft eine Ausführungsform bei der die eine Wandung der Treibdüse 3 beweglich angeordnet ist - siehe Wandung 7 - so daß der Durchtrittsquerschnitt der Treibdüse 3 und somit die Austrittsgeschwindigkeit des Primärluftstrahles geregelt werden kann. Eine weitere Möglichkeit zur Änderung der Geschwindigkeit des Primärluftstrahles besteht darin, die Drehzahl des Ventilators 1 zu ändern.
• Die Injektordüse 4 ist bei der Anordnung nach Fig. 5 nur zu einer Seite der Treibdüse 3 angeordnet und besteht aus einem Leitblech, welches über einen Verstellmechanismus 21 gege.lüber der Außenwandung der Treibdüse 3 verschoben werden kasm. Hierdurch wird der Durchtrittsquerschnitt der InjektordUse 4 verändert, d. h. es ist möglich, die Sekundärluftmenge zu regeln.
• Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform bei der zwei Injektordüsen 4 zu beiden Seiten der Treibdüse 3 vorgesehen sind. Diese Ansführungsform dient zur Ansaugung einer sehr großen Sekundärluftmenge und zur Herstellung eines sehr starken Torluftvorhanges.
• Die Fig. 7 und 9 zeigen im Querschnitt bzw. Längsschnitt zwei bevorzugte Ausführungsformen, bei denen der Wärmeaustauscher 8 direkt beheizt, d. h. direkt von den Rauchgasen durchströmt wird. Die Rauchgase werden in dem Ö1- oder Gasbrenner 15 durch Verbrennen von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen erzeugt und übertragen ihre Wärme im ersten Teil - siehe Fig. 9 - rechts - überwiegend durch Strahlung auf die Wandung des Wärmeaustauschers 8. Im Konvektionsteil - siehe Fig. 9 - des Wärmeaustauschers 8 ist zur Aufrechterhaltung einer turbulenten Strömung ein glatter Kegel 11 aus feuerfestem Material eingebaut. Anstelle des glatten Kegels 11. kann auch ein stufenweise ausgebildeter Kegel 20 gemäß Fig. 10 verwendet werden.
• Zur weiteren Verbesserung des Wärmeüberganges kann der Raum zwischen dem Kegel 11 und der Wand des Wärmeaustauschers 8 mit einer Turbulenzkonstanthalteranordxmng 12 versehen sein, die aus ringförmigen Elementen besteht. Hierdurch ist es möglich, den Wärmeaustauscher 8 auch bei verschiedenen Belastungen mit einem hohen Wirkungsgrad zu fahren. Zur Erzielung eines maximalen Wärmeüberganges auf der Luftseite ist der Wärmeaustauscher 8 mit Wärmeleitrippen 9 versehen, die außerdem eine Strömungsgleichrichtung bewirken.
• Die Fig. 8 und 11 zeigen zwei weitere bevorzugte Ausführungsformen im Querschnitt bzw. im Längs schnitt, bei denen ein indirekt beheizter Wärmeaustauscher 16 benutzt wird, d. h. der Wärmeaustauscher 16 ist von einem Wärmeaustauschmedium, z. B. Warmwasser, Dampf oder Weißöl durchströmt. Dieses Wärmeaustauschmedium strömt durch ein Rohrsystem 17, welches zur Verbesserung der Wärmeübertragung mit Wärmeleitrippen 18 versehen sein kann, die ebenfalls zur Strömungsgleichrichtung dienen. Wie Fig. 11. zu entnehmen, kann der Ventilator 1 auch seitlich angeordnet sein. Eine Verbesserung der Beaufschlagung des Wärmeaustauschers 16 wird durch Luftleitbleche 10 erzielt. Außerhalb des Wärmeaustauschers 16 sind Absperrmittel 19 vorgesehen, durch welche der Zufluß des Wärmeaustauschmediums zu dem Rohrsystein 17 geregelt wird.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung eines Torluftvorhanges, bei dem Umgebungsluft angesaugt und im Bereich der Toröffnung von oben in Richtung auf den Boden geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die angesaugte Umgebungsluft zur Erzeugung eines primären Luftstrahles hoher Geschwindigkeit durch eine oder mehrere Treibdilsen geleitet wird, und daß durch Injektorwirkung Seundärluft aus der Umgebung angesaugt wird, die zusammen mit dem primären Luftstrahl den Torluftvorhang bildet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angesaugte Primärluft vor dem Eintritt in die Treibdüse (n) erwärmt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen oder mehrere an sich bekannte, oberhalb des Tores angeordnete Ventilatoren (1) zum Ansaugen der Primärluft, durch eine oder mehrere Treibiisen (3) zur Beschleunigung der angesaugten Primärluft auf hohe Geschwindigkeit und durch eine oder mehrere den Treibdiisen (3) zugeordnete ajektordüsen (4) zum Ansaugen der Sekundärluft durch Injektorwirkung.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeaustauscher (8 bzw. 16) zwischen den Ventilatoren (1) und den Treibdüsen (3) angeordnet ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüsen (3) und die Injektordüsen (4) in einer Horizontalebene schwenkbar angeordnet sind.

6. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Ventilatoren (1) mit einem horizontalen Kanal (2) verbunden sind, der unmittelbar oberhalb des Tores angeordnet ist und sich etwa über die gesamte Breite desselben erstreckt, daß der Kanal (2) eine verengte, die Treibdüse (3) bildende Austrittsöffnung für die Primärluft hat, die sich etwa über die gesamte Breite des Tores erstreckt und daß zu einer oder zu beiden Seiten der Treibdüse (3) die Injektordüse (4) für die Sekundärluft angeordnet ist, die sich etwa über die gesamte Breite des Tores erstreckt.

7. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektordüse (4) aus einem im Abstand S»ton der Treibdüse (3) angeordneten Leitblech besteht, welches seitlicli abgeschlossen ist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Leitbleches von der Außenwand der Treibdüse (3) zur Anderung des Durchtrittsquerschnittes der Injektordüse (4) veränderlich ist.

9. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Längswandungen der Treibdüse (3) zur Änderung des Durchtrittsquerschnlttes beweglich ausgebildet sind.

10. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der von Rauchgasen oder einem Wärmeaustauschmedium durchströmte Wärmeaustauscher (8 bzw. 16) in dem Kanal (2) angeordnet ist.

11. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüse (3) zusammen mit der Injektordüse (4) in einer Horizontalebeneum einen Winkel von 0 bis 900 schwenkbar ist.

12. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 3 bis lOX dadurch gekennzeichnet, daß eine bewegliche Leitvorrichtung (22) vorgesehen ist, durch deren Verschwenken der gesamte Luftstrahl in eine Horizontalebene verschwenkbar ist.

L e e r s e i t e