DE19738535A1 - Durchgangsluftschleieranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume von einander mittels Luftschleier, die im folgenden auch als Durchgangs- oder Torluftschleieranlage bezeichnet werden soll. Luftschleieranlagen sind seit Jahrzehnten bekannt und werden vielfach zur berührungslosen Abdichtung der Zugangstüren zu z. B. Kaufhäusern benutzt. Sie bestehen im allgemeinen aus einer ebenen Strahlströmung, welche aus einer geeigneten Strömungsführung oberhalb der Türöffnung austritt. Die Eigenschaften von Strahlströmungen werden in den einschlägigen Textbüchern der Strömungsmechanik behandelt. Eine effekti­ ve Abtrennung zweier Räume - z. B. eines Kaufhausinnenraumes von der Atmo­ sphäre - ergibt sich, wenn Luft des Kernbereichs des Luftstrahles auf den der Ausblasebene gegenüberliegenden Seite (Boden) auftrifft. Die Länge des Kern­ bereiches beträgt je nach Turbulenz der ausströmenden Luft das vier- bis sechs­ fache der Strahlaustrittsbreite. Bei üblichen Luftschleieranlagen, bei denen zur Vermeidung hoher Druckverluste die aus der Strömungsführung austretende Luft vergleichsweise turbulent ist, sollte die Strahlbreite so gewählt werden, daß sie etwa 1/4 der abzudichtenden Öffnung entspricht. Dies führt zu sehr großen Strahlbreiten bei sehr großen Öffnungshöhen, z. B. sehr hohen Toröffnungen.

Falls die Temperaturen in den mittels Luftschleiern von einander abzutrennenden Räumen groß sind, erweisen sich Luftschleieranlagen vorteilhaft, bei welchen sich die Strahlströmung aus zwei Teilstrahlen zusammensetzt. Solche Systeme sind beispielsweise in den Patentschriften US 3211078 und US 3229609 beschrieben. Bei diesen Systemen besteht der Luftschleier aus zwei ebenen Teilstrahlen, wel­ che aus einer Strömungsführung oberhalb der Türöffnung austreten, welche in der Austrittsebene in Längsachse geteilt ist. Dabei wird der dem jeweiligen Bereich zugewandte Strahl mit Luft aus diesem Bereich versorgt. Eine Berührung der beiden Luftströme mit unterschiedlicher Temperatur erfolgt nur im Bereich der Trennebene zwischen den beiden Teilstrahlen. Tritt die Luft aus den Teilstrahlen mit derselben Geschwindigkeit aus, so ergibt sich eine nur geringe Vermischung der beiden Teilstrahlen. Der auf den Boden auftreffende Luftstrahl teilt sich wie­ derum näherungsweise entlang seiner Trennebene und strömt in den jeweiligen Bereich ab. Wegen der Mischung der beiden Teilstrahlen entlang ihrer Trenn­ ebene ist die Kernlänge eines solchen Luftstrahles bestehend aus mindestens zwei Teilstrahlen geringer als die Kernlänge eines einfachen Luftstrahles. Zur sicheren Abtrennung unterschiedlicher Bereiche voneinander beträgt die optimale Strahl­ breite des gesamten Strahles, bestehend aus z. B. zwei Teilstrahlen, etwa 1/3 der Höhe der abzudichtenden Öffnung.

Wendet man die oben beschriebenen Luftschleieranlagen zur berührungslosen Ab­ dichtung sehr hoher Tür- oder Toröffnungen an, so ergibt sich ein wesentlicher Nachteil durch die erforderliche große Breite der Luftaustrittsebene. Geht man beispielsweise von einer Torhöhe H = 6 m aus, so betrüge die erforderliche Brei­ te der Luftaustrittsebene (= Strahlbreite) s = 6/3 = 2 m. Verbunden mit dieser großen Strahlbreite ist ein großer Luftvolumenstrom und somit eine große erfor­ derliche Antriebsleistung für die verwendeten Ventilatoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume zu schaffen, welche durch eine sehr hohe Tür- bzw. Toröffnung miteinander verbunden sind. Dabei soll zum einen die Leistung der Luftschleieranlage und zum anderen die Vermischung der möglicherweise unter­ schiedlich konditionierten Luft der beiden Räume minimiert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprü­ che definiert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf der Ausbildung eines Luft­ schleiers, der die Öffnung zwischen zwei Räumen berührungslos so abtrennt, daß die Strählbreite möglichst gering ist und daß dennoch der Luftaustausch zwischen den Atmosphären der beiden Räume minimiert wird. Hierdurch wird erstmals eine berührungslose Trennung zweier Räume bei geringem Energieaufwand mög­ lich, da die Abtrennwirkung nicht auf dem Volumenstrom des Luftschleiers, son­ dern auf strömungstechnischen Gegebenheiten beruht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug­ nahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zei­ gen

Fig. 1 eine Torluftschleieranlagen mit der abzudichtenden Öffnung drei­ seitig zuströmender Luft,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt in der Längsmittelachse der in Fig. 1 dar­ gestellten Anordnung und

Fig. 3 eine spezielle Ausführung der Torluftschleieranlage gemäß der Er­ findung, bei welcher eine Seite der abzudichtenden Öffnung unmit­ telbar an eine senkrecht zur Abdichtebene verlaufenden Wand be­ grenzt wird.

Die aus Fig. 1 ersichtliche, allgemein durch die Bezugszeichen (3), (4a) und (4b) angedeuteten Strömungsführungen erzeugen einen Luftstrom (1), welcher parallel zur Abdichtebene (2) und senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur oberen Berandung entsprechend der Strömungsführung (3) und senkrecht oder näherungsweise senkrecht zu den seitlichen Berandungen entsprechend den Strö­ mungsführungen (4a) und (4b) austritt.

Der Vertikalschnitt in Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der erfindungs­ gemäßen Torluftschleieranlage, bei der die Strömungsführung (3) in der Ebene der Wand (5), welche die Abtrennung zwischen den beiden betrachteten Berei­ chen (6) und (7) darstellt, geteilt ist. Der Luftstrom (1) besteht also aus den Teil­ strahlen (1a) und (1b), welche in die Bereiche (6) bzw. (7) eintreten, aus welchen die durch die Ventilatoren (8) angesaugte Luft jeweils entnommen wurde.

Für die in Fig. 3 dargestellte Situation befindet sich die abzudichtende Öffnung (2) in unmittelbarer Nähe einer seitlichen Begrenzungswand (9), welche senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur Abdichtebene verläuft. Der Luftstrom (1) wird hier durch eine Strömungsführung (3), (4a) und (4b) erzeugt, wobei lediglich an der der Wand 9 gegenüberliegenden seitlichen Begrenzung der Abdichtebene (2) eine Strömungsführung (4a) und (4b) vorgesehen ist.

Claims (4)

1. Durchgangsluftschleieranlage zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume (6) und (7) voneinander, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Trennung der beiden Räume (6) und (7) erforderlicher Luftstrom (1) aus einer oder mehreren in einer oberen Begrenzung und wenigstens einer seitlichen Begrenzung der Durchgangsöffnung (2) befindlichen Strömungs­ führung (3, 4a und 4b) parallel zur Abtrennebene austritt.

2. Durchgangsluftschleieranlage zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume (6) und (7) voneinander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Luftstrom (1) durch Axialventilatoren (8) erzeugt wird, die in Strömungsführungen (3), (4a) und (4b) angeordnet sind, welche sich an der Begrenzung der abzudichtenden Öffnung befinden.

3. Durchgangsluftschleieranlage gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (1) aus zwei Teilstrahlen (1a) und (1b) besteht, welche durch getrennte, aber benachbarte Strömungsführungen (3), bzw. (4a) und (4b) gebildet sind, mittels derer der Luftstrom des Teilstrahls (1b) aus dem einen Raum (6) und der Luftstrom des Teilstrahls (1a) aus dem anderen Raum (5) entnommen wird.

4. Durchgangsluftschleieranlage zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume (6) und (7) voneinander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (1) an der Oberseite und einer vertikalen und/oder schrägen Begrenzung der Öffnung (2) parallel zur Abdichtebene ausgeblasen wird und sich in der Nähe der vertikalen und/oder schrägen Begrenzung der Öffnung (2) eine Wand (9) senkrecht und/oder schräg zur Abdichtebene befindet, welche als Prallfläche für den Luftstrom (1) dient.