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Die
Erfindung betrifft eine Luftauslassvorrichtung zum Belüften großer Räume gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Derartige
Räume erfordern
das Einbringen von aufbereiteter Frischluft, die den Raum beheizen oder
kühlen
oder die aus dem Raum die schadstoffbelastete Luft verdrängen soll.
Aus Gründen
der Energieeinsparung wird man dabei nicht den ganzen Raum gleichmäßig durchlüften. Man
ist vielmehr bestrebt, die Zufuhr der aufbereiteten Frischluft auf
diejenigen Bereiche zu beschränken,
in denen sich das Bedienungspersonal aufhält oder sich Maschinen und
Anlagen befinden, deren Temperatur auf einem vorgegebenen Wert gehalten
werden soll. Die dafür benötigten Luftauslassvorrichtungen
müssen
so beschaffen sein, dass sie die Luft mit möglichst geringer Geschwindigkeit
und in Bodennähe
austreten lassen.
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Außerdem müssen diese
Luftauslassvorrichtungen so ausgebildet sein, dass die im Heizfall
eingebrachte Warmluft nicht durch thermischen Auftrieb sofort an
die Raumdecke steigt oder die im Kühlfall eingebrachte Kaltluft
sich zu schnell nach den Seiten ausbreitet.
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Luftauslassvorrichtungen,
die diese Aufgaben übernehmen,
sind als Quelluftauslassvorrichtungen bekannt. Sie bestehen im allgemeinen
aus einem etwa zylindrischen, mit Lochungen versehenen Mantel, durch
den die Luft vornehmlich radial mit niedriger Geschwindigkeit ausströmt. Sie
sind außerdem
meist mit Lenkeinrichtungen versehen, mit denen der Luftstrom in
beschränktem
Maß so
gerichtet werden kann, dass er bei Temperaturdifferenzen zur umgebenden
Raumluft möglichst
lange in der näheren
Umgebung der Luftauslassvorrichtung gehalten wird.
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Durch
die
DE 42 22 064 A1 eine
Ausführung einer
Luftauslassvorrichtung bekannt, die den erwähnten, gelochten Mantel und
als Lenkeinrichtung ein innenliegendes Klappenblatt mit horizontaler Achse
hat. Wird erwärmte
Luft zugeführt,
soll das Klappenblatt senkrecht stehen; bei gekühlter Luft soll es waagerecht
angeordnet sein. Diese Bauweise hat jedoch den Nachteil, dass die
Luft in jeder Zwischenstellung des Klappenblatts bevorzugt in eine
Seitenrichtung gelenkt wird. Die Luftverteilung ist damit unsymmetrisch
und bildet nicht die erstrebte, glockenartige Frischluftansammlung
rings um den Luftauslass.
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Durch
die
DE 41 24 850 A1 ist
eine Luftauslassvorrichtung bekannt, die den vorgenannten Nachteil
nicht aufweist. Diese Luftauslassvorrichtung ist völlig rotationssymmetrisch
aufgebaut. Nachteilig ist jedoch die Verwendung sehr aufwendiger,
höhenverstellbarer
Luftleitelemente und eines komplizierten, ventilatorradähnlichen
Drallelements. Dadurch wird diese Konstruktion sehr teuer. In der
DE 40 37 287 A1 ist
eine Luftauslassvorrichtung offenbart, die ebenfalls rotationssymmetrisch
aufgebaut ist. Diese Luftauslassvorrichtung ist jedoch nicht mit
Einrichtungen versehen, mit denen ein thermischer Auftrieb oder
Abtrieb korrigiert werden kann. Außerdem erhöht ein zweiter, innenliegender
Mantel die Kosten für
die Luftauslassvorrichtung.
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Ein
zweiter, innenliegender Mantel ist auch bei der Luftauslassvorrichtung
der
DE 41 36 946 A1 vorgesehen,
für die
daher derselbe Nachteil gilt. Bei dieser Luftauslassvorrichtung
wird die Luft im Heizfall aus der unteren Stirnseite mit großer Geschwindigkeit
ausgeblasen. Der kräftige
nach unten ausgeblasene Luftstrom zieht von den Seiten durch Induktion Luft
an und verhindert so das Entstehen einer verhältnismäßig ruhig im Raum verharrenden
Frischluftglocke.
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Ferner
sind durch die
DE 34
29 710 A1 und die
DE
42 10 807 A1 Luftauslassvorrichtungen bekannt, die aufgrund
durchgehend impulsbehafteter Luftzufuhr nicht in unmittelbarer Bodennähe angebracht
werden können.
Somit bringen diese Luftauslassvorrichtungen nur bedingt die Voraussetzung
für die
Bildung einer Frischluftglocke mit. Nachteilig ist außerdem der
hohe Fertigungsaufwand, den die im Inneren angeordneten Verstell-
und Regeleinrichtungen erfordern.
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Schließlich ist
durch die
DE 44 00
040 A1 eine Luftauslassvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt, die zur Bildung einer Frischluftglocke auf dem Raumboden
geeignet sein könnte.
Neben einem zweiten, innenliegenden Mantel wird noch ein weiteres
rohrförmiges
Leitelement benötigt,
das innerhalb des zweiten Mantels angeordnet ist. Dadurch ist jedoch
der Bauaufwand erheblich.
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Schließlich ist
durch
DE 9309944 U1 eine Luftauslassvorrichtung
zum Belüften
von großen Räumen, insbesondere
Industriehallen bekannt, mit einem zylindrischen, bodenseitig geschlossenen Mantel,
der eine Verteilkammer, eine dieser benachbarte Impulskammer und
eine unter der Impulskammer angeordnete Quellkammer umschließt. Dabei mündet in
die Verteilkammer ein der Luftzuführung dienender Anschlussstutzen.
Die Impulskammer und die Quellkammer weisen Luftauslässe auf.
Zum Leiten der über
den Anschlussstutzen zugeführten
Luft zum Impulskammerauslass oder zum Quellkammerauslass ist eine
temperaturabhängig
gesteuerte Absperr- und
Regeleinrichtung vorgesehen. Dabei ist die Absperr- und Regeleinrichtung
als Klappe ausgebildet, die von einem Stellorgan gesteuert wird,
wobei die Verteilkammer und die Impulskammer nebeneinander liegen.
Als Impulsluft wird offenbar eine Mischluft aus Frischluft und Raumluft
ausgestoßen.
Die Impulskammer ist mit einer durch Bimetall gesteuerten Jalousie
versehen, die den Impulskammerauslass bildet.
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Durch
diese Schrift ist ferner bekannt, das Verhältnis der Höhe des Impulskammermantels
zur Höhe
des Quellkammermantels mit etwa 1:5 zu wählen, die Drehung der Absperr-
und Regeleinrichtung mittels eines Stellmittels vorzunehmen, das
seine Stellenergie aus der Temperatur der zugeführten Luft bezieht und das
Stellmittel aus einem Bimetall auszubilden.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Luftauslassvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs genannten
Art zu schaffen, die ihrer Umgebung Luft mit geringer Geschwindigkeit
zuführt,
die Luftverteilung im Raum unabhängig
von der Temperatur der zugeführten
Luft beibehält
und aus einfachen und kostengünstigen
Bauelementen besteht.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben,
deren Merkmale der Beschreibung von Ausführungsbeispielen entnehmbar
sind. Diese Ausgestaltungen befassen sich insbesondere mit den Lochungen
des Mantels, mit der Absperr- und Regeleinrichtung, der Impulskammer
und der Quellkammer.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer ersten Ausführung
einer Luftauslassvorrichtung gemäß der Erfindung,
wobei dessen rechte Hälfte
im Längsschnitt dargestellt
ist,
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2 eine
Seitenansicht einer zweiten Ausführung
einer Luftauslassvorrichtung gemäß der Erfindung
mit unterschiedlicher Mantellochung,
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3a eine
Teilseitenansicht einer dritten Ausführung einer Luftauslassvorrichtung
gemäß der Erfindung
mit besonderer Ausgestalltung der Lochung des Impulskammermantels,
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3b einen
vergrößerten Schnitt
der Einzelheit A in 3a,
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4a eine
Draufsicht auf die in den drei Ausführungen der 1–3 verwendeten Absperr- und Regeleinrichtung,
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4b einen
Vertikalschnitt durch die in 4a dargestellte
Absperr- und Regeleinrichtung,
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5 eine
der 4a ähnliche
Draufsicht auf eine der Scheiben der Absperr- und Regeleinrichtung,
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6 einen
vergrößerten Schnitt
durch eine Hälfte
der Absperr- und
Regeleinrichtung mit einer Verbesserung der Luftführung in
der Impulskammer und
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7 einen
vergrößerten Schnitt
durch eine Hälfte
der Absperr- und
Regeleinrichtung mit einer alternativen Verbesserung der Luftführung in
der Impulskammer.
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In 1 besteht
die Luftauslassvorrichtung aus einem Mantel 1, der mit
Lochungen 11 , 12 geringen
Durchmessers versehen ist und drei Kammern 3, 4, 5 umschließt. Unmittelbar
auf den Lufteinlassstutzen 2 folgt die Verteilkammer 3.
Die unter der Verteilkammer 3 liegende Impulskammer 4 hat
eine torusähnliche
Gestalt, die dadurch entsteht, dass sie in Richtung der Achse 8 der
Luftauslassvorrichtung eine etwa zylindrische, innere Wand 7 (4a)
besitzt. Die auf die Impulskammer 4 folgende Quellkammer 5 wird
an ihrer Unterseite von einem Boden 6 verschlossen. Verteilkammer 3 und
Impulskammer 4 haben in Richtung der Achse 8 nur
eine geringe Höhe;
die weitaus größte Bauhöhe hat die
Quellkammer 5. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Höhe des Impulskammermantels 1a zur
Höhe des
Quellkammermantels 1b etwa 1:5 bis 1:10. Die Lochungen 11 sind nur im Mantel 1 vorhanden
und erstrecken sich über
die Impulskammer 4 und die Quellkammer 5. Zwischen
der Verteilkammer 3 und der Impulskammer 4 bzw.
dem oberen Ende der Quellkammer 5 befindet sich eine Absperr-
und Regeleinrichtung 11, die es gestattet, die durch den
Lufteinlaßstutzen 2 eintretende
Luft wechselnd mehrheitlich in die Impulskammer 4 oder
mehrheitlich in die Quellkammer 5 zu führen. Die Quellkammer 5 enthält mehrere
Blendenringe 16, die senkrecht zur Achse 8 angeordnet
sind, den eintretenden Luftstrom über die Höhe der Quellkammer 5 verteilen
und diesen horizontal aus dem Mantel 1 mit geringer Geschwindigkeit
austreten lassen. Die Blendenringe 16 haben bestimmte Abstände zueinander.
Die Außendurchmesser
dieser Blendenringe entsprechen etwa dem Durchmesser des Mantels 1,
während
die Innendurchmesser dieser Blendenringe um so kleiner werden, je
näher die Blendenringe
an den Boden 6 heranrücken.
Dadurch wird ein gleichmäßiger Luftaustritt
aus der Quellkammer 5 unterstützt. Die Impulskammer 4 hat
keine derartigen Einbauten. Daher wird der Impuls, der in der aus
der Verteilkammer 3 austretenden Luft enthalten ist, ungeschmälert an
die aus den Lochungen 11 des Impulskammermantels 1a austretende
Luft weitergegeben, so dass sich diese Luftstrahlen nach unten richten.
Dieser Effekt wird dazu ausgenützt,
dem thermischen Auftrieb der aus den Lochungen 12 des Quellkammermantels 1b austretenden
Luft entgegenzuwirken und die gesamte Luftmenge glockenförmig zusammenzuhalten.
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In 2 ist
eine besonders zweckmäßige, zweite
Ausführung
der Luftauslassvorrichtung dargestellt, die von der Ausgestaltung
nach 1 nur insoweit abweicht, als die Lochungen 13 des Impulsmantels 1a als
in Richtung der Achse 8 verlaufende Langlöcher ausgebildet
sind. Durch diese Langlöcher 13 wird dann der sie durchströmenden Luft
der erstrebte, ausgeprägt
nach unten gerichtete Impuls erteilt, wenn die Lochung 13 ein Vielfaches größer als die Lochung 12 des Quellkammermantels 1b ist.
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In 3a ist
eine dritte Ausführung
einer Luftauslassvorrichtung angedeutet, bei der abweichend von
den vorherigen Ausführungen
die Lochung 14 des Impulskammermantels 1a eine
kiemenartige Abdeckung 9 erhält. Wie der vergrößerte Querschnitt
der Einzelheit A der 3a in 3b zeigt,
ist dabei die Ausblasöffnung 10 der
kiemenartigen Abdeckung 9 zur Quellkammer 5 hin
gerichtet. Dadurch ergeben sich für die Funktion der Impulskammer 4 besonders
günstige
Strömungsverhältnisse.
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Die
in den 4a und 4b gezeigte
Absperr- und Regeleinrichtung 11 besteht vorzugsweise aus
zwei einfachen, übereinanderliegenden
Kreisscheiben 111 , 112 Die untere Kreisscheibe 112 ist fest mit dem Mantel 1 und/oder
der inneren Wand 7 verbunden, während die obere Kreisscheibe 111 mittels eines Zapfens 12 drehbar
auf der unteren Kreisscheibe 112 gelagert
ist.
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In 5 ist
beispielhaft eine Draufsicht auf eine der beiden Kreisscheiben 111 , 112 dargestellt. Diese
Kreisscheibe weist im mittleren Bereich drei gleichmäßig verteilte,
kreissegmentförmige
Aussparungen 13 und im äußeren Bereich
sechs gleichmäßig verteilte,
zahnartige Aussparungen 14 auf. Die Aussparungen 14 sind
in (oder über)
der Impulskammer 4 angeordnet, während die Aussparungen 13 in (oder über) der
Quellkammer 5 liegen. Die Aussparungen 13, 14 beider
Kreisscheiben 111 , 112 sind gegeneinander versetzt, so dass
durch Verdrehen der oberen Kreisscheibe 111 die
Luft vorzugsweise in die Impulskammer 4 oder vorzugsweise
in die Quellkammer 5 gelenkt werden kann. Die Drehung einer
der Kreisscheiben 111 , 112 kann besonders einfach durch ein nicht
dargestelltes Stellelement vorgenommen werden, das seine Energie
aus dem Luftstrom entnimmt, der der Luftauslassvorrichtung zugeführt wird. Neben
Stellelementen, die ihre Stellkraft durch einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom
gewinnen, ist eine Bimetallfeder besonders vorteilhaft einzusetzen.
Bei hoher Temperatur der zugeführten
Luft wird das Stellelement dafür
sorgen, daß die
Luft in besonderem Maß der
Impulskammer 4 zugeführt
wird, in der der schräg nach
unten gerichtete Luftimpuls dem Auftrieb der aus der Quellkammer 5 austretenden
Luft entgegenwirkt. Bei niedriger Temperatur der zugeführten Luft wird
das Stellelement dafür
sorgen, dass der größte Teil
der Luft der Quellkammer 5 zugeteilt wird, die in diesem
Fall für
ein rein horizontales Ausströmen
der Luft sorgt. Auf diese Weise ist ein automatischer Betrieb ohne
Verwendung aufwendiger elektrischer oder elektronischer Stellmittel
einschließlich
deren elektrischer Verkabelung möglich.
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In 6 ist
eine weitere Verbesserung der Luftzuführung in der Impulskammer 4 dargestellt.
Die schräg
nach unten gerichtete Impulswirkung läßt sich nämlich deutlich erhöhen, wenn
in die Impulskammer 4 ein kegelförmiger Einsatz 15 eingebracht
wird, dessen den kleineren Durchmesser aufweisender Rand der Absperr-
und Regeleinrichtung 11 zugewandt ist. Dieser Einsatz kann
u. a. aus einem kostengünstigen,
tiefgezogenen, thermoplastischen Kunststoff bestehen, muss nicht
eigens befestigt werden und erfordert deshalb keinen Montageaufwand.
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Eine
zur vorhergehenden Verbesserung alternative Ausbildung der Impulskammer 4 zeigt
die 7. Die innere Wand 7' der Impulskammer 4 ist kegelförmig ausgebildet,
wobei der den kleineren Durchmesser aufweisende Rand der Wand 7' wieder der
Absperr- und Regeleinrichtung 11 zugewandt ist. Diese Lösung wird
bevorzugt dann eingesetzt, wenn sich der Einsatz von thermoplastischen
Kunststoffen verbietet.