DE202006019690U1

DE202006019690U1 - Luftdurchtrittsvorrichtung

Info

Publication number: DE202006019690U1
Application number: DE202006019690U
Authority: DE
Original assignee: Pfannenberg GmbH
Current assignee: Pfannenberg GmbH
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2016-12-28
Also published as: CN101210569A; CN100543310C

Abstract

Luftdurchtrittsvorrichtung, insbesondere Filterlüfter oder Austrittsfilter, mit einem Gebläse (20) oder ohne Gebläse, für den Einbau in eine Montagedurchbrechung (50) in einer Wand, insbesondere eines Gehäuses für Abwärme erzeugenden Bauteilen, wie Schaltschrank, Elektronikschrank, Computersystem o. dgl., wobei die Luftdurchtrittsvorrichtung (10) ein Grundgehäuse (11) mit einem Gebläseträger (12), eine als Designdeckel (15) mit oder ohne luftaustrittseitig angeformten und umlaufenden, in das Grundgehäuse (11) einführbaren Seitenwänden und mit an den sich gegenüberliegenden Seitenwänden des Designdeckels (15) gehaltenen Lamellenelemente (16) aufweisenden Lüftungsgitter (14) ausgebildete Abdeckvorrichtung und eine zwischen dem Grundgehäuse (11) und dem Lüftergitter (14) angeordneten Filtermatte (13) umfasst, wobei an der Luftaustrittseite der Luftdurchtrittvorrichtung (10) über einem Luftaustritt (21) ein Gitterelement (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläseträger (12) mit einer Seitenwand (19) und mit einer Aufnahme für ein Gebläse, bevorzugt bestehend aus einem Rotor, bevorzugt bestehend aus Flügeln (27), bzw. einem Rotor und einem Antrieb (24), versehen ist, dass der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftdurchtrittsvorrichtung, insbesondere Filterlüfter oder Austrittsfilter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei in einem Gehäuse angeordneten Bauteilen, welche entsprechende Abwärme erzeugen, ist es notwendig, die Abwärme aus dem Gehäuse abzuführen und eine Temperatur in dem Gehäuse durch mehr oder weniger starkes Einblasen oder Absaugen von Umgebungsluft in den Gehäuseinnenraum mittels eines Lüfters zu kontrollieren. Ein bekanntes Beispiel hierfür sind Computergehäuse. Üblicherweise werden derartige Gehäuse mit einem Filterlüfter versehen, welcher entweder ständig läuft oder von einer Steuerung in Abhängigkeit von einer Temperatur im Gehäuse an- und abgeschaltet wird. Der Filterlüfter ist in einer Ausnehmung einer Wandung des Gehäuses angeordnet und beispielsweise mittels Schraubverbindungen fixiert. Gleichzeitig sind an einer anderen Stelle des Gehäuses für einen Luftaustritt entsprechende Luftaustrittsschlitze vorgesehen.
Aufgrund der elektrostatischen Aufladung der elektronischen Bauteile und Komponenten, die im Inneren des Gehäuses angeordnet sind, lagern sich an ihnen Schmutz- und Staubpartikel an, so dass Fehlfunktionen der Bauteile auftreten können. Zur Vermeidung der Verschmutzung ist es bekannt, im Lüfter eine zusätzliche Filtermatte vorzugsweise aus einem gewirkten oder vernadelten Kunststoffmaterial vorzusehen, um diese Staub- und Schmutzpartikel aus der durch den Lüfter in einer Strömungsrichtung hindurch geförderten Luft herauszufiltern. Hierfür ist vorzugsweise in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor dem Gebläse des Lüfters eine Filtermatte angeordnet wobei ein Zwischenraum zwischen der Filtermatte und dem Gebläse von einem Grundgehäuse und einem Gebläseträger gegen die Umgebung im Wesentlichen luftdicht abgeschlossen ist. Die bei diesen Filterlüftern verwendeten Filtermatten sind zwischen dem äußeren Lüftergitter und dem Grundgehäuse angeordnet. Das Lüftergitter ist vermittels Klemm- oder Rastverbindungen oder Schraubverbindungen mit dem Grundgehäuse lösbar verbunden.
Der Luftaustritt der Luftdurchtrittsvorrichtung ist bei bekannten Lüftern mit einem Gitterelement bedeckt, das entweder den Austritt plan oder schalenförmig bedeckt. Die aus dem Luftaustritt durch das Gitterelement hindurch in das Gehäuse austretende Luft bewegt sich axial bzw. in Strömungsrichtung gerade in das Gehäuse hinein. Anschließend muss sich die Luft selbst verteilen oder es muss eine aktive Luftverteilung vorgenommen werden. Es ist wünschenswert, dass eine aktive Luftverteilung vermieden werden kann bzw. sich die Luft besser selbst verteilt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass Teile des austretenden Luftstroms insbesondere mittig wieder in den Durchtritt angesaugt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftdurchtrittsvorrichtung gemäß der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass die aus der Luftdurchtrittsvorrichtung austretende Luft in mehrere Richtungen ins Gehäuse abgegeben wird, und Rückansaugen vermieden werden.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Luftdurchtrittsvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Vorteilhaft hierbei ist, dass durch den Aufbau des Gitterelements die abströmende Luft durch den ansteigenden Abschnitt hindurch überwiegend im seitlichen Bereich des Gitters, also eher radial, abgegeben wird, wodurch eine bessere Vermischung innerhalb des Gehäuses erreicht wird. Dieses wird durch den vollflächigen Abschnitt unterstützt, der als ein Strömungshindernis fungiert. Gleichzeitig wird die Einbautiefe reduziert gegenüber herkömmlichen ovalen Gitterelementen. Der vollflächige Abschnitt wirkt gleichzeitig als Sperrelement, das den Rückfluss von Luft in das Gehäuse hinein verhindert. Durch die Verhinderung der Rückströmung wird eine Leistungssteigerung der Luftleistung erzielt. Diese liegt in einem Bereich von bis zu 10%. Weiterhin ist vorteilhaft, dass durch den diffusorartigen Aufbau der Abluftseite ein möglichst widerstandsfreier Luftaustritt erfolgen kann. Es treten lediglich geringe Druckverluste auf.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Durch die Ausformung des diffusorartigen Abschnitts wird eine besonders effiziente Luftabgabe ermöglicht. Das Verschieben des Ansatzpunktes hin zum Mittelpunkt bewirkt eine Reduzierung der freien Abgabefläche, wodurch der Rücksaugbereich weiter reduziert wird. Das Vorsehen eines weichen Übergangs von der Seitenwand zum diffusorartigen Abschnitt bewirkt weniger Widerstand und somit weniger Strömungsverluste beim Übergang in den diffusorartigen Abschnitt, wobei sogar ein widerstandsfreie Luftaustritt realisierbar ist.
Durch das verschließende Anordnen des Gitterelementes wird auf einfache Weise eine Schutzabdeckung der Luftdurchtrittvorrichtung erreicht.
Durch das lineare Ansteigen gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung wird ein radiales Austreten der Luft durch das Gitterelement auf einfache weise begünstigt. Das mittige Anordnen des planen Abschnitt ermöglicht vorteilhafterweise trotz des Vorsehens von Ansteigenden Abschnitten ein gerades Abgeben der Luft in axialer Richtung durch das Gitterelement hindurch.
Das mittige Vorsehen eines vollflächigen Abschnitts ermöglicht eine einfache Umlenkung eines Anteils des durch die Luftdurchtrittsvorrichtung hindurch fließenden Luftstroms in eine radiale Richtung. Ein Vorsehen eines kleinen vollflächigen Abschnitts gegenüber dem planen Abschnitt ermöglicht einen axial aus der Luftdurchtrittsvorrichtung Luftstromanteil. Durch Vorsehen eines scheibenförmigen Plattenkörpers und ein Aufsetzen desselben auf das Gitterelement oder dessen Integrieren in das Gitterelement lässt sich die Aufteilung des Luftstroms auf einfache Weise erreichen. Das parallele Anordnen des planen Abschnitts zum Luftaustritt unterstützt die Aufteilung des Luftstroms auf einfache Art.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, wobei:
1 eine räumliche Vorderansicht der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung zeigt,
2 eine räumliche Vorderansicht der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung mit geöffneter Frontklappe zeigt,
3 eine räumliche Rückansicht der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung mit geöffneter Frontklappe zeigt,
4 eine räumliche Draufsicht auf die Rückseite der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung zeigt,
5 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung zeigt,
6 eine Schnittansicht des Gitterelementabschnitts zu 5 zeigt,
7 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung zeigt,
8 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung mit geöffneter Frontklappe zeigt,
9 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung zeigt, und
10 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung zeigt.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Luftdurchtrittsvorrichtung 10 in Frontansicht. Auf der Vorderseite, die sich außerhalb eines zu belüftenden Gehäuses (nicht dargestellt) befindet, ist ein so genannter Designdeckel 15 vorgesehen, durch den Luft in die Luftdurchtrittsvorrichtung 10 durch ein Gebläse 20 (siehe 5) eingesaugt wird. Der Designdeckel 15 ist mit beweglichen Lamellenelementen 16 versehen. Der Designdeckel 15 ist auf einem Grundgehäuse 11 angeordnet, an das sich ein Gebläseträger 12 anschließt. Innerhalb des Gebläseträgers 12 ist das Gebläse 20 angeordnet. Der Gebläseträger weist eine Seitenwand 19 auf. Im hinteren Bereich der Seitenwand 19 ist ein Diffusorbereich 22 angeordnet. Dieser Bereich 22 ist gegenüber der Seitenwand 19 nach einem Übergangsbereich 22 abgewinkelt. An dem Gebläseträger 12 bzw. am eine des Diffusorbereichs 22 ist eine Rückwand 18 angeordnet, auf der ein Gitterelement 30 angeordnet ist.
2 zeigt die erfindungsgemäße Luftdurchtrittsvorrichtung 10 mit geöffnetem Designdeckel 15. Hinter dem Designdeckel 15 ist eine Filtermatte 13 angeordnet, die Staub aus der angesaugten Luft ausfiltert. Hinter der Filtermatte 13 ist ein Gitterelement 14 angeordnet. Dieses fungiert als Gebläsegitter und schirmt das Gebläse 20 gegen Hineingreifen ab, wenn beispielsweise die Filtermatte 13 gewechselt wird.
3 zeigt eine Rückansicht zu 2. Auf der Rückwand 18 ist ein Gitterelement 30 angeordnet, dass mit der Rückwand über Befestigungsabschnitte 34 verbunden ist. Im offenen Rückseitenbereich 21, durch den die vom Gebläse 20 angesaugte Luft austritt, befindet sich ein vergitterter Bereich, der aus einem ansteigenden Bereich 35 und einem planen Bereich 36 besteht. Das Gitterelement 30 ist hier aus ringförmigen Gitterstäben 31 und Tragstegen 33 aufgebaut. Mittig im planen Bereich 36 ist ein Plattenelement 32 angeordnet, das als Strömungswiderstand und damit als Umlenkelement für die austretende Luft fungiert. 4 zeigt eine Rückansicht analog 3 mit geschlossenem Designdeckel.
5 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Luftdurchtrittsvorrichtung 10 im eingebauten Zustand in eine Montagewand 50. Hierbei ist zwischen Montagewand 50 und dem Grundgehäuse 11 eine Dichtung 17 angeordnet, die gewährleistet, dass im Übergangsbereich von Montagewand auf die Luftdurchtrittsvorrichtung 10 keine Luft eintreten kann.
6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Gitterelements 30. Im Bereich A bewegt sich die angesaugte Luft auf das Gitterelement 30 zu. Durch das Plattenelement 32 wird die Luft, die auf dieses trifft zur Seite umgelenkt. Dadurch wird der Luftstrom in eine axiale Komponente B und eine radiale Komponente C aufgeteilt. Die axiale Komponente B tritt durch den planen Abschnitt 36 des Gitterelements aus. Die radiale Komponente C tritt durch den ansteigenden Abschnitt 35 aus. Auf diese Weise wird die Luft innerhalb des zu belüftenden Gehäuses (nicht dargestellt) direkter und einfacher verteilt werden, zusätzliche Leitelemente o.Ä. vorzusehen. Gleichzeitig kann die Luft schneller durch das Gitterelement 30 hindurch treten, wodurch eine Steigerung des Luftdurchsatzes im Gebläse 20 gleichbedeutend mit einer Leistungssteigerung einhergeht. Durch die seitliche Abgabe der Luft wird auch ein Wideransaugen im Bereich des Plattenelements 32 grundsätzlich reduziert. Weiterhin verhindert das Vorsehen des Plattenelements 32 einen Rückstrom der Luft in die Luftdurchtrittsvorrichtung 10.
7 zeigt eine teilgeschnittene Seitenansicht, wobei der Gebläseträger 12 geschnitten in einer ersten Ausführungsform dargestellt ist. Innerhalb des Gebläseträgers 12 ist ein Gebläse 20 angeordnet. Das Gebläse 20 besteht aus einem Rotor mit Flügeln 27 und einem Antrieb 24 in Form eines Motors. Der Flügel 27 weist eine Spitze 25 und eine Hinterkante 26 auf. Der Gebläseträger 12 besteht unter anderem aus der Seitenwand 19 und dem Diffusorbereich 22. Eine erste Ausführungsform der Anordnung des Diffusorbereichs 22 ist in 7 gezeigt. Eine weitere Ausführungsform folgt in 9.
Der Diffusorbereich 22 ist mit der Seitenwand 19 verbunden. Die Verbindung erfolgt allerdings im Endbereich des Gebläseträgers 12 im Rückseitenbereich 21 der Luftdurchtrittsvorrichtung 10. Der Diffusorbereich 22 ist gegenüber der Seitenwand 19 einfallend ausgeführt. Das Einfallen erfolgt gegenüber der Seitenwand um eine Außenwinkel β und einen Innenwinkel α. In 7 sind die Winkel zwischen der Verlängerung 28 der Seitenwand 19 und der Verlängerung 29 des Difussorbereichs 22 dargestellt. Der Ansatzpunkt 41 des Diffusorbereichs 22 gegenüber dem Gebläse 20 ist zum Gebläseantrieb 24 hin versetzt. Der Versatz 39 ist in 7 zwischen der Verlängerung 28 der Seitenwand 19 und der aus dem Ansatzpunkt des Diffusorbereichs 22 startenden Parallelen 38 zur Verlängerung der Seitenwand 28 dargestellt. Der Ansatzpunkt des Diffusorbereichs 41 befindet sich unmittelbar hinter der Hinterkante 26 der Flügel 27. 8 zeigt eine Seitenansicht zu 7 mit geschlossen dargestelltem Gebläseträger 12 und geöffnetem Designdeckel 15.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform des Gebläseträgers 12 hinsichtlich der Anordnung des Diffusorbereichs 22. Der Ansatzpunkt 41 des Diffusorbereichs 22 befindet sich in einem Übergang 23 direkt an der Seitenwand 19. Der Übergang erfolgt sowohl im Außenwinkel β als auch im Innenwinkel α weich, um unnötige Strömungswiderstände zu vermeiden. Der Ansatzpunkt 41 ist auf Höhe der Spitze 25 des Flügels 27 angeordnet.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist das Gitterelement 30 so ausgebildet, das es bei einem Luftrichtungswechsel das Gebläse 20 nicht berührt, obwohl das Gebläse mit seinen Flügeln 27 über den Gebläseträger 12 hinausragt. Dafür ist das Gitterelement 30 wiederum mittig mit einem planen Abschnitt 36 versehen. Von Außen zum planen Mittelabschnitt 36 ist ein abfallender Bereich 37 vorgesehen, der in den planen Bereich 36 übergeht. Seitlich sind Tragstege 33 angeordnet, auf den ringförmige Gitterstäbe 31 vorgesehen sind, um einen Umfassenden Berührungsschutz für das Gebläse bereit zu stellen.

Claims

Luftdurchtrittsvorrichtung, insbesondere Filterlüfter oder Austrittsfilter, mit einem Gebläse (20) oder ohne Gebläse, für den Einbau in eine Montagedurchbrechung (50) in einer Wand, insbesondere eines Gehäuses für Abwärme erzeugenden Bauteilen, wie Schaltschrank, Elektronikschrank, Computersystem o. dgl., wobei die Luftdurchtrittsvorrichtung (10) ein Grundgehäuse (11) mit einem Gebläseträger (12), eine als Designdeckel (15) mit oder ohne luftaustrittseitig angeformten und umlaufenden, in das Grundgehäuse (11) einführbaren Seitenwänden und mit an den sich gegenüberliegenden Seitenwänden des Designdeckels (15) gehaltenen Lamellenelemente (16) aufweisenden Lüftungsgitter (14) ausgebildete Abdeckvorrichtung und eine zwischen dem Grundgehäuse (11) und dem Lüftergitter (14) angeordneten Filtermatte (13) umfasst, wobei an der Luftaustrittseite der Luftdurchtrittvorrichtung (10) über einem Luftaustritt (21) ein Gitterelement (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläseträger (12) mit einer Seitenwand (19) und mit einer Aufnahme für ein Gebläse, bevorzugt bestehend aus einem Rotor, bevorzugt bestehend aus Flügeln (27), bzw. einem Rotor und einem Antrieb (24), versehen ist, dass der Gebläseträger (12) auf der Seite des Gitterelements (30) einen diffusorartig ausgeführten Abschnitt (22) aufweist, wobei der Abschnitt bevorzugt Bestandteil der Seitenwand (19) ist oder mit der Seitenwand (19) einstückig ausgeführt ist, und dass der Abschnitt (22) gegenüber der Seitenwand um einen Innenwinkel (α) abgelenkt ist, der zwischen 180° und 270°, besonders bevorzugt 290°, beträgt, und dass das Gitterelement (30) einen ansteigenden oder abfallenden Abschnitt (35, 37) und einen planen Abschnitt (36) aufweist, wobei der ansteigende oder der abfallende Abschnitt (35) in den planen Abschnitt (36) übergeht, und auf dem planen Abschnitt (36) ein vollflächiger Abschnitt (32) vorgesehen ist.
Luftdurchtrittsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der diffusorartig ausgeführte Abschnitt (22) linear oder degressiv ansteigend ausgeführt ist.
Luftdurchtrittsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatzpunkt (41) des diffusorartig ausgeführten Abschnitts (22) direkt an der Seitenwand (19) angeordnet ist.
Luftdurchtrittsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der diffusorartig ausgeführte Abschnitt (22) gegenüber der Seitenwand (19) zur Gebläsemitte hin verschoben (39) ist.
Luftdurchtrittvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatzpunkt (41) des diffusorartig ausgeführten Abschnitts sich auf Höhe der Hinterkante (26) oder der Spitze (25) eines Flügels (27) des Gebläses (20) befindet.
Luftdurchtrittvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenwinkel (α) und/oder der dazu korrespondierende Außenwinkel (β) weich ausgeführt sind.
Luftdurchtrittvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitterelement (30) die Luftdurchtrittvorrichtung (10) verschließend angeordnet ist.
Luftdurchtrittvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ansteigende Abschnitt (35) linear ansteigend ist.
Luftdurchtrittvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der plane Abschnitt (36) und/oder der der vollflächige Abschnitt (32) mittig über dem Luftaustritt (21) angeordnet ist.
Luftdurchtrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der vollflächige Abschnitt (32) kleiner als der plane Abschnitt (36) ausgeführt ist.
Luftdurchtrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vollflächige Abschnitt (32) ein scheibenförmiger Plattenkörper ist, der bevorzugt auf dem planen Abschnitt (36) aufgesetzt und/oder in ihn integriert ist.
Luftdurchtrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der plane Abschnitt (36) parallel zum Luftaustritt (21) angeordnet ist.