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Einleitung
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Die Erfindung betrifft einen Luftauslass zum Temperieren eines Raumes, insbesondere eines Labors, mit einem durchströmbaren Gehäuse mit einer Länge und einer Breite, das einen Lufteintrittsquerschnitt und mindestens einen Luftaustrittsquerschnitt besitzt, wobei in einem Bereich des Lufteintrittsquerschnitts ein Anschlussstutzen zur Versorgung mit Zuluft angeordnet ist, wobei zwei sich gegenüberliegende Seitenwände des Gehäuses jeweils mit mindestens einem Strahlelement versehen sind, durch das einzelne Zuluftstrahlen turbulent in den Raum abgebbar sind, wobei an einer Unterseite des Gehäuses mindestens ein sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckender Kanal angeordnet ist, über den Zuluft an den Raum abgebbar ist, wobei die Unterseite des Gehäuses abgesehen von dem Kanal geschlossen ausgebildet ist.
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Über den Anschlussstutzen können auch mehrere Luftauslässe über Rohrleitungen miteinander verbunden sein und gemeinsam von einer einzigen Zuluftanlage gespeist werden.
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Stand der Technik
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Luftauslässe sind im Stand der Technik vielseitig bekannt und können unterschiedlichen Anforderungen genügen. Hinsichtlich der Temperierung von Laboren wird typischerweise eine zuverlässige Belüftung bestimmter Arbeitsplätze gefordert, wobei abgesehen von der bereitgestellten Zuluft auch eine deutliche Kühlung wünschenswert ist.
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Aus dem bisher unveröffentlichten Gebrauchsmuster
DE 20 2015 103 138 U1 ist eine Vorrichtung für eine Laborbelüftung bekannt, die sich aus mehreren Modulen zusammensetzt, wobei einzelne Deckenmodule über Verbindungsmodule verbunden werden. Dabei dienen die Deckenmodule der Zuführung von Zuluft zu bestimmten Arbeitsplätzen und die Verbindungsmodule als reine Verbindungselemente zwischen zwei Deckenmodulen.
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Auch aus der
DE 10 2013 109 702 A1 ist ein Luftauslass zur Belüftung eines Labors bekannt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass – wie eingangs beschrieben – an zwei Seitenwänden sowie an einer Unterseite Zuluft über Luftaustrittsöffnungen in den Raum abgegeben wird, wobei im Bereich der an der Unterseite angeordneten Luftaustrittsöffnungen ein Wärmetauschermodul angeordnet werden kann. Ist der bekannte Luftauslass mit einem Wärmetauschermodul bestückt, so wird über die Strömung der aus den an der Unterseite angeordneten Luftaustrittsöffnungen strömenden Zuluft Raumluft in den Wärmetauscher gesogen, wo die Raumluft temperiert und mittels der strömenden Zuluft wieder in den Raum gelangt.
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An Arbeitsplätzen in Laboren entsteht oftmals Wärme durch den Ablauf von am Arbeitsplatz durchgeführter chemischer Prozesse oder durch die Verwendung von Brennern oder ähnlichem am Arbeitsplatz. Demnach ist es insbesondere bei Laboren wünschenswert, dass über den Luftauslass eine deutliche Abkühlung der Raumluft erfolgt, was nur über das Einbringen einer großen Menge an gekühlter Zuluft möglich ist. Die großen Massen kalter Luft werden jedoch insbesondere bei der Anstrahlung eines Arbeitsplatzes als äußerst unangenehm von den arbeitenden Personen empfunden.
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Aufgabe
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, einen Luftauslass zum Temperieren eines Raumes so weiter zu entwickeln, dass er sich durch eine hohe Kühlleistung bei gleichzeitig turbulenzarmer Strömung der Zuluft auszeichnet.
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Lösung
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Ausgehend von dem eingangs genannten Luftauslass wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass die das mindestens eine Strahlelement aufweisenden Seitenwände des Gehäuses perforiert sind und der mindestens eine Kanal in einem oder mehreren in Reihe befindlichen zumindest teilzylinderförmigen Element(en) angeordnet ist, wobei der Kanal so ausgebildet ist, dass in Strömungsrichtung des Kanals betrachtet eine Richtungsänderung erfolgt, wobei das mindestens eine Element oder die mehreren in Reihe befindlichen Elemente jeweils um seine oder ihre Längsachse drehbar gelagert sind.
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Die über den Lufteintrittsquerschnitt des Gehäuses zugeführte Zuluft verlässt das Gehäuse über die in den Seitenwänden angeordneten Strahlelemente mit einer hohen Geschwindigkeit, also als turbulenter, strahlförmiger Volumenstrom. Dadurch, dass die Seitenwände des Gehäuses perforiert sind, ruft ein an den Seitenflächen des Gehäuses wirkender Unterdruck hervor, dass über die Perforation Zuluft in den Raum gesogen wird. Die über die Perforation der Seitenwände in den Raum strömende Zuluft strömt hingegen turbulenzarm, so dass insgesamt eine so genannte Mischquelllüftung aus dem turbulenten Volumenstrahl und der laminar nachströmenden Zuluft entsteht, die auch als Hybridlüftung bezeichnet werden kann.
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Gleichzeitig gelangt auch Zuluft über den mindestens einen Kanal an der Unterseite des Gehäuses in den Raum, wobei der Kanal so in mindestens einem teilzylinderförmigen Element ausgeformt ist, dass – in Strömungsrichtung des Kanals betrachtet – eine Richtungsänderung erfolgt. Dies bedeutet, dass die über den Kanal austretende Zuluft innerhalb des Kanals umgelenkt wird, wobei die Umlenkung vorteilhafterweise so erfolgen sollte, dass die Zuluft seitlich ausströmt und sich von unten an das Gehäuse schmiegt. Dieser so genannte Coanda-Effekt ist deshalb von Vorteil, weil die in den Raum abgegebene Zuluft somit nicht direkt an einen Arbeitsplatz strömt, sondern zunächst in horizontale beziehungsweise schräge Richtung. Aus diesem Grund ist es möglich, eine hochinduktive Strömung der Zuluft an der Unterseite des Gehäuses vorzusehen, die einen hohen Anteil an Raumluft mit sich reißt. Die Einstellung bzw. Ausrichtung des mindestens einen Kanals kann manuell erfolgen.
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Insgesamt ist es mittels des erfindungsgemäßen Luftauslasses demnach möglich, einen hohen Zulufteintrag, also ein hohes Volumen an Zuluft, in den Raum abzugeben, wobei insgesamt ein turbulenzarmer Zuluftstrom vorliegt. Die Kombination von einer turbulent eingebrachten Zuluft mittels des mindestens einen Strahlelementes und des Kanals einerseits und der laminar nachströmenden Zuluft an den Längsseiten des Gehäuses andererseits bewirkt insgesamt einen turbulenzarmen Zulufteintrag in den Raum, der für darin befindliche Personen als angenehm empfunden wird.
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Da mittels des erfindungsgemäßen Luftauslasses ein hoher Zulufteintrag möglich ist, ist eine hohe Kühl- bzw. Heizleistung erreichbar. Trotz insgesamt turbulenzarmer Strömung kann eine Temperaturdifferenz ΔT von bis zu 10 Kelvin erzielt werden. Auf den Einsatz eines Wärmetauschers kann gänzlich verzichtet werden.
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Die Erfindung vorteilhaft ausgestaltend ist es vorgesehen, dass zwei, drei oder mehr als drei parallel zueinander verlaufende Kanäle nebeneinander angeordnet sind. Die Anzahl der Kanäle und der Strömungsquerschnitt der einzelnen Kanäle sollten an die erforderliche Gesamt-Temperierleistung angepasst sein, um optimale individuelle Bedingungen in einem Raum zu erhalten.
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Dabei ist es ferner vorteilhaft, wenn die zumindest teilzylinderförmigen Elemente unabhängig voneinander drehbar gelagert sind. Somit ist es möglich, dass nebeneinander befindliche Kanäle in verschiedene Richtungen weisen. Befindet sich der erfindungsgemäße Luftauslass in einer Raummitte, können einzelne Kanäle etwa nach rechts und andere Kanäle etwa nach links ausgerichtet sein, so dass der Raum insgesamt über die an der Unterseite des Gehäuses befindlichen Kanäle mit Zuluft versorgt wird. Selbstverständlich kann die Ausrichtung der Kanäle auch in eine gemeinsame Richtung erfolgen.
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Ist ein einzelner Kanal in mehreren in Reihe befindlichen zumindest teilzylindrischen Elementen angeordnet, ist es ferner möglich, dass die einzelnen Elemente unabhängig voneinander in verschiedene Richtungen eingestellt werden können. Somit ist eine unterschiedliche Ausblasrichtung der so entstehenden Kanalabschnitte über die Länge des Gesamtkanals möglich. Die Einstellung der Ausblasrichtung kann manuell erfolgen und ist an individuelle Bedürfnisse leicht anpassbar.
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Um zu erreichen, dass in Strömungsrichtung des Kanals betrachtet eine Richtungsänderung erfolgt, kann der Kanal in dem mindestens einen Element im Querschnitt des Elements betrachtet beispielsweise abgewinkelt oder gekrümmt ausgebildet sein.
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Bezüglich des Stahlelements ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine Strahlelement eine Mehrzahl an Luftaustrittsquerschnitte bildenden, geneigten Schlitzen aufweist, wobei eine Neigung der einzelnen Schlitze jeweils einstellbar ist. Dies bedeutet, dass die einzelnen Schlitze in ihrer Neigung unabhängig voneinander einstellbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, die das Strahlelement verlassene Zuluft breit aufzufächern. Die Einstellung der Neigung kann dabei manuell erfolgen.
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Wird mindestens eine Reihe von zueinander beabstandeten Strahlelementen in mindestens einer Seitenwand des Gehäuses angeordnet, so erfolgt eine Mischquelllüftung über eine größere Länge, was sich auf das Raumklima positiv auswirkt.
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Um eine optimale Zuluftaufteilung auf die einzelnen verschiedenen Luftaustrittsquerschnitte des Luftauslasses zu gewährleisten, ist es gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftauslasses vorgesehen, dass innerhalb des Gehäuses mindestens ein Luftleitelement angeordnet ist. Mittels des Luftleitelements soll erreicht werden, dass die verschiedenen Luftaustrittsquerschnitte, also das Stahlelement, die Perforierung der Seitenwände und der mindestens eine Kanal an der Unterseite des Gehäuses, gleichmäßig mit Zuluft gespeist werden. Auch kann das mindestens eine Luftleitelement dazu dienen, die Zuluft ebenfalls oder alternativ über die Länge des Luftauslasses gleichmäßig zu verteilen.
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Der erfindungsgemäße Luftauslass kann innerhalb des Gehäuses auch mindestens ein horizontal und mindestens ein vertikal verlaufendes Luftleitelement besitzen, um vorgenannte Ziele zu erreichen.
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Die Ausbildung der Luftleitelemente als Lochblech hat sich hierbei als besonders geeignet erwiesen.
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Schließlich sei angemerkt, dass die verschiedenen Merkmale der Unteransprüche je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein können.
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Ausführungsbeispiel:
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Die vorstehend beschriebene Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Figuren dargestellt ist.
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Es zeigt:
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1: eine Ansicht einer Längsseite eines erfindungsgemäßen Luftauslasses und
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2: einen Querschnitt des Luftauslasses nach 1.
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In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Luftauslass 1 zum Temperieren eines Raumes 2 dargestellt, der sich insbesondere zum Temperieren eines Labors eignet. Die 1 ist eine Ansicht einer Längsseite 3 des Luftauslasses 1, der ein durchströmbares Gehäuse 4 mit einer Länge L und einer Breite B (2) besitzt. Das Gehäuse 4 ist quaderförmig ausgebildet und besitzt somit zwei in Längsrichtung verlaufende Seitenwände 5 und zwei in Querrichtung verlaufende Stirnwände 6. Ferner besitzt das Gehäuse 4 einen Deckel 7 und einen Boden 8. Typischerweise besteht das Gehäuse 4 aus gekanteten Blechen.
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An einer Oberseite des Gehäuses 4, also im Deckel 7 desselben, ist ein Anschlussstutzen 9 angeordnet, über den der Luftauslass 1 mit Zuluft gespeist wird. Hierzu kann der Anschlussstutzen 9 mit einer Sammelrohrleitung verbunden sein, mit der auch weitere Luftauslässe verbunden sind und die wiederum an ein Zuluftsystem angeschlossen ist. Alternativ kann der Anschlussstutzen 9 direkt an ein Zuluftsystem angeschlossen sein. Ein lichter Querschnitt des Anschlussstutzens 9 bildet einen Lufteintrittsquerschnitt 10 in das Gehäuse 4. Der Anschlussstutzen kann auch in einer Stirnwand angeordnet sein.
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Es ist zu erkennen, dass die Seitenwand 5 des Gehäuses 4 in der 1 perforiert ist. Ferner weist die Seitenwand 5 zwei übereinander befindliche Reihen 11 von zueinander beabstandeten Strahlelementen 12 auf. Die Stahlelemente 12 werden von runden Scheiben gebildet, in denen jeweils sieben geneigt verlaufende Luftkanäle 13 angeordnet sind, wobei in der 1 lediglich sieben einzelne Luftaustrittsquerschnitte 14 der Luftkanäle 13 der Strahlelemente 12 zu erkennen sind. Die genaue Ausbildung der Luftkanäle 13 wird im Zusammenhang mit der 2 näher erläutert. Die gegenüber liegende Seitenwand, die in der 1 nicht erkennbar ist, ist analog ausgebildet.
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Während über die Strahlelemente 12 Zuluft turbulent in den Raum 2 abgegeben wird, strömt über die Perforation 15 der Seitenwand 5 Zuluft laminar in den Raum 2 ein. Hierdurch entsteht eine Hybridlüftung aus dem turbulenten Volumenstrahl und der laminar nachströmenden Zuluft.
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In der 2 ist ein Querschnitt des erfindungsgemäßen Luftauslasses 1 dargestellt, aus dem unter anderem der Aufbau der Strahlelemente 12 hervorgeht. Die Strahlelemente 12 weisen im Querschnitt betrachtet sieben geneigte Luftkanäle 13 auf, von denen in der 2 lediglich jeweils drei dargestellt sind. Dabei sind die Luftkanäle 13 der oberen Reihe 11 von Strahlelementen 12 nach oben ausgerichtet und die Luftkanäle 13 der unteren Reihen 11' von Strahlelementen 12 nach unten gerichtet. Es ist jedoch vorgesehen, dass die Strahlelemente 12 unabhängig voneinander manuell eingestellt werden können, so dass eine individuelle Auffächerung der Zuluft in einzelne Zuluftstrahlen erreicht werden kann. Dabei können die Luftkanäle 13 sowohl in horizontale als auch in vertikale Richtung ausgerichtet werden. Selbstverständlich sind auch Strahlelemente 12 mit einer anderen Anzahl an Luftkanälen 13 denkbar.
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Auch die Perforation 15 der Seitenwände 5 ist in der 2 erkennbar.
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An einer Unterseite des Gehäuses 4, also in dem Boden 8, sind drei parallel zueinander in Längsrichtung des Gehäuses 4 verlaufende Kanäle 16 angeordnet, die jeweils in einem zumindest teilzylinderförmigen Element 17 eingearbeitet sind. Dabei sind die Kanäle 16 insgesamt mittig im Boden 8 des Gehäuses 4 angeordnet. Die Elemente 17 besitzen im Querschnitt sich gegenüberliegende Wandungen 18, 18', die bogenförmig beziehungsweise abgewinkelt verlaufen, so dass insgesamt ein bogenförmiger beziehungsweise abgewinkelter Kanal 16 entsteht. Die Elemente 17 sind um ihre Längsachse drehbar gelagert, so dass die Ausrichtung der darin befindlichen Kanäle 16 einstellbar ist. Die Einstellung kann manuell erfolgen, wobei die Ausrichtung der Kanäle 16 unabhängig voneinander einstellbar ist, so dass sie in verschiedene Richtung zeigen können.
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In der 2 sind alle drei Kanäle 16 so ausgerichtet, dass sie nach rechts unten weisen. Demnach wird Zuluft, die ungefähr vertikal in die Kanäle 16 einströmt, so umgeleitet, dass die Zuluft die Kanäle 16 jeweils nach rechts unten gerichtet verlässt. Die Neigung des Zuluftstrahls ist dabei flach, so dass sich die die Kanäle 16 verlassenen Luftströme aufgrund des so genannten Coanda-Effektes an den Boden 8 des Gehäuses 4 anschmiegen und entlang desselben strömen. Der Boden 8 des gezeigten Luftauslasses 1 ist abgesehen von den Kanälen 16 geschlossen und eben, also geradlinig ausgebildet.
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Aufgrund der Geometrie des Kanals 16 ist eine Einstellung der Neigung desselben nicht wahllos möglich, wenn der Querschnitt des Kanals 16 vollständig genutzt werden soll. In dem gezeigten Beispiel ist eine Einstellung der Kanäle 16 einerseits nach rechts unten und andererseits nach links unten sinnvoll. Folglich sind für einen optimalen Betrieb des in der 2 gezeigten erfindungsgemäßen Luftauslasses 1 zwei Stellungen der Kanäle 16 vorgesehen. Andere Ausbildungen der Kanäle sind jedoch ebenfalls denkbar.
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Die Kanäle 16 erstrecken sich in Längsrichtung des Gehäuses 4, wobei sie über die gesamte Länge L des Gehäuses 4, also bis zu den Stirnwänden 6, verlaufen können oder aber in einem Abstand zu den Stirnwänden 6 enden können. Die Elemente 17 können als kurze Stücke ausgebildet sein und beispielsweise eine Länge von etwa 5 cm bis 10 cm aufweisen, wobei eine Vielzahl von Elementen 17 in einer Reihe angeordnet ist. Die einzelnen Stücke sind dann ebenfalls um ihre Längsachse drehbar gelagert, wobei diese unabhängig von benachbarten Stücken einer Reihe einstellbar sind. In diesem Fall ist eine unterschiedliche Einstellung der Ausrichtung der einzelnen Elemente einer Reihe über die Länge der Reihe möglich.
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Es versteht sich von selbst, dass der erfindungsgemäße Luftauslass auch mit nur einem einzelnen Kanal ausgebildet sein kann oder mit einer Anzahl von parallel nebeneinander befindlichen Kanälen, die unterschiedlich zu drei ist.
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Oberhalb der Elemente 17 ist jeweils eine Kammer 19 mit einer Breite angeordnet, die in Strömungsrichtung (Pfeil 20) betrachtet, also von oben nach unten, größer wird. Während die Kammer 19 jeweils auf einer dem Elements 17 zugewandten Seite eine Breite b1 aufweist, die etwa der Breite (oder Durchmessers) des Elements 17 besitzt, ist die Breite b2 auf einer dem Element 17 abgewandten Seite hin kleiner. Hierdurch entsteht eine Art entgegen gesetzte Düsenwirkung, die den in die Kanäle 16 gelangenden Zuluftstrom verlangsamt. Die Breite b1 der Kammer 19 im Bereich des Elements 17 übersteigt jedoch eine Breite des Kanals 16 in dem Element 17.
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Innerhalb des Gehäuses 4 sind drei Luftleitelemente angeordnet, die über die gesamte Länge L des Gehäuses 4 verlaufen. Die Luftleitelemente werden von Lochblechen gebildet, wobei zwei Lochbleche vertikal verlaufen und sich jeweils in einem Abstand von etwa 6 cm bis 8 cm von den Strahlelementen 12 befinden. Das dritte Luftleitelement 21 verläuft horizontal und erstreckt sich zwischen den beiden vertikal verlaufenden Luftleitelementen. Es besitzt einen Abstand zu dem Boden 8 des Gehäuses 4 von ca. 100 mm bis 150 mm. Die Gesamthöhe H des Gehäuses 4 beträgt ca. 250 mm bis 280 mm.
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Die Luftleitelemente dienen zum einen dazu, die aus dem Anschlussstutzen 9 in das Gehäuse 4 eingeleitete Zuluft über die gesamte Länge L des Gehäuses 4 zu verteilen und zum anderen dazu, eine gleichmäßige Anströmung der Strahlelemente 12 und der Kanäle 16 zu gewährleisten. Optimaler Weise verteilt sich ein Drittel der Zuluft jeweils auf die beiden Seitenwände 5 und strömt durch die darin angeordneten Strahlelemente 12 und das verbleibende Drittel der Zuluft strömt durch die Kanäle 16 im Boden 8 des Gehäuses 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftauslass
- 2
- Raum
- 3
- Längsseite
- 4
- Gehäuse
- 5
- Seitenwand
- 6
- Stirnwand
- 7
- Deckel
- 8
- Boden
- 9
- Anschlussstutzen
- 10
- Lufteintrittsquerschnitt
- 11, 11'
- Reihe
- 12
- Strahlelement
- 13
- Luftkanal
- 14
- Luftaustrittsquerschnitt
- 15
- Perforation
- 16
- Kanal
- 17
- Element
- 18
- Wandung
- 19
- Kammer
- 20
- Pfeil
- 21, 21', 21''
- Luftleitelement
- H
- Höhe
- L
- Länge
- B
- Breite
- b1
- Breite
- b2
- Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202015103138 U1 [0004]
- DE 102013109702 A1 [0005]
