DE202020101734U1

DE202020101734U1 - Ventilation head for the ventilation of buildings

Info

Publication number: DE202020101734U1
Application number: DE202020101734.9U
Authority: DE
Original assignee: LAB GmbH Lueftungs und Anlagenbau
Current assignee: LAB GmbH Lueftungs und Anlagenbau
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2030-04-01
Also published as: DE102021107478A1

Abstract

Lüftungskopf mit einem Strömungskanal, der zwischen einem Rohranschlussstutzen und einer Kopföffnung ausgebildet ist, wobei der Strömungskanal seinen Strömungsraum segmentierende Strömungsleitbleche aufweist, die eine die Strömung umlenkende Krümmung haben,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit den Strömungsleitblechen (4) auf Seiten des Rohranschlussstutzens (1) konzentrisch ineinander stehende Strömungsräume (5) in Form von Hohlsträngen ausgebildet sind, und
dass mit den Strömungsleitblechen (4) auf Seiten der Kopföffnung (3) konzentrisch ineinander stehende Strömungsräume (6) in Form von konkav gekrümmten Trichterwandungen ausgebildet sind.

Ventilation head with a flow channel, which is formed between a pipe connection piece and a head opening, the flow channel having its flow space segmenting flow guide plates which have a curvature that deflects the flow,
characterized,
that flow spaces (5) in the form of hollow strands are formed with the flow guide plates (4) on the side of the pipe connection piece (1), and
that with the flow baffles (4) on the side of the head opening (3) concentric flow spaces (6) are formed in the form of concavely curved funnel walls.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lüftungskopf mit einem Strömungskanal, der zwischen einem Rohranschlussstutzen und einer Kopföffnung ausgebildet ist, wobei der Strömungskanal seinen Strömungsraum segmentierende Strömungsleitbleche aufweist, die eine die Strömung umlenkende Krümmung haben.The invention relates to a ventilation head with a flow channel, which is formed between a pipe connection piece and a head opening, the flow channel having its flow space segmenting flow guide plates which have a curvature that deflects the flow.

Bekannte Lüftungsköpfe dienen der Be- und Entlüftung von Gebäuden über einen sogenannten Lüftungsturm, auf dessen Turmrohrende der Lüftungskopf mit seinem Rohranschlussstutzen sitzt. Mit dem Lüftungskopf soll verhindert werden, dass witterungsbedingte Niederschläge in das Turmrohr eindringen. Dazu ist es bekannt, in der Kopföffnung des Lüftungskopfes Lamellen auszubilden, an denen Niederschläge nach außen abgeleitet werden. Im Zuge sich wandelnder Komfortansprüche sind Klimaanlagen unverzichtbarer Bestandteil unseres zivilisierten Lebens geworden. Während man bei Wohngebäuden noch darauf bedacht ist, die Anlagenkomponenten von Klimaanlagen optisch unauffällig in die Gebäudestrukturen zu integrieren, ist man bei öffentlichen Veranstaltungsgebäuden schon lange dazu übergegangen, besonderes großvolumigen Anlagenkomponenten wie den Lüftungstürmen, exponierte Lagen zuzuweisen und sie so Bestandteil moderner Architekturbilder werden zu lassen. Eines dieser modernen Architekturbilder zeigt gänzlich zylindrisch und aus Stahl oder Edelstahl ausgeführte Lüftungstürme, deren ringförmige Lamellenbleche ein charakteristisches Bild abgeben.Known ventilation heads are used for the ventilation of buildings via a so-called ventilation tower, on the tower pipe end of which the ventilation head with its pipe connection piece sits. The ventilation head is intended to prevent weather-related precipitation from entering the tower tube. For this purpose, it is known to form lamellae in the head opening of the ventilation head, from which precipitation is drained outwards. In the course of changing demands for comfort, air conditioning systems have become an indispensable part of our civilized life. While residential buildings are still concerned with integrating the system components of air conditioning systems into the building structures in an unobtrusive manner, public event buildings have long gone over to assigning particularly large-volume system components such as ventilation towers to exposed locations and thus making them part of modern architectural images . One of these modern architectural pictures shows ventilation towers made entirely of steel and stainless steel, the ring-shaped lamellae of which give a characteristic picture.

Bei der Positionierung der Lüftungstürme ist jedoch zu beachten, dass mit ihnen generierte Strömungsgeräusche, zumindest in unmittelbarer Nähe des Lüftungsturmes, als störend wahrgenommen werden können. Um derartige Strömungsgeräusche auf ein Minimum zu reduzieren, sind bekannte Lüftungstürme ausreichend groß dimensioniert. Reicht eine solche Dimensionierung einmal nicht aus, kann die Geräuschentwicklung allenfalls noch dadurch reduziert werden, dass Luftdurchsätze gedrosselt werden.When positioning the ventilation towers, however, it should be noted that flow noise generated with them, at least in the immediate vicinity of the ventilation tower, can be perceived as disturbing. In order to reduce such flow noises to a minimum, known ventilation towers are sufficiently large. If such a dimensioning is not sufficient, the noise development can at best be reduced by throttling air flow rates.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lüftungskopf der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, der ein strömungsoptimiertes Luftleitsystem aufweist.The invention has for its object to show a ventilation head of the type mentioned, which has a flow-optimized air control system.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Lüftungskopf mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a ventilation head with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Lüftungskopf zeichnet sich dadurch aus, dass mit den Strömungsleitblechen auf Seiten des Rohranschlussstutzens konzentrisch ineinander stehende Strömungsräume in Form von Hohlsträngen ausgebildet sind und dass mit den Strömungsleitblechen auf Seiten der Kopföffnung konzentrisch ineinander stehende Strömungsräume in Form von konkav gekrümmten Trichterwandungen ausgebildet sind. Daraus ergibt sich ein Lüftungskopf, mit dessen ringförmiger Kopföffnung ein größerer Durchmesser aufgespannt ist als er vom Rohranschlussstutzen vorgegeben wird. Der sich so zur Kopföffnung hin um ein Vielfaches seines Strömungsdurchmessers aufweitende Strömungskanal ermöglicht ein maximal widerstands- und geräuscharmes Ansaugen oder Ausblasen von Luft über den gekrümmten Strömungskanal. Dabei ist mit den in Form von Hohlsträngen und konkav gekrümmten Trichterwandungen ausgebildeten Strömungsräumen eine Art rotationssymmetrische Krümmung ausgebildet, über welche eine richtungsgebundene Strömung in eine richtungsungebundene Strömung und andersherum überführt werden kann.The ventilation head according to the invention is characterized in that flow spaces in the form of hollow strands are formed concentrically one inside the other with the flow guide plates on the side of the pipe connection stub and that flow spaces in the form of concave curved funnel walls are formed with the flow guide plates on the side of the head opening. This results in a ventilation head with an annular head opening spanning a larger diameter than that specified by the pipe connection piece. The flow channel, which widens towards the head opening by a multiple of its flow diameter, enables air or air to be sucked in or blown out via the curved flow channel with as little resistance and noise as possible. A type of rotationally symmetrical curvature is formed with the flow spaces in the form of hollow strands and concavely curved funnel walls, via which a directional flow can be converted into a directional flow and vice versa.

Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung weisen die in Form von Hohlsträngen und konkav gekrümmten Trichterwandungen ausgebildeten Strömungsräume jeweils gleiche Strömungsdurchsätze generierende Strömungsquerschnitte auf. Mit der Auslegung der Strömungsquerschnitte wird Rechnung getragen, dass eine Strömung an Rohrwandungen reibungsbedingt verzögert wird, und dass die äußeren Strömungsräume mit kleineren Krümmungsradien größere Strömungswiderstände generieren, als die inneren Strömungsräume mit größeren Krümmungsradien.According to a first development of the invention, the flow spaces designed in the form of hollow strands and concavely curved funnel walls each have the same flow cross-sections that generate flow rates. The design of the flow cross-sections takes into account that a flow on pipe walls is delayed due to friction and that the outer flow spaces with smaller radii of curvature generate greater flow resistances than the inner flow spaces with larger radii of curvature.

Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weisen die in Form von Hohlsträngen und konkav gekrümmten Trichterwandungen ausgebildeten Strömungsräume eckig ringförmige Strömungsquerschnitte auf. Solche eckig ringförmigen Strömungsquerschnitte weisen insbesondere fünf- bis zwölfeckige Konturen auf. Die eckig ringförmigen Strömungsquerschnitte haben den Vorteil, dass die Krümmung der die Strömungsräume begrenzenden Strömungsleitbleche vorteilhaft kostengünstig mit herkömmlichen Biegewerkzeugen und Abkantbanken hergestellt werden können.According to a next development of the invention, the flow spaces designed in the form of hollow strands and concavely curved funnel walls have angular, annular flow cross sections. Such angular, annular flow cross sections have, in particular, pentagonal to twelve-sided contours. The angular, annular flow cross sections have the advantage that the curvature of the flow baffles delimiting the flow spaces can advantageously be produced inexpensively using conventional bending tools and folding benches.

In einem verbesserten Ausführungsbeispiel weisen die in Form von Hohlsträngen und konkav gekrümmten Trichterwandungen ausgebildeten Strömungsräume kreisringförmige Strömungsquerschnitte auf. Dabei weisen die die Strömungsräume begrenzenden Strömungsleitbleche eine strömungsoptimierte Wölbung auf, zu deren Herstellung es jedoch teurerer Umformwerkzeuge, insbesondere Tiefziehwerkzeuge bedarf.In an improved exemplary embodiment, the flow spaces designed in the form of hollow strands and concavely curved funnel walls have annular flow cross sections. The flow guide plates delimiting the flow spaces have a flow-optimized curvature, however, more expensive forming tools, in particular deep-drawing tools, are required to produce them.

Zwischen den Strömungsleitblechen angeordnete Halteverbindungen sind vorteilhaft zu Schottblechen ausgebildet, mit denen die Strömungsräume in Hohlstrangabschnitte und Trichterwandungsabschnitte unterteilt sind. Mit den Schottblechen können durch Windlasten an der Kopföffnung hervorgerufene Staudrücke und daraus resultierende Leistungsverluste reduziert werden. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, wenn die Halteverbindung auf Verbindungsstäbe mit möglichst geringem Strömungswiderstand reduziert ist.Holding connections arranged between the flow baffles are advantageously formed to bulkhead plates with which the Flow spaces are divided into hollow strand sections and funnel wall sections. With the bulkhead plates, back pressures caused by wind loads at the head opening and the resulting power losses can be reduced. However, it is within the scope of the invention if the holding connection is reduced to connecting rods with the lowest possible flow resistance.

Um die Strömungscharakteristik des erfindungsgemäßen Lüftungskopfes weiter zu optimieren, wird die Krümmung der Strömungsleitbleche ausgehend von der Seite des Rohranschlussstutzens bis hin zur Seite der Kopföffnung diskontinuierlich exponentiell kleiner. Damit erfolgt eine vorteilhaft druckschlagsfreie Überführung einer richtungsgebundenen Strömung in eine richtungsungebundene Strömung und andersherum, mit der zu Geräuschentwicklungen und Leistungseinbußen führende Strömungsabrisse verhindert sind. Vorzugsweise orientiert sich die Krümmung der Strömungsleitbleche an einer Parabelform.In order to further optimize the flow characteristics of the ventilation head according to the invention, the curvature of the flow guide plates is discontinuously exponentially smaller starting from the side of the pipe connection piece up to the side of the head opening. This results in an advantageously pressure-free transfer of a directional flow into a direction-independent flow and vice versa, with which flow interruptions leading to noise development and reduced performance are prevented. The curvature of the flow guide plates is preferably based on a parabolic shape.

Um zu verhindern, dass witterungsbedingte Niederschläge in die Kopföffnung fallen können, weist die Krümmung der Strömungsleitbleche einen Winkelbogen von größer 90° auf.In order to prevent weather-related precipitation from falling into the head opening, the curvature of the flow guide plates has an elbow of greater than 90 °.

Außerdem sind mit den Strömungsleitblechen sowohl auf Seiten des Rohranschlussstutzens als auch auf Seiten der Kopföffnung die Strömung gradlinig führende Strömungsraumabschnitte ausgebildet. Diese dienen der Strömungsberuhigung eines Luftstroms, der durch die Krümmung der Strömungsleitbleche aufgerieben wurde oder noch wird, so dass seine Umleitung vorteilhaft widerstands- und geräuscharm erfolgt.In addition, with the flow guide plates, the flow space sections leading in a straight line are formed both on the side of the pipe connection stub and on the side of the head opening. These serve to calm the flow of an air stream that has been or will be rubbed off by the curvature of the flow guide plates, so that it is advantageously diverted with little resistance and low noise.

Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung überlappen die freien Enden der mit den Strömungsleitblechen ausgebildeten Hohlstränge einander stufenweise. Mit der stufenweisen Überlappung weisen die die von den freien Enden der Strömungsleitbleche im Strömungsbild erzeugten Störbilder vorteilhaft einen Abstand zueinander auf, so dass das Strömungsbild negativ beeinflussende Interferenzen vermieden sind.According to a next development of the invention, the free ends of the hollow strands formed with the flow guide plates overlap one another in stages. With the gradual overlap, the interference patterns generated by the free ends of the flow guide plates in the flow pattern are advantageously at a distance from one another, so that interferences influencing the flow pattern are avoided.

Geometrisch bedingt entsteht innenseitig des innersten Strömungsraumes, der in Form von konkav gekrümmten Trichterwandungen ausgebildet ist, ein nach oben hin offener Trichter. Damit sich in diesem Trichter kein witterungsbedingter Niederschlag oder vom Wind getragenes Gut ansammeln kann, ist auf dem Strömungskanal ein die gebogenen Strömungsleitbleche überspannendes Dachblech angeordnet. Neben seiner Funktion als Witterungsschutz ist das Dachblech vorzugsweise als ein Gestaltungselement ausgeführt, welches optisch ansprechende Wölbungen, Sicken oder Abkantungen aufweisen kann und dem erfindungsgemäßen Lüftungskopf einen Wiedererkennungswert verleiht.Due to the geometry, a funnel open at the top is created on the inside of the innermost flow space, which is designed in the form of concavely curved funnel walls. So that no weather-related precipitation or material carried by the wind can collect in this funnel, a roof plate spanning the curved flow guide plates is arranged on the flow channel. In addition to its function as weather protection, the roof sheet is preferably designed as a design element which can have visually appealing arches, beads or bends and which gives the ventilation head according to the invention a recognition value.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Kopföffnung mit wenigstens einem gewellt ausgebildeten Absperrgitter abgedeckt, mit welchem zuverlässig verhindert ist, dass verschiedene Tiere, insbesondere Insekten, sowie vom Wind getragenes Material, wie Laub und Flugsande, in den Strömungskanal hineingelangen können. Dabei ist mit der gewellten Ausbildung des Absterrgitters das Risiko eines Dichtsetzens der Kopföffnung, beispielsweise durch Herbstlaub, signifikant verringert.According to another development of the invention, the head opening is covered with at least one corrugated shut-off grille with which it is reliably prevented that various animals, in particular insects, and material carried by the wind, such as leaves and flying sands, can get into the flow channel. With the corrugated formation of the screening grid, the risk of the head opening being sealed, for example by autumn leaves, is significantly reduced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

1: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lüftungskopfes; und
2: eine perspektivische Teilansicht des Lüftungskopfes gemäß 1, jedoch mit Darstellung verdeckter Kanten.

An embodiment of the invention, from which further inventive features result, is shown in the drawing. Show it:

1 : a perspective view of a ventilation head according to the invention; and
2nd : A partial perspective view of the ventilation head according to 1 , but with hidden edges.

Die 1 zeigt den erfindungsgemäßen Lüftungskopf mit einem Strömungskanal, der zwischen einem Rohranschlussstutzen 1 mit einem Anschlussflansch 2 und einer ringförmig umlaufenden Kopföffnung 3 ausgebildet ist. Der Strömungskanal weist seinen Strömungsraum segmentierende Strömungsleitbleche 4 auf, die jeweils eine die Strömung umlenkende Krümmung haben. Während mit den Strömungsleitblechen 4 auf Seiten des Rohranschlussstutzens 1 konzentrisch ineinander stehende Strömungsräume 5 in Form von Hohlsträngen ausgebildet sind, sind mit den gleichen Strömungsleitblechen 4 auf Seiten der Kopföffnung 3 konzentrisch ineinander stehende Strömungsräume 6 in Form von konkav gekrümmten Trichterwandungen ausgebildet. Die Strömungsräume 5, 6 weisen jeweils gleiche Strömungsdurchsätze generierende Strömungswiderstände auf. Die Strömungsräume haben gemäß des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels jeweils eine sechseckig ringförmige Gestalt. Zwischen den Strömungsleitblechen 4 ausgebildete Halteverbindungen 7 sind zu Schottblechen ausgebildet, mit denen die Strömungsräume 5, 6 in sechs gleichgroße Hohlstrangabschnitte und Trichterwandungsabschnitte unterteilt sind. Die Krümmung der Strömungsleitbleche 4 wird ausgehend von der Seite des Rohranschlussstutzens 1 bis hin zur Seite der Kopföffnung 3 diskontinuierlich exponentiell kleiner und weist einen Winkelbogen von 135° auf. Auf dem Strömungskanal ist ein die gebogenen Strömungsleitbleche 4 überspannendes Dachblech 8 angeordnet.The 1 shows the ventilation head according to the invention with a flow channel between a pipe connection piece 1 with a connecting flange 2nd and an annular circumferential head opening 3rd is trained. The flow channel has flow baffles segmenting its flow space 4th which each have a curvature that redirects the flow. While with the flow baffles 4th on the side of the pipe connector 1 concentric flow spaces 5 are designed in the form of hollow strands, are with the same flow baffles 4th on the side of the head opening 3rd concentric flow spaces 6 in the form of concavely curved funnel walls. The flow spaces 5 , 6 each have the same flow throughputs generating flow resistances. The flow spaces have according to the in 1 embodiment shown each have a hexagonal annular shape. Between the flow baffles 4th trained holding connections 7 are formed into bulkheads with which the flow spaces 5 , 6 are divided into six hollow strand sections of the same size and funnel wall sections. The curvature of the flow baffles 4th is starting from the side of the pipe connector 1 to the side of the head opening 3rd discontinuously exponentially smaller and has an angular arc of 135 °. On the flow channel is a curved flow guide 4th spanning roof sheet 8th arranged.

Die in 2 perspektivisch dargestellte Teilansicht des erfindungsgemäßen Lüftungskopfes macht deutlich, dass mit den Strömungsleitblechen 4 auf Seiten des Rohranschlussstutzens 1 die Strömung geradlinig führende Strömungsraumabschnitte 9 und auf Seiten der Kopföffnung 3 die Strömung ebenfalls geradlinig führende Strömungsraumabschnitte 10 ausgebildet sind. Die freien Enden 11 der mit den Strömungsleitblechen 4 ausgebildeten Hohlstränge überlappen einander stufenweise, wobei innere Strömungsleitbleche weniger tief in den Rohranschlussstutzen 1 eintauchen als äußere Strömungsleitbleche 4. Damit weisen die Strömungsleitbleche 4 jeweils zueinander unterschiedliche Blechgrößen und Biegeverläufe auf. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.In the 2nd Perspective partial view of the ventilation head according to the invention makes it clear that with the flow guide plates 4th on the side of the pipe connector 1 the flow leading straight flow space sections 9 and on the side of the head opening 3rd the flow also leads rectilinear flow space sections 10th are trained. The free ends 11 the one with the flow baffles 4th trained hollow strands overlap each other step by step, with inner flow baffles less deep in the pipe connection piece 1 immerse as outer flow baffles 4th . The flow baffles thus point 4th each different sheet sizes and bending profiles. The same components are provided with the same reference numbers.

Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.All features mentioned in the above description and in the claims can be combined in any selection with the features of the independent claim. The disclosure of the invention is thus not restricted to the combinations of features described or claimed; rather, all combinations of features which make sense in the context of the invention are to be regarded as disclosed.

Claims

Ventilation head with a flow channel, which is formed between a pipe connection piece and a head opening, the flow channel having its flow space segmenting flow guide plates that have a curvature that deflects the flow, characterized in that concentric with the flow guide plates (4) on the side of the pipe connection piece (1) flow spaces (5) in one another are designed in the form of hollow strands, and that flow spaces (6) in the form of concave curved funnel walls are formed with the flow guide plates (4) on the side of the head opening (3).

Ventilation head after Claim 1 , characterized in that the flow spaces (5, 6) formed in the form of hollow strands and concavely curved funnel walls each have the same flow resistances generating flow throughputs.

Ventilation head after Claim 1 or 2nd , characterized in that the flow spaces (5, 6) formed in the form of hollow strands and concavely curved funnel walls have angular flow cross sections.

Ventilation head after Claim 1 or 3rd , characterized in that the flow spaces (5, 6) formed in the form of hollow strands and concavely curved funnel walls have annular flow cross sections.

Ventilation head according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that between the flow guide plates arranged holding connections (7) are formed to bulkhead plates with which the flow spaces (5, 6) are divided into hollow strand sections and funnel wall sections.

Ventilation head according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the curvature of the flow guide plates (4) starting from the side of the pipe connection piece (1) to the side of the head opening (3) becomes discontinuously smaller exponentially.

Ventilation head according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the curvature of the flow guide plates (4) has an angular arc greater than 90 °.

Ventilation head according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that with the flow guide plates (4) on the side of the pipe connection piece (1) the flow-guiding flow space sections are formed.

Ventilation head according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that with the flow guide plates (4) on the side of the head opening (3) the flow-guiding flow space sections are formed.

Ventilation head according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the free ends (11) of the hollow strands formed with the flow guide plates (4) overlap one another in stages.

Ventilation head according to one of the Claims 1 to 10th , characterized in that a roof plate (8) spanning the curved flow guide plates (4) is arranged on the flow channel.

Ventilation head according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the head opening (3) is covered with at least one corrugated shut-off grille.