DE202021100686U1

DE202021100686U1 - Belüftungseinrichtung mit Leitwerk aus Haltestegen

Info

Publication number: DE202021100686U1
Application number: DE202021100686.2U
Authority: DE
Original assignee: Systemair GmbH
Current assignee: Systemair GmbH
Priority date: 2021-02-11
Filing date: 2021-02-11
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2031-02-12

Abstract

Belüftungsanordnung (10) mit
einem Gehäuse (1) mit Öffnungen an einem Lufteinlass (11) und einem Luftauslass (21), an denen das Gehäuse (1) jeweils Düsen (12, 22) zum Ein- und Ausströmen von Luft bildet,
einem in dem Gehäuse (1) angeordneten Ventilator (3) zum Befördern der durch das Gehäuse (1) strömenden Luft in einer axialen Strömungsrichtung (2), und
einer in dem Gehäuse (1) angeordneten Anströmhaube (13), die dazu ausgelegt ist, in das Gehäuse (1) einströmenden Luft auf die Flügelräder (4) des Ventilators (3) zu leiten,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Anströmhaube (13, 23) an dem Gehäuse (1) notwendige Haltestege (14-17) so ausgebildet sind, dass sie gleichzeitig als aktive Leitstege dienen, die sich funktionsabhängig zur Regulierung der durch das Gehäuse (1) strömenden Luftmassen einstellen lassen.

Description

Axialventilator-Belüftungseinrichtungen werden zur Be- und Entlüftung von Innenräumen in Gebäuden, zur Vermischung kontaminierter Luft und insbesondere zur Herstellung eines axialen Luftstroms durch Tunnels genutzt.
Die Belüftungseinrichtung besteht dabei üblicherweise aus einem Gehäuse, das auf der Ein- und Auslassseite jeweils Düsenanordnungen und in der Mitte einen Ventilator mit Elektromotor aufweist. Auf der Lufteinlass-Seite des Gehäuses wird in der Regel ferner eine Anströmhaube vorgesehen, um in das Gehäuse einströmende Luft auf die Flügelräder des Ventilators zu leiten. Zusätzlich können dem Ventilator Leitstege vor- oder nachgeschaltet sein, die als ein aktiv steuerbares oder passives Leitwerk zur gewünschten Beeinflussung des Luftstroms dienen.
Nachteilig an den bisher bekannten Belüftungseinrichtungen ist deren relativ komplizierter Gesamtaufbau. Insbesondere die Befestigung der Anströmhaube und der Leitstege am Gehäuse erfordert eine Vielzahl einzelner Schritte bei der Herstellung der Einzelteile und deren Zusammenbau.
In der Druckschrift DE 32 15 864 A1 wird zwar eine teilweise Vereinfachung dahingehend vorgeschlagen, dass die Haltestege einer auch als Anströmhaube dienenden Druckluftturbine gleichzeitig die Funktion von Leitstegen haben können. Diese statischen Leitstege stellen aber kein aktiv steuerbares Leitwerk dar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Belüftungseinrichtung zu schaffen, die bei möglichst einfachem und kompaktem Gesamtaufbau eine Möglichkeit zur aktiven Leitwerk-Steuerung vorsieht.
Die Lösung der Aufgabe gelingt durch die Belüftungseinrichtung gemäß Anspruch 1. Danach sind zur Befestigung der Anströmhaube an dem Gehäuse notwendige Haltestege so ausgebildet, dass sie gleichzeitig als aktive Leitstege dienen, die sich funktionsabhängig zur Regulierung der durch das Gehäuse strömenden Luftmassen einstellen lassen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch Umkehr der Rotationsrichtung der Ventilatorflügel lässt sich die Strömungsrichtung der Belüftungseinrichtung umkehren. Der Axialventilator ist also reversierbar in dem Sinne, dass er in zwei entgegengesetzten Strömungsrichtungen betreibbar ist. Die umgekehrte Strömungsrichtung ist insbesondere bei der Entrauchung von Tunnels im Brandfall nützlich.
Dabei kann auf beiden axialen Seiten des Ventilators je eine Anströmhaube vorgesehen sein, deren Haltestege dann jeweils als aktive Leitstege ausgebildet sind. Die Haltestege der dem Ventilator in Luftströmungsrichtung vorgelagerten Anströmhaube bilden dann ein aktives Vorleitwerk, und die Haltestege der dem Ventilator in Luftströmungsrichtung nachgelagerten Anströmhaube bilden ein aktives Nachleitwerk. Vorleitwerk und Nachleitwerk erlauben eine aktive Steuerung der Luftströmung in einer auf den aktuellen Einsatzzweck, die Luftströmungsrichtung und die Umgebungsverhältnisse optimierten Weise.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist jeder Anströmhauben-Haltesteg einen in Radialrichtung verlaufenden festen Steg und einen um den festen Steg schwenkbaren Leitblechflügel auf. Die Schwenkposition der Leitblechflügel lässt sich funktionsabhängig zur Regulierung der durch das Gehäuse strömenden Luftmassen einstellen. Dadurch lassen sich die Ziele der Stabilität und der Strömungs-Effizienz in besonders praktischer Weise miteinander vereinen. Der feststehende Radialsteg erfüllt dabei die notwendigen Anforderungen an die Stabilität der Anströmhauben-Befestigung am Gehäuse und dient gleichzeitig als Schwenkachse für den aktiv einstellbaren Leitblechflügel.
In der am meisten bevorzugten Bauart der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung sind die Haltestege in Axialrichtung gesehen im Mittelabschnitt des Außenumfangs der Anströmhaube angeordnet. Auf diese Weise wird die Anströmhaube an ihrem Schwerpunkt an der Gehäusewand abgestützt, ohne dass Torsionskräfte auf die Stützkonstruktion wirken.
Als besonders stabil hat sich eine Konstruktion herausgestellt, bei der die Anströmhaube mit mehreren, vorzugsweise drei bis acht, insbesondere vier, Haltestegen am Gehäuse befestigt ist, die in Umfangsrichtung der Anströmhaube äquidistant verteilt sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Querschnittsansicht der Belüftungseinrichtung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittlinie A-A der 3;
2 eine perspektivische und halbseitig offene Ansicht derselben Belüftungseinrichtung wie in 1;
3 eine axiale Stirnansicht der Belüftungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
4 eine Teil-Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung entlang der Schnittlinie B-B der 1.

In der Querschnittsansicht gemäß 1 ist die Belüftungseinrichtung 10 in einem axialen Querschnitt zu sehen. Luft strömt in Axialrichtung am Lufteinlass 11 durch die Einlassdüse 12 am rechten Ende des Gehäuses 1 ins Gehäuseinnere, wird durch die Flügel 4 des Axialventilators 3 angetrieben und am Elektromotor 5 vorbei geleitet, bevor sie am Luftauslass 21 durch die Auslassdüse 22 wieder austritt. Dem Ventilator 3 in Strömungsrichtung 2 vorgelagert ist die Anströmhaube 13. Dem Ventilator 3 in Strömungsrichtung 2 nachgelagert ist die Anströmhaube 23. Die dargestellte Strömungsrichtung 2 verläuft in dem gezeigten Beispiel von rechts nach links, kann aber jederzeit durch Umkehrung der Drehrichtung des Axialventilators 3 in die entgegengesetzte Richtung umgekehrt werden. Die Bezeichnungen „Einlass“ und „Auslass“ sind bei einer solchen Umkehr der Strömungsrichtung 2 in symmetrischer Weise auszutauschen.
Das Gehäuse 1 ist im Wesentlichen rohrförmig, also von zylindrischer Grundform. Die Düsen 12 und 22 an der Lufteinlass- bzw. Luftauslass-Seite sind vorzugsweise mit schallreduzierenden Dämmstoffen 12A, 22A gefüllt. Die Düsen 12 und 22 im gezeigten Ausführungsbeispiel sind außerdem parallel zur Luftströmungsrichtung 2 orientiert. Sie können aber auch geneigt dazu angeordnet sein, wenn ein Umlenken der ein- und/oder ausströmenden Luft gewünscht ist - beispielsweise um die Luft von der Tunnelwand weg zu lenken, an der die Belüftungseinrichtung 10 festgemacht ist. Ebenso können die Düsen 12 und 22 statt des gezeigten konstanten Radialquerschnitts auch einen sich konisch verjüngenden Querschnitt haben.
Die Anströmhaube 13 wird durch die vier Haltestege 14-17 an der Einströmdüse 12 des Gehäuses 1 abgestützt. Wie am besten in den 2 und 3 zu erkennen ist, sind die vier Haltestege 14-17 in Umfangsrichtung äquidistant, d.h. jeweils um 90° versetzt angeordnet. Ein solcher Aufbau ist besonders stabil und dennoch herstellungstechnisch wenig aufwendig. Es können aber je nach Größe des Motors 3 auch mehr oder weniger als vier Haltestege vorgesehen werden, insbesondere nur ein einziger Haltesteg. Als statisch besonders vorteilhaft haben sich drei bis acht Haltesteg erwiesen.
Jeder der vier Haltestege 14-17 ist aus einem festen Radialsteg 14A-17A und einem um diesen Radialsteg 14A-17A schwenkbaren Leitblechflügel 14B-17B aufgebaut. Der feste Radialsteg 14A-17A stützt die Anströmhaube 13 an dem Gehäuse 1 ab, und der schwenkbare Leitblechflügel 14B-17B erlaubt eine Ablenkung und Regulierung der auf den Ventilator 3 einströmenden Luftmassen, um die Effizienz und Leistung der Belüftungseinrichtung 10 insgesamt zu steuern und zu optimieren.
Entsprechend dazu befindet sich an der Luftauslass-Seite 21 eine Anströmhaube 23, die besonders dann relevant ist, wenn die Luftströmungsrichtung 2 des reversierbaren Axialventilators 3 umgekehrt wird. Auch die Anströmhaube 23 wird durch vier Haltestege an der Düse 22 des Gehäuses 1 abgestützt, wobei in den 1 und 2 aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit aber nur zwei Haltestege 25, 26 dargestellt sind. Diese zwei Haltestege 25, 26 sind ferner als nicht aktiv steuerbare, also statische Leitstege dargestellt. Sie können aber auch als aktiv steuerbare Leitstege zur Regulierung des Luftstroms ausgelegt sein, insbesondere mit festem Radialsteg und schwenkbarem Leitblechflügel wie bei der Befestigung der anderen Anströmhaube 13.
Im Schnitt der 4 ist ein weiteres Detail der Befestigung der Haltestege an der Gehäusewand dargestellt. Man erkennt den Befestigungsstreifen 16C an der Innenwand der Einströmdüse 12. Dieser Befestigungsstreifen 16C zeigt die Anbringung des radialen Endabschnitts des Haltestegs 16 an der Gehäuseinnenwand durch mehrere Befestigungsnieten. Daneben ist der schwenkbare Leitblechflügel 16B zu sehen.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Belüftungseinrichtung 10 mit reversierbarem Axialventilator 3, bei der zur Befestigung mindestens einer Anströmhaube 13, 23 an dem VentilatorGehäuse 1 ohnehin notwendige Haltestege 14-17 so ausgebildet sind, dass sie gleichzeitig als aktive Leitstege dienen, die sich funktionsabhängig zur Regulierung der durch das Gehäuse 1 strömenden Luftmassen einstellen lassen.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: axiale Strömungsrichtung
3: Axialventilator
4: Flügelräder
5: Elektromotor
10: Belüftungseinrichtung
11: Lufteinlass
21: Luftauslass
12: Einlassdüse
22: Auslassdüse
12A, 13A: Dämmstoff
13, 23: Anströmhaube
14-17: Leitstege Lufteinlass-Seite
25, 26: Leitstege Luftauslass-Seite
14A-17A: fester Steg
14B-17B: bewegbarer Leitblechflügel
16C: Befestigungsstreifen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3215864 A1 [0004]

Claims

Belüftungsanordnung (10) mit einem Gehäuse (1) mit Öffnungen an einem Lufteinlass (11) und einem Luftauslass (21), an denen das Gehäuse (1) jeweils Düsen (12, 22) zum Ein- und Ausströmen von Luft bildet, einem in dem Gehäuse (1) angeordneten Ventilator (3) zum Befördern der durch das Gehäuse (1) strömenden Luft in einer axialen Strömungsrichtung (2), und einer in dem Gehäuse (1) angeordneten Anströmhaube (13), die dazu ausgelegt ist, in das Gehäuse (1) einströmenden Luft auf die Flügelräder (4) des Ventilators (3) zu leiten, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Anströmhaube (13, 23) an dem Gehäuse (1) notwendige Haltestege (14-17) so ausgebildet sind, dass sie gleichzeitig als aktive Leitstege dienen, die sich funktionsabhängig zur Regulierung der durch das Gehäuse (1) strömenden Luftmassen einstellen lassen.
Belüftungsanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei der Ventilator (3) reversibel ausgelegt ist, also die axiale Luftströmungsrichtung (2) umkehren kann.
Belüftungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei zu beiden axialen Seiten des Ventilators (3) je eine Anströmhaube (13, 23) vorgesehen ist, deren Haltestege (14-17, 25, 26) jeweils als Leitstege ausgebildet sind.
Belüftungsanordnung (1) nach Anspruch 3, wobei die Haltestege (14-17) der dem Ventilator (3) in Luftströmungsrichtung (2) vorgelagerten Anströmhaube (13) ein aktives Vorleitwerk bilden und die Haltestege (25, 26) der dem Ventilator (3) in Luftströmungsrichtung (2) nachgelagerten Anströmhaube (23) ein aktives Nachleitwerk bilden.
Belüftungsanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder Haltesteg (14-17, 25, 26) einen in Radialrichtung verlaufenden festen Steg (14A-17A, 24A-27A) und einen um den festen Steg (14A-17A, 24A-27A) schwenkbaren Leitblechflügel (14B-17B, 24B-27B) aufweist, dessen Schenkposition sich funktionsabhängig zur Regulierung der durch das Gehäuse (1) strömenden Luftmassen einstellen lässt.
Belüftungsanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Haltestege (14-17, 25, 26) in Axialrichtung gesehen im Mittelabschnitt des Außenumfangs der Anströmhaube (13, 23) angeordnet sind.
Belüftungsanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anströmhaube (13, 23) mit mehreren, vorzugsweise 3-8, Haltestegen (14-17, 25, 26) am Gehäuse (1) befestigt ist, die in Umfangsrichtung der Anströmhaube (13, 23) äquidistant verteilt sind.
Belüftungsanordnung (1) nach Anspruch 7, wobei die Anströmhaube (13, 239) mit vier Haltestegen (14-17, 25, 26) am Gehäuse (1) befestigt ist, die in Umfangsrichtung der Anströmhaube (13, 23) jeweils um 90° versetzt angeordnet sind.