DE2609030B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Führen von aus einer luftdurchlässigen, insbesondere perforierten Fläche austretenden Luftströmen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Führen von aus einer luftdurchlässigen, insbesondere perforierten Fläche austretenden Luftströmen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen von aus einer luftdurchlässigen, insbesondere perforierten Fläche austretenden Luftströmen, wobei ein hinter dieser Fläche angeordneter Hohlraum von einem Gebläse od. dgl. mit Ventilationsluft gespeist und unter Druck gesetzt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1.
In Gebäuden oder Anlagen verschiedenster Art und zu verschiedensten Zwecken, beispielsweise für Klima- und Lüftungsanlagen, insbesondere auch für Werkstätten, Laboratorien und Küchen, ist es bekannt, Frischluft durch eine perforierte Fläche, insbesondere der Decke eines Raumes, zuzuführen. Dabei ist gewöhnlich hinter bzw. oberhalb der betreffenden perforierten Fläche ein Hohlraum vorgesehen, an den ein Gebläse angeschlossen ist. Aus der perforierten Fläche tritt die so zugeführte Frischluft relativ gleichmäßig aus in Form von einer Vielzahl von Luftströmen, welche den Raum durch gewöhnlich in der gegenüberliegenden Fläche angeordnete Austrittsöffnungen verlassen. Um hierbei etwa auftretende Zuglufterscheinungen zu vermeiden, sind bei einer bekannten Klima- und Lüftungsanlage zwischen die perforierten Lufteintrittsflächün, die mit besonders geformten Schlitzen versehen sind, noch Düsenreihen eingefügt, welche die nach unten gerichtete Hauptluftströmung durch eine im Winkel dazu gerichtete Hilfsströmung verwirbeln und eine gerichtete Luftströmung verhindern (DE-AS 17 79 047).
Ein derartiges Ventilationssystem ist im großen und ganzen vorteilhaft, jedoch auch mit verschiedenen schwerwiegenden Mängeln behaftet. So kann dieses System nicht berücksichtigen, daß in verschiedenen Raumbereichen verschiedene Ventilationsluftmengen und Geschwindigkeiten optimal wären. Stattdessen wird das gesamte System gewöhnlich nach dem Bereich eingestellt, welcher den größten Ventilationsbedarf hat. Da die zugeführte Ventilationsluft in kalten und gemäßigten Klimazonen meistens erwärmt ist, ergeben sich bedeutende Energieverluste dadurch, daß auch Raumzonen mit relativ geringem Ventilationsluftbedarf stets maximal durchspült werden.
Vorstehend genannte Nachteile sind nicht unbeachtet geblieben und man hat deshalb bereits nach Lösungen gesucht, bei denen die Räume in verschiedene
Ventilationsabschnitte aufgeteilt werden.
So ist eine Lüftungsanlage bekannt geworden, bei der ein zentraler Deckenabschnitt die Aufgabe hat, durch gleichmäßig angeordnete Perforationen für eine gleichmäßige Durchspülung eines zentraler Raumabschnittes zu sorgen, während um diesen zentralen Deckenabschnitt herum Kanäle angeordnet sind, welche über durchgehende Spalte zwecks Abschirmung des zentralen Raumabschnittes sogenannte Luftvorhänge bilden (FR-PS 21 ίΧ7 262).
Bei einer anderen bekannter. Lüftungsanlage, die zum Klimatisieren von Operationsräumen dienen soll, ist vorgesehen, daß ein besonderer Zuluftstrahl auf das Operationsfeld gerichtet ist, der um diesen Strahl herum als induktionsarme Quellüftung eingeführte weitere Zuluft induziert (DE-OS 22 60 380).
Abgesehen davon, daß solche Vorschläge nur für ganz spezielle Fälle gedacht sind, ist die Durchführung dieser Vorschläge sehr aufwendig, da sie verschiedene Luftkanäle und gegebenenfalls verschiedene Gebläse für die verschiedenen Lufteinlässe und Deckenabschnitte erfordern und da sie, wenn sie für eine bestimmte Aufgabe einmal installiert sind, sich nur unter erheblichem Kostenaufwand entsprechend neuen Erfordernissen verändern lassen.
Die vorliegende Erfindung will diese Nachteile vermeiden und hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, auf einfache und kostensparende Weise und mit einfachen Mitteln eine Führung von aus einer luftdurchlässigen, insbesondere perforierten Fläche austretenden Luftströmen zu bewirken, wobei geänderte Anforderungen schnell und vollständig berücksichtigt werden können.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Führen der Luftströme erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die aus der perforierten Fläche in den zu belüftenden Raum austretenden Luftströme abschnittsweise gesammelt und zu einem Strom wesentlich höherer Geschwindigkeit und evtl. anderer Flußrichtung gebündelt werden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß oberhalb der perforierten Fläche keinerlei Einbauten für eine besondere Luftführung notwendig sind. Die perforierte Fläche kann also als gleichmäßig perforierte Zwischendecke in den Raum eingesetzt und von oben belüftet werden. Alle Vorrichtungen zur besonderen Führung von Luftströmen befinden sich auf der dem Raum zugekehrten Seite der perforierten Fläche.
Um dieses Verfahren durchzuführen, ist gemäß der Erfindung die Vorrichtung zum Führen der Luftströme derart ausgebildet, daß auf der dem zu belüftenden Raum zugewandten Seite der perforierten Fläche einen Teil dieser Fläche abschirmende, zur Raumseite hin abgeschlossene Hohlräume als Führungsmittel vorgesehen sind, welche in die gewünschte Richtung des Luftstromes weisende Austrittsöffnungen besitzen. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß man die Führungsmittel für die Luft an einer normal hergestellten durchgehend perforierten Fläche anbringen kann. Sollten sich die Anforderungen an die Luftführung ändern, so genügt es, die Führungsmittel zu versetzen oder zu ändern. Die perforierte Fläche bleibt dabei unverändert. Hierdurch dürfte eine wesentliche Vereinfachung, Verbilligung und Erhöhung der Flexibilität erreicht werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung ufthunc! der Zeichnungen nsher erläutert Die Zeichnungen zeigen teilweise in schematisierter Darstellung:
F i g. 1 eine Vorrichtung zum Führen von aus einer perforierten Fläche austretenden Luftströmen in einer Seitenansicht,
F i g. 2 eine Vorrichtung gemäß F i g. 1 in einer perspektivischen Unteransicht,
Fig.3 ein praktisches Anwendungsbeispiel für die Vorrichtung gemäß F i g. 1 und 2 sowie
Fig.4—8 verschiedene abgeänderte Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zum Führen von aus einer perforierten Fläche austretenden Luftströmen, jeweils in Seitenansicht
In den Zeichnungsfiguren bezeichnet 1 eine luftdurchlässige, insbesondere perforierte Fläche, beispielsweise eine Innendecke. Unter bzw. oberhalb dieser Fläche ist ein Hohlraum 6 angeordnet, dem über eine Einlaßöffnung 7 Ventilationsluft zugeführt wird. Eine eventuelle Temperierung der Ventilationsluft kann entweder im Hohlraum 6 oder auf dem Wege zu demselben geschehen. Bei Passieren der Fläche 1 wird die Ventilationsluft einem gewissen Druckfall unterworfen und sie tritt in Form einer Vielzahl von kleinen Luftströmen mit geringer Geschwindigkeit, beispielsweise 0,35 m/sec auf der Raumseite aus der Fläche 1 aus.
Alsdann durchspült sie den betreffenden Raum 8, um diesen an gewünschter Stelle zu verlassen, was beispielsweise über einen perforierten Boden 2 geschehen kann. Dort kann die Geschwindigkeit der Ventilationsluft in einem praktischen Ausführungsbeispiel 0,2 m/sec betragen. Auf diese Weise wird also eine allgemeine Durchspülung des Raumes 8 mit Ventilationsluft erzielt.
Auf der Raumseite der perforierten Fläche 1 sind Führungsmittel 3 angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Führungsmittel kastenförmig gehalten, beispielsweise in Form von langgestreckten, flachen Kästen aus Stahlblech. Dabei ist eine große Seite dieser Führungsmittel offen und die Führungsmittel sind mit dieser offenen Seite 9 an der perforierten Fläche 1 anzubringen. Die offene Führungsmittelseite kann von einem nach außen ragenden umlaufenden Flansch 10 umgeben sein. Dieser Flansch 10 kann geeignete Befestigungsmittel aufweisen, wie z. El. Löcher zur Aufnahme von Schrauben, Klemmen od. dgl.
Besonders vorteilhaft dürfte es sein, die Führungsmittel mit Schnellbefestigungsorganen auszustatten, die beispielsweise mit den Perforationen der Fläche 1 zusammenwirken. Derartige Schnellbefestigungsmittel sind in verschiedensten Ausführungen bekannt und
so bedürfen hier keiner näheren Beschreibung. Mit solchen Organen ist eine schnelle Demontage und Montage möglich, oftmals ohne irgendwelche Werkzeuge. Ferner können in diesem Bereich — falls gewünscht — Dichtungen vorgesehen werden, beispielsweise in Form
V) einer umlaufenden Dichtleiste angebracht auf dem Flansch 10.
In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsforrn kann der Kasten 3 bis auf seine offene Seite '9 geschlossen sein. Damit wird nach Erreichen eines
fco gewissen Druckes im Kasteninneren 4 jegliche weitere Strömung durch diesen Flächenabschnitt unterbunden und somit unterhalb eines solchen Führungsmittels eine strömungsarme Raumzone erreicht.
In alternativer Ausgestaltung hierzu kann ein Kasten 3 ein Austrittsmundstück 5 besitzen, welches gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 1—3 gezeigt ist, im Bereich einer Längskante des Kastens sr^eordnet sein kann, die von der offenen Seite
9 abgewendet ist. Das Mundstück 5 kann dadurch gebildet werden, daß die beiden in diesem Bereich zusammenstoßenden Kastenseiten unter Einhaltung eines gegenseitigen Abstandes verlängert und entsprechend gerichtet sind. In diesem Fall ist das Mundstück schräg nach unten gerichtet, d. h. unter Einschließung eines geringeren Winkels als 90° mit der Fläche 1, beispielsweise etwa 50—80°.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ergibt sich folgende Wirkung: Die relativ große offene Kastenseite 9 deckt einen relativ großen Abschnitt der perforierten Fläche 1 ab und fängt die aus diesem austretende Ventilationsluft auf. Aufgrund des herrschenden Druckes im Hohlraum 6 steigt der Druck im Kastenip.p.eren 4 und ein gewisser Anteil dieser aufgefangenen Luft strömt durch das Mundstück 5 aus, jedoch mit wesentlich erhöhter, normalerweise vervielfachter Geschwindigkeit, beispielsweise etwa 2,4 m/sec. Da das Mundstück in dem gewählten Ausführungsbeispiel relativ schmal und lang ist, erhält man hierdurch eine vorhangartige Luftströmung, beispielsweise wie sie aus F i g. 1 hervorgeht. Hierbei können natürlich mehrere Führungsmittel hintereinander angeordnet sein, so daß der Raum 8 in der betreffenden Richtung beispielsweise durchgehend von einem solchen Vorhang in zwei Bereiche aufgeteilt wird. Hat man hierbei schräg nach unten gerichtete Mundstücke, so ergibt sich, daß sich der eine Raumbereich 11 nach unten zu im Querschnitt verjüngert, während der andere Raumbereich 12 sich nach unten zu im Querschnitt verbreitert. Da die Ventilationsluft durch die Fläche 1 mit gleichmäßigem Druck und daher gleichmäßiger Geschwindigkeit in den Raum 8 eintritt, bedeutet dies, daß dem Raumabschnitt !l im Verhältnis zu seiner perforierten Lufieinirittsflächc eine wesentlich kleinere Austrittsfläche 2 zur Verfügung steht, während die entsprechenden Verhältnisse beim Raumabschnitt 12 genau umgekehrt sind. Der dynamische Druck des Luftvorhanges 13 gestattet es nicht, daß ein Ausgleich zwischen den beiden Raumbereichen stattfindet. Daher wird der statische Druck im Raumbereich 11 wachsen und den Luftvorhang 13 bei zunehmender Entfernung vom Mundstück 5 in zunehmendem Maße zum Raumabschnitt 12 hin abbiegen. Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt die Lufteintrittsgeschwindigkeit im Bereich der Fläche 1 0,35 m/sec, die Luftaustrittsgeschwindigkeit im Bereich der Fläche 2 im Raumabschnitt 12 0,2 m/sec und im Raumabschnitt 11 0.5 m/sec, während die Luftvorhang-Geschwindigkeit von Vo = 2,4 m/sec auf 1,2 m/sec in einem oberen Höhenniveau und 0,84 m/sec in *inem unteren Höhenniveau sowie auf 0,9 m/sec im Bei eich der Austrittsfläche 2 absinkt.
Ein solches Ausführungsbeispiel hat sehr weite praktische Anwendung. So läßt sich beispielsweise in der Zone 11 eine gewisse Produktbehandlung durchführen, während die Zone 12 im wesentlichen für den Aufenthalt von Personen oder für andere Zwecke gedacht ist, wo aufgrund von keinen oder geringeren Luftverunreinigungen eine geringere Luftdurchspülung erforderlich ist
Gemäß einem in Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel können die Führungsmittel 3 auch beispielsweise in zwei gegenüberliegenden und voneinander distanzierten Reihen angeordnet sein, so daß man zwei randseitige Zonen mit geringerer Luftdurchspülung erhält, während eine zentrale Zone in sehr viel stärkerem Maße durchspült wird.
Selbstverständlich kann den Mundstücken 5 jede beliebige Form gegeben werden und sie können auch in beliebige Richtungen gerichtet werden. Eine Andeutung hierzu ist in F i g. 6 und 7 enthalten. Dazu läßt sich sagen, daß sogar eine Mundstücksausrichtung parallel zur Fläche 1 möglich ist, wodurch unterhalb der mundstücksnahen Zone keinerlei oder nur geringe Luftströmungen nach unten erzielt werden, während die Luftströmungen nach unten in einem mundstücksfernen
ίο Bereich um so stärker werden.
Es ist leicht verständlich, daß mit Hilfe der Vorrichtung praktisch jede gewünschte Führung der austretenden Luftströme möglich ist. Auch sind diese Führungsmittel leicht zu montieren und demontieren
!5 und an jeder gewünschten Stelle der perforierten Fläche 1 anbringbar. Ein enormer Vorteil hierbei ist, daß kein besonderes System zur Erzeugung der Führungsluftströme erforderlich ist, sondern die vorhandenen Niedergeschwindigkeitsluftströme in überraschender und vorteilhafter Weise in Führungsluftströme höherer Geschwindigkeit umgewandelt werden. Aufgrund des Widerstandes, den die Führungsmittel hierbei bieten, wird gleichzeitig eine Verminderung des gesamten Luftflusses erzielt, welche noch durch völlige Abschirmung von Teilen der perforierten Fläche 1 erhöht werden kann. Auch eine Schrägrichtung der Luftvorhänge 13, wie aus den Zeichnungsfiguren ersichtlich, hat eine Verminderung des gesamten Luftflusses zur Folge. Auf diese Weise wird einmal im allgemeinen eine gewisse Ersparnis erzielt, die sich insbesondere auf Erwärmungskosten der einzuführenden Luft bezieht Zum anderen jedoch ist es dank der Erfindung möglich, an genau den gewünschten Stellen Zonen mit höherer bzw. niedrigerer Luftdurchspülgeschwindigkeit zu schaffen. Dies bedeutet, daß man dank der Erfindung nicht mehr von einer mittleren Durchspülgeschwindigkeit auszugehen hat, die dem höchsten Bedürfnis in z. B. einer Produktbehandlungszone entspricht, sondern man kann dank der Richtungs- und Aufteilungsmöglichkeiten, welche die Erfindung bietet, von einer wesentlich niedrigeren mittleren Durchspülgeschwindigkeit ausgehen, da sie sich an den Stellen, welche eine stärkere Durchspülung verlangen, entsprechend erhöhen läßt.
Weitere Einstell- und Ausführungsmöglichkeiten sind in den Fig.4—8 gezeigt. In Fig.4 ist ein Einstellblech 14 vorgesehen, welches mit einer Kante bodennah im Inneren des Führungsmittels 3 angeordnet und befestigt ist. Eine Einstellschraube 15 ist im mittleren Bodenbereich des Führungsmitteis angeordnet und wirkt auf den mittleren Bereich des Bleches 14, welches also mit seiner freien Kante in Richtung der perforierten Fläche 1 vor und zurück bewegbar ist, wodurch entweder eine völlige Abschirmung eines Teiles der verr; Führungsmittel abgeschirmten perforierten Fläche erzielt wird oder eine Art von Druckschleuse geschaffen wird, wodurch Menge und Geschwindigkeit des aus dem Mundstück 5 austretenden Luftmenge vermindert werden, d.h. für den Fall daß das Blech 14 sich in einer angehobenen Lage befindet
In F i g. 5 ist eine ähnliche Ausführungsform veranschaulicht, wobei ein Abschirmblech 16 parallel zur perforierten Fläche 1 in Richtung auf das Mundstück vor und zurück verschiebbar angeordnet ist Diese Verschiebung wird mittels einer Einstellschraube 17 bewirkt und je nach Lage des Bleches 16 wird also das Auffangvolumen, welches an das Mundstück 5 angeschlossen ist, verkleinert oder vergrößert, wodurch auf genannte Weise der aus dem Mundstück 5 austretende
Luftstrom beeinflußt wird.
In Fig. 6 ist eine Schwenkbarkeit des Mundstücks 5 angedeutet, wobei eine Schwenkkupplung bekannter Art oder sonstige an sich bekannte Mittel Anwendung finden können.
Ähnliches ist auch für das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 zu sagen, wobei das Mundstück 5 zentral unter einem kastenähnlichen Führungsmittel angeordnet ist. Dabei kann das Führungsmittel auch in die perforierte Fläche 1 eingelassen sein, wie aus der Figur ersichtlich.
Schließlich ist in Fig.8 ein Doppelmundstück 5 angedeutet, wobei sich also jeweils ein Mundstück im Bereiche zweier gegenüberliegender Seitenkanten des kastenähnlichen Führungsmittels befindet.
Vorstehend beschriebene und in den Zeichnungsfiguren gezeigte Ausführungsformen sind nur als nicht
begrenzende Beispiele anzusehen, die sich im Rahmen des Erfindungsgedankens bzw. der Ansprüche beliebig abändern und ergänzen lassen. So ist die Erfindung nicht auf ein kastenförmiges Führungsmittel beschränkt, obschon diese Form im allgemeinen die vorteilhafteste sein dürfte. Auch die Art der Mundstücke 5 läßt sich in sehr weiten Grenzen abwandeln. So sind unter Mundstücken im Sinne vorliegender Erfindung jegliche Luftaustrittsmittel zu verstehen. Beispielsweise auch Perforierungen, die in der Unterseite eines kastenförmigen Führungsmittels angeordnet sind. Hierbei kann die Perforierungsart des kastenförmigen Führungsmittels eine andere sein als die der perforierten Fläche 1. Auf diese Weise lassen sich die gewünschten Unterschiede in der Raurndurchspülung erzielen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

1 Patentansprüche:
1. Verfahren zum Führen von aus einer luftdurchlässigen, insbesondere perforierten Fläche austretenden Luftströmen, wobei ein hinter dieser Fläche angeordneter Hohlraum von einem Gebläse od. dgl. mit Ventilationsluft gespeist und unter Druck gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus 'der perforierten Fläche in den zu belüftenden Raum austretenden Luftströme abschnittsweise gesammelt und zu einem Strom wesentlich höherer Geschwindigkeit und evtl. anderer Flußrichtung gebündelt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, wobei hinter einer luftdurchlässigen, insbesondere perforierten Fläche zum Austritt von Ventilationsluftströmen ein von einem Gebläse oddgL gespeister Hohlraum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem zu belüftenden Raum zugewandten Seite der perforierten Fläche (1) ein Teil dieser Fläche abschirmende, zur Raumseite hin abgeschlossene Hohlräume als Führungsmittel (3) vorgesehen sind, welche in die gewünschte Richtung des Luftstromes weisende Austrittsöffnungen (5) besitzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsmittel (3) kastenartige Form besitzt, wobei eine größere Seite (9) offen und zum Anschluß an die perforierte Fläche (1) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenartige Führungsmittel (3) im Bereiche seiner offenen Seite (9) einen umlaufenden und nach außen vorstehenden Flansch, Kragen od. dgl. (10) aufweist, der mit Dichtungsmitteln und/oder Befestigungsmitteln zur Befestigung des Führungsmittels an der perforierten Fläche (1) ausgestattet ist.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsmittel (3) mit Schnellbefestigungsorganen ausgestattet ist, wie Steckrnitteln zum Zusammenwirken mit den Perforationen der Fläche (1).
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenartige Führungsmittel (3) mit wenigstens einem Mundstück od. dgl. (5) ausgestattet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück od. dgl. (5) spaltartig ausgeführt ist, vorzugsweise durch Verlängerung von zwei benachbarten Seiten des kastenförmigen Führungsmittels unter Beibehaltung eines gewissen Abstandes voneinander.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (5) einen Winkel zwischen 90° und 0°, vorzugsweise zwischen 50° und 80° mit der perforierten Fläche (1) einschließt.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Mundstücke venichwenkbar angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im kastenförmigen Führungsmittel (3) Stellmittel (14 bzw. 16) vorgesehen sind zur Verminderung der aus dem bzw. den Mundstücken (5) austretenden
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel aus einem Blech (14) besteht, welches mit einer Seitenkante bodennah im kastenartigen Führungsmittel (3) befestigt ist, während auf seinen mittleren Bereich eine im Boden des kastenartigen Führungsmittels (3) angeordnete Stellschraube (13) einwirkt, um im MOndungsbereich das freie Ende des Bleches (!4) zwischen der perforierten Fläche (1) und dem Boden des kastenartigen Führungsmittels (3) zu verschwenken.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel aus einem Abschirmblech (16) besteht, welches senkrecht zur perforierten Fläche (1) angeordnet und parallel dazu mittels einer Stellschraube (17), die in einer Seitenwand des kastenartigen Führungsmittels verankert ist, verschiebbar ist in Richtung auf das Mundstück (5) bzw. von diesem weg.
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