DE2736837A1 - Vorrichtung zum abtrennen von raeumen mittels bewegter luftschichten - Google Patents

Description

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6000 Frankfurt/M, den 15.8.1977 M 25 P 10 M/De

Ing. Wolfgang Müller Heerstr. 27

6251 Runkel 8

"Vorrichtung zum Abtrennen von Räumen mittels bewegter Luftschichten"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von Räumen mittels eine Sperrwand bildender bewegter Luftschichten.

Vorrichtungen, Einrichtungen und Anordnungen zum klimatischen Trennen von im übrigen abgeschlossenen Räumen sind bekannt. Sie werden auch als Luftschleier oder einfach als Luftabschlüsse bezeichnet. Sie übernehmen einen Teil der Aufgaben von Türen, doch da sie nicht wie diese aus starren Körpern bestehen, behindern sie den Durchgang nicht. Deswegen werden sie auch anstelle von Türen oder Drehschleusen vor allem dort

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verwendet, wo viele Menschen ein- und ausgehen, also vor allem in öffentlichen Gebäuden, Kaufhäusern und dergl..

Zum Zwecke der leichteren Beschreibung sei hier diejenige Ebene als Abschluß- oder Absperrebene bezeichnet, die rechtwinklig zu dem vom einen Raum in den anderen führenden Weg liegt und sich auf diesem Weg im Bereich des Luftabschlusses befindet. Die nach der Erfindung voneinander zu trennenden Räume mögen in der Waagerechten oder in einer Schrägen nebeneinanderliegen oder sich auch übereinander befinden. Dementsprechend kann die Absperrebene lotrecht oder waagerecht liegen oder eine schräge Zwischenstellung zwischen diesen beiden Möglichkeiten einnehmen.

Es ist bekannt, zwischen zwei einander gegenüberliegenden Wandabschnitten des die zu trennenden Räume verbindenden Durchganges einen Luftstrom zu schaffen, der aus einem Wandteil austritt und auf die gegenüberliegende Wand gerichtet ist, wo er von einem Absaugeschlitz aufgenommen wird. In den bekannten Luftabschlüssen dieser Art liegt die Richtung des Luftstromes an der Auslaßstelle im allgemeinen in der Absperrebene. Da die Strömungsgeschwindigkeit der Luft von der Austrittsstelle ausgehend schnell abnimmt, verlangt diese Ausbildungsform - namentlich bei großen Absperrweiten - hohe Austrittsgeschwindigkeiten, um die Absperrweite sicher zu überbrücken. Hohe Strömungsgeschwindigkeiten sind aber anderer seits unerwünscht, weil dadurch die durch die Sperrschicht hindurchgehenden Personen belästigt werden.

Das Hauptziel der Erfindung ist die Beseitigung dieses Mangels.

Die erfundene Vorrichtung zum Abtrennen von Räumen mittels 250377

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eine Sperrwand bildender bewegter Luftschichten zeichnet sich dadurch aus, daß die Sperrwand aus wenigstens zwei hintereinanderliegenden, entgegengesetzt gerichteten Luftströmen gebildet wird. Der Begriff "hintereinanderliegend" bezieht sich hier auf die Richtung des die zu trennenden Räume verbindenden Durchganges. Die hier vorgeschlagene Maßnahme erlaubt einen sicheren Abschluß mit geringeren Luftgeschwindigkeiten als bisher.

Die Luftabschlußvorrichtungen der eingangs genannten Gattung haben in den meisten Fällen auch die Aufgabe, eine Luftströmung zu vermeiden, die durch ein Temperatur- oder Druckgefälle zwischen den beiden abzuteilenden Räumen verursacht werden könnte. Daraus ergibt sich zugleich, daß aus dem Druckgefälle zwischen dem Raum niederer und dem Raum höherer Temperatur bzw. höheren oder niederen Druckes ein die Luftströmung belastender Druck vorhanden ist oder entsteht, der bestrebt ist, die Abschlußströmung gegen den Raum höherer Temperatur bzw. niederen Druckes hin abzulenken. Sofern die Richtung dieser Abschluß- oder Trennströmung an derjenigen Stelle, an der sie aus der Wand ausströmt und in den Durchgang eintritt, in der Richtung der Absperrebene liegt, muß der Trennstrom so stark bemessen sein, daß er allen Ablenkkräften widersteht, oder der auf der Gegenseite liegende Absaugeschlitz muß gegenüber dem Austrittsschlitz um das Maß der zu erwartenden Ablenkung versetzt sein. Die erstgenannte Maßnahme verlangt wiederum erhebliche Luftgeschwindigkeiten, die leicht zu einer Belästigung der eine solche Sperre durchschreitenden Personen führen oder den Transport leichter Oüter durch den Luftvorhang erschweren; außerdem ist der Energiebedarf entsprechend hoch. Die andere Maßnahme, nämlich die Versetzung des Auffangspaltes gegenüber dem Austrittsspalt !führt zu einem entsprechend großen Platzbedarf an der

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den Durchgang bzw. Abschluß umgrenzenden Wandung.

Um diesen Nachteilen zu begegnen, werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Luftströme in Bezug zur Absperrebene in einem Bogen geführt. Durch diese Maßnahme wird mit sehr geringem Aufwand ein guter Luftabschluß erreicht. Die Krümmung des Bogens bzw. die Wahl des zwischen der Abschlußebene und der austretenden Strömung vorzusehenden Winkels richtet sich nach den jeweiligen Verhältnissen. Der gegen den Raum mit der niedrigeren Temperatur bzw. mit dem höheren Druck gerichtete Absperrluftstrom wird durch die zum abzusperrenden Raum hin drückende Luft abgelenkt und gelangt in den dem Austrittsschlitz gegenüberliegenden Absaugeschlitz. Der hierbei für einen guten Luftabschluß aufzuwendende Luftstrom kann wesentlich geringer gehalten werden als ein Luftstrom, der senkrecht austritt. Die damit ermöglichte Energieersparnis beruht in erster Linie auf einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit. Dementsprechend werden auch hier nachteilige Einwirkungen auf den Durchgang passierende Personen und Güter vermieden oder zumindesten« merklich verringert.

In einer günstigen Ausführungsform der genannten Vorrichtung, zu der man sich eine die Räume trennende Ebene, also eine Abschluß- oder Türebene, denken kann, sind die Luftströme in Zonen unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten und/oder unterschiedlicher Ablenkungen aus der Absperrebene unterteilt.

Manchmal ist es erwünscht, den Luftstrom in verschiedenen Höhen- oder Breitenlagen verschieden stark zu halten, was nach der Erfindung durch entsprechende Drosselung oder Lenkung des

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Luftstromes erreicht wird. So kann je einem Luftaustrittsschlitz auf jeder der beiden Begrenzungsseiten des die abzutrennenden Räume verbindenden Durchgangs je ein Luftabsaugeschlitz an der jeweils gegenüberliegenden Seite zugeordnet sein und in den Austrittsschlitzen sind schräg zur Absperrebene liegende Leitklappen und in den Absaugeschlitzen in der Absperrebene liegende Lenkflächen angeordnet. Die Richtunge- oder Leitklappen können so weit schwenkbar sein, daß der Luftstrom vollständig oder zum Teil in den abzusperrenden Raum hinein oder aus diesem heraus gerichtet werden kann. Es ist ferner möglich, die Leitklappen oder Richtungsklappen des Luftaustrittsschlitzes in ihrer Länge zu unterteilen und sie einzeln einstellbar zu machen. Mittels Luftverteiler- und Luftlenkwänden und -kammern, die in den Luftaustritts- und/ oder Ansaugekanälen angeordnet sind, läßt sich eine wirtschaftlich günstige Verteilung der Luftströme und Belastung der die Luft treibenden Gebläse erreichen. Für die vorgenannte Drosselung sind Einrichtungen vorgesehen, die aus Gitterstäben gebildet sind, die lose und in einen den Ausstrittschlitz begrenzenden Rahmen einsetzbar sind.

Die beschriebene Vorrichtung läßt sich in unterschiedlicher Weise benutzen. Außer der Verwendung eines Teiles der die Sperre bildenden Luftströme zum Zwecke des Sperrens können die Luftströme oder ein Teil von ihnen zum Be- oder Entlüften des abzusperrenden Raumes verwendet werden.

So kann die Erfindung in der Lehre gesehen werden, in einer Vorrichtung zum Abtrennen von Räumen mittels eine Sperrwand bildender bewegter Luftschichten die Ausblasöffnungen so anzuordnen und mit Strahlleit- oder Lenkmitteln auszustatten, daß damit zwei bewegte Luftschichten erzeugt'werden können, die in hintereinanderliegenden Absperrebenen verlaufen. 220777

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In einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, in der auf jeder der beiden einander gegenüberliegenden Seiten des zu sperrenden Durchgangs eine Ausblasöffnung angeordnet ist, der Luftstrahllenkmittel zugeordnet sind, kann die Einstellung so vorgenommen werden, daß die Luftströme im wesentlichen einander entgegengesetzt gerichtet werden und dabei in der Richtung des Durchganges hintereinanderliegen. Diese Luftstrahllenkmittel können aber auch so benutzt werden, daß beide Ströme mit einer wesentlichen Komponente in der Richtung des Durchganges ausgeblasen werden; dabei können sie so geführt und gelenkt werden, daß sie aufeinandertreffen und sich gemeinsam in der Richtung des Durchganges bewegen, sei es gemeinsam nach außen, sei es gemeinsam nach innen. Ihre zur Absperrebene parallelen Komponenten heben sich dabei gegenseitig auf, so daß die Luftströme eine allfällig vorhandene Absaugeöffnung in unmittelbarer Nähe der Ausblaseöffnung nicht erreichen. Dieselbe Vorrichtung kann aber auch so benutzt werden, daß der eine der beiden Ströme nach außen und der andere nach innen gelenkt wird, und zwar dabei auch mit einer so starken Komponente in Richtung der Durchgangsöffnung, daß die Ströme eine 'ällfällig in der Nähe der betrachteten Ausblaseöffnung gelegene Rücksaugeöffnung nicht erreichen. Mit diesen Anwendungen des neuen Doppelstrahlsystems kann der Innenraum belüftet oder beheizt oder auch vollständig entlüftet werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in stark vereinfachter Darstellung einen waagerechten Schnitt durch den Durchgang, der zwei durch Luftströmungen zu trennende Räume verbindet, 220777

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Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Absaugekanal,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Aüstrittskanal, und

Fig. k die vereinfachte Darstellung dreier verschiedener Anwendungen des neuen Doppelstrahlsystems, und zwar in einer der Darstellung nach Fig. 1 entsprechenden Blickrichtung.

Wenngleich hier zum Zwecke der Erläuterung auf einen sich waagerecht erstreckenden Durchgang mit im wesentlichen waagerecht verlaufender Abschlußströmung Bezug genommen ist, steht das Beispiel selbstverständlich auch für andere Anordnungen, beispielsweise für ubereinanderliegende, zu trennende Räume.

Zwei Räume A und B stehen durch einen Durchgang miteinander in Verbindung, dessen seitliche Begrenzungswände mit 1 und 2 bezeichnet sind. Von jeder der Begrenzungswände geht ein Luftstrom aus, der zur gegenüberliegenden Wand gerichtet ist. Die Ströme sind durch Stromlinien und Strömungspfeile veranschaulicht und mit 3 und 3a bezeichnet. Der Strom 3 geht von der Wand 1 zur Wand 2 und befindet sich auf der dem Raum A zugewandten Seite, während der Strom 3a von der Wand 2 zur Wand auf der Seite des Raumes B verläuft. Jeder dieser Tröme tritt durch einen Schlitz M aus einem Druckkanal oder Zufuhrkanal 5 in der Seitenwand 1 bzw. 2 aus und wird von einem breiteren Schlitz 6 in der Gegenwand in den dort gelegenen Absaugkanal 7 gesogen und aufgenommen. Somit ergeben sich, wie dargestellt, zwei neben- bzw. Ubereinanderliegende Luftströme 3, 3a entgegengesetzter Richtung. Dies erlaubt, wie oben gesagt, eine Verkleinerung der Strömungsgeschwindigkeit des einzelnen Luftstromes. An jeder Stelle des Durchganges längs eines Stromfadens ergeben sich im Mittel beider Luftströme gleiche

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Strömungsverhältnisse. Dies kommt auch in der zeichnerischen Darstellung dadurch zum Ausdruck, daß die Gesamttiefe der kombinierten Strömung 3, 3a an jeder Stelle des betrachteten Schnittes in Durchgangsrichtung gleich ist.

Wie gezeigt, sind die Luftströme 3 und 3a dabei nicht rechtwinklig zu den Wänden 1, 2 gerichtet, sondern werden durch Richtungsklappen 8 in den Austrittsschlitzen 4 im spitzen Winkel so gelenkt, daß ihre Strömungsrichtung eine Komponente in Richtung auf den Raum mit der niedereren Temperatur oder mit dem höheren Druck (hier Raum A) aufweist. Infolge des zwischen den beiden Räumen A und B vorhandenen Druckunterschiedes wird die Strömungsbahn oder werden die Strömungsfäden gekrümmt. Die Strömung verläuft bogenförmig von den Auslaßschlitzen 8 zu den breiteren Absaugschlitzen 6. Der Einfluß des Druckunterschiedes zwischen den Räumen A und B nimmt mit zunehmender Entfernung des Luftstromes 3 bzw. 3a vom Austrittsschlitz M und mit abnehmender Strömungsgeschwindigkeit zu. Die Ablenkung bzw. Rücklenkung wird durch den Saugzug am Absaugeschlitz unterstützt. Im Auslaßschlitz Ί befinden sich Richtungs- oder Lenkklappen 8, die sich im gezeigten Beispiel in lotrechter Richtung erstrecken und um Tragzapfen 9 (Fig. 3) mit lotrechten Achsen schwenkbar sind. Durch die Schwenkeinstellung dieser Klappen läßt eich die Austrittsrichtung des Luftstromes den jeweiligen Verhältnissen günstig anpassen. Die Klappen 8 sind so weit schwenkbar, daß der Luftstrom völlig oder teilweise in Richtung des abzusprrenden Raumes geleitet werden kann, um diesem (etwa während der Nachtkühle) Frischluft zuleiten zu können. Sie sind in einem Rahmen 10 angeordnet, der auf der dem Druckkanal oder LuftzufQhrkanal 11 zugewandten Seite eine Gitterwand trägt.

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Dazu ist der Rahmen 10 durch fest hier waagerechte Querstege

12 in Felder oder Fächer unterteilt. Die Gitterwand besteht aus losen, hier lotrechten Stäben 13, die in die Felder oder Fächer lose eingesetzt sind, die von zwei benachbart übereinanderliegenden Querstegen 12 bestimmt und begrenzt sind. Jeder der lose gefaßten und leicht herausnehmbaren Stäbe

13 reicht also von einem Quersteg zum nächsten. So können die Zahl und die räumliche Verteilung der Stäbe 13 bequem verändert und dem Bedarf angepaßt und der Luftdurchsatz ortsabhängig, insbesondere je nach Höhenlage, unterschiedlich gedrosselt werden. In Fig. 3 sind durch die Stege 12 vier übereinanderliegende Felder festgelegt, deren jedes eine andere Zahl von Stäben 13 haben kann.

Die Verwendung zweier Luftstrahlen erlaubt, wie schon gesagt, geringere Luftgeschwindigkeiten mit dem Vorzug geringerer Belästigung der den Durchgang durchschreitenden Personen. Durch die Drosselstäbe kann zusätzlich erreicht werden, daß beispielsweise die Luftgeschwindigkeit in Kopfhöhe so gesenkt wird, daß sie nicht mehr stören kann. Andererseits kann unten in der Fußbodenzone die höchste Geschwindigkeit gegeben werden, also dort, wo bei kaltem Wetter der Luftabschluß am stärksten belastet wird. Für die normale Abschlußwirkung nach außen müssen die Lenkflächen in die in Fig. 1 gezeigte Stellung gebracht werden, wogegen sie für Lüftungszwecke entgegengesetzt gerichtet werden, wie noch anhand der Fig. k erläutert wird.

Gemäß Fig. 3 sind zwischen die Gitterwand 12, 13 und die Richtungsklappen 8 Luftverteiler- und *lenkwände 16 gesetzt, die zur Vergleich-mäßigung der Luftströmung und damit zur Senkung der erforderlichen Antriebsleistung beitragen. In den Druckkanal 11 tritt die Druckluft durch Einlasse 15 von unten ein. Um Wirbelungen zu vermeiden und einen gleichmäßigen Austritt zu begünstigen, ist eine

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Lenkwand 14 eingesetzt, deren Lage und Wirkungsweise ebenso wie die der Wände 16 aus der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht. Auf der Absaugeseite sind vor und in dem Absaugekanal 17 ebenso Luftverteiler und -lenkwände 18, 19 vorgesehen (Fig. 2).

Die Wände 16, 18 und 19 sorgen für eine gleichmäßige oder bei Bedarf auch ungleichmäßige Verteilung der Luftströme. Die Kanäle oder Kammern 11 und 17 können zum Zwecke der Verbesserung der Verteilung weiter in Kammern aufgeteilt werden. Ebenso ist es möglich, die Leit- oder Richtungsklappen 8, die sich im Luftaustrittsschlitz befinden, in ihre Länge zu unterteilen. Sie lassen sich vorzugsweise einzeln einstellen. Insbesondere können einzelne Längenabschnitte einer Klappe abweichend von anderen Teilen derselben Klappe eingestellt werden.

Die beschriebene Vorrichtung kann in unterschiedlichen Verfahren angewandt werden.

Fig. 4a zeigt eine Einstellung, in der die beiden Luftstrahlen oder Ströme zugleich einen Luftabschluß bewirken und für eine Belüftung des Innenraumes B sorgen. Die Ströme können aus Warmluft oder Kühlluft bestehen, also eine Beheizung oder Kühlung hervorrufen. Zugleich saugen sie in dieser Einstellung von außen Frischluft an (angedeutet durch den Pfeil 20).

Die entgegengesetzte Verfahrensweise führt zu den in Fig. 4b wiedergegebenen Strömen. Diese Einstellung entspricht einer totalen Entlüftung des Raumes, wobei die angesogene Innenluft durch den Pfeil 21 dargestellt ist. Die Strahlen müssen nicht so eingestellt werden, daß sie zugleich einen Luftabschluß bilden. Eine solche Einstellung der Strahlen 3 und 3a

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ist aber möglich, nämlich so, daß sie sich in einem Punkt d treffen, also Außenluft und Innen-luft voneinander trennen.

Die Einstellung nach Fig. 4c entspricht einer Belüftung als auch einer Entlüftung des Innenraumes, denn von dem Doppelstrahl ist die eine Hälfte 3 nach außen und die andere 3a nach innen gerichtet. Durch Zusatzkanäle 7a kann Außenluft 20 und Innenluft 21 angesogen werden. Demnach kann im Gebäude je nach eingestellter Luftgeschwindigkeit und damit Luftmenge ein beliebiger Luftaustausch erzeugt werden. Da maschinell jede Strahlhälfte 3 und 3a in Luftgeschwindigkeit und -menge regulierbar ist, kann der Anteil bzw. das Verhältnis von Zu- und Abluft beliebig eingestellt werden. Natürlich kann je nach Luftmengenbedarf ein Strahl auch ganz abgestellt werden, so daß der jeweils andere die Be- oder Entlüftungsfunktion allein übernimmt. Die Luftströme können, wie gesagt, Wärme transportieren, also zuführen oder abführen und dadurch den Innenraum nach Wunsch temperieren.

Im Zweifel sind alle hier beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination erfindungswesentlich. Schutz wird begehrt für das, was objektiv schutzfähig ist.

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Claims (1)

MERTENS & KEIL PATENTANWÄLTE M 25 P Patentanspruch

1. Vorrichtung zum Abtrennen von Räumen mittels eine Sperrwand bildender, bewegte Luftschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrwand aus wenigstens zwei hintereinanderliegenden, entgegengesetzt gerichteten Luftströmen gebildet wird.

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