DE2910433A1 - Luftverteiler - Google Patents
LuftverteilerInfo
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Description
Hamburg, 12. fflärz 1979 222879
Priorität: 17. fflärz 1978, U.S.A.
Pat,Anm.i\ir. 887 936 und
25. Januar 1979, U.S.A. Pat.Anm.Nr. 006 B05
Anmelder:
Acutherm, Inc.
568 Uieddell Drive, Suite 5,
Sunnyvale, CaI. 94086
U.S.A.
Luftverteiler
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Klimaanlagen für Gebäude und betrifft im wesentlichen einen Luftverteiler
für eine Klimaanlage, insbesondere einen an der Decke anzubringenden Luftverteiler, der ein regelbares, veränderliches Volumen konditionierter Luft in ein Zimmer oder
einen anderen Raum des Gebäudes einleitet, und zumr in
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Abhängigkeit von Änderungen der Lufttemperatur in dem Zimmer
oder einem anderen zu konditionierenden Raum.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein integriertes Ifleßfühler-Betätigungsglied, das Temperaturänderungen in dam
betreffenden Raum erfaßt, und außerdem die Betätigungskraft
zur Veränderung der in Abhängigkeit von der festgestellten Temperatur in den Raum strömenden Luftmenge liefert. Das integrierte
ffleßfühler-Stellglied erzeugt die Betätigungskraft zur
Veränderung des Luftströmungsv/olumens ohne äußere Systeme oder
Hilfsgeräte iuie z. B. pneumatische Luft bziu. Leitungsdruckeinrichtungen
oder elektrisch oder hydraulisch betriebene Einrichtungen zur Zuführung der zur Änderung des Volumens
der Luftströmung erforderlichen Kraft.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Luftverteilerkonstruktion,
die die ausströmende Luft vom Luftverteiler in den
Raum und entlang der benachbarten Deckenflächen unter einem
ärodynamisch günstigen Winkel und einer solchen Geschwindigkeit
ausströmt, daß die Luftströmung nahe bei der Decke verläuft und die Probleme einer Stauung kalter Luft in den in
der Nähe und unterhalb des Verteilers liegenden Raumteilen möglichst klein gehalten werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Luftverteiler,
der so aufgebaut ist, daß er mit kleinem Differenzdruck
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arbeitet, um die Arbaitsgeräusche so klein «rie möglich zu
halten und die Leistung und Energie der Klimaanlage möglichst
wirkungsvoll zu nutzen.
Die Stauung aus einem deckennahen Auslaß eines an der Decke
angebrachten Raumklimatisierungssystems austretenden Kühlluft ist ein beim Stand der Technik hinreichend bekanntes
Problem. Wenn die kühlende Luft den Deckenauslaß nicht mit
ausreichender Geschwindigkeit oder einem bestimmten Strömungsitfinkel
verläßt, kann dies im Ergebnis zu großer* Temperaturunterschieden zwischen verschiedenen Raumflächen und'
-höhen führen und damit zu einer für die in dem Raum befindlichen
menschen sehr unbehaglichen Atmosphäre*
Die meisten Verteilersysteme von Klimaanlagen sind so eingerichtet,
daß sie entweder das Volumen oder die Temperatur der konditionieren Luftströmung in Abhängigkeit von einer
Temperaturmessung in dam Raum verändern. Wenn das Volumen
der konditionierten Luftströmung verändert wird, spricht
man von Systemen mit veränderlichen Luftvolumen* Viele der heute üblichen Klimaanlagen verwenden derartige Systeme
anstelle von Systemen mit konstantem Volumen oder veränderlicher Temperatur, weil Systems mit veränderlichem Luftvolumen
eine Reihe von Vorteilen hinsichtlich dee Betriebes und des Kostenaufwandes haben.
Bei der konventionellen Technik wird die Volumenströmung der
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4 "
konditionieren Luft in Abhängigkeit von der Lufttemperatur
in dem Raum, dem dia Luft zugeführt uiird, geregelt. In diesen
Fällen wird zur Erfassung dar Lufttemperatur meist ein Thermostat
verwendet, der mit einem Betätigungsglied oder Stellmotor
verbunden ist, um eine Luftklappe oder einen Schieber in dar zum Luftauslaß in den Raum führenden Zweigleitung des
Systems zu verstellen. Der Temperaturfühler befindet sich üblicherweise
an einer vom Luftauslaö entfernten Steile, und es ist ein Hilfssystem oder Hilfsgerät, beispielsweise ein
pneumatisch, elektrisch oder in einigen Fällen hydraulisch betätigtes Stellglied zur Verstellung des Schiebers oder
Dämpfungsgliades bei Änderungen der Raumtemperatur vorgesehen.
Ferner sind auch sogenannte in sich abgeschlossene Betätigungssystame
bekannt, wobei diese Systeme jedoch nur in dam Sinne in sich geschlossen sind, daß sie den Leitungsdruck
zur Kraftbetätig-ung- und Verstellung des Dämpfungsgliades
bzw. der Luftklappe benutzen.
Diese bekannten Systeme haben eine Reihe wesentlicher Nachteila,
Sie sind wegen der notwendigen Verbindungen zwischen dar Stellvorrichtung und dem davon entfernt angeordneten
Thermostaten verhältnismäßig aufwendig und kompliziert, wobei der zusätzliche Aufwand für die Hilfs-Stellainrichtungen
die Kompliziertheit, die Größe und die Kosten dieser Systeme besonders nachteilig beeinflussen.
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fß
* it ·* ♦
Um nun die Nachteile und Probleme bekannter Systeme zu überwinden, bezmeckt die Erfindung die Schaffung eines
individuell gesteuerten, in sich geschlossenen Luftverteilers mit veränderbarem Luftvolumen, der mit einer integrierten
Fühl-Stell-Einheit ausgerüstet, die unmittelbar
durch die im Raum herrschende Lufttemperatur betätigt wird
und keinerlei Hilfsbetätigungssysteme oder -geräte erfordert,
um die \/olumenströmung der konditionierten Luft durch
den Diffuser" in Abhängigkeit von Änderungen der übertuachten
Raumtemperatür zu verändern.
Ein Hauptzweck der Erfindung ist ferner die Schaffung einer Luftverteilarsteuerung, die es gestattet, die Anfangs- und
Endtuerte des erfaßten Temperaturbereiches durch einfache
Lageänderung der Fühl-Stell-Einhait am Luftverteiler einzustellen,
luobei die Steuereinrichtung Anschlag- und Federmittel enthält, die unabhängig von der jeweils eingestellten
Lage über den gesamten Arbeitsbereich einen kontinuierlichen Betrieb der Fühl-Stell-Einheit ermöglichen, ohne
irgendeinen Arbeitsmechanismus des Verteiler-Steuergerätes zu beeinträchtigen oder zu beschädigen.
Ein weiterer wichtiger Zweck der Erfindung ist es, die
Steuereinrichtung so aufzubauen, daß dar Laitungsluftdruck
innerhalb dar Leitung das Steuergerät bai ainam ba-
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stimmten Druckpagal, dar unterhalb eines liiertes liegt,
der dia Leitung beschädigen könnte,· auch dann öffnet,
wann dia Fühlar-Stell-Einheit einmal ausfallen sollte.
Eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßan Luftverteilers
besitzt eine äußere Abschirmung mit einem rechteckig bzuj. quadratisch geformten unteren Abschnitt, dassan
Form und Größe so standardisiert sein kann, daß sin passender
Einbau in eine durch einheitliche Iflaße standardisierte Plattendecke möglich ist. Der obere Abschnitt der Abschirmung
hat eine Kreis- bzuj. Ringfarm, so daß er passend mit einer Zweigleitung des Varteilersystems einer Klimaanlage
eines Gebäudes verbunden werden kann. Die Seitaniuande der
Abschirmung sind nach außen abgewinkelt, um die verteilte
Luftströmung in dar gewünschten Richtung und mit dar gewünschten Strömungsgeschwindigkeit zu führen bzw. zu leiten,
um sicherzustellen, daß die von der Peripherie des Verteilars
ausgehende Luftströmung nahe entlang dar Decke verläuft,und daß eine Luftstauung vermieden wird.
Dar arfindungsgamäße Verteiler besitzt ferner eine zentrale
Varteilerplatta, dia mit den Saitenuiänden der Verteilerabschirmung
zusammenwirkt, um den vorstehend beschriebenen Strömungsverlauf der konditioniarten Luft zu erreichen.
Sämtliche zur Regelung der Volumsnströmung vorgesehenen
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Teile des erfindungsgemäßen Luftverteilers sind auf dieser
Verteiler- bzw. Trägerplatte angeordnet.
Die Verteilerplatte und der zugehörige Aufbau können schnell
und einfach eingebaut und vom Luftverteiler mieder abgenommen
werden, und zwar mit Hilfe von vier !Buttern, die die Verteilerplatte
auf Schraubbolzen oder Stiftschrauben festhalten, die von der Verteilerabschirmung nach unten vorstehen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besitzt
die Vorrichtung zur Regelung der Volumenströmung der konditionierten
Luft vier über Scharnierverbindungen an den Außenkanten der Verteilerplatte angebrachte Luftklappen.
3ede Luftklappe kann zwischen einer völlig geschlossenen Stellung, in der die Außenkante der Klappe die angrenzende
Innenujandflache der Abschirmung berührt und einen Austritt
der Luftströmung sperrt, und einer vollständig offenen
Stellung bewegt werdenr in welcher die Luftklappe nach
unten schwenkt und daß größtmögliche Volumen durch den Verteiler strömen läßt. 3ede Luftklappe wirkt mit einer zugehörigen,
benachbarten Seitenwand der Abschirmung zusammen, um die konditionierte Luftströmung in der gewünschten
ärodynamischen Richtung und mit der gewünschten Geschwindigkeit umzulenken und zu beschränken, um ein Höchstmaß des
Coanda-Effektes zu erreichen, so daß die Luftströmung wie
oben beschrieben entlang der Decke verläuft. Jede Klappe
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ist über eine Stange mit einer Luftklappen-Steuerscheibe
verbunden, dia auf einer zentral durch die Verteilerplatte
hindurchtretenden Stange befestigt und mit dieser drehbar
ist. Die Steuerstangen sind an die Luftklappen-Steuerscheibe
derart angelenkt, daß die Luftklappen im oberen Totpunkt
jeder Verbindung einer Steuerstange mit der Steuerscheibe voll geschlossen sind. Wenn die Steuerscheibe aus
dieser oberen Totpunktstellung gedreht wird, wird unabhängig
.von der Drehrichtung die Luftklappe allmählich geöffnet, Bei einer Rückdrehung der Steuerscheibe in die obere Totpunktstellung
kehrt die Luftklappe nach und nach wieder in ihre vollständig geschlossene Stellung zurück.
Diese erfindungsgemäßeVerBindung der Steuerscheibe, der
zentralen Welle und der Luftklappen-Steuerstangen dient
zur Regulierung der Kühlung, mann dam Luftverteiler Kühlluft
durch die Zweigleitung zugeführt wird,
Bbi dieser Betriebsart können die Luftklappen auch schnell
in eine voll geöffnete Stellung bewegt werden, um Warmluft einströmen zu lassen. Dabei wird die Steuerscheibe
zu der Seite des Totpunktes hingedreht, die der zur regulierten Steuerung der kühlenden Luftströmung vorgesehenen
Saite entgegengesetzt ist. Eine Drehung der Steuerscheibe in dieser Richtung bewirkt dann eine allmähliche Aufuiärtsbeiuegung
der Luftklappen in eine mehr geschlossene Stellung
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.Al-
in Abhängigkeit von einem Anstieg dar Raumlufttemperatur,
um so für eine regulierte Heizung zu sorgen.
Die Winkelstellung der Steuerscheibe auf der zentralen
Welle kann auch geändert uierden, um die Steuerscheibe bezüglich
der Zentraluielle uieit genug zu öffnen, um die Luftklappen
in eine voll geöffnete Stellung zu bewegen. Die Steuerscheibe ist dann tuieder mit der Zentraluielle verbunden,
so daß der Verteiler als normalerweise geschlossener Verteiler zur Regelung der Zufuhr von Warmluft arbeitet.
Ein mit einem Fühler festgestellter Anstieg der Raumtempe- ·
ratur beuiirkt dann eine Bewegung der Luftklappen in eine
mehr geschlossene Stellung anstatt in eine mehr geöffnete Stellung, wie dies bei der Zufuhr von Kühlluft der Fall ist.
Diese Ausführung des erfindungsgemäßen Luftverteilers ermöglicht
also vier verschiedene Betriebsarten, iiiit den auf
einem bestimmten Winkel eingestellten Luftklappen sorgt er einmal für eine konstante Volumenströmung.
Ferner ermöglicht er die Regulierung einer Kühlluftströmung ·
in Abhängigkeit von Änderungen dar Raumtemperatur.
Außerdem ist eine Umschaltung von einer regulierten Kühlung auf sine regulierte Heizung möglich. Schließlich
gestattet die Erfindung sine regulierte Heizung durch
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-AS-
Steuerung der Uolumenströmung won Warmluft in Abhängigkeit
von Änderungen der Raumtemperatur.
Bei einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftverteilers
mird die Regulierung der Luftströmung durch ztuei
relativ zueinander drehbare Platten ausgeführt. Jede dieser Platten hat eine Anzahl sich radial erstreckender und in Umfangsrichtung
verteilt angeordneter Schlitze oder Öffnungen. Das filaß, in welchem sich die in den beiden Scheiben oder
Platten angeordnete Schlitze überdecken, bestimmt die fllenge
der konditionieren Luft, die durch die Platten und durch den Luftverteiler strömen kann.
Auch diese Ausführung ermöglicht die oben für die Luftklappenkonstruktion
beschriebenen vier Steuerungsmöglichkeiten
in Abhängigkeit von der Anfangsstellung der ztuei relativ
zueinander drehbaren Platten, Bei dieser Ausführungsform können also die Schlitze für eine vorgewählte, konstante
Volumenströmung in einer bestimmten Stellung zueinander festgelegt sein. Außerdem ist eine geregelte Kühlung,
eine geregelte Kühlung mit der Umschaltmöglichkeit auf Heizung oder eine geregelte Heizung möglich.
Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform kann außerdem am Rand festliegende Schlitze aufweisen, die den
Durchgang einer fflindest-Luftströmung entlang jeder Außen-
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•Λ-
kanta des rechteckförmigen Luftverteilers gestatten:. Diese
IKlindest-Luftströmung ist in einigen Klimaanlagen zur Ventilation
erforderlich. Bei dem erfindungsgemäßen Luftverteiler trägt diese Hilindest-Luf tverteilung ebenfalls zu
einem möglichst guten Coanda-Effekt bei, uro_bei sie die geregelte
Luftströmung, insbesondere bei relativ kleinen Volumenströmungen mitreißen, so daß die verhältnismäßig
hohe Strömungsgeschindigkeit der IWindest-Luftströmung
dazu, beiträgt, durch bessere Beherrschung der modulierten
Strömung eine unerwünschte Stauung der konditionierten Luft zu verhindern.
Die filindestluftströmung reißt auch eine gewisse fftenge der
Raumluft mit und bewirkt somit eine Aufiuärtsströmung der
Raumluft und damit einen besseren Kontakt mit dem Raumluft-Temperaturfühler,
der unter der Verteilerplatte in der Abschirmung des erfindungsgemäßen Verteilers angeordnet
ist.
Der Aufbau und die Funktion des erfindungsgemäßen Luftverteilers erlauben bei beiden Ausführungsformen einen
zuverlässigen Betrieb bei verhältnismäßig geringen Druckunterschieden. Dies hat den Vorteil einer wesentlichen Ver
ringerung der Turbulenz und der beim Betrieb verursachten
Störgeräusche bei gleichzeitig wirkungsvollem Betrieb, so daß Energie und Kosten für den Betrieb der. erfindungsgemäö
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ausgerüsteten Klimaanlage stark gesenkt werden.
Ein wesentliches merkmal der Erfindung besteht darin, daß
der Luftverteiler bei beiden beschriebenen Ausführungsformen
ein integriertes Fühl-Stall-Glied zur Lageverstellung der
Steuereinheit des Luftverteilers enthält, um die Volumenströmung
der zugeführten Luft durch den Verteiler in Abhängigkeit von Änderungen der Raumtemperatur zu ändern.
Dieses ' Fühl-Stell-Glied ist völlig geschlossen in der Luftvertailar-Konstruktion
untergebracht und wird direkt ohne zusätzliche Hilfsgeräte oder Kraftsysteme durch Änderungen
der erfaßten Raumtemperatur betätigt.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung enthält das Fühl-Stell-Glied einen mit einer temperaturempfindlichen
Substanz gefüllten ffleöfühler in Form einaa gewundenen
Rohres oder Schlauches, Eine Zunahme oder Abnahme der Temperatur der über den Meßfühler strömenden Raumluft bewirkt
eine entsprechende Zu- oder Abnahme des Volumens der temperaturempfindlichen
Substanz. Eine Steigerung der Raumluft-Temperatur bewirkt eine Ausdehnung der temperaturempfindlichen
Substanz. Die Ausdehnung bzw. das erweiterte Volumen drückt eine Betätigungsstange in eine Richtung, um die zentrale
Steuermelle in der Luftverteilereinhait zu drehen und damit
dia Luftklappan oder dia drehbare Scheibe, wie oben beschrieben, zu verstellen. Bei einer bei sinkender Raumluft-Temperatur
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auftretenden Zusammenziehung oder Schrumpfung der temperaturempfindlichen
Substanz u/ird die Betätigungsstange mittels einer Rückstellfeder zurückbetuegt, uiodurch die
Luftklappen oder die drehbare Scheibe in die entgegengesetzte Richtung betusgt werden.
Das Fühl-Stell-Glied ist unterhalb der Luftverteilerplatte
in der Verteilereinheit an einer Träger-Aufhängung montiert,
die die Fühl-Stell-Einheit gegen eine Wärmeübertragung
durch Berührung mit der Uerteilerplatte isoliert. Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung meist die Fühl· Betätigungseinheit eine Krafteinheit in Form eines mit
einer temperaturempfindlichen Substanz gefüllten Zylinders auf. Das Füllmaterial geht bei einer bestimmten Temperatur
aus einem festen Aggregatszustand in eine Kristallform und bei weiter erhöhter Temperatur in einen flüssigen Aggregatzustand
über. Dbt Kristall sorgt bei steigender Temperatur für eine beträchtliche Ausdehnung, mährend die feste und
flüssige Form der Substanz bei steigender Temperatur nur eine sehr kleine Ausdehnung bemirkti. Der kristalline Zustand
tritt in einem verhältnismäßig kleinen Temperaturbereich zwischen 70 bis 80° F (etwa 21,1 bis 26,7° C)
ein und sorgt für eine gut abgestufte Arbeitsbeiuegung zur
Steuerung im gewünschten Temperaturbereich.
Bai einer Weiterbildung der Erfindung kann die Steuerein-
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richtung des Luftverteilers auch zu/ei Fühl-Stell-Einheiten
enthalten. Dabei spricht eine Einheit, uiie vor- . stehend beschrieben, auf dia Raumluft-Temparatur an,
mährend die andere Einheit in Abhängigkeit won der Lufttemperatur
in der Leitung arbeitet.
Die Anfangs- und Endpunkte der Bewegung der Kolbenstange
der Fühl-Batätigungs-Einheit gegenüber dem Strömungs-Steuerglied
des Luftverteilers können durch Lagerung bzw. Verstellung des thermischen Betätigungsgliedes auf einer
festen ffiontagaplatte des Luftverteilers verändert werden.
Das integrierte Fühl-Stell-Glied ist "dabei jedoch so aufgebaut,
daß für eine stetige Bewegung der Kolbenstange durch den Arbeitsbereich auch dann gesorgt ist, u/enn das
Strömungs-Steuerungs-Element an irgendeinem Punkt innerhalb
das Arbeitsbereiches in eine völlig geschlossene Stellung bewegt werden kann. Durch die lilaßnahme, eine
solche fortgesetzte Bewegung des integrierten Fühl-Betä'tigungsgliades
zuzulassen, nachdem das Stfömungs-Steuerelement
in aine voll geschlossene Stellung bewegt wurde, wird eine Beschädigung der Steuereinrichtung des Luftverteilers vermieden,
die andernfalls auftreten könnte, u/ail das Fühl-Betätigungsglied
in seinem Arbeitsbereich eina beträchtliche Kraft entwickelt, Uiail as sich um eina integrierte,
in sich geschlossene Einheit handalt, ist dabai von Vorteil-,
daß dia fortgesetzte Ausdehnung dar temperaturempfindlichen
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filasse und die Bewegung der Kolbenstangs nicht in der Füh-1-Betätigungseinheit
selbst aufgenommen iiiird. Erfindungsgemäß
ist ein fester Anschlag und eine Federanordnung vorgesehen, die eine fortgesetzte Ausdehnung der ujärmeempfindlichen
!Klasse ausgleicht bzw. aufnimmt, nachdem das Strömungs-Steuerglied
in eine voll geschlossene Stellung bewegt wurde,
so daß eine Beschädigung der Luftverteiler-Steuereinrichtung vermieden wird.
Ein weiteres mögliches Problem ist der Aufbau eines Überdruckes
in der Leitung, falls das Strömungs-Steuerelement durch Ausfall oder Versagen das Fühl-Stell-Gliedes einmal
nicht geöffnet tuird. Diese Gefahr wird durch die erfindungsgemäÖB
Konstruktion der Steuereinrichtung des Lüftverteilers
ausgeschaltat, die bei einer möglichen Funktionsstörung der Fühl-Stell-Einheit gestattet, daß der Luftdruck in der Leitung
salbst das Strömungs-Steuer-Eleroent öffnet, u/enn der aufgebaute
Druck einen bestimmten Pegel erreicht.
Der erfindungsgemäße Luftverteiler mit seinem integrierten,
in sich geschlossenen Fühl-Stell-Glied zur Änderung der
Volumenströmung der konditionierten Luft durch den Verteiler in Abhängigkeit von Änderungen der Raumtemperatur
zeichnet sich durch eine besonders .kompakte Bauweise aus»
Dis Fühl-Betätigungs-Einheit zur Feststellung der Raumtemperatur
und zur Regelung der Luftströmung ist vollständig in den Luftverteiler eingebaut und wird ohne zusätzliche
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Hilfsgeräte direkt durch die Änderungen der Raumtemperatur
in einem vorgegebenen Temperaturbereich betätigt.
Die einstellbare Anbringung der Fühl-Betätigungseinheit
am Luftverteiler zur wählbaren Einstellung des Anfangspunktes
mit an der Steuereinrichtung vorgesehenen Anschlägen und Federn hat den besonderen Vorteil', daß die Bewegung
des Strämungs-SteuerelBmentBS begrenzt ist, während sich
die Betätigungsstange:innerhalb des Arbeitsbereiches noch weiter bewegen kann, um eine Beschädigung der Steuereinrichtung
zu verhindern.
Die vorteilhafte filaßnahmer daß der Luftdruck in der Zuleitung
bei einem gegebenen liiert des in der Leitung aufgebauten statischen Luftdruckes durch Überwindung einer
Federkraft das Strömungs-Steuerelsment öffnet, schließt
bei der Erfindung auch sine Beschädigung der Luft-Zuleitungen
aus.
Die kompakte, in sich geschlossene LuftverteilereinhBit
und deren einstellbare Anpassung an verschiedene Betriebsarten gestattet auch, bereits vorhandene Klimasysteme mit
dem erfindungsgemäßen Luftverteiler auszurüsten.
Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Bsschrei-
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bung und der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung und deren grundsätzlichen Anu/endungsmöglichkeitBn.
Es zeigen:
Fig. 1 sina Ansicht der Unterseite einer in eine Plattendecke eingebauten, erfindungsgemäßen Luftverteilereinheit
mit thermischer Betätigung durch eine veränderliche Luftsäule, uiobei eine luftdurchlässige Abdeckplatte
teilu/Bise uieggebrochen ist, um den Blick auf
die gezeigten Einzelheiten der Luftverteilerplatte,
der Luftklappen an den Kanten der l/erteilerplatten, den spiralförmigen Temperaturfühler mit dem zuge-.
hörigen Betätigungsorgan, die Luftklappen-Steuerscheibe
und die zwischen dieser und den Luftklappen angeordneten Verbindungsstangen freizugeben,
Fig. 2 eins entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, 3 und 4 geschnittene,
teilweise meggebraehena Seitenansicht
des Luftverteilers,
Fig. 3 eine teilweise u/eggebrochene, in Richtung der Pfeile
3-3 in Fig. 2 gesehene, teilweise iueggebrochene
Draufsicht mit Einzelheiten des Kühlungs-Betätigungsgliedes und eines Armes des Verbindungsgastängas in
Verbindung mit einsr äußeren Hülse, die mit einer in Fig. 4 gezeigten Montageplatte für ein Haizungs-Betätigungsglied
verbunden ist,
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Fig. 4 eine herausgebrochene Teilansicht in Richtung der
Pfeile 4-4 in Fig. 2 mit Einzelheiten der Iflantageplatte
eines Heizungs-Betätigungs-Gliedes mit einem Fühler, einem Betätigungsglied und einem mit der
Luftklappen-Steuerscheibe gemäß Fig. 3 verbundenen Betätigungsarm,
Fig. 5 einen in Richtung der Pfeile 5-5 in Fig. 3 gesehenen, vergrößerten Querschnitt durch das Kühlungs-Betätigungsglied,
Fig. 6 einen in Richtung der Pfeile 6-6 gesehenan, vergrößerten
Querschnitt durch einen Temperatur-Einstellmechanismus zur Einstellung des Tetnperatur-Steuerbereiches
und zum Ausgleich einer Überlastung beim Auftreten zu hoher Temperaturen,
Fig. 7 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines Luftverteilers mit einer abgewandelten <iusführungsfarm
des thermisch betätigten Luftvertailers und mit
einer drehbaren Schlitz-Plattenkonstruktion zur Regelung dar Luftströmung,
Fig. 8 ■ einB in Richtung der Pfsila 8-8 in Fig. 7 ge-
. sahana Schnittdarstallung, in dar auch die Erzsugung
ainar deckennahen Luftströmung veranschaulicht ist,
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Fig. 9 eine in Richtung der Pfeile 9-9 in Fig. 8 gesehene,
teilweise uieggebrochene Ansicht,
Fig. 10 eine teilweise uieggebrochene Ansicht des durch
dia Pfeile 10-10 in Fig. 8 angedeuteten Bereiches in dieser Ausführung des Luftverteilers zur Metanschaulichung
der in zuiei drehbaren Platten
ausgerichteten Durchgangsschlitze·· für die Luftströmung sowie von Einzelheiten der schu/imrnenden
Anbringung des Temperaturfühlers zur Vermeidung eines Wärmeübergangs zwischen der Luftverteilerplatte
und dem Fühler,
Fig. 11 eine schaubildliche Ansicht eines in eine Plattendecke eingebauten, erfindungsgemäßen Luftverteilers
,
Fig. 11A eine der Fig. 1 und 7 entsprechende Ansicht einer
weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Luftverteilers,
Fig. 12 eine in der durch die Pfeile 12-12 in Fig. 1.1 A.
angedeuteten ebene, teilweise geschnittene Ansicht dieses Luftvsrteilers,
Fig. 13 eine in Richtung der Pfeile 13-13 in Fig. 12
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- 3β -
• ae-
gesehene, ebene Ansicht mit Konstruktionseinzelheiten der temperaturabhängig arbeitenden
Fühler-Betätigungs-Einheit,
Fig. 14 eine teilweise geschnittene, in Richtung der
Pfeile 14-14 in Fig. 12 gesehene Teilansicht dieser Ausführungsform des Luftverteilers,
Fig. 15 eine in Richtung der Pfeile 15-15 in Fig.
gesehene, herausgebrochene Teilansicht mit Einzelheiten eines auf die Lufttemperatur in
der Zulunft-Leitung ansprechenden Fühl-Betätigungsgliedes
und
Fig. 16 eine herausgebrochene) isometrische Teilansicht mit Einzelheiten der zu den in"Fig.13 und15
gezeigten Fühl-Betätigungs-Gliedern gehörenden
Steuereinrichtung.
In Fig. 1 ist mit 21 eine in die Decke eines Raumes eingebaute
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftverteiler
mit temperaturabhängig veränderlichem Luftvolumen bezeichnet.
Die gezeigte Decks ist aus einzelnen Platten 23 zusammengesetzt
und der Luftverteiler 21 ist anstelle einer ader
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mehrerer dieser Platten in die Decke eingesetzt.
Dar Luftverteiler 21 verteilt in dem zu klimatisierenden
Zimmer oder einem anderen Raum ein von einer Zweigleitung der Klimaanlage geliefertes, veränderliches Luftvolumen,
wobei die menge der durch den Verteiler 21 strömenden Luft in Abhängigkeit von Änderungen der Raum-Lufttemperatur geregelt wird, u/ie nachstehend noch näher erläutert
uiird.
Der Anschluß der Luftvarteilereinheit 21 an eine Zweigleitung
25 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Zweigleitung 25 ist ihrerseits an eine Hauptleitung für die Luftzufuhr angeschlossen.
Ein gsregslter Ventilator oder Lüfter des Systems sorgt
für die Aufrechterhaltung des erforderlichen Druckes im
Hauptleitungssystem. Für die Lüfterregelung kann beispielsweise
ein herkömmliches Stauersystem eingesetzt werden, das den statischen Druck im Hauptleitungssystem abtastet
und in Abhängigkeit davon das vom Lüfter gelieferte Luftvaluman
steigert oder verringert, um den gewünschten statischen Druck in einem vorgegebenen Bereich zu halten. Die
Fördermenge der einzelnen Zweigleitungen 25 kann an den HauptvBrtBxlerpunkten gesteuert u/erden, um für dig Aufrechterhaltung
des notwendigen Druckes am Luftverteiler
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zu sorgen.
Es ist sin wesentliches, unten noch näher erläutertes merkmal
der vorliegenden Erfindung, daß der Luftverteiler 21
mit einem verhältnismäßig niedrigen Druckdifferential arbeitet.
Dies hat den Vorteil einer wirksamen Energie- und Kostenersparnis und den weiteren Vorteil, daß das von der
durch den Verteiler strömenden Luft erzeugte Geräusch so klein wie möglich gehalten wird.
UJia Fig. 1 und 2 zeigen, besitzt dar Luftverteiler 21
eine Varteilerabschirmung 27, eine untere, luftdurchlässige
Abdeckplatte 29 und eine Luftvertsilarplatte ,31 .
Die Verteilerplatte 31 dient zur Umlenkung der Luftströmung und bildet gleichzeitig die Trägerplatte für die wesentlichen
Bauelemente des Luftvarteilars.
Fig» 8 zeigt, uiie aus der Zweigleitung 25 strömende Luft,
siehe den Pfeil A, durch die Verteilerplatte 31 nach auOen
zur Umfangsflache der Abschirmung 27 umgelenkt wird, siehe
die Pfeile B, von uio die Luft dann an den inneren, geneigten
Leitflächen 33 der Abschirmung 27 tuaiterströmt, siehe die
Pfeile C..
iüia noch im einzelnen beschrieben wird ,tritt zu der durch die
Verteilerplatte umgelenkten Luftströmung noch eine bestimmte
- 23 909844/0658
Menge von Raumluft, die, siehe die Pfeile D, nach oben durch die Abdeckplatte 29 eintritt. Dieser Raumluftanteil
strömt über eine Fühl-Betätigungs-Baueinheit 71
und iuird mit der Zufuhrluft gemischt und an den vier
Randkanten am unteren Ende der Abschirmung 27 verteilt in den Raum eingeleitet, siehe die Pfeilspitzen E in
Fig. 8, Die in der Randzone des Verteilers 21 austretende
Luft wird in einem solchen Winkel bezüglich der benachbarten
Deckenplatten 23 umgeleitet, daß der Coanda-Effekt einen möglichst großen Wert erreicht, und dadurch die verteilte
Luft nahe an der Decke entlang streicht und eine Luftstauung vermieden wird.
Diese Wirkung der Verteilerplatte 31 ist auch bei den
später noch erläuterten, abgehandelten Ausführungsformen
nach Fig. 7 und 11A gegeben. .
Die Funktion der Verteilerplatte als Trägerplatte für die frtontage der funktionsiuichtigen Bauteile des Luftverteilers
21 uiird im folgenden erläutert: ■
Wie am deutlichsten in Fig. 1,7 und 12 zu sehen ist,
ist die Verteilerplatte 31 mit vier Muttern 35 und entsprechenden,
von der Abschirmung nach unten vorstehenden Gewindebolzen 37 abnehmbar an der Abschirmung 27 befestigt,
- 24 -
903844/0658
Bei den Ausführungen nach Fig. 1 und 2 bzw. 11A und 12
sind vier flügelartige Luftklappen 39 über Scharniere 41
mit dar Platte 31 verbunden, möbel jede Luftklappe 39
aus einer vollständig geschlossenen Stellung, in der die Außenkante der Luftklappe die jeweils gegenüberliegende
Innenfläche 33 der Abschirmung 27 gemäß Fig. 2 und 12 berührt, in eine vollständig geöffnete Stellung bewegt warden,
u/ie gestrichelt eingezeichnet und mit 39 a bezeichnet ist.
Die Steuerung der Bewegung jeder Luftklappe 39 zwischen
der voll geöffneten und der voll geschlossenen Stellung sowie allen Zwischenstellungen wird jeweils mittels einer
Stanga 43 und einer gemeinsamen Steuerscheibe 45 bewerkstelligt.
Die Luftklappsn-Stsuerscheibe 45 ist beispielsweise mittels
einer Mutter 49 an einer ÜJelle 47 befestigt und gemeinsam
mit dieser drehbar.
Die Befestigungsmutter 49 kann gelöst werden, so daß der
Winkel, in welchem die Platte 45 mit der Welle 47 verbunden
ist, geändert werden kann, um entweder bei Zufuhr kühlender Luft durch die Zweigleitung eine regulierte Kühlung oder
bei Zuführung warmer Luft durch die Zweigleitung eine
regulierte Heizung zu ermöglichen.
Fig. 2 bzw. 12 und die zu Fig. 12 gehörende geschnittene
909844/0658 " 25 '
-2S-
• 33·
Teilansicht in Fig. 14 zeigen in zuiei ettuas abweichenden
Ausführunosformon, daß dia Welle 47 in einer Hülse 51 angeordnet ist. Unter bestimmten Betriebsbedingungen uierden
die Uielle 47 und die Hülse 51 gemeinsam und gleichlaufend
gedreht. Unter anderen Betriebsbedingungen, beispielsweise bei einer unten noch erläuterten Aufiuärmung in den Morgenstunden,
tritt eine begrenzte Relativbewegung zwischen der liislle 47 und der Hülse 51 auf.
Die Hülse 51 ist ihrerseits wieder in einer Buchse oder einem Lager 53 in der Luftverteilerplatte 31 drehbar.
Bei der Ausführung nach Fig. 12 bztu. 14 ist das Lager 53
durch eine Mutter 54 gesichert.
Eine Trägerplatte 55 zur Montage einer auf die Leitungs-Lufttemperatur
ansprechenden Fühl-Betätigungseinheit 73
ist am oberen Ende der Hülse 51 befestigt und gemäß Fig. und 14 mit einer (flutter 59 gesichert.
Ein Betätigungsarm 57 zur Regelung der Kühlung ist mit dem mittleren Abschnitt der Hülse 51 durch eine Befestigungsmutter
59 verbunden.
Die Verbindungen zwischen der Hülse 51, der Montageplatte
eines Ulärme-Betätigungsgliedes und dem Verbindunqsarm 57
eines Kühlungs-Betätigungsgliedaa sind so ausgebildet, daß
- 26 909844/0658
- 26 -
.31··
diasa drei Taila sich immer gemainsam als starre üaueinhait
bauiagan. Ein an dam Haiz-Betätigungsgliad angelanktar
Arm 61 ist mit dam oberen Ende der Welle 47,beispielsweise
wie in Fig. 2 dargestellt, durch eine Quetschverbindung
oder gemäß Fig. 12 und 14 mittels einer Überwurfmutter
62 fest verbunden. Aufgrund dieser starren Verbindung bemegan sich dar Betätigungsarm 61, dia Walle 47
und die Luftklappen-Steuerscheibe 45 immer als gemeinsame
Einheit.
U/enn die Luftvarteilerainheit 21, wie in Fig. 3 und 13
für abgewandelte Ausführungsformen gezeigt ist, für eine
Betriebsart zur reguliBrtsn Kühlung eingerichtet ist, wird
die Luftklappen-Steuerscheibe 45 aus ihrer normalerweise
geschlossenen Stallung in Richtung des mit der Beschriftung "Kühlung" gekennzeichneten Pfeiles gedreht, ujobai
die Luftklappen 39 aus ihrer normalerweise völlig geschlossenen
Stellung allmählich in die mit 39 a angedeutete maximale Dffnungsstellung bewegt werden, so daß eine all-r
•mählich zunehmende Kühlluft-Strömung erzeugt wird.
Diese Bewegung dar Luftklappen aus dar völlig geschlossenen in die völlig geöffnete Stellung wird bei den gezeigten
Ausführungsformen durch eine Drehung der Luftklappan-Steuerscheibe
45 um ettua 30° erzeugt, wobei diese Drehung bei
der Ausführung nach Fig. 3 im Uhrzeigersinn und bei der
- 27 -
909844/0653
• 3s·
Ausführung nach Fig. 13 gegen den Uhrzeigersinn erfolgt.
Bei dieser Betriebsart zur Regelung der Kühlluft-Zufuhr
können die Luftklappen 39 auch schnell aus ihrer normalerweise geschlossenen Stellung in die völlig offene Stellung
oder eine Zwischenstellung bewegt werden, um bei einer
anderen Betriebsart die Regelung erwärmter Luft zuzulassen, die dem Luftverteiler 21 zugeführt wird. Bei dieser Betriebsart
wird die Steuerscheibe 45 in die entgegengesetzte, durch den mit "Heizung" beschrifteten Weil angedeuteten Richtung
beuiegt werden, um die Luftklappen für einen Heizbetrieb am
Morgen zu öffnen. Ferner kann die Befestigungsmutter 49 gelöst und die relative Winkelstellung der Luftklappen-Steuerscheibe
45 auf der Welle 47 geändert werden, beispielsweise mieder upi einen Winkel von etwa 30 , um die
Luftklappen-Steuerscheibe 45 bei Fig. 3 gegen den Uhrzeigersinn
und bei Fig. 13 im Uhrzeigersinn um ein ausreichendes
ffiaß, beispielsweise wieder etwa 30 zu drehen, um die Luftklappen
37 in eine normalerweise voll geöffnete. Stellung 39A
zu bewegen. Die Befestigungsschraube 49 wird dann angezogen,
um die Luftklappen-Steuerscheibe 45 in dieser eingestellten
Stellung festzuhalten und der Luftverteiler 21 sorgt dannin
Abhängigkeit von Änderungen der abgetasteten Raumtemperatur für eina regulierte Heizung, wenn Warmluft durch die
Zweigleitung 25 zugeführt wird, D.h., daß die Luftklappen
- 28 -
909844/0653
- 2fl -
.3G-
bei solcher Regelung aus einer normalerweise voll geöffneten Stellung in eine voll geschlossene Stellung betuegt werden,
wenn die Raumtemperatur auf eine bestimmte Höhe ansteigt.
Wenn der Luftverteiler 21 nach Fig. 2 und 3 bzw. 12 und
so eingerichtet ist, daß die Zufuhr der durch die Zweigleitung 25 zugeführten Kühlluft geregelt wird, wird die
Bewegung der Luftklappen 39 und der Steuerscheibe 45 aus der 'normalerweise geschlossenen Stellung in die offenen
Regelstellungen innerhalb des in der Darstellung markierten Bogenbereiches "Kühlung" durch eine auf die Raumtemperatur
ansprechende fiießfühler-Setätigüngseinheit 71 erzeugt, siehe
Fig. 1, 2 und Fig. 11A, 12. Die Einheit 71 ist auf einem
schwimmenden Träger unterhalb der Uerteilerplatte 31 angeordnet,
um die Einheit gegen eine Wärmeübertragung durch Berührung mit der Verteilerplatte zu isolieren.
Die Drehung der Luftklappen-SteuerschBibe 45 zur anderen
Seite des Totpunktes, die in der Darstellung durch den Bqgen mit dem Hinwsis "Heizung" markiert ist, mird durch eine
auf dia Heizluft-Temperatur in der Leitung ansprechende
Fühl-flBtätigungseinheit 73 bewirkt, siehe Fig. 2 und 4
bzw. 11 A und 16.
Diese Bewegung der Steuerscheibe 45 bewegt die Luftklappan
39 aus einer normalerweise völlig geschlossenen
■ ι
- 29 -
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.37·
Stellung in eine wollig offene Stellung, und zwar sehr
schnell und grob reguliert, um auf diese Weise am frtorgen
eine Aufheizung des Raumes mit zugeführter Heizluft zu ermöglichen.
Bei dar in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform besitzt die
auf die Raumtemperatur ansprechende Fühl-Betätigungs-Einheit
71 einen spiralig aufgewundenen, rohrförmigen Fühler
75, ein damit verbundenes Betätigungsglied 77, eine Vorrichtung 79 zur Einstallung eines gewünschten Temperaturbereiches,
eine Rückstellfeder 81, den Betätigungsarm für die Kühlungs-Regulierung, einen Anschlag 83 und einen
Überlastungsraum oder eine Überlastungskammer 107. Die auf die Haizlufttemperatur in der Zuleitung ansprechende
Kühl-Betätigungseinheit 73 ist ähnlich aufgebaut wie die auf die Raumtemperatur ansprechende Einheit 71. Dia Einheit
73, siehe Fig. 4, besitzt also einen spiralförmig gewundenen, rohrartigen Fühler 85, ein Batätigungsglied'87,
einan Mechanismus 89 zur Einstellung des Temperaturbereiches,
eine Rückstallfeder 91 und sine Überlastungs-Ausgleichskammer.
Es ist ein wesentliches merkmal der Erfindung, daß die auf die Raumtemperatur ansprechende
Fühl-Betätigungseinhait 71 eine in sich geschlossene,
intagriarta Baueinheit ist, die sowohl die Raumtamparaturändarungan
feststellt und gleichzeitig untar Ausnutzung der abgetasteten Raumtemparaturändarung als Kraftquelle
- 30 909844/0858
-,3TJ -
.32-
das Volumen der konditionieren Zuluftströmung reguliert,
und ztuar durch l/erstallung dar Luftklappan 39 in Abhängigkeit
von den erfaßten Raumtemperatur-Schwankungen, um das Zimmer oder den betreffenden Raum mit einer solchen Klenge
kühler oder uiarmer Luft zu versorgen, luie dies notwendig ist,
um die Raumtemperatur auf einem gewünschten, einstellbaren Uiert zu halten.
Fig. 5 und 6 zeigen am deutlichsten, daß die Rohrspirale des Fühlers eine temperaturempfindliche Substanz enthält,
die sich beim Steigen oder Sinken der Raumtemperaturen ausdehnt oder zusammenzieht. Wenn die Raumluft, wie durch
die Pfeile D in Fig. 8 angedeutet, nach oben strömt und
die Außenfläche des Spiralrohr-Fühlsrs berührt, tuird die
temperaturempfindliche Substanz 94 in dem Rohr eriuärmt,
abgekühlt oder im Bereich der richtigen Raumtemperatur in ihrer Temperatur nicht geändert, so daß diese Substanz
94 die Raumlufttamperatur und irgendwelche Schwankungen
dieser Temperatur kontinuierlich abtastet.
Beim Steigen der Raumlufttemperatur dehnt sich die t'etnperaturempfindliche
Substanz aus,und diese Ausdehnung drängt eine Betätigungsstange 95 nach außen, d. h. in Fig. 5 nach
rechta, aus einem Zylinder 97 des Betätigungsglisdas 77,
Diese Ausu/ärtsbeiuegung der Betätigungsstange 95 dreht
- 31 -
909844/0658
.39".
den angelenkten Verbindungsarm 57, siehe Fig. 3, im Uhrzeigersinn gegen die Vorspannung der Rückstellfeder
81.
Die Hülse 51 dreht sich mit dem Betätigungsarm 57 und
außerdem dreht sich die damit über die Hülse 51 verbundene ffiontageplatte 55 des Heizungs-Betätigungsgliadas.
Wann die durch die Zweigleitung 25 zugeführte.Luft Kühlluft ist, ist die Betätigungsstange des Heizungs-Betätigungs·
gliedes 87 vollständig in das BetMtigungsglied 87 zurückgezogen
und in diessr Stellung durch die Vorspannung der Rückstellfeder
91 gehalten. Eine Drehung der diese Betätigungseinheit
tragenden Montageplatte 55 bewirkt also mit der Drehung des Betätigungsarmes 57 der Kühlungs-Stellvorrichtung
eine gemeinsame Drehung der gesamten, auf die Heiztemperatur in der Leitung ansprechende Fühl-Betätigungsainheit
73. Die Drehung des Heiz-Betätigungsarmas 61 bewirkt
deshalb, daS sich die damit verbundene Welle 47 gemeinsam mit der Hülse 51 bewegt. Die Luftklappen-Steuerschaibe
45 uiird also bei dieser Betriebsart direkt durch den Betätigungsarm 57 der Kühl-Steuerung beiuagt, und zwar
in der gleichen Richtung und genauso wait.
Der Tamperatur-Betriabsberaich kann durch den Mechanismus
79 eingestellt werden, siehe insbesondere Fig. 6. Dieser
" . - 32 9G98U/0658
Mechanismus 79 besitzt einen Temperatur-Einstellknopf 101, der auf ein Ende einer Temperatur-Einstellstange 103 aufgeschraubt
ist. Die Stange 103 ist auf der anderen Seite mit einem Kolben 105 verbunden, der in einem Zylinder
107 der Vorrichtung 79 vom Knopf 101 meg in den Zylinder
hinein gerichteten Vorspannung einer Druckfeder 109 steht. Durch Drehung des Knopfes 101 kann die Stange 103 mit dem
Kolben 105 aus dem Zylinder 107 herausbawegt und das Volumen in einer Kammer 11 vergrößert werden. Eine Verstellung
des Knopfes in dieser Richtung erfordert deshalb eine größere Ausdehnung der Substanz 33, bevor irgendeine
Bewegung der Betätigungsstange 95 des Stellgliedes erreicht wird. Bei einem regulierten Kühlbetrieb vergrößert
diese Einstellung den Temperatur-Qetriebsbereich. Eine
Einstellung, der Stellschraube 101 in entgegengesetzter
Richtung !verringert den Temperatur-Betriebsbereich.
Die Vorrichtung 79 besitzt außerdem einen Überlastungsschutz. Die Druckfeder 109 ist in der Einheit auf eine
Belastung vorgespannt, die irgendwelche durch die Rückstellfeder 81 über den normalen Betriebsbereich des Luftverteilers
ausgeübte Belastungen übersteigt. Die durch eine die Feder abstützende Verschlußschraube 104 hindurchgehende
Stange kann axial verschoben werden, um das Volumen der Kammer 111 einer durch irgendeinen thermischen
oder mechanischen Zustand gesteigerten Belastung anzupassen.
- 33 -
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Der innere Aufbau des Betätigungsgliedes 87 ist gleich
der des in Fig. 5 gezeigten Betätigungsgliedes 77, und
der innere Aufbau der Temperatur-Einstellvorrichtung
ist ebenfalls gleich uiie der Aufbau der in Fig. 6 gezeigten
Temperatur-Einstallvorrichtung 79.
Ferner kann in dem Spiralrohr-Fühler 85 der Einheit 73
die gleiche tesnperaturempfindlicha Substanz veru/andet
werden wie in dam Spiralrohr-Fühler 75 der Einheit 71.
Als temperaturempfindliche Substanz ujird vorzugsweise ein'
Waterial mit einem hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
und einem geringen Kompressibilitätsgrad verwendet, Uas
vertuendete filaterial soll auch genügend weich sein, damit
eine Rückstellfeder mü±elerer Größe und Steifigkeit ausreicht,
um Bine genügend große Kraft für die Rückstellung
der Betätigungsstange in dem Zylinder 97 einwandfrei sicherzustellen, wenn die abgetastete Temperatur sinkt und das
tBmparaturempfindliche Füllmaterial sich zusammenzieht.
Eine besondere Zusammensetzung, die diese Anforderungen befriedigt, ist ein Fett mittleren Gewichtes mit hohem
Paraffingehalt, Es handelt sich dabei um ein normalerweise
hauptsächlich als Schutzmittel gegen Rost oder Korrosion und außerdem als Schmiermittel eingesetztes Produkt. Die
temperaturempfindlicha Substanz ist vorzugsweise ein Fett
mit einem Paraffingehalt von etwa 60 Val.%, Diese bevorzugte Zusammensetzung verringert die Probleme, daß beim
- 34 909844/0658
• ta.
Füllen der Anordnung 71 Luft mit eingefüllt tuird und
sie besitzt genügend Festigkeit bztu. Härte, so daß der
Struktur-Iilodul hoch und fast keins Kompressibilität vorhanden
ist.
Gemäß Fig. 4 ist die auf die Heizlufttemperatur in der
Zuleitung ansprechende Fühl-Qetätigungseinheit 73 mit der
Welle 47 verbunden, um bei Betätigung des Betätigungsgliadas
87 eine Drehung zu bewirken, die der durch die Messung der wärmeren Luft im Raum mit der Fühl-Betätigungs-Einheit
71 erzeugten Drehung der Welle 47 entgegengerichtat
ist. D. h., daß sine Erhöhung der durch die Fühl-Betätigungseinheit
71 erfaßten Raumtemperatur die Welle 47 in eine die Luftklappen 39 öffnende Richtung dreht, um mehr kühlende
Luft aus dem Verteiler 21 austreten zu lassen, mährend die f/lessung bzu). Abtastung der heißen Luft in dar Zweigleitung
25 durch die Fühl-Betätigungs-Einheit 73 die Welle
und die Luftklappen-Steuerscheiba 45 in der entgegengesetzten
Richtung bewegt, d. h. also gegen den Uhrzeiger sinn, und über die in Fig.3 zu sehende "Totpunktstellung
hinaus über dan mit "Heizung" markierten Bogenabschnitt bis zum Erreichen des Anschlages 93 durch dBn Heizungs-Betätigungsarm
61. Dias bewirkt eine grobe und schnelle Einstellbeiuogung der Luftklappan 39 in eine voll geöffnete
Stellung, meil ein von der Fühi-Betätigungs-Einheit
73 festgestellter Temperaturunterschied verhältnismäßig groß ist, wann ÜJarmluft in die Leitung 25 geblasen u/ird,
- 35 -
909844/06*58
DiesB Betriebsart ist häufig für eine Aufiuärmung am
Morgen erwünscht, um den Raum auf die gewünschte Temperatur
zu bringen, nachdem man beispielsweise mährend eines Wochenendes die Lufttemperatur in dem Raum absichtlich
wesentlich unter dem gewünschten Wert hat absinken lassen. Bei diesem Betriebszustand und unter der Annahme,
daß das Stellglied 77 eine Raumluft-Temperatur feststellt,
die unterhalb des für irgendeine Kühlluftzufuhr erforderlichen y/ertas liegt, bewegt das Stellglied 77 die Luftklappen
39 in ihre völlig geschlossene Stellung.
Wenn dann für einen begrenzten Zeitraum, gewöhnlich für etwa eine halbe Stunde kurz vor Beginn des normalen Arbeitstages
am filontag morgen Hei01uft durch die Zufuhrleitung
25 geblasen wird, dreht das Heiz-Stellglied 87 in Abhängigkeit
von der festgestellten hohen Temperatur der heißen Luft von beispielsweise 110°F (43,3° C) in der Zuführleitung
den Betätigungsarm 61 gegen den Uhrzeigersinn bezüglich der stationären, das Heiz-Stellglied tragenden montageplatte
55, um die Luftklappen 39 in ihre voll geöffnete Stellung zu bringen und die größtmögliche ftienge warmer
Luft in den kalten Raum strömen zu lassen und so die Raumtemperatur schnell in den gewünschten Bereich von etwa
50 bis 72° F (10 bis 22,2° C) zu bringen. τ
UJenn die, Raumluft-Temperatur auf den Ufert ansteigt, bei
- 36 -9 09844/0658
dem sie in den Regelbereich des Fühl-Stell-Gliedes 71
eintritt, sorgt dann die Einheit 71 für eine Regulierung der UJMrmezuf uhr durch sine mit dem Ansteigen der Raumlufttemperatur
gesteuerte Bewegung der Luftklappen in eine mehr geschlossene Stellung.
Wenn jedoch dia Fühl-Stell-Einheit 71 die Luftklappen
zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verteiler-Einheit 21 Warmluft "zugeführt ujurde, zunächst in βϊπβ teilweise geöffnete
Stellung gebracht hatte, anstatt, wie oben beschrieben, in eine voll geöffnate Stellung, dann bewegt die Fühl-Stell-Einheit
73 die Steuerscheibe 45 in einer solchen Richtung, daß die Steuerklappen bei TDC zunächst geschlossen und
dann wieder in eine teilweise geöffnete Stallung bewegt werden.
Nach einer eingestellten Zeit wird die Heiflluftzufuhr unterbrochen,und
es wird wieder Kühlluft in die Zuleitung 25 eingeleitet. Dies führt dazu, daß die Fühl-Stell-Einheit 73
die Stange 89 vollständig in den Stellzylinder 87 hineinzieht und diese Bewegung dreht dann die Luftklappen-StBuerscheibe
45 in die Stallung zurück, in der die Luftklappen 39 in Abhängigkeit von der die Raumluft-Temperatur erfassenden
Fühl-Stell-Einheit 71 im garegelten Kühlbereich bewegt werden.
- 37 -
909844/0858
•4s·
Der Anschlag 93 ist exzentrisch montiert, so daö die wirksame Anschlagstellung für dia Kolbenstange durch Lösen
einer Halteschraube 113 und Drehen des Anschlages 93
in die gewünschte Lage verändert werden kann, bevor ' dann die llalteschraube 113 tüieder angezogen uiird. Diese
Einstellung mird gewöhnlich u/erkseitig vorgenommen und u/irti
normalerweise nach dem Einbau der Anlage nicht mehr geändert.
Der Anschlag 03 ist in gleicher iiigise exzentrisch montiert
u/ie der Anschlag 93.
UJie oben bereits ermähnt wurde, kann die in Abhängigkeit
von der Raumluft-Temperatur arbeitende Fühl-Stell-Einheit
bei Zufuhr warmer Luft durch die Leitung 25 auch für eine
Regelung der Heizung eingesetzt werden. Dies wird dadurch
erreicht, daß die Befestigungsschraube 49 gelöst und die Luftklappen-Steuerscheibe 45 um einen genügend großen Winkel gBdrBht wird, bei der Ausführungsform 3 um etwa 30°,
um die Luftklappen 39 aus der gewöhnlich voll geschlossenen Stellung in eine, voll geöffnete Wormalstellung 39 a zu
bringen, wobei die Betätigungsstange 95 vollständig in
den Stellzylinder 77 zurückgezogen ist. Die Defestigungsschraube
49 u/ird dann wieder angezogen, um die Steuerscheibe 45 auf der Welle 47 in dieser Stellung zu verriegeln,
und die Fühl-Stell-Einheit 71 arbeitet dann bei
- se - ; 909844/065 8
dar geänderten Betriebsart in der Weise, daß bei steigenden
Temperaturen der Raumluft innerhalb des vorgewählten Bereiches die Luftklappen aus der normalerweise ganz geöffneten
Stellung in eine voll geschlossene Stellung bewegt werden. Die bisherige Beschreibung der Ausführungsbeispiele
zeigt also, daß die Erfindung sehr flexibel und daher vielseitig einsetzbar ist, wobei je nach Einstellung
eine, regulierte Kühlung, eine regulierte Kühlung mit sog. iflorgenheizung und eine regulierte Heizung möglich ist.
Für einige Anwandungen ist eine nicht regulierte Heizung
oder Kühlung notwendig oder erwünscht, und in diesem Fall werden die Luftklappen-39 des Luftverteilers in einem bestimmten
Winkel festgelegt, und die Luftverteilerplatte 31 wird entweder nur mit der Fühl-Stell-Einheit 71 ausgerüstet
und eingebaut·, oder nur mit der Fühl-Stell-Einheit 73.
Wenn später eine Umstellung für einen geregelten Kühlbetrieb
erwünscht ist, Rann dies einfach und schnell erreicht
werden, daß die vier Muttern 35 entfernt, die eingebaute Verteilerplatte 31 herausgenommen und durch eine
l/erteilerplatte ersetzt wird, die eine auf die Raumlufttemperatur
ansprechende Fühl-Betätigungseinheit 71 und,
falls erwünscht, auch eine auf die Lufttemperatur in der Zuleitung ansprechende Fühl-Betätigungs-Einheit 73 trägt,
um die jeweils gewünschten, oben erläuterten Betriebsarten
- 39 90984A/0858
zu ermöglichen.
Eine andere Ausführungsform eines thermisch betätigten
Luftverteiler mit veränderlichem Luftvolumen ist in Fig. 7 bis 10 dargestellt. Für gleiche oder entsprechende
Bauteile dieser Ausführungsform sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 6 verwendet.
Die rechtwinkligen bzw. quadratischen Außenabmessungen des in Fig. 7 gezeigten Luftverteilers entsprechen dem in
Fig. 1 gezeigten Luftverteiler, wobei die Kantenlange am
unteren Ende der Abschirmung 27 beispielsweise 24" (609,6 mm) beträgt, so daß die Luftverteilereinheit passend
in eine Plattendecke mit diesen Standardabmessungen eingesetzt werden kann. Die bevorzugte quadratische Ausgestaltung
hat auch den Vorteil, daß sie uiis vier einzelne,
lineare Verteilereinheiten wirkt, weil ja der erfindungsgemäße Luftverteiler die Luft mit relativ hoher Geschwindigkeit
außen auf der Länge dar einzelnen Randkantenzonen abgibt.
Bei bestimmten Luftkonditionierungs- bzw. Klimaanlagen
bestehen bestimmte f/linimalanforderungen an die Ventilation.
Die in Fig. 7 bis 10 gazeigte Ausf Ührungsf ortn
des Luftverteilers 21 ist für solche Anlagen besonders gut geeignet, weil sie praktisch zwei Luftverteiler in
einem Gehäuse verkörpert, und ziuar einen Luftverteiler
90984A/0658 - 40 -
•te·
mit einem konstanten, minimalen Strömungsvolumen und
einen Luftverteiler mit veränderlichen Strömungsvolumen.
Der Verteiler 21 besitzt, siehe Fig. 8 und 9, eine erste Steuerplatte 121, die sich zwischen den inneren Leitflächen
33 der nach außen geneigten Seitemuände der Abschirmung
quer über die gesamte Innenfläche der Abschirmung 27 erstreckt. Die Steuerplatte 121 hat vier auf einem bestimmten
Längenabschnitt der Seitankanten nach unten abgebogene Flanschteile 123. Jeder dieser vorzugsweise schräg
abgebogenen Flansche 123 wirkt mit dar im iuesentliehen parallel
gegenüberliegenden inneren Leitfläche 33 der Abschirmung zusammen und begrenzt, einen Kanal oder Schlitz 125. Die
Schlitze 125 bilden einen primären Luftaustritt, der zuläßt, daß ein gegebenes, minimales Luftvolumen mit relativ
hoher Strömungsgeschwindigkeit kontinuierlich an den seitlichen Kandzonen des Luftverteilers 21 ausströmt. Die
Steuerplatte 121 besitzt ferner eine Anzahl in Umfangsrichtung
mit Abstand verteilt angeordneter, sich radial erstreckender und ggf. nach außen erweiternder Schlitze 127.
Das einstellbare Luftvolumen muß durch diese Steuerschlitze 127 hindurchtreten, siehe die Pfeile in Fig. 8.
Die menge der Zuluft, die durch die Schlitze 127 hindurchgehen
kann, wird durch eine zweite Steuerplatte 129 ge- -
- 41 -
909844/0658
■IS-
regelt, die ebenfalls in Umfangsricntung mit Abstand verteilte, sich radial erstreckende Schlitze.131 aufweist,
die durch Drehung der Platte 129 vollständig mit den
Schlitzen 127 zur Deckung gebracht u/erden oder in Stellungen
gedreht werden können, in !»eichen die Schlitze 127
teilweise oder vollständig gesperrt sind. j
Die zuieite Steuerplatte 129 ist mit der Welle 47 "durch eine
Uefestigungsmutter 133, siehe Fig. 8, verbunden, so daß sich
die Platte 129 bei einer Drehung der Welle 47 gemeinsam mit dieser dreht. Die U/ello 47 iuird ihrerseits in Abhängigkeit
von einem über die Verbindung 57, siehe Fig. 7, angreifenden Drehmoment gedreht, und zwar durch das in Abhängigkeit
von der Raumluft-Temperatur gesteuerte Fühl-Detätigungs-Glied
77 und die Rückstellfeder 01. Die Funktion dieser
Teile der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die der entsprechend bezeichneten,
oben erläuterten Teile der in Fig. 3 gezeigten Ausführunnsfortn.
üei der in Fig. 7 - 10 gezeigten Ausführungsform ist
allerdings eine Fühl-Stell-Einheit, tuie sie beispielsweise
in Fig. 4 gezeigt ist, weggelassen. Selbstverständlich kann
jedoch eine solche Einheit und die zugehörigen Verbindunqsteile
auch bei dieser·Ausführung entsprechend wie bei der
oben in Verbindung mit Fig. 1 - 6 erläuterten Ausführungsform in den Luftverteiler eingebaut sein.
üei der hier beschriebenen Ausführung kann die eingestellte
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lUinkelausrichtung dar zuzeiten Steuerplatte 129 auf dar
ersten Steunrplatte 47 und bezüglich der ersten Steuerplatte
121 geändert werden, um die Betriebsart so ein,-zustellen,
daß die Regelung bei Kübl-Üetrieb von einer
normalerweise geschlossenen Stellung der Schlitze 127 und 131 ausgeht, während sich die Schlitze bei einer Umstellung
auf geregelten Heizbetrieb am Anfang der Regelung in einer normalerweise offenen Stellung befindet.
Der Wechsel von einer Betriebsart auf die andere Oetriebsart,
d. h. der Wechsel von einem Oetrieb, der aus der normalerweise geschlossenen in die offene Stellung geht, auf
einen öetrieb, der von einer normalerweise offenen in
die geschlossene Stellung geht, hängt von der geometrischen Anordnung ab, bei der die Kanten der Schlitze 127
und 131 so ausgerichtet sind, daG sich in der Wirkung eine Totpunktausrichtung mit dem durch die Zwischenräume zwischen
den Schlitzen 131 vollständig geschlossenen Schlitzen 127 ergibt.
Diese Funktion der zweiten SteuHrscheibe 129 entspricht
im wesentlichen der Stellung der Luftklappen-Steuerscheibe
45 in der Totpunkt-Stellung mit den vollständig geschlossenen Luftklappen, wie oben in Verbindung mit. Fig. 1 bis
erläutert. Angenommen, die zweite Stauerplatte 129 ist mit der Befestigungsschraube 133 in einer solchen Stellung ■
festgeklemmt, daö sie bei Kühlbetrieb, wenn Kühlluft durch
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die Zuleitung 25 eingeleitet wird, von einer gewöhnlich geschlossenen Stellung in Dffnungsrichtung geht, bewirkt
die Feststellung eines Temperaturanstieges der Raumluft eina Detätigung des Kühl-Stellgliedes 77, um die zweite
Steuerscheibe 129 in eine die Überdeckung zwischen den
Schlitzen 127 und 131 vergrößernde Stellung zu drehen, um ein größeres Volumen der Kühlluft-Strömung durch die
Schlitze 127 durchzulassen.
Wenn die geregelte Volumenströmung der Luft durch die
Schlitze 127 verhältnismäßig klein ist, trägt die verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit der hlinimal-Luftströmung
durch die Schlitze 125 dazu bei, sicherzustellen, daß in der mischung der beiden die Luftverteilereinheit verlassenden
Luftströmungen die gewünschte Haft- bzw, Anschmiegungswirkung
erreicht wird·
Es sollte hier festgestellt werden, daß bei der Ausführung gem. Fig. 1 bis 4 bei Beginn der Öffnung der Luftklappen
39 in der austretenden Zulu«.ftströmung eine verhältnismäßig
hohe Strömungsenergie erzeugt wird, um die Luft unabhängig vom Volumen oben zu halten.
Bei der Ausführung nach Fig. 7 und 10 erzeugt die verhältnismäßig
hohe Geschwindigkeit der IKl inimal-Luf^strömung
noch einen weiteren vorteilhaften Effekt, weil er den
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durch die Pfeils O in Fig« 8 angedeuteten Luft-Eintrittseffekt
unterstützt bzw. aufrechterhält. Die gleiche Energie,
die für eine deckennaha Strömung der verteilten Luft
sorgt und eine Luftstauung verhindert, gewährleistet dabei
zusätzlich, daß genügend Energie für die Einleitung bzw. den Eintritt von Raumluft aufgebracht wird, die für eine
einuiandfreie Feststellung der Raumluft-Temperatur benötigt
wird.
Fig. 10 zeigt, daß der Spiralrohr-itleGfühler 75 mittels θϊπβγ
Halterung 35 schwebend unterhalb der l/erteilerplatte 31
aufgehängt ist, so daß die eintretende Raumluft über und um alle Flächen des Rohr-Fühlers 75 strömen kann, wobei
durch die schiebende Aufhängung außerdem ein Wärmeübergang durch Berührung mit der Verteilerplatte 31 vermieden ist.
Eine weitere in Fig. 11 bis 16 dargestellte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Luftverteilers, bei welchem für
gleiche oder entsprechende . Teile wieder die gleichen Bezugszeichen u/ie bei den anderen Ausführungsformen verwendet
sind, wurde oben schon teilweise erläutert. Abgewandelte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen einzelner Bestandteile dieser Ausführungsform werden mit ihren Vorzügen
im folgenden näher erläutert.
Dabei wird zunächst anhand der Fig. 13 der Aufbau der
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auf die Temperatur der Raumluft ansprechenden Fühl-Stell-Einhoit
boschrieban, die auch hier aus einer integrierten,
in sich geschlossenen Krafteinhsit in Form eines Zylinders
und eines beweglichen Stellgliedes in Form einer Kolbenstange
77 besteht.
Die Einheit 71 besitzt außerdem eine Geuiindeöffnung 78 in
einem Flanschteil 72, in die der mit einem.Außengewinde 80
versehene Zylinder 75 eingeschraubt ist, so daß durch Verstellung der Krafteinheit der Temperaturbereich, in welchem
die Fühl-Stell-Einheit eine Regelung bewirkt, geändert werden
kann. Ferner sind eine Rückstellfeder 81 für die Betätigungsstange,
der bereits oben ermähnte Betätigungsarm 57 und eins
Rückstellfeder für diesen Betätigungsarm vorgesehen.
Der Betätigungsarm 57 besitzt einen abgewinkelten Flansch 84,
siehe auch Fig. 16, in dem eine Vertiefung 86 als Sitz für das Ende der Stange 77 ausgebildet ist. Ein Ende der Rückstellfeder
82 für den Betätigungsarm ist mit dem Flansch verbunden, mährend das andere Ende an der .Montageplatte 74
dieser Stelleinheit festgelegt ist.
Ein von der montageplatte 74 vorstehender, flanschartiger
Steg 86, siehe auch Fig. 12, bildet einen Anschlag für die
Feder 81, deren anderes Ende auf einem an der Stange 77
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befestigten Anschlagsglied 88 abgestützt ist. Die Feder 81 umfaßt die Stange 77 und liefert die gesamte Kraft, die notwendig
ist, um die Stange 77 in den Zylinder 75 zurückzubetüsgen,
wenn die Übermächte Raumlufttemperatur innerhalb
des Arbeitsbereiches der Krafteinheit sinkt. Dies trägt andererseits wiederum dazu bei, daß eine Beeinträchtigung
der Hülse 51 durch Verspannung oder Schiefstellung im
Lager 53 vermieden wird, zu der es kommen könnte, wenn die
Feder 82 so stark bemessen sein müßte, daß sie zusätzlich
zur Rückstellung des Betätigungsarmes 57 auch' die Stangen-Rückstellung
besorgen müßte.
Die auf Lufttemperaturänderungen in der Zuleitung ansprechende
Fühl-Stell-Einheit 73, siehe Fig. 15, ist aus ähnlichen
Einzelteilen wie diB Einheit 71 aufgebaut. Auch die Einheit
73 besitzt also eine integrierte, in sich geschlossene Krafteinhait .in Form eines Zylinders 85 und eines beweglichen
Stellgliedes in Form einer Kolbenstange 87,
Ferner gehört zur Einheit 73 eine Getuindeöffnung 90 in
einem abgewinkelten Flansch der Montageplatte 55 und ein Außengewinde 96 am Zylinder 85, so daß die Einstellung der
Krafteinheit und damit die Anfangs- und Endtemperaturen in dem von der Einheit gesteuerten Bereich justiert werden
können.
Dia Einheit 73 enthält ferner eine Rückstellfeder 91 und
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einen Betätigungs-Verbindungsarm 61. Der im wesentlichen
plattenförtniga Arm 61 besitzt einen abgewinkelten Flansch
98, gegen tuelchen die Stange 87 und ein Ende der Feder 91
wirken.
Eine Einstellschraube 102 kann durch Drehung in einer Geuiindebohrung
des Flansches 92 mit dem Flansch 98 in Berührung gebracht werden, um die Anfangstemperatur, bei
iDBlcher die Stange 87 eine Bewegung des Betätigungshebels
61 und der ÜJeile 47 einleitet, einzustellen bzui, zu ändern,
Fig. 11, 13 und 16 zeigen, daß die Steuerscheibe 45 einen gekrümmten Schlitz 104 aufweist. Ein an der Platte 74
befestigter Bolzen 106, siehe Fig. 13, reicht mit einem Ende in den Schlitz 104 und bildet somit einen Anschlag
für die gegenüberliegenden Enden des Schlitzes, um eine weitere Drehung dar Scheibe 45 durch eine der Krafteinheiten
75 odBr B5 zu verhindern, nachdem die Luftklappen 39 in ihre voll geschlossene Stellung bewegt morden sind.
Eine fortgesetzte Bewegung der Betätigungsstangen 77 oder 87 bewirkt dann lediglich eine Dehnung der Feder 82
oder eine Torsion der Fedar 91, deren Anordnung am deutlichsten
in Fig. 16 zu erkennen ist. Durch diese Begrenzung wird also die -Gefahr einer Überlastung und«Beschädigung
der Luftklappsn oder dar Stangen 43 ausgeschlossen.
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BAD ORiGiNAL
BAD ORiGiNAL
Auf die Bedeutung des auch bei dieser Ausführungsform
verwirklichten Merkmales der Erfindung, daß die Einheit 71 sehr kompakt als in sich geschlossene, integrierte Baueinheit
aufgebaut ist, wurde oben schon hingewiesen.
Die Zylinder 75 und 85 der beiden Krafteinhaiten enthalten
jeufeils ein material, welches bei steigenden Temperaturen
in einem bestimmten Temperaturbereich seinen Zustand von fest über kristall!'örrnig und dann flüssig ändert. DIb Ausdehnung
des liiaterials in seiner festen Form ist dabei sehr
klein. In der Kristallform des Materials ist die Ausdehnung groß, im flüssigen Zustand des materials dann mieder kloin.
Das material ist eine mischung aus Wachs, Kupfer und Glei,
die handelsüblich erhältlich ist und beispielsweise von Fulton Syphon Division of Robartshaw unter der Bezeichnung
"Power Pill" verkauft und in Lieferkatalogen geführt wird.
Die Teniporaturen, bei welchen das Material von der festen
Form in die Kristallforrn und von der Kristallform in die
flüssige form übergeht, können durch Änderung der mischung
des materials in der Krafteinheit geeicht bzw. eingestellt werden, wobei das material für den Einsatz bei der Erfindung
so gewählt wird, daß es bei etwa 70 F (21,1 C) vom festen in den kristallinen Zustand und bei etwa 80 F (26,7 C)
vom kristallinen in den flüssigen Zustand übergeht.
IUiB oben erwähnt, kann jeder der beiden Zylinder 75 und 85
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ORtGiNAL
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durch Schraub-Verstellung in den zugehörigen Flanschen 72
bzw. 92 der filonbageplatten 74 bzw. 55 bezüglich der Steuerscheibe
45 VBrstellt werden. Diese Einstellmöglichkeit
dient zur Festlegung der Anfangs- und Enritemperaturen in
dem Temperaturbereich, in dem die Krafteinheiten durch Bewegung der Kolbenstangen eine Drehung der Scheibe 45 und
eine Einstellung der Luftklappen 39 bewirken.
UJio ebenfalls schon ermähnt wurde, begrenzt der Anschlagbolzen
106 für die Enden des Schlitzes 104 eine Fortsetzung
der Drehbewegung der Steuerscheibe 45, wenn die Einstellung
der Zylindar 75 oder 85 dazu führen sollte, daß die Bewegung
der Stangen 77 oder 87 fortgesetzt wird, nachdem die
Luftklappen in eine voll geöffnete Stellung bewegt wurden.
Eine fortgesatzts Bewegung der Kolbenstange 77 oder 87
bewirkt daher nur eine Dehnung der Feder 02 ader eine Aufwicklung der Feder 91 und kann nicht zu irgendeiner Beschädigung
der Steuereinrichtung führen.
Ein weiteres wichtiges frterkmal der Erfindung gewährleistet,
daß eine Funktionsstörung oder ein Versagen der Krafteinheit 7b nicht zum Aufbau eines so hohen Druckes in der
Zuleitung 25 führen kann, der die Leitung beschädigen könnte. Die Steuereinrichtung des Luftverteilers ist nämlich erfindungsgemäß
so aufgebaut, daß ein allmählicher Aufbau
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BADORfGlNAL "
eines statischen Luftdruckes innerhalb der Leitung selbsttätig
bewirkt, daß sich die Luftklappen 39 öffnen. Der üruckaufbau in dar Leitung, wie er bei einem Ausfall der
Kraftainheit 75 auftreten würde, wirkt zusammen mit dem
Eigangeiuicht der Luftklappen gegen die Spannung der Zugfader
82 auf dia Luftklappen 39. Die Stärke der Fader 82 ist so gewählt, daß die Luftklappen 39 bei einem statischen
Luftdruck von etiua 3/4" (19,05 mm) Wassersäule nach unten
in eine völlig offene Stellung schwanken. Dias verhindert eine Beschädigung im Leitungssystem, die andernfalls auftreten
könnte, mann zugelassen würde, daß sich höhere statische Luftdrücke in dar Leitung 25 aufbauen.
Wenn die Raumtemperatur beim Betrieb während dar Zufuhr
kühlender Luft durch die Leitung 25 ansteigt, bewirkt der auf den Kraftzylinrier 75 wirkende Temperaturanstieg innerhalb
des gesteuerten Raumtemperatur-BerBiches, daß die
ütangB 77 nach außen gedrückt wird. Diese /lUswärtsbeuregung
der Stange 77 bewirkt eine dem Uhrzeigersinn entgegengerichtete
Drehung der Scheibe 45, um die Luftklappen 39 weiter zu öffnen und mehr kühlende Luft durchzulassen.
Da die Montageplatte 55 'mit der Hülse 51 Verbunden ist, bewirkt der Betätigungs-Hebelarm 61 bei dieser Betriebsart
eine gemeinsame Drehung der damit verbundenen Welle und der Hülse 51. Die Luftklappen-Steuerscheibe 45 wird
somit unmittelbar durch die Drehung des Verbindungsarmes
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BAD ORiGlNAL
BAD ORiGlNAL
- pt -
.59«
in dar gleichen Richtung und um den gleichen Winkel gedreht.
liienn Heißluft durch die Leitung 25 geleitet urird, bewegt
die Krafteinhait B5 die Stange 27 nach außen, uienn die Lufttemperatur
in der Leitung innerhalb des Arbeitsbereiches der Krafteinheit 05 liegt, und die Wells 47 uiird in eine die Luftklappen
39 vollständig öffnende Richtung bewegt.
Nach einer bestimmten Zeit uiirri die iieißluftzufuhr unterbrachen,
und es strömt mieder Kühlluft in die Leitung Dies führt dazu, daß die Fühl-Stell-Einheit 73 die Stange
uollständig zurückzieht und daü die Feder 91 die Wolle
und die Steuerscheibe 45 in die Stellung zurückdreht, in der die Luftklappen für eine Kühlungsregelung unter der
Steuerung übt auf die Raumtemperatur ansprechenden Fühl-Stell-Einhoit
71 bewegbar sind.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die beschriebenen
Ausführungsbeispiele grundsätzlich die gleichen Vorteile
und Einsatztnöglichkaiten bieten, wobei die kleineren Krafteinhoiten bei dor zul.etzt beschriebenen Ausführung
einnn besonders raumsparenden Einbau ermöglichen.
Ein besonderer Vorteil der gezeigten Ausführungsformen
ist dabei die Zusammenfassung der Verteilerplatte mit den darauf montierten Fühl- und Stelleinhoiten und
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. ίο-
Steuerelementen zu einer kompakten Baueinheit, die durch Lösen der' Befestigung der l/erteilarplatte einfach aus
der Abschirmung des Luftverteilers herausgenommen werden
Dia Varteilerplatta und dia darauf drehbar, verschiebbar
odar winkalverstallbar angeordneten Elemente das Luftverteilers
liegen in der Einbaulage der Baueinheit im wesentlichen in deckanparallalen Ebenen übereinander, durch
uielche die Betätigungsachse und die darauf angeordnete
Hülse der Steuereinrichtung senkrecht in der Mitte der
Varteilerplatte durch die Baueinheit verläuft.
ANSPRÜCHE
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Claims (25)
- Anspruchsj 1.j Luftverteiler für Klimaanlagen zur Verteilung oder Umwälzung in einen Raum eingeleiteter Luft, die dem vorzugsweise in der Decke des Raumes anzubringenden Verteiler durch sine anschließbare Zuluftleitung zugeführt tuirri, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftverteiler (21) eine äußere, einen Strömungstueg begrenzende Abschirmung (27) mit einem nach außen erweiterten, zu einem Luftauslaß führenden Abschnitt (33) aufujsistj'ufirj daß in der Abschirmung mit dem nach außen erweiterten Abschnitt zusammenwirkende Strömungsleitmittel (31, 39, 123, 127, 131) zur Erzeugung einer mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit seitlich von der Randzone am Umfang das erweiterten Abschnittes dBr Abschirmung austretenden, in Deckennähe verlaufenden Volumanströmung angeordnet sind,
- 2. Luftverteiler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durcheine mittig in einer \Querschnittsebena des nach außen erweiterten Abschnittes (33) der Abschirmung (21) angeordnete Verteilerplatte (31).
- 3. Luftverteiler nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Steuermittel (43, 45, 47, 57, 61) mit wenigstens einem zugehörigen, verstellbaren Steuerelement (39,909844/0658 - 54 - -121, 127, 129, 131) zur Änderung der Größe des austretenden Strömungsvolumens durch Verstellung der Größe siner Austrittsöffnung.
- 4. Luftverteiler nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine feststehende Leitvorrichtung (33, 123, 125) für den Austritt einer konstanten rtiindest-Volumenströmung der zugeführten Luft.
- 5. Luftverteiler nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, da0 die feststehende Leitvorrichtung (33, 123, 125) den beweglichen Leitelementen (121, 127, 129, 131) im Luftverteiler so zugeordnet ist, daß die veränderliche Uolumenströmung von der deckennahen ftiindest-Volumenstromung mitgenommen uiird.
- 6. Luftverteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftverteiler (21) mit den Steuermitteln (43, 45, 57) gekoppelte Fühl-Stell-fflittel (71, 75, 77) zur Veränderung des Strömungsvolumens in Abhängigkeit von Änderungen der Raumtemperatur angeordnet sind.
- 7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß FUhl-Stell-r/iittel (73, 85, 87) zur Veränderung des Strömungsvolumens in Abhängigkeit von Temperaturänderungen in der Zuluftleitung im Luftverteiler (21) angeordnet909844/0658- 55 -·und mit den Steuermittsln (43, 51) gekoppelt sind.
- 8. Luftverteiler nach Anspruch 2 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Raumtemperatur ansprechende, in sich geschlossene Fühl-Stell-Einheit (71) unterhalb der Verteilerplatte (31) hängend angeordnet ist.
- 9. Luftverteiler nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Änderungen der Lufttemperatur in der Zuluftleitung ansprechende, in sich geschlossene Fühl-Stell-Einhait (73) oberhalb der Verteilerplatte (31) abgestützt angeordnet ist.
- 10. Luftverteiler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühl-Stell-Einheit einen rohrförmigen, mit einer tsmperaturBmpfindlichBn Substanz (94) mit hohem thermischem Ausdehnungskoeffizienten gefüllten Meßfühler (75, 85) und ein damit zu einer Baueinheit integriertes, unmittelbar durch die Kraft der sich bei steigender'Temperatur ausdehnenden Substanz betätigbares, mit den die Volumenströmung regulierenden Steuermitteln (431, 45, 5-1) verbundenes Stellglied (77, 87) aufweist.
- 11« Luftverteiler nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise mit einer tUachs-Paraf fin-Zusatniflen-- 56 -S09844/0658Setzung als temperaturempfindlichar Substanz gefüllten} spiralrohrfqrmigen fileßfühler (75, 85), an dessen einem Ende eine Kolben-Zylinder-Einheit (77, 95) als Stallglied der Steuermittel angeschlossen\ ist.
- 12. Luftverteiler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler ein vorzugsweise mit einem in Arbeitstemperaturbereich kristallinen Material gefüllter Zylinder (75, 85) ist, dessen Kolben (77, 87) unmittelbar das Stellglied (77, 87) für die Steuermittel bildet.
- 13„ Luftverteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem nach außen erweiterten Abschnitt (33) der Abschirmung (27) des Verteilers (21) eine Platte (121 ) mit wenigstens einem nach unten weisenden, einer Innenfläche (.33) des nach außen erweiterten Abschirmungsabschnittes gegenüberliegenden Teil (123) zur Begrenzung des Strömungsweges (125) für die mit hoher Geschwindigkeit am Rand des Verteilers auftretende Volumenströtnung vor- · handen ist.
- 14, LuftvertailBr nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in dar Ab-- 57 -90984470658schirmung (27) oberhalb der Verteiler-Leitplatte (31) angeordnete Platte (121) Üffnungan (127) für den Durchgang dar veränderlichen Volumenströmung aufweist.
- 15. Luftverteiler nach Anspruch 3 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die einstallbaren Elemente zur Veränderung der Uffnungsgröße in einer unmittelbar oberhalb der ersten Platte (121) angeordneten zweiten Platte (129) sind, die zur Einstallung der Öffnungen (127, 131) aus einer sich vollständig überlappenden Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung relativ zur ersten Platte (121) drehbar ist.
- 16. Luftverteiler nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Elemente schwenkbar am Rand dar Luftvartailarplatta (31) angeordnete Luftklappen (39) sind.
- 17. Luftvartailer nach Anspruch 3 und 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel für die beweglichen Steuerelemente (39, 129, 131) zur Einstellung der Größe der veränderlichen Luftaustrittsöffnungen ein in aina Totpunktstallung (TDC) bau/egbaras, mit dam beweglichen Stellglied (39, 129, 131) gekoppeltes (43, 49, 129) Drehgliad (45, 47, 51, 57, 61) ist,• - 58 -909844/0658utnlches aus der Totpunktstellung je nach Betriebsart in entgegengesetzter Richtung um ein vorgebbares ftlaß verstellbar sind, um dig beweglichen Elemente aus der Schließstellung in die Qffnungsstellung oder aus der Öffxiungsstellung in die Schließstellung zu verstellen.
- 18« Luftverteiler nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, da0 die Betriebsart zur Öffnung der geschlossenen Stellelemente (39, 129, 131·) bei Zuführung von Kühlluft durch die Zufuhrleitung (25) in Abhängigkeit von der Raumluftteinparatur durch die Fübl-Stell-Einheit (71) gesteuert ist.
- 19. Luftverteiler nach Anspruch 7 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsart zur Schließung der geöffneten StellelementB (39, 129, 131) bei Heißluftzufuhr durch die Anschluöleitung (25) in Abhängigkeit von der Temperatur in der Zuleitung durch die Fühl-Stell-Einheit (73) gesteuert ist.
- 20. Luftverteiler nach einem oder mehreren der vorher-■ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Verteilerplatte (31) angebrachte, mit dem Drehglied der Steuermittel gekoppelte Stell-Fühl-Einheit. - 59 -909844/0658(71, 73) um ein bestimmtes Blaß verstellbar ist, daß die Mittel zur Anbringung der Stell-FUhl-Einheit auf der Verteilerplatte Einstellmittel (78, BO, 90, 96) zur Festlagung des Anfangspunktes des Bet-riBbsbereichss. bezüglich das Drshgliedes (57, 61) einschließen, daß Anschlag- und Federmittel (104, 106, 81, 82, 91) zwischen der feststehenden Verteilerplatte und dem Drehglied so angeordnet sind, daß die Drehbewegung des Drehgliedes (45, 47, 51) durch den Anschlag begrenzt ist, während das Stellglied (77, 87) der Betätigungseinheit (71, 73) seine Bewegung fortsetzt.
- 21» Luftverteiler nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch ein Lager in der feststehenden Verteilerplatte (31), eine in dem Lager drehbare, mit dem Drehglied (45) verbundene Hülse (5i)f einen mit der Hülse verbundenen Stellhebelarm (57, 61) und eine an dem Hebelarm angreifende Stellstange (77, 87) der Fühi-Stell-Einheit (71, 73). .
- 22. Luftverteiler nach Artspruch 21, gekennzeichnet durch eine zwischen der Verteilarplatte (31) und dem Stellhebelarm (57)'angeordnete Rückstellfeder (82), die das Ende der Stellstange normalerweise in Eingriff mit dem Stellhebel hält,- 60 -909844/0658
- 23. LuftverteÜBr nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Rückstellfeder (82) so auf das Eigen-gewicht der beweglichen Luftplatten (39) abgestimmt ist, daß diese beim Erreichen eines vorgebbaren statischen Druckes in der Zufuhrleitung (25) unter Überwindung der Rückstellfederkraft selbsttätig öffnen.
- 24« Luftverteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Bine in Abhängigkeit von der Betriebsart justierbare Einstellung der Winkellage der Fühl-Stell-Einheiten bezüglich des drehbaren Steuergliedes (45, 47f 51).
- 25. Luftverteiler nach einem oder mehreren dar vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbar in der Abschirmung befestigte Uerteilerplatte (31) und die riarauf angeordneten Fühl-Stell-Einheiten (71, 73) und Steuermittel . für die Regulierung des Strömungsvolumens zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt sind.909844/0658
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