DE29715816U1

DE29715816U1 - Through air curtain system

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Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2007-09-04

Description

SCHWABE·«? SANOMAIR "¹MARXSCHWABE·«? SANOMAIR " ¹ MARX

PATENTANWÄLTE
STUNTZSTRASSE 16 · D-81677 MÜNCHENPATENT ATTORNEYS
STUNTZSTRASSE 16 · D-81677 MUNICH

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WSP Ingenieurgemeinschaft Prof. Dr.-Ing. C. Kramer Prof. Dipl.-Ing. H.-J. Gerhardt Welkenrather Straße 120 52074 AachenWSP engineering association Prof. Dr.-Ing. C. Kramer Prof. Dipl.-Ing. H.-J. Gerhardt Welkenrather Straße 120 52074 Aachen

DurchgangsluftschleieranlageWalk-through air curtain system

BeschreibungDescription

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume von einander mittels Luftschleier, die im folgenden auch als Durchgangsoder Torluftschleieranlage bezeichnet werden soll. Luftschleieranlagen sind seit Jahrzehnten bekannt und werden vielfach zur berührungslosen Abdichtung der Zugangstüren zu z. B. Kaufhäusern benutzt. Sie bestehen im allgemeinen aus einer ebenen Strahlströmung, welche aus einer geeigneten Strömungsführung oberhalb der Türöffnung austritt. Die Eigenschaften von Strahlströmungen werden in den einschlägigen Textbüchern der Strömungsmechanik behandelt. Eine effektive Abtrennung zweier Räume - z. B. eines Kaufhausinnenraumes von der Atmosphäre - ergibt sich, wenn Luft des Kernbereichs des Luftstrahles auf den der Ausblasebene gegenüberliegenden Seite (Boden) auftrifft. Die Länge des Kernbereiches beträgt je nach Turbulenz der ausströmenden Luft das vier- bis sechsfache der Strahlaustrittsbreite. Bei üblichen Luftschleieranlagen, bei denen zur Vermeidung hoher Druckverluste die aus der Strömungsführung austretende Luft vergleichsweise turbulent ist, sollte die Strahlbreite so gewählt werden, daß sieThe innovation concerns a device for the contact-free separation of two rooms from each other using an air curtain, which will also be referred to below as a passage or gate air curtain system. Air curtain systems have been known for decades and are often used for contact-free sealing of access doors to department stores, for example. They generally consist of a flat jet flow that exits from a suitable flow guide above the door opening. The properties of jet flows are covered in the relevant textbooks on fluid mechanics. An effective separation of two rooms - e.g. the interior of a department store - from the atmosphere occurs when air from the core area of the air jet hits the side opposite the blow-out plane (floor). The length of the core area is four to six times the jet exit width, depending on the turbulence of the outgoing air. In conventional air curtain systems, where the air exiting the flow guide is relatively turbulent in order to avoid high pressure losses, the jet width should be selected so that it

Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70) Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020001) Postbank München 653 43-808 (BLZ 700100 80)Bayer. Vereinsbank Munich 453100 (bank code 700 202 70) Hypo-Bank Munich 4410122850 (bank code 70020001) Postbank Munich 653 43-808 (bank code 700100 80)

Fax:Fax: Telex:Telex: VAT:VAT: (089) 4707 064(089) 4707 064 (0 89) 4707120(0 89) 4707120 524560524560 DE 130746066DE 130746066 (089) 4705 009(089) 4705 009 (089)4706417(089)4706417 Swan dSwan d

etwa 1/4 der abzudichtenden Öffnung entspricht. Dies führt zu sehr großen Strahlbreiten bei sehr großen Öffnungshöhen, z. B. sehr hohen Türöffnungen.approximately 1/4 of the opening to be sealed. This leads to very large beam widths at very large opening heights, e.g. very high door openings.

Falls die Temperaturen in den mittels Luftschleiern von einander abzutrennenden Räumen groß sind, erweisen sich Luftschleieranlagen vorteilhaft, bei welchen sich die Strahlströmung aus zwei Teilstrahlen zusammensetzt. Solche Systeme sind beispielsweise in den Patentschriften US 3211078 und US 3229609 beschrieben. Bei diesen Systemen besteht der Luftschleier aus zwei ebenen Teilstrahlen, welche aus einer Strömungsführung oberhalb der Türöffnung austreten, welche in der Austrittsebene in Längsachse geteilt ist. Dabei wird der dem jeweiligen Bereich zugewandte Strahl mit Luft aus diesem Bereich versorgt. Eine Berührung der beiden Luftströme mit unterschiedlicher Temperatur erfolgt nur im Bereich der Trennebene zwischen den beiden Teilstrahlen. Tritt die Luft aus den Teilstrahlen mit derselben Geschwindigkeit aus, so ergibt sich eine nur geringe Vermischung der beiden Teilstrahlen. Der auf den Boden auftreffende Luftstrahl teilt sich wiederum näherungsweise entlang seiner Trennebene und strömt in den jeweiligen Bereich ab. Wegen der Mischung der beiden Teilstrahlen entlang ihrer Trennebene ist die Kernlänge eines solchen Luftstrahles bestehend aus mindestens zwei Teilstrahlen geringer als die Kernlänge eines einfachen Luftstrahles. Zur sicheren Abtrennung unterschiedlicher Bereiche voneinander beträgt die optimale Strahlbreite des gesamten Strahles, bestehend aus z. B. zwei Teilstrahlen, etwa 1/3 der Höhe der abzudichtenden Öffnung.If the temperatures in the rooms to be separated by air curtains are high, air curtain systems in which the jet flow is made up of two partial jets are advantageous. Such systems are described, for example, in the patents US 3211078 and US 3229609. In these systems, the air curtain consists of two flat partial jets which emerge from a flow guide above the door opening, which is divided in the longitudinal axis at the exit plane. The jet facing the respective area is supplied with air from this area. The two air flows with different temperatures only touch in the area of the separation plane between the two partial jets. If the air emerges from the partial jets at the same speed, there is only a slight mixing of the two partial jets. The air jet hitting the floor again splits approximately along its separation plane and flows into the respective area. Because of the mixing of the two partial jets along their separation plane, the core length of such an air jet consisting of at least two partial jets is less than the core length of a single air jet. To safely separate different areas from each other, the optimal jet width of the entire jet, consisting of two partial jets, for example, is about 1/3 of the height of the opening to be sealed.

Wendet man die oben beschriebenen Luftschleieranlagen zur berührungslosen Abdichtung sehr hoher Tür- oder Toröffnungen an, so ergibt sich ein wesentlicher Nachteil durch die erforderliche große Breite der Luftaustrittsebene. Geht man beispielsweise von einer Torhöhe H = 6 m aus, so betrüge die erforderliche Breite der Luftaustrittsebene (= Strahlbreite) s = 6/3 = 2 m. Verbunden mit dieser großen Strahlbreite ist ein großer Luftvolumenstrom und somit eine große erforderliche Antriebsleistung für die verwendeten Ventilatoren.If the air curtain systems described above are used for contactless sealing of very high door or gate openings, a significant disadvantage arises from the large width of the air outlet plane required. For example, if one assumes a gate height of H = 6 m, the required width of the air outlet plane (= jet width) would be s = 6/3 = 2 m. This large jet width is associated with a large air volume flow and thus a large required drive power for the fans used.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume zu schaffen, welche durch eine sehr hohe Tür- bzw. Türöffnung miteinander verbunden sind. Dabei soll zum einen die Leistung der Luftschleieranlage und zum anderen die Vermischung der möglicherweise unterschiedlich konditionierten Luft der beiden Räume minimiert werden.The innovation is based on the task of creating a device for the contact-free separation of two rooms that are connected by a very high door or door opening. The aim is to minimize the performance of the air curtain system and the mixing of the possibly differently conditioned air in the two rooms.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.Useful embodiments are defined by the features of the subclaims.

Die mit der Neuerung erzielten Vorteile beruhen auf der Ausbildung eines Luftschleiers, der die Öffnung zwischen zwei Räumen berührungslos so abtrennt, daß die Strahlbreite möglichst gering ist und daß dennoch der Luftaustausch zwischen den Atmosphären der beiden Räume minimiert wird. Hierdurch wird erstmals eme berührungslose Trennung zweier Räume bei geringem Energieaufwand möglich, da die Abtrennwirkung nicht auf dem Volumenstrom des Luftschleiers, sondern auf strömungstechnischen Gegebenheiten beruht.The advantages achieved with the innovation are based on the formation of an air curtain, which separates the opening between two rooms without contact so that the jet width is as small as possible and the exchange of air between the atmospheres of the two rooms is nevertheless minimized. This makes it possible for the first time to separate two rooms without contact with little energy consumption, since the separation effect is not based on the volume flow of the air curtain, but on flow-related conditions.

Die Neuerung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen The innovation is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the attached schematic drawings. They show

Figur 1 eine Torluftschleieranlagen mit der abzudichtenden Öffnung dreis- Figure 1 shows a gate air curtain system with the opening to be sealed three-

seitig zuströmender Luft,air flowing in from the side,

Figur 2 einen Vertikalschnitt in der Längsmittelachse der in Figur 1 dargestellten Anordnung und Figure 2 is a vertical section along the longitudinal center axis of the arrangement shown in Figure 1 and

Figur 3 eine spezielle Ausführung der Torluftschleieranlage gemäß der Neuerung, bei welcher eine Seite der abzudichtenden Öffnung un- Figure 3 shows a special design of the air curtain system according to the innovation, in which one side of the opening to be sealed is

mittelbar an eine senkrecht zur Abdichtebene verlaufenden Wand begrenzt wird.is indirectly limited to a wall running perpendicular to the sealing plane.

Die aus Figur 1 ersichtliche, allgemein durch die Bezugszeichen (3), (4a) und (4b) angedeuteten Strömungsführungen erzeugen einen Luftstrom (1), welcher parallel zur Abdichtebene (2) und senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur oberen Berandung entsprechend der Strömungsführung (3) und senkrecht oder näherungsweise senkrecht zu den seitlichen Berandungen entsprechend den Strömungsführungen (4a) und (4b) austritt.The flow guides shown in Figure 1, generally indicated by the reference numerals (3), (4a) and (4b), generate an air flow (1) which exits parallel to the sealing plane (2) and perpendicular or approximately perpendicular to the upper edge corresponding to the flow guide (3) and perpendicular or approximately perpendicular to the lateral edges corresponding to the flow guides (4a) and (4b).

Der Vertikalschnitt in Figur 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der neuerungsgemäßen Torluftschleieranlage, bei der die Strömungsffihrung (3) in der Ebene der Wand (5), welche die Abtrennung zwischen den beiden betrachteten Bereichen (6) und (7) darstellt, geteilt ist. Der Lufstrom (1) besteht also aus den Teilstrahlen (la) und (Ib), welche in die Bereiche (6) bzw. (7) eintreten, aus welchen die durch die Ventilatoren (8) angesaugte Luft jeweils entnommen wurde.The vertical section in Figure 2 shows an advantageous design of the innovative air curtain system, in which the flow guide (3) is divided in the plane of the wall (5), which represents the separation between the two areas under consideration (6) and (7). The air flow (1) therefore consists of the partial jets (la) and (1b), which enter the areas (6) and (7) respectively, from which the air sucked in by the fans (8) was taken.

Für die in Figur 3 dargestellte Situation befindet sich die abzudichtende Öffnung (2) in unmittelbarer Nähe einer seitlichen Begrenzungswand (9), welche senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur Abdichtebene verläuft. Der Luftstrom (1) wird hier durch eine Strömungsführung (3), (4a) und (4b) erzeugt, wobei lediglich an der der Wand 9 gegenüberliegenden seitlichen Begrenzung der Abdichtebene (2) eine Strömungsführung (4a) und (4b) vorgesehen ist.For the situation shown in Figure 3, the opening to be sealed (2) is located in the immediate vicinity of a lateral boundary wall (9) which runs perpendicular or approximately perpendicular to the sealing plane. The air flow (1) is generated here by a flow guide (3), (4a) and (4b), whereby a flow guide (4a) and (4b) is only provided on the lateral boundary of the sealing plane (2) opposite the wall 9.

Claims

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Walk-through air curtain system

Protection claims

1. Passage air curtain system for the contact-free separation of two rooms (6) and (7) from one another, characterized in that an air flow (1) required to separate the two rooms (6) and (7) emerges from one or more flow guides (3, 4a and 4b) located in an upper boundary and at least one lateral boundary of the passage opening (2) parallel to the separation plane.

2. Passage air curtain system for contact-free separation of two rooms (6) and (7) from one another according to claim 1, characterized in that the air flow (1) is generated by axial fans (8) which are arranged in flow guides (3), (4a) and (4b) which are located at the boundary of the opening to be sealed.

3. Passage air curtain system according to claims 1 or 2, characterized in that the air flow (1) consists of two partial jets (la) and (Ib) which are guided through separate but adjacent flow guides

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(3), or (4a) and (4b) are formed, by means of which the air flow of the partial jet (Ib) is taken from one room (6) and the air flow of the partial jet (la) from the other room (5).

4. Passage air curtain system for contact-free separation of two rooms (6) and (7) from one another according to one of claims 1 to 3, characterized in that the air flow (1) is blown out at the top and a vertical and/or oblique boundary of the opening (2) parallel to the sealing plane and in the vicinity of the vertical and/or oblique boundary of the opening (2) there is a wall (9) perpendicular and/or oblique to the sealing plane, which serves as an impact surface for the air flow (1).