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Die
Erfindung betrifft einen Strahlventilator, insbesondere einen Axialventilator
für die
Belüftung von
Tunneln, mit mindestens einem in einem Ventilatorschacht angeordneten
Ventilator und mindestens einer Düsenanordnung, die an der Einlass-
und/oder Auslassseite des Ventilatorschachts angebracht und vorzugsweise
mit einem Schalldämpfer
versehen ist.
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Derartige
Strahlventilatoren werden insbesondere zur Be- und Endlüftung von
Straßentunneln eingesetzt.
Dabei erzeugt der Ventilator im Ventilatorschacht einen starken
Luftstrom, der durch die Düsenanordnungen
an die Strömungsverhältnisse
im Tunnel angepasst wird. Oft sind die Düsenanordnungen mit Schalldämpfern kombiniert,
um die Lärmentwicklung
des Ventilators zu reduzieren., Die Luftströmung im Tunnel wird insbesondere
in Wandnähe durch
Reibung der Luft an den Wänden
gebremst. Die höchste
Strömungsgeschwindigkeit
lässt sich
daher in der Tunnelmitte erreichen. Strömungstechnisch gesehen wäre deshalb
die Tunnelmitte der ideale Ort zur Aufstellung des Strahlventilators.
Andererseits kann aber der Strahlventilator nicht im Bereich der
durch den Tunnel fahrenden Fahrzeuge angeordnet sein. Deshalb muss
der Strahlventilator in der Nähe
der Tunnelwand beziehungsweise der Tunneldecke montiert werden.
Dabei wird aber die Ventilatorleistung immer weniger in eine effektive
Luftströmung
durch den gesamten Tunnel umgesetzt, je näher der Ventilator an der Wand
angeordnet ist. D.h.: Je näher
ein Strahllüfter
an der Wand bzw. Decke montiert ist, desto schlechter ist sein Wirkungsgrad.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Strahlventilator für die Belüftung von Tunneln anzugeben, der
trotz Anordnung in der Nähe
der Tunnelwand einen höheren
Wirkungsgrad bezüglich
der im Tunnel erzeugten Luftströmung
aufweist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe sieht vor, dass eine Luftführung der jeweiligen Düsenanordnung
gegenüber
dem Ventilatorschacht geneigt angeordnet ist, so dass die Ein- und
Ausströmrichtung
gegenüber
der Durchströmungsrichtung
des Ventilatorschachts einen Winkel aufweist.
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Der
erfindungsgemäße Strahlventilator
kann nun in der Nähe
der Tunnelwand oder Decke so montiert werden, dass die Ein- und
Ausströmrichtungen von
den Tunnelwänden
weg weisen. Dabei wird die in der Tunnelmitte leichter strömende Luft
von der Düsenanordnung
am Ventilatoreinlass angesaugt, im Ventilatorschacht beschleunigt
und durch die Düsenanordnung
am Ventilatorauslass wieder schräg
in Richtung Tunnelmitte ausgeblasen. Mit Vorteil wird dadurch die
Wirkung der Wandreibung auf den Luftstrom vermindert und die Effektivität des Strahlventilators
erheblich gesteigert. Typischerweise erzeugt der erfindungsgemäße Strahlventilator
verglichen mit herkömmlichen
Strahlventilatoren derselben Ventilatorleistung eine Strömungsgeschwindigkeit
im Tunnel, die einer Schuberhöhung
um ca. 35% entspricht.
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Je
nach Art des Tunnels, seines Querschnitts und der Art der Aufhängung des
Strahlventilators werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn der
Winkel der Ein- und/oder Ausströmrichtung
gegenüber
der Durchströmungsrichtung
des Ventilatorschachts im Bereich zwischen 3 Grad und 25 Grad liegt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Strahlventilators
wird die Neigung durch Übergangsstücke erzeugt,
die zwischen dem Ventilatorschacht und den Düsenanordnungen angeordnet sind.
Im einfachsten Fall bestehen diese Übergangsstücke aus einem kurzen Rohrstück mit Flanschen
zu beiden Seiten, welche entsprechend der gewünschten Neigung im Winkel zueinander
angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass herkömmliche Düsenanordnungen und Ventilatorschächte unverändert übernommen
werden können.
Statt die Düsenanordnungen
direkt mit einem Ventilatorschacht zu verbinden, werden sie zu beiden
Seiten der Übergangsstücke befestigt.
Diese Ausführungsform
eignet sich auch zur Nachrüstung
bereits installierter Strahllüfter,
deren Effektivität
somit nachträglich
gesteigert werden kann.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist vorgesehen, dass eine dem Ventilatorschacht zugewandte, zur
Verbindung mit der Einlass- bzw. Auslassseite des Ventilatorschachts
bestimmte Seite einer Düsenanordnung
abgeschrägt
ausgebildet ist. Diese Ausführungsvariante
benötigt
keine Übergangsstücke und
erfordert daher nur einen geringeren Fertigungsaufwand. Sie ist
aber zur Nachrüstung
bereits installierter Strahlventilatoren wegen der speziellen Formgebung
der Düsenanordnungen
nur unter der Voraussetzung geeignet, dass die Düsenanordnungen komplett ausgetauscht
werden.
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Eine
weitere Ausgestaltungsvariante sieht vor, dass eine Düsenanordnung
innen mit einer schrägen
Luftführung
ausgestattet ist. Diese Maßnahme
wird empfohlen, wenn die äußere Form
der Düsenanordnungen
aus ästhetischen
oder einbautechnischen Gründen
gerade sein soll.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Durchströmungsrichtung
des Ventilatorschachts sowie die Ein- und/oder Ausströmrichtung der
Düsenanordnungen
im wesentlichen in einer Ebene liegend angeordnet, wobei der Strahlventilator im
Tunnel derart befestigbar ist, dass die so definierte Ebene eine
in der Nähe
der Tunnelmittel verlaufende Achse enthält. Dadurch wird die Ansaugung
von Luft aus der Tunnelmitte und das Ausblasen von Luft in Richtung
der in Tunnelmitte verlaufenden Strömung begünstigt. Im Falle dass der Ventilator
in der Mitte der Tunneldecke aufgehängt ist, verläuft die
so definierte Ebene vertikal von oben nach unten und teilt den Tunnel
der Länge
nach in eine rechte und eine linke Hälfte. Für den Fall, dass der erfindungsgemäße Strahlventilator
im Übergangsbereich
zwischen den seitlichen Tunnelwänden
und der Tunneldecke angeordnet ist, verläuft die so definierte Ebene
bei links angeordnetem Strahlventilator von links oben nach rechts
unten oder bei rechts angeordnetem Strahlventilator von rechts oben
nach links unten schräg
durch den Tunnelquerschnitt und somit durch die Tunnelmitte.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die
Figuren zeigen im einzelnen:
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1: einen an einer Tunneldecke
aufgehängten
erfindungsgemäßen Strahlventilator
in einer ersten Ausführungsform
mit Übergangsstücken;
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2: einen Strahlventilator
wie in 1 in einer zweiten
Ausführungsform
mit abgeschrägten Düsenanordnungen;
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3: einen Strahlventilator
wie in 1 in einer dritten
Ausführungsform
mit äußerlich
geraden Düsenanordnungen,
die im Inneren eine schräge Luftführung aufweisen.
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Der
in 1 dargestellte Strahlventilator 1 ist mittels
einer Halterung 2 an der Tunneldecke 3 eines Straßentunnels
befestigt. Er besteht aus einem Ventilatorschacht 4, in
dem ein Ventilator 5 angeordnet ist, zwei Düsenanordnungen 6, 7 und
zwei zwischen den jeweiligen Düsenanordnungen 6, 7 und
den Ein- und Auslassseiten 8, 9 des Ventilatorschachts 4 angeordneten Übergangsstücken 10, 11.
Die Übergangsstücke 10, 11 bestehen
aus kurzen Rohrstücken,
die an ihren Enden mit Flanschen 12, 13 versehen
sind. Die beiden Flansche 12, 13 eines Übergangsstücks 10, 11 sind
im Winkel von 3°Grad
bis 25 Grad zueinander angeordnet. Dadurch erhält die jeweilige Düsenanordnung 6, 7,
die über
das Übergangsstück 10, 11 am
Ventilatorschacht 4 befestigt ist, eine Neigung gegenüber dem
Ventilatorschacht 4, so dass die in Richtung der Achsen 14, 15 der
Düsenanordnung 6, 7 verlaufenden
Ein- und Ausströmrichtungen
gegenüber
der in Richtung der Achse 16 des Ventilatorschachts 4 verlaufenden
Durchströmungsrichtung
jeweils einen Winkel 17 von 3 Grad bis 25 Grad aufweisen.
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Bei
der Verwendung der beschriebenen Übergangsstücke 10, 11 kann
ein herkömmlicher Ventilatorschacht 4 und
herkömmliche
Düsenanordnungen 6, 7 verwendet
werden, ohne dass weitere Spezialteile erforderlich wären. Bei
den Düsenanordnungen 6, 7 handelt
es sich um herkömmliche
Schalldämpfer
mit Düsen,
die in diesem Zusammenhang weit verbreitet sind.
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Der
in 2 dargestellte Strahlventilator 1 unterscheidet
sich von dem in 1 gezeigten
lediglich durch modifizierte Düsenanordnungen 18, 19, die
auf ihrer dem Ventilatorschacht 4 zugewandten Seite 20 abgeschrägt ausgebildet
sind. Die erfindungsgemäße Neigung
der Düsenanordnungen 18, 19 gegenüber dem
Ventilatorschacht 4 ergibt sich bei dieser Ausführungsform
durch direktes Verbinden der jeweiligen abgeschrägten Seite 20 mit
der geraden Einlass- 8 bzw. Auslassseite 9 des
Ventilatorschachts 4, ohne Zwischenschaltung eines Übergangsstücks.
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Bei
der in 3 dargestellten
Ausführungsform
sind andere modifizierte Düsenanordnungen 21, 22 vorgesehen,
die äußerlich
eine gerade Form aufweisen, im Inneren aber mit einer schrägen Luftführung 23 ausgestattet
sind, die den gewünschten Winkel 17 zwischen
der Ein- 14 oder Ausströmrichtung 15 einerseits
und der Durchströmungsrichtung 16 des
Ventilatorschachts 4 andererseits zu erzeugen.
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- 1
- Strahlventilator
- 2
- Halterung
- 3
- Tunneldecke
- 4
- Ventilatorschacht
- 5
- Ventilator
- 6
- Düsenanordnung
- 7
- Düsenanordnung
- 8
- Einlassseite
- 9
- Auslassseite
- 10
- Übergangsstück
- 11
- Übergangsstück
- 12
- Flansch
- 13
- Flansch
- 14
- Achse
(Auslassseite)
- 15
- Achse
(Einlassseite)
- 16
- Achse
- 17
- Winkel
- 18
- Düsenanordnung
- 19
- Düsenanordnung
- 20
- Seite
- 21
- Düsenanordnung
- 22
- Düsenanordnung