DE3736448A1 - Luftdrallauslass und verfahren zu seinem betreiben - Google Patents
Luftdrallauslass und verfahren zu seinem betreibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Luftdrallauslaß gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zu
seinem Betreiben.
Es ist ein Luftdrallauslaß dieser Art bekannt (DE-OS
29 02 733), dessen einziger Drallschaufelkranz sich in
einem Ringspalt befindet, der außenumfangsseitig durch
einen Luftleitkanal und innenumfangsseitig durch eine
Nabe begrenzt ist, die den temperaturabhängigen
Verstellmechanismus zum Verstellen der in bezug auf
den Luftleitkanal radialen Wellen der im wesentlichen
ebenen Drallschaufeln aufweist. Wenn mittels dieses
Luftdrallauslasses gekühlte Zuluft ausgeblasen wird,
dann sind die Schaufeln anders eingestellt, als wenn
warme Zuluft ausgeblasen wird. Und zwar hat kühle
Zuluft die Tendenz, infolge des größeren spezifischen
Gewichtes in der wärmeren Raumluft nach unten zu
sinken, wogegen warme Zuluft infolge des geringeren
spezifischen Gewichtes die gegenteilige Tendenz hat.
Ferner muß bei solchen Luftdrallauslässen darauf
geachtet werden, daß im Aufenthaltsbereich des
betreffenden Raumes für Personen keine störenden
Zugerscheinungen auftreten. Bspw. gelingt dies dann,
wenn bei allen Betriebsbedingungen des
Luftdrallauslasses im Aufenthaltsbereich des
betreffenden Raumes bspw. in 1 m Höhe über dem Boden
die Luftgeschwindigkeit einen bestimmten niedrigen
Maximalwert nicht übersteigt, der bspw. 0,2 m/s
beträgt. Die Anpassungsmöglichkeiten dieses
vorbekannten Luftdrallauslasses an unterschiedliche
Räume und unterschiedliche Betriebsbedingungen, wie
Heizen, Kühlen und Temperatur der Zuluft sind eng
begrenzt und schränken die Anwendungsmöglichkeiten
unerwünscht stark ein.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die
Anpassungsmöglichkeiten eines Luftdrallauslasses gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1 an unterschiedliche
Betriebsbedingungen und Räume zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Luftdrallauslaß gemäß Anspruch 1 gelöst.
Indem dieser Luftdrallauslaß mehrere
Drallschaufelkränze mit schwenkbaren und damit
winkelverstellbaren, d. h. in ihren Anstellwinkeln
verstellbaren Drallschaufeln aufweist, ermöglicht er
wesentlich mehr und bessere Anpassungsmöglichkeiten an
unterschiedliche Räume und an unterschiedliche
Betriebsbedingungen. Seine Anwendungsmöglichkeiten
sind also bedeutend.
So können die beiden oder zwei Drallschaufelkränze so
eingestellt werden, daß der eine der ihn
durchströmenden Zuluft Linksdrall und der andere der
ihn durchströmenden Zuluft Rechtsdrall erteilt,
wodurch eine bessere Verteilung der Zuluft möglich
ist, die der Gefahr störender Zugerscheinungen
besonders gut begegnen läßt.
Ein besonders wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen
Luftdrallauslasses ist, daß sich mit ihm die Wurfweite
(auch Eindringtiefe genannt) der aus ihm ausströmenden
Zuluft in den betreffenden Raum in mindestens einem
erheblichen Teilbereich des gesamten
Betriebsbereiches, vorzugsweise im gesamten
Betriebsbereich bei variablem Volumenstrom der Zuluft
und/oder variabler Temperaturdifferenz zwischen der
Temperatur der Zuluft und der Raumtemperatur durch
selbsttätige, vorbestimmte Verstellung der
Drallschaufeln der Drallschaufelkränze oder von
mindestens zwei Drallschaufelkränzen in relativ engen
Grenzen halten läßt. Diese selbsttätige Verstellung
der Drallschaufelkränze kann in Abhängigkeit
mindestens einer Variablen, wie Temperaturdifferenz
zwischen Zuluft und Raumluft, Volumenstrom und ggf.
noch einer oder mehrerer anderer Variablen vorgenommen
werden.
Unter Wurfweite ist diejenige Entfernung vom
Luftdrallauslaß verstanden, bei der die in der
Längsachse des Luftdrallauslasses in deren vom
Luftdrallauslaß wegführender Richtung gemessene
Geschwindigkeit v x der aus ihm ausgeblasenen Luft
auf einen vorbestimmten Betrag, z.B. auf 0,2 m/s
abgesunken ist. Dabei ist die Wurfweite jeweils
zweckmäßig so vorzusehen, daß sie bis in den
Aufenthaltsbereich für Personen des betrefffenden
Raumes reicht und hier in einer vorbestimmten Höhe
über dem Boden des Raumes, z.B. in einer Höhe von 1 m
über dem Boden eine vorbestimmte
Strömungsgeschwindigkeit der Luft v x von z.B. 0,2
m/s nicht überschritten wird, die noch nicht als
störender Zug empfunden wird. Wenn bspw. die Auslaßmündung
des mit vertikaler Längsachse angeordneten und nach
unten ausblasenden Luftdrallauslasses sich in
einer Höhe von 8 m über dem Boden des Raumes befindet,
dann würde in diesem Zahlenbeispiel die maximale
Wurfweite L des Luftdrallauslasses bei v x = 0,2 m/s
sieben Meter betragen. v x kann je nach den
Verhältnissen auch andere Werte haben. Jedoch soll der
jeweils vorbestimmte maximale Wert v x bei keiner
Betriebsart des Luftdrallauslasses zur Vermeidung
störender Zugerscheinungen überschritten werden, also
sowohl bei Heizen wie auch bei Kühlen nicht. Dabei ist
sogar anzustreben, daß diese maximale Wurfweite
möglichst im gesamten Betriebsbereich möglichst
konstant gehalten wird, was der erfindungsgemäße
Luftdrallauslaß weitgehender, als bisher möglich war,
erreichen läßt, wenn man die Anstellwinkel der
Drallschaufeln mehrerer, vorzugsweise aller
Drallschaufelkränze in dem betreffenden Teilbereich
des Betriebsbereiches oder im gesamten Betriebsbereich
in Abhängigkeit des oder der hierfür zu
berücksichtigenden Parameter, wie Volumenstrom,
Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen der
Zuluft und der Raumluft und ggf. noch eines oder
mehrerer anderer Parameter, in vorbestimmter Weise
steuert oder regelt. Wenn bspw. der Luftdrallauslaß
mit Zuluft ungefähr konstanten Volumenstromes und
variabler Temperatur des Zuluftstromes beschickt wird,
dann kann man eine Kennlinie oder ein Kennlinienfeld
des Luftdrallauslasses experimentell ermitteln, die
für eine vorbestimmte, konstante Wurfweite angibt,
welche Einstellungen die Drallschaufelkränze in
Abhängigkeit des Vorzeichens und der Größe der
Differenz zwischen der Zulufttemperatur und der
Raumtemperatur und ggf. noch eines oder mehrerer
anderer Parameter hierfür benötigen. Man kann dann
selbsttätige Verstellung, vorzugsweise gekoppelte
Verstellung der Drallschaufelkränze mittels eines oder
mehrerer Stellmotoren gemäß dieser Kennlinie oder
diesem Kennlinienfeld vorsehen. Es ist dann also
ungefähr konstante Wurfweite in dem von der Kennlinie
oder dem Kennlinienfeld erfaßten Teilbereich des
Betriebsbereiches oder in mehreren Teilbereichen oder
im gesamten Betriebsbereich erreichbar. Entsprechend
kann man verfahren, wenn der Luftdrallauslaß mit
variablem Volumenstrom in der Weise betrieben wird,
daß beim Heizen des Raumes eine ungefähr konstante
Temperaturdifferenz zwischen der Zuluft und der zu
steuernden oder zu regelnden Raumtemperatur auftritt
und beim Kühlen eine zweite konstante
Temperaturdifferenz zwischen der kalten Zuluft und der
Raumluft auftritt. Auch für den Fall, daß die Zuluft
nicht gekühlt oder erwärmt wird, sondern ihre
Temperatur ungefähr der Raumtemperatur entspricht,
kann man eine hierfür geeignete Einstellung der beiden
Drallschaufelkränze ermitteln und ebenfalls
selbsttätig einstellen, wenn dieser Fall vorliegt.
Auch ergibt sich im Falle des Betriebs mit im
wesentlichen konstantem Volumenstrom der Zuluft
folgender wichtiger Vorteil. Bei beheizten Räumen wird
in Zeiten, in denen die Räume vorbestimmte Zeitspannen
nicht benutzt werden, meist auf Nachtabsenkung oder
Wochenendabsenkung oder sonstige kalenderzeitmäßige
Absenkung der Raumtemperatur umgeschaltet. Bei
niedrigen Außentemperatauren kann dann der betreffende
Raum so weit auskühlen, daß sich in ihm ein
sogenannter "Kaltluftsee" bildet, der vom Boden aus
mehr oder weniger weit nach oben reicht und der
beseitigt werden muß, bevor nach einer Nachtabsenkung
oder sonstigen kalenderzeitmäßigen Absenkung der
Raumtemperatur die zeitprogrammierte Aufenthaltszeit
von Personen in dem Raum wieder beginnt, wozu eine
programmierte Schnellaufheizzeit stattfindet, bei der
maximales Heizen mit der warmen Zuluft stattfindet.
Ein solcher Kaltluftsee läßt sich jedoch nur
ausreichend rasch auflösen, wenn die aus dem dem
betreffenden Raum zugeordneten mindestens einen
Luftdrallauslaß ausgeblasene, der Schnellaufheizung
des Raumes dienende Warmluft mit relativ hoher
Geschwindigkeit in ihn einströmt, die jedoch
zweckmäßig noch nicht so hoch sein soll, daß hierdurch
störende Zugerscheinungen im Aufenthaltsbereich
erzeugt werden, weil diese Luftgeschwindigkeit auch
bei durch niedrige Außentemperaturen bedingter
maximaler Heizlast während des Aufenthaltes von
Personen im Raum auftreten kann oder sich auch schon
während des Schnellaufheizens Personen manchmal im
Raum aufhalten können. Die Wurfweite soll gerade bei
Schnellaufheizung möglichst nahe an der zulässigen
Grenze liegen. Die Geschwindigkeit eines im Raum
vertikal abwärts geblasenen Warmluftstrahles nimmt nun
um so rascher ab, je größer die Differenz zwischen der
Temperatur der Zuluft und der Raumtemperatur ist. Bei
Betrieb mit ungefähr konstantem Volumenstrom der
Zuluft ist diese Temperaturdifferenz bei maximalem
Heizen am größten und damit an sich die Wurfweite
denkbar ungünstig am kleinsten, so daß sie bei dem
bekannten Luftdrallauslaß nach der DE-OS 29 02 733
beim Schnellaufheizen für rasche und sichere
Beseitigung eines Kaltluftsees nicht ausreicht, da die
Größe seines einzigen Drallschaufelkranzes nicht auf
den Fall maximalen Heizens, sondern auf den Kühlfall
ausgelegt werden muß, bei dem die Drallschaufeln die
kalte Zuluft relativ stark aus der ursprünglichen
axialen Richtung im Luftleitkanal in schräg zur
Deckenebene geneigten Winkeln ausblasen. Dabei ist
dann darauf zu achten, daß auch bei Kühlbetrieb die
vorbestimmte maximale Wurfweite nicht überschritten
wird. Wenn man nun bei diesem bekannten
Luftdrallauslaß die Drallschaufeln für Heizen so
einstellt, daß sie die im Luftleitkanal strömende Luft
nicht ablenken, so daß die warme Zuluft als gerader
Strahl vertikal nach unten ausgeblasen wird, dann
könnten allenfalls nur mit relativ kleinen,
unwirtschaftlichen Temperaturdifferenzen zwischen der
Zuluft und Raumluft für Auflösen eines solchen
Kaltluftsees ausreichend große Wurfweiten wegen der
dadurch verringerten Auftriebstendenz der Zuluft
erreicht werden, doch ist dann die Heizleistung für
Schnellaufheizen zu gering. Der erfindungsgemäße
Luftdrallauslaß läßt auch diesen Nachteil bei Betrieb
mit im wesentlichen konstantem Volumenstrom vermeiden,
indem zumindest bei maximaler Heizlast mindestens ein
Drallschaufelkranz in seine Absperrstellung oder in
eine Stellung sehr starker Drosselung eingestellt und
mindestens ein anderer Drallschaufelkranz in seine
maximale Offenstellung oder in eine Stellung nahe der
maximalen Offenstellung eingestellt wird. Dann strömt
aus dem geöffneten Drallschaufelkranz die warme Zuluft
mit entsprechend höherer Geschwindigkeit in den Raum
ein, so daß auch bei großen, wirtschaftlichen,
maximales Heizen ergebenden Temperaturdifferenzen
zwischen der Zuluft und der Raumluft die Zuluft trotz
der hohen Auftriebskräfte noch mit rasche Auflösung
des Kaltluftsees bewirkender Wurfweite in den Raum bis
in die bodennahen Schichten eindringt.
Der erfindungsgemäße Luftdrallauslaß eignet sich
besonders für hohe Räume, wo entsprechend große
Wurfweiten notwendig sind, wenn der Luftdrallauslaß an
oder in der Nähe der Decke oder bei sehr hohen Räumen,
wie Hallen oder dgl. im Abstand von der Decke, jedoch
immer noch hoch über dem Boden des betreffenden
Raumes, vorzugsweise mit vertikaler Längsachse und
nach unten gerichteter Luftaustrittsöffnung angeordnet
wird.
Die Verstellung der Anstellwinkel der Drallschaufeln
der Drallschaufelkränze kann vorzugsweise mittels
eines oder mehrerer Stellmotoren erfolgen. Ihre
Verstellung kann, wie erwähnt, gesteuert oder geregelt
in Abhängigkeit mindestens einer Variablen erfolgen.
Bspw. kann auch vorgesehen werden, die
Luftgeschwindigkeit an einer bestimmten Stelle des
Raumes zu fühlen und in Abhängigkeit oder mit in
Abhängigkeit von ihr die Drallschaufeln selbsttätig so
zu verstellen, daß hierdurch ein vorbestimmter
Sollwert der Wurfweite möglichst gut eingehalten wird.
Der erfindungsgemäße Luftdrallauslaß ist jedoch auch
dann vorteilhaft, wenn die Verstellung der
Drallschaufeln nicht selbsttätig gesteuert oder
geregelt erfolgt, sondern von Hand. Denn auch dann
lassen sich infolge der mehreren verstellbaren,
zueinander luftmäßig parallel geschalteten
Drallschaufelkränze wesentlich mehr und bessere
Einstellungen vornehmen, die bessere Anpassungen an
den Raum und die betreffenden Betriebsparameter
ergeben.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß die Drallschaufeln
aller Drallschaufelkränze miteinander
bewegungsgekoppelt sind, vorzugsweise an gemeinsamen,
ihrem gemeinsamen Drehen dienenden Wellen angeordnet
sind, so daß dann nicht nur die Drallschaufeln des
einzelnen Kranzes unter sich bewegungsgekoppelt,
sondern alle insgesamt vorhandenen Drallschaufeln
miteinander bewegungsgekoppelt sind. Man kann dann
alle Drallschaufelkränze mittels eines einzigen
Stellmotors oder von Hand bedienbaren Gliedes jeweils
gemeinsam verstellen.
Es ist jedoch auch möglich, mindestens zwei,
vorzugsweise alle Drallschaufelkränze unabhängig
voneinander zu verstellen, so daß die
bewegungsgekoppelten Drallschaufeln jedes solchen
Kranzes für sich unabhängig von dem oder den anderen
Drallschaufelkränzen schwenkbar sind, wodurch die
Anpassungsmöglichkeit des Luftdrallauslasses noch
weiter vergrößert wird. Es kann auch vorgesehen sein,
daß man in mindestens einem Teilbereich des
Betriebsbereiches jeweils nur einen der
Drallschaufelkränze zur Vergleichmäßigung der
Wurfweite selbsttätig verstellt, wobei jedoch der
mindestens eine andere Drallschaufelkranz in
mindestens einem anderen Teilbereich des
Betriebsbereiches zur Vergleichmäßigung der Wurfweite
allein oder zusammen mit mindestens einem anderen
Drallschaufelkranz selbsttätig verstellt werden kann.
Die Drallschaufeln des einzelnen Kranzes können unter
sich gleich ausgebildet und ihre Schwenkachsen in auf
die Längsachse des Luftleitkanales bezogenen gleich
großen Zentriwinkeln voneinander angeordnet sein. Die
Drallschaufeln jedes oder mindestens eines der Kränze
können vorzugsweise in solcher Anzahl und solcher
Größe vorgesehen sein, daß sie in Absperrstellungen
eingestellt werden können, in der der betreffende
Kranz in seinem Bereich keine Zuluft oder nur
unbeachtliche geringe Mengen Zuluft durchläßt. Die
Drallschaufeln des einzelnen Kranzes können unter sich
gleich ausgebildet und zweckmäßig so
bewegungsgekoppelt sein, daß sie jeweils synchron
untereinander verstellt werden und ihre momentanen
Anstellwinkel jeweils gleich groß sind.
Bevorzugt können die Schwenkachsen der Drallschaufeln
in sie fallende Drehachsen sein, die vorzugsweise in
die Längsmitten der Drallschaufeln fallen und
vorzugsweise in Symmetrieebenen der Drallschaufeln
verlaufen können. Es ist jedoch auch möglich, die
Schwenkachsen der Drallschaufeln im Abstand von ihnen
oder am Rand von ihnen verlaufen zu lassen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
Luftdrallauslaß gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 eine Untenansicht des Luftdrallauslasses nach
Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Welle des
Luftdrallauslasses nach Fig. 1 und 2, auf der
je eine äußere und eine innere Drallschaufel
angeordnet sind, gesehen entlang der
Schnittlinie 3-3,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen
Luftdrallauslaß gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine Welle mit auf
ihr angeordneten Drallschaufelsegmenten des
Luftdrallauslasses nach Fig. 4, gesehen
entlang der Schnittlinie 5-5,
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung einer
vorteilhaften Funktion eines
Ausführungsbeispieles.
Der Luftdrallauslaß 10 nach Fig. 1 und 2 weist einen
als rotationssymmetrisches Rohr ausgebildeten geraden
Luftleitkanal 11 auf. Dieser weist einen
kreiszylindrischen längeren Längsbereich 12 auf, an
den ein kürzerer, sich trompetenförmig erweiternder
Längsbereich 13 anschließt, der die Austrittsmündung
14 dieses Luftdrallauslasses 10 aufweist. Die
Einlaßmündung 15 des Luftleitkanals 11 ist an einen
strichpunktiert angedeuteten Zuluftkanal 16
angeschlossen, der bspw. ein Luftverteilkasten, ein
Stichkanal oder dgl. sein kann und aus dem die Zuluft,
die durch diesen Luftdrallauslaß 11 in den
betreffenden Raum 17 eines Gebäudes oder dgl.
einzublasen ist, einströmt. In diesem bevorzugten
Ausführungsbeispiel ist der Luftdrallauslaß 11 in eine
Decke 19 des betreffenden Raumes 17 bündig mit ihrer
Unterseite eingebaut. Er kann jedoch auch andere
Anordnungen haben, vorzugsweise auch mit vertikaler
Längsachse 20 seines Luftleitkanales 11 und nach unten
gerichteter Austrittsmündung 14. Es ist jedoch auch
denkbar, ihn in eine Zwischendecke oder mit oder ohne
Abstand innerhalb einer Decke oder in manchen Fällen
in anderen Stellungen anzuordnen, bspw. mit
horizontaler Längsachse.
In dem Luftleitkanal 11 ist ein äußerer Kranz 21 von
äußeren Drallschaufeln 23 und ein innerer Kranz 22 von
inneren Drallschaufeln 24 angeordnet, die wie
dargestellt luftmäßig zueinander parallel geschaltet
sind. Der innere Drallschaufelkranz 22 ist innerhalb
eines kreiszylindrischen, geraden Innenrohres 25
angeordnet, das koaxial zum Luftleitkanal 11
angeordnet und an ihm mittels schmalen radialen
Streben, wie 26, gehalten ist. In diesem Innenrohr ist
eine Nabe 27 koaxial zu ihr ebenfalls mittels schmalen
radialen Streben, wie 29, gehalten. In dem Ringspalt
30 zwischen dem Innenrohr 25 und der Innenumfangswand
des Luftleitkanales 11 sind die äußeren Drallschaufeln
23 und damit der äußere Drallschaufelkranz 21 so
angeordnet, daß er den inneren Drallschaufelkranz 22
getrennt durch das Innenrohr 25 umfangsseitig umfaßt,
also beide Kränze in gleicher Höhe sind. Und zwar
befinden sich diese beiden Drallschaufelkränze 21, 22
unmittelbar am stromabwärtigen Endbereich des
kreiszylindrischen Abschnittes 12 des Luftleitkanales
11, also unmittelbar stromaufwärts vor dessen
trompetenförmiger Erweiterung 13. Die inneren
Drallschaufeln 24 reichen von der Nabe 27 bis zur
Innenwand des Innenrohres 25 und die äußeren
Drallschaufeln 23 von der Außenwand des Innenrohres 25
bis zur Innenwand des Luftleitkanals 11, so daß der
Kranz 22 das Innenrohr 25 und der Kranz 21 den
Ringspalt 30 absperren können.
Dieser Luftdrallauslaß 10 weist für die Drallschaufeln
23, 24 einen einzigen Kranz von in bezug auf die
Längsachse 20 des Luftleitkanales 11 radial
angeordneten Wellen (Stellwellen) 31 auf, die bezogen
auf die Längsachse 20 des Luftleitkanales 11 in
gleichen Zentriwinkelabständen voneinander angeordnet
und synchron miteinander stufenlos winkelverstellbar
sind. Jede Welle 31 ist in je einem an der Wandung des
den Luftleitkanal 11 bildenden Rohres befestigten
Lager und in je einem an der Nabe 27 angeordneten
Lager drehbar gelagert. In vielen Fällen kann die
Lagerung auch fliegend sein, also bspw. die Nabe 27
weggelassen werden, wie es in einem
Ausführungsbeispiel in Fig. 4 dargestellt ist.
Auf jeder Welle 31 ist je eine äußere Drallschaufel 23
und je eine innere Drallschaufel 24 in Reihe
hintereinander angeordnet. Die Längsachse der Welle 31
fällt mit den Längsachsen der beiden auf ihr
gehaltenen Drallschaufeln 23, 24 zusammen und bildet
deren Schwenkachse oder Drehachse. Jede
Drallschaufel 23, 24 ist mit Ausnahme ihrer durch die
dünne Welle 31 erforderlichen Auswölbung eben und
ungefähr trapezförmig ausgebildet. Die Größe dieser
Drallschaufeln 23, 24 und die gleich großen
Zentriwinkel zwischen den Längsachsen der einander
benachbarter Wellen 31 sind so getroffen, daß sowohl
der äußere Drallschaufelkranz als auch der innere
Drallschaufelkranz durch synchrones Drehen der Wellen
in Absperrstellungen überführt werden können, in denen
die Drallschaufeln sich überlappend aneinander
anliegen oder mit nur unbedeutenden Zwischenräumen
oder aneinanderstoßend einander gegenüberliegen, so
daß zwischen den Drallschaufeln keine Zuluft oder nur
in unwesentlichen Mengen Zuluft hindurchströmen kann
und hierdurch also der Schaufelkranz 22 das Innenrohr
25 und der Schaufelkranz 21 den Ringspalt 30 absperren
kann.
Die Drallschaufeln 23, 24 jedes Drallschaufelkranzes
21, 22 können durch bewegungsgekoppeltes Drehen der
Wellen 31 in beliebige Winkelstellungen, d.h. in
beliebige Anstellwinkel verschwenkt werden, in denen
sie Drallströmungen der Zuluft bewirken. Auch können
sie in Winkelstellungen verschwenkt werden, in denen
sie der Zuluft minimalen Strömungswiderstand bieten
und die Zuluft nicht mehr in Drallströmungen ablenken,
sondern axiales, drallfreies Durchströmen des
Innenrohres 25 bzw. des Ringspaltes 30 durch die
Zuluft ermöglichen.
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine Welle 31 mit zwei
Drallschaufeln 23, 24 gemäß der Schnittlinie 3-3 der
Fig. 1 schematisch dargestellt. Jede Drallschaufel ist
aus einem trapezförmigen Federblech gebildet, das eben
ist mit Ausnahme einer mittigen Längsrinne 32, mit der
es auf die kreiszylindrische Welle 31 aufgeclipst ist
und sich in beliebiger Winkelstellung auf ihr
hierdurch durch Haftreibung hält, wobei die
Haftreibung so groß ist, daß die Drallschaufel auf der
Welle nicht durch die Zuluft gedreht werden kann, sich
jedoch von Hand auf der Welle 31 zur genauen
Einstellung drehen läßt.
Die Winkel a 1, a 2 und b in Fig. 3 haben folgende
Bedeutung. Die Winkel a 1 und a 2 sind die durch
Drehen der Welle 31 jeweils gemeinsam verstellbaren
Anstellwinkel der Drallschaufeln 23 bzw. 24. Diese
Anstellwinkel sind die Winkel, die die durch die
beiden blattförmigen Bereiche der äußeren
Drallschaufel 23 (Winkel a 1) bzw. der inneren
Drallschaufel 24 (Winkel a 2) bestimmten
Drallschaufelebenen 33 bzw. 34 mit der durch die
Längsachse 20 des Luftleitkanales 11 und die
Längsachse der Welle 31 bestimmten geometrischen Ebene
43 in der dargestellten Uhrzeigerrichtung ausgehend
von dem oberhalb der Längsachse der Welle 31
befindlichen Bereich der Ebene 43 einschließen. Die
Zuströmrichtung der Zuluft zu den Drallschaufelkränzen
ist in Fig. 3 durch den Pfeil B dargestellt. Der
Winkel b ist der Winkel, den die beiden
Drallschaufelebenen 33, 34 miteinander einschließen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist b = 90°. Ferner ist
in diesem Ausführungsbeispiel der Winkel a 1 auf 30°
und der Winkel a 2 auf 120° eingestellt dargestellt.
Infolge der manuellen Drehbarkeit der Drallschaufeln
23, 24 auf der Welle 31 kann man den Winkel b
unterschiedlich einstellen.
An den äußeren Enden der Wellen 31 sind rechtwinklig
von ihnen abstrebende Hebel 35 angeordnet, die an
einem zum Luftleitkanal 11 koaxialen Ring 36 gelenkig
gelagert sind. Der Ring 36 kann mittels eines
Stellmotors 37 stetig in beiden Drehrichtungen gedreht
werden, wodurch sich alle Wellen 31 exakt synchron
drehen lassen, so daß a 2 = a 1 + b ist.
Alle äußeren Drallschaufeln 23 können zweckmäßig so
eingestellt sein, daß ihre Winkel a 1 jeweils gleich
groß sind. Entsprechend können die inneren
Drallschaufeln 24 zweckmäßig so eingestellt sein, daß
ihre Winkel a 2 jeweils gleich groß sind. Ferner wird
ein gewünschter Winkel b eingestellt. Es ist in
Sonderfällen jedoch auch möglich, die Drallschaufeln
23 und/oder 24 so einzustellen, daß die Anstellwinkel
a 1 und/oder die Anstellwinkel a 2 und
gewünschtenfalls auch die Winkel b unter sich nicht
alle gleich groß sind. Der Winkel b kann zweckmäßig
ungefähr 60-90°, vorzugsweise ungefähr 70-90°,
besonders zweckmäßig ungefähr 90° betragen. Die Winkel
a 1 und a 2 sind durch Drehen der Wellen 31 stetig
verstellbar, und zwar zweckmäßig um mindestens 90°,
vorzugsweise um ca. 180°, und zwar vorzugsweise
derart, daß die äußeren Drallschaufeln 23 gemeinsam in
Stellungen verschwenkbar sind, in denen a 1 = 0° oder
180° ist, was jeweils ihrer maximalen Offenstellung
entspricht, bei der sie der sie durchströmenden Zuluft
keinen Drall erteilen und ihr Strömungswiderstand
minimal ist. Wenn b = 90° ist, dann ist dabei
a 2 = 90° bzw. 270°, was jeweils der Absperrstellung
des inneren Drallschaufelkranzes 22 entspricht. Aus
dieser Absperrstellung sind diese inneren
Drallschaufeln 24 zweckmäßig zumindest bis in eine
Stellung stetig verschwenkbar, in der a 2 = 0° oder
180° ist, wo sie sich in ihren maximalen
Offenstellungen befinden, in denen sie der sie dann
durchströmenden Zuluft keinen Drall erteilen und ihr
Strömungswiderstand minimal ist.
Die Wellen 31 sind in jede beliebige Winkelstellung
innerhalb ihres Stellwinkelbereiches stufenlos
einstellbar. Dabei ist besonders günstig, daß die
äußeren und inneren Drallschaufeln 23, 24 gemeinsam
durch Drehen der Wellen um ihre ortsfesten Drehachsen
jeweils gleichsinnig und synchron winkelverstellbar
sind, was den baulichen Aufwand erheblich verringert
und die Verstellung bzw. die Ansteuerung der
Drallschaufelkränze vereinfacht. Auch ist diese
Kopplung günstig für die Nah- und Fernfelder der durch
die ausströmende Zuluft im Raum bewirkten
Luftströmungen.
Bei Ausblasen dem Kühlen des Raumes 17 dienender
kalter Zuluft können bspw. zweckmäßig die Winkel a 1
und a 2 auf ca. 45° und 135° eingestellt werden. Bei
Ausblasen dem Heizen dienender warmer Zuluft kann
bspw. der Winkel a 2 des Drallschaufelkranzes 22 auf
ca. 140 bis 180° eingestellt werden, so daß dann bei
b = 90° der Winkel a 1 ca. 50° bis 90° beträgt.
Man kann zweckmäßig vorsehen, daß die Verstellung der
Wellen 31 mittels des einzigen, ihnen gemeinsam
zugeordneten Stellmotors 37 unter Steuerung durch eine
Steuer- oder Regelvorrichtung 39 so erfolgt, daß eine
vorbestimmte Wurfweite L dieses Luftauslasses in
mindestens einem vorzugsweise größeren Teilbereich des
Betriebsbereiches von ihm oder im gesamten
Betriebsbereich ständig in relativ engen Grenzen,
vorzugsweise im wesentlichen konstant bleibt. Wenn
sich die Austrittsmündung 14 des Luftdrallauslasses 10
bspw. in einer Höhe von 8 m über dem Boden des
betreffenden Raumes 17 befindet, dann kann bspw.
zweckmäßig vorgesehen sein, daß die Wurfweite L ca. 7 m
und v x ca. 0,2 m/s beträgt, also in einer Höhe von
1 m über dem Boden v x ungefähr 0,2 m/s beträgt,
unabhängig von den Temperaturen der Zuluft und des
Raumes 17 und dem Volumenstrom der durch diesen
Luftdrallauslaß 10 ausgeblasenen Zuluft, also
unabhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen, sei
es bei Heizlast und Kühllast oder nur bei Heizlast
oder nur bei Kühllast oder in mindestens einem
Teilbereich der Heiz- bzw. Kühllast und ggfs. auch bei
untemperierter Zuluft. Bspw. kann dies dazu benutzt
werden, um bei Schnellaufheizen des Raumes
bodenseitige Kaltluftseen in ihm rasch aufzulösen.
Die Zuluft wird durch die Drallschaufeln des Kranzes
21 bzw. des Kranzes 22 jeweils in eine Drallströmung
versetzt, wenn a 1 bzw. a 2 von 0°, 90°, 180° und
270° abweicht. Diese beiden Kränze 21, 22 erzeugen bei
b = 90° dabei stets zueinander gegensinnigen Drall,
der also Drallströmungen der Zuluft bewirkt.
Zur selbsttätigen Steuerung oder Regelung ungefähr
oder weitgehend konstanter, vorbestimmter Wurfweite
der aus diesem Luftdrallauslaß in den Raum
ausströmenden Zuluft ist die Steuer- oder
Regelvorrichtung 39 vorgesehen. Es kann im Falle des
Betriebs des Luftdrallauslasses 10 mit ungefähr
konstantem Volumenstrom bspw. zweckmäßig vorgesehen
sein, ungefähr konstante Wurfweite wie folgt zu
steuern: Es wird in der Regel- oder Steuervorrichtung
39 die Differenz zwischen der mittels eines
Temperaturfühlers 40′ gefühlten Temperatur der Zuluft
und der mittels eines Temperaturfühlers 41 gefühlten
Raumtemperatur gebildet, desgleichen ermittelt sie das
Vorzeichen der Temperaturdifferenz und gibt an den
Stellmotor 37 Steuerbefehle, um a 1 und damit bei dem
jeweils eingestellten b auch a 2 gemäß einer
vorbestimmten Kennlinie oder einem vorbestimmten
Kennlinienfeld in Abhängigkeit dieser
Temperaturdifferenz und gewünschtenfalls auch noch
eines oder mehrerer anderer Parameter zu regeln oder
zu steuern, wobei die Kennlinie bzw. das
Kennlinienfeld so getroffen ist, daß die vorbestimmte,
ungefähr konstante Wurfweite der Zuluft in diesem Raum
beim Betrieb der Klimaanlage, zu der der
Luftdrallauslaß 10 mit gehört, ständig oder in
mindestens einem bestimmten Betriebsteilbereich, bspw.
nur bei Heizen, aufrechterhalten wird. Falls dem Raum
17 mehrere Luftdrallauslässe 10 zugeordnet sind, kann
bspw. jeder einzelne für sich oder sie können alle
oder gruppenweise synchron mittels einer gemeinsamen
Steuervorrichtung bzw. Regelvorrichtung gesteuert bzw.
geregelt werden. Auch andere Möglichkeiten bestehen.
Wenn statt mit ungefähr konstantem Volumenstrom mit
variablem Volumenstrom (VVS) bei der betreffenden
Klimaanlage gearbeitet wird, dann ist beim Heizen die
Temperatur der warmen Zuluft ungefähr konstant und es
wird die Raumtemperatur durch Verstellen des in den
Raum eingeblasenen Volumenstromes der Zuluft geregelt.
Beim Kühlen des betreffenden Raumes wird entsprechend
kalte Zuluft ungefähr konstanter Temperatur zur
Regelung der Raumtemperatur in variablem Volumenstrom
in den Raum eingeblasen. In diesem Fall kann zum
selbsttätigen Einhalten einer gewünschten Wurfweite in
möglichst engen Grenzen vorgesehen sein, daß der
Istwert des Volumenstromes mittels eines Fühlers 42
in die Steuer- oder Regelvorrichtung 39 als Variable
eingegeben wird und in Abhängigkeit dieser Variablen
und gewünschtenfalls noch eines oder anderer Parameter
die Anstellwinkel der Drallschaufelkränze 21, 22
jeweils selbsttätig so verstellt bzw. eingestellt
werden, daß diese Wurfweite möglichst gut eingehalten
wird.
Wenn dem Raum mehrere solche Luftdrallauslässe
zugeordnet sind, kann man in vielen Fällen auch
vorsehen, ihre Wellen 31 synchron zu verstellen.
Das Verhältnis d/D des dem maximalen Außendurchmesser
des inneren Kranzes 22 entsprechenden oder ungefähr
entsprechenden Innendurchmessers d des Innenrohres 25
zu dem maximalen Außendurchmesser des äußeren Kranzes
21 entsprechenden oder ungefähr entsprechenden
Innendurchmesser D der Innenumfangswand des
zylindrischen Abschnittes 12 des Luftleitkanales 11
ist bei dem Luftdrallauslaß 10 nach Fig. 1 und 2
konstant. Dieses Verhältnis kann vorzugsweise 0,2-0,9,
besonders zweckmäßig ungefähr 0,4-0,8 betragen.
Es kann oft zweckmäßig sein, daß man für
unterschiedliche Räume und Klimaanlagen
unterschiedlich große Verhältnisse d/D vorsieht, bspw.
um konstante Wurfweiten noch genauer oder über größere
Bereiche der mindestens einen Variablen steuern oder
regeln zu können, bspw. bei konstantem Volumenstrom
beim Heizen größere Differenzen zwischen den
Temperaturen der Zuluft und dem Raum 17 vorsehen zu
können, was die Wirtschaftlichkeit noch weiter erhöht,
unter anderem den baulichen Aufwand der Klimaanlage
noch weiter verringern läßt. Dies bedeutet bei dem
Luftdrallauslaß nach Fig. 1 und 2, daß man bei
unterschiedlichen Verhältnissen d/D unterschiedliche
Drallschaufeln 23, 24 und Innenrohre 25 benötigt, was
die Lagerhaltung vergrößert und im Falle
nachträglicher Änderung erheblichen Arbeitsaufwand
bedeutet.
Um dies zu vermeiden, ist bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 vorgesehen, daß auf jeder Stellwelle mehr
als zwei Drallschaufelsegmente 40 angeordnet sind,
vorzugsweise mindestens fünf Drallschaufelsegmente,
aus denen die Drallschaufeln 23, 24 in
unterschiedlichen Längen nur durch Drehen dieser
Segmente 40 auf den Wellen 31 zusammengesetzt werden
können. Die auf der jeweiligen Welle 31 angeordneten
Segmente 40 haben in diesem Ausführungsbeispiel - in
Richtung der Längsachse der Welle 31 gesehen - gleich
große Längen und ihre Gestalten sind so getroffen, daß
sie bei genau gleicher Winkeleinstellung auf der Welle
31 zusammen ein mit Ausnahme des durch die Welle 31
ausgewölbten Bereiches ebenes, segmentiertes Blatt mit
dreieck- oder trapezförmiger Gestalt ergeben. Man kann
nun die auf der jeweiligen Welle 31 um deren
Längsachse manuell drehbaren Segmente 40 von Hand in
unterschiedliche Winkelstellungen relativ zueinander
stufenlos verstellen, indem sie in diesem
Ausführungsbeispiel mit Reibungssitz auf der Welle 31
drehbar gelagert sind, welche Reibung so groß ist, daß
sie sich nicht von selbst auf der Welle
winkelverstellen, insbesondere auch die Zuluft sie
nicht verstellen kann. Diese Segmente 40 können wie
die Drallschaufeln 23, 24 beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 und 2 im Prinzip ausgebildet und mit ihren
Rinnen 32 auf die Wellen 31 sich reibungsschlüssig
haltend aufgeclipst sein.
Man kann nun die Schaufelsegmente 40 auf jeder Welle
31 um deren Längsachse drehen und so einstellen, daß
sich insgesamt zwei Schaufelkränze ergeben, nämlich
ein äußerer Schaufelkranz 21 und ein innerer
Schaufelkranz 22.
Die hierdurch auf jeder Welle 31 aus den auf ihr
zugeordneten Segmenten 40 gebildete äußere
Drallschaufel 23 und innere Drallschaufel 24
sind gemäß einem unterschiedlich einstellbaren Winkel
b zueinander winkelversetzt angeordnet, wobei wiederum
b zweckmäßig 60-90°, besonders zweckmäßig ungefähr
70-90°, insbesondere ungefähr 90° betragen kann.
Die Längs- und Drehachsen (sie fallen zusammen) der
Wellen 31 befinden sich zweckmäßig in - bezogen auf
die Längsachse 20 des Luftleitkanales 11 - gleich
großen Zentriwinkeln voneinander in einer
Durchmesserebene des stromabwärtigen Endbereiches des
zylindrischen Abschnittes 12 des Luftleitkanales 11
und sind in bezug auf dessen Längsachse 20 radial
angeordnet. Die Längen der jeweils äußeren
Drallschaufeln 23 sind zweckmäßig jeweils so
vorzusehen, daß sie gleich lang sind, desgleichen die
Längen der inneren Drallschaufeln 24. Diese Längen
können durch Winkelverstellung von Segmenten 40 auf
den Wellen 31 in weiten Grenzen stufenweise und damit
das Durchmesserverhältnis d/D zur Anpassung an
unterschiedliche Anwendungsfälle stufenweise geändert
werden.
Der jeweilige innere Schaufelkranz 22 ist hier nicht
in einem Innenrohr angeordnet, sondern jede innere
Drallschaufel 24 schließt unmittelbar an die
benachbarte äußere Drallschaufel 23 ohne
Zwischenfügung eines Rohres an, was die Bauart noch
weiter vereinfacht. Auch sind in diesem
Ausführungsbeispiel die Wellen 31 fliegend in an der
Wand des Kanales 11 angeordneten Lagern gelagert. Sie
können wiederum wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
mittels eines durch einen Stellmotor 37 drehbaren
Ringes 36 synchron miteinander winkelverstellt werden,
wobei beliebige Winkelverstellungen möglich sind. Im
übrigen gelten die Ausführungen zu dem Luftdrallauslaß
nach Fig. 1 und 2 auch zu dem nach Fig. 4
entsprechend. Da in diesem Ausführungsbeispiel alle
Segmente 40 gleich lang und pro Welle sechs Segmente
40 vorhanden sind, läßt sich das Verhältnis d/D von
5/6 bis 1/6 in fünf Stufen verstellen. Wenn allgemein
n gleich lange Segmente 40 pro Welle vorhanden sind,
läßt sich dieses Verhältnis von (n-1)/n bis 1/n
verstellen. Durch Verstellung des Verhältnisses d/D
läßt sich bspw. die Wurfweite für maximales Heizen und
Schnellaufheizung bei Betrieb mit im wesentlichen
konstanten Volumenstrom verstellen. Wenn dabei bspw.
der äußere Drallschaufelkranz 21 abgesperrt und der
innere Drallschaufelkranz 22 voll offen ist, ist die
Wurfweite umso größer, je kleiner d/D ist.
Zusätzlich ermöglicht die drehbare Anordnung der
Drallschaufeln 23, 24 bzw. der Segmente 40 auf den
Wellen 31, daß auch b = 0 einstellbar und dann das
Verhältnis d/D = 1 ist, wenn diese Einstellung in
Sonderfällen gewünscht werden sollte.
In Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine der Wellen 31
gemäß der Schnittlinie 5-5 der Fig. 4 dargestellt und
man sieht, daß in diesem Ausführungsbeispiel b = 90°
beträgt. Jedoch sind auch hier andere Werte von b
einstellbar.
Die Segmente 40 ermöglichen es auch, sie auf jeder
Welle zu mehr als zwei Drallschaufeln anzuordnen, die
auf der Welle 31 zueinander winkelversetzt angeordnet
sind. Es befindet sich dann zwischen dem jeweils
äußeren und inneren Drallschaufelkranz noch mindestens
ein weiterer Drallschaufelkranz, was die Einstell- und
Steuermöglichkeiten dieses Luftdrallauslasses noch
weiter vergrößert.
Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, muß die gesamte
Zuluft, die den betreffenden Luftdrallauslaß 10
durchströmt, die vorhandenen Drallschaufelkränze
durchströmen. Wenn ein Drallschaufelkranz sich in
seiner Absperrstellung befindet, dann ist in seinem
Bereich der betreffende Strömungsweg für die Zuluft
abgesperrt und die gesamte Zuluft muß dann den oder
die anderen, noch vorhandenen, nicht abgesperrten
Drallschaufelkränze durchströmen. Es existieren also
keine Bypässe für Zuluft bei den Luftdrallauslässen
10, durch die Zuluft an den Drallschaufelkränzen
vorbeiströmen könnte, ohne durch sie beeinflußbar zu
sein. Dies ist besonders vorteilhaft. In manchen
Fällen ist es jedoch auch möglich, vorzusehen, daß der
Luftdrallauslaß ein oder mehrere, die
Drallschaufelkränze umgehende Bypässe für Teilmengen
der Zuluft aufweist, die bspw. zu Treibstrahldüsen
führen.
In den Ausführungsbeispielen sind innerhalb des
Luftleitkanales 11 nur Teile angeordnet, die die
Luftkränze 21, 22 bilden und mit ihnen in Zusammenhang
stehen. So sind außer diesen Drallschaufelkränzen
21, 22 im Inneren des Luftleitkanales 11 bei Fig. 1 und
2 nur noch das Innenrohr 25, die Nabe 27 und die
Streben 26, 29 angeordnet. Stromabwärts der
Austrittsmündung 14 des Luftdrallauslasses 10 sind
keine weiteren Luftleit- oder -lenkelemente
angeordnet. Die einzigen Luftlenkelemente dieses
Luftdrallauslasses 10 bilden die beiden Schaufelkränze
21, 22. Beim Luftdrallauslaß 10 nach Fig. 4 befinden
sich ausschließlich die Segmente 40 und die sie
tragenden Bereiche der Wellen 31 innerhalb des
Luftleitkanales 11. All dies ist besonders
vorteilhaft. In manchen Fällen können jedoch im
Luftleitkanal 11 noch zusätzliche Teile für
irgendwelche Zwecke angeordnet sein, bspw.
stromaufwärts der Drallschaufelkränze ein Lochgitter
oder Sieb oder Gleichrichter für die Vergleichmäßigung
der zu den Drallschaufelkränzen strömenden
Zuluftströmung; oder noch stationäre Düsen oder dgl.
zum Ausblasen von nicht winkelverstellbaren
Zuluftstrahlen, oder ein Gitter an der
Austrittsmündung 14, usw.
In Fig. 6 ist ein Diagramm dargestellt, das der
Erläuterung eines wichtigen Vorteiles von erfindungsgemäßen
Luftdrallauslässen für den Fall im wesentlichen
konstanten Volumenstromes dient. Die Abszisse
ist die Temperaturdifferenz Delta T in Kelvin zwischen der
Temperatur der warmen Zuluft und der Raumtemperatur.
Dieses Diagramm dient also für den Fall des Heizens.
Die Ordinate ist das weiter oben schon erläuterte
Durchmesserverhältnis d/D der beiden
Drallschaufelkränze 22, 21. Das Diagramm wurde für den
Fall b=90°, a 2=180° und demnach a 1=90° und D=200
mm aufgenommen, wobei D dem lichten Durchmesser des
Luftleitkanales 11 in Höhe der Drallschaufelkränze
21, 22 und damit dem Außendurchmesser des äußeren
Drallschaufelkranzes 21 entspricht. Dieser äußere
Drallschaufelkranz 21 befindet sich also bei diesem
Diagramm in seiner Absperrstellung und der
Drallschaufelkranz 22 ist maximal offen. Dieses Diagramm
wurde für konstanten Volumenstrom mit folgenden weiteren
Randbedingungen aufgenommen:Raumhöhe 8 m, Auslaßmündung 14 des
Luftdrallauslasses 10 bündig mit der Decke des Raumes
17, vertikale Raumluftgeschwindigkeit v x = 0,25 m/s
in 1 m Höhe über dem Fußboden. Man erkennt aus diesem
Diagramm, daß, je kleiner der Außendurchmesser d des
inneren Drallschaufelkranzes ist desto größer die
Übertemperatur der Zuluft gegenüber der Raumluft ist.
Man kann also durch Verkleinerung von d/D die
zulässige Übertemperatur Delta T bei gegebenem
Volumenstrom und damit die maximale Heizleistung des
Luftdrallauslasses erhöhen. Die trotz der Erhöhung der
Übertemperatur erzielbare unverändert große
Eindringtiefe der erwärmten Luft, deren Auftrieb mit
Steigender Übertemperatur größer wird, wird durch
Reduzierung der freien Ausblasfläche des
Luftdrallauslasses und damit Vergrößerung der
Einblasgeschwindigkeit und ferner auch mit durch die
unvermeidliche Veränderung der Mischzahl erzielt, da
die Mischzahl vom Turbulenzgrad, den der Auslaß
erzeugt, abhängt und sich dieser mit dem
Durchmesserverhältnis d/D ebenfalls ändert. Man
ersieht aus diesem Diagramm ferner, daß mit einem
herkömmlichen Luftdrallauslaß , der einen einzigen
Drallschaufelkranz aufweist, für den also der
Ordinatenwert 1,0 gilt, hier nur wenige
Kelvin Übertemperatur Delta T zulässig wären, wogegen
erfindungsgemäße Luftdrallauslässe viel höhere
Übertemperaturen Delta T bei unverändertem
Volumenstrom erreichen lassen.
Claims (20)
1. Luftdrallauslaß zum Einblasen von Zuluft in einen
dem Aufenthalt von Personen dienenden Raum,
vorzugsweise Luftdrallauslaß für Klimaanlagen,
welcher Luftdrallauslaß einen Luftleitkanal
aufweist, in welchem ein zu ihm koaxial
angeordneter Kranz schwenkbarer,
bewegungsgekoppelter Drallschaufeln angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß im Luftleitkanal (11)
mindestens zwei zueinander koaxiale Kränze (21, 22)
schwenkbarer Drallschaufeln (23, 24) luftmässig
parallel geschaltet angeordnet sind.
2. Luftdrallauslaß nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß er insgesamt zwei
Drallschaufelkränze (21, 22) aufweist.
3. Luftdrallauslaß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Drallschaufelkranz (21)
umfangsseitig des anderen oder eines anderen
Drallschaufelkranzes (22) angeordnet ist.
4. Luftdrallauslaß nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der eine
Drallschaufelkranz (22) in einem zum Luftleitkanal
(11) koaxialen geraden Innenrohr (25) und der
andere Drallschaufelkranz (21) in dem Ringspalt
(30) zwischen dem Innenrohr und dem Luftleitkanal
angeordnet ist.
5. Luftdrallauslaß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle
Drallschaufeln (23, 24) miteinander
bewegungsgekoppelt sind, vorzugsweise die
Drallschaufeln der Drallschaufelkränze auf
gemeinsamen, ihrem gemeinsamen Schwenken dienenden
Wellen (31) angeordnet sind.
6. Luftdrallauslaß nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß auf jeder Welle (31) die
Drallschaufeln (23, 24) von zwei einander
benachbarten Drallschaufelkränzen (21, 22)
zueinander um auf die Drehachse der Welle bezogene
Winkel von mindestens 60°, vorzugsweise um Winkel
von ca. 70 bis 90° winkelversetzt angeordnet sind.
7. Luftdrallauslaß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drallschaufeln (23, 24) auf den ihrem Drehen
dienenden Wellen (31) winkelverstellbar angeordnet
sind.
8. Luftdrallauslaß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwenkachsen der Drallschaufeln (23, 24) in bezug
auf den Luftleitkanal (11) ungefähr radial und in
derselben Durchmesserebene des Luftleitkanales (11)
angeordnet sind.
9. Luftdrallauslaß nach einem der Ansprüche 5-8,
dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Welle (31)
mindestens drei Drallschaufelsegemente (40)
angeordnet und aus diesen die auf der betreffenden
Welle angeordneten Drallschaufeln der
Drallschaufelkränze (21, 22) in - bezogen auf die
Längsrichtung der Welle - unterschiedlichen Längen
zusammensetzbar sind.
10. Luftdrallauslaß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Luftleitkanal (11) zumindest in dem Längsbereich,
in dem er die Drallschaufelkränze (21, 22) umfaßt,
rotationssymmetrisch, vorzugsweise kreiszylindrisch
ist.
11. Luftdrallauslaß nach einem der Ansprüche 4-10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (25)
rotationssymmetrisch, vorzugsweise kreiszylindrisch
ist.
12. Luftdrallauslaß nach einem der Ansprüche 2-11,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von
insgesamt zwei Drallschaufelkränzen das Verhältnis
d/D des Außendurchmessers d des inneren
Drallschaufelkranzes (22) zum Außendurchmesser D
des äußeren Drallschaufelkranzes (21) 0,2-0,9,
vorzugsweise ungefähr 0,4-0,8 beträgt.
13. Luftdrallauslaß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drallschaufeln (23, 24) bzw. die sie bildenden
Segmente (40) eben oder im wesentlichen eben sind
und vorzugsweise ungefähr trapezförmige Gestalt
haben.
14. Luftdrallauslaß nach einem der Ansprüche 7-13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drallschaufeln
(23, 24) bzw. die sie bildenden Segmente (40) auf
den zugeordneten Wellen (31) drehbar mit
Haftreibung angeordnet, vorzugsweise aufgeclipst
sind oder in unterschiedlichen Winkelstellungen auf
sonstige Weise befestigbar sind.
15. Luftdrallauslaß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine
Drallschaufeln (23, 24), bzw. die sie bildenden
Segmente (40) seine einzigen Luftlenkelemente
sind, vorzugsweise in dem Luftleitkanal (11) außer
den Drallschaufelkränzen (21, 22) und ggf. ihnen
zugeordnetes, im Luftleitkanal befindliches
Zubehör (25, 26, 27, 29) keine sonstigen,
Strömungswiderstände bildenden Teile angeordnet
sind, gegebenenfalls mit Ausnahme von mindestens
einem Sieb, Gitter oder Gleichrichter.
16. Luftdrallauslaß nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Luftdrallauslaß (10) frei von die
Drallschaufelkränze (21, 22) umgehenden Bypässen
ist, so daß der Strömungsweg für die gesamte
Zuluft durch die Drallschaufelkränze hindurch
führt.
17. Verfahren zum Betreiben eines Luftdrallauslasses
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Schnellaufheizung und/oder
maximaler Heizlast des Raumes, in den der
Luftdrallauslaß Zuluft einbläst, mindestens ein
Drallschaufelkranz, vorzugsweise der äußere
Drallschaufelkranz in seine Absperrstellung und
mindestens ein anderer Drallschaufelkranz,
vorzugsweise der innere Drallschaufelkranz in
seine maximale Offenstellung eingestellt sind,
wobei die maximale Offenstellung vorzugsweise so
vorgesehen ist, daß bei ihr die den betreffenden
Drallschaufelkranz durchströmende Zuluft durch
dessen Drallschaufeln nicht in eine Drallströmung
versetzt wird.
18. Verfahren zum Betreiben eines Luftdrallauslasses
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Luftdrallauslaß mit im
wesentlichen konstantem Volumenstrom der Zuluft
gespeist wird.
19. Verfahren zum Betreiben eines Luftdrallauslasses
nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Luftdrallauslaß mit
variablem Volumenstrom der Zuluft gespeist wird.
20. Verfahren zum Betreiben eines Luftdrallauslasses
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest in einem Teilbereich
des Betriebsbereiches des Luftdrallauslasses seine
Drallschaufelkränze durch mindestens einen
Stellmotor verstellbar sind, vorzugsweise
selbsttätig gemäß einer Kennlinie oder einem
Kennliniefeld so verstellt werden, daß die
Wurfweite der aus dem Luftdrallauslaß
ausgeblasenen Zuluft im wesentlichen konstant
gehalten wird, vorzugsweise in den Grenzen des
0,7- bis 1,0-fachen einer vorbestimmten, maximalen
Wurfweite.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873736448 DE3736448A1 (de) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Luftdrallauslass und verfahren zu seinem betreiben |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873736448 DE3736448A1 (de) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Luftdrallauslass und verfahren zu seinem betreiben |
Publications (1)
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DE3736448A1 true DE3736448A1 (de) | 1989-05-11 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873736448 Withdrawn DE3736448A1 (de) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Luftdrallauslass und verfahren zu seinem betreiben |
Country Status (1)
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