DE4127247A1 - Regenabweisdiffusor-haube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regenabweisdiffusor-Haube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Regenabweisdiffusor-Hauben, die auch als Deflektorhauben be­ zeichnet werden, dienen dazu, das Eindringen von Regenwasser insbesondere in Fortluftleitungen zu verhindern und damit eine nachteilige Beeinflussung der Strömung in der Fortluft­ leitung sowie eine Versottung zu vermeiden. Dabei tritt das Problem auf, daß die Regenabweisdiffusor-Haube einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweisen soll, um den Energie­ verbrauch bei dem Entlassen der Fortluft gering zu halten.

Um dieses Problem zu lösen, ist eine Deflektorhaube bekannt, die einen Außenmantel als Aufsatz auf einer Fortluftleitung und einen in dem Außenmantel gehaltenen Innenkörper umfaßt. Die Deflektorhaube soll Diffusoreigenschaften aufweisen, um dem strömenden Medium nur einen geringen Strömungswiderstand entgegenzusetzen (DE-OS 34 42 188). Hierzu erweitert sich der Außenmantel an einer unteren Öffnung und einer oberen Öffnung bis zu einer mittleren Ebene, die zwischen beiden Öffnungen liegt. Ein Innenkörper, der in dem Außenmantel gehalten ist, erweitert sich von einer Basisfläche bis zur mittleren Ebene und verengt sich wieder ab der mittleren Ebene zu der Abström­ öffnung hin, dergestalt, daß ein Ringraum, der zwischen dem Außenmantel und dem Innenkörper gebildet ist, einen sich vom Zuströmquerschnitt bis zum Abströmquerschnitt vergrößernden Querschnitt aufweist. - Diese Deflektorhaube hat jedoch eine aktuellen und zukünftigen Ansprüchen noch nicht immer ge­ nügende Austrittsgeschwindigkeit, wenn der Energieeinsatz bei dem einströmenden Fortluftgas nicht unverhältnismäßig erhöht werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß Anspruch l von einer an sich bekannten Gestaltung eines Diffusors ausgegangen, dessen Außenmantel nach außen erweitert ist, dessen Nabenabfluß jedoch als Zylinder gestaltet ist (Fritz Mode "Ventilatoran­ lagen", 4. Aufl., Verlag de Gruyter, insbesondere Seite 305, Abb. 288).

Bei einer anderen zum Stand der Technik gehörenden Regenab­ weisdiffusor-Haube ist der Diffusormantel sich nach außen, zu der oberen Öffnung hin erweiternd ausgebildet, während der Innenkörper aus einem nach unten zulaufenden Trichter besteht, dessen obere Öffnung etwa in der Mittelebene liegt, von der ab die Diffusorhaube nach oben kegelstumpfförmig zusammenläuft. Von dem untersten Punkt des Trichters führt ein Regenabflußrohr weiter nach unten aus dem Diffusormantel hinaus (Druckschrift der Firma Beck Kunststoffverformungs-GmbH, Frankfurt). Der Strömungswiderstand dieser Deflektorhaube ist jedoch nicht günstiger als derjenige der voranstehend beschriebenen be­ kannten Deflektorhaube. Im Bereich der oberen Öffnung dieser bekannten Deflektorhaube mündet der Diffusormantel in einem zylindrischen Ring, dem aber kein Abschnitt des Innenkörpers gegenübersteht.

Auch ein Diffusormantel einer anderen zum Stand der Technik gehörenden Deflektorhaube weist einen solchen oberen zylindri­ schen Abschnitt auf, der Diffusormantel ist jedoch hier mit Ausnahme eines Übergangsabschnitts zu der oberen Öffnung als Zylinder ausgeformt (Druckschrift der Firma Beck Kunststoff­ verformungs-GmbH, Frankfurt). Der Innenkörper ist auch hier trichterförmig ausgeformt. - Diese Deflektorhaube hat einen noch zu hohen Strömungswiderstand.

Im Zuge neuer Vorschriften, insbesondere in Deutschland und in Österreich, die eine hohe Ausgangsgeschwindigkeit fordern, wobei jedoch die Strömungsverhältnisse beim Eintritt in die Haube nicht verändert werden sollten, stellt sich die Aufgabe einer verbesserten aerodynamischen Gestaltung der Haube, um die Ausgangsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Zu der Ausbildung der Regenabweisdiffusor-Haube mit dem im wesentlichen zylindrischen Nabenabflußkern in einem sich nach außen erweiternden Diffusormantel wird noch ergänzend bemerkt, daß diese Anordnung mit Erweiterungswinkeln zwischen 5° und 20° ausgebildet sein können, wobei jedoch in den meisten Fällen nur der engere Bereich 7° bis 9° in Frage kommt. Damit können Fortluftgasgeschwindigkeiten nur bis zu einer gewissen Austrittsgeschwindigkeit relativ verlustarm realisiert werden. Wenn die Austrittsgeschwindigkeit hingegen gesteigert werden soll, treten hohe Strömungsverluste zwischen dem Diffusorman­ tel und dem Nabenabflußkern auf. Diese Nachteile des bekann­ ten Prinzips sind durch die erfindungsgemäß angeordnete ring­ förmige Ausblasdüse vermieden worden, mit der beispielsweise auch Gasaustrittsgeschwindigkeiten gemäß VDI 2051 ohne Verän­ derung der Gaseintrittsgeschwindigkeit erreicht werden.

Die erfindungsgemäße Regenabweisdiffusor-Haube arbeitet nicht nur nach dem Diffusorprinzip, sondern weist nach dem kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs l zusätzlich im Bereich des Ausblasmundstücks eine Düsenwirkung auf, die eine Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit ergibt. Der Eintrittsquerschnitt der Regenabweisdiffusor-Haube kann dabei wie bisher üblich ausgebildet sein. Das Ausblasmundstück ist zum Erreichen der Düsenwirkung im Längsschnitt gekrümmt und mit degressiv ab­ nehmenden Querschnitten nach aerodynamischen Gesichtspunkten geformt, im Unterschied zu den bekannten Einzügen oder Ein­ schnürungen, die als gerade Kegelabschnitte geformt sind.

Die erfindungsgemäß vorgesehene ringförmige Ausblasdüse hat weiterhin den wesentlichen Vorteil, daß nicht, wie bisher, ein Staudruck in der Regenabweisdiffusor-Haube auftritt, der zur Folge hat, daß die Fortluftgase zum Teil vertikal durch eine Regenauffangwanne und ein Wasserablaufrohr nach unten außen abströmen, wodurch bei toxischen Gasen eine Gefährdung von Personen eintreten kann, die sich in der Nähe der Regenabweis­ diffusor-Haube, beispielsweise zur Durchführung von Wartungs­ arbeiten, befinden.

Die Fortluftgasaustrittsgeschwindigkeit kann ohne Veränderung der Gaseintrittsgeschwindigkeit und des Eintrittsquerschnitts durch die Ausbildung der ringförmigen Ausblasdüse eingestellt werden. Zur Einstellung ist vorteilhaft nach Anspruch 2 we­ nigstens eines der die ringförmige Ausblasdüse bildenden Teile auswechselbar.

Die Merkmale der erfindungsgemäßen Regenabweisdiffusor-Haube, die vor allem der Traufwasserableitung dienen, sind in An­ spruch 3 angegeben, wobei diese Ausbildung auch in strömungs­ technischer Hinsicht insbesondere durch die Kalotte günstig beeinflußt wird, in welche der zylindrische Hauptabschnitt des Nabenabflußkerns unten ausläuft. Die Kalotte ist so be­ messen, daß ein vertikaler Überstand zu dem sich unter der Kalotte befindlichen Gaseintrittsstutzen einstellt, wodurch das Traufwasser von der Fortluftleitung ferngehalten wird, an welche der Gaseintrittsstutzen angeschlossen ist. An der Übergangsstelle zwischen dem zylindrischen Hauptabschnitt des Nabenabflußkerns und der unten angeformten Kalotte befindet sich eine Traufwasserrinne, aus der Regenaustrittselemente, sogenannte Zotten, herausragen. Die Regenaustrittselemente münden über einer ringförmigen, oben offenen Induktionskammer, welche zwischen dem Diffusormantel und dem nach oben konisch verjüngten Gaseintrittsstutzen angeordnet ist. Unten ragt we­ nigstens ein Regenablaufrohr aus der Induktionskammer heraus. - Durch die Formgebung der Induktionskammer wird erreicht, daß eine Induktionsströmung im Bereich der Induktionskammer ent­ steht, so daß keine Fortluftgase aus dem Wasserauslauf­ stutzen nach unten außen entweichen. Vielmehr wird durch den Wasserauslaufstutzen zusätzliche Luft, sogenannte Sekundärluft, in die Regenabweisdiffusor-Haube angesaugt. Dort wird sie mit dem aus dem Gaseintrittsstutzen eintretenden Fortluftstrom innig vermischt und oben durch die ringförmige Ausblasdüse ins Freie geführt.

Wenn es gewünscht wird, die Konzentration gefährdender Bestand­ teile des Fortluftstroms weiter herabzusetzen, kann der Dif­ fusormantel zusätzliche Anströmöffnungen enthalten, die insbesondere im Bereich der Induktionskammer angeordnet sind.

Vorteilhaft sind die Diffusorhaube, der Nabenabflußkern und der Gaseintrittsstutzen jeweils als einstückige Formteile, d. h. nahtlos und ohne Schweißnähte, ausgebildet.

Diese Formteile können aus Kunststoffmaterialien wie PVC, PE oder PP hergestellt werden, je nach dem Anwendungsfall aber auch aus Blech. Als Blechmaterial kann außer Stahl oder Edel­ stahl ein Nichteisen-Metall gewählt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit zwei Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Regenabweisdiffusor-Haube in einem Längsschnitt und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Regenabweisdiffusor-Haube nach Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Regenabweisdiffusor-Haube umfaßt einen Diffusormantel 1 und einem in ihm gehaltenen, im wesentlichen zylindrischen Nabenabflußkern 2. In den Diffusormantel ragt unten ein nach oben konisch verjüngter Gaseinstrittsstutzen 3 ein, an den sich eine nicht dargestellte Fortluftleitung nach unten anschließt.

Der Nabenabflußkern hat einen zylindrischen Hauptabschnitt, dessen Erstreckung sich aus der Zeichnung ergibt. Oben ist der Nabenabflußkern geschlossen. Zwischen dem oberen Abschluß 4 und dem zylindrischen Hauptabschnitt ist aus dem Nabenab­ flußkern die innere Begrenzung einer ringförmigen Ausblasdüse 5 ausgeformt, indem sich die Querschnitte des Nabenabflußkerns nach oben degressiv erweitern. Diese Formgebung des Nabenab­ flußkerns und die gekrümmte Formgebung eines die äußere Be­ grenzung der Ausblasdüse bildenden Ausblasmundstücks 6 des Diffusormantels, das sich nach oben verengt, gehen im ein­ zelnen aus Fig. 1 hervor. Das Ausblasmundstück soll in Verbin­ dung mit dem gegenüberliegenden Abschnitt des Nabenabflußkerns so aerodynamisch geformt sein, daß eine Düsenwirkung zur Geschwindigkeitserhöhung des Fortluftgases ohne Rückstau eintritt.

Der Nabenabflußkern 2 wird durch Stege 7-9 in dem Diffusor­ mantel gehalten, die hier an dem zylindrischen Hauptabschnitt angebracht sind.

Der zylindrische Abschnitt des Nabenabflußkerns geht unten in eine Kalotte 10 über, die sich in einem vertikalen Überstand 11 über dem Eintrittsquerschnitt 12 des Gaseintrittsstutzens 3 befindet. An einer Übergangsstelle zwischen dem zylindrischen Hauptabschnitt des Nabenabflußkerns 2 und der Kalotte 10 ist eine Traufwasserrinne 13 angeordnet, die das durch die Ausblas­ düse 5 eintretende Regenwasser auffängt und in eine von drei Zotten 14-16 ableitet.

Die Zotten münden über einer Induktionskammer 17, die zwi­ schen dem sich nach oben konisch verjüngenden Gaseintritts­ stutzen 3 und einem nach außen ausgebauchten Teil des Diffu­ sormantels 1 ausgebildet ist. Es sei an dieser Stelle be­ merkt, daß der Diffusormantel auch im Bereich des größten Querschnitts der Kalotte eine größere Ausbauchung aufweist, welche die Strömungsverhältnisse in dem Diffusormantel opti­ miert.

An einer tiefsten Stelle der Induktionskammer mündet diese in ein Regenablaufrohr 18. Die Induktionskammer bildet also eine Sammelkammer für das Traufwasser, aus der das Traufwasser nach unten und außen abfließen kann, ohne durch einen Fortluftstrom in der gleichen Richtung begleitet zu sein. Vielmehr wird Außenluft infolge der Induktionswirkung, die einen Geschwin­ digkeitsanstieg in dem Diffusormantel bedeutet, durch das Regenablaufrohr nach oben angesaugt und in dem Diffusormantel mitgerissen. Zusätzliche Anströmöffnungen, die ebenfalls in das Innere des Diffusors führen können, sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Infolge der im einzelnen aus der Zeichnung, insbesondere Fig. 1 ersichtlichen Formgebung des Diffusormantels, des Nabenabfluß­ kerns und des Gaseintrittsstutzens eignen sich diese zur Her­ stellung als jeweils einstückiges Formteil aus einem Kunststoff aber im Bedarfsfall auch aus Blech.

Die vorteilhaften Wirkungen der in der Zeichnung dargestellten Regenabweisdiffusor-Haube wurden weiter oben in dem allgemeinen Beschreibungsteil beschrieben.

Claims (8)

1. Regenabweisdiffusor-Haube, insbesondere für Fortluftleitun­ gen, mit einem nach außen erweiterten Diffusormantel, in dem innen ein im wesentlichen zylindrischer Nabenabflußkern gehalten ist, dadurch gekennzeichnet daß der Diffusormantel (1) an seiner oberen Öffnung als sich nach oben verengendes Ausblasmundstück (6) geformt ist, welches in Verbindung mit einem sich nach oben er­ weiternden Abschnitt des Nabenabflußkerns (2) eine ring­ förmige Ausblasdüse (5) bildet.

2. Regenabweisdiffusor-Haube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens eines der die ringförmige Ausblasdüse (5) bildenden Teile, insbesondere das Ausblasmundstück (4) auswechselbar ist.

3. Regenabweisdiffusor-Haube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Nabenabflußkern (2) oben geschlossen ist, unten in eine Kalotte (10) größeren Durchmessers als eine obere Öffnung eines unten an dem Diffusormantel angeordneten Gaseintrittsstutzens (3) übergeht, daß zwischen der Kalotte (10) und dem Gaseintrittsstutzen (3) ein vertikaler Über­ stand (11) besteht, daß an einer Übergangsstelle zwischen einem zylindrischen Hauptabschnitt des Nabenabflußkerns (2) und der Kalotte (10) eine Traufwasserrinne (13) ange­ ordnet ist, aus der Regenaustrittselemente (Zotten 14- 16) herausragen, daß die Regenaustrittselemente über einer ringförmigen, oben offenen Induktionskammer (17) münden, die zwischen dem Diffusormantel (1) und dem Gaseintritts­ stutzen (3) gebildet ist und wenigstens ein Regenablaufrohr (18) aufweist.

4. Regenabweisdiffusor-Haube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Induktionskammer (17) durch einen nach außen aus­ gebauchten Abschnitt des Diffusormantels (1) und einen sich nach oben konisch verjüngenden Abschnitt des Gasein­ trittsstutzens (12) gebildet ist.

5. Regenabweisdiffusor-Haube nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß der Diffusormantel (1) untere Anströmöffnungen aufweist.

6. Regenabweisdiffusor-Haube nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Diffusormantel (1), der Nabenabflußkern (2) und der Gaseintrittsstutzen (3) jeweils als einstückige Form­ teile ausgebildet sind.

7. Regenabweisdiffusor-Haube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Formteile aus Kunststoff bestehen.

8. Regenabweisdiffusor-Haube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Formteile aus Blech bestehen.