DE4142757C2 - Drosselvorrichtung - Google Patents
DrosselvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine lufttechnische Drossel
vorrichtung für die Einstellung eines Gas-, insbe
sondere Luftvolumenstroms, mit einem Drosselkörper.
In der Lufttechnik sind eine Vielzahl unterschied
lich ausgestalteter Drosselvorrichtungen zur Ein
stellung, insbesondere auch Regelung, von Luftvo
lumenströmen bekannt. Mit Hilfe eines Drosselkör
pers ist der Druckverlustbeiwert einer derartigen
Einrichtung fest vorgegeben oder er kann wunschge
mäß variiert werden.
Nachteilig ist, daß die bekannten Drosselvorrich
tungen oftmals relativ laute Geräusche erzeugen, so
daß häufig die Nachschaltung eines Schalldämpfers
notwendig wird. In Sonderfällen kann es sogar vor
kommen, daß zusätzlich ein vorgeschalteter Schall
dämpfer eingesetzt werden muß. Neben den hierdurch
entstehenden Kosten tritt der Nachteil auf, daß
Schalldämpfer wegen der darin enthaltenen Mineral
fasern und somit der Gefahr der Emission feinster,
lungengängiger Fasern, als potentielle Gefahren
quelle eingestuft werden.
Sofern bei den bekannten Drosselvorrichtungen als
Drosselkörper Klappen eingesetzt sind, kommt es zu
meist bei niedrigen Druckverlustbeiwerten zu einem
typisch tieffrequenten Geräusch, das nur durch
großvolumige Schalldämpfer verhindert werden kann.
Wird als Drosselkörper eine Lochblende oder ein
Lochblech eingesetzt, so strahlt diese bei ver
gleichbaren Druckverlustbeiwerten ein Schallspek
trum mit höherer Frequenz ab, das von Schalldämp
fern relativ wirksam bekämpft werden kann. Aller
dings kann es bei einer ungleichmäßigen Anströmung,
die in Luftleitungsnetzen häufig auftritt, bei
Lochblechen zu einer Pegelerhöhung bis zu 10 dB
(Dezibel) kommen. Außerdem neigen akustisch gün
stige, jedoch kleine Lochdurchmesser (bis ca. 3 mm)
der Lochblenden zum Verstopfen.
Die DE-OS 21 30 826 und DE 25 21 142 B1 betreffen eine Vielzahl von Fäden
aufweisende Drosselvorrichtungen. Die Fäden sind in sich flexibel und richten sich
demgemäß in Luftströmungsrichtung aus. Die D 28 15 464 C2 offenbart Drosselvorrichtungen,
die starre Bleche zur Umlenkung des Luftstroms vorsehen. Schließlich offenbart die
DE 41 07 578 A1 (Stand der Technik nach § 3 (2) PatG) verstellbare Wandungen aufweisende Düsenanordnungen.
Es ist auch bekannt, daß ein mehrstufiger Druckabbau bei
gleichem Leitungsquerschnitt relativ zu einem ein
stufigen Druckabbau bei gleichem Volumenstrom und
gleichem Gesamtdruckverlust zu einem geringeren Ge
räusch führt. Voraussetzung ist, daß sich die Strö
mung nach jeder Drosselstufe vergleichmäßigen kann,
da sonst die Gefahr von Schneidentönen besteht.
Diese Forderung bewirkt, daß mehrstufige Drossel
vorrichtungen, z. B. Lochblech-Drosselvorrichtun
gen, in Strömungsrichtung entsprechend lang sind
und somit für den praktischen Einsatz unhandlich
werden oder für bestimmte Einbauorte nicht geeignet
sind. Eine vielstufige Drosselung auf engstem Bau
volumen ist jedoch mit den bekannten Filtervliesen
möglich, die z. B. als Matten senkrecht zur Strö
mungsrichtung im Leitungsquerschnitt angeordnet
werden. Die abzubauende Druckenergie wird in klein
ste Wirbel dissipiert. Das dabei entstehende, hoch
frequente Geräusch entstammt einer Vielzahl klein
ster Schallquellen, die durch das Fasergewirr ge
dämpft werden. Durch die gute Staubaufnahme und
Speicherung nimmt der Druckverlustbeiwert über die
Zeit relativ schnell zu. Damit ist eine derartige
Filtermatte als Drosselelement nur bei Verwendung
extrem sauberer Luft geeignet und sollte überdies
für den vorzunehmenden häufigen Austausch gut zu
gänglich sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Drosselvorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die im Betrieb ein möglichst geringes
Geräusch verursacht, relativ wenig Wartung bedarf
und preiswert herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung des
Hauptanspruchs gelöst. Die erfindungsgemäße Steganordnung
weist Stege auf, die eine Dissipation von Druck
energie in kleinste Wirbel herbeiführen. Die Stege
können insbesondere durch Blechstege gebildet wer
den oder sie sind von Borsten gebildet. Im nachfol
genden wird nur noch auf Borsten eingegangen, je
doch sollen die auf Borsten bezogenen Ausführungen
ebenfalls für Stege, insbesondere Blechstege und
dergleichen, gelten. Derartige Borsten verfügen
über einen "Selbstreinigungseffekt", der dazu
führt, daß normale Verunreinigungen, z. B. von zen
tral gefilterter Zuluft oder von Büroräumen kommen
der Abluft, nicht zu einer Erhöhung des Druckver
lustbeiwertes auf einen unzulässigen Wert erfolgt.
Bei den bekannten Vliesen ist aufgrund deren
Schmutzfangwirkung ein Partikelaufbau in den Kreu
zungspunkten der Fasern festzustellen, der zur Bil
dung von Staubbrücken führt, wodurch Staubkuchen
entstehen, die den Druckverlustbeiwert drastisch
erhöhen. Diese Gefahr besteht bei der erfindungsge
mäßen Drosselvorrichtung nicht; gleichwohl ist nur
eine den bekannten Vliesen entsprechende Ge
räuschentwicklung festzustellen. Die erfindungsge
mäßen, mit Borsten versehenen Drosselkörper lassen
sich auf einfache Weise preiswert herstellen. Sie
können insbesondere auch "Regelklappen" bilden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorge
sehen, daß die Borsten reihenförmig nebeneinander
angeordnet sind. Vorzugsweise sind die einzelnen
Borsten etwa in paralleler Ausrichtung zueinander
angeordnet.
Möglich ist es jedoch auch, daß mehrere benachbarte
Borsten jeweils ein Borstenbüschel bilden, wobei
die einzelnen Borstenbüschel reihenförmig nebenein
ander angeordnet sind. Dies führt zur Bildung einer
Borstenbüschelreihe.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der
Drosselkörper derart mit Borsten versehen, daß - in
Strömungsrichtung gesehen - mehrere Borsten jeweils
hintereinander liegen. Dies führt quasi zu mehr
stufig angeordneten Borstenreihen, die je nach
Stellung zum zu drosselnden Luftstrom zu einem ent
sprechenden Druckverlustbeiwert führen, nicht zum
Zusetzen aufgrund von Verschmutzungen neigen und
Geräuschdämpfungseigenschaften ähnlich der bekann
ten Faservliese besitzen.
Die Erfindung sieht vor, daß die Borsten an ei
nem Ende in einem Halteelement gehalten sind und
daß das andere Ende der Borsten jeweils ein freies
Ende bildet.
Der "Selbstreinigungseffekt" wird verbessert, wenn
die Borsten quer zu ihrer Längserstreckung vom zu
drosselnden Volumenstrom angeströmt werden. Insbesondere
bildet die Anströmung mit der Längser
streckung der Borsten einen spitzen Winkel. Bei
dieser Ausgestaltung neigen die Borsten kaum zur
Verschmutzung. Vorzugsweise erfolgt die Anströmung
derart, daß sie zunächst auf das gehaltene bzw.
eingespannte Ende der Borsten und erst dann - in
Strömungsrichtung gesehen - auf das freie Ende der
Borsten trifft.
Vorzugsweise können die Borsten von einer Klemme in
Richtung, insbesondere einer Klemmleiste, vorzugs
weise an einem Ende gehalten werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorge
sehen, daß die drosselnden Borsten - je nach ge
wünschtem Druckverlustbeiwert und/oder gewünschter
Bauform - einstufig oder in Strömungsrichtung mehr
stufig hintereinander liegend angeordnet sind. Die
Mehrstufigkeit kann sich entweder kontinuierlich
ergeben, indem - in Strömungsrichtung gesehen -
eine Vielzahl von Borsten hintereinander liegend
angeordnet sind oder es sind voneinander in Strö
mungsrichtung beabstandet angeordnete Borstengrup
pen (z. B. in Büschelform) vorgesehen.
Die Anordnung und/oder Stellung der Borsten kann
fest vorgegeben sein, so daß sich ein fester Druck
verlustbeiwert einstellt. Alternativ ist es jedoch
auch möglich, daß die Borsten in der Lage ver
stellbar, insbesondere verschwenkbar sind, so daß
eine wahlweise Einstellung des Druckverlustbeiwer
tes möglich ist. Es kann vorgesehen sein, daß die
Borsten lediglich bei der Montage eingestellt wer
den und dann auf diesem eingestellten Wert verblei
ben, so daß dadurch der gewünschte Druckverlustbei
wert herbeigeführt wird. Es kann jedoch auch vorge
sehen sein, daß die Borsten - je nach den momentan
gewünschten Betriebsparametern - verstellbar sind,
d. h., ihre jeweilige Lage bzw. Stellung wird je
nach dem angestrebten Betriebspunkt verändert.
Hierdurch lassen sich z. B. Steuerungs- oder Rege
lungsaufgaben lösen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß zum Verstellen der
Borsten das Halteelement verlagerbar ist.
Ein relativ großer Druckverlustbeiwert ergibt sich,
wenn die freien Endbereiche verstellbarer, insbe
sondere verschwenkbarer Borsten im Verstellendbe
reich derart gegen eine Luftstrombegrenzungswand
oder dergl. treten, daß sich die Borsten verdich
ten, insbesondere durchbiegen.
Die Borsten bestehen vorzugsweise aus Kunststoff-
oder Metalldrähten. Als Material für die Borsten
haben sich Polyäthylen, Messing oder nichtrostender
Stahl bewährt. Der Querschnitt der Borsten ist vor
zugsweise kreisförmig ausgebildet.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden
die Borsten eine Drosselbürste, d. h. der Drossel
körper besitzt ein bürstenförmiges Aussehen. Sofern
der Drosselkörper eine Borstenreihe bzw. eine Bor
stenbüschelreihe aufweist, nimmt die Drosselbürste
ein etwa kammartiges Aussehen an.
Alternativ können die Borsten auch ein kegelförmi
ges Drosselelement bilden, dessen Kegelspitze vom
Luftstrom angeströmt wird.
Sofern die Drosselbürste zwei Borstenreihen auf
weist, liegt ein etwa doppelkammartiges Gebilde
vor. Vorzugsweise schließen die beiden Borsten
reihen einen stromabseitigen Winkel ein, der < 180°
ist. Die Anströmung erfolgt derart, daß der Luft
strom zunächst auf die Spitze des genannten Winkels
trifft und erst dann auf die weiter stromabseitig
liegenden freien Enden der Borsten trifft.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorge
sehen, daß - in Strömungsrichtung betrachtet - die
Borsten eine Borstenschnecke bilden, d. h. sie
treffen auf ein wendelförmiges Borstengebilde.
Weitere vorteilige Ausgestaltungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand
mehrerer Ausführungsbeispiele, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine Drosselvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Drosselvorrichtung nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine Drosselvorrichtung in einem eckigen
Luftkanal,
Fig. 4 die Drosselvorrichtung der Fig. 3 in
Seitenansicht,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Dros
selvorrichtung in einem eckigen Luft
kanal,
Fig. 6 eine Drosselvorrichtung in einem Luft
kanal mit kreisförmigem Querschnitt,
Fig. 7 die Drosselvorrichtung der Fig. 6 in
Seitenansicht,
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Drosselvorrichtung in einem Luftkanal mit
kreisförmigem Querschnitt,
Fig. 9 die Darstellung der Fig. 8 in Seitenan
sicht,
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel mit schnecken
förmig gestalteter Drosselvorrichtung,
Fig. 11 eine verstellbare Drosselvorrichtung in
Offenstellung,
Fig. 12 die Drosselvorrichtung der Fig. 11 in
geschlossener Stellung,
Fig. 13 eine Draufsicht auf die Drosselvor
richtung der Fig. 12,
Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Drosselvorrichtung in Offenstellung,
Fig. 15 die Drosselvorrichtung der Fig. 14 in
Schließstellung,
Fig. 16 eine Draufsicht auf die geschlossene
Drosselvorrichtung der Fig. 15,
Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
kegelförmigen Drosselvorrichtung in Of
fenstellung,
Fig. 18 das Ausführungsbeispiel der Fig. 17 in
geschlossener Stellung,
Fig. 19 ein Diagramm,
Fig. 20 eine Drosselvorrichtung mit Kombi-
Drosselkörper in Offenstellung,
Fig. 21 das Ausführungsbeispiel der Fig. 20 in
Zwischenstellung,
Fig. 22 die Drosselvorrichtung der Fig. 20 in
Schließstellung,
Fig. 23 bis 25 mit Drosselvorrichtungen versehene
Auslaßschienen,
Fig. 26 einen Drallauslaß mit schneckenförmiger
Drosselvorrichtung,
Fig. 27 ein Ausführungsbeispiel eines weiteren
Drallauslasses,
Fig. 28 eine mit Stegen versehende Steganordnung,
die den Drosselkörper einer Drosselvor
richtung bildet,
Fig. 29 ein Drosselkörper nach einem anderen Aus
führungsbeispiel,
Fig. 30 ein weiterer Drosselkörper nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 31 ein winkelförmiger Drosselkörper, der
Stege aufweist,
Fig. 32 ein Luftauslaß, insbesondere Quelluft
auslaß, mit erfindungsgemäßer Drosselvor
richtung und
Fig. 33 drei Ansichten eines Luftauslasses, ins
besondere Quelluftauslasses, mit erfin
dungsgemäßer Drosselvorrichtung.
Die Fig. 1-33 zeigen verschiedene Ausführungs
beispiele von Drosselvorrichtungen 1 bzw. Drossel
körper 2 von Drosselvorrichtungen 1 für die Ein
stellung eines Gas-, insbesondere Luftvolumen
stroms. Je nach Ausbildung läßt sich der für den
jeweiligen Anwendungsfall gewünschte Druckverlust
beiwert D durch eine Steganordnung 30 erzielen. An
stelle von Borsten können auch Stege oder anstelle
von Stegen auch Borsten treten.
Die Fig. 1 zeigt einen Drosselkörper 2, der von
einer nicht dargestellten Luftführungseinrichtung,
z. B. einen Luftkanal, umgeben ist, und von Zuluft
(Pfeil 3) beaufschlagt wird. Der Drosselkörper 2
weist ein stabförmiges Halteelement 4 auf, an dem
Borsten 5 reihenförmig nebeneinander angeordnet
sind, die eine Steganordnung 30 bilden. Mehrere be
nachbarte Borsten 5 sind jeweils zu Borstenbüscheln
6 zusammengefaßt, so daß eine Borstenbüschelreihe 7
entlang der Längserstreckung des Halteelements 4
gebildet wird.
Das stabförmige Halteelement 4 erstreckt sich quer,
insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung (Pfeil
3) der Zuluft. Alternativ ist es jedoch auch mög
lich, daß die Längserstreckung des Halteelements 4
und die Strömungsrichtung (Pfeil 3) der Zuluft
einen Winkel einschließen, der von 90° abweicht.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Borsten 5
quer zu ihrer Längserstreckung von dem zu drosseln
den Volumenstrom (Pfeil 3) angeströmt werden. Gemäß
Fig. 1 ist vorgesehen, daß die Richtung des Volu
menstroms (Pfeil 3) mit der Längserstreckung der
Borsten 5 einen spitzen Winkel β einschließen, d.
h., die Zuluft trifft - in Anströmungsrichtung ge
sehen - zunächst auf die dem Halteelement 4 zuge
wandten Endbereiche der Borsten 5 und streicht erst
dann über die nicht eingespannten, freien Enden 8
der Borsten 5.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fig.
1 und auch in den noch folgenden Ausführungsbei
spielen ist vorgesehen, daß die Borsten vorzugs
weise aus Kunststoff oder Metalldraht bestehen.
Insbesondere kommen als Material Polyäthylen, Mes
sing oder nichtrostender Stahl in Betracht.
Während der Drosselkörper der Fig. 1 ein ebenes
Element bildet, das in seiner Gestalt mit einer
kammartigen Drosselbürste 9 vergleichbar ist, sind
- gemäß Fig. 2 - auch räumliche Elemente, z. B.
rotationssymmetrische Elemente, denkbar. Bei dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 2 handelt es sich bei
dem Drosselkörper 2 um ein rotationssymmetrisches
Element, das eine kegelförmige Gestalt aufweist.
Die Borsten 5 dieses Drosselkörpers 2 können entwe
der lediglich einen Kegelmantelbereich bilden; es
ist jedoch auch möglich, daß - je nach gewünschtem
Druckverlustbeiwert D - die Wandstärke vergrößert
ist. Dies kann bis hin zu einem Vollkegel gehen.
Die einzelnen Borsten 5 sind im Bereich der Kegel
spitze 10 mittels eines nicht näher dargestellten
Halteelements befestigt, so daß die Borsten einen
dig eingespannt und anderendig frei sind. Die An
strömung mit dem zu drosselnden Luftstrom erfolgt -
gemäß Pfeil 3 - auf die Kegelspitze 10.
Fig. 3 zeigt einen Drosselkörper 2, der in einer
als Rechteckkanal ausgebildeten Luftführungsein
richtung angeordnet ist. Der mit Steganordnung (30)
versehene Drosselkörper 2 besteht aus einem stab
förmigem Halteelement 4, das zu beiden Seiten mit
Borsten 5 versehen ist, die - gemäß Fig. 4 - einen
Winkel Θ einschließen, der < als 180° ist. Mithin
liegt eine Art doppelkammerartige Drosselbürste 12
vor. Das stabförmige Halteelement 4 erstreckt sich
parallel zur Ober- bzw. Unterwand 13 des Rechteck
kanals 11; die Borsten 5 verlaufen im wesentlichen
parallel zu den Seitenwänden 14 des Rechteckkanals
11. Die Anströmung beim Ausführungsbeispiel der
Fig. 3 und 4 mit Zuluft oder dergleichen erfolgt
derart, daß - gemäß Pfeil 3 - der Volumenstrom
zunächst auf die eingespannten Endbereiche der Bor
sten 5 und dann auf die weiter stromab liegenden
freien Enden 8 der Borsten 5 trifft. Die freien En
den 8 erstrecken sich vorzugsweise bis zur Ober-
bzw. Unterwand 13 des Rechteckkanals. Es kann dort
jedoch auch ein Abstand verbleiben, sofern dies für
die Erzielung des gewünschten Druckverlustbeiwertes
D erforderlich ist. Die Neigung der Borsten 5 zur
Strömungsrichtung (Pfeil 3) wird ebenfalls in Ab
hängigkeit von dem gewünschten Druckverlustbeiwert
D gewählt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist es
auch möglich, das Halteelement 4 im Bereich einer
Wandung, z. B. Oberwand 13 des Rechteckkanals anzu
ordnen. Die Borsten 5 erstrecken sich dann über die
gesamte Höhe des Rechteckkanals 11.
Bei den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen
und auch noch bei den folgenden Ausführungsbeispie
len ist es möglich, daß die Drosselvorrichtungen 1
ein- oder mehrstufig ausgebildet sind. Mehrstufig
bedeutet, daß mehrere Borsten 5 bzw. Borstenreihen
und/oder Borstenbüschel - in Strömungsrichtung ge
sehen - hintereinander liegend angeordnet sind.
Beispielsweise können mehrere Drosselkörper 2 hin
tereinander liegend vom zu drosselnden Volumenstrom
passiert werden.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 zeigt eine
Drosselvorrichtung 1, die als Luftführungseinrich
tung einen Kanal 15 mit kreisförmigem Querschnitt
aufweist. Der Drosselkörper 2 ist entsprechend dem
Drosselkörper 2 des Ausführungsbeispiels der Fig.
3 ausgebildet. Es besteht jedoch der Unterschied,
daß die Borsten 5 der Steganordnung 30 nicht alle
die gleiche Länge besitzen, sondern - zu den Seiten
hin - eine kürzere Länge entsprechend der Quer
schnittskontur der Luftführungseinrichtung aufwei
sen.
Die Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung
gemäß Fig. 6. Auch hier schließen die Borsten
reihen beiderseits des Halteelements einen Winkel Θ
ein, der < als 180° ist.
Die Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit im
Querschnitt kreisförmiger Luftführungseinrichtung
und als Kegel ausgebildetem Drosselkörper 2. Die
Kegelspitze 10 befindet sich im Mittelpunkt des Ka
nals 15.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 10 ist ein Dros
selkörper 2 vorgesehen, bei dem die Borsten 5 der
Steganordnung 30 wendelförmig angeordnet sind, d.
h., es liegt eine Borstenschnecke 16 vor. Je nach
Winkelstellung (Steigung) der Borsten 5 und Anzahl
der Windungen der Borstenschnecke 16 stellt sich
der gewünschte Druckverlustbeiwert D ein.
Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen der
Fig. 1-10 ergibt sich ein "fester" Druckverlust
beiwert D. Bei den folgenden Ausführungsbeispielen
der Fig. 11-22 ist der Druckverlustbeiwert D
einstellbar, in dem der Drosselkörper 2 verstellbar
ausgebildet ist, so daß - je nach Stellung - ein
entsprechender Druckverlustbeiwert herbeigeführt
werden kann. In der Lufttechnik sind hierdurch z. B.
Steuerungen oder Regelungen von Luftvolumenströ
men möglich.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 11 liegt eine
Luftführungseinrichtung mit rechteckigem Quer
schnitt (Rechteckkanal 11) vor. Die Anordnung ent
spricht dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5. Dem
gegenüber besteht jedoch der Unterschied, daß das
Halteelement 4 verdrehbar (Pfeil 17) gelagert ist,
so daß die Borsten 5 des Drosselkörpers 2 ver
schwenkt werden können. In Abhängigkeit der Winkel
stellung der Borsten stellt sich der zugehörige
Druckverlustbeiwert D ein. In der Fig. 4 ist eine
geöffnete Stellung des Drosselkörpers 2 wiedergege
ben. In der Fig. 12 liegt die Schließstellung vor.
Die Borsten 5 weisen eine Länge auf, die größer als
der Abstand zwischen Ober- und Unterwand 13 des
Rechteckkanals 11 ist, so daß in der Schließstel
lung ein Durchbiegen erfolgt. Aufgrund dieser
Durchbiegung bündeln sich die Borsten 5, wodurch
der Druckverlustbeiwert D ansteigt. Insbesondere im
Falle der Kunststoffborste ist sichergestellt, daß
sie immer wieder in ihre alte Form/Position zurück
federt. Dies ist auch bei Federdraht der Fall.
In der Fig. 13 ist die Draufsicht auf das Ausfüh
rungsbeispiel der Fig. 12 dargestellt.
Die Fig. 14 bis 16 zeigen ein Ausführungsbei
spiel, das dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3
und 4 entspricht. Allerdings liegt zwischen den
Borstenreihen ein Winkel Θ vor, der nicht < 180°
ist, sondern 180° beträgt. Die einzelnen Stellungen
des Drosselkörpers 2 der Fig. 14-16 entspricht
den Stellungen des Drosselkörpers 2 der Fig. 11-13.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 14-16
liegt eine Luftführungseinrichtung mit im Quer
schnitt kreisförmigem Kanalquerschnitt vor; der
Drosselkörper 2 ist doppelkammartig ausgebildet.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 17 zeigt einen
kegelförmigen Drosselkörper 2, der in - bzw. ent
gegen der Strömungsrichtung (Pfeil 3) längsver
schieblich durch geeignete, nicht dargestellte Mit
tel innerhalb der Luftführungseinrichtung 18 ver
lagerbar ist. Je nach Stellung des Drosselkörpers 2
läßt sich ein Drosselquerschnitt 19 der Luftfüh
rungseinrichtung 18 aufgrund der Kegelform des
Drosselkörpers 2 mehr oder weniger verschließen,
wodurch der gewünschte Druckverlustbeiwert D ein
stellbar ist.
Wie erwähnt, kann beim Schließen der erfindungs
gemäßen Drosselvorrichtungen 1 vorgesehen sein, daß
sich die Borsten 5 des jeweiligen Drosselkörpers 2
bündeln, wodurch der Druckverlustbeiwert D an
steigt. Damit nimmt der Druckverlustbeiwert D je
doch nicht so stark zu, wie es z. B. bei Klappen
mit luftundurchlässigem Klappenblatt erfolgt. Be
trachtet man das Diagramm der Fig. 19, so ist dort
- mit der Kurve 20 - der Zusammenhang des Druckver
lustbeiwertes D in Abhängigkeit von der Winkelstel
lung α des Drosselkörpers 2 dargestellt. Es sei da
von ausgegangen, daß bei α = 90° die Schließstel
lung erreicht ist. Die Kurve 20, die eine relativ
starke Krümmung aufweist, zeigt den Zusammenhang
von D und α bei konventionellen Klappen mit luftun
durchlässigem Klappenblatt. Mit 21 ist eine Kurve
bezeichnet, die einem erfindungsgemäßen Drosselkör
per 2 mit Borsten 5 entspricht. Es wird deutlich,
daß die großen Werte des Druckverlustbeiwertes D
nicht wie bei der luftundurchlässigen konventiellen
Klappe erzielbar sind. Allerdings besteht ein etwa
linearer Zusammenhang zwischen D und α. Dieser
stärker lineare Zusammenhang zwischen dem Druckver
lustbeiwert D und dem Verdrehwinkel α kommt Regel
geräten zugute, die dadurch stabiler und genauer
arbeiten können.
Die Kurve 22 (Strichlinie) der Fig. 19 zeigt die
Abhängigkeit des Druckverlustbeiwertes D von dem
Verdrehwinkel α einer Drosselvorrichtung 1 gemäß
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 20-22. Der
Drosselkörper 2 ist als Kombi-Klappe 23 ausgebil
det, d. h., es ist ein mit Borsten 5 versehenes
Teil und ein konventionelles, luftundurchlässiges
Klappenblatt 24 vorgesehen. Die Borsten 5 und das
Klappenblatt 24 schließen einen Winkel δ zwischen
sich auf. Die Anordnung ist derart getroffen, daß
beim Schließen des Drosselkörpers 2 zunächst - ge
mäß Fig. 21 - die Borsten 5 gegen die Luftfüh
rungseinrichtung treten, wodurch sich der Druckver
lustbeiwert D entsprechend der Kurve 22 vergrößert.
Dies erfolgt etwa bis zum Endpunkt der Kurve 21. Im
Verlauf des weiteren Schließens tritt dann - im we
sentlichen unter Aufhebung des Winkels δ - das
Klappenblatt 24 gegen die Wandung der Luftführungs
einrichtung, wodurch sich der Druckverlustbeiwert D
noch weiter erhöht und schließlich einen Endwert
erreicht (Kurve 22), der dem Endwert der Kurve 20
entspricht.
Die Fig. 23-25 zeigen mit Auslaßschiene 25
versehene Luftauslässe 26. Jede Auslaßschiene 25
weist eine Luftleitwalze 26 auf. In der Zuführung
zur Auslaßschiene 25 ist jeweils eine Drosselvor
richtung 1 mit Steganordnung 30 angeordnet, die in
ihrer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausbil
dung mit Borsten 5 entspricht. Der Drosselkörper 2
ist bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 23-25
jeweils unmittelbar stromauf der jeweiligen Aus
laßschiene 25 angeordnet. Hierdurch wird die An
strömung der Luftleitwalze 26 und die Verteilung
über der Auslaßlänge verbessert. Neben dem ge
wünschten Druckverlust ermöglichen die Drosselkör
per 2 eine Verminderung der Anzahl der Anschluß
stutzen für die Zuführung der Zuluft, wodurch Mon
tagekosten und auch Materialkosten eingespart wer
den. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der
Drosselkörper 2 sind die Drosselgeräusche sehr
stark gedämpft, so daß die Geräusche nicht "durch
strahlen", was bei herkömmlichen Luftauslässen,
insbesondere Luftauslässen mit Auslaßschiene, oft
der Fall ist.
Die Fig. 26 zeigt einen geräuscharmen Draller
zeuger 27. Dieser kann in ein sehr kompaktes Ge
häuse eingebaut und ferner ungleichförmig ange
strömt werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Aus
bildung des Drosselkörpers 2 ist dies dennoch ohne
nachteilige Auswirkungen auf das Strömungsgeräusch.
Der Drosselklappe 2 ist wendelförmig ausgebildet.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 27 zeigt einen
Drallerzeuger 27, der Luftleitschaufeln 28 auf
weist, die kreisausschnittsförmig ausgebildet sind.
Sie weisen erfindungsgemäß Borsten 5 auf, die bei
spielsweise einendig in entsprechende Halteelemente
4 eingespannt sein können. Die Anordnung der Luft
leitschaufeln 28 ist nach Art eines Propellers vor
gesehen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung
der Drosselklappe 2 bildenden Luftleitschaufeln 28
sind ausgeprägte Ablösegebiete durch Falschanströ
mung verhindert, so daß ein extrem geräuscharmer
Betrieb möglich ist.
Die erfindungsgemäßen bürstenförmigen Drosselkörper
2 kombinieren die Vorteile einer geräuscharmen
Drosselung mit geringer Wartung bzw. Wartungsfrei
heit und geringen Herstellungskosten.
In den Fig. 28 bis 31 sind Ausführungsbeispiele
von Drosselkörpern 2 dargestellt, die anstelle der
Borsten der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
Stege 31 aufweisen, die die Steganordnung 30 bil
den. Diese Ausführungsbeispiele der Drosselkörper 2
können bei Drosselvorrichtungen 1 gemäß der im Zuge
dieser Anmeldung dargestellten Ausführungsbeispiele
anstelle der dort vorgesehenen Borsten eingesetzt
werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 28 sind
Stege 31 vorgesehen, die die gleichen Längen und
die gleichen Breiten und auch die gleichen Lücken
breiten zwischen sich aufweisen. Vorzugsweise sind
die Stege 31 als Blechstege ausgebildet. Als Mate
rial kommt wiederum vorzugsweise Messing oder ein
nichtrostender Stahl in Betracht. Es ist jedoch
auch möglich, daß die mit Stegen 31 versehenen
Drosselkörper 2 aus Kunststoff bestehen, vorzugs
weise aus Polyäthylen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 29 weisen die
Stege 31 unterschiedliche Formen auf. Die Längen
der Stege 31 sind unterschiedlich und auch ihre
Breiten. Ferner sind auch die Lücken zwischen ein
ander benachbarten Stegen 31 unterschiedlich groß
ausgebildet. Vorzugsweise können - wie dargestellt -
die einzelnen Stege 31 auch eine unregelmäßige Form
aufweisen, das heißt, sie laufen zum Beispiel spitz
zu oder sind mit Krümmungen versehen und derglei
chen.
Vorzugsweise sind bei den Ausführungsbeispielen der
Fig. 28 und 29 die Stege 31 einstückig mit einem
Halteelement 4 (Quersteg) ausgebildet. Insbesondere
bilden die Drosselkörper 2 der Ausführungsbeispiele
der Fig. 28 und 29 Drosselbürsten, die kammar
tige Gestalt aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 30 sind zwei mit
Stegen 31 versehene Drosselkörper 2 hintereinander
liegend angeordnet, so daß eine mehrstufige Dros
selvorrichtung gebildet wird. Beide Drosselbürsten
9 bilden zusammen die Steganordnung 30.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 31 können
auch winkelförmige Drosselkörper 2 gebildet werden,
das heißt, zwei kammartige mit Stegen 31 versehene
Drosselkörper hängen an ihrer Unterkante des Halte
elements 4 vorzugsweise einstückig zusammen und
sind dort im Winkel zueinander abgebogen. Diese
Ausgestaltung entspricht der Ausgestaltung gemäß
der Fig. 7, jedoch sind anstelle der dort gezeig
ten Borsten Stege 31 vorgesehen. Beim Ausführungs
beispiel der Fig. 31 kann beispielsweise ein
Blechstreifen durch Stanzung mit den Stegen 31 ver
sehen und dann durch Kantung entsprechend abgewin
kelt werden.
Die Fig. 32 zeigt einen Quelluftauslaß 35, der als
linienförmiges Auslaßelement ausgebildet ist. Die
Zuluft (Pfeil 3) tritt in Lufteintrittsstutzen 36
ein, die in einen Luftverteilkasten 37 münden. Der
Luftverteilkasten 37 weist einen Schlitz 38 auf. An
der einen Schlitzbegrenzungswandung sind Borsten 5
eines Drosselkörpers 2 angeordnet, die den Schlitz
zumindest teilweise abdecken und eine Drosselung
der dort austretenden Luft bewirken. Die freien En
den der Borsten 5 stehen einer abgewinkelten Blech
wandung 39 der anderen Schlitzbegrenzungswandung
gegenüber. Die Rückwand 40 des Luftverteilkastens
37 erstreckt sich über die Ebene des Schlitzes 38
hinaus. An ihrem oberen Ende ist eine mit Luftaus
trittsöffnungen 41 versehene Abdeckung 42 angeord
net, die sich viertelkreisförmig über den Schlitz
38 wölbt und bis auf die obere Wandung des Luftver
teilkastens 37 reicht. Die dort eingezeichneten
Pfeile stellen den Luftaustritt da. Die Luft
austrittsöffnungen 41 haben eine derartige Größe,
daß sie größer als 40% der Abdeckfläche freigeben.
Aufgrund der Borsten 5 wird eine ausgezeichnete
Luftverteilung längs des Auslasses erzielt.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 33 ist ein weite
rer Quelluftauslaß 35 in drei verschiedenen Ansich
ten dargestellt. Er weist einen quaderförmigen
Luftverteilkasten 37 auf, in den ein Lufteintritts
stutzen 36 mündet. Der Luftverteilkasten 37 ist mit
mehreren, parallel zueinander verlaufenden Schlit
zen 38 versehen, wobei jeweils von einer Schlitz
seite aus eine Blechwandung 39 vorzugsweise senk
recht abgewinkelt ist. Von der anderen Schlitzseite
gehen Borsten 5 aus, die den jeweiligen Schlitz 38
teilweise oder ganz abdecken, so daß dort der Dros
selkörper 2 gebildet wird. Gemäß der linken Abbil
dung der Fig. 33 kann ebenfalls - wie beim Aus
führungsbeispiel der Fig. 32 - eine Abdeckung 42
vorgesehen sein, die die Schlitze 38 überdeckt und
die mit Luftaustrittsöffnungen 41 versehen ist, die
eine Austrittsfläche < 40% der Abdeckfläche freige
ben. Die Bürstenreihe (Borsten 5) sind nach Abneh
men der Abdeckung 42 sehr gut zugänglich. Aufgrund
der Borsten wird eine gute, gleichmäßige Geschwin
digkeitsverteilung der ausströmenden Luft erzielt.
Ferner ermöglicht die Konstruktion des Ausführungs
beispiels der Fig. 33 eine sehr geringe Bauhöhe
des Quelluftauslasses 35.
Claims (25)
1. Lufttechnische Drosselvorrichtung für die Einstel
lung eines Gas-, insbesondere Luftvolumenstroms,
mit einem Drosselkörper, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drosselkörper (2) eine die Drosselung be
wirkende Steganordnung (30) aufweist, daß die Stege
(31) der Steganordnung (30) an einem Ende in einem
Halteelement (4) gehalten sind, daß das jeweilige
andere Ende der Stege (31) ein freies Ende (8) bil
det, und daß die Richtung des stromabseitigen Volu
menstroms mit der von dem gehaltenen Ende der Stege
(31) ausgehenden, zum freien Ende verlaufenden
Längserstreckung der Stege (31) einen spitzen Win
kel (β) einschließt.
2. Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stege (31) der Steganordnung
(30) von Borsten (5) gebildet sind.
3. Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stege (31) der Steganordnung
(30) von Kunststoff- oder Blechstegen gebildet
sind.
4. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege
(31) der Steganordnung (30) oder die Borsten (5)
reihenförmig nebeneinander angeordnet sind.
5. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere be
nachbarte Stege (31) oder Borsten (5) jeweils ein
Stegbüschel (32) oder Borstenbüschel (6) bilden.
6. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Stegbüschel (32) oder Borstenbüschel (6) zur Bil
dung einer Stegbüschelreihe (33) oder Borstenbü
schelreihe (7) nebeneinander angeordnet sind.
7. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Strö
mungsrichtung gesehen mehrere Stege (31) oder Bor
sten (5) hintereinander liegen.
8. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege
(31) oder Borsten (5) quer zu ihrer Längserstrec
kung vom zu drosselnden Volumenstrom angeströmt
werden.
9. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Richtung des Volumenstroms mit der Längserstreckung
der Stege (31) oder Borsten (5) einen Winkel bil
det.
10. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (31) oder Borsten (5) in einer Klemmeinrich
tung (Halteelement 4), insbesondere einer Klemmlei
ste, an einem Ende gehalten werden.
11. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
drosselnden Borsten - je nach gewünschtem Druckver
lustbeiwert (D) - einstufig oder in Strömungsrich
tung mehrstufig hintereinander liegend angeordnet
sind.
12. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bor
sten (55) verstellbar, insbesondere verschwenkbar,
zur wahlweisen Einstellung des Druckverlust
beiwertes (D) angeordnet sind.
13. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ver
stellen der Borsten (5) das Halteelement (4) ver
lagerbar ist.
14. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
freien Endbereiche verstellbarer, insbesondere ver
schwenkbarer Borsten (5) im Verstellendbereich der
art gegen eine Luftstrombegrenzungswand (Wand einer
Luftführungseinrichtung) treten, daß sie sich ver
dichten, insbesondere daß die Borsten (5) durch
biegen.
15. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bor
sten (5) aus Kunststoff- oder Metalldrähten beste
hen.
16. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (31) oder Borsten (5) aus Kunststoff, Messing
oder nichtrostendem Stahl bestehen.
17. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (31) oder Borsten (5) einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisen.
18. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (31) oder Borsten (5) eine Drosselbürste (12)
bilden.
19. Drosselvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Drosselbürste (12) kammartig ausgebildet ist.
20. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (31) oder Borsten (5) ein kegelförmiges Dros
selelement (2) bilden, dessen Kegelspitze (10) an
geströmt wird.
21. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Drosselbürste (12) aufgrund zweier Stegreihen oder
Borstenreihen doppelkammartig ausgebildet ist, wo
bei vorzugsweise beide Stegreihen oder Borstenrei
hen einen stromabseitigen Winkel (Θ) einschließen,
der < 180° ist.
22. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (31) oder Borsten (5) eine Borstenschnecke
(16) bilden.
23. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (31) einstückig mit dem Halteelement (4) aus
gebildet sind.
24. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (31) oder Borsten (5) unterschiedliche Ge
stalt, insbesondere unterschiedliche Stegbreiten
und/oder -längen bzw. Borstendicken und/oder -län
gen, aufweisen.
25. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüc
ken zwischen benachbarten Stege (31) oder Borsten
(5) unterschiedlich breit sind.
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