DE4414846A1 - Luftauslaßdüse - Google Patents
LuftauslaßdüseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Luftauslaßdüse für Lüf
tungs-, Heizungs- und/oder Klimaanlagen, die innerhalb
eines Raumwinkelbereiches eine beliebige Einstellung
der Orientierung eines aus der Düse austretenden Luft
strahls ermöglicht und mit den weiteren, im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden
Merkmalen.
Derartige Luftauslaßdüsen sind allgemein bekannt und in
der Form realisiert, daß z. B. in einer an der Decke
oder einer Seitenwand eines zu klimatisierenden Raumes
montierten, teilweise kugelförmigen Schale eine Hohlku
gel schwenkbar und gegenüber der Schale luftdicht gela
gert ist, wobei die Hohlkugel ihrerseits mit einer Ein
trittsöffnung und mit einem dieser gegenüberliegend an
geordneten kurzen, rohrförmigen Auslaßstutzen versehen
ist, der die Austrittsrichtung und die Strahlform des
in den zu klimatisierenden Raum eingeleiteten Luft
strahls bestimmt und durch seine Anlage am Öffnungsrand
des schalenförmigen Lagerelements den Schwenkwinkelbe
reich begrenzt, innerhalb dessen die Richtung des als
Freistrahl austretenden Luftstrahls veränderbar ist.
Nachteilig an diesen bekannten Düsen ist die konstruk
tiv bedingte relativ enge Begrenzung des Schwenkwinkel
bereiches auf etwa 30° bezogen auf die zentrale Längs
achse des schalenförmigen Lagerelements, so daß es mit
ausschließlich an der Decke montierten Luftauslaßdüsen
der bekannten Art praktisch nicht möglich ist, einen
sich entlang der Decke ausbreitenden Luftstrom zu er
zeugen, wie es z. B. im Kühlbetrieb einer Klimaanlage
erwünscht ist. Um einen solchen Luftstrom mit den be
kannten Luftauslaßdüsen erzeugen zu können, müssen auch
unterhalb der Decke an den Seitenwänden Luftauslaßdüsen
vorgesehen werden, was bautechnisch mit erheblichem
Mehraufwand verbunden ist und auch hinsichtlich der In
nenraumgestaltung zu Einschränkungen führt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Luftauslaßdüse
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern,
daß sie bei gleichwohl einfacher baulicher Gestaltung
einen wesentlich erweiterten Bereich der wählbaren
Luftstrahl-Orientierungen hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn
zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merk
male gelöst.
Durch die hiernach vorgesehene Gestaltung und Anordnung
der Kugel als ein vom Zuluftstrom umströmter Luftleit
körper, der im Inneren des vom Zuluftstrom durchström
ten, schalenförmigen Luftleitelements exzentrisch und
schwenkbar gelagert ist, wobei eine diesbezüglich vor
gesehene Schwenkgelenkanordnung die Funktion eines
Kreuzgelenks vermittelt, das zwei Freiheitsgrade hat
und dadurch mindestens innerhalb eines begrenzten
Schwenkbereiches beliebige Orientierungen der polaren
Achse der Kugel einzustellen ermöglicht, kann die Quer
schnittsform des radial außen durch das schalenförmige
Luftleitelement begrenzten Zuluft-Durchtrittskanals
"asymmetrisch" verändert werden, so daß sich aufgrund
des Coandaeffekts eine Vorzugsrichtung des austretenden
Luftstromes in derjenigen Richtung ergibt, in die die
Kugel bezüglich der zentralen Achse ausgelenkt ist.
Durch diese Nutzung des Coandaeffekts an der umströmten
Luftleitkugel der erfindungsgemäßen Luftauslaßdüse kön
nen, bezogen auf die zentrale Längsachse des schalen
förmigen Luftleitelements, dem Betrage nach größere
Ablenkungen des Austrittsluftstromes bis hin zu einer
rechtwinkligen Ablenkung und sogar darüber hinaus er
zielt werden, so daß es mit der erfindungsgemäßen Luft
auslaßdüse, auch wenn diese ausschließlich im Deckenbe
reich vorgesehen ist, ohne weiteres möglich ist, sich
entlang der Raumdecke ausbreitende, "flache" Decken
strahle zu erzielen.
Wenn, entsprechend einer bevorzugten Gestaltung der
Luftauslaßdüse die Kugel nicht nur innerhalb des durch
die Austrittsöffnung des schalenförmigen Luftleitele
ments berandeten Kugelsektorbereichs, sondern um belie
bige Winkel, d. h. auch in den Bereich der Eintrittsöff
nung hineinschwenkbar ist, die deutlich größer ist, als
die Austrittsöffnung, so kann deren Öffnungsquerschnitt,
dessen effektiver Wert ansonsten durch die Kugel redu
ziert ist, vollkommen zur Erzielung eines Luftmassen
stromes großen Betrages genutzt werden, was insbesonde
re zur Erzielung einer raschen Erwärmung des zu klima
tisierenden Raumes von Vorteil ist. Wenn die Kugel um
den Mittelpunkt des schalenförmigen Luftleitelements
schwenkbar ist, so ist eine besonders effektive Nutzung
des Coandaeffektes zur Beeinflussung der Strahlrichtung
dadurch möglich, daß der eine Pol der Kugel mit dem
Mittelpunkt des schalenförmigen Luftleitelements zusam
menfallend angeordnet ist und der Abstand des vom Mit
telpunkt des schalenförmigen Luftleitelements entfernt
angeordneten Pols der Kugel vom Mittelpunkt des scha
lenförmigen Luftleitelements dessen Innenradius ent
spricht, so daß die Kugel im Verlauf von Schwenkbewe
gungen gleichsam in berührende Anlage mit dem schalen
förmigen Luftleitelement gebracht werden kann.
Die ihrem grundsätzlichen Aufbau nach durch die Merkma
le des Anspruchs 5 umrissene und in Kombination hiermit
durch die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 näher spezifi
zierte Gestaltung der für die Einstellung der Kugelpo
sition vorgesehenen Schwenklageranordnung mit die Kugel
tragenden und diese formschlüssig sowohl axial wie auch
radial im schalenförmigen Luftleitelement abstützenden,
der Grundform nach kreissektorförmigen Stützscheiben
hat den Vorteil, daß die ebenfalls als Luftleitelemente
wirkenden Stützscheiben zusammen mit der Kugel nicht
nur um die zentrale Achse des schalenförmigen Luftleit
elements und eine dazu rechtwinklig verlaufende Achse
schwenkbar sondern auch um die polare Achse der Kugel
schwenkbar sind, wodurch in Kombination mit den Merkma
len des Anspruchs 8 eine besonders effektive Beeinflus
sung der Austrittsrichtung des die Düse durchströmenden
Zuluftstrahls möglich ist.
In der hierzu alternativen, durch die Merkmale des An
spruchs 9 angegebenen Gestaltung des inneren Luftleit
elements mit schräg zur polaren Achse und zur Äquato
rialebene der Kugel verlaufenden Stützscheiben, die in
einem Winkelabstand vom mittelpunktsfernen Pol der Ku
gel enden, so daß durch die Stützscheiben im wesentli
chen spiralförmig um die Kugel verlaufende Strömungs
pfade begrenzt sind, ist die Luftauslaßdüse auch als
Drallauslaß benutzbar, die dem Austritts-Luftstrom ei
nen Drehimpuls aufprägt, der zur Ausbildung eines ke
gelförmigen Raumstrahls führt.
Durch die Merkmale der Ansprüche 10 und 11 sind beson
ders zweckmäßige, als Richtwerte zu verstehende Dimen
sionierungsrelationen für die Kugel und das schalenför
mige Luftleitelement der Luftauslaßdüse angegeben, die
für sämtliche Gestaltungen derselben günstig sind.
Weitere bauliche und funktionelle Einzelheiten der er
findungsgemäßen Luftauslaßdüse ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungs
beispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Luftauslaßdüse in axial
symmetrischer Konfiguration ihrer inneren und
äußeren Luftleitelemente, in schematisch ver
einfachter Schnittdarstellung längs einer die
polare Achse der Kugel enthaltenden Radialebene
der Düse;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Düse gemäß
Fig. 1 in Richtung des Pfeils II der Fig. 3b,
in einer Position ihres inneren Luftleitelements,
in der die polare Achse der Kugel mit der zen
tralen Achse des schalenförmigen Luftleitelements
einen Winkel von 30° einschließt und
Fig. 3a bis c Strömungsbilder zur Erläuterung der Funk
tion der Düse gemäß den Fig. 1 und 2 für eine
der Fig. 1 entsprechende Konfiguration der Düse
(Fig. 3a), eine der Fig. 2 entsprechende Konfi
guration derselben (Fig. 3b) und eine weitere
axialsymmetrische Konfiguration der Düse (Fig.
3c), jeweils in einer der Fig. 1 entsprechen
den, schematisch vereinfachten Schnittdarstel
lung.
Die in den Fig. 1 und 2 sowie 3a bis 3c jeweils insge
samt mit 10 bezeichnete Luftauslaßdüse ist Funktions
element einer im übrigen nicht dargestellten lufttech
nischen Anlage, z. B. einer Klimaanlage und hat den
Zweck, die Ausbreitungscharakteristik eines über die
Düse 10 in einen zu klimatisierenden Raum eingeleiteten
Zuluftstromes hinsichtlich Ausbreitungsrichtung und
-form des Luftstrahls definiert einstellen zu können,
wobei durch eine Anordnung mehrerer solcher Düsen 10
und deren aufeinander abgestimmte Einstellung die Aus
breitungscharakteristik des Zuluftstromes, der insge
samt über sämtliche dieser Düsen 10 in den zu klimati
sierenden Raum eingeleitet wird, ihrerseits, vorgebbar
ist.
Für die in der Fig. 1 dargestellte Luftauslaßdüse 10
ist zum Zweck der Erläuterung eine Montage an der Decke
des Raumes angenommen, die in der Fig. 1 lediglich
durch ein z. B. aus Blech bestehendes Kassettenteil 11
einer abgehängten Kassettendecke repräsentiert ist, das
pro Auslaßdüse 10, die oberhalb dieses Kassettenteils
11 angeordnet ist, mit einer kreisrunden Aussparung 12
versehen ist, an deren kreisringsförmigem Randbereich
13 die Luftauslaßdüse 10 in bezüglich der zentralen
Achse 14 der Aussparung 12 zentrierter Anordnung fest
legbar ist.
Die Luftauslaßdüse 10 besteht aus einem äußeren, scha
lenförmigen Luftleitelement 16, das die Form des Man
tels eines Kugelabschnitts hat und einem in diesem dreh-
und schwenkbar gelagerten, inneren Luftleitelement 17,
das durch eine Kugel 18 mit in sich geschlossener Ober
fläche und insgesamt vier, der Grundform nach kreissek
torförmige Stützscheiben 21 bis 24 (Fig. 2) gebildet
ist, die als gemeinsame Schnittlinie ihrer Mittelebenen
die polare Achse 19 der Kugel haben und mit ihren kreis
bogenförmig verlaufenden Rändern 26 an der inneren Man
telfläche 27 des äußeren, schalenförmigen Luftleitele
ments 16 der Düse 10 anliegen.
Die Stützscheiben 21 bis 24 haben gemäß der Darstellung
der Fig. 1 und 2 geradlinig verlaufende, schmale, ebene
Randstirnflächen 28, deren Mittellinien sich im geome
trischen Mittelpunkt 29 des schalenförmigen Luftleit
elements 16 schneiden, wobei diese Randstirnflächen 28
der beiden je paarweise koplanaren Stützscheiben 21, 23
bzw. 22, 24 jeweils einen stumpfen Winkel α₁ miteinan
der einschließen, der um einige Grade größer ist als
der auf den Mittelpunkt 29 des schalenförmigen Luft
leitelements 16 bezogene Öffnungswinkel α₂ der ein
trittsseitigen - oberen - Öffnung 31, die durch ihre in
der Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete, parallel zur
Äquatorialebene 32 des schalenförmigen Luftleitelements
16 verlaufende Öffnungsebene repräsentiert ist.
Die gekrümmten Ränder 26 der Stützscheiben 21 bis 24,
die eine dem Radius des schalenförmigen Luftleitele
ments 16 entsprechende Wölbung haben, schließen in ei
nem Polbereich 33 des inneren Luftleitelements 17 mit
glatter Krümmung aneinander an.
Der Durchmesser d der wiederum durch ihre gestrichelt
eingezeichnete Öffnungsebene 34 repräsentierten Aus
trittsöffnung des kugelabschnitts-schalenförmigen äuße
ren Luftleitelements 16 der Luftauslaßdüse 10 entspricht
beim dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel dem
Innenradius R des schalenförmigen Luftleitelements 16,
d. h. einem Mittelpunkts- bzw. Öffnungswinkel α₃ der
Auslaßöffnung 34 von 60°.
Der Durchmesser D′ der Eintrittsöffnung 31 des schalen
förmigen Luftleitelements 16 ist beim dargestellten,
speziellen Ausführungsbeispiel um einen kleinen Diffe
renzbetrag 2ΔD kleiner als der z. B. in der Äquatorial
ebene 32 gemessene lichte Großkreis-Durchmesser des
schalenförmigen Luftleitelements 16, der den Wert 2R
hat.
Bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel
beträgt weiter der senkrecht zur Äquatorialebene 32 und
zur Ebene 31 der Einlaßöffnung gemessene - vertikale -
Abstand h derselben voneinander ein Vierteil des lich
ten Großkreis-Radius R des schalenförmigen Luftleitele
ments 16, woraus sich für den Öffnungswinkel α₂ der
Eintrittsöffnung 31 des kugelabschnitts-schalenförmigen
Luftleitelements 16 ein Wert von etwa 152° ergibt. Der
etwas größere Winkel α₁, mit dem die "geradlinig" - ra
dial verlaufenden ebenen Randstirnflächen der kreissek
torförmigen Stützscheiben 21 bis 24 paarweise aneinan
der anschließen, beträgt beim dargestellten, speziellen
Ausführungsbeispiel etwa 164°, was einem Wert des Dif
ferenzbetrages 2ΔD zwischen dem lichten Großkreisdurch
messer D des schalenförmigen Luftleitelements 16 und
dem lichten Durchmesser D′ seiner Einlaßöffnung 31 von
etwa 1,5% des Öffnungsdurchmessers D des schalenförmi
gen Luftleitelements 16 entspricht.
Bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel
entspricht der Radius r der Kugel 18 des dreh- und
schwenkbaren Luftleitelements 17 dem halben Wert des
Innenradius R des schalenförmigen Luftleitelements 16,
und es ist für diese Kugel 18 eine bezüglich des Mit
telpunktes 29 des schalenförmigen Luftleitelements 16
exzentrische Anordnung derart vorgesehen, daß der eine
- radial innere - Pol 36 der Kugel 18 mit dem Mittel
punkt 29 des schalenförmigen Luftleitelements 16 zusam
menfällt, während ihr anderer - radial äußerer - Pol 37
im Zentrum des Polbereichs 33 liegt, innerhalb dessen
die kreisbogenförmig verlaufenden Ränder 26 der Stütz
scheiben 21 bis 24 glatt ineinander übergehen.
Zur Erläuterung der Funktion der insoweit ihrem prinzi
piellen Aufbau nach erläuterten Luftauslaßdüse 10 sei
nunmehr auch auf die Fig. 3a und 3b Bezug genommen, in
denen qualitativ der Verlauf der Luftströmung für ver
schiedene Konfigurationen der Luftauslaßdüse - Funk
tionsstellungen des inneren Luftleitelements 17 - dar
gestellt sind.
Bei der in der Fig. 3a dargestellten - axialsymmetri
schen - Konfiguration der Luftauslaßdüse 10, bei der
die polare Achse 19 der Kugel 18 mit der zentralen Ach
se 14 der Eintrittsöffnung 31 und der Austrittsöffnung
34 des schalenförmigen Luftleitelements 16 zusammen
fällt, ergibt sich ein scharf gebündelter, senkrecht
nach unten aus der Luftauslaßdüse 10 austretender, durch
einen Pfeil 38 schematisch repräsentierter Freistrahl,
wobei der effektive Austrittsquerschnitt, über den Luft
aus der Düse ausströmen kann, etwa 3/8 des lichten Quer
schnitts der Austrittsöffnung 34 des schalenförmigen
Luftleitelements 16 beträgt, die durch die Kugel 18
gleichsam teilweise "verschlossen" - abgedeckt - ist.
In der in der Fig. 3b dargestellten Konfiguration der
Luftauslaßdüse 10, in der die polare Achse 19 der Kugel
18 des inneren, schwenkbaren Luftleitelements 17 der
Luftauslaßdüse 10 mit der zentralen Achse 14 der Ein
trittsöffnung 31 und der Austrittsöffnung 34 einen Win
kel ϕ von 30° einschließt und das innere Luftleitele
ment 17, in Richtung der polaren Achse 19 seiner Kugel
18 gesehen so orientiert ist, daß die Austrittsöffnung
34 insgesamt einseitig - gemäß der Darstellung der Fig.
3b links - von denjenigen sektorförmigen Stützscheiben
22 und 24 (Fig. 2c) angeordnet ist, diese somit gegen
den rechten Teil des Düsen-Innenraumes abgesperrt ist,
ergibt sich eine einem flachen Deckenstrahl angenäherte
Auslaßcharakteristik, gemäß welcher der in der Fig. 3b
durch den Pfeil 38 schematisch vereinfacht repräsen
tierte Austrittsluftstrom durch einen oberen Randstrahl
39 und einen unteren Randstrahl 41 begrenzt und seine
Ausbreitungsrichtung im wesentlichen durch die Richtung
eines dazwischen verlaufenden Zentralstrahls 42 mar
kiert ist. Hierbei ist die Ausbreitungsrichtung des
oberen Randstrahls 39, in dem Luft mitgeführt wird, die
unmittelbar die Kugel 18 umströmt hat, aufgrund des
Coanda-Effekts tangential zur Krümmung der Kugel im Be
reich der Austrittsöffnung 34, d. h. beim dargestellten
Ausführungsbeispiel praktisch horizontal, während die
Ausbreitungsrichtung des unteren Randstrahls 41 etwa
tangential zur Innenfläche des kugelsegment-schalenför
migen Luftleitelements 16 am Rand der Austrittsöffnung
34 verläuft, d. h. mit der zentralen Achse 14 des scha
lenförmigen Luftleitelements 16 einen Winkel von 60°
(90° - ϕ) einschließt, so daß sich für die "Haupt"-
Ausbreitungsrichtung des Austrittsluftstrahls 38, bezo
gen auf die zentrale Achse 14 des schalenförmigen Luft
leitelements 16, ein Winkel von etwa 75° ergibt. Der
Austrittsluftstrom 38 wird somit in vertikaler Richtung
mit einem Öffnungswinkel von etwa 30° aufgefächert,
bleibt jedoch, gesehen in der durch den Pfeil 43 der
Fig. 3b repräsentierten Richtung, für die qualitativ
wieder das Strömungsbild der Fig. 3a gilt, scharf ge
bündelt.
Der effektive Austrittsquerschnitt, über den bei der in
der Fig. 3b dargestellten Konfiguration der Düse 10 der
Austrittsluftstrom 38 aus der Düse 10 austritt, ent
spricht etwa 90% der freien Querschnittsfläche der
Austrittsöffnung 34.
Die Luftauslaßdüse 10 ist zur Erzielung eines axialsym
metrischen gut gebündelten Freistrahls mit einer Aus
laßcharakteristik, die weitgehend der in der Fig. 3a
dargestellten entspricht, auch in der in der Fig. 3d
dargestellten Konfiguration benutzbar, in welcher die
Kugel 18 des beweglichen Luftleitelements 17 oberhalb
der Äquatorialebene 32 des schalenförmigen Luftleitele
ments 16 angeordnet ist. In dieser Konfiguration ist
der effektive freie Querschnitt, über den der durch die
Strömungslinien 44 repräsentierte Zuluftstrom in das
schalenförmige Luftleitelement 16 eintreten kann, ge
genüber dem lichten Querschnitt der durch den oberen
Rand 46 des schalenförmigen Luftleitelements 16 beran
deten, in der Ebene 31 gemessene Querschnittsfläche der
oberen Eintrittsöffnung des schalenförmigen Luftleit
elements 16 nur marginal reduziert, wogegen der gesamte
lichte Querschnitt der Austrittsöffnung 34 als effekti
ver Durchtrittsquerschnitt für den in den Raum eintre
tenden Zuluftstrahl zur Verfügung steht, im Unterschied
zu der Konfiguration gemäß Fig. 3a, bei der der effek
tive Austrittsquerschnitt auf weniger als 50% des Öff
nungsquerschnitts der Austrittsöffnung 34 reduziert
ist.
Wie aus den Fig. 3a, 3b und 3d unmittelbar ersichtlich,
ist, von einer axialsymmetrischen Konfiguration der Dü
se 10, wie in den Fig. 3a und 3d dargestellt, ausge
hend, eine Änderung der Ausbreitungsrichtung des Aus
trittsluftstromes jeweils dadurch möglich, daß das
dreh- und schwenkbare Luftleitelement 17 in eine Posi
tion gebracht wird, in welcher die polare Achse 19 der
Kugel 18 und die zentrale Achse 14 des kugelsektorscha
lenförmigen Luftleitelements 16 einen Winkel ϕ mitein
ander einschließen. Von einer solchen, von der Axial
symmetrie abweichenden Konfiguration der Düse 10 ausge
hend, ist eine Veränderung der Richtung des Austritts
luftstromes auch dadurch möglich, daß das bewegliche
Luftleitelement 17 - bei festgehaltener Orientierung
der polaren Achse 19 der Kugel 18 um die polare Achse
19 der Kugel 18 gedreht wird, wobei es sich versteht,
daß diese Einstellmöglichkeiten überlagerungsfähig
sind, d. h. das bewegliche Luftleitelement 17 zur Ein
stellung einer erwünschten Auslaßcharakteristik der Dü
se 10 gleichzeitig sowohl geschwenkt als auch gedreht
werden kann.
Eine definierte Einstellung der Ausbreitungsrichtung
des Austrittsluftstromes 38 im Sinne einer Abweichung
von der bei axialsymmetrischer Konfiguration der Luft
austrittsdüse 10 gegebenen Ausbreitung in Richtung der
zentralen Achse 14 des schalenförmigen Luftleitelements
16 kann im Prinzip auch allein durch Verlagerung der
Kugel 18 innerhalb des schalenförmigen Luftleitelements
16 erfolgen, derart, daß die Kugel 18 in eine außer
axiale Position gebracht wird, im übrigen jedoch all
seitig umströmt bleibt.
Eine diesbezüglich geeignete Lagerung der Kugel 18 kann
dadurch realisiert sein, daß die sektorförmigen Stütz
scheiben 21 bis 24, abweichend von dem anhand der Fig.
1 bis 3c erläuterten Ausführungsbeispiel, nicht bis zum
mittelpunktsfernen Pol 37 der Kugel 18 reichen, sondern
schon in einem Winkelabstand von diesem enden und z. B.
mit einer radialen Kante an die Kugeloberfläche an
schließen, so daß zwischen einander benachbarten Sek
torscheiben, unabhängig von der Dreh- und Schwenkstel
lung des inneren Luftleitelements 17, stets freie Kanä
le vorhanden sind, die von der Lufteintritts- zur Luft
austrittsseite führen, die jedoch, je nach der Schwenk
lage des inneren Luftleitelements 17, d. h. dem Verlauf
der polaren Achse 19 der Kugel 18 zur zentralen Längs
achse 14 des schalenförmigen Luftleitelements, unter
schiedlich weit offen sind.
Bei einer derartigen Gestaltung des inneren Luftleit
elements 17 können dessen Stützscheiben 21 bis 24 auch
schräg zur polaren Achse 19 der Kugel verlaufen, analog
zu den Schaufeln eines Axiallüfters, wodurch dem Aus
trittsluftstrom 38 ein Drall aufprägbar ist.
Die Luftauslaßdüse 10 ist nach dem geschilderten Bau-
und Funktionsprinzip in den verschiedensten Größen rea
lisierbar und auf entsprechend unterschiedliche Luft
leistungen auslegbar.
Bei kleineren Baugrößen können sowohl das schalenförmi
ge Luftleitelement 16 als auch das in diesem dreh- und
schwenkbar angeordnete Luftleitelement 17 als Kunst
stoffteile ausgebildet sein, wobei es herstellungstech
nisch zweckmäßig sein kann, das innere Luftleitelement
aus zwei Teilen zusammenzufügen, die jeweils dünnwandig
gehalten werden können, um beispielsweise die Kugel 18
als Hohlkörper realisieren zu können.
Eine hinreichend dünnwandige Ausbildung und elastische
Nachgiebigkeit der kreissektorförmigen Stützscheiben
rechtwinklig zu ihren Verlaufsebenen vorausgesetzt,
kann das Zusammenfügen der beiden Luftleitelemente 16
und 17 der Düse 10 durch Eindrücken des inneren Luft
leitelements 17 in das schalenförmige Luftleitelement 16
erfolgen. Ein solches Eindrücken kann dadurch er
leichtert sein, daß am schalenförmigen Luftleitelement
16 von dessen oberem Öffnungsrand 46 ausgehende, sich
zu diesem rechtwinklig erstreckende und mindestens bis
zur Äquatorialebene 32, vorzugsweise über diese hinaus
nach unten reichende Schlitze 47 (Fig. 2) in paarweiser
Anordnung vorgesehen sind, wobei die Schlitzpaare in
der der Axialsymmetrie der sektorförmigen Stützscheiben
21 bis 24 entsprechenden Axialsymmetrie entlang des Um
fangs des Öffnungsrandes 46 verteilt sind, so daß zwi
schen den Schlitzen 47 schmale Zungen 48 verbleiben, in
deren Bereich das innere Luftleitelement 17 mit seinen
Stützfahnen 21 bis 24 ansetzbar ist und, da diese Zun
gen 48 radial nach außen ausweichen können, ohne Mühe
in seine mit dem schalenförmigen Luftleitelement 16 in
formschlüssigem Eingriff stehende Gebrauchsposition
eindrückbar ist.
Derartige Schlitze 47 können, wie im rechten Teil der
Fig. 2 dargestellt, auch spitzwinklig - V-förmig - zu
einander verlaufend ausgebildet sein, wodurch ein Ver
haken der Stützscheiben 21 bis 24 beim Vorbeitreten an
solchen Schlitzpaaren weitestgehend ausgeschlossen ist.
Alternativ oder zusätzlich zu den Schlitzen 47 des
schalenförmigen Luftleitelements können, wie nicht ei
gens dargestellt, auch an den Stützscheiben 21 bis 24
des inneren Luftleitelements 17 funktionsentsprechende,
ein Nachgeben der Stützfahnenränder beim Eindrücken in
das schalenförmige Luftleitelement erleichternde Schlit
ze vorgesehen sein.
Bei einer Fertigung des schalenförmigen Luftleitele
ments 16 aus Blech, z. B. durch eine pressende oder
drückende Verformung eines rohrförmigen Werkstückes ist
es zweckmäßig, das schalenförmige Luftleitelement 16 in
seiner Äquatorialebene 32 zu teilen und die beiden Tei
le mit radialen, parallel zur Äquatorialebene 32 ver
laufenden Befestigungsflanschen zu versehen, mittels
derer die beiden Schalenteile aneinander fixierbar
sind.
Um die Nutzung des Coandaeffekts zur Ausbildung eines
sehr flachen Deckenstrahls nicht zu beeinträchtigen,
sollte der die austrittsseitige Öffnung 34 des schalen
förmigen Luftleitelements 16 kreisförmig begrenzende
Rand 49, an den sich ein radialer Flansch 51 anschließt,
der zur Fixierung der Luftauslaßdüse 10 an dem Kasset
tenteil 11 der Raumdecke ausgenutzt ist, möglichst
scharfkantig - schneidenförmig - ausgebildet sein.
In Praxi genügt es jedoch, wenn der radiale Montage
flansch 51 an den Öffnungsrand 49 mit einem kleinen
Krümmungsradius ϕ anschließt, der deutlich kleiner ist
als die halbe Höhe h′ der Kugelkappe 52 mit der die Ku
gel 18 in ihrer in der Fig. 1 dargestellten - axialsym
metrischen - Grundstellung über die Öffnungsebene 34
der Austrittsöffnung hinaus in den zu klimatisierenden
Raum hineinragt.
Claims (11)
1. Luftauslaßdüse für Lüftungs-, Heizungs- und/oder
Klimaanlagen, die innerhalb eines Raumwinkelberei
ches eine beliebige Einstellung der Orientierung
eines aus der Düse austretenden Luftstrahls ermög
licht, mit einem kugelförmigen Düsenkörper, der in
nerhalb eines als Ausschnitt aus einer Kugelschale
gebildeten Lagerelements, das sich beidseits des
Äquatorialkreises der Kugelschale zwischen einer
eintrittsseitigen Öffnung und einer austrittsseiti
gen Öffnung erstreckt, um den geometrischen Mittel
punkt des schalenförmigen Elements schwenkbar gela
gert ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merk
male:
- a) der Kugeldurchmesser (d) des schwenkbaren Düsen körpers (18) ist um einen definierten Betrag kleiner als der Äquator-Durchmesser des schalen förmigen Düsenelements (16);
- b) die Kugel (18) ist innerhalb des schalenförmigen Lagerelements (16) exzentrisch bezüglich dessen Mittelpunkt (29) gelagert, wobei ihre polare Achse (19) durch den Mittelpunkt (29) des scha lenförmigen Lagerelements (16) verläuft, wobei die Kugel (18) ein inneres, vom Zuluftstrom um strömtes Luftleitelement der Düse (10) und das schalenförmige Lagerelement (16) das äußere, vom Zuluftstrom durchströmte Luftleitelement der Dü se (10) bilden;
- c) zur Lagerung der Kugel (18) ist eine reibungs schlüssig-selbsthemmende Schwenkgelenkanordnung (18, 21-24, 16) vorgesehen, mittels derer die Ku gel (18) sowohl um die zentrale Achse (14) des schalenförmigen Luftleitelements (16) als auch um eine zu dieser Achse (14) rechtwinklig ver laufende Achse schwenkbar ist, wobei die Kugel (18) bezüglich der zentralen Achse (14) um be liebige Winkel und bezüglich der dazu rechtwink lig verlaufenden Achse mindestens innerhalb des durch die Austrittsöffnung (34) des schalenför migen Luftleitelements (16) berandeten Kugelsek torbereichs schwenkbar ist.
2. Luftauslaßdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kugel auch um die rechtwinklig
zur zentralen Längsachse (14) des schalenförmigen
Luftleitelements (16) verlaufende Schwenkachse um
beliebige Winkel schwenkbar ist.
3. Luftauslaßdüse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Kugel (18) um den
Mittelpunkt (21) des schalenförmigen Luftleitele
ments (16) schwenkbar ist.
4. Luftauslaßdüse nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abstand des vom Mittelpunkt (29)
des schalenförmigen Luftleitelements (16) entfernt
angeordneten Pols (37) der Kugel (18) vom Mittel
punkt (29) des schalenförmigen Luftleitelements
(16) dessen Innenradius (R) entspricht.
5. Luftauslaßdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (18) mittels
der Grundform nach kreissektorförmiger Stützschei
ben (21-24), die mit ihren gekrümmten Rändern an
dem schalenförmigen Luftleitelement abgestützt
sind, axial und radial formschlüssig in dem scha
lenförmigen Luftleitelement (16) abgestützt ist.
6. Luftauslaßdüse nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mittelpunktswinkel der Stütz
scheiben (21-24) um einen definierten Wert größer
als 90° sind.
7. Luftauslaßdüse nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, da
durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in einer
die polare Achse (19) der Kugel (18) enthaltenden
Ebene koplanar verlaufende Stützscheiben (21 und
23) und vorzugsweise zwei weitere, ebenfalls kopla
nar angeordnete Stützscheiben (22 und 24), deren
gemeinsame Ebene rechtwinklig zur Ebene der beiden
anderen Stützscheiben (21 und 23) verläuft, vorge
sehen sind.
8. Luftauslaßdüse nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheiben (21
bis 24) in dem vom Mittelpunkt des schalenförmigen
Luftleitelements (16) entfernt angeordneten Pol
(37) der Kugel (18) mit glatter Krümmung aneinander
und tangential an diesen Kugelpol (37) anschließen.
9. Luftauslaßdüse nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Stützscheiben in ei
nem Winkelabstand vom mittelpunktsfernen Pol (37)
der Kugel (18), mit einer radialen Endkante an die
se anschließend, enden und sich entlang die polare
Achse (19) der Kugel (18) und deren Äquatorialebene
schräg schneidender, vorzugsweise ebener Flächen
erstrecken.
10. Luftauslaßdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der
Kugel (18) gleich dem Innenradius (R) des schalen
förmigen Luftleitelements (16) ist.
11. Luftauslaßdüse nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Durchmesser der Austrittsöffnung
(34) des schalenförmigen Luftleitelements (16)
gleich dem Durchmesser der Kugel (18) ist.
Priority Applications (1)
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DE19944414846 DE4414846B4 (de) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Luftauslaßdüse |
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DE19944414846 DE4414846B4 (de) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Luftauslaßdüse |
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DE4414846A1 true DE4414846A1 (de) | 1995-11-02 |
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ID=6516673
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DE19944414846 Expired - Fee Related DE4414846B4 (de) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Luftauslaßdüse |
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DE (1) | DE4414846B4 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1994-04-28 DE DE19944414846 patent/DE4414846B4/de not_active Expired - Fee Related
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DE4414846B4 (de) | 2005-10-06 |
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