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Vorrichtung zur Befeuchtung und Belüftung von Räumen Die Erfindung
hat eine Vorrichtung zur Befeuchtung und Belüftung von Räumen zum Gegenstand, bei
der sowohl die Bewegung als auch die Zerstäubung der Flüssigkeit durch den Lüfter
bewirkt wird und die Flüssigkeit durch Hohlräume der Flügel zugeführt wird.
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An sich sind Vorrichtungen zur Befeuchtung und Belüftung von Räumen
bekannt, bei denen mittels einer Tropfvorrichtung der Hohlwelle eines Flügelrades
Flüssigkeit zugeführt wird, die von dem Flügelrad, dessen Flächen siebartig mit
Öffnungen versehen sind, ausgeschleudert wird. Diese Anordnung, die die Zuführung
nur geringer Mengen der Flüssigkeit gestattet, ist so ausgebildet, daß die Flüssigkeit
im wesentlichen quer zum Luftstrom ausgeschleudei t wird, so daß sich erhebliche
Prallverluste ergeben; zugleich wird ein wesentlicher Teil der Flüssigkeit ungebunden
nach außen geschleudert.
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Der Erfindungsgegenstand gestattet jedoch eine feine Zerstäubung und
innige Verbindung der Luft und Feuchtigkeitsmenge bei sehr kleinen Rückwassermengen,
die zugleich so abgeführt werden können, daß sie den Luft- und Feuchtigkeitsweg
nicht stören. Gemäß der Erfindung liegen die Austrittsöffnungen der Flügelhohlräume
nahe der Vorderkante der der Eintrittsseite der Luft zugewandten Flügelflächen,
während die Austrittsöffnungen der Nabenhohlräume längs der hinteren Kante der Flügelwurzel
angeordnet sind.
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Durch diese Anordnung können die Geschwindigkeiten von Luft und Feuchtigkeit
einander angepaßt werden, so daß alle Stoß- und Prallverluste, die sonst bei Befeuchtungseinrichtungen
eine erheblich störende Rolle spielen, auf ein geringes vermindert werden. Zugleich
werden Luft und Feuchtigkeit unmittelbar aneinander gebunden, wobei die Luft eine
große Menge der fein zerstäubten Flüssigkeit aufnimmt; auch werden bei Weiterleitung
des Luftfeuchtigkeitsgemenges Umlenkungsverluste vermieden.
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Ferner sind Einrichtungen zur Luftbefeuchtung bekannt, bei denen die
Flüssigkeit dem Luftstrom in einer düsenartigen Vorrichtung ejektorartig zugeführt
wird. Bei einer derartigen Einrichtung ist, abgesehen davon, daß sie eine sehr sorgfältige
Ermittlung der Querschnitte und Strömungswege voraussetzt, eine große Baulänge erforderlich,
um in der Düse das Luftflüssigkeitsgemisch bei geringen Verlusten vom engsten Querschnitt
auf den weitesten zu überführen. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung, bei der
die Durchmischung unmittelbar in dem vom Flügelrad bestrichenen Raum erfolgt, sind
derartige Überführungswege entbehrlich, so daß sich bei wesentlich einfacherer Bauweise
auch eine erhebliche Verkürzung der Baulänge ergibt. Die von den Flügeln des Flügelrades
geförderte Luft saugt die Flüssigkeit durch die Austrittsöffnungen der Flügelhohlräume
nahe der Vorderkante der Flügelflächen und durch die Durchtrittsöffnungen der Nabenhohlräume
und fördert sie auf die Flügelfläche selbst, der entlang sie sich in fein verteiltem
Zustande ausbreitet.
Das gesamte Luftvolumen, das in die Flügelräume
eintritt, kommt unmittelbar mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit in Berührung und
zerstäubt -sie zusammen mit den umlaufenden Flügeln während der Bewegung der Flügel.
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Die Anordnung wird vorzugsweise so ausgeführt, daß die Flügel die
Luft und die von ihr aufzunehmende zu zerstäubende und zerstäubte Flüssigkeit in
vorwiegend axialer Richtung fördern. Luft- und Flüssigkeitsbewegung erfolgen dabei
in der axialen Richtung, ohne daß es erforderlich wäre, umständliche Anordnungen
zu treffen, um neben der Luftbewegung, beispielsweise mittels Zentrifugalanordnungen,
die Flüssigkeit zu zerstäuben; Einrichtungen, die umständlich und kostspielig und
zugleich leicht dem Verschmutzen ausgesetzt sind. Es sind also nach der Erfindung
keine Teile vorhanden, die die Bewegung der Flüssigkeitsstaubteile mit der Luft
hindern. Zugleich ist bei dieser axialen Anordnung der Platzbedarf, da jegliche
Ablenkung der Luftströmung oder der Feuchtigkeitsmenge in radialer Richtung vermieden
wird, gering. Der Luftbeweger kann mit kleinem " Durchmesser ausgeführt werden,
da die sonst zur Zerstäubung der Flüssigkeitsmenge erforderliche Zentrifugalkraft,
die einen großen Durchmesser der Konstruktion voraussetzt, entbehrlich ist. Außerdem
wird der Kraftaufwand der Anordnung erheblich herabgesetzt. Da die Feuchtigkeitsmenge
in der gleichen Richtung und im gleichen Sinne der Bewegung gefördert und zerstäubt
wird, in der die Luft die Einrichtung verläßt, werden Umlenkungen des Feuchtigkeitsstromes
oder des mit Feuchtigkeit beladenen Luftstromes vermieden, die sonst zu erheblichen
Prallverlusten an Flüssigkeit führen. Zugleich ergibt sich eine innige Berührung
von Flüssigkeit und Luft auf verhältnismäßig langem Wege, ohne daß erhebliche Geschwindigkeitsdifferenzen
zwischen Luft und Flüssigkeit vorhanden sind, so daß also genügend Zeit zur Verbindung
von Luft mit Feuchtigkeit zur Verfügung steht und die Aufnahme von Feuchtigkeit
bis zu hohen Sättigungsgraden der Luft erfolgt.
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Andererseits ermöglicht es auch die Erfindung, jene geringen Flüssigkeitsmengen,
die nicht in Richtung der Luftströmung austreten, bei axialer Luftströmung solche
mit radialer Komponente, nach außen abzuführen, ohne daß störende Einbauten, wie
im Strömungsweg stehende Ablenkbleche, Widerstände, Prallflä.chen o. dgl., im Hauptströmungsweg
des Luft-Feuchtigkeits-Gemisches erforderlich wären.
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Der Erfindung gemäß sind zur Abführung ungenügend zerstäubter Flüssigkeitsteile
um das Flügelrad herum sich nach außen erweiternde konische Lenkflächen angeordnet,
die auch als konische Schraubenflächen ausgebildet sein können. Um diese Flüssigkeitsmengen
wieder nutzbar zu machen, mündet der Außenraum der konischen Lenkflächen in einen
Flüssigkeitssammler oder Ansaugeraum.
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Die Menge der von der Luft aufgenommenen und gelösten Flüssigkeit
läßt sich nun weitersteigern, wenn bei Anordnungen, bei denen erwärmte, befeuchtete
Luft den Räumen zuzuführen ist, zwecks Erwärmung der Luft eine Heizvorrichtung,
vorzugsweise im Luftwege, zwischen dem Flügelrad und seinem Antriebsmotor angeordnet
wird, so daß die Flüssigkeit erst der bereits erwärmten Luft zugeführt wird. Geht
man umgekehrt vor, so wird der relative Feuchtigkeitsgehalt der Luft beim Erwärmen
vermindert, zugleich aber steht auch der Lufterhitzer unter dem ständigen Einfluß
eines Flüssigkeit-Luft-Gemisches, ist also stark der Verrostung ausgesetzt. Zugleich
klebt der in dem feuchten Luftstrom enthaltene Staub an den Heizflächen des Lufterhitzers
und setzt so dessen Wärmeabgabe herab. Ferner werden aber auch beim Aufprallen des
feuchten Luftstromes auf die Erhitzerelemente oder Lamellen die im Luftstrom enthaltenen
feinen Wasserteilchen zum großen Teil ausgeschieden, so daß die Wirkung der Befeuchtungseinrichtung
erheblich herabgesetzt wird. Wird dagegen gemäß der Erfindung die Luft zunächst
erhitzt, bevor sie mit Feuchtigkeit beladen wird, so werden alle diese Nachteile
vermieden. Zugleich ist die erwärmte Luft imstande, erheblich größere Wassermengen
aufzunehmen und diese auch nach Verlassen der Vorrichtung, zumal da die Einrichtung
stoßfrei und in geordneter Strömung durchschritten wird, lange zu binden.
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Schließlich ist nach der Erfindung noch eine Vorrichtung zur Schaltung
der auf den Motor für das Lüfterrad zuführenden Luftwege vor- i gesehen, die aus
einer um den Motor beweglichen, vorzugsweise als Einviertelzylinderfläche ausgebildeten
Drehklappe besteht. Hierdurch kann mittels einer einfachen Handhabung die Luft auf
verschiedenen Wegen wahlweise zuge- i führt, d. h. also Frischluft, Umluft oder
mehrere Zuführungen dieser Art verwendet werden. Der Erfindungsgegenstand läßt sich
mit einfachen Mitteln, vorzugsweise hängend, an der Decke des Arbeitsraumes oder
an der Wand befestigen.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigen: Fig. i teilweise im Schnitt, teils in Ansicht den Erfindungsgegenstand,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3, q. und 5 in Ansicht,
im Schnitt und in Aufsicht ein Flügelrad gemäß der Erfindung, Fig. 6 die Schaufelschnitte
eines Flügels.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist j mit ii ein Flügelrad
bezeichnet, daß von einem Motor, beispielsweise dem Elektromotor 15, über
die
Welle 14 betrieben wird. Die Flügel 12 und die Nabe 13 des Flügelrades weisen Hohlräume
2o, 21 auf, die dazu dienen, die Flüssigkeit, die aus dem Ansaugeraum oder Wassersammler
22 über die Leitung 23, gegebenenfalls mittels einer Pumpe 24, gefördert wird, den
Flügelflächen zuzuführen. An den Flügelflächen nahe der Vorderkante 30, von der
Eintrittsseite der Luft aus gesehen, sind Öffnungen 31 für den Austritt der Flüssigkeit,
vorzugsweise Wasser, vorgesehen. Ebenso weist die Nabe bei 32 Austrittsöffnungen
auf, die längs der hinteren Kante 33 der Flügelwurzel liegen. Das Flügelrad ist
so ausgeführt, daß die Flügel die Luft und die zu zerstäubende und zerstäubte Flüssigkeit
in vorwiegend axialer Richtung fördern. Dreh- und Förderrichtung des Läufers sind
mittels der Pfeile 36 bzw. 37 angegeben. Krümmung und Verdrehung der Schaufel ist,
wie aus der Aufsicht (Fig.5) und den Schaufelschnitten (Fig.6) ersichtlich, so bestimmt,
daß der Winkel der Eintrittskante gegen die Austrittskante hin abnimmt, während
die Flügel in der Vorderansicht bzw. Rückansicht sich mit ihren Kanten überdecken.
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Die Flügelneigung und Größe der Flächen ist so bestimmt, daß sich
eine gute Führung und stoß- und wirbelfreie Förderung der Luft ergibt, wobei zugleich
die Flügelneigung so bemessen ist, daß die aus den Öffnungen 31 bzw. 32 austretende
Flüssigkeit die Flügelflächen entlang gleitet und sich im Sinne und in Richtung
der Luftströmung bewegt, wie es die gestrichelten Pfeile 40 (Fig. 3) angeben. Nach
außen hin nimmt die Verdrehung der Flügel bei zunehmender Breite ab.
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Die umlaufenden Flügel üben eine Saugwirkung auf die Nabenhohlräume
21 aus, die die Flüssigkeit auf die Flügelfläche fördert und unter Umständen auch
dazu ausreicht, die Flüssigkeit aus dem Sammelraum 22 über die Leitung 23 anzuheben.
Auch kann man eine Pumpe 24 vorzugsweise auf der Motorwelle anordnen, die die Flüssigkeit
in die Nabenhohlräume hebt. Um die in den Nabenhohlräumen befindliche Flüssigkeit
gleichmäßig den Öffnungen 32 zuzuführen, können in den Nabenhohlräumen Verteilerwände
oder -flachen 25 angeordnet sein. Beim Austritt der Flüssigkeit aus den Öffnungen
werden die einzelnen Teile von den Luftströmen erfaßt, tangential abgeführt, zum
Teil auf den Flügelflächen abgerollt, wobei sich eine gute Durchmischung und Bindung
der Flüssigkeit mit der Luft ergibt. Diese wird weiter gefördert dadurch, daß andere
Teile der aus den Öffnungen austretenden Flüssigkeit von der Luft sowohl wie von
den benachbarten Schaufelflächen zu einem feinen Nebel verteilt werden und dann
ebenfalls von der Luft aufgenommen und gebunden werden.
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Der geringe Überschuß der nichtgebundenen Flüssigkeit wird nach außen
geführt und gelangt an Lenkflächen 45, die rings um das Flügelrad herum angeordnet
sind. Diese Lenkflächen sind konisch nach -außen erweitert und führen die ausgeschiedenen
Flüssigkeitsteilchen nach außen ab, ohne daß sie Störungen im Verlauf der Hauptströmung
verursachen. Der Außenraum der Lenkflächen 45 mündet in den Sammeliaum 22. Die Lenkflächen
können als einzelne konisch aufeinanderfolgende Ringe oder Kegelmäntel oder auch
als eine nach der Achse geneigte konische Schraubenfläche ausgebildet sein.
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Die Ablenkvorrichtung kann als Ganzes zylindrisch, wie in der Zeichnung
dargestellt, oder auch sich nach hinten konisch erweiternd ausgeführt sein. Von
der Rückseite der Flächen fließen die Flüssigkeitsteilchen, die ihre Drehbewegung
beibehalten, an den Außenseiten der konischen Flächen bzw. dem Mantel 47 der Vorrichtung
durch den Ringraum 46 nach dem Ansaugeraum oder Flüssigkeitssammler zurück und werden
im Kreislauf wieder dem Flügel zugeführt.
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Um dem Raum erwärmte Luft zuzuführen, wird; wie es Fig. z der Zeichnung
zeigt, eine Heizvorrichtung 50 in dem Strömungsweg vor der Zuführung der
Flüssigkeit angeordnet. Die Heizvorrichtung 5o, die mittels Dampfes, Elektrizität
oder sonstiger Mittel geheizt wird, ist zwischen Motor und Flügelrad angeordnet,
und zwar vorzugsweise so, daß die Welle durch einen Zwischenraum der Heizelemente
hindurchtritt.
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Auch der Motor 15 ist im Wege der Luftströmung angeordnet, so daß
sich zusammen mit Heizvorrichtung und Flügelrad eine gedrängte Anordnung und kurze
Baulänge ergibt, die sich in einem verhältnismäßig kurzen Rohrstück 47, das auch
die Ablenkfläche trägt, bei verhältnismäßig kleinem Durchmesser anordnen I aßt.
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Eine weitere erhebliche Vereinfachung der Anordnung und Verkürzung
der Baulänge ergibt sich dadurch, daß die Luftzuführungswege auf den Motor zugeführt
sind. So zeigt Fig. z ein Ansatzstück 54 für Umluft, ein weiteres Ansatzstück 55
für Frischluft. Das Ansatzstück für Umluft ist nach unten, beispielsweise entlang
der Wand 6o, gerichtet, an der die Vorrichtung mittels der Züge 6= aufgehängt sein
kann. Der Ansatz 55 tritt bei dem dargestellten Beispiel durch die Tragwand 6o.
Weitere Zuführungen können auch nach oben oder nach den Seiten des Motors hin angeordnet
sein, wie es beispielsweise für eine Zuführung von oben bei 62 gestrichelt angedeutet
ist. Der Motor 15 ist an der Vorrichtung mittels der Konsolen 64, 65 frei hängend
angeordnet. Zur Schaltung der Luftwege 54, 55, 62 ist eine um den Motor bewegliche,
vorzugsweise als Einviertelzylinderfläche ausgebildete Drehklappe 66 angeordnet,
die mittels' eines Hebels 67 (Fig. 2) von außen betätigt
werden
kann. Je nach der Stellung der Drehklappe kann die Vorrichtung mit Umluft aus dem
Ansatz 54 oder Frischluft aus den Ansätzen 55 oder 62 betrieben werden oder auch
durch Zwischenstellungen der Drehklappe mit Luft aus mehreren Zuführungen zugleich.