DE9407112U1 - Compact air curtain system - Google Patents
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Description
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Teddington Controls GmbH 53773 HennefTeddington Controls GmbH 53773 Hennef
Kompakt-LuftschleieranlageCompact air curtain system
Die Erfindung betrifft eine Kompakt-Luftschleieranlage für Gebäudeöffnungen, wie Tore, Eingänge und dergl., mit einem Gehäuse, wenigstens einem in dem Gehäuse angebrachten Gebläse, wenigstens einer in dem Gehäuse anströmseitig des Gebläses angeordneten Luftansaugöffnung und einer in einer Gehäuseöffnung abströmseitig des Gebläses angeordneten Luftausblasdüse mit verstellbarer Ausblasrichtung.The invention relates to a compact air curtain system for building openings, such as gates, entrances and the like, with a housing, at least one blower mounted in the housing, at least one air intake opening arranged in the housing upstream of the blower and an air blow-out nozzle arranged in a housing opening downstream of the blower with adjustable blow-out direction.
Bei Kompakt-Luftschleieranlagen wird Umgebungsluft durch eine Luftansaugöffnung direkt in das Gehäuse gesaugt, so daß keine besonderen Luftzuführungskanäle für die Anlage erforderlich sind und diese ohne wesentliche bauliche Veränderungen in fertige Tore, Eingänge usw. eingebaut werden kann. Die Ausblasrichtung der Luft ist zweckmäßigerweise verstellbar, um die Schirmwirkung dem auf das Tor bzw. den Eingang wirkenden Winddruck anpassen zu können.In compact air curtain systems, ambient air is sucked directly into the housing through an air intake opening, so that no special air supply ducts are required for the system and it can be installed in finished gates, entrances, etc. without any significant structural changes. The direction in which the air is blown out is conveniently adjustable in order to be able to adapt the shielding effect to the wind pressure acting on the gate or entrance.
Aus der DE-PS 39 40 277 ist es bekannt, in der Luftaustrittsöffnung ein Gitter anzuordnen, dessen Lamellen schwenkbar sind, so daß die Richtung des austretenden Luftschleiers in Grenzen verstellt werden kann. Derartige Gitter mit schwenkbaren Lamellen sind in der Herstellung teuer, da jede Lamelle schwenkbar gelagert sein muß und bei langen Lamellen entsprechend großen Torbreiten für eine ausreichende Formstabilität der Lamellen gesorgt werden muß.From DE-PS 39 40 277 it is known to arrange a grille in the air outlet opening, the slats of which can be pivoted so that the direction of the emerging air curtain can be adjusted within certain limits. Grilles of this type with pivoting slats are expensive to manufacture, since each slat must be pivotably mounted and, in the case of long slats and correspondingly large door widths, sufficient dimensional stability of the slats must be ensured.
Aus der DE-PS 30 50 685 ist ein LuftschleiererzeugerFrom DE-PS 30 50 685 an air curtain generator is
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bekannt, der mehrere separat schwenkbare Ejektordüsen über die Torbreite verteilt aufweist, die die Treibluft für den Luftschleier erzeugen. Eine derartige Schleiererzeugung mit Hilfe von Einzeldüsen ist aufwendig und für eine wirksame Abschirmung der Gebäudeöffnung nicht erforderlich.known, which has several separately pivoting ejector nozzles distributed over the width of the gate, which generate the driving air for the air curtain. Creating a curtain of this kind using individual nozzles is complex and not necessary for effective shielding of the building opening.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompakt-Luftschleieranlage für Tore, Gebäudeeingänge und dergl. zu schaffen, die mit geringen Gestehungskosten realisiert werden kann und leicht zu steuern ist. Insbesondere soll eine Warm- oder Kaltluftschleieranlage für breite Gebäudeöffnungen geschaffen werden, mit der eine schnelle Anpassung an variable Zugwirkungen möglich ist. Schließlich soll die Anlage mit geringem Energieverbrauch, insbesondere auch mit geringem Druckverlust in der Luftausblasdüse arbeiten. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.The invention is based on the object of creating a compact air curtain system for gates, building entrances and the like, which can be implemented with low production costs and is easy to control. In particular, a warm or cold air curtain system for wide building openings is to be created, with which a quick adjustment to variable draft effects is possible. Finally, the system should work with low energy consumption, in particular with low pressure loss in the air outlet nozzle. Further advantages are evident from the following description.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Kompakt-Luftschleieranlage erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftausblasdüse in einem schwenkbar gelagerten, über die Gebäudeöffnung reichenden Düsenkörper ausgebildet ist und der Düsenkörper aus zwei Zylindersegmenten besteht, die unter Bildung eines geschlitzten Körpers von etwa zylindrischer > Kontur verbunden sind.This object is achieved in the compact air curtain system mentioned at the beginning in that the air outlet nozzle is designed in a pivotably mounted nozzle body that extends over the building opening and the nozzle body consists of two cylinder segments that are connected to form a slotted body with an approximately cylindrical contour.
Der: Luftschleier wird daher nur durch einen steuerbaren Düsenkörper erzeugt, der im allgemeinen aus vier Teilen zusammengesetzt ist, nämlich zwei Zylindersegmenten und zwei kreisförmigen Stirnwandungen, wobei die beiden Zylindersegmente zwischen sich den Ausblasschlitz bilden und an ihren Enden durch die Stirnwandungen verbunden sind. Dieser Düsenkörper ist in der Luftausblasöffnung des Gehäuses schwenkbar gelagert und erlaubt eine Veränderung des Anstellwinkels des Luftschleiers entsprechend dem auf die Gebäudeöffnung wirkenden Winddruck. Mit zunehmendem Winddruck auf die Ge-The air curtain is therefore only created by a controllable nozzle body, which is generally made up of four parts, namely two cylinder segments and two circular end walls, whereby the two cylinder segments form the blow-out slot between them and are connected at their ends by the end walls. This nozzle body is pivotally mounted in the air blow-out opening of the housing and allows the angle of attack of the air curtain to be changed according to the wind pressure acting on the building opening. With increasing wind pressure on the building
bäudeöffnung wird der Anstellwinkel vergrößert, d.h. der Schleier stärker dem Wind entgegengerichtet, wodurch die Schirmwirkung verstärkt wird.When the building is opened, the angle of attack is increased, i.e. the veil is directed more towards the wind, which increases the shielding effect.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kompakt-Luftschleieranlage sind die Zylindersegmente der Luftausblasdüse als Strangpreß-Hohlprofilstücke ausgebildet. Beide Zylindersegmente haben im allgemeinen das gleiche Profil, wodurch sich die Herstellung des Düsenkörpers verbilligt. Durch die Hohlprofile haben die Zylindersegmente eine geringes Gewicht je Längeneinheit. Im allgemeinen bestehen die Segmente aus Leichtmetall. Die Hohlprofilstücke haben zudem eine hoheFormstabilität, so daß sie sich auch bei längeren Düsenkörpern entsprechend breiten abzuschirmenden Öffnungen wenig verformen. Zusätzlich können die Hohlprofile innenseitig Verstärkungsrippen haben, wodurch die Formbeständigkeit noch mehr verbessert wird.In a preferred embodiment of the compact air curtain system according to the invention, the cylinder segments of the air blow-out nozzle are designed as extruded hollow profile pieces. Both cylinder segments generally have the same profile, which makes the manufacture of the nozzle body cheaper. The hollow profiles mean that the cylinder segments have a low weight per unit length. The segments are generally made of light metal. The hollow profile pieces also have a high degree of dimensional stability, so that they deform little even with longer nozzle bodies correspondingly wide openings to be shielded. In addition, the hollow profiles can have reinforcing ribs on the inside, which further improves dimensional stability.
Vorzugsweise sind auch die den Düsenschlitz bildenden Innenflächen der Zylindersegmente gewölbt? insbesondere zylindrisch gewölbt, wobei der Wölbungsradius der Innenflächen größer als der Wölbungsradius der zylindrischen Außenflächen der Segmente ist. Im allgemeinen beträgt der Radius der zylindrischen Innenwölbung der Segmente das 1,5- bis 2-fache des Radius der zylindrischen Außenwölbung der Segmente. Bei einer praktischen Ausführungsform beträgt der Radius der zylindrischen Innenwölbung z.B. 11,5 cm und der Radius der zylindrischen Außenwölbung der Segmente z.B. 6,5 cm, entsprechend einem Radienverhältnis von etwa 1,75.Preferably, the inner surfaces of the cylinder segments forming the nozzle slot are also curved - in particular cylindrically curved, the radius of curvature of the inner surfaces being greater than the radius of curvature of the cylindrical outer surfaces of the segments. In general, the radius of the cylindrical inner curvature of the segments is 1.5 to 2 times the radius of the cylindrical outer curvature of the segments. In a practical embodiment, the radius of the cylindrical inner curvature is e.g. 11.5 cm and the radius of the cylindrical outer curvature of the segments is e.g. 6.5 cm, corresponding to a radius ratio of about 1.75.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Zylindersegmente an einer ihrer Längskanten außenseitig mit einer Hohlkehle versehen. Diese Segmente können zur Herstellung vonIn one embodiment of the invention, the cylinder segments are provided with a concave groove on one of their long edges. These segments can be used to produce
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Düsenkörpern zur Erzeugung von Warmluftschleiern (bei Anordnung eines Wärmeaustauschers in dem Gehäuse) wie auch von Kaltluftschleiern verwendet werden. Bei der Erzeugung eines Warmluftschleiers ist es erwünscht, daß am Düsenaustritt eine gewisse Verwirbelung zwischen dem Düsenluftstrom und der Umgebungsluft unddamit eine teilweise Induktion der Umgebungsluft in den Luftschleier erfolgt. Dies wird erreicht, wenn die Austrittskanten des Düsenkörpers nicht ganz scharf sind. Zu diesem Zweck werden die Zylindersegmente im Düsenkörper so angeordnet, daß ihre Längskanten ohne benachbarte Hohlkehle die Abrißkanten des Düse bilden. Für einen Kaltluftschleier ist dagegen ein scharf gebündelter Luftstrom erwünscht, und eine Verwirbelung des Düsenluftstroms mit der Umgebungsluft wäre in diesem Falle nachteilig. Für Kaltluftdüsen werden die Zylindersegmente daher anders herum angeordnet, d.h. die den Hohlkehlen benachbarten Längskanten werden abströmseitig angeordnet und bilden dann die Abrißkanten der Luftströmung. Vorteilhaft ist somit, daß für die Herstellung von Düsenkörpern für Warmluft- und Kaltluftschleier die/ gleichen Zylindersegmente verwendet werden können.Nozzle bodies can be used to generate warm air curtains (if a heat exchanger is arranged in the housing) as well as cold air curtains. When generating a warm air curtain, it is desirable that a certain turbulence occurs at the nozzle outlet between the nozzle air flow and the ambient air and thus a partial induction of the ambient air into the air curtain. This is achieved if the outlet edges of the nozzle body are not completely sharp. For this purpose, the cylinder segments in the nozzle body are arranged in such a way that their longitudinal edges without an adjacent groove form the separation edges of the nozzle. For a cold air curtain, on the other hand, a sharply focused air flow is desired and turbulence of the nozzle air flow with the ambient air would be disadvantageous in this case. For cold air nozzles, the cylinder segments are therefore arranged the other way around, i.e. the longitudinal edges adjacent to the grooves are arranged on the downstream side and then form the separation edges of the air flow. It is therefore advantageous that the same cylinder segments can be used to produce nozzle bodies for warm air and cold air curtains.
Vorzugsweise ist der Düsenschlitz zwischen den Innenflächen der Segmente in Strömungsrichtung der Luft konvergent, so daß am Düsenaustritt der Luftstrom die höchste Geschwindigkeit hat.Preferably, the nozzle slot between the inner surfaces of the segments is convergent in the direction of air flow, so that the air flow has the highest speed at the nozzle outlet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kompakt-Luftschleiervorrichtung trägt der Düsenkörper auf wenigstens einem Teil seines Umfangs, vorzugsweise auf dem Umfang einer der beiden Stirnscheiben, eine Verzahnung, die mit einem Schneckentrieb in Eingriff ist, der mit einem Stellmotor antriebsmäßig verbunden ist. Zweckmäßigerweise ■ hat die kreisförmige Stirnwand einen rechtwinklig umgebördelten Rand, an dem die beiden Zylindersegmente in der gewünsch-According to a preferred embodiment of the compact air curtain device according to the invention, the nozzle body has a toothing on at least part of its circumference, preferably on the circumference of one of the two end plates, which is in engagement with a worm gear that is connected to a servomotor. Expediently ■ the circular end wall has a right-angled edge on which the two cylinder segments can be positioned in the desired
ten Umfangslage zueinander befestigt sind. Es ist aber auch möglich, daß die kreisförmige Stirnwand einfach als Scheibe aus dickerem Material gebildet ist. Wenn die Zylindersegmente innenseitig Verstärkungsrippen mit Gewindebohrungen haben, können diese Stirnscheiben mit den Enden der Zylindersegmente mittels Schrauben verbunden werden. In diesem Fall kann die Verzahnung auf dem Itafang der Stirnscheibe ausgebildet sein. Dabei braucht sich die Verzahnung nur über einen Teil des gesamten Umfangs zu erstrecken, da es ausreicht, wenn der Düsenkörper um maximal 90° verschwenkbar ist. Durch den Stellmotor kann der Düsenkörper entsprechend den Stellbefehlen eines Temperaturfühlers in der einen oder anderen Drehrichtung aktiviert werden, so daß der Luftschleier dem gegen die Gebäudeöffnung wirkenden Winddruck in der einen oder anderen Richtung entgegenwirkt.fixed circumferential position relative to each other. It is also possible, however, that the circular end wall is simply formed as a disk made of thicker material. If the cylinder segments have reinforcing ribs with threaded holes on the inside, these end disks can be connected to the ends of the cylinder segments using screws. In this case, the teeth can be formed on the end face of the end disk. The teeth only need to extend over part of the entire circumference, since it is sufficient if the nozzle body can be pivoted by a maximum of 90°. The servomotor can activate the nozzle body in one or the other direction of rotation according to the control commands of a temperature sensor, so that the air curtain counteracts the wind pressure acting against the building opening in one direction or the other.
Zweckmäßigerweise ist der Düsenkörper von der vertikalen Ausblasrichtung aus um maximal 45°, vorzugsweise um 30° nach beiden Seiten verschwenkbar. Der Düsenkörper ist zweckmäßigerweise an der Gehäusewandung gelagert, z.B. mittels an den Stirnscheiben außenseitig angebrachten Lagerzapfen oder durch Auflage der Zylindersegmente auf an dem Gehäuse innenseitig ausgeformten Lagerschalen.The nozzle body can be swivelled from the vertical blow-out direction by a maximum of 45°, preferably by 30°, to both sides. The nozzle body is conveniently mounted on the housing wall, e.g. by means of bearing pins attached to the outside of the front disks or by resting the cylinder segments on bearing shells formed on the inside of the housing.
Vorzugsweise sind zwischen der Innenseite der Gehäusewandung und den zylindrischen Außenflächen des Düsenkörpers Bürstenleisten angebracht, die der Abdichtung gegen Staubzutritt dienen.Preferably, brush strips are installed between the inside of the housing wall and the cylindrical outer surfaces of the nozzle body to seal against the ingress of dust.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenThe invention is described in more detail below with reference to the drawing.
Figur 1 eine schematische Querschnittsdarstellung -einerFigure 1 is a schematic cross-sectional view of a
erfindungsgemäßen Kaltluftschleieranlage; undcold air curtain system according to the invention; and
Figur 2 den Düsenkörper einer erfindungsgemäßen Warmluftschleieranlage in vergrößertem Maßstab mit kreisförmigen Stirnplatten und Schwenkantrieb.Figure 2 shows the nozzle body of a warm air curtain system according to the invention on an enlarged scale with circular end plates and swivel drive.
Nach der Figur 1 umfaßt die im Querschnitt gezeigte Kaltluftschleieranlage ein Gehäuse 1 mit einer seitlichen Luftansaugöffnung 2 mit Gitter 3 und einem Ventilator 4 sowie einer Luftausblasöffnung 5. In der Luftausblasöffnung 5 ist ein Düsenkörper 6 von etwa zylindrischer Kontur schwenkbar gelagert, der zwischen zwei Zylindersegmenten 7,8 einen in der Luftströmungsrichtung konvergenten Schlitz 9 aufweist. Figur 1 zeigt den Düsenkörper in der Mittellage, in welcher der Luftschleier durch den Schlitz 9 senkrecht nach unten geblasen wird.According to Figure 1, the cold air curtain system shown in cross-section comprises a housing 1 with a side air intake opening 2 with a grille 3 and a fan 4 as well as an air outlet opening 5. A nozzle body 6 with an approximately cylindrical contour is pivotably mounted in the air outlet opening 5, which has a slot 9 converging in the air flow direction between two cylinder segments 7, 8. Figure 1 shows the nozzle body in the middle position, in which the air curtain is blown vertically downwards through the slot 9.
Aus der vergrößerten Darstellung der Figur 2 ist ersichtlich, daß die Zylindersegmente 7,8 als Strangpreß-Hohlprofilkörper ausgebildet sind, in denen innen Stabilisierungsrippen 10 mit Bohrungen 11 angeformt sind. Die beiden Zylindersegmente 7,8 sind an ihren beiden Stirnseiten auf Kreisscheiben montiert, von denen in Figur 2 nur eine sichtbar ist. Die Kreisscheibe 12 hat den Bohrungen 10 entsprechende Löcher, die von in die Gewindebohrungen 11 eingeschraubte Schrauben durchgriffen sind (nicht dargestellt). Die Zylindersegmente 7,8 bilden mit ihren Außenflächen 7a bzw. 8a die Außenseite des Düsenkörpers und mit ihren ebenfalls zylindersegmentförmigen Innenflächen 7 ,8 den konvergenten Schlitz 9. Der Düsenkörper 6 ist auf den nach innen gekanteten Auflageleisten 1 gelagert. Die Zylindersegmente 7,8 des in Figur 2 gezeigten Düsenkörpers 6 haben an ihren Anströmlängskanten 13,14 außenseitig Hohlkehlen 15,16, die bei der Montage der Zylindersegmente zur Bildung einer Düse für eine WarmluftschleieranlageFrom the enlarged view of Figure 2 it can be seen that the cylinder segments 7, 8 are designed as extruded hollow profile bodies in which stabilizing ribs 10 with bores 11 are formed on the inside. The two cylinder segments 7, 8 are mounted on circular disks on their two end faces, only one of which is visible in Figure 2. The circular disk 12 has holes corresponding to the bores 10, through which screws screwed into the threaded bores 11 pass (not shown). The cylinder segments 7, 8 form the outside of the nozzle body with their outer surfaces 7 a and 8 a , respectively, and the convergent slot 9 with their inner surfaces 7, 8, which are also in the shape of cylinder segments. The nozzle body 6 is mounted on the inwardly folded support strips 1. The cylinder segments 7,8 of the nozzle body 6 shown in Figure 2 have grooves 15,16 on the outside of their longitudinal flow edges 13,14, which can be used to form a nozzle for a warm air curtain system when the cylinder segments are assembled.
funktionslos sind. Zur Bildung eines Düsenkörpers für eine Kaltluftschleieranlage werden die Zylindersegmente 7,8 um 180° gedreht zwischen die Stirnscheiben 12 montiert, so daß die Kanten 13,14 dann die Abtrömlängskanten bilden (vergl. Figur 1). Zur Erzeugung eines Kaltluftschleiers ist ein scharf gebündelter Luftstrom möglichst ohne Sekundärlufteinsaugung und ohne Verwirbelung an der Düsenabströmkante erwünscht. Dies wird durch die relativ scharfen Kanten 13,14 am Abtrömende des Schlitzes 9 erreicht.are useless. To form a nozzle body for a cold air curtain system, the cylinder segments 7,8 are mounted between the end plates 12, rotated by 180°, so that the edges 13,14 then form the longitudinal outflow edges (see Figure 1). To produce a cold air curtain, a sharply focused air flow is desired, with as little secondary air intake as possible and without turbulence at the nozzle outflow edge. This is achieved by the relatively sharp edges 13,14 at the outflow end of the slot 9.
Die eine Stirnscheibe 12 trägt am Umfang zwischen den Segmentkanten 13 und 14 eine Verzahnung 17, z.B. eine Trapezverzahnung, die für den Schwenkantrieb des Düsenkörpers 6 dient. Zu diesem Zweck ist in dem Gehäuse ein Schneckentrieb 18 drehbar gelagert, dessen Schneckengänge mit der Verzahnung 17 in Eingriff sind. Die Schnecke 18 wird von einem Stellmotor 19 angetrieben.One end disk 12 has a toothing 17 on the circumference between the segment edges 13 and 14, e.g. a trapezoidal toothing, which serves for the swivel drive of the nozzle body 6. For this purpose, a worm drive 18 is rotatably mounted in the housing, the worm threads of which are in engagement with the toothing 17. The worm 18 is driven by a servomotor 19.
In dem Gehäuse 1 sind ferner Bürstenleisten 20 angebracht, die den Zylinderaußenflächen 7 ,8 der Zylindersegmente 7,8 anliegen und diese gegen das Gehäuse 1 gegen Staub und dergl. abdichten.Furthermore, brush strips 20 are mounted in the housing 1, which rest against the cylinder outer surfaces 7, 8 of the cylinder segments 7, 8 and seal them against the housing 1 against dust and the like.
Figur 2 zeigt den Düsenkörper 6 in der Schwenklage, in welcher der Luftschleier die maximale Ablenkung von der Vertikalen hat. Dabei ist der Winkel <x zwischen der Mittelebene des Düsenkörpers 6 und der Vertikalen etwa 30°.Figure 2 shows the nozzle body 6 in the swivel position in which the air curtain has the maximum deflection from the vertical. The angle <x between the center plane of the nozzle body 6 and the vertical is approximately 30°.
Bei dem dargestellten Düsenkörper sind die beiden Zylindersegmente durch kreisförmige Stirnplatten 12 verbunden. Es ist aber auch möglich, diese Verbindung anders zu realisieren, z.B. durch 2 kurze Zylindermäntel, in die die Enden der Segmen-■ te umfangsseitig eingesetzt sind.In the nozzle body shown, the two cylinder segments are connected by circular end plates 12. However, it is also possible to realize this connection in a different way, e.g. by means of two short cylinder jackets into which the ends of the segments are inserted on the circumference.
Claims (9)
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