EP0133253B1 - Leitschaufel für die Umlenkung einer Fluidströmung - Google Patents

Leitschaufel für die Umlenkung einer Fluidströmung Download PDF

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EP0133253B1
EP0133253B1 EP19840108570 EP84108570A EP0133253B1 EP 0133253 B1 EP0133253 B1 EP 0133253B1 EP 19840108570 EP19840108570 EP 19840108570 EP 84108570 A EP84108570 A EP 84108570A EP 0133253 B1 EP0133253 B1 EP 0133253B1
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EP
European Patent Office
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shells
flow
shaft according
opening
venting
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EP19840108570
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EP0133253A2 (de
EP0133253A3 (en
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Wilhelm Fritz Morschheuser
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Rogal Gesellschaft fur Angewandte Lufttechnik Mbh
Original Assignee
ROBERTSON GAL GESELLSCHAFT fur ANGEWANDTE LUFTTECHNIK MBH
Rogal Gesellschaft fur Angewandte Lufttechnik Mbh
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Publication of EP0133253A3 publication Critical patent/EP0133253A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates

Definitions

  • the invention relates to a ventilation shaft in which the rectilinear edge of an opening at the inlet is surrounded by a guide vane at a distance for the purpose of deflecting a fluid flow.
  • GB-A-826 222 it is known in a ventilation shaft to provide guide vanes in the form of mudguards which are arranged at the entrance to the ventilation shaft in such a way that splash water, in particular rain, is prevented from penetrating into the ventilation opening, so that even in the case precipitation does not have to close the ventilation opening.
  • the invention has for its object to provide a venting chac h t with a guide vane such that the otherwise considerable mounting effort for the guide vane can be significantly reduced. Above all, this is to prevent the fastening means from exerting a restrictive influence on the effective flow cross section. Furthermore, an effective damping of the considerable flow noises that often occur especially in the deflection area is to be achieved.
  • the new vent shaft reliably fixes the guide vanes within the opening in a particularly simple manner.
  • the assembly rod forms a closed structure which is completely fixed within the opening.
  • the double-shell design of the new guide vane is of considerable advantage in terms of flow technology, because flow disturbances of any kind can be avoided in principle by appropriate design of the guide vane cross-section limited by the shells.
  • the proposed geometric arrangement of the respective curved shells ensures that the flow lies behind the opening edge on the wall of the shaft.
  • connection of the shells to one another is particularly advantageous in terms of flow technology when the distance between the shells is substantially the same if it takes place in a rounded form at the flow inlet. This avoids any disturbance of the flow before the flow enters the opening.
  • the desired, closed construction is then achieved in that the two shells are penetrated by the assembly rod at their downstream end.
  • the space between the two shells can expediently be filled with sound-absorbing or sound-insulating material.
  • sound-absorbing or sound-insulating material both cell constructions and mineral fiber fillings are suitable.
  • the sound-absorbing effect is further enhanced by the fact that one of the two shells consists of a perforated sheet.
  • a further fluidic and static improvement of the guide vane occurs when one of the two shells consists of a trapezoidal profile sheet which is curved in the longitudinal direction of its profile in accordance with the curvature of the shells.
  • Such profiling gives the shell construction a particular strength and also enables the inflowing air to be guided very tightly.
  • the generally rectangular design of the inlet opening makes it possible to provide guide vanes with mutually opposite edges, between which the mounting rod extends.
  • the distance between the guide vanes is then advantageously 80% of the distance between the edges from one another, these guide vanes being arranged symmetrically with respect to the fluid line.
  • the new guide vane can be improved in terms of flow, fastening technology and statics in that the radius of curvature is approximately 40% of the distance between the edges of the opening, the arrangement then being able to be such that the shells are over 50% of their extent in the direction of flow lie outside the opening. In this way, although a torque is exerted around the connection of the shells to the mounting rod, the attachment of both shells to the mounting rod prevents any deviations from the intended position.
  • the fact that the shells have end sections which are parallel to the direction of flow also contributes to this and to the turbulence-free introduction of the flow, even if a duct connects to the opening, the walls of which are expediently at an angle of about 7 ° in each case diverge away from the direction of flow.
  • Figure 1 shows the lower part of a ventilation shaft, as it is used in a roof vent.
  • An opening 6 can be seen, which is delimited by the rounded edges 4.
  • the opening 6 is penetrated in the direction of the arrows 5 by the air flow to be discharged.
  • the two guide vanes 10, which are held by means of the mounting rod 8, are symmetrical to the flow center 7. The latter extends perpendicular to the flow between the diverging shaft walls 15 to which it is attached.
  • the guide vanes 10 are in turn rigidly connected via their two shells to the mounting rod 8 at their downstream end sections.
  • the ends of the guide vanes located at the flow inlet have connections of their shells in a rounded shape 9.
  • each of the guide vanes there is a center of curvature 16 outside the flow cross-section, around which they are bent with the radius of curvature 14.
  • the latter is approximately 40% of the distance that the edges 4 have from one another.
  • This edge distance is named 1.00 in FIG.
  • the other dimensions entered in FIG. 1 are related to this.
  • the shaft walls 15 diverge at an angle of 7 ° to the flow direction 5 and have a height of 0.3 of the edge spacing.
  • the shaft is followed by a more divergent section that rises at 38 ° from the horizontal.
  • the shells have sheets 1 perforated on both sides, between which sound-insulating material 2 is arranged.
  • the shells can also consist of smooth sheet metal 3 on both sides.
  • FIG. 2C shows a trapezoidal profiled sheet 13 on the outside of a guide vane, it being noted that this is a top view. In this case, the inner sheet is perforated.
  • FIG. 2D shows the arrangement of the trapezoidal profile sheet 11 on the inside, whereas the outer sheet 13 has a perforation.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Entlüftungsschaft, bei dem die geradlinige Kante einer am Eintritt bestehenden Öffnung zwecks Umlenkung einer Fluidströmung von einer Leitschaufel mit Abstand umrundet ist.
  • Nach der GB-A-826 222 ist bei einem Entlüftungsschacht bekannt, Leitschaufeln in Form von Schutzblechen vorzusehen, die am Eintritt in den Entlüftungsschacht derart angeordnet sind, daß Spritzwasser, insbesondere Regen, gehindert wird, in die Entlüftungsöffnung einzudringen, damit man auch im Falle von Niederschlägen die Entlüftungsöffnung nicht verschließen muß.
  • Allgemein ist es bekannt, Leitschaufeln bei Kanalströmungen zu verwenden, die um eine Ecke herumgeführt werden müssen, bei welcher die Strömung sonst abreißen würde. Die Leitschaufeln ermöglichen es, in derartigen Fällen ein Anliegen der Strömung zu gewährleisten. Es ist jedoch konstruktiv immer sehr aufwendig, derartige Leitschaufeln im Strömungskanal an der jeweils vorgesehenen Stelle desselben zu befestigen, zumal die auf die Leitschaufeln einwirkenden Strömungskräfte häufig erheblich sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Entlüftungsschacht mit einer Leitschaufel derart auszubilden, daß der sonst erhebliche Befestigungsaufwand für die Leitschaufel erheblich herabgesetzt werden kann. Vor allem soll dadurch vermieden werden, daß von den Befestigungsmitteln ein einschränkender Einfluß auf den wirksamen Strömungsquerschnitt ausgeht. Weiterhin soll eine wirkungsvolle Dämpfung der gerade im Umlenkungsbereich oft auftretenden, erheblichen Strömungsgeräusche erzielt werden.
  • Diese Aufgabenstellung wird durch die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, gelöst.
  • Demnach kommt man bei dem neuen Entlüftungsschacht zu einer zuverlässigen Fixierung der Leitschaufeln innerhalb der Öffnung in einer besonders einfachen Weise. Die Montagestange bildet infolge ihrer Befestigung an beiden Schalen mit letzteren, die untereinander gleichfalls in fester Verbindung miteinander stehen, eine geschlossene Konstruktion aus, die innerhalb der Öffnung vollständig festliegt. Daneben ist die doppelschalige Ausbildung der neuen Leitschaufel strömungstechnisch von beträchtlichem Vorteil, weil sich grundsätzlich Strömungsstörungen jeglicher Art durch entsprechende Gestaltung des durch die Schalen begrenzten Leitschaufelquerschnittes vermeiden lassen. Vor allem wird durch die vorgeschlagene geometrische Anordnung der jeweils gerkrümmten Schalen sichergestellt, daß die Strömung hinter der Öffnungskante an der Wand des Schachtes anliegt.
  • Die Verbindung der Schalen untereinander ist bei einem im wesentlichen gleichbleibenden Abstand der Schalen voneinander strömungstechnisch dann besonders vorteilhaft, wenn sie am Strömungseintritt in gerundeter Form erfolgt. Dadurch wird bereits vor Eintritt der Strömung in die Öffnung eine Strömungsbeunruhigung vermieden. Die gewünschte, geschlossene Konstruktion wird dann dadurch erreicht, daß die beiden Schalen an ihrem strömungsabwärts liegenden Ende von der Montagestange durchsetzt sind.
  • Der Raum zwischen den beiden Schalen läßt sich zweckmäßig mit schallabsorbierendem bzw. schallisolierendem Material ausfüllen. Als solches sind sowohl Zellenkonstruktionen als auch Mineralfaser-Füllungen geeignet.
  • Die schallabsorbierende Wirkung wird noch dadurch begünstigt, daß eine der beiden Schalen aus einem gelochten Blech besteht.
  • Eine weitere strömungstechnische sowie statische Verbesserung der Leitschaufel tritt ein, wenn eine der beiden Schalen aus einem Trapezprofilblech besteht, welches in Längsrichtung seiner Profilierung entsprechend der Krümmung der Schalen gekrümmt ist. Eine derartige Profilierung gibt der Schalenkonstruktion eine besondere Festigkeit und ermöglicht darüber hinaus eine sehr straffe Führung der einströmenden Luft.
  • Die in der Regel rechteckige Ausführung der Eintrittsöffnung ermöglicht es, Leitschaufeln bei sich parallel gegenüberliegenden Kanten vorzusehen, zwischen welchen sich die Montagestange erstreckt. Der Abstand der Leitschaufeln beträgt dann vorteilhaft 80 % des Abstandes der Kanten voneinander, wobei diese Leitschaufeln symmetrisch zur Strömungsmittellinie hin angeordnet sind.
  • Weiterhin läßt sich die neue Leitschaufel strömungstechnisch sowie befestigungstechnisch bzw. statisch noch dadurch verbessern, daß der Krümmungshalbmesser etwa 40 % des Abstandes der Kanten der Öffnung beträgt, wobei die Anordnung dann so getroffen werden kann, daß die Schalen zu über 50 % ihrer Erstreckung in Strömungsrichtung außerhalb der Öffnung liegen. Auf diese Weise wird zwar ein Drehmoment um die Verbindung der Schalen mit der Montagestange herum ausgeübt, jedoch verhindert die Befestigung beider Schalen an der Montagestange jegliche Abweichungen von der vorgesehenen Lage. Hierzu sowie zur turbulenzfreien Einleitung der Strömung in die Eintrittsöffnung trägt bei, daß die Schalen Endabschnitte aufweisen, die parallel zur Strömungsrichtung weisen, und zwar auch dann, wenn sich an die Öffnung ein Schacht anschließt, dessen Wände zweckmäßig mit einem Winkel von jeweils etwa 7° von der Strömungsrichtung weg divergieren.
  • Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:
    • Figur 1 einen Querschnitt durch den unteren Teil eines Entlüftungsschachtes mit den erfindungsgemäßen Leitschaufeln und
    • Figur 2 A bis D unterschiedliche Schalen der Leitschaufeln.
  • Figur 1 zeigt den unteren Teil eines Entlüftungsschachtes, wie er bei einem Dachentlüfter Verwendung findet. Man erkennt eine Öffnung 6, die von den abgerundet ausgebildeten Kanten 4 begrenzt ist. Die Öffnung 6 ist in Richtung der Pfeile 5 von der abzuführenden Luftströmung durchsetzt Symmetrisch zur Strömungsmitte 7 liegen die beiden Leitschaufeln 10, die mittels der Montagestange 8 gehalten sind. Letztere erstreckt sich senkrecht zur Strömung zwischen den divergierend ausgebildeten Schachtwänden 15, an denen sie befestigt ist. Die Leitschaufeln 10 sind ihrerseits über ihre beiden Schalen mit der Montagestange 8 an ihren strömungsabwärts gelegenen Endabschnitten starr verbunden. Die am Strömungseintritt gelegenen Enden der Leitschaufeln weisen Verbindungen ihrer Schalen in gerundeter Form 9 auf. Für jede der Leitschaufeln besteht ein Krümmungsmittelpunkt 16 außerhalb des Strömungsquerschnittes, um welchem sie mit dem Krümmungshalbmesser 14 gebogen sind. Letztere beträgt etwa 40 % des Abstandes, den die Kanten 4 voneinander haben. Dieser Kantenabstand ist in Figur 1 mit 1,00 benannt. Hierauf sind die übrigen in Figur 1 eingetragenen Maße bezogen. So besteht zwischen den beiden Leitschaufeln 10 ein Abstand von 0,8, wobei sie in Strömungsrichtung eine Strecke von 0,28 aufweisen, von der 0,11 innerhalb der Öffnung 6 und 0,17 außerhalb der Öffnung liegen. Die Schachtwände 15 divergieren mit einem Winkel von 7° zur Strömungsrichtung 5 und haben eine Höhe von 0,3 des Kantentabstandes. An den Schacht schließt sich ein stärker divergierender Abschnitt an, der mit 38° gegenüber der Horizontalen ansteigt.
  • Die Schalen haben nach Figur 2A beidseitig perforierte Bleche 1, zwischen denen schallisolierendes Material 2 angeordnet ist. Nach Figur 2B können die Schalen auch beidseitig aus glatten Blech 3 bestehen. Figur 2C zeigt auf der Außenseite einer Leitschaufel ein Trapezprofilblech 13, wobei zu beachten ist, daß es sich um eine Draufsicht handelt. Das Innenblech ist in diesem Fall perforiert. Figur 2D zeigt demgegenüber die Anordnung des Trapezprofilbleches 11 auf der Innenseite, wohingegen das Außenblech 13 eine Perforation aufweist.

Claims (8)

1. Entlüftungsschacht, bei dem die geradlinige Kante (4) einer am Eintritt bestehenden Öffnung (6) zwecks Umlenkung einer Fluidströmung von einer Leitschaufel (10) mit Abstand umrundet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitschaufel (10) zwei untereinander starr miteinander verbundene Schalen (1, 3, 11, 13) aufweist, welche strömungsabwärts zur Durchströmungsrichtung (5) hin konvergieren und strömungsaufwärts außerhalb der Öffnung (6) von der Strömungsmitte (7) weg divergieren, wobei beide Schalen von einer im Querschnitt an jeder von ihnen befestigten Montagestange (8) durchsetzt sind, die sich vom Öffnungsrand etwa senkrecht zur Strömungsrichtung (5) erstreckt.
2. Einlüfungsschacht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen mit etwa gleichbleibendem Abstand voneinander angeordnet sind und eine Verbindung untereinander am Strömungseintritt in gerundeter Form (9) aufweisen, während sie von der Montagestange (8) am strömungsabwärts liegenden Ende durchsetzt sind.
3. Entlüfsschacht nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen den Schalen (1, 3,11,13) mit einem schallisolierenden Material (2) ausgefüllt ist.
4. Entlüftungsschacht nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden Schalen (1, 13) aus gelochtem Blech besteht.
5. Entlüftungsschacht nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Schalen (13) ein Trapezprofilblech ist, das in Längsrichtung seiner Profilierung gekrümmt ist.
6. Entlüftungsschacht nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufel (10) jeweils bei parallel gegenüberliegenden Kanten (4) mit 80 % des Abstandes der Kanten sowie symmetrisch angeordnet sind, wobei sich Montagestangen (8) zwischen den Kanten erstrecken.
7. Entlüftungsschacht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen einen Krümmungshalbmesser (14) von etwa 40 % des Abstandes der Kanten aufweisen und zu über 50 % außerhalb der Öffnung liegen.
8. Entlüftungsschacht nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufel (10) bei unter jeweils 7 % von der Strömungsrichtung weg divergierenden Schachtwänden parallel zur Strömungsrichtung weisende, strömungsabwärtige Endabschnitt besitzen.
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EP0133253A3 EP0133253A3 (en) 1986-09-17
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