EP0490135B1 - Vorrichtung zur Lufteinleitung in Räume und Hallen sowie Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen an eine Lüftungsleitung einer Klimaanlage anschließbaren Luftdurchlaß mit einem luftdurchlässigen Mantelrohr, das mit mindestens einer endständigen Stirnplatte verschlossen ist, die zumindest eine zentrale Überströmöffnung aufweist, durch die Luft in das Zentrum des Luftdurchlasses zurückströmen kann, der in Verbindung mit den Anschlußmitteln an die Lüftungsleitung Mittel zur Erzeugung einer Drallströmung aufweist, und bei dem das Mantelrohr des Luftdurchlasses von einem Lochblech mit einer freien Fläche von maximal 50% gebildet ist; sie betrifft ferner ein Verfahren, mit dem mittels eines derartigen Luftdurchlasses vorteilhaft Luft in die Räume bzw. Hallen eingeleitet werden kann.
• Zur Belüftung von Räumen und Hallen, in denen gewerblich oder industriell gearbeitet wird, wird häufig mit Schadstoffen umgegangen und es fallen dabei Luftverunreinigungen an, die mit einer Lüftung auszuspülen sind. Gleiches gilt, wenn in dem Raum oder der Halle Wärmequellen vorhanden sind, deren Wärme auf die Raumluft übertragen, deren Temperatur anhebt. Auch hier ist zum Halten einer gewünschten Temperatur die erwärmte Luft über eine Lüftung auszuspülen. Dabei verläßt die ausgespülte Luft mit den aufgenommenen Luftverunreinigungen und/oder der aufgenommenen Wärme den Raum bzw. die Halle als Abluft über entsprechende Leitungen. Das Luftdefizit infolge des Abführens der Abluft wird durch Einführen der Zuluft ausgeglichen, so daß das Luftgleichgewicht in dem belüfteten Raum (bzw. der Halle) gewahrt bleibt. Dieses Einführen erfolgt dabei gezielt so, daß zum einen eine schnelle Mischung mit der Raumluft erfolgt, daß aber zum anderen eine arbeitsphysiologisch, insbesondere im Kühlbetrieb, störende Strahlwirkung unterdrückt wird. Dazu wird die Zuluft mittels geeigneter, an die Versorgungsleitungen der Klimaanlage anzuschließende Luftdurchlässe in den zu belüftenden Raum eingebracht, wobei ein möglichst gleichförmiges Ausströmen mit homogener Verteilung der Ausströmgeschwindigkeit der Luft angestrebt wird.
• Um ein derartiges Ausströmen zu erreichen, sind an eine Lüftungsleitung einer Klimaanlage anschließbare rohrförmige Luftdurchlässe mit einem luftdurchlässigen Mantelrohr mit luftdurchlässiger Mantelfläche bekannt, bei denen mindestens ein Ende mit einer endständigen Stirnplatte verschlossen ist, und deren Stirnplatte eine Zentralöffnung aufweist, durch die Luft in das Zentrum des Luftdurchlasses zurückströmen kann. An diesen Luftdurchlässen sind darüber hinaus im Bereich des Anschlusses Mittel zur Erzeugung einer Drallströmung vorgesehen. Die Drallströmung kann dabei mit einem Drallflügelapparat, wie in DE-OS 33 04 151 beschrieben, erzeugt werden. Der dort beschriebene Luftdurchlaß weist auch an der dem Lufteintritt gegenüberliegenden Seite eine Zentralöffnung auf, die den Übertritt von Raumluft in den Innenraum des Körpers des Luftdurchlasses erlaubt. Die Drallströmung hat einen hinreichenden Turbulenzgrad, um die übergetretene Raumluft mit der Zuluft zu vermischen. Zum Erreichen einer gleichförmigen Ausströmung sind besondere Leiteinbauten vorgesehen, die die Drallströmung stören und so den gewünschten Mischungseffekt in Frage stellen. Darüber hinaus bildet sich hinter jedem der ringförmigen Leiteinbauten ein strömungstotes Gebiet aus, dessen Unterdruck eine unerwünschte Rückströmung zu dem eigentlichen Ausströmungsbereich zur Folge hat.
• Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrundeliegt, einen derartigen Luftdurchlaß so weiterzubilden, daß er sowohl im Kühlals auch im Heizbetrieb betreibbar, einfach aufgebaut und wirtschaftlich herstellbar ist; desweiteren soll ein Verfahren angegeben werden, bei dem zumindest im Kühlbetrieb das Abströmen der Luft über die gesamte Länge gleichmäßig erfolgt und bei dem daher auf zusätzliche Leiteinrichtungen verzichtet werden kann.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum einen zum Anschluß an die Zuluftleitung ein in das Mantelrohr mündender, an sich bekannter, im wesentlichen runder Anschlußstutzen mit Drallflügelapparat zentral und axial an der zweiten Stirnplatte des Mantelrohres als Mittel zur Erzeugung der Drallströmung vorgesehen ist, dessen Drallflügel zur Regelung der Drallstärke mit Verstellmitteln zur Änderung der Anstellwinkel zusammenwirken; alternativ ist zum Anschluß an die Zuluftleitung mindestens ein in das Mantelrohr mündender, im wesentlichen rechteckiger, sich über nahezu die gesamte Länge des Mantelrohres erstreckender, tangential am Umfang des Mantelrohres Anschlußstutzen mit Zunge als Mittel zur Erzeugung der Drallströmung vorgeshen, dessen Zunge zur Regelung der Drallstärke mit Verstellmitteln zur Änderung des Eintrittsquerschnittes zusammenwirkt. Bei beiden Ausführungsformen ist das der zentralen Überströmöffnung zugeordnete Ende des Mantelrohres mit einer aufgesetzten Kappe, in der sich eine verkleinerte, zentrale Überströmöffnung befindet, bzw. mit einem axial verschiebbaren Einsatz, in dem eine den Durchmesser der zentralen Überströmöffnung verkleinernde, ringförmigen Platte eingesetzt ist, versehen. Durch diese Ausbildung, bei der das Anpassen vereinfacht ist, wird zweckmäßigerweise die mit der zentralen Überströmöffnung für das Rückströmen der Raumluft versehene erste Stirnplatte auswechselbar an dem rohrförmigen Körper befestigt oder es wird eine mit der notwendigen zentralen Überströmöffnung versehene Kappe vorgesehen, die auswechselbar auf die Stirnplatte mit maximaler zentraler Überströmöffnung aufgesetzt wird. Bei letzterer ist eine Anpassung an die gewünschten Ausströmverhältnisse dadurch möglich, daß der Einsatz mit der zentralen Überströmöffnung axial verschiebar ist. Bei beiden Ausführungsformen wird die in der Klimaanlage aufbereitete und von dieser kommende Zuluft so in den Luftdurchlaß eingeleitet, daß sich eine Drallströmung ausbildet, die in sich stabil ist, auch gegenüber einem Abströmen des als Zuluft dem Luftdurchlaß zugeführten Anteils der Luft durch die luftdurchlässige Mantelfläche des Mantelrohres des Luftdurchlasses.
• Diese Drallströmung entspricht einem Wirbel, dessen Kern eine Wirbelsenke mit ausgeprägtem Unterdruck bildet, wobei die Größe des Unterdruckes von der Wirbel stärke abhängt. Durch die zentrale Öffnung in der einen Stirnplatte wird infolge dieses Unterdruckes Raum- (bzw. Hallen-)luft angesaugt und in die Zuluft eingemischt. Der Durchmesser dieser zentralen Überströmöffnung liegt in einem Bereich von etwa 85% bis 40% des Innendurchmessers des Mantelrohres. Mit ihm kann für einen bestimmten Bereich der Wirbel stärke das Verhältnis von Zuluft zu rückgesaugter Raumluft eingestellt werden.
• Eine Veränderung des Dralles wird bei einer der Ausführungsformen des Luftdurchlasses durch eine Veränderung des Anstellwinkels der Drallflügel des Drallflügelapparates in dem zentralen Zuluftstutzen erfolgt. Bei der anderen Ausführungsform wird alternativ dazu die Eintrittsgeschwindigkeit der Zuluft in den Innenraum des Mantelrohres und damit die Wirbelstärke durch Verstellung der Weite des tangentialen Spaltes an der Mündung des im wesentlichen rechteckigen Anschlußstutzens in das Mantelrohr erreicht, wobei wegen der nahezu über die gesamte Höhe reichenden Einströmung eine hinreichend gleichmäßige Verteilung der Luft und somit die gewünschte Drallströmung mit ihrer Stabilität erreicht wird.
• Der verstellbare Drallgeber gestattet auch einen Betrieb des Luftdurchlasses sowohl im Kühlbetrieb als auch im Heizbetrieb. Wird bei dem Kühlbetrieb bei in Deckennähe angeordneten Luftdurchlässen ein gleichmäßiges Ausströmen verlangt, wird mit dem Drall gearbeitet. Im Heizbetrieb würde unter den gleichen Umständen die erwärmte Luft unmittelbar nach Verlassen des Luftdurchlasses aufwärts strömen, und das Ziel des Heizens wäre verfehlt. Wird beim Heizbetrieb dagegen der Drall durch entsprechendes Verstellen der Drallgeber die Drallströmung unterdrückt, erfolgt das Abströmen im wesentlichen durch die (bei Montage des Luftdurchlasses in Deckennähe nach unten gerichtete) offene stirnseitige Zentralöffnung, so daß die erwärmte Luft als Strahl in Richtung der Achse des Mantelrohres des Luftdurchlasses austritt.
• Als Verstellorgane kommen dabei in Achsrichtung bewegbare Hubelemente in Betracht, die über angelenkte Hebel mit jedem der Drallflügel verbunden, diese beim Hub je nach Hubrichtung steiler oder flacher anstellen. Es kann jedoch auch ein zentral angreifendes Verstellorgan sein, das z.B. mit Kegelrädern für jeden der Drallflügel und dazu korrespondierende Kegelbahnen versehen ist, die vorzugsweise über kämmende Verzahnungen miteinander zusammenwirken. Schließlich ist noch die Möglichkeit gegeben, jeden Drallflügel von außen, mittels einer nach außen durchgeführten Drallflügelwelle gesondert einzustellen.
• Die Abströmverhältnisse lassen sich durch die freie Fläche der Lochung des Lochbleches des Mantelrohres des Luftdurchlasses beeinflussen. Eine stärkere Wirkung wird erreicht, wenn das Mantelrohr mit einer Filterschicht belegt wird, wobei deren Widerstandsbeiwert -das Verhältnis von Druckabfall der durch die Filterschicht strömenden Luft zu deren dynamischen Druck- größer 10 gehalten wird. Derartige Filter können als Oberflächenfilter ausgebildet sein, deren typische Vertreter die Membranfilter sind; geglättete Vliesfilter haben eine ähnliche Filterwirkung. Derartige Filter haben nur geringe Staubspeichervermögen, sie werden daher bevorzugt dort eingesetzt, wo eine hinreichende Vorreinigung der Luft eine tolerierbare Standzeit erwarten läßt. Im anderen Fall sind die Tiefenfilter angezeigt, die allerdings ein größeres Volumen aufweisen und so den Durchmesser des Luftdurchlasses vergrößern. Unabhängig vom Filtertyp wirken diese auf das Mantelrohr aufgebrachten Filter allein durch ihren Strömungswiderstand, der sich im Widerstandsbeiwert -Verhältnis von Druckdifferenz der durch das luftdurchlässige Mantelrohr, ggf. mit der Filterschicht, abströmenden Zuluft zu deren dynamischen Druck- wiederspiegelt.
• Derartige Luftdurchlässe werden vorteilhaft so betrieben, daß das Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit der Drallströmung zur Abströmgeschwindigkeit aus dem luftdurchlässigen Mantelrohr größer als 4 : 1 gehalten wird, wobei das Verhältnis von Länge des Mantelrohres zu seinem Durchmesser nicht größer als 10 : 1 ist. Durch diese Parameter wird ein stabiler Strömungszustand erreicht, der über seine gesamte Länge ein Abströmen im Sinne einer Fadenquelle erlaubt, das so gleichmäßig ist, daß zusätzliche Leiteinrichtungen zum Ausleiten der abströmenden Luft überflüssig werden. Dieser Strömungszustand beruht auf einer stabilen Drallströmung, und der Verlust an Strömungsenergie durch das Abströmen von Luft aus dem Wandbereich wird durch den Nachschub an Strömungsenergie beim Einströmen der Luft kompensiert, dabei wird in das Unterdruckgebiet des Wirbelkernes durch die zentrale Öffnung in der einen Stirnplatte Luft aus dem Raum (bzw. der Halle) zurückgesaugt, was auch zur Stabilisierung des Wirbels beiträgt.
• Diese überraschend einfache Lösung gestattet, auf zusätzliche, die Abströmung leitende Einbauten zu verzichten; da gerade derartige Einbauten zum einen nur schwierig herzustellen sind und zum anderen die Montage derartiger Luftdurchlässe schwieriger gestalten, liegt in dem Wegfall dieser Einbauten der die Wirtschaftlichkeit ihrer Herstellung entscheidend beeinflussende und begünstigende Vorteil.
• Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Abströmen der Luft durch das luftdurchlässige Mantelrohr gegen einen auf den dynamischen Druck der abströmenden Luft bezogenen Widerstandsbeiwert der Abströmfläche des luftdurchlässigen Mantelrohres größer 10 erfolgt. Durch diesen Abströmwiderstand wird ein "Rückstau" geschaffen, der die Drallströmung zusätzlich stabilisiert.
• Als typisches Beispiel für einen derartigen Luftdurchlaß wurde ein solcher mit einem Mantelrohr mit einem Durchmesser von 400 mm untersucht. Die Länge des Mantelrohres wird in einfacher Weise dem Luftstrom angepaßt; im Versuchsaufbau wurde eine Abströmgeschwindigkeit von 0,55 m/s angesetzt. Dabei ergab sich für einen Luftstrom von 1000 m³/h eine Länge des luftdurchlässigen Mantelrohres von 600 mm; für einen Luftstrom von 2500 m³/h eine solche von 1.500 mm. Die Zuluft wurde über einen zentralen Stutzen in der einen Stirnplatte zugeführt, in dem sich auch der Drallflügelapparat als Drallgeber befand, dessen Drallflügel auf einen Anstellwinkel von 48° - 50° gebracht wurden. Die Messungen zeigten trotz erheblicher Unterschiede in der Luftgeschwindigkeit im Zuluftstutzen (2,2 m/s ./. 5,5 m/s) keine Unterschiede in der Abströmgeschwindigkeit, die sowohl bei dem einen als auch bei dem anderen Luftstrom mit Werten um 0,55 m/s bestimmt wurde. Dabei betrugen die Umfangsgeschwindigkeiten 4,6 m/s im ersten und 8,5 m/s im zweiten Fall.
• Hier zeigt sich ein weiterer überraschender Vorteil derartiger Luftdurchlässe: Eine Änderung des Luftstromes kann über einen gewissen Bereich abgefangen werden. Scheidet dies wegen zu großer Veränderungen des Luftstromes aus, kann an den gleichen Stutzendurchmesser ein Luftdurchlaß mit größerer (oder kleinerer) Länge angesetzt werden, ohne daß aufwendige Montagearbeiten, die immer dann notwendig sind, wenn sich die Anschlüsse im Durchmesser verändern, anfallen.
• Das Wesen der Erfindung wird an Hand der Figuren 1 und 5 beispielhaft dargestellt; dabei zeigen

Fig. 1:

Luftdurchlaß mit axialem Lufteintritt und Drallflügelapparat (geschnitten, schematisch);

Fig. 2:

Funktionsschema des Luftdurchlasses, a: Kühlfall, b: Heizfall;

Fig. 3:

Luftdurchlaß mit tangentialem Lufteintritt und Dralleinstell-Zunge (geschnitten, schematisch);

Fig. 4:

Einzelheit Anordnung Stirnplatte mit zentraler Öffnung, a: Stirnplatte mit Kappe, b: Verschiebbare Stirnplatte;

Fig. 5:

Anordnung der Luftdurchlässe an der Lüftungsleitung, a: Axiale Einströmung, b: Tangentiale Einströmung.

• In der Figur 1 ist ein Schnitt durch einen Luftdurchlaß 1 dargestellt, der über den Axialstutzen 6 an eine Lüftungsleitung L (Fig. 4, 5) einer Klimaanlage, über die die Zuluft dem Luftdurchlaß zugeführt wird, angeschlossen ist. Der Luftdurchlaß 1 ist mit einem luftdurchlässigen Mantelrohr 2 versehen, wobei das Mantelrohr 2 des Luftdurchlasses 1 gebrochen gezeichnet ist. Das Mantelrohr 2 besteht aus einem zwischen den beiden Stirnflächen 3.1 und 3.2 angeordneten, zu einem Rohr geformten Lochblech 5, das aus Streifen von Metall oder aus Kunststoff-Streifen gebildet ist. Die Lochung des Lochbleches 5 wird dabei so gewählt, daß die freie Fläche maximal 50 % beträgt. Im allgemeinen wird diese Lochung so gewählt, daß der gewünschte Widerstandsbeiwert direkt durch die Lochung gegeben ist; wird der Widerstandsbeiwert mittels eines auf die Außenseite (oder auch auf die Innenseite) des Lochbleches 5 des Mantelrohres 2 aufgebrachten schichtförmigen Filters 7 gegeben, bildet das Lochblech lediglich die Stütze für diese Filterschicht unabhängig von der Lochung, die dann unter Stabilitätsgesichtpunkten gewählt werden kann. Naturgemäß können sich jedoch auch die Widerstandsbeiwerte überlagern, so daß mit einer engeren Lochung ein zu geringer Widerstandsbeiwert einer Filterschicht kompensiert werden kann. Für das Aufbringen einer derartigen Filterschicht 7 -hier als Tiefenfilter mit Wirrfaserstruktur angedeutet- weisen beide Stirnplatten 3.1 und 3.2 Überstände 8 auf, die als Ringe die Filterschicht 7 in axialer Richtung fixieren. Die Filterschicht 7 kann auch in radialer Richtung festgelegt werden, z.B. mit einem (in Fig. 1 nicht näher dargestellten) Gitterkorb, der um die Filterschicht 7 gelegt, diese hält. Die erste Stirnplatte 3.1 weist eine zentrale Überströmöffnung 4 mit einem Durchmesser "d" auf, durch die Raumluft in das Mantelrohr 2 eintreten kann, wenn in seinem Inneren -etwa infolge einer Wirbelströmung- Unterdruck herrscht, und durch den auch Zuluft austreten kann, wenn die Druckverhältnisse dies vorgeben. Die zweite Stirnplatte 3.2 ist mit einem Stutzen 6 versehen, über den der Luftdurchlaß 1 an eine Lüftungsleitung L (Fig. 4, 5) einer Klimaanlage angeschlossen ist.
• In diesem Anschlußstutzen 6 befindet sich ein Drallflügelapparat, der als Drehverstellglied 10.1 ausgebildet ist, mit dessen Hilfe in dem Mantelrohr 2, dessen Innendurchmesser mit "D" bezeichnet ist, eine Drallströmung, ein Wirbel erzwungen wird, dessen Wirbelkern das für die Rückströmung der Raumluft notwendige Unterdruckgebiet schafft. Dieser Drallflügelapparat 10 besteht aus einer Anzahl radial angeordneter Drallfügel 11, von denen jeder auf einer Achse 11.1 angeordnet ist. Die freien Enden der Achsen 11.1 können dabei in auf der inneren Wandung des Stutzens 6 angeordneten Widerlagern 6.1 abgestützt sein. Über diese Achsen 11.1 sind die Drallflügel 11 verstellbar, wobei eine zentrale Verstellung durch eine zentrale Drehnabe 12 eine gleichmäßige Verstellung der Drallflügel 11 bewirkt. Dazu sind die in die Drehnabe 12 ragenden Achsstummel mit verzahnten Kegelrädern versehen, die auf einer in gleicher Weise verzahnten Bahn laufen und beim Verdrehen des Verstellteils der Nabe verdreht werden und dabei die Flügel mitnehmen. Eine derartige Verstellung der Drallflügel wird zweckmäßigerweise motorisch vorgenommen, so daß eine Fernbedienung möglich ist. Dazu ist das verdrehbare Teil der Drehnabe 12 über eine Welle 13 mit einem Antriebsmotor 14 verbunden, der über Halterungen 15 in dem Stutzen 6 gehalten ist. Ein nach außen geführter Anschluß 14.1 stellt die Verbindung zur Ansteuerung her, die auch in der Zentrale der Klimaanlage untergebracht sein kann.
• Eine Beeinflussung der Ansteuerung durch die Temperaturdifferenz ist gleichfalls denkbar: Wird die Zuluft mit erheblicher Untertemperatur (Kühlbetrieb) eingespeist, werden die Drallflügel 11 flach angestellt, um die Umfangsgeschwindigkeit der Drallströmung und damit die Wirbelstärke zu erhöhen. Damit wird das im Wirbelkern entstehende Unterdruckgebiet verstärkt, so daß zum einen ein direktes Ausblasen der kalten Zuluft unterdrückt wird, und daß zum anderen ein erheblicher Anteil von Raumluft zurückgesaugt und in dem Luftdurchlaß 1 mit der kalten Zuluft vermischt wird, zur Verringerung der Temperaturdifferenz. Je geringer diese Temperaturdifferenz ist, umso weniger bedeutsam ist das Beimischen von Raumluft, die Wirbelstärke kann daher in diesem Fall zurückgenommen werden. Im Übergang zum Heizfall kehrt sich die Temperaturdifferenz um: Die Zuluft wird wärmer als die Raumluft. In diesem Fall ist eine Strahllüftung der Quellüftung vorzuziehen. Daher werden bei der im Heizfall positiven Temperaturdifferenz die Drallflügel 11 so angestellt, daß kein Drall vorgegeben wird, ein Wirbel kann sich nicht ausbilden. In diesem Fall wirkt der Luftdurchlaß 1 als Strahldurchlaß, wobei der Zuluftstrahl aus der zentralen Überströmöffnung 4 in der einen Stirnplatte 3.1 austritt, wobei wegen des relativ hohen Widerstandsbeiwertes des Mantelrohres 2 das radiale Abströmen weitgehend unterdrückt ist.
• Die Figuren 2 zeigen ein Funktionsschema eines Luftdurchlasses mit axialer Einströmung über einen Stutzen 6, der mit einer Lüftungsleitung L (Fig. 4), wobei in der Figur 2a das Ausströmen der Luft im Kühlfall (große Drallstärke) und in der Figur 2b das Ausströmen der Luft im Heizfall (verschwindende Drallstärke) mit Strömungspfeilen angedeutet sind. In beiden Fällen wird die Zuluft über den Stutzen 6 zugeführt und strömt durch das Mantelrohr 2, das hier den gleichen Durchmesser wie der Anschlußstutzen 6 aufweist, wodurch eine am Anschlußende vorgesehene Stirnplatte überflüssig wird, ab. Diese Ausführungsform vermeidet verschiedene Durchmesser und ist immer dort geeignet, wenn eine Montage von oben durch eine z.B. abgehängte Decke erfolgen muß und ein Deckendurchbruch unvermeidbar ist. Auf die Darstellung einer das Mantelrohr umgebenden Filterschicht wurde hier verzichtet, es versteht sich von selbst, daß auch hier eine außen aufgebrachte Filterschicht vorgesehen werden kann, wenn nicht die Lochung des Lochbleches 5 des Mantelrohres 2 bereits den notwendigen Widerstand bietet. Der Drall wird mit Hilfe des Drallflügelapparates, ausgebildet als Hubverstellglied 10.2 erzeugt, dessen Verstellglied 22 einen axialen Hub mittels angelenkter Hebel 23 auf die Drallflügel 11 überträgt (der besseren Übersichtlichkeit halber lediglich für einen der Drallflügel dargestellt).
• Im Kühlfall sind die Drallflügel 11 flach angestellt, die in das Mantelrohr übertretende Luft bekommt dadurch eine große Umfangsgeschwindigkeit; es bildet sich, angeregt durch diese große Umfangsgeschwingigkeit der gewünschte Wirbel aus. Durch die Überströmöffnung 4 in der freien Stirnplatte 3.1 wird Raumluft in das Unterdruckgebiet des Wirbelkernes angesaugt, die sich in der Drallströmung mit der Zuluft mischt und deren Untertemperatur anhebt und somit die Temperaturdifferenz zwischen Raumluft und in den Raum ausströmender Zuluft verringert. Diese Zuluft strömt entsprechend der eingezeichneten Pfeile radial ab.
• Im Heizfall sind die Drallflügel 11 voll geöffnet, auf die in das Mantelrohr einströmende Luft wird keine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung übertragen, sie strömt ohne Vordrall ein, es stellt sich eine rein axiale Strömung ein. Der Hauptanteil der Luft verläßt den Luftdurchlaß durch die Überströmöffnung 4 in der freien Stirnplatte 3.1 etwa strahlartig. Die freie Stirnplatte 3.1 mit der Überströmöffnung 4 wirkt dabei als Blende, die ausströmende Luft erzeugt eine Druckdifferenz, die den Druck im Inneren des rohrförmigen Körpers erhöht und so ein radiales Abströmen eines geringeren Anteiles der in den Durchlaß eingeströmten Zuluft Sorge bewirkt. Es versteht sich von selbst, daß entsprechend den erforderlichen Temperaturverhältnissen Zwischenstellungen des den Drall erzeugenden Gliedes einen nahezu fließenden Übergang von dem beschriebenen "reinen" Kühlfall zu dem "reinen" Heizfall erlauben.
• In der Figur 3 ist eine alternative Ausführungsform des Luftdurchlasses 1 mit einem Mantelrohr 2 dargestellt, der hier mittels eines tangential in das Mantelrohr 2 mündenden Tangentialstutzens 16, der sich höchstens über die gesamte Länge, vorteilhafterweise über etwa 2/3 bis 3/4 der Länge des Luftdurchlasses 1 erstreckt, und zwar vorzugsweise symmetrisch zu den beiden Stirnplatten 3.1, an die Lüftungsleitung L angeschlossen ist. Die von der Klimaanlage gelieferte Zuluft strömt mit einer im wesentlichen in Umfangsrichtung liegenden Geschwindigkeit in das Mantelrohr 2 ein, die in gewissen Grenzen von einer angelenkten Zunge 18 veränderbar ist. Um die durch den Tangentialstutzen 16 von der Lüftungsleitung L zum Luftdurchlaß 1 überströmende Zuluft "glatt" in das Mantelrohr 2 des Luftdurchlasses 1 einleiten zu können, ist in dem Tangentialstutzen 16 ein Strömungs-Gleichrichter 17 angeordnet. Die Einströmgeschwindigkeit wird mit einer verstellbaren Zunge 18 verändert, die mittels eines Gelenks an den Tangentialstutzen 16 angelenkt ist. Ein überstehender Rückstellhebel 18.1 sorgt mit einer Rückstellfeder 20 dafür, daß die Zunge 18 bestrebt ist, in eine einer geringen Einström-Geschwindigkeit entsprechende Lage zu gehen. Während die Zunge 18 über die gesamte Länge des Tangentialstutzens 16 reicht, genügen für die Rückstellung ein oder zwei, bei langen Luftdurchlässen u.U auch mehrere derartige Rückstellhebel 16.1. Diese Rückstellhebel 16.1 werden gleichzeitig auch zum Verstellen der Zunge 18 benutzt. Dazu sind Schwenkhebel 19 vorgesehen die an den Tangentialstutzen 16 angelenkt und mit einem Schwenkantrieb 21 verbunden sind. Diese Schwenkhebel 19 liegen unter Wirkung der Rückstellfeder 20 an der kurvenförmig ausgebildeten Innenseite des Rückstellhebels 16.1 an und verändern beim Verschwenken dessen Lage, wobei diese durch die Rückstellfedern 20 stabilisiert wird.
• Die Figuren 4 zeigen die Anordnung der Stirnplatte 3.1 mit der zentralen Rückströmöffnung 4. Um im Kühlfall das Verhältnis von von der Klimaanlage stammenden Zuluft zu aus dem Raum stammender, durch die zentrale Überströmöffnung zurückgesaugter Luft verändern zu können, ist über das mit der zentralen Überströmöffnung 4 versehene Ende des Mantelrohres 2 eine Kappe 3.3 gestülpt, in der sich eine zentrale Überströmöffnung 4' befindet, deren Durchmesser kleiner ist, als der der Überströmöffnung 4 der Stirnplatte 3.1. Diese Kappe kann ausgetauscht werden, wodurch sich die gewünschte Veränderung erzielen läßt. In anderen Fällen kann sich die Notwendigkeit ergeben, daß die Ausströmverhältnisse den örtlichen Gegebenheiten anzupassen sind. Hierfür ist die Ausführungsform nach der Figur 4b mit einem axial verschiebaren Einsatz 3.4 versehen, der an Stelle der Stirnplatte 3.1 tritt und die zentrale Überströmöffnung 4 aufweist. Auch hier kann eine den Durchmesser dieser zentralen Überströmöffnung 4 verkleinernde Platte 3.5 eingesetzt werden, deren zentrale Überströmöffnung 4' den für die Einstellung des Mischungsverhältnisses von Zuluft zu rückgesaugter Raumluft geeigneten Durchmesser aufweist. Dabei ist in beiden Fällen der Durchmesser der zentralen Überströmöffnung 4 der Stirnplatte 3.1 (Fig. 4a) bzw. des an Stelle dieser Stirnplatte tretenden, verschiebbaren Einsatzes 3.4 (Fig. 4b) der maximale Durchmesser, der die Funktion des Luftdurchlasses sicherstellt. Die aufgesetzte Kappe 3.3 bzw. die eingelegte Platte 3.5 können mit ihren Durchmessern 4' den für die Rückströmung wirkenden Durchmesser lediglich verkleinern. Es versteht sich von selbst, das bei der Ausführungsform nach Fig. 4a die aufgesetzte Kappe 3.3 allein an die Stelle der Stirnplatte 3.1 treten kann, die bei Veränderungsbedarf ausgetauscht wird. Sinngemäß gilt dies auch für den verschiebbaren Einsatz 3.4 der Ausführungsform nach Fig. 4b, der dann an Stelle eines den wirkenden Rückström-Durchmesser verkleinernden Einsatzes 3.5 ausgetauscht wird.
• Die Figuren 5 zeigen schließlich die Anordnung von mehreren Luftdurchlässen 1 an einer die Zuluft von der Klimaanlage zu den Luftdurchlässen leitenden Lüftungsleitung L, wobei die Figur 5a die Anordnung mit Luftdurchlässen mit axialem und die Figur 5b die Anordnung mit Luftdurchlässen mit tangentialem Lufteintritt betreffen. In beiden Fällen werden die Luftdurchlässe 1 -in den Darstellungen jeweils nur zwei dargestellt- in der gewünschten Weise im Raum plaziert und mit der Lüftungsleitung L verbunden. Bei einem axialen Einströmen sind dazu die Axialstutzen 6, bei einem tangentialen Einströmen die Tangentialstutzen 16 vorgesehen. Während die Luftdurchlässe 1 mit axialer Einströmung primär rechtwinklig zur Lüftungsleitung L ausgerichtet sind (was nicht bedeutet, daß nicht mittels geeigneter Führung der Leitung zwischen der Lüftungsleitung L und dem Axialstutzen 6 auch andere Ausrichtungen möglich wären), liegen die Luftdurchlässe 1 mit tangentialer Einströmung über die Tangentialstutzen 16 primär parallel zu der Lüftungsleitung L. Dabei kann die Lage letzterer jeweils auch etwa um einen Rohrdurchmesser nach der einen oder nach der anderen Seite oder aber abwechselnd nach der einen und der anderen Seite verlagert sein, wie angedeutet. Es versteht sich von selbst, daß die Richtungen der von der Lüftungsleitung L abgehenden rechteckigen Stutzen 16 auch im Winkel zueinander stehen können (wie neben Fig. 5b angedeutet), so daß eine Lüftungsleitung L einen breiten Streifen des Raumes oder der Halle zu versorgen in der Lage ist. Die Luftdurchlässe mit tangentialer Einströmung haben an jeder ihrer Stirnseiten Stirnplatten 3.1 mit zentralen Überströmöffnung 4, so daß sie länger gehalten werden können.

Claims (12)

1. An eine Lüftungsleitung einer Klimaanlage anschließbarer Luftdurchlaß (1) mit einem luftdurchlässigen Mantelrohr (2), das mit mindestens einer endständigen Stirnplatte (3.1) verschlossen ist, die zumindest eine zentrale Überströmöffnung (4) aufweist, durch die Luft in das Zentrum des Luftdurchlasses zurückströmen kann, der in Verbindung mit den Anschlußmitteln (6) an die Lüftungsleitung Mittel zur Erzeugung einer Drallströmung aufweist, und bei dem das Mantelrohr (2) des Luftdurchlasses (1) von einem Lochblech (5) mit einer freien Fläche von maximal 50% gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß an die Zuluftleitung ein in das Mantelrohr (2) mündender, an sich bekannter, im wesentlichen runder Anschlußstutzen (6) mit Drallflügelapparat (10) zentral und axial an der zweiten Stirnplatte (3.2) des Mantelrohres (2) als Mittel zur Erzeugung der Drallströmung vorgesehen ist, dessen Drallflügel (11) zur Regelung der Drallstärke mit Verstellmitteln zur Änderung der Anstellwinkel zusammenwirken, wobei das der zentralen Überströmöffnung (4) zugeordnete Ende des Mantelrohres (2) mit einer aufgesetzten Kappe, in der sich eine verkleinerte, zentrale Überströmöffnung (4') befindet, bzw. mit einem axial verschiebbaren Einsatz (3.4), in dem eine den Durchmesser der zentralen Überströmöffnung (4) verkleinernde, ringförmigen Platte (3.5) eingesetzt ist, versehen ist.
2. An eine Lüftungsleitung einer Klimaanlage anschließbarer Luftdurchlaß (1) mit einem luftdurchlässigen Mantelrohr (2), das mit mindestens einer endständigen Stirnplatte (3.1) verschlossen ist, die zumindest eine zentrale Überströmöffnung (4) aufweist, durch die Luft in das Zentrum des Luftdurchlasses (1) zurückströmen kann, der in Verbindung mit den Anschlußmitteln (6) an die Lüftungsleitung Mittel zur Erzeugung einer Drallströmung aufweist, und bei dem das Mantelrohr (2) des Luftdurchlasses (1) von einem Lochblech (5) mit einer freien Fläche von maximal 50% gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß an die Zuluftleitung mindestens ein in das Mantelrohr (2) mündender, im wesentlichen rechteckiger, sich über nahezu die gesamte Länge des Mantelrohres (2) erstreckender Anschlußstutzen (6) mit Zunge (19), tangential an dem Umfang des Mantelrohres (2) vorgesehen ist, als Mittel zur Erzeugung der Drallströmung, dessen Zunge (19) zur Regelung der Drallstärke mit Verstellmitteln zur Änderung des Eintrittsquerschnittes zusammenwirkt, wobei das der zentralen Überströmöffnung (4) zugeordnete Ende des Mantelrohres (2) mit einer aufgesetzten Kappe, in der sich eine verkleinerte, zentrale Überströmöffnung (4') befindet, bzw. mit einem axial verschiebbaren Einsatz (3.4), in dem eine den Durchmesser der zentralen Überströmöffnung (4) verkleinernde, ringförmige Platte (3.5) eingesetzt ist, versehen ist.
3. Luftdurchlaß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das luftdurchlässige Mantelrohr (2) bildende Lochblech (5) vorzugsweise außenseitig mit einem schichtförmigen Partikelfilter (7) belegt ist.
4. Luftdurchlaß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Partikelfilter (7) als Oberflächenfilter, vorzugsweise als Membranfilter ausgebildet ist.
5. Luftdurchlaß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Partikelfilter (7) als Tiefenfilter vorzugsweise als Wirrfaservlies ausgebildet ist.
6. Luftdurchlaß nach Anspruch 1 sowie einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallflügelapparat (10) zum Verstellen der Drallflügel (11) als ein zentrales Hubelement (10.2) ausgebildet ist, dessen Hub als Anstellwinkelverstellung mit an die Drallflügel (11) angelenkten Hebeln übertragbar ist.
7. Luftdurchlaß nach Anspruch 1 sowie einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallflügelapparat (10) zum Verstellen der Drallflügel (11) als eine Zentralverstellung (10.1) mit einer Drehnabe (12) ausgebildet ist, deren Verdrehung mit einer kegligen Bahn und dazu korrespondierenden, mit den Stummeln der Achsen (11.1) der Drallflügel (11) verbundenen Kegelräder, die vorzugsweise miteinander verzahnt sind, als Anstellwinkelverstellung übertragbar ist.
8. Luftdurchlaß nach Anspruch 1 sowie einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen der Drallflügel (11) des Drallflügelapparates deren Achsen (11.1) nach außen durchgeführt und mit Angriffsmitteln (z.B. Sechskant o.dgl.) zum Verdrehen versehen sind.
9. Luftdurchlaß nach Anspruch 2 sowie einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Zunge (17) mit einem Schwenkantrieb (18) versehen ist.
10. Luftdurchlaß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drallströmungsintensität bestimmende Drallströmungserzeuger (18, 21;) mittels eines ferngesteuerten Stellantriebes von der Zentrale der Klimaanlage aus verstellbar ist.
11. Verfahren zur Einleitung von in einer Klimaanlage aufbereiteter Luft in Räume oder Hallen, insbesondere mit Schadstoff- und/oder Wärmequellen, mittels eines Luftdurchlasses nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Kühlbetrieb ein Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit der Drallströmung in dem Mantelrohr zur Abströmgeschwindigkeit aus seinem luftdurchlässigen Mantel größer als 4 : 1 eingestellt wird, bei einem Verhältnis von Länge des luftdurchlässigen Mantelrohres zu seinem Durchmesser nicht größer als 10 : 1, wobei im Heizbetrieb vorzugsweise die Drallströmung unterdrückt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abströmen der Luft durch das luftdurchlässige Mantelrohr gegen einen Widerstand erfolgt, dessen auf den dynamischen Druck der durch das Mantelrohr abströmenden Luft bezogener Widerstandsbeiwert größer als 10 ist.

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