EP1050684A2 - Strahlventilator - Google Patents

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EP1050684A2
EP1050684A2 EP00108363A EP00108363A EP1050684A2 EP 1050684 A2 EP1050684 A2 EP 1050684A2 EP 00108363 A EP00108363 A EP 00108363A EP 00108363 A EP00108363 A EP 00108363A EP 1050684 A2 EP1050684 A2 EP 1050684A2
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shaft
jet
fan shaft
tunnel
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Witt & Sohn & Co GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/545—Ducts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/601—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a jet fan, in particular an axial fan for the ventilation of Tunneling, with at least one in a fan shaft arranged fan and at least one Nozzle arrangement on the inlet and / or outlet side the fan shaft attached and preferably with is provided with a silencer.
  • jet fans are used in particular for loading and End ventilation of road tunnels used.
  • the fan creates one in the fan shaft strong air flow through the nozzle assemblies to the Flow conditions in the tunnel is adjusted.
  • the nozzle assemblies combined with silencers to to reduce the fan noise.
  • the air flow in the tunnel is particularly close to the wall slowed down by friction of the air on the walls.
  • the highest flow rate can therefore in the Reach tunnel means. From a fluidic point of view therefore the middle of the tunnel is the ideal place for installation of the jet fan.
  • the Jet fan not in the area through the tunnel moving vehicles can be arranged. Therefore the Jet fan near the tunnel wall or the tunnel ceiling.
  • the fan output becomes less and less in one effective air flow through the entire tunnel implemented, the closer the fan is to the wall is arranged. That means: the closer a jet fan is to the Wall or ceiling is mounted, the worse it will be Efficiency.
  • the object of the invention is to provide a jet fan for to specify the ventilation of tunnels, despite the arrangement higher efficiency near the tunnel wall with respect to the air flow generated in the tunnel.
  • the solution to this problem according to the invention provides that an air duct of the respective nozzle arrangement is inclined with respect to the fan shaft, so that the inflow and outflow direction opposite the Flow direction of the fan shaft one Has angle.
  • the jet fan according to the invention can now in the Near the tunnel wall or ceiling so that the inflow and outflow directions away from the tunnel walls point. This will make it easier in the middle of the tunnel flowing air from the nozzle assembly on Fan inlet sucked in the fan shaft accelerated and by the nozzle arrangement on Fan outlet again diagonally towards the center of the tunnel blown out.
  • the effect of Reduced wall friction on the air flow and the Effectiveness of the jet fan increased considerably.
  • the invention produces Jet fan compared to conventional Jet fans of the same fan power one Flow velocity in the tunnel, the one Thrust increase by approx. 35% corresponds.
  • the suspension of the jet fan will be the best Results achieved when the angle of the input and / or Outflow direction compared to the flow direction of the fan shaft in the range between 3 degrees and 25 degrees.
  • the jet fan according to the invention is the inclination generated by transition pieces between the Fan shaft and the nozzle arrangements arranged are.
  • these transition pieces exist from a short piece of pipe with flanges to both Pages, which according to the desired inclination in Angles are arranged to each other.
  • This has the advantage that conventional nozzle arrangements and fan shafts can be adopted unchanged. Instead of that Nozzle arrangements directly with a fan shaft connect them to both sides of the Transition pieces attached.
  • This embodiment is suitable also installed for retrofitting Jet fans, their effectiveness thus retrospectively can be increased.
  • Another embodiment variant provides that a Nozzle arrangement inside with an oblique air duct Is provided. This measure is recommended if the outer shape of the nozzle assemblies from aesthetic or should be straight for installation reasons.
  • Jet fan in the transition area between the arranged side tunnel walls and the tunnel ceiling the level defined in this way runs at the left arranged jet fan from top left to right below or with the jet fan from top right to bottom left diagonally through the Cross-section of the tunnel and thus through the center of the tunnel.
  • the jet fan 1 shown in FIG. 1 is by means of a bracket 2 on the tunnel ceiling 3 one Road tunnels attached. It consists of one Fan shaft 4, in which a fan 5 is arranged is, two nozzle arrangements 6, 7 and two between the respective nozzle arrangements 6, 7 and the inputs and Outlet sides 8, 9 of the fan shaft 4 arranged Transition pieces 10, 11.
  • the transition pieces 10, 11 consist of short pieces of pipe that end at their ends Flanges 12, 13 are provided.
  • the two flanges 12, 13 of a transition piece 10, 11 are at an angle of 3 ° to 25 degrees to each other.
  • the jet fan 1 shown in FIG. 2 differs from that shown in Figure 1 only by modified nozzle arrangements 18, 19, the side facing the fan shaft 4 20 are bevelled.
  • the invention Inclination of the nozzle arrangements 18, 19 relative to that Fan shaft 4 results in this Embodiment by directly connecting the respective beveled side 20 with the straight inlet 8 or Outlet side 9 of the fan shaft 4, without Interposition of a transition piece.

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Abstract

Ein Stahlventilator (1) für die Belüftung von Tunneln, mit mindestens einem in einem Ventilatorschacht (4) angeordneten Ventilator (5) und Düsenanordnungen (6, 7), die an der Einlaß- (8) und/oder Auslaßseite (9) des Ventilatorschachts (4) angebracht und vorzugsweise mit Schalldämpfern versehen sind, kann in Bezug auf die Ventilatorleistung eine höhere Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Tunnelmitte erzeugen, wenn die Luftführungen (23) der Düsenanordnungen (6, 7) gegenüber dem Ventilatorschacht (4) geneigt angeordnet sind, so daß die Ein- (14) und/oder Ausströmrichtungen (15) gegenüber der Durchströmungsrichtung (16) des Ventilatorschachts (4) einen Winkel (17) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlventilator, insbesondere einen Axialventilator für die Belüftung von Tunneln, mit mindestens einem in einem Ventilatorschacht angeordneten Ventilator und mindestens einer Düsenanordnung, die an der Einlaß- und/oder Auslaßseite des Ventilatorschachts angebracht und vorzugsweise mit einem Schalldämpfer versehen ist.
Derartige Strahlventilatoren werden insbesondere zur Be- und Endlüftung von Straßentunneln eingesetzt. Dabei erzeugt der Ventilator im Ventilatorschacht einen starken Luftstrom, der durch die Düsenanordnungen an die Strömungsverhältnisse im Tunnel angepaßt wird. Oft sind die Düsenanordnungen mit Schalldämpfern kombiniert, um die Lärmentwicklung des Ventilators zu reduzieren.
Die Luftströmung im Tunnel wird insbesondere in Wandnähe durch Reibung der Luft an den Wänden gebremst. Die höchste Strömungsgeschwindigkeit läßt sich daher in der Tunnelmittel erreichen. Strömungstechnisch gesehen wäre deshalb die Tunnelmitte der ideale Ort zur Aufstellung des Strahlventilators. Andererseits kann aber der Strahlventilator nicht im Bereich der durch den Tunnel fahrenden Fahrzeuge angeordnet sein. Deshalb muß der Strahlventilator in der Nähe der Tunnelwand beziehungsweise der Tunneldecke montiert werden. Dabei wird aber die Ventilatorleistung immer weniger in eine effektive Luftströmung durch den gesamten Tunnel umgesetzt, je näher der Ventilator an der Wand angeordnet ist. D.h.: Je näher ein Strahllüfter an der Wand bzw. Decke montiert ist, desto schlechter ist sein Wirkungsgrad.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strahlventilator für die Belüftung von Tunneln anzugeben, der trotz Anordnung in der Nähe der Tunnelwand einen höheren Wirkungsgrad bezüglich der im Tunnel erzeugten Luftströmung aufweist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß eine Luftführung der jeweiligen Düsenanordnung gegenüber dem Ventilatorschacht geneigt angeordnet ist, so daß die Ein- und Ausströmrichtung gegenüber der Durchströmungsrichtung des Ventilatorschachts einen Winkel aufweist.
Der erfindungsgemäße Strahlventilator kann nun in der Nähe der Tunnelwand oder Decke so montiert werden, daß die Ein- und Ausströmrichtungen von den Tunnelwänden weg weisen. Dabei wird die in der Tunnelmitte leichter strömende Luft von der Düsenanordnung am Ventilatoreinlaß angesaugt, im Ventilatorschacht beschleunigt und durch die Düsenanordnung am Ventilatorauslaß wieder schräg in Richtung Tunnelmitte ausgeblasen. Mit Vorteil wird dadurch die Wirkung der Wandreibung auf den Luftstrom vermindert und die Effektivität des Strahlventilators erheblich gesteigert. Typischerweise erzeugt der erfindungsgemäße Strahlventilator verglichen mit herkömmlichen Strahlventilatoren derselben Ventilatorleistung eine Strömungsgeschwindigkeit im Tunnel, die einer Schuberhöhung um ca. 35% entspricht.
Je nach Art des Tunnels, seines Querschnitts und der Art der Aufhängung des Strahlventilators werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn der Winkel der Ein- und/oder Ausströmrichtung gegenüber der Durchströmungsrichtung des Ventilatorschachts im Bereich zwischen 3 Grad und 25 Grad liegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlventilators wird die Neigung durch Übergangsstücke erzeugt, die zwischen dem Ventilatorschacht und den Düsenanordnungen angeordnet sind. Im einfachsten Fall bestehen diese Übergangsstücke aus einem kurzen Rohrstück mit Flanschen zu beiden Seiten, welche entsprechend der gewünschten Neigung im Winkel zueinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß herkömmliche Düsenanordnungen und Ventilatorschächte unverändert übernommen werden können. Statt die Düsenanordnungen direkt mit einem Ventilatorschacht zu verbinden, werden sie zu beiden Seiten der Übergangsstücke befestigt. Diese Ausführungsform eignet sich auch zur Nachrüstung bereits installierter Strahllüfter, deren Effektivität somit nachträglich gesteigert werden kann.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß eine dem Ventilatorschacht zugewandte, zur Verbindung mit der Einlaß- bzw. Auslaßseite des Ventilatorschachts bestimmte Seite einer Düsenanordnung abgeschrägt ausgebildet ist. Diese Ausführungsvariante benötigt keine Übergangsstücke und erfordert daher nur einen geringeren Fertigungsaufwand. Sie ist aber zur Nachrüstung bereits installierter Strahlventilatoren wegen der speziellen Formgebung der Düsenanordnungen nur unter der Voraussetzung geeignet, daß die Düsenanordnungen komplett ausgetauscht werden.
Eine weitere Ausgestaltungsvariante sieht vor, daß eine Düsenanordnung innen mit einer schrägen Luftführung ausgestattet ist. Diese Maßnahme wird empfohlen, wenn die äußere Form der Düsenanordnungen aus ästhetischen oder einbautechnischen Gründen gerade sein soll.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Durchströmungsrichtung des Ventilatorschachts sowie die Ein- und/oder Ausströmrichtung der Düsenanordnungen im wesentlichen in einer Ebene liegend angeordnet, wobei der Strahlventilator im Tunnel derart befestigbar ist, daß die so definierte Ebene eine in der Nähe der Tunnelmittel verlaufende Achse enthält. Dadurch wird die Ansaugung von Luft aus der Tunnelmitte und das Ausblasen von Luft in Richtung der in Tunnelmitte verlaufenden Strömung begünstigt. Im Falle daß der Ventilator in der Mitte der Tunneldecke aufgehängt ist, verläuft die so definierte Ebene vertikal von oben nach unten und teilt den Tunnel der Länge nach in eine rechte und eine linke Hälfte. Für den Fall, daß der erfindungsgemäße Strahlventilator im Übergangsbereich zwischen den seitlichen Tunnelwänden und der Tunneldecke angeordnet ist, verläuft die so definierte Ebene bei links angeordnetem Strahlventilator von links oben nach rechts unten oder bei rechts angeordnetem Strahlventilator von rechts oben nach links unten schräg durch den Tunnelquerschnitt und somit durch die Tunnelmitte.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Figur 1:
einen an einer Tunneldecke aufgehängten erfindungsgemäßen Strahlventilator in einer ersten Ausführungsform mit Übergangsstücken;
Figur 2:
einen Strahlventilator wie in Figur 1 in einer zweiten Ausführungsform mit abgeschrägten Düsenanordnungen;
Figur 3:
einen Strahlventilator wie in Figur 1 in einer dritten Ausführungsform mit äußerlich geraden Düsenanordnungen, die im Inneren eine schräge Luftführung aufweisen.
Der in Figur 1 dargestellte Strahlventilator 1 ist mittles einer Halterung 2 an der Tunneldecke 3 eines Straßentunnels befestigt. Er besteht aus einem Ventilatorschacht 4, in dem ein Ventilator 5 angeordnet ist, zwei Düsenanordnungen 6, 7 und zwei zwischen den jeweiligen Düsenanordnungen 6, 7 und den Ein- und Auslaßseiten 8, 9 des Ventilatorschachts 4 angeordneten Übergangsstücken 10, 11. Die Übergangsstücke 10, 11 bestehen aus kurzen Rohrstücken, die an ihren Enden mit Flanschen 12, 13 versehen sind. Die beiden Flansche 12, 13 eines Übergangsstücks 10, 11 sind im Winkel von 3°Grad bis 25 Grad zueinander angeordnet. Dadurch erhält die jeweilige Düsenanordnung 6, 7, die über das Übergangsstück 10, 11 am Ventilatorschacht 4 befestigt ist, eine Neigung gegenüber dem Ventilatorschacht 4, so daß die in Richtung der Achsen 14, 15 der Düsenanordnung 6, 7 verlaufenden Ein- und Ausströmrichtungen gegenüber der in Richtung der Achse 16 des Ventilatorschachts 4 verlaufenden Durchströmungsrichtung jeweils einen Winkel 17 von 3 Grad bis 25 Grad aufweisen.
Bei der Verwendung der beschriebenen Übergangsstücke 10, 11 kann ein herkömmlicher Ventilatorschacht 4 und herkömmliche Düsenanordnungen 6, 7 verwendet werden, ohne daß weitere Spezialteile erforderlich wären. Bei den Düsenanordnungen 6, 7 handelt es sich um herkömmliche Schalldämpfer mit Düsen, die in diesem Zusammenhang weit verbreitet sind.
Der in Figur 2 dargestellte Strahlventilator 1 unterscheidet sich von dem in Figur 1 gezeigten lediglich durch modifizierte Düsenanordnungen 18, 19, die auf ihrer dem Ventilatorschcht 4 zugewandten Seite 20 abgeschrägt ausgebildet sind. Die erfindungsgemäße Neigung der Düsenanordnungen 18, 19 gegenüber dem Ventilatorschacht 4 ergibt sich bei dieser Ausführungsform durch direktes Verbinden der jeweiligen abgeschrägten Seite 20 mit der geraden Einlaß- 8 bzw. Auslaßseite 9 des Ventilatorschachts 4, ohne Zwischenschaltung eines Übergangsstücks.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind andere modifizierte Düsenanordnungen 21, 22 vorgesehen, die äußerlich eine gerade Form aufweisen, im Inneren aber mit einer schrägen Luftführung 23 ausgestattet sind, die den gewünschten Winkel 17 zwischen der Ein- 14 oder Ausströmrichtung 15 einerseits und der Durchströmungsrichtung 16 des Ventilatorschachts 4 andererseits zu erzeugen.
Bezugszeichenliste
1
Strahlventilator
2
Halterung
3
Tunneldecke
4
Ventilatorschacht
5
Ventilator
6
Düsenanordnung
7
Düsenanordnung
8
Einlaßseite
9
Auslaßseite
10
Übergangsstück
11
Übergangsstück
12
Flansch
13
Flansch
14
Achse (Auslaßseite)
15
Achse (Einlaßseite)
16
Achse
17
Winkel
18
Düsenanordnung
19
Düsenanordnung
20
Seite
21
Düsenanordnung
22
Düsenanordnung
23
Luftführung

Claims (6)

  1. Strahlventilator für die Belüftung von Tunneln, mit mindestens einem in einem Ventilatorschacht (4) angeordneten Ventilator (5) und mindestens einer Düsenanordnung (6, 7, 18, 19, 21, 22), die an der Einlaß- (8) und/oder Auslaßseite (9) des Ventilatorschachts (4) angebracht und vorzugsweise mit einem Schalldämpfer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftführung (23) der jeweiligen Düsenanordnung (6, 7, 18, 19, 21, 22) gegenüber dem Ventilatorschacht (4) geneigt angeordnet ist, so daß die Ein- (14) und/oder Ausströmrichtung (15) gegenüber der Durchströmungsrichtung (16) des Ventilatorschachts (4) einen Winkel (17) aufweist.
  2. Strahlventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (17) der Ein- (14) und/oder Ausströmrichtung (15) gegenüber der Durchströmungsrichtung (16) des Ventilatorschachts (4) im Bereich zwischen 3 Grad und 25 Grad liegt.
  3. Strahlventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Neigung (17) zwischen dem Ventilatorschacht (4) und einer Düsenanordnung (6, 7) zumindest ein Übergangsstück (10, 11) auf einer oder beiden Seiten des Ventilatorschachts (4) vorgesehen ist.
  4. Strahlventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Ventilatorschacht (4) zugewandte, zur Verbindung mit der Einlaß- (8) bzw. Auslaßseite (9) des Ventilatorschachts (4) bestimmte Seite (20) einer Düsenanordnung (18, 19) abgeschrägt ausgebildet ist.
  5. Strahlventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düsenanordnung (21, 22) innen mit einer schrägen Luftführung (23) ausgestattet ist.
  6. Strahlventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmungsrichtung (16) des Ventilatorschachts (4) sowie die Ein-(14) und/oder Ausströmrichtung (15) der Düsenanordnungen (6, 7, 18, 19, 21, 22) im wesentlichen in einer Ebene liegend angeordnet sind und daß der Strahlventilator (1)im Tunnel (3) derart befestigbar ist, daß die so definierte Ebene eine in der Nähe der Tunnelmitte verlaufende Achse enthält.
EP00108363A 1999-05-05 2000-04-17 Strahlventilator Expired - Lifetime EP1050684B1 (de)

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EP1050684A3 EP1050684A3 (de) 2002-03-27
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