EP1050684B1 - Strahlventilator - Google Patents

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EP1050684B1
EP1050684B1 EP00108363A EP00108363A EP1050684B1 EP 1050684 B1 EP1050684 B1 EP 1050684B1 EP 00108363 A EP00108363 A EP 00108363A EP 00108363 A EP00108363 A EP 00108363A EP 1050684 B1 EP1050684 B1 EP 1050684B1
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EP
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fan
tunnel
fan shaft
jet
shaft
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Henrik Dr. Witt
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Witt & Sohn & Co GmbH
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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 a Axial fan for ventilation of tunnels, with at least one in a fan shaft arranged fan and one each Nozzle assembly located at the inlet and outlet sides of the Fan shaft attached and provided with a silencer.
  • Such jet fans are used in particular for ventilation used by road tunnels.
  • the fan generates in Fan duct a strong airflow passing through the Nozzle arrangements adapted to the flow conditions in the tunnel becomes.
  • the nozzle assemblies are combined with silencers to to reduce the noise development of the fan.
  • the air flow in the tunnel is particularly through near the wall Friction of the air at the walls braked.
  • the highest Flow rate can therefore be achieved in the tunnel means. From a fluidic point of view, therefore, the tunnel center would be the ideal location for installation of the jet fan.
  • the Jet fan not in the area of the tunnel Vehicles be arranged. Therefore, the jet fan must be nearby the tunnel wall or the tunnel ceiling are mounted. But the fan power is less and less in an effective Air flow through the entire tunnel is implemented, the closer the Fan is arranged on the wall. That is: the closer a jet fan the wall or ceiling is mounted, the worse is its efficiency.
  • From DE-A-25 09 279 is a ventilation device for Road cover known, which is supported by shoring. Because of the strong air resistance generated by the shoring in Road direction is provided a transverse ventilation.
  • the Ventilation device therefore consists of a wall of the Road cover penetrating air duct and a fan, which conveys the air from outside into the interior. This is it not a jet fan, the air in the interior in Lane direction blows. The problem of air resistance in Road direction is rather bypassed by the transverse ventilation.
  • the object of the invention is to provide a jet fan for the ventilation of Specify tunneling, despite the arrangement near the tunnel wall a higher efficiency with respect to the tunnel generated Has air flow.
  • the achievement of this task according to the invention provides that the Silencer with nozzle existing nozzle arrangements over the Fan shaft are arranged inclined, so that the input and Outflow direction relative to the flow direction of Fan shaft has an angle.
  • the jet fan according to the invention can now close to the Tunnel wall or ceiling are mounted so that the inputs and Outflow directions point away from the tunnel walls.
  • the in the tunnel center easier flowing air from the nozzle assembly on Suction fan inlet, accelerated in the fan shaft and through the nozzle assembly at the fan outlet again obliquely in the direction Tunnel center blown out.
  • the effect of the Wall friction on the air flow decreases and the effectiveness of the Jet fan significantly increased.
  • the Jet fan according to the invention compared with conventional Jet fans the same fan power one Flow velocity in the tunnel, which increases by about 35% corresponds.
  • the Best results are achieved when the Angle of the inlet and / or outflow direction relative to the Flow direction of the fan shaft in the range between 3 Degrees and 25 degrees.
  • Jet fan the inclination is generated by transition pieces, the between the Fan shaft and arranged the nozzle assemblies are.
  • these transition pieces from a short piece of pipe with flanges to both Pages which correspond to the desired inclination in the Are arranged angle to each other.
  • This has the advantage that conventional nozzle arrangements and fan shafts can be taken over unchanged. Instead of the Nozzle arrangements directly with a fan duct connect, they will be on both sides of the Attached transition pieces.
  • This embodiment is suitable also for retrofitting already installed Jet fan, their effectiveness thus subsequently can be increased.
  • one facing the fan shaft for connection with the inlet and outlet side of the fan shaft beveled certain side of a nozzle assembly is trained.
  • This variant is needed no transition pieces and therefore only requires one lower production costs. But she is to Retrofit already installed jet fans because of the special shape of the nozzle arrangements only provided that the Nozzle arrangements are completely replaced.
  • a further embodiment variant provides that a Nozzle arrangement inside with an oblique air duct Is provided. This measure is recommended when the outer shape of the nozzle arrangements of aesthetic or installation-technical reasons should be straight.
  • the Flow direction of the fan shaft and the Inlet and / or outflow direction of the nozzle arrangements in essentially arranged lying in one plane, wherein the jet fan can be fastened in the tunnel in such a way that that the so defined plane is near the Tunnel agent extending axis contains.
  • This will be the Intake of air from the center of the tunnel and blowing out from air towards the middle of the tunnel Flow favors.
  • the so runs defined plane vertically from top to bottom and divides the tunnel lengthwise into a right and a left Half.
  • the plane thus defined is left arranged jet fan from top left to right down or right-handed jet fan of top right to bottom left diagonally through the Tunnel cross-section and thus through the tunnel center.
  • the jet fan 1 shown in Figure 1 is mittles a bracket 2 on the tunnel ceiling 3 a 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 assemblies 6, 7 and the input 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, which are at their ends with Flanges 12, 13 are provided.
  • the two flanges 12, 13 of a transition piece 10, 11 are at an angle of 3 degrees to 25 degrees apart.
  • a conventional fan duct 4 and conventional nozzle arrangements 6, 7 are used, without the need for further special parts.
  • the nozzle arrangements 6, 7 are conventional silencers with nozzles included in this Context are widespread.
  • the jet fan 1 shown in FIG differs from that shown in FIG only by modified nozzle arrangements 18, 19, on their side facing the Lsymmetricerschcht 4 side 20 are formed bevelled.
  • the inventive Inclination of the nozzle assemblies 18, 19 over the Fan shaft 4 results in this Embodiment by directly connecting the respective Beveled page 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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Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlventilator, insbesondere einen Axialventilator für die Belüftung von Tunneln, mit mindestens einem in einem Ventilatorschacht angeordneten Ventilator und jeweils einer Düsenanordnung, die an der Einlaß- und Auslaßseite des Ventilatorschachts angebracht und mit einem Schalldämpfer versehen ist.
Derartige Strahlventilatoren werden insbesondere zur Be- und Entlüftung 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.
Aus der DE-A-25 09 279 ist eine Belüftungseinrichtung für Straßenüberdeckungen bekannt, die von Traggerüsten getragen wird. Wegen der durch die Traggerüste erzeugten starken Luftwiderstände in Fahrbahnrichtung ist eine Querbelüftung vorgesehen. Die Belüftungseinrichtung besteht daher aus einer die Wand der Straßenüberdeckung durchdringenden Luftführung und einem Ventilator, der die Luft von außen in den Innenraum befördert. Hierbei handelt es sich nicht um einen Strahlventilator, der die Luft im Innenraum in Fahrbahnrichtung bläst. Das Problem der Luftwiderstände in Fahrbahnrichtung wird vielmehr durch die Querbelüftung umgangen.
Aus der US-A-5 722 885 ist eine Belüftungseinrichtung für Tunnel mit Strahlventilatoren bekannt. Um die Reibung der ausgestoßenen Luft mit den Tunnelwänden zu verringern, ist ein aufwändiger Neigungsmechanismus zur Schrägstellung des Strahlenventilators vorgesehen, der ja nach Ausblasrichtung in verschiedene Richtungen geneigt werden muss.
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 die aus Schalldämpfer mit Düse bestehenden Düsenanordnungen gegenüber dem Ventilatorschacht geneigt angeordnet sind, 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 jeweils einer Düsenanordnung (6, 7, 18, 19, 21, 22), die an der Einlaß- (8) und Auslaßseite (9) des Ventilatorschachts (4) angebracht und mit einem Schalldämpfer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Schalldämpfer mit Düse bestehenden Düsenanordnungen (6, 7, 18, 19, 21, 22) gegenüber dem Ventilatorschacht (4) geneigt angeordnet oder innen mit einer schrägen Luftführung (23) ausgestattet sind, so daß die Ein- (14) und 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 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.
  6. Belüftungseinrichtung in einem Tunnel, gekennzeichnetdurch einen Strahlventilator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der an der Tunnelwand oder Decke so montiert ist, dass die Luft durch die Düsenanordnungen (6, 7, 18, 19, 21, 22) derart schräg in Richtung Tunnelmitte ausgeblasen wird, dass die Ein- und Ausströmrichtungen von den Tunnelwänden weg weisen.
EP00108363A 1999-05-05 2000-04-17 Strahlventilator Expired - Lifetime EP1050684B1 (de)

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