EP1530109A2 - Ventilator-Anlage und Verfahren zur Regelung des Luftstroms einer Ventilator-Anlage - Google Patents

Ventilator-Anlage und Verfahren zur Regelung des Luftstroms einer Ventilator-Anlage Download PDF

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EP1530109A2
EP1530109A2 EP04017423A EP04017423A EP1530109A2 EP 1530109 A2 EP1530109 A2 EP 1530109A2 EP 04017423 A EP04017423 A EP 04017423A EP 04017423 A EP04017423 A EP 04017423A EP 1530109 A2 EP1530109 A2 EP 1530109A2
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EP
European Patent Office
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fan system
fan
plates
outlet opening
pair
Prior art date
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EP04017423A
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English (en)
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EP1530109B1 (de
EP1530109A3 (de
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Zong Tang Lee
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Kyodo-Allied Industries Ltd
Original Assignee
Kyodo-Allied Industries Ltd
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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
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226—Fan casings
    • F04D29/4253—Fan casings with axial entry and discharge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/165—Axial entry and discharge
    • 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
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F04D29/664—Sound attenuation by means of sound absorbing material

Definitions

  • the invention relates to a fan system and a method for control the air flow of a fan system.
  • the present invention relates in particular, but not exclusively, to on a fan air flow control to mitigate the noise at a fan in a clean room facility.
  • baffles There may be two pairs of baffles arranged in the fan unit be, with the baffles are each vertical.
  • the guide baffles can set the outlet opening.
  • the guide baffles can at an angle of 90 ° and 60 °, preferably 90 ° to at least one Be arranged side.
  • the baffle plates can be perforated. The perforation can spread over the entire baffle plates or just over one Part of it extend, and the baffle plates can be covered by a cloth be.
  • the baffles can be bent or flat.
  • the outlet opening may take the form of: circular, triangular, square, rectangular, pentagonal or octagonal.
  • At least one pair of plates in the fan unit are arranged and located between the upper end and at least extend one side and are each connected thereto, wherein at least a pair of plates defines an enclosed space behind it. It can two pairs of plates may be present, with the plates each perpendicular stand. At least one of the plates can be perforated. The perforations can spread over the entire area or over part of at least one the plates extend.
  • the plates can be curved or flat, and the Plates can be covered by a cloth.
  • the enclosed space can with be filled with a noise insulating material.
  • a noise insulating material may be used to form an inner surface of one or more of the following parts: at least one side, the Headboard, the guide baffles and the plates.
  • a noise insulating material can be attached on the surface of the fan frame.
  • the surface can be a bottom.
  • the Blower rack can be in the form of a reverse floor with related Side walls are present, the noise insulating material is in the ground.
  • the headboard may have a central opening.
  • the central opening can be a Inlet cover, wherein the inlet opening in the inlet cover is arranged.
  • a filter may be located below the outlet opening.
  • At least one side may consist of four vertical sides, wherein the Pages also each perpendicular to the headboard.
  • FIG. 1 shows a perspective exploded view of individual parts a preferred embodiment of the present invention as part of a Fan unit.
  • the fan system includes four vertical side walls 22 and an annular head portion 17 having a central opening 10.
  • the fan unit is shown in a square shape, it can be one have any shape, such as cylindrical, triangular, rectangular, pentagonal, octagonal, etc.
  • the central opening 10 is shown in square. She can also do another take appropriate form, e.g. round, triangular, rectangular, five-cornered, octagonal, etc. Preferably, the shape of the central opening 10 is similar to that of FIG Shape of the fan system.
  • the air inlet cover 11 lies above the central opening 10 and closes it from.
  • the cover 11 covers the central opening 10 and is in dimensions larger than opening 10, so that they are the head part 17 along the outer surface the opening 10 touched.
  • the cover 11 is safe, removable and largely flush sealed connected to the head part 17.
  • the cover 11 is also annular and has a central air inlet opening 18.
  • the inlet opening 18 is shown around. It can be any shape ever as required or desired, e.g. triangular, quadrangular, rectangular, five angular, octagonal, etc. There may be more than one inlet port 18 give.
  • a wind turbine fan 12 is mounted on a fan blower frame 14, the associated side walls 15 may have.
  • the frame 14 may be flat.
  • the frame 14 may also be reversible. Attached to the fan frame 14 extend from there four rods 13 upwards, which are also releasably connected to the air inlet cover 11.
  • a motor for generating rotational movements for the wind turbine fan 12 is Not shown, but required for normal operation of the fan system.
  • the frame 14 may be larger in size than the outlet opening 19 in the horizontal plane, making it over the outer surface of the Outlet opening 19 extends.
  • the frame 14 may also be in dimensions smaller than the outlet opening 19 in the horizontal plane.
  • the dimensions of the frame 14 may be of the dimensions of the wind turbine 12th be dependent.
  • the size of the wind turbine fan 12 may differ from the power requirements dependent on a user.
  • the frame 14 does not have to be individual be prepared wind turbine fan rack.
  • the wind turbine fan 12 in the fan system located and may be mounted on its frame 14.
  • the frame 14 can from the head part 17 via the connection of the rods 13 with the inlet cover 11 hang down, and the inlet cover 11 can from the headboard 17 are supported.
  • maintenance or Replacement works the fan 12 easily removed through the central opening 10 become.
  • the central opening should be a corresponding size to have.
  • the fan unit automatically blows outside air through the air inlet 18, such as represented by the arrows 1 in Figure 2.
  • the air is passing through the outlet 19 ejected, as shown by the arrows 2 in Figure 2.
  • the Auslrawöffimng 19 is square shown. It can take any suitable or desired form, such as. circular, triangular, rectangular, pentagonal, octagonal, etc. Es may be more than one outlet port 19.
  • the filter 32 may be spaced can be arranged in front of the outlet opening 19, or he can directly lie next to the outlet opening 19.
  • the baffles 28 are at strategic locations within the Fan system attached to mitigate the noise there and they can are also located along the path of the airflow.
  • the baffles 28 extend inwardly from the lower end of side 22.
  • At least a pair of the guide baffles 28 are on opposite sides of the outlet opening 19 is mounted and extends inwardly from the side walls 22 to the outlet port 19.
  • the baffles 28 of the pair are substantially identical, opposite, parallel and coplanar.
  • the Guide baffles 28 form with the side walls at an angle of 90 ° 60 °, preferably 90 °.
  • the guide baffles 28 may also define the outlet opening 19.
  • the guide baffles 28 can be flat, as shown, or they can be curved be. If they are curved, they can down to the outlet opening 19 to be curved. This is illustrated in FIG.
  • FIG. 3 shows a complete cross-section along the straight lines A-A in FIG Figure 2 and highlights the guide baffles 28.
  • the guide baffles 28 are arranged so that they the expelled air from the fan blower 12th can record (see dashed circle) and the air flow 3 inside the fan system with a minimum of turbulence to and through the Outlet opening 19 can conduct.
  • each plate 26 perpendicular to one another standing.
  • the plates 26 extend between the head part 17 and the sides 22 and are preferably at an angle between 30 ° and 60 °, preferably 45 °, to the sides 22, and therefore at an angle between 60 ° and 30 °, preferably 45 °, to the header 17.
  • Each panel 26 may be a metal panel and can be a matrix with holes or perforations over have their entire surface or parts thereof.
  • noise insulating materials 6 and / or for example in the form of Sponge, fiberglass, rock wool, linen cloth, etc. on the plates 26 and / or the guide baffles 28 and / or the head part 17 on one of the air streams 1, 2 and 3 opposite inner surface are attached.
  • the plates 26 are preferably attached at the above angles to the by to attenuate the airflow 3 noise generated by the wind turbine fan 12 and / or to assist in the regulation of the airflow 3.
  • each plate 26 may contain perforations.
  • the size of the Perforations can determine if the air is passing through the air Perforations slows down. Since the plates 26 between the head part 17th and extending the sides 22, there is a gap 31 between each plate, the head part 17 and the side 22 generated. Due to the gap 31 behind the plates 26, the air pressure in gap 31 increases and is so that with the on the perforations on the part of the air flow 3 -loading air pressure identical with the highest speed. This will make the air pressed out through the perforations in the plates 26, where the air flow 3 not so fast.
  • the gap 31 may be insulated or a be equipped with other material caused by the air turbulence To reduce noise.
  • the plate 26 may also be completely or partially be perforated.
  • Noise insulating materials may be used to seal the gap 31 partially or completely completed.
  • the noise insulating material may consist of the following consist of: sponge, fiberglass, rock wool, linen cloth, etc. If desired, the head part of the air flow 3 opposite insulation be provided with a protective layer to the insulating material against Displacement and decay continue to increase over time.
  • the insulating material 16 also attached to a lower surface of the fan blower frame 14 to reduce the noise generated by airflow 3 and blower 12, continue to absorb.
  • the insulating material 16 may be applied to other surfaces of the Frames 14 are attached. If the frame 14 is an inverted one Floor acts (as shown), the insulating material 16 can within of the soil 14 are located.
  • the frame 14 preferably has sides that extend extend vertically at a height greater than or equal to the thickness of the insulating material 16 are.
  • One or more of the baffles 28 may be porous, if desired.
  • the porosity may be due to perforations over the area of the baffles 28 can be achieved.
  • the perforations can spread over their entire Surface or only part of it.
  • the baffles 28 and the plates 26 may be over the entire Insulating material or over part or the perforations a cloth cover will be placed to increase the likelihood of a relocation and to reduce pollution of the air.
  • the perforations can helpful in the attachment of the insulating material of the baffles 28 and the Be plates 26.
  • the guide baffles 28 direct the airflow 3 to the outlet opening 19, and they can be flat or curved.
  • the side walls 22 may have insulation 36 over their entire inner surfaces or have a part of it.
  • the insulating material 36 may have a larger Have thickness as the / the insulating materials 6 and / or 16. It can off Sponge, fiberglass, rock wool, linen cloth and can be a cloth cover to have. Some or all of the insulating materials 6, 16, 36 may, if required or desired, have reinforcing frame.
  • the guide baffles 28 and the blower rack generate 14 between them one or more air flow channels 20 through which the air is blown to the outlet port 19 and thus through the filter 32.
  • the air flow channels extend around the outer surface of the Outlet opening 19 around.
  • the outlet airflow 2 may circulate through the filter 32. This is also valid for the embodiment as shown in Figure 7.
  • the air flow channels 20 create a constriction of the air flow, and therefore form a high pressure zone.
  • the air flows from high pressure to low pressure. This will be the forced all air to flow through the channels 20, which causes that the air flow is very strong only in one direction through the outlet opening 19 moves, since the air is generally not from low pressure to High pressure flows.
  • the turbulence in the channels 20 and the Outlet 19 significantly reduced. The noise as such becomes considerable attenuated, and the airflow throughput is increased.
  • FIG. 6 shows a diagram in which the average velocity v of the Air flow and the noise level N of a fan system of the present here Invention compared with the values without the present invention become.
  • the average velocity v of the air flow is at 24 different points measured in the installation of the fan, as illustrated in FIG.
  • Fig. 6 (a) is a conventional fan unit whereas Figures 6 (b) and 6 (c) are here shown present invention.
  • the average speed v of Air at both 6 (b) and 6 (c) is higher, and the noise level is N. lower than in 6 (a).
  • the pressure loss of the fan systems. 6 (b) and 6 (c) smaller than in Fig. 6 (a). That's why energy savings can be made with the Time to be achieved.
  • the noise level becomes N in Decibels from a fan unit of the preferred form present here Invention compared with a non-preferred form, and is at measured a spot 1.5 meters below the outlet of the plant.
  • the Fan system can be operated with less noise than a fan system according to the prior art.

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Abstract

Eine Ventilator-Anlage umfasst ein Kopfteil (17) mit einer Einlassöffnung, mindestens eine Seite zum Verschließen der Ventilator-Anlage, und eine Auslassöffnung. Ein Windradgebläse ist auf einem Gebläse-Gestell (14) angebracht, wobei das Windradgebläse dem Zwecke dient, Luft durch die Einlassöffnung einzublasen und durch die Auslassöffnung auszustoßen. Mindestens ein Paar Leit-Ablenkplatten (28) erstrecken sich nach innen von einem niedrigeren Ende von mindestens einer Seite zur Auslassöffnung hin, wobei das Paar Leit-Ablenkplatten und das Gebläse-Gestell (14) dazwischen einen Luftstromkanal (20) erzeugen. Der Luftstromkanal schafft eine Einengung des Luftstroms zur Erhöhung des Luftdrucks innerhalb des Luftstromkanals (20). Dadurch wird im Wesentlichen ein Luftstrom in einer Richtung im Luftstromkanal (20) und durch die Auslassöffnung erzeugt. Der Luftstrom hat deshalb eine reduzierte Turbulenz, so dass der Lärm von besagter Ventilator-Anlage abgeschwächt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilator-Anlage und ein Verfahren zur Regelung des Luftstroms einer Ventilator-Anlage.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf eine Ventilator-Luftströmungsregelung zur Abschwächung des Lärms bei einem Ventilator in einer Reinraum-Einrichtung.
Bei modernen Fertigungs- und Testeinrichtungen ist es üblich, die Menge von in einer Reinraum-Einrichtung zirkulierenden Luft-Partikeln zu kontrollieren, um die Qualität der Leistungsabgabe der Reinraum-Einrichtung sicherzustellen. Unabhängig davon, ob es sich um Halbleiter-Plättchen, CDs oder Speicher-Diskettenlaufwerke handelt, sind wirkungsvolle Ventilator-Anlagen erforderlich, um nicht nur den Partikel-Anteil innerhalb des Reinraums in akzeptablen Grenzen zu halten, sondern auch um die von Arbeitern eingeatmete Luft zirkulieren zu lassen. Als solche haben Ventilator-Anlagen die Tendenz, relativ leistungsfähig zu sein.
Jedoch verursachen solche leistungsfähigen Ventilator-Anlagen übermäßigen Lärm. Es ist Isoliermaterial verwendet worden, um die Innenseiten des Gehäuses zur Abschwächung des von den Windradgebläsen erzeugten Lärms zu verkleiden. Allerdings schwächt eine so elementare Methode den Lärm häufig nicht bis zu einem zufrieden stellenden Pegel für Arbeiter in der Reinraum-Einrichtung ab. Das mit dem Lärm in einer Reinraum-Einrichtung verbundene Problem verschlimmert sich an engen Stellen oder Einfassungen, wie z.B. bei einer mehrstöckigen Chip-Herstellungsanlage. Wo eine niedrige lichte Höhe vorliegt, kann der Lärm aus Ventilator-Anlagen ziemlich ausgeprägt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Ventilator-Anlagen der eingangs genannten Art bereit zu stellen, bei welchem die genannten Nachteile nicht mehr auftreten.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Anspruche 1 und 30 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsfbrmen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Entsprechend einer bevorzugten Form enthält eine erfindungsgemäße Ventilator-Anlage folgendes:
  • ein Kopfteil mit einer Einlassöffnung,
  • mindestens eine Seite, die die Ventilator-Anlage umschließt,
  • eine Auslassöffnung,
  • ein auf einem Gebläse-Gestell sitzendes Windradgebläse, wobei das Windradgebläse dem Einblasen von Luft durch die Einlassöffnung und dem Ausstoßen von Luft durch die Auslassöffnung dient,
  • mindestens ein Paar Leitstangen, die sich von einem niedrigeren Ende von mindestens einer Seite zur Auslassöffnung nach innen erstrecken, wobei das genannte Paar Leitstangen und das Gebläse-Gestell einen dazwischen liegenden Luftstromkanal bilden. Der Luftstromkanal bildet eine Verengung des Luftstromes, um den Luftdruck innerhalb des Luftstromkanals anzuheben und dadurch im Wesentlichen einen Luftstrom mit reduzierter Turbulenz in einer Richtung im Luftstromkanal und durch die Auslassöffnung zu schaffen, so dass der Lärm aus besagter Ventilator-Anlage abgeschwächt wird.
Es können zwei in der Ventilator-Anlage angeordnete Paare Ablenkplatten enthalten sein, wobei die Ablenkplatten jeweils senkrecht stehen. Die Leit-Ablenkplatten können die Auslassöffnung festlegen. Die Leit-Ablenkplatten können in einem Winkel von 90° und 60°, bevorzugt 90° zu mindestens einer Seite angeordnet sein. Die Leit-Ablenkplatten können perforiert sein. Die Perforation kann sich über die gesamten Leit-Ablenkplatten oder nur über einen Teil davon erstrecken, und die Leit-Ablenkplatten können durch ein Tuch bedeckt sein. Außerdem - oder alternativ dazu - können die Leit-Ablenkplatten gebogen oder flach sein.
Die Auslassöffnung kann folgende Form annehmen: kreisförmig, dreieckig, quadratisch, rechteckig, fünfeckig oder achteckig.
Es können weiterhin mindestens ein Paar Platten enthalten sein, die in der Ventilator-Anlage angeordnet sind und sich zwischen dem oberen Ende und mindestens einer Seite erstrecken und jeweils damit verbunden sind, wobei mindestens ein Paar Platten einen umschlossenen Raum dahinter festlegt. Es können zwei Paare von Platten vorhanden sein, wobei die Platten jeweils senkrecht stehen. Wenigstens eine der Platten kann perforiert sein. Die Perforationen können sich über die gesamte Fläche oder über einen Teil von mindestens einer der Platten erstrecken. Die Platten können gekrümmt oder flach sein, und die Platten können durch ein Tuch bedeckt sein. Der umschlossene Raum kann mit einem Lärmisoliermaterial gefüllt sein.
Ein Lärmisoliermaterial kann benutzt werden, um eine Innenfläche von einer oder mehreren der folgenden Teile auszukleiden: mindestens einer Seite, dem Kopfteil, den Leit-Ablenkplatten und den Platten.
Auf der Oberfläche des Gebläse-Gestells kann ein Lärmisoliermaterial angebracht sein. Bei der Oberfläche kann es sich um eine Unterseite handeln. Das Gebläse-Gestell kann in der Form eines umgekehrten Bodens mit damit zusammenhängenden Seitenwänden vorliegen, wobei das Lärmisoliermaterial sich im Boden befindet.
Das Kopfteil kann eine mittige Öffnung haben. Die mittige Öffnung kann eine Einlassabdeckung haben, wobei die Einlassöffnung in der Einlassabdeckung angeordnet ist.
Ein Filter kann sich unterhalb der Auslassöffnung befinden.
Wenigstens eine Seite kann aus vier senkrechten Seiten bestehen, wobei die Seiten auch jeweils senkrecht zum Kopfteil stehen.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Regelung des Luftstromes vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Damit die Erfindung eindeutig verstanden und unmittelbar in die Praxis umgesetzt werden kann, werden nachfolgend mittels nicht einschränkender Beispiele nur bevorzugte Verkörperungen der hier vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Beschreibung sich auf die begleitenden veranschaulichenden Zeichnungen bezieht:
Figur 1:
Eine perspektivische Vorderansicht in aufgelösten Einzelteilen einer bevorzugten Form der hier vorliegenden, als Teil einer Ventilator-Anlage ausgebildeten Erfindung.
Figur 2:
Ein erhöhter Querschnitt der Anordnung gemäß Figur 1 beim Einbau.
Figur 3:
Ein vollständiger Querschnitt längs den Geraden A-A und entlang der Richtung der Pfeile A-A gemäß Figur 2.
Figur 4:
Eine der Figur 3 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausführungsform.
Figur 5:
Darstellung der Orte, wo die Geschwindigkeit des Luftstromes gemessen wurde.
Figur 6:
Ein Diagramm mit dem Vergleich der durchschnittlichen Geschwindigkeit des Luftstromes und dem Geräuschpegel der bevorzugten Form der hier vorliegenden Erfindung mit den Werten der nicht bevorzugten Form.
Figur 7:
Ein erhöhter Querschnitt einer alternativen Ausführungsform Verkörperung des unteren Teils der zusammengebauten Anordnung gemäß Figur 1.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten aufgefährt, wie z.B. Leit-Ablenkplatten und Ablenkplatten, um ein gründliches Verständnis der Erfindung zu ermöglichen. In anderen Fallbeispielen werden wohlbekannte Einzelteile, wie z.B. die Motoren für das Gebläse-Gestell und mit den Ventilator-Anlagen verbundene Kanäle nicht gezeigt und/oder beschrieben, um die Erfindung nicht unklar erscheinen zu lassen.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Explosions-Darstellung von Einzelteilen einer bevorzugten Verkörperung der hier vorliegenden Erfindung als Teil einer Ventilator-Anlage. Die Ventilator-Anlage umfasst vier senkrechte Seitenwände 22 und ein ringförmiges Kopfteil 17 mit einer mittigen Öffnung 10. Obwohl die Ventilator-Anlage in einer quadratischen Form gezeigt wird, kann sie eine beliebige Form haben, wie z.B. zylindrisch, dreieckig, rechteckig, fünfeckig, achteckig, usw.
Die mittige Öffnung 10 wird quadratisch dargestellt. Sie kann auch eine andere geeignete Form annehmen, wie z.B. rund, dreieckig, rechteckig, fiinfeckig, achteckig, usw. Vorzugsweise ist die Form der mittigen Öffnung 10 ähnlich der Form der Ventilator-Anlage.
Die Lufteinlassabdeckung 11 liegt über mittigen Öffnung 10 und schließt sie ab. Die Abdeckung 11 bedeckt die mittige Öffnung 10 und ist in den Abmessungen größer als Öffnung 10, so dass sie das Kopfteil 17 entlang der Außenfläche der Öffnung 10 berührt. Die Abdeckung 11 ist sicher, abnehmbar und weitgehend bündig versiegelt mit dem Kopfteil 17 verbunden. Die Abdeckung 11 ist auch ringförmig ausgebildet und hat eine mittige Lufteinlass-Öffnung 18. Die Einlassöffnung 18 ist rund dargestellt. Sie kann eine beliebige Form je nach Erfordernis oder Wunsch annehmen, wie z.B. dreieckig, viereckig, rechteckig, fünf eckig, achteckig, usw. Es kann mehr als eine Einlassöffnung 18 geben.
Ein Windradgebläse 12 ist auf einem Windradgebläse-Gestell 14 angebracht, das damit zusammenhängende Seitenwände 15 haben kann. Als Alternative dazu kann das Gestell 14 flach sein. Das Gestell 14 kann auch umkehrbar sein. Angebracht an das Gebläse-Gestell 14 erstrecken sich von da aus vier Stangen 13 nach oben, die auch lösbar mit der Lufteinlassabdeckung 11 verbunden sind. Ein Motor zur Erzeugung von Drehbewegungen für das Windradgebläse 12 ist nicht dargestellt, aber für den normalen Betrieb der Ventilator-Anlage erforderlich. Das Gestell 14 kann in den Abmessungen größer sein als die Auslassöffnung 19 in der horizontalen Ebene, so dass es sich über die Außenfläche der Auslassöffnung 19 erstreckt. Das Gestell 14 kann in den Abmessungen auch kleiner als die Auslassöffnung 19 in der horizontalen Ebene sein. Die Abmessungen des Gestells 14 können von den Abmessungen des Windradgebläses 12 abhängig sein. Die Größe des Windradgebläses 12 kann von den Leistungsanforderungen eines Benutzers abhängig sein. Das Gestell 14 muss kein individuell angefertigtes Windradgebläse-Gestell sein.
Auf diese Art und Weise kann sich das Windradgebläse 12 in der Ventilator-Anlage befinden und kann auf seinem Gestell 14 angebracht sein. Das Gestell 14 kann vom Kopfteil 17 über die Verbindung der Stangen 13 mit der Einlassabdeckung 11 herunterhängen, und die Einlassabdeckung 11 kann vom Kopfteil 17 gestützt werden. Dadurch kann im Fall von Pflege-, Wartungs- oder Austauscharbeiten das Gebläse 12 leicht durch die mittige Öffnung 10 entnommen werden. Die mittige Öffnung sollte eine dementsprechende Größe haben.
Die Ventilator-Anlage bläst selbsttätig Außenluft durch den Lufteinlass 18, wie durch die Pfeile 1 in Figur 2 dargestellt. Die Luft wird durch die Auslassöffnung 19 ausgestoßen, wie durch die Pfeile 2 in Figur 2 gezeigt. Über der Auslassöffinung 19 kann sich ein Filter 32 zur Entfernung von großen Partikeln oder Verseuchungsstoffen befinden. Die Auslassöffimng 19 ist quadratisch dargestellt. Sie kann eine beliebige geeignete oder gewünschte Form annehmen, wie z.B. kreisförmig, dreieckig, rechteckig, fünfeckig, achteckig, usw. Es kann mehr als eine Auslass-Öffnung 19 geben. Der Filter 32 kann mit Zwischenraum vor der Auslassöffnung 19 angeordnet sein, oder er kann unmittelbar neben der Auslassöffnung 19 liegen.
In Figur 1 sind die Leit-Ablenkplatten 28 an strategischen Stellen innerhalb der Ventilator-Anlage angebracht, um den Lärm dort abzuschwächen, und sie können sich auch entlang des Weges des Luftstromes befinden. Die Ablenkplatten 28 erstrecken sich vom niedrigeren Ende der Seite 22 nach innen. Mindestens ein Paar der Leit-Ablenkplatten 28 ist an gegenüberliegenden Seiten der Auslassöffnung 19 angebracht und erstreckt sich nach innen von den Seitenwänden 22 zur Auslassöffnung 19. Die Ablenkplatten 28 des Paares sind im Wesentlichen identisch, gegenüberliegend, parallel und komplanar ausgebildet. Die Leit-Ablenkplatten 28 bilden mit den Seitenwänden einen Winkel von 90° bis 60°, vorzugsweise 90°. Es gibt vorzugsweise auch zwei solcher Paare von Leit-Ablenkplatten 28, die jeweils alle senkrecht stehen, um einen Boden von Leit-Ablenkplatten 28 um die Auslassöffnung 19 herum zu bilden. Die Leit-Ablenkplatten 28 können auch die Auslassöffnung 19 festlegen. Die Leit-Ablenkplatten 28 können eben sein, wie gezeigt, oder sie können gekrümmt sein. Wenn sie gekrümmt sind, können sie nach unten zur Auslassöffnung 19 hin gekrümmt sein. Dies ist in Figur 7 veranschaulicht.
Figur 3 zeigt einen vollständigen Querschnitt entlang den Geraden A-A in Figur 2 und hebt die Leit-Ablenkplatten 28 hervor. Die Leit-Ablenkplatten 28 sind so angeordnet, dass sie die ausgestoßene Luft vom Windradgebläse 12 aufnehmen können (siehe gestrichelter Kreis) und den Luftstrom 3 innerhalb der Ventilator-Anlage mit einem Minimum an Turbulenz zur und durch die Auslassöffnung 19 leiten können.
Weiterhin kann mindestens ein Paar Platten 26 zur weiteren Abschwächung des durch den Luftstrom 3 vom Windradgebläse 12 erzeugten Lärms vorgesehen sein.
Vorzugsweise gibt es zwei Paare von Platten 26, jeweils senkrecht zueinander stehend. Die Platten 26 erstrecken sich zwischen dem Kopfteil 17 und den Seiten 22 und stehen vorzugsweise in einem Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 45°, zu den Seiten 22, und folglich in einem Winkel zwischen 60° und 30°, vorzugsweise 45°, zum Kopfteil 17. Jede Platte 26 kann eine Metallverkleidung sein, und kann eine Matrix mit Löchern oder Perforationen über ihre gesamte Oberfläche oder Teile davon aufweisen.
Es können Lärmisoliermaterialien 6 und/oder beispielsweise in Form von Schwamm, Glasfaser, Steinwolle, Leinentuch usw. auf den Platten 26 und/oder den Leit-Ablenkplatten 28 und/oder dem Kopfteil 17 auf einer den Luftströmen 1, 2 und 3 gegenüberliegenden Innenfläche angebracht werden. Die Platten 26 sind vorzugsweise in den oben angegebenen Winkeln befestigt, um den durch den Luftstrom 3 vom Windradgebläse 12 erzeugten Lärm abzuschwächen und/oder bei der Regelung des Luftstromes 3 Unterstützung zu leisten.
Wie oben erwähnt, kann jede Platte 26 Perforationen enthalten. Die Größe der Perforationen kann bestimmen, ob die Luft sich beim Durchgang durch die Perforationen verlangsamt. Da die Platten 26 sich zwischen dem Kopfteil 17 und den Seiten 22 erstrecken, wird ein Zwischenraum 31 zwischen jeder Platte, dem Kopfteil 17 und der Seite 22 erzeugt. Aufgrund des Zwischenraums 31 hinter den Platten 26 erhöht sich der Luftdruck in Zwischenraum 31 und ist damit mit dem auf den Perforationen seitens des Luftstromes 3 lastenden Luftdruck mit der höchsten Geschwindigkeit identisch. Dadurch wird die Luft durch die Perforationen in den Platten 26 herausgepresst, wo der Luftstrom 3 nicht so schnell ist. Der Zwischenraum 31 kann mit einer Isolierung oder einem anderen Material ausgestattet sein, um den durch Luft-Turbulenzen verursachten Lärm abzuschwächen. Die Platte 26 kann auch vollständig oder teilweise perforiert sein.
Es können Lärmisoliermaterialien benutzt werden, um den Zwischenraum 31 teilweise oder vollständig auszufüllen. Das Lärmisoliermaterial kann aus folgendem bestehen: Schwamm, Glasfaser, Steinwolle, Leinentuch, usw. Wenn gewünscht, kann das Kopfteil der dem Luftstrom 3 gegenüberliegenden Isolierung mit einer Schutzschicht versehen werden, um das Isoliermaterial gegen Verschiebung und Zerfall im Laufe der Zeit weiter zu verstärken.
Um den Geräuschpegel weiter abzuschwächen, kann das Isoliermaterial 16 auch auf einer niedrigeren Oberfläche des Windradgebläse-Gestells 14 befestigt werden, um den Lärm, der durch Luftstrom 3 und das Gebläse 12 erzeugt wird, weiter zu absorbieren. Das Isoliermaterial 16 kann auf anderen Oberflächen des Gestells 14 angebracht werden. Wenn es sich bei dem Gestell 14 um einen umgekehrten Boden handelt (wie gezeigt), kann sich das Isoliermaterial 16 innerhalb des Bodens 14 befinden. Das Gestell 14 hat vorzugsweise Seiten, die sich vertikal in einer Höhe erstrecken, die größer gleich der Dicke des Isoliermaterials 16 sind.
Eine oder mehrere der Leit-Ablenkplatten 28 können porös sein, wenn gewünscht. Die Porosität kann durch Perforationen über dem Bereich der Ablenkplatten 28 erzielt werden. Die Perforationen können sich über ihre gesamte Oberfläche oder nur einen Teil davon erstrecken.
Falls isoliert, kann bei den Ablenkplatten 28 und den Platten 26 über das gesamte Isoliermaterial oder über einen Teil davon oder hinter die Perforationen eine Tuchabdeckung platziert werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Verlagerung und Verseuchung der Luft zu reduzieren. Die Perforationen können hilfreich bei der Befestigung des Isoliermaterials der Ablenkplatten 28 und der Platten 26 sein.
Die Leit-Ablenkplatten 28 leiten den Luftstrom 3 zur Auslassöffnung 19, und sie können flach oder gekrümmt sein.
Die Seitenwände 22 können eine Isolierung 36 über ihre gesamten Innenflächen oder über einen Teil davon haben. Das Isoliermaterial 36 kann eine größere Dicke haben als das/die Isoliermaterialien 6 und/oder 16. Es kann aus Schwamm, Glasfaser, Steinwolle, Leinentuch bestehen und kann eine Tuchabdeckung haben. Einige oder alle der Isoliermaterialien 6, 16, 36 können, wenn erforderlich oder gewünscht, Verstärkungsrahmen aufweisen.
Da sich das Gebläse-Gestell 14 wie dargestellt über die Außenfläche der Auslassöffimng 19 erstreckt, erzeugen die Leit-Ablenkplatten 28 und das Gebläse-Gestell 14 zwischen ihnen einen oder mehrere Luftstromkanäle 20, durch die die Luft zur Auslassöffnung 19 und damit durch den Filter 32 geblasen wird. Vorzugsweise erstrecken sich die Luftstromkanäle um die Außenfläche der Auslassöffnung 19 herum.
Der Auslass-Luftstrom 2 kann durch den Filter 32 zirkulieren. Dies gilt auch für die Ausführungsform wie in Figur 7 dargestellt. Die Luftstromkanäle 20 erzeugen eine Verengung des Luftstroms, und bilden deshalb eine Lufthochdruckzone. Die Luft fließt vom Hochdruck zum Niederdruck. Dadurch wird die gesamte Luft dazu gezwungen, durch die Kanäle 20 zu fließen, was bewirkt, dass sich der Luftstrom sehr stark nur in einer Richtung durch die Auslassöffnung 19 bewegt, da die Luft im allgemeinen nicht vom Niederdruck zum Hochdruck fließt. Dadurch werden die Turbulenzen in den Kanälen 20 und der Auslassöffnung 19 erheblich reduziert. Der Lärm als solcher wird beträchtlich abgeschwächt, und die Luftstrom-Durchsatzleistung wird erhöht.
Figur 6 zeigt ein Diagramm, in dem die Durchschnittsgeschwindigkeit v des Luftstromes und der Geräuschpegel N einer Ventilator-Anlage der hier vorliegenden Erfindung mit den Werten ohne die hier vorliegende Erfindung verglichen werden. Die Durchschnittsgeschwindigkeit v des Luftstromes wird an 24 unterschiedlichen Punkten in der Installationsanlage des Ventilators gemessen, wie in Figur 5 veranschaulicht ist. In Figur 6 (a) ist eine konventionelle Ventilator-Anlage dargestellt, wohingegen die Figuren 6 (b) und 6 (c) auf die hier vorliegende Erfindung bezogen sind. Die Durchschnittsgeschwindigkeit v der Luft bei sowohl 6 (b) als auch 6 (c) ist höher, und der Geräuschpegel N ist niedriger als in 6 (a). Als solcher ist der Druckverlust der Ventilator-Anlagen 6 (b) und 6 (c) kleiner als in 6 (a). Deshalb können Energieeinsparungen mit der Zeit erzielt werden.
Schließlich, und was am allerwichtigsten ist, wird der Geräuschpegel N in Dezibel von einer Ventilator-Anlage der bevorzugten Form der hier vorliegenden Erfindung mit einer nicht bevorzugten Form verglichen, und wird dabei an einer Stelle 1,5 Meter unterhalb des Auslasses der Anlage gemessen. Wie das Messen an einer Stelle 1,5 Meter unterhalb einer Ventilator-Anlage zeigt, kann es eine Verkörperung der hier vorliegenden Erfindung ermöglichen, dass die Ventilator-Anlage mit weniger Lärm betrieben werden kann als eine Ventilator-Anlage gemäß dem Stand der Technik.
Während die hier vorliegende Erfindung insbesondere unter Verweis auf die Figuren 1 bis 7 mit Betonung auf eine Methode und Anlage zum Abschwächen des Lärms bei einer Ventilatoranlage beschrieben wurde, sollte es sich von selbst verstehen, dass die Figuren nur Veranschaulichungszwecken dienen und so nicht betrachtet werden dürfen, als schränkten sie die Erfindung ein. Außerdem ist es offensichtlich, dass das Verfahren und die Anlage gemäß der hier vorliegenden Erfindung einen Nutzen für viele Anwendungen bringen, in denen eine Luftstromregelung erforderlich ist. Es ist beabsichtigt, dass viele Änderungen und Abwandlungen mit der auf diesem Gebiet üblichen Fertigkeit durchgeführt werden können, ohne vom Geist und der Reichweite der Erfindung abzuweichen, wie beschrieben.
Bezugszeichenliste
(1)
Einlass-Luftstrom
(2)
Auslass-Luftstrom
(3)
Interner Luftstrom
(6)
Isoliermaterial
(10)
Mittige Öffnung
(11)
Lufteinlass-Abdeckung
(12)
Gebläse
(13)
Stangen
(14)
Gebläse-Gestell
(15)
Seiten von 14
(16)
Isoliermaterial
(17)
Kopfteil
(18)
Lufteinlassöffnung
(19)
Luftauslassöffnung
(20)
Luftstromkanäle
(22)
Seitenwände
(26)
Platten
(28)
Leit-Ablenkplatten
(31)
Zwischenraum hinter 26
(32)
Filter
(36)
Isoliermaterial

Claims (30)

  1. Ventilator-Anlage umfassend:
    ein Kopfteil mit einer Einlassöffnung,
    mindestens eine Seite, die die Ventilator-Anlage umschließt,
    eine Auslassöffnung,
    ein auf einem Gestell sitzendes Windradgebläse, wobei das Windradgebläse dem Einblasen von Luft durch die Einlassöffnung und dem Ausstoßen von Luft durch die Auslassöffnung dient,
    mindestens ein Paar Leit-Ablenkplatten, die sich von einem niedrigeren Ende der wenigstens einen Seite zur Auslassöffnung nach innen erstrecken, wobei zwischen dem mindestens einen Paar Leit-Ablenkplatten und dem Gestell ein Luftstromkanal gebildet ist, der eine Verengung des Luftstromes erzeugt, um den Luftdruck innerhalb des Luftstromkanals anzuheben und dadurch einen im Wesentlichen gerichteten Luftstrom mit reduzierter Turbulenz im Luftstromkanal und durch die Auslassöffnung zu erzeugen, so dass der Lärm aus besagter Ventilator-Anlage abgeschwächt ist.
  2. Ventilator-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell ein Gebläse-Gestell ist.
  3. Ventilator-Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Paare Leit-Ablenkplatten innerhalb der Ventilator-Anlage angebracht sind, wobei die Leit-Ablenkplatten jeweils senkrecht stehen.
  4. Ventilator-Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit-Ablenkplatten die Auslassöffnung festlegen.
  5. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit-Ablenkplatten in einem Winkel zwischen 90° und 60° zu wenigstens einer Seite angeordnet sind.
  6. Ventilator-Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel 90° beträgt.
  7. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit-Ablenkplatten perforiert sind.
  8. Ventilator-Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Perforationen nur über einen Teil der Leit-Ablenkplatten erstrecken.
  9. Ventilator-Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Perforationen über die gesamten Leit-Ablenkplatten erstrecken.
  10. Ventilator-Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen von einem Tuch abgedeckt sind.
  11. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung kreisförmig, dreieckig, viereckig, rechteckig, fünfeckig oder achteckig ausgebildet ist.
  12. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit-Ablenkplatten gekrümmt sind.
  13. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens ein Paar Platten aufweist, die in der Ventilator-Anlage angebracht sind und sich zwischen dem Kopfteil und mindestens einer Seite erstrecken, wobei jedes von dem mindestens einem Paar Platten einen geschlossenen Zwischenraum zwischen jedem von mindestens einem Paar Platten, dem Kopfteil und mindestens einer Seite festlegt.
  14. Ventilator-Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten in einem Winkel zwischen 30° und 60° zu dem Kopfteil stehen.
  15. Ventilator-Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel 45° beträgt.
  16. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Paare Platten vorhanden sind und die Platten jeweils senkrecht stehen.
  17. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Paar Platten perforiert ist.
  18. Ventilator-Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen sich über die gesamtem Platten des mindestens einen Paares erstrecken.
  19. Ventilator-Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen sich nur über einen Teil der Platten des mindestens einen Paares erstrecken.
  20. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen von einem Tuch bedeckt sind.
  21. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten gekrümmt sind.
  22. Ventilator-Anlage einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Zwischenraum mindestens teilweise mit Lärm-Isoliermaterial gefüllt ist.
  23. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lärm-Isoliermaterial benutzt wird, um eine Innenfläche von einem oder mehreren der folgenden Teile zu verkleiden: mindestens eine Seite, Kopfteil, Leit-Ablenkplatten und Platten.
  24. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass an die Oberfläche des Gebläse-Gestells ein Lärm-Isoliermaterial angebracht ist.
  25. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse-Gestell die Form eines Innenbodens mit damit zusammenhängenden Seitenwänden aufweist, und dass sich das Lärm-Isoliermaterial im Boden befindet.
  26. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil eine mittige Öffnung aufweist, welche über eine Einlassabdeckung verfügt, wobei die Einlassöffnung sich in der Einlassabdeckung befindet.
  27. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen unterhalb der Auslassöffnung angebrachten Filter aufweist.
  28. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Seite vier jeweils senkrechte Seitenwände umfasst, und dass die Seitenwände jeweils auch senkrecht zum Kopfteil angeordnet sind.
  29. Ventilator-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Ventilator-Anlage verwendeten Ablenkplatten als Streu-Ablenkplatten oder Leit-Ablenkplatten ausgebildet sind.
  30. Verfahren zur Regelung des Luftstromes unter Verwendung einer Ventilator-Anlage umfassend:
    ein Kopfteil mit einer Einlassöffimng,
    mindestens eine Seite zum Umschließen der Ventilator-Anlage,
    eine Auslassöffnung,
    ein auf einem Gebläse-Gestell angebrachtes Windradgebläse, wobei das Windradgebläse die Funktion hat, Luft durch die Einlassöffnung einzublasen und Luft durch die Auslassöffnung auszustoßen,
    mindestens ein Paar Leitstangen, die sich nach innen von einem niedrigeren Ende der wenigstens einen Seite zur Auslassöffnung erstrecken, wobei zwischen dem mindestens einem Paar Leitstangen und dem Gebläse-Gestell ein Luftstromkanal gebildet wird, und der Luftstromkanal eine Verengung des Luftstromes zur Erhöhung des Luftdrucks innerhalb des Luftstroms erzeugt, um im Wesentlichen einen Luftstrom in einer Richtung und mit reduzierter Turbulenz im Luftstromkanal und durch die Auslassöffnung zu schaffen, so dass der Lärm in der besagten Ventilator-Anlage abgeschwächt wird.
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