EP2184558B1 - Luftauslass für klima- und lüftungstechnische Anlagen - Google Patents

Luftauslass für klima- und lüftungstechnische Anlagen Download PDF

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EP2184558B1
EP2184558B1 EP09013679.7A EP09013679A EP2184558B1 EP 2184558 B1 EP2184558 B1 EP 2184558B1 EP 09013679 A EP09013679 A EP 09013679A EP 2184558 B1 EP2184558 B1 EP 2184558B1
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air
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    • F24F2013/1493—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre using an elastic membrane

Definitions

  • the invention relates to an air outlet for air conditioning and ventilation systems with at least one of a passage area surrounded air outlet opening, wherein the Ausströmquer bain at least one air outlet opening is variable in size.
  • Induction units are mainly operated with constant primary air volume flow. Due to the increasing demand for ventilation and the increased use in other areas of application, such as meeting rooms or laboratories, induction devices are increasingly being operated with variable primary air volume flows.
  • induction devices with air outlets, in particular with trained as induction nozzles air outlets, known in which the induction nozzles made of steel or plastic or are punched out.
  • Such induction nozzles have an unchangeable Ausströmquerites and a fixed geometry.
  • the primary air volume flow range is limited because a certain induction ratio is required for jet stability. In the lower area, the restriction results from a minimum pulse current, which requires sufficient induction and a suitable flow structure becomes.
  • the primary air volume flow is limited due to the high blow-off speed and the resulting sound power level.
  • a manual or motorized adjustment of the induction nozzle is possible in order to change the induction device to other volumetric flow ranges.
  • WO 96/39808 A1 shows an air outlet according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide an air outlet in which the size of the Ausströmqueriteses is easier to change.
  • the pressure difference is understood to mean the difference in the pressures in the flow direction before and behind the air outlet opening.
  • the size of the Ausströmqueriteses automatically adjusts to the current pressure, so that the air outlet and thus, for example, the induction device with the corresponding air outlets in larger volume flow ranges and thus variable is used.
  • the size of the Ausströmqueriteses varies depending on the pressure difference between the room and - at Use of the air outlet according to the invention in an induction device - the primary air chamber.
  • the size of the Ausströmqueriteses at high differential pressures, ie high flow rates increased.
  • the differential pressure decreases, ie with decreasing volume flows an automatic reduction takes place.
  • the practically usable primary air volume range of an induction device can be significantly expanded, since the size of the Ausströmqueriteses adapts to the desired volume flow.
  • an element can be provided that reduces the theoretical free outflow cross section and can be displaced by the air flow against a restoring force such that the free outflow cross section of the air outlet opening is increased.
  • the element may have an increasing in the direction of air flow cross-sectional area and with increasing pressure difference, i. with increasing air flow, a smaller and falling pressure difference, i. decreasing air volume flow, each closing a larger proportion of the maximum possible Ausströmqueriteses.
  • the element can completely close the outflow cross section in the two extreme positions and release it almost completely at high air flow rates.
  • the element may be pointed or blunt.
  • the cross section of the element may be formed pointwise or mirror symmetrically.
  • the element may be wedge-shaped, conical or frustoconical.
  • the cross section of the element is at least approximately adapted to the design of the air outlet opening. It is advisable, for example, if, in the case of a round air outlet opening, the cross section of the element is likewise round, so that an annular gap is formed between the element and the edge of the air outlet opening.
  • the element can be displaced, for example, in its position in the direction of the flow direction.
  • the element At high pressure difference, i. high air flow rates, the element is displaced against a spring force, so that increases the free Ausströmquerites.
  • the element With decreasing air flow, d. H. at lower primary air chamber pressure in an induction device, the element is displaced by the force exerted by the spring restoring force in the direction of the outlet opening, and thus reduces the available Ausströmquerites the outlet opening.
  • At least the passage region of an air outlet opening is at least partially made of an elastic material, such as a film, an elastic plastic or the like, for varying the size of the outflow cross section.
  • the elastic material bulges outwards.
  • the Ausströmquerites increased by the expansion of the elastic material.
  • induction devices usually several air outlet openings are provided. This is useful when, for example, a strip of elastic material is used, wherein the strip has a plurality of corresponding air outlet openings.
  • the strip is mounted circumferentially in the induction device. As the pressure in the primary air chamber increases, the strip bulges outwardly and the elastic material is stretched, whereupon the outflow area of each air outlet increases.
  • the outflow cross section increases substantially only in the transverse direction of the strip.
  • At least the passage region of an air outlet opening may have a nozzle-like collar, wherein at least the collar for changing the size of the Ausströmqueriteses partially made of an elastic material.
  • the relevant air outlet opening is designed as a nozzle, in particular as an induction nozzle.
  • the induction nozzle can be made entirely of an elastic material.
  • the nozzle has only one or two, for example, aligned parallel to the flow direction regions of an elastic material. Also by this configuration, an increasing pressure difference causes a widening of the nozzle and thus an enlargement of the Ausströmqueriteses.
  • Fig. 1 shows an air outlet with an air outlet opening 1, which is surrounded by a passage area 2.
  • This passage area 2 is made of an elastic material.
  • the passage region 2 is annular in the illustrated embodiment and is on the outside of a likewise annular formed Befes tigunsstMake 3, which is connected to components not shown, comprises.
  • Fig. 2 is an embodiment, as used for example in induction devices used.
  • a strip 5 is shown, which includes a plurality of juxtaposed air outlet openings 1 and passage areas 2.
  • the strip 5 itself consists of an elastic material and is peripherally connected via fastening strips 3 with components not shown.
  • Fig. 2 shows only a portion of the strip 5 according to the invention, a fastening strip 3 is indicated only at the two opposite longitudinal edges. It requires no further explanation that even at the two free ends, ie at the short edges a suitable attachment, for example in the form of a fastening strip 3, is provided.
  • the elastic material is curved substantially in the transverse direction. While the air outlet 1 at low pressure differences in the illustrated embodiment a substantially circular Ausströmquerites, as shown in Fig. 2 is shown, the Ausströmquer bain the air outlet openings 1 due to the substantially only in the transverse direction curvature with increasing pressure difference more and more oval.
  • Fig. 4 an embodiment is shown, in which at the air outlet 1 a nozzle-like design collar 6 is provided, wherein the collar 6 in the illustrated embodiment consists of an elastic material.
  • the collar 6 and the air outlet 1 are shown at low pressure difference.
  • the collar 6 expands, assuming the contour shown in dashed lines.
  • the size of the Ausströmquerargueses the air outlet opening 1 increases.
  • FIG. 5 an air outlet opening 1 is shown, wherein the edge of the air outlet opening 1 is angled in the direction of the air flow 4.
  • a cone-shaped element 7 which is connected via a connecting element 8 with a clasp-shaped spring element 9.
  • the element 7 is displaceable in and against the direction of the air flow 4.
  • the outflow cross section of the air outlet opening 1 is formed on the basis of the centrally arranged element 7 as a circumferential gap arranged between the element 7 and the passage region 2.
  • the element 7 If the pressure difference increases, the element 7 is displaced in the direction of the air flow 4 against the restoring force generated by the spring element 9. This decreases the size the Ausströmqueriteses the air outlet opening 1 to. With decreasing pressure difference, the element 7 is again displaced by the restoring force of the spring element 9 against the flow direction 4 and thus reduces the size of the Ausströmqueriteses.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Luftauslass für klima- und lüftungstechnische Anlagen mit zumindest einer von einem Durchgangsbereich umgebenen Luftauslassöffnung, wobei der Ausströmquerschnitt zumindest einer Luftauslassöffnung in seiner Größe veränderbar ist.
  • Induktionsgeräte werden hauptsächlich mit konstantem Primärluftvolumenstrom betrieben. Durch den zunehmenden Anteil bedarfsgerechter Belüftung und dem verstärkten Einsatz in anderen Anwendungsbereichen, wie Meetingräumen oder Laboratorien, werden Induktionsgeräte immer häufiger mit variablen Primärluftvolumenströmen betrieben. Im Stand der Technik sind Induktionsgeräte mit Luftauslässen, insbesondere mit als Induktionsdüsen ausgebildeten Luftauslässen, bekannt, bei denen die Induktionsdüsen aus Stahl oder Kunststoff bestehen oder ausgestanzt sind. Derartige Induktionsdüsen besitzen einen unveränderbaren Ausströmquerschnitt und eine feste Geometrie. Dadurch ist der Primärluftvolumenstrombereich eingeschränkt, da ein bestimmtes Induktionsverhältnis für eine Strahlstabilität erforderlich ist. Im unteren Bereich ergibt sich die Einschränkung durch einen Mindestimpulsstrom, der für eine ausreichende Induktion und eine geeignete Strömungsstruktur benötigt wird. Im oberen Bereich ist der Primärluftvolumenstrom aufgrund der hohen Ausblasgeschwindigkeit und der daraus resultierenden Schallleistungspegel begrenzt. Bei einigen bekannten Induktionsgeräten ist eine händische oder motorische Verstellung der Induktionsdüse möglich, um das Induktionsgerät auf andere Volumenstrombereiche umzustellen.
  • WO 96/39808 A1 zeigt einen Luftauslass gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und einen Luftauslass anzugeben, bei dem die Größe des Ausströmquerschnittes leichter veränderbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Luftauslass mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Unter der Druckdifferenz wird die Differenz der Drücke in Strömungsrichtung gesehen vor und hinter der Luftauslassöffnung verstanden. Damit passt sich die Größe des Ausströmquerschnittes automatisch dem aktuellen Druck an, so dass der Luftauslass und damit beispielsweise das Induktionsgerät mit den entsprechenden Luftauslässen in größeren Volumenstrombereichen und dadurch variabler einsetzbar ist.
  • Die Größe des Ausströmquerschnittes variiert in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Raum und - bei Einsatz des erfindungsgemäßen Luftauslasses in einem Induktionsgerät - der Primärluftkammer. So wird die Größe des Ausströmquerschnittes bei hohen Differenzdrücken, d. h. hohen Volumenströmen, erhöht. Bei Abnahme des Differenzdruckes, d. h. bei fallenden Volumenströmen, findet eine selbsttätige Reduzierung statt. Mit dieser Maßnahme kann der praktisch nutzbare Primärluftvolumenbereich eines Induktionsgerätes deutlich erweitert werden, da sich die Größe des Ausströmquerschnittes an den gewünschten Volumenstrom anpasst.
  • Bei einer Ausführungsform kann ein Element vorgesehen sein, dass den theoretischen freien Ausströmquerschnitt verringert und durch die Luftströmung derart gegen eine Rückstellkraft verlagert werden kann, dass der freie Ausströmquerschnitt der Luftauslassöffnung vergrößert wird.
  • Dabei kann das Element eine in Richtung der Luftströmung zunehmende Querschnittsfläche aufweisen und mit steigender Druckdifferenz, d.h. mit steigendem Luftvolumenstrom, einen jeweils kleineren und mit fallender Druckdifferenz, d.h. nachlassendem Luftvolumenstrom, einen jeweils größeren Anteil des maximal möglichen Ausströmquerschnittes verschließen. Das Element kann in den beiden Extremstellungen den Ausströmquerschnitt vollständig verschließen und bei hohen Luftvolumenströmen nahezu vollständig freigeben.
  • Das Element kann spitz oder auch stumpf ausgebildet sein. Der Querschnitt des Elementes kann punkt- oder spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. So kann das Element beispielsweise keil-, kegel- oder kegelstumpfartig ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise ist der Querschnitt des Elements zumindest in etwa der Ausgestaltung der Luftauslassöffnung angepasst. Es bietet sich beispielsweise an, wenn bei einer runden Luftauslassöffnung der Querschnitt des Elementes ebenfalls rund ist, so dass sich zwischen dem Element und dem Rand der Luftauslassöffnung ein ringförmiger Spalt bildet.
  • Das Element kann beispielsweise in seiner Position in Richtung der Durchströmrichtung verlagerbar sein. Bei hoher Druckdifferenz, d.h. hohen Luftvolumenströmen, wird das Element gegen eine Federkraft verlagert, so dass sich der freie Ausströmquerschnitt vergrößert. Bei nachlassendem Luftvolumenstrom, d. h. bei geringerem Primärluftkammerdruck bei einem Induktionsgerät, wird das Element durch die von der Feder ausgeübte Rückstellkraft wieder in Richtung der Auslassöffnung verlagert, und damit der zur Verfügung stehende Ausströmquerschnitt der Auslassöffnung verringert.
  • Zumindest der Durchgangsbereich einer Luftauslassöffnung besteht zur Veränderung der Größe des Ausströmquerschnittes wenigstens bereichsweise aus einem elastischen Material, wie beispielsweise einer Folie, einem elastischen Kunststoff oder dergleichen. Bei einer Ausführungsform ist der Durchgangsbereich, der die Luftauslassöffnung umgibt und damit bildet, zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, Folie oder elastischem Kunststoff. Bei hoher Druckdifferenz wölbt sich das elastische Material nach außen. Damit vergrößert sich der Ausströmquerschnitt durch die Ausdehnung des elastischen Materials.
  • In Induktionsgeräten sind üblicherweise mehrere Luftauslassöffnungen vorgesehen. Hier bietet sich an, wenn beispielsweise ein Streifen aus dem elastischen Material eingesetzt wird, wobei der Streifen eine Vielzahl an entsprechenden Luftauslassöffnungen aufweist. Der Streifen ist umlaufend in dem Induktionsgerät befestigt. Bei steigendem Druck in der Primärluftkammer wölbt sich der Streifen nach außen und das elastische Material wird gedehnt, woraufhin sich der Ausströmquerschnitt einer jeden Luftauslassöffnung vergrößert. Bei einer solchen Ausgestaltung vergrößert sich der Ausströmquerschnitt im Wesentlichen nur in Querrichtung zum Streifen.
  • Zumindest der Durchgangsbereich einer Luftauslassöffnung kann einen düsenartig ausgebildeten Kragen aufweisen, wobei zumindest der Kragen zur Veränderung der Größe des Ausströmquerschnittes bereichsweise aus einem elastischen Material besteht. Bei einer solchen Ausgestaltung ist die betreffende Luftauslassöffnung als Düse, insbesondere als Induktionsdüse, ausgebildet.
  • Die Induktionsdüse kann vollständig aus einem elastischen Material bestehen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass die Düse nur beispielsweise einen oder zwei parallel zur Durchströmrichtung ausgerichtete Bereiche aus einem elastischen Material aufweist. Auch durch diese Ausgestaltung bewirkt eine steigende Druckdifferenz eine Aufweitung der Düse und damit eine Vergrößerung des Ausströmquerschnittes.
  • Im Folgenden werden in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf einen Luftauslass mit einer Luftauslassöffnung, wobei der Durchgangsbereich aus einem elastischen Material besteht,
    Fig. 2
    einen Streifen aus einem elastischen Material mit mehreren, nebeneinander angeordneten Luftauslassöffnungen,
    Fig. 3a
    einen Schnitt in Richtung A - A durch die Gegenstände nach den Fig. 1 und 2 bei niedriger Druckdifferenz,
    Fig. 3b
    einen Schnitt in Richtung A - A durch die Gegenstände nach den Fig. 1 und 2 bei hoher Druckdifferenz,
    Fig. 4
    eine Luftauslassöffnung mit einem düsenartig ausgebildeten Kragen, wobei der Kragen aus einem elastischen Material besteht und
    Fig. 5
    einen Luftauslass mit einem gegen eine Rückstellkraft verlagerbares Element.
  • In den Figuren sind mehrere Ausführungsformen eines erfindungsgemaßen Luftauslasses dargestellt.
  • Fig. 1 zeigt einen Luftauslass mit einer Luftauslassöffnung 1, die von einem Durchgangsbereich 2 umfasst ist. Dieser Durchgangsbereich 2 besteht aus einem elastischen Material. Der Durchgangsbereich 2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und wird außenseitig von einem ebenfalls ringförmig ausgebildeten Befes-tigunsstreifen 3, der mit nicht weiter dargestellten Bauteilen verbunden ist, umfasst.
  • Bei niedrigen Druckdifferenzen findet, wie in der Schnittdarstellung in Fig. 3a dargestellt, keine Auswölbung des elastischen Materials statt, da die Größe des Ausströmquerschnittes der Luftauslassöffnung 1 ausreichend ist. Steigt der in Richtung des Pfeils 4 strömende Luftvolumenstrom an, wölbt sich das elastische Material durch die steigende Druckdifferenz, wie in der Schnittdarstellung in Fig. 3b dargestellt, in Strömungsrichtung des Luftvolumenstroms 4. Damit nimmt die Größe des Ausströmquerschnittes der Luftauslassöffnung 1 zu.
  • In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel, so wie es beispielsweise in Induktionsgeräten zum Einsatz kommt, dargestellt. Hier ist ein Streifen 5 dargestellt, der eine Vielzahl an nebeneinander angeordneten Luftauslassöffnungen 1 und Durchgangsbereichen 2 beinhaltet. Der Streifen 5 selbst besteht aus einem elastischen Material und ist randseitig über Befestigungsstreifen 3 mit nicht näher dargestellten Bauteilen verbunden. Da Fig. 2 nur einen Teil des erfindungsgemäßen Streifens 5 zeigt, ist lediglich an den beiden gegenüberliegenden Längsrändern je ein Befestigungsstreifen 3 angedeutet. Es bedarf keiner näheren Erläuterungen, dass auch an den beiden freien Enden, d.h. an den kurzen Kanten eine geeignete Befestigung, beispielsweise in Form eines Befestigungsstreifens 3, vorgesehen ist.
  • Bei zunehmender Druckdifferenz, so wie es in Fig. 3b dargestellt ist, wird das elastische Material im Wesentlichen in Querrichtung gewölbt. Während die Luftauslassöffnungen 1 bei geringen Druckdifferenzen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen kreisrunden Ausströmquerschnitt, so wie es in Fig. 2 dargestellt ist, aufweisen, wird der Ausströmquerschnitt der Luftauslassöffnungen 1 aufgrund der im Wesentlichen nur in Querrichtung erfolgenden Wölbung bei zunehmender Druckdifferenz mehr und mehr ovaler.
  • In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der an der Luftauslassöffnung 1 ein düsenartig ausgebildeter Kragen 6 vorgesehen ist, wobei der Kragen 6 im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem elastischen Material besteht. Mit durchgezogenen Linien sind der Kragen 6 und die Luftauslassöffnung 1 bei geringer Druckdifferenz dargestellt. Bei zunehmender Druckdifferenz dehnt sich der Kragen 6 aus und nimmt dabei die in gestrichelten Linien dargestellte Kontur an. Dadurch vergrößert sich die Größe des Ausströmquerschnittes der Luftauslassöffnung 1.
  • In Fig. 5 ist eine Luftauslassöffnung 1 dargestellt, wobei der Rand der Luftauslassöffnung 1 in Richtung des Luftstroms 4 abgewinkelt ist. Innerhalb der Luftauslassöffnung 1 befindet sich ein kegelförmig ausgebildetes Element 7, das über ein Verbindungselement 8 mit einem spangenförmig ausgebildeten Federelement 9 verbunden ist. Das Element 7 ist in und entgegen die Richtung des Luftvolumenstroms 4 verlagerbar. Der Ausströmquerschnitt der Luftauslassöffnung 1 ist aufgrund des mittig angeordneten Elementes 7 als umlaufender zwischen dem Element 7 und dem Durchgangsbereich 2 angeordneter Spalt ausgebildet.
  • Nimmt die Druckdifferenz zu, wird das Element 7 gegen die von dem Federelement 9 erzeugte Rückstellkraft in Richtung des Luftstroms 4 verlagert. Damit nimmt die Größe des Ausströmquerschnittes der Luftsauslassöffnung 1 zu. Bei sinkender Druckdifferenz wird das Element 7 durch die Rückstellkraft des Federelementes 9 wieder entgegen die Strömungsrichtung 4 verlagert und damit die Größe des Ausströmquerschnittes verkleinert.

Claims (4)

  1. Luftauslass für klima- und lüftungstechnische Anlagen mit zumindest einer von einem Durchgangsbereich (2) umgebenen Luftauslassöffnung (1), wobei der Ausströmquerschnitt zumindest einer Luftauslassöffnung (1) in seiner Größe veränderbar ist, wobei für den Einsatz des Luftauslasses auch bei variablen Luftvolumenströmen der Luftauslass im Bereich zumindest einer in seiner Größe veränderbaren Luftauslassöffnung (1) so ausgebildet ist, dass bei steigender Druckdifferenz und dadurch steigendem, durch die Luftauslassöffnung (1) strömendem Luftvolumenstrom die Größe des Ausströmquerschnittes der betreffenden Luftauslassöffnung (1) durch den Luftvolumenstrom gegen eine Rückstellkraft zunimmt und bei sinkender Druckdifferenz und dadurch nachlassendem Luftvolumenstrom die Größe des Ausströmquerschnittes aufgrund der Rückstellkraft wieder abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Durchgangsbereich (2) einer Luftauslassöffnung (1) zur Veränderung der Größe des Ausströmquerschnittes wenigstens bereichsweise aus einem elastischen Material besteht.
  2. Luftauslass nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element (7) vorgesehen ist, das den theoretischen freien Ausströmquerschnitt verringert und durch die Luftströmung derart gegen eine Rückstellkraft verlagert werden kann, dass der freie Ausströmquerschnitt der Luftauslassöffnung (1) vergrößert wird.
  3. Luftauslass nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (7) eine in Richtung der Luftströmung (4) zunehmende Querschnittsfläche aufweist und mit steigendem Luftvolumenstrom einen jeweils kleineren und mit nachlassendem Luftvolumenstrom einen jeweils größeren Anteil des maximal möglichen Ausströmquerschnittes verschließt.
  4. Luftauslass nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Durchgangsbereich (2) einer Luftauslassöffnung (1) einen düsenartig ausgebildeten Kragen (6) aufweist, wobei zumindest der Kragen (6) zur Veränderung der Größe des Ausströmquerschnittes bereichsweise aus einem elastischen Material besteht.
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