DE1927413C3 - Regelvorrichtung für die Luftzufuhr in Klimaanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für die Luftzufuhr in Klimaanlagen mit einem einen Luftkanal umschließenden rechteckigen, eine Ein- sowie eine gegenüberliegende Ausströmöffnung aufweisenden Gehäuse, in dem zwei unter Vorspannung bei ansteigendem Druck in die Schließstellung bewegbare Druckregelklappen beidseits der zur Luftströmung parallelen Längsmittelebenc des Gehäuses schwenkbar gelagert sind.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (US-PS 31 39 106) und sie dient dazu, den statischen Druck in einem von einem gasförmigen Medium durchströmten Kanal konstant zu halten.

Zu diesem Zweck sind in einem mit einer Ein- und Ausströmöffnung versehenen Gehäuse zwei Drosselklappen schwenkbar angeordnet, die in Abhängigkeit von dem statischen Druck im Bereich der Ausströmöffnung gegeneinander verlagerbar sind und bei anwachsendem Druck in die den Kanal verengende bzw. verschließende Stellung bewegt werden.

In jüngerer Zeit wird bei Klimaanlagen für Gebäude erhöhter Wert auf eine Regelung mit veränderlicher Luftmenge gelegt, da sich hiermit beträchtliche Ersparnisse erzielen lassen, indem die verschieden klimatisierten Zonen zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit von der in diessn Zvpsn herrschenden Lufttemperatur geregelt werden kann. Hierbei ist es aber von Bedeutung, die Regelung so auszuführen, daß bei veränderlichen Luftmengen die gewählte Austrittsgeschwindigkeit konstant gehalten wird.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung für die Luftzufuhr in Klimaanlagen zu schaffen, die bei veränderbaren Luftmengen die Austrittsgeschwindigkeit konstant hält, die wirtschaftlich und in kompakter Bauart herstellbar ist und einen minimalen Energiebedarf für die Betätigung der Regelglieder hat.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei e'ner Regelvorrichtung der eingangs genannten Gattung darin gesehen, daß zusätzlich zu den Druckregelklappen, die nahe der Gehäuselängsmittelebene gelagert sind, stromoberhalb zu diesen in Abhängigkeit von der gewünschten Durchflußmenge einstellbare Mengeneinstellklappen an gegenüberliegenden Gehäuselängswänden schwenkbar gelagert sind.

Die gestellte Aufgabe wird damit gelöst. Die Druckregel- und Mengeneinstellklappen können in zueinander jeweils entgegengesetzten Richtungen schwenken, um den wirksamen Strömungsmittelquefschnitt zwischen sich zu öffnen bzw. zu schließen (wobei Zwischensteiiungen natürlich einbegriffen sind). Die Druckregelklappen sind räumlich zwischen den Mengeneinstellklappen gelegen, was zu einer kompakten Bauform in der zur Strömung parallelen Erstreckung der Regelvorrichtung führt. Ferner sprechen die

Pruckregiilklappen im wesentlichen augenblicklich oder gleichzeitig mit den Mengeneinstellklappen an, Werden die letztgenannten Klappen z. B. in Abhängigkeit von einem Temperatursignal über Lenker verstellt, so werden die daraus resultierenden Druckänderungen sofort von den Druckregelklappen erfaßt. Auf diese Weise sprechen also die Druckregelklappen sofort an, um bei der durch die neue Stellung der Mengeneinstellklappen hervnvgerufenen neuen Luftmenge die Geschwindigkeit der Strömung konstant zu halten. Die IQ Regel- bzw. Einstellklappen erfüllen aufgrund ihrer Anordnung gemäß der Erfindung zwei eigene Funktionen in einer einzigen kompakten Baueinheit mit hoher Ansprechgeschwindigkeit auf neue Bedingungen.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand von Ausfüh- is rungsbeispielen nachfolgend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in der Fig. 1;

F i g. 3 eine Teilseitenansicht, die einen handbetätigten Durchflußmengenwähler darstellt;

F i g. 4 einen Querschnitt durch die Regelvorrichtung von F i g. 1 mit den Betätigungsvorrichtungen für die Druckregelklappen;

F i g. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 in der F i g. 4 und

F i g. 6 einen Teilquerschnitt längs der Linie 6-6 in der Fig. 4.

Die Regelvorrichtung 10 weist ein aus parallelen ^M länglichen und einander gegenüberliegenden Seitenwänden 12 sowie kurzen, die Seitenwände 12 verbindenden Stirnwänden 14,14a umschlossenes Gehäuse 16 auf, das einen rechteckigen Luftkanal begrenzt. Die Luftströmungsrichtung ist durch die Pfeile 18 angegeben. Untere Flansche 20 und obere Flansche 22 sind zur Montage des Gehäuses in einem Luftkanal vorgesehen.

Bei ihrem Durchgang durch das Gehäuse 16 von der Einström- zur Ausströmöffnung 24 bzw. 26 wird auf die Luft durch L.n erstes Klappenpaar und durch ein zweites Klappenpaar eingewirkt. Das erste Klappenpaar (Mengeneinstellklappen 28) dient der Einstellung der Luftdurchflußmenge durch das Gehäuse 16 und das zweite Klappenpaar (Druckregelklappen 30) dient der Konstanthaltung der Durchflußmenge bei ausgewählten Geschwindigkeiten.

Die metallischen Mengeneinstellklappen 28 sind, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, leicht bogenförmig ausgebildet, innerhalb des Gehäuses 16 parallel zueinander sowie zu dessen Seitenwänden 12 angeordnet und erstrecken sich im wesentlichen über die ganze Länge des Gehäuses zwischen üen Stirnwänden 14,14a.

Eine gemeinsame Bewegung der Mengeneinstellklappen 28 auf einer Reihe von bestimmten Stellungen im Gehäuse 16 wird durch Schwenkbewegungen der Klappen ermöglicht. Hierzu ist jede Klappe 28 an ihrer stromab gelegenen Längskante 34 in Lagerungen 32 in den Seitenwänden 12 des Gehäuses angelenkt. Die Klappen 28 können gemeinsam nach innen bzw. nach außen aufeinander zu- und voneinander weggeschwenkt ^b0 werden, wodurch im Gehäuse 16 ein Verschluß- bzw, ein Öffnungsvorgang bewirkt wird. An den den Längskanten 34 gegenüberliegenden stromaufwärtigen Längskanten sind die Klappen 28 gelenkig mit einem Paar von Lenkern 36 verbunden, die wiederum über eine ^M Gelenkverbindung 40 an eine Stange 38 angeschlossen sind.

Die Stange 38 ist Teil einer Betätigungsvorrichtung zwischen einem durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Zylinder 42 (F i g. 1) und den Mengeneinstellklappen 28 und ist in lotrechter Richtung auf- und abbewegbar, um die Lenker 36 zur Schwenkung der Mengeneinstellklappen 28 zu betätigen. Die Stange 38 ist an ihrem unteren Teil in einer öffnung 43 und an ihrem oberen Teil in einer öffnung 44 geführt und erstreckt sich über das Gehäuse 16 hinaus zu einem Hebel 46. Ein Gelenkzapfen 48, der von der Stange 38 getragen wird, ist in einem Schlitz 50 (Fig. 1) des gabelförmig ausgebildeten rechten Endes des Hebels 46 gelagert. Ein an einem Bügel 54 befestigter Gelenkzapfen 52 trägt den Hebel 46 an seinem mittleren Teil. Am linken Endteil des Hebels 46 nimmt eine Schlitz 56 einen Gelenkzapfen 58 auf, der am oberen Endteil der Kolbenstange 60 des Zylinders 42 angebracht ist. Der Zylinder 42 ist an der linken Stirnwand des Gehäuses 16 mittels eines Bügels 62 befestigt

Der Zylinder 42 kann zu seiner Betätigung z. B. von einem geeigneten Raumthermostat ,, od. dgl. gesteuert werden, so daß seine Kolbenstange £0 7¹Jr Veränderung der Durchflußmenge aufwärts und abwärts bewegt wird. Eine Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 60 führt zu einer Schwenkung des Hebels 46 um seinen Gelenkzapfen 52 im Uhrzeigersinn und zu einer vertikalen Abwärtsbewegung der Stange 38, die die Lenker 36 nach unten und auseinandergehen und die Mengeneinstellklappen 28 nach außen schwenken läßt. Umgekehrt führt ein Abwärtsbewegung der Kolbenstange 60 zu einer Schwenkung der Mengeneinstellklappen 28 im Gehäuse 16 nach innen und aufeinander zu. Verschiedene vorbestimmte Luftdurchflußmengen lassen sich so durch Bewegung der Mengeneinstellklappen 28 in verschiedene, voneinander getrennte Stellungen zwischen ihrem ganz geöffneten und ihrem ganz geschlossenen Zustand einstellen.

In F i g. 3 ist eine Teil einer Betätigungsvorrichtung für die Mengeneinstellklappen 28 dargestellt, die bei einer Regelvorrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann. Eine an ihrem oberen Ende mit einem H- bei 46a verbundene Stange 60a ist von Hand in vertikaler Richtung in eine Reihe von bestimmten Stellungen bewegbar, um unterschiedliche Durchflußmengen durch das Gehäuse 16 einstellen zu können. Die Stange 60a kann also als ein Durchflußmengenwähler bezeichnet werden. Ein seitlicher Bügel 62a trägt gleitend die Stange 60a, die von Hand an ihrem unteren Ende betätigbar ist. Über dem Bügel 62a ist ein von der Stange 60a getragener Zeiger 64 vorgesehen, und eine Durchflußmengenanzeige 66 ist an dem Bügel 62a befestigt.

Somit kann die Stellung der Mengeneinstellklappen 28 von der Stange 60 gesteuert werden, und die Anbringung einer geeigneten Klemmvorrichtung, wie z. B. einer Flügelmutter 68 an dem Bügel 62a ermöglicht die Auswahl und Festlegung einer gewünschten Luftdurchflußmenge, wie sie an der Anzeige 66 abzulesen ist.

Die Druckrege '.klappen 30 sind an ihren oberen oder stromabwärts gelegenen Längskanten 76 mit einem Träger 70 verbunden, der mittig im Gehäuse 16 angeordnet ist. Der Träger 70 besteht aiis einem sich in Längsrichtung erstreckenden Teil 72, das an den gegenüberliegenden Stirnwänden 14, 14a befestigt und mit länglichen nutt-fiförmigen Lagerungen 74 versehen ist. Die stromabwärts liegenden Längskanten 76 der Klappen 30 haben teilweise einen kreisförmigen Querschnitt und sind in die Lagerungen 74 eingesetzt, so

daß sie gelenkig von dem Teil 72 getragen werden. Die Druckregelklappen 30 können also nach innen bzw. nach außen, d. h. aufeinander und auf die Mengeneinstellklappen 28 zu, bzw. voneinander Und Von den letzteren fort geschwenkt werden. Eine Schwenkung der Druckregelklappen 30 nach innen öffnet den Durchlaß im Gehäuse 16 und ihre Schwenkung nach außen schließt diesen. Der wirksame Strömungsquerschnitt des Gehäuses 16 wird zwischen den stromaufwärts gelegenen Teilen der Druckregelklappen 30 und den stromabwärts gelegenen Flächen der Mengeneinstellklappen 28 begrenzt und ist natürlich durch die gegenseitigen Stellungen der beiden Klappenpaare bestimmt. An ihren stromaufwärts gelegenen Kanten haben die Druckregelklappen 30 in ihrer am weitesten nach innen gerichteten Stellung einen Abstand zueinander, so daß die Luft von stromaufwärts dazwischen eindringen und einen Druck auf die ihr ausgesetzten Innenflächen 78 der Druckregelklappen 30 ausüben kann. Verstärkter Druck der stromaufwärts befindlichen Luft wirkt also auf die Innenflächen 78 der Klappen und ist bestrebt, diese Druckregelklappen in einer den Durchlaß im Gehäuse 16 verschließenden Richtung nach außen zu schwenken; abfallender Druck der stromaufwärts befindlichen Luft läßt die Klappen 30 sich unter der Kraft von nachgiebigen Betätigungsvorrichtungen nach innen bewegen.

Je ein Paar von Lenkern 80 ist zur Betätigung der Druckregelklappen 30 beidseits einer Schraubenfeder 82 (F i g. 4) vorgesehen. An ihren unteren Enden sind die Lenker 80 gelenkig mit den Druckregelklappen 30 an Stellen verbunden, die von den stromabwärts gelegenen Längskanten 76 der Klappen 30 entfernt liegen, und zwar werden vorzugsweise, wie aus F i g. 5 ersichtlich ist, die unteren Enden der Lenker 80 mit den stromaufwärts gelegenen Kanten der Druckregelklappen 30 verbunden. An ihren oberen Enden sind die linken Lenker 80 an eine Gelenkverbindung 84 angeschlossen, und eine ähnliche Gelenkverbindung 84a hält die rechten Lenker 80 zusammen. Die Gelenkverbindungen 84, 84a sitzen an einem im wesentlichen rechteckigen Bauteil 86, das den oberen Teil der Schraubenfeder 82 umgibt und an einem nach unten ragenden U-förmigen Bügel 88 befestigt ist. Die Teile 86 und 88 bilden zusammen ein Lagerstück. Eine Führung 90 (F i g. 4 und 6) mit einem vertikalen, länglichen Schlitz 94, ist an ihrem oberen Ende mit dem das Gehäuse 16 überbrückenden Teil 72 verbunden. Der Gelenkzapfen 84a ist in den Schlitz 94 eingesetzt und kann darin gleiten, wodurch die Teile 86, 88 des Lagerstücks zur geradlinigen, vertikaien Bewegung mit dem Gelenkzapfen 84a geführt werden.

Die Schraubenfeder 82 hat ein unteres, abgebogenes Endteil 96, das an einem am unteren Ende des U-förmigen Bügels 88 (Fig.4) angebrachten Querstift 98 befestigt ist An ihrem oberen Ende ist die Schraubenfeder um ein zylindrisches Teil 100 herum angeordnet, das einen kleinen Stift 102 trägt, welcher sich seitlich nach außen zwischen die Windungen der Schraubenfeder erstreckt Ein nach oben abgebogenes bn Ende 104 der Schraubenfeder 82 erstreckt sich durch eine geeignete öffnung in einem kleinen, von dem überbrückenden Teil 72 getragenen Bügel 106 hindurch.

Das zylindrische Teil 100 und der Stift 102 sind Teile einer Einstellvorrichtung für die Schraubenfeder 82 und werden von einem Gewindebolzen 108 getragen, der sich durch den Bügel 106 nach oben erstreckt und in eine Gewindebohrung 110 eingeschraubt ist. Eine kleine Querbohrung 112 am oberen Ende des Gewindebolzens 108 ist für dessen bequeme Drehung von Hand vorgesehen. Bei einer Drehung des Gewindebolzens 108 werden das zylindrische Teil 100 und der Stift 102 gedreht, wodurch eine Relativbewegung des letzteren längs der Windungen der Schraubenfeder 82 gegenüber dieser in der einen oder anderen Richtung verursacht wird. Wie ersichtlich ist, wird eine Mehrzahl von oben liegenden Windungen 114 durch den Stift 102 unwirksam gemacht, und eine Mehrzahl von unten liegenden Windungen 116 wird in freiem, wirksamen Zustand erhalten. Die ursprüngliche Einstellung der Feder kann also verändert weiden, um das Ansprechen der Druckregelklappen 30 auf Veränderungen im Druck stromobcrhalb von diesen zu regulieren.

Wie zu erkennen ist, sind die Druckregelklappen 30 bestrebt, eine Gleichgewichtsstellung entsprechend dem stromab hin gerichteten Luftdruck und entsprechend der Stellung der Mengeneinstellklappen 28 einzunehmen. Wenn danach der Druck des stromab genchtetpn Luftstroms zunimmt, werden die Druckregelklappen 30 daraufhin etwas nach außen schwenken und die Lenker 80 sowie die Gelenkverbindung 84, 84a abwärts bewegen und über die Teile 86, 88 die wirksamen Windungen 116 der Schraubenfeder 82 etwas auseinanderziehen. Bei einer Abnahme des Druckes des Luftstroms dient die Schraubenfeder 82 dazu, die Teile 86,88 und die Gelenkverbindung 84, 84a nach oben zu ziehen, wodurch die Lenker 80 zueinander hin und die Druckregelklappen 30 etwas nach innen geschwenkt werden. Es wird also bei veränderlichen, durch die Mengeneinstellklappen 28 bestimmten Luftmengen mittels der Druckregelklappen 30 eine konstante Austrittsgeschwindigkeit aufrechterhalten.

In die Betätigungsvorrichtungen für die Druckregelklappen 30 kann auch eine Dämpfungseinrichtung eingebaut sein, wie sie am besten aus F i g. 4 in Form eines kleinen, elastischen Dämpfungsbalges 118 ersichtlich ist Der Balg 118 ist am unteren Ende durch einen Arm 120 zur Bewegung mit dem U-förmigen Bügel 88 verbunden. Eine sich von dem Balg 118 nach oben erstreckende Stange 122 ist an ihrem oberen Ende mittels einer Mutter 124 an dem überbrückenden Teil 72 befestigt Ein übermäßiges Ansprechen der DnickrPijeliclappen 30 auf vorübergehende Druckänderungen stromoberhalb werden durch die Dämpfungseinrichtung 118 vermieden.

In die Regelvorrichtung sind Lenkflächen 126 eingebaut, die dazu dienen, niederfrequente Geräusche zu dämpfen. Diese Lenkflächen befinden sich stromabwärts von den Mengeneinstellklappen 28 und in der Nähe der Druckregelklappen 30, und sie sind bestrebt, den Luftstrom hinter ihnen so zu beeinflussen, daß eher ein hochfrequentes als ein niederfrequentes Geräusch erzeugt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Regelvorrichtung für die Luftzufuhr in Klimaanlagen mit einem einen Luftkanal umschließenden rechteckigen, eine Ein- sowie eine gegenüberliegende Ausströmöffnung aufweisenden Gehäuse, in dem zwei unter nachgiebiger Vorspannung bei ansteigendem Druck in die Schließstellung bewegbare Druckregelklappen beidseits der zur Luftströmung parallelen Längsmittelebene des Gehäuses schwenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Druckregelklappen (30), die nahe der Gehäuselängsmittelebene gelagert sind, stromoberhalb zu diesen in Abhängigkeit von der gewünschten Durchflußmenge einstellbare Mengeneinstellklappen (28) an gegenüberliegenden Gehäuselängswänden (12) schwenkbar gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü die beiden Mengeneinstellklappen (28) gleichzeitig von einer Betätigungsvorrichtung (36, 38), die in der Längsmittelebene des Gehäuses (16) liegt, bewegbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (36,38) mit einem von einer Regelgröße resteuerten Druckzylinder (42) verbunden ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (36,38) mit einem von Hand einstellbaren Durchflußmengenwähler (60a, ^;1a, 68) verbunden ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Durchflußmengenwähler eine Durchflußmengenanzeige (66) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Ansprucn 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengeneinstellklappen (28) mit ihren stromab gelegenen Längskanten (34) in Lagerungen (32) der Gehäuseseitenwände (12) schwenkbar aufgenommen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengeneinstellklappen (28) an ihren stromauf gelegenen Längskan ■ ten mit dem einen Ende von Lenkern (36) verbunden sind, deren andere Enden über eine stromab angeordnete Gelenkverbindung (40) an eine Stange (38) der Betätigungsvorrichtung (36, 38) angeschlossen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisch zur Längsmittelebene des Gehäuses (16) im Bereich dessen Ausströmöffnung (26) an einem Träger (70) parallel zu den Gehäuseseitenwänden (12) verlaufende Lagerungen (74) angeordnet sind, in denen die stromab gelegenen Längskanten (76) der Druckregelklappen (30) bewegbar aufgenommen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelklappen (30) an ihren stromauf gelegenen Längskanten mit dem einen Ende von Lenkern (80) verbunden sind, deren andere Enden über eine stromab angeordnete Gelenkverbindung (84) an ein unter einer dem auf die Innenflächen der Druckregelklappen (30) wirkenden Luftdruck entgegengerichteten Vorspannkraft stehendes· Lagerstück (86, 88) angeschlossen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubenfeder (82) mit einer von Hand betätigbaren Einstellvorrichtung

(102,108) die Vorspannkraft liefert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gehäuseseitenwänden (12) Lenkflächen (126) vorgesehen sind, um niederfrequente Geräusche zu dämpfen,

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtungen (80, 86, 88) mit einer Dämpiungseinrichtung (118) gekoppelt sind.