DE2501626A1

DE2501626A1 - Steuerkasten fuer veraenderlichen durchsatz und diesen enthaltendes system

Info

Publication number: DE2501626A1
Application number: DE19752501626
Authority: DE
Inventors: Konstantins Dravnieks; Gordon C Sylvester
Original assignee: Wehr Corp
Current assignee: Wehr Corp
Priority date: 1974-01-28
Filing date: 1975-01-16
Publication date: 1975-07-31
Also published as: FR2259324A1; CA1020842A; AU7716475A; US4017025A

Description

PATENTAKWALTS A, GiRÜiMECKER

DIPL.-INQ.

H. KINKELDEY

DR.-ING.

W. STOCKMAIR

2501626 DR.-ING. · AeS(CALTECH)

K. SCHUMANN

DR. RERV NAT. - DIPL..-PHYS.

P. H. JAKOB

DlPl INQ.

G. BEZOLD

DR. RHR. NAT. · DIPU-CHEM^

MÜNCHEN E. K: WEIL

DR. RER. OEC. INS.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

16. Januar 1975 P 8893

Welar Corp. '

10201 West Lincoln Avenue, Milwaukee, Wisconsin 53227, USA

Steuerkasten für veränderlichen Durchsatz und diesen
enthaltendes System

Die Erfindung betrifft Luftversorgungssysteme und insbesondere eine Anordnung zur Steuerung der Luftdurchflußmenge zu Bereichen, die von einem solchen System versorgt werden.

Luftversorgungssysteme mit veränderlicher Luftnrenge haben sich auf dem Gebiet der Ventilations- bzw. Klimatechnilc

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durchgesetzt. Solche Systeme können unterschiedliche Mengen aufbereiteter Luft liefern, damit bestimmte Temperaturen in versorgten Bereichen erreicht werden; daher werden sie als Systeme mit veränderbarer Luftmenge bezeichnet. Manche Systeme gehen noch weiter und können eine konstante Luftdurchflußmenge bei der bestimmten Menge liefern, die zur Erreichung eines bestimmten Temperaturzustandes gewählt wurde. Diese Systeme werden in der Ventilationstechnik als Systeme mit konstanter, veränderbarer Luftmenge bezeichnet. Die Erfindung betrifft solche Systeme.

Zu den allgemeinen Zielen der Erfindung gehört, einen verbesserten Luftversorgungssteuerkasten zu schaffen, der für eine Luftversorgung mit veränderbarer Menge sorgt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Luftversorgungsanordnung mit veränderbarer Menge, die auch in der Lage ist, bei einer bestimmten, gewählten Menge eine konstante Menge zu liefern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Luftklappe für eine Luf tversorgungs ano rdnung. Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung einer verbesserten und vereinfachten Anordnung zur Steuerung des Betriebs der Luftklappe .

Ein spezielleres Ziel der Erfindung ist es, einen im wesentlichen selbständigen Steuerkasten für Luftversorgung mit veränderbarer Menge zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Lösung zur lSrreichung dieser Ziele ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

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Zur Erreichung dieser und anderer Ziele wird erfindungsgemäß eine Anordnung vorgeschlagen, bei der ein Steuerkästen eine Mehrstellungsluftklappe umfaßt, die die durch den Steuerkasten strömende Luftmenge steuert, wobei die Bewegung der Luftklappe ihrerseits durch die durch den Steuerkasten strömende Luft erzeugt wird. Dies trägt zur Unabhängigkeit des Steuerkastens insofern bei, als die Betätigung der Luftklappe keine äußere Antriebsquelle erfordert. Vorzugsweise ist die Luftklappe einer Öffnung zugeordnet, durch die Luft in das Innere des Steuerkastens eingeführt wird. Die Luftklappe kann eine Stellung einnehmen, in der sie die Öffnung schließt, und kann so bewegt . werden, daß sie die Öffnung verschieden weit freigibt, damit unterschiedliche Luftmengen die Luftklappe passieren können. Insbesondere wird die Luftklappe normalerweise in einer Richtung relativ zur Öffnung gedrückt bzw. belastet, d.h. in Richtung ihrer offenen oder ihrer geschlossenen Stellung, und wird von einem pneumatischen Stellglied entgegen der Vorbelastung bewegt, wobei die Luft zur Betätigung des Stellgliedes aus der Luft abgezogen wird, die durch den Steuerkasten strömt. Bei einer bevorzugten Ausbildung ist die Luftklappe im wesentlichen gekrümmt und kommt die Luftklappe beim Schließen zur Deckung mit einer ählich geformten Struktur an der Öffnung, durch die Luft in den Steuerkasten eingeführt wird. Die Mittelpunkte, um die die gekrümmten Oberflächen der Luftklappe und der Öffnung erzeugt werden, sind relativ zur Luftströmung durch die Öffnung exzentrisch lind gegenüber der Schwenkachse versetzt, um die sich die Luftklappe relativ zur Öffnung bewegt. Die Exzentrizität erfüllt eine zweifache Funktion: Die Luftklappe wird seitlich von der Öffnung entfernt, während sie ihre vollständig geschlossene Stellung verläßt und sich in Richtung ihrer vollständig offenen Stellung bewegt. Dies führt zu einer

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Öffnungs- oder Schließbewegung der Luftklappe, bei denen keine Reibung überwunden werden muß, die andernfalls auftreten würde, wenn die Luftklappe über die die Öffnung begrenzende Oberfläche gleiten würde. Ferner ermöglicht die Exzentrizität, daß die auf die Luftklappe treffende, strömende Luft die Vorbelastung liefert, die normalerweise auf die Luftklappe wirkt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsforra wird das Ausmaß der Betätigung des Stellgliedes für die Luftklappe entsprechend der gewählten Tempe ratur im versorgten Bereich und zusätzlich entsprechend der Luftdurchflußmenge aus dem Steuerkasten gesteuert. Dies ermöglicht eine Vorsorgung mit veränderbarer Luftmenge bei Betrieb mit konstanter Menge auf einem gewählten Steuerpunkt.

Die Innenwände des Steuerkastens sind vorzugsweise schalldämpfend ausgebildet, und zur Schalldämpfung ist vorzugsweise ein Totluftraum hinter einer angewinkelten ¥and vorgesehen, die von der Öffnung zu einem Auslaß des Steuerkastens geneigt verläuft.

Sensoren, die auf Druck und demzufolge die Durchflußmenge ansprechen, sind am Auslaß vorgesehen, und werden dazu benutzt, die Steuerparameter zu liefern, mittels derer das Aufblasen eines Luftbalgs in Beziehung zur Durchflußmenge gesetzt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuerkasten und Versorgungssystem ist eine Einlaßkammer vorgesehen, die in einen Steuerkasten ragt und zum Inneren des Steuerkastens offen ist. Durch die Einlaßkammer wird aufbereitete Luft in den Steuerkasten eingeführt, die aus dem Steuerkasten zu einem zu versorgenden Bereich durch einen Auslaß strömt, der Abstand zur Einlaß-

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kammeröffnung in den Steuerkasten hat. Eine Luftklappe ist an der Öffnung der Einlaßkammer angeordnet. Diese Luftklappe und die Stelle der Einlaßkammar an der Öffnung haben übereinstimmende Formen, beispielsweise Kreissegmentform* Die Luftklappe schließt über, der Einlaßöffnung und kann zur Änderung der durch den Steuerkasten strömenden Luftmenge von der Öffnung um eine Achse weggeschwenkt werden, die gegenüber dem Mittelpunkt des Bogens der Luftklappe und der Öffnung der Einlaßkammer versetzt ist. Wenn die Luftklappe schließend auf der Öffnung der Einlaßkaramer liegt, fallen die Mittelpunkte der gekrümmten Öffnung der EüLaßkammer und der Luftklappe zusammen. Diese Mittelpunkte sind dann relativ zu einer mittigen Ebene, die parallel zur Luftströmung durch die Einlaßkammer verläuft, versetzt, so daß die Luftklappedurch die Luftströmung von der Öffnung der Einlaßkammer wegbewegt wird. Gegen den Druck der Luftströmung wird die Luftklappe durch Aufblasen eines Luftbalgs geschlossen, wobei die Luft zum Aufblasen des Luftbalgs aus der Luftströmung durch die Einlaßkammer abgezogen wird und die Luftströmung zum Luftbalg entsprechend der Temperatur des ver- . sorgten Bereichs und der aus dem Steuerkasten ausströmenden Luftmenge gesteuert wird. Zu Steuerzwecken wird die Luftdurchflußmenge durch Erfühlen des Drucks am Auslaß des Steuerkastens bestimmt. Die Innenwände des Steuerkastens sind schalldämpfend ausgebildet, und zur Schalldämpfung ist ferner zwischen der Eintrittsöffnung und dem Auslaß des Steuerkastens ein Totluftraum ausgebildet. '.

Weitere Ziele und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung sowie den Ansprüchen. Abwandlungen der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform liegen auf der Hand. Es zeigen;

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungs-

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gemäi3en Steuerkastens;

Pig. 2 einen überwiegend scheinatisehen Längsschnitt

durch den Steuerkasten mit einer sch.ematisch.en Darstellung der Luftklappensteuerung; und

Fig. 3 eine Seitenansicht der Einläßkammer, die

konstruktive Einzelheiten der Luftklappe und ihrer Verbindung zur Einlaßkammer zeigt.

In der Regel kommen Systeme der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, dort zur Anwendung, wo das Innere eines Gebäudes oder anderen Gebildes durch elektrische Beleuchtung und in einem geringeren Ausmaß durch Menschen und andere elektrische Geräte und Anlagen im Gebäude erwärmt wird. Den Innenbereichen wird kalte Luft zugeführt, damit diese Bereiche praktisch während des ganzen Jahres gekühlt werden; die Erfindung wird als Bestandteil eines solchen Anwendungsfalls beschrieben werden. Es versteht sich jedoch, daß das System auch zur Zufuhr von warmer Luft und bei anderen Anwendungsfällen benutzt werden könnte.

Im folgenden wird auf die Zeichnungen eingegangen. Die dargestellte, bevorzugte Ausführungsform umfaßt einen Steuerkasten Der Steuerkasten trägt an seinem einen Ende 3 eine Einlaßkammer 2, zu der ein Kragen 4 gehört, der beim Verbinden des Steuerkastens mit dem Luftzufuhrsystem zur Anbringung an einer biegsamen Leitung 5 oder dgl. dient. Das Innere des Steuerkastens ist in der Regel offen, und der Steuerkasten umfaßt eine Auslaßöffnung 6, die in üblicher Weise mit einem Diffusor oder dgl. verbunden ist, durch den Luft in den Raum oder anderen Bereich, der versorgt wird, abgegeben wird. Die

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Einlaßkarmner 2 umfaßt eine Endplatte 7> von der der Kragen 4 vorspring-t und die das Ende 3 des Steuerkastens bedeckt. Der Haupt teil der Einlaßkammer 2 ragt in das Innere des Steuerkastens und endet mit einer Öffnung 8, Die Einlaßkanuner 2 weist eine obere Wand 9 und eine untere Wand 11 sowie Seit en wände 12 und 13 auf. Diese Wände begrenzen einen offenen Raum vom Kragen 4 zur Öffnung 8 der Einlaßkammer, so daß durch die Einlaßkammer Luft in den inneren Bereich des Steuerkastens geführt wird, die durch die Auslaßöffnung 6 ausströmen kann.

Zur Steuerung der in den Steuerkasten eingelassenen Luftmenge ist eine Klappeneinrichtung 14 auf der Einlaßkamraer montiert. Die Klappeneinrichtung 14 umfaßt eine Klappe 16 und ein Paar Tragarme 17 und 18, die von der Klappe ausgehen und entlang den Wänden 12 und 13 der Einlaßkammer verlaufen. Die Arme 17 und 18 sind mit der Einlaßkammer über Stifte 19 verbunden, wobei ein solcher Stift durch beide Seitenwände 12 und 13 der Einlaßkammer geht, jedoch lediglich ein solcher Stift in der Zeichnung dargestellt ist. Diese Stifte bilden eine Achse, um die die Klappeneinrichtung Ik relativ zur Öffnung der Einlaßkammer schwenken kann. ' · ·

Vorzugsweise ist die Klappe 16 im Querschnitt in der Regel gekrümmt, insbesondere in Form eines Kreissegmentes. Die Enden der Seitenwände 12 und 13, die die Öffnung 8 begrenzen, sind ebenfalls gekrümmt und haben das gleiche Profil wie die Klappe 10. Die Klappeneinrichtung kann auf den Stiften 19 so schwenken, daß sie auf den die Öffnung 8 begrenzenden Flächen schließt und die Öffnung abdichtet. Die Klappe kann aus dieser geschlossenen Stellung ferner so bewegt werden, daß das Ausmaß der Öffnung der Einlaßkammer zum Steuerkasten geändert wird und dadurch die in den Steuerkasten einströmende Luftmenge geändert wird.

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Ferner ist zur Steuerung- der Bewegung der Klappeneinrichtung 1-l· an der Einlaßkammer eine Stelleinrichtung 21 montiert. Ganz allgemein wird vorgezogen, daß die Klappeneinrichtung unter einer Vorbelastung entweder in ihre auf der Öffnung 8 geschlossene Stellung oder in ihre vollständig offene Stellung steht und daß die Stelleinrichtung 21 gegen diese Vorbelastung arbeiten muß, damit sie die Klappeneinrichtung bewegen kann. Im Zusammenhang dieser Anmeldung umfaßt der Begriff "Vorbelastung" verschiedene Einrichtungen zur Erreichung einer Vorbelastung, beispielsweise eine Feder, Schwerkraft oder den Druck der Luftströmung durch die Einlaßkammer, wie dies noch beschrieben werden wird.

Da die Klappe 16 gekrümmt ist, ist es möglich, sie in der Weise zu montieren, daß ihre Schwenkachse durch die Stifte 19 bezüglich der Luftströmung durch die Einlaßkammer exzentrisch ist. Bei der dargestellten Ausführungsform liegen, wie auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, dann, wenn die Klappe die Öffnung 8 der Einlaßkammer schließt, die Mittelpunkte der Erzeugenden für das Profil der Klappe und der die Öffnung 8 begrenzenden Oberflächen auf dem gleichen Punkt und versetzt gegenüber der Achse 19· Ferner befinden sich die Mittelpunkte B und die Schwenkachse 19 unterhalb einer zentralen Ebene B-B, die durch die Einlaßkammer und parallel zur Strömungsrichtung der Luft verläuft. Aufgrund der exzentrischen Anordnung der Klappe erzeugt die Luftströmung durch die Einlaßkammer einen Druck auf die Klappe 16, der diese aufzuschwenken versucht. Dieser Luftdruck liefert die oben erwähnte Vorbelastung und drückt die Klappe aus ihrer geschlossenen Stellung· vind in Richtung ihrer vollständig offenen Stellung.

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Damit die zum Öffnen der Klappe 16 erforderlichen Kräfte kleinstmöglich gehalten werden, ist an jedem Seitenarm 17 und 18 eine Ge genge wicht einrichtung 23 angebracht. Da beide Gegengewichteinrichtungen identisch sind, ist lediglich eine davon in Fig. 1 dargestellt. Aus Gründen der Einfachheit sind die Ge genge wicht einrichtungen in den Figuren 2 und 3 weggelassen. Jede Ge genge wicht einrichtung umfaßt ein Teil Zk und eine Platte 26, die mittels einer Stift- und Schi it ζ verbindung 27 mit dem Tragarm 17 verbunden ist. Diese Stift- und Schlitzverbindung ermöglicht, daß die Gegengewichteinrichtung so eingestellt werden kann, daß sie das Gewicht der Seiten- bzw. Tragarme und der Platte 16 ausgleicht. Bei Bedarf kann die Gegengewichteinrichtung so eingestellt sein, daß sie das Gewicht der Seitenarme und der Platte nicht vollständig ausgleicht, so daß die Platte in ihre auf der Öffnung 8 geschlossene Stellung schwenkt, wenn der Luftdruck nicht wirkt.

Die Stelleinrichtung 21 umfaßt einen Luftbalg 28, der an. einer Platte 29 angebracht ist, die wiederum an der unteren Wand 11 der Einlaßkamraer angebracht ist und bezüglich dieser Wand frei schwenken kann. Von beiden Seitenarmen 17 und 18 der Klappeneinrichtung gehen Verbindungsarme 31 aus, die für eine Verbindung zwischen der Platte 29 und der Klappeneinrichtung sorgen. Durch Aufblasen des Balgs 28 wird die Platte 26 in ihre auf der Öffnung 8 geschlossene Stellung bewegt. Vorzugsweise wird die Luft zum Aufblasen des Balgs 28 von der Luft abgezogen _r. die durch die Einlaßkammer 2 strömt. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Luftaufnehmer 32 in der Einlaßkammer angeordnet wird, der mit dem Luft balg über eine biegsame Leitung 33 verbunden ist. Die Menge der Luft, die in den Luftbalg 28 eingelassen wird, wird in noch zu beschreibender Weise gesteuert; es dürfte jedoch schon an

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dieser Stelle der Beschreibung klar sein, daß die durch, die Leitung 33 strömende Luft eine Kraft hervorruft, die dem auf die Platte 16 wirkenden Luftdruck entgegenwirkt, und daß das Gleichgewicht bzw, Ungleichgewicht dieser Kraft und der Vorbelastung aufgrund des Luftdrucks die Klappenstellung bestimmt.

Die Menge der Luft, die zum Balg 28 geleitet wird, kann auf verschiedene "Weisen gesteuert werden. Eine bevorzugte Steuereinrichtung dafür ist in Fig. 2 dargestellt.

Im folgenden wird speziell auf Fig. 2 eingegangen. Darin ist schematisch eine Steuereinrichtung für die Balgstelleinrichtung dargestellt. Die Leitung 33 weist eine Ablaßöffnung 3k auf, und eine Steuerung 36 für die Ablaßöffnung umfaßt eine herkömmliche', biegsame Membran 37» die einen AblaßÖffnungsstopfen 38 trägt. Eine Druckfeder 39 sorgt für eine Druckkraft auf die Membran 37, und unterhalb der Membran befindet sich eine Kammer 41 . Die Kammer 41 steht mit der Luftströmung in der Einlaßkammer 2 durch Leitungen 42, 43 und 44 in Verbindung. Zwischen den Leitungen 44 und befindet sich eine einstellbare Drossel 46, die zur Steuerung des in der Kammer 4i herrschenden Drucks dient. Der Druck in der Kammer 41 wirkt der Feder 39 entgegen, so daß die Stellung des AblaßÖffnungsStopfens und das Ausmaß, in dem die Ablaßöffnung 34 offen ist, und'somit die Menge der dem Balg 28 zugeführten Luft verändert werden können. Eine in Fig. 2 gezeigte Steuereinrichtung 48 umfaßt eine druckempfindliche Baugruppe 49» zu der eine herkömmliche Membran 51 gehört, die ein Gehäuse 52 in Kammern 53 und 54 unterteilt. Mit der Membran 5I ist über eine Stange 57 ein zweiter AblaßÖffnungsstopfen 56 verbunden, der sich mit der Membran bewegt _r

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Die Membran 51 bewegt'sich entsprechend der Druckdifferenz zwischen den Kammern 53 und 54, die gegen eine Druckfeder wirkt, die zwischen einem Hebel 59 "und dem Ablaßöffnungsstopfen 56 sitzt.

Die Kammern 53 und 54 sind so angeschlossen, daß sie auf den Druck innerhalb des Steuerkastens 1 ansprechen. Dies wird im jföLgenden ausführlicher beschrieben. Differenzdruckfühler 6O sind an der Auslaßöffnung 6 angeordnet, wobei einer dieser Druckfühler 6] ein .-üblicher Druckaufnehmer ist, der über eine Leitung 62 mit der Kammer 54 verbunden ist. Der andere Druckfühler 63 umfaßt einen Venturiabschnitt 64, der einen verminderten Druck erzeugt, der über eine Leitung 66 zur Kammer 53 übertragen wird. Diese Kombination liefert einen Differenzdruck, der auf dem Druck und demzufolge der Durchflußmenge am Auslaß 6 basiert. Sollten weitere Einzelheiten des Venturifühlers benötigt werden, so wird auf die anhängige US-Patentanmeldung 345 864 vom 29. März 1973 des gleichen Anmelders mit dem Titel "Flow Monitoring Arrangement" verwiesen. Hier dürfte jedoch obige Beschreibung des Differenzdruckfühlers zum Verständnis dieser Erfindung ausreichen.

Die von der Feder 58 ausgeübte Vorspannkraft kann durch Verschwenken des Hebels 59 eingestellt werden, Damit die Steuereinrichtung 48 auch temperaturabhängig arbeiten kann, wird der Hebel 59 in Verbindung mit einer temperaturempfindlichen Baugruppe 67 benutzt, die einen gefüllten Faltenbalg 68 umfaßt, der einer Druckfeder 69 entgegenwirkt. Zwischen dem Faltenbalg 68 und der Feder 69 ist ein Hebel 71 angeordnet, der eine Bewegung der Kombination aus dem Faltenbalg und der Feder zum Hebel 59 überträgt, so daß auf diese ¥eise die Stellung des Hebels 59 und die Druckkraft der Feder 58 einge-

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stellt werden. Zur Feder 69 gehört eine Einstellvorrichtung, die eine mit Gewinde versehene Schulter J2 aufweist, die auf eine Einstellschraube 73 geschraubt ist. Die Einstellschraube 73 ist bei 75 abgestützt, so daß sich bei einer Drehung der Einstellschraube 73 diese nicht in Axialrichtung bewegt, sondern die Schulter 72 in Axialrichtung· bewegt wird, wodurch die von der Feder 69 auf den Hebel JI ausgeübte Druckkraft verändert wird. In herkömmlicher Weise kann die Einstellschraube 73 mit einer üblichen Thermostateichung versehen sein, damit anfänglich eine Temperatur eingestellt werden kann. Die Steuereinrichtung 48 kann in dem Raum oder Bereich, der vom Steuerkasten versorgt werden soll, angeordnet sein, so daß die durch den Steuerkasten strömende Luftmenge durch die mittels der Einstellschraube 73 für den Raum gewählte Temperatur bestimmt ist und dann von der Baugruppe 4°- entsprechend der tatsächlichen Durchflußmenge durch den Steuerkasten gesteuert wird.

Beim Betrieb wird in die Einlaßkarnmer 2 Luft eingeleitet. Der Luftdruck wirkt auf die Platte 16 und öffnet diese, wobei dies davon abhängt, wie stark der Luftbalg 28 aufgegeblasen ist. Durch Regelung der von der Einlaßkammer dem Luftbalg zugeführten Luftmenge kann das Ausmaß der Öffnung der Klappe so eingestellt werden, daß eine bestimmte Luftdurchflußmenge in den Steuerkasten 1 eingelassen wird, aus dem sie durch den Auslaß 6 austreten kann, so daß eine bestimmte, gewünschte Temperatur im versorgten Bereich beibehalten wird.

Mittels der dargestellten Steuereinrichtung wird die gewünschte Temperatureinstellung durch Verstellen der Einstellschraube 73 gewählt, indem die auf den Faltenbalg 68 wirkende Druckkraft der Feder 69 eingestellt wird. Der Falten-

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balg spricht auf die Umgebungstemperatur im Raum an, und diese Kombination stellt die Druckkraft ein, die von der auf die Membran, 51 wirkenden Druckfeder 58 ausgeübt wird. Das System stabilisiert sich bei einer bestimmten, durch die Ablaßöffnung· 47 austretenden Luftmenge, wodurch ein solcher Druckzustand in der Kammer 41 hergestellt und demzufolge eine solche Luftmenge aus der Leitung 43 abgelassen wird, daß der Luftbalg 21 im erforderlichen Ausmaß aufgeblasen wird, um die Luftdurchflußmenge in den Steuerkasten und aus dem Auslaß 6 zu erzeugen, die zur Erreichung der gewählten Temperatur notwendig ist. Sollte die in die Einlaßkammer 2 einströmende Luftmenge entweder zunehmen oder abnehmen, so führt dies zu einem erhöhten oder verminderten Druck an der Auslaßöffnung 6, der von den Differenzdruckfühlern 60 festgestellt und den Kammern 53 und 54 zugeleitet wird, damit der Ablaßöffnungsstopfen 56 entsprechend eingestellt wird. Im Falle einer verstärkten Luftströmung, die die Neigung haben würde, die Platte 16 weiter zu öffnen und dadurch die aus der Auslaßöffnung 6 ausströmende Luftmenge zu erhöhen, wird der Ablaßöffnungs stopfen 56 zur Ablaßöffnung 47 bewegt, wodurch die aus der Leitung 43 abgelassene Luftmenge vermindert wird und der Druck in der Kammer 41 erhöht wird und wiederum die Ablaßöffnung 3^ mehr geschlossen wird, so daß mehr Luft in den Luftbalg 28 eingeleitet werden kann. Dadurch wird der Luftbalg stärker aufgeblasen, so daß er die Klappe 16 entgegen der Wirkung des Luftdrucks in Richtung ihrer geschlossenen Stellung bewegt, · damit die Durchflußmenge auf die zur Aufrechterhaltung der gewählten Temperatur notwendige Durchflußmenge vermindert wird.

Im Falle einer Abnahme des Drucks der in die Einlaßkammer 2 einströmenden Luft nimmt die Vorbelastung aufgrund des auf

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die Klappe 16 wirkenden Luftdrucks ab, was bewirkt, daß der Luftbalg die Klappe in Richtung ihrer geschlossenen Stellung bewegt, wodurch die Luftdurchflußmenge durch den Schaltkasten vermindert wird. Diese verminderte Luftströmung führt zu vermindertem Druck und demzufolge verminderter Durchflußmenge an der Auslaßöffnung 6 . und wird von den Differenz druckfühl ern 60 festgestellt und zu den. Kammern und 5k übertragen. Diese Druckänderung in den Kammern 53 und ^h entfernt den Ablaßöf f nungs stopfen 56 von der Ablaßöf fnung 47 j wodurch es möglich wird, daß mehr Luft aus der Leitung 43 ausströmt, so daß der Druck in der Kammer 4i vermindert wird. Dies führt wiederum dazu, daß der Ablaßöffnungsstopfen 38 yon der Ablaßöffnung 34 entfernt wird, so daß mehr Luft aus der Leitung 33 ausströmen kann und Luft aus dem Luftbalg 28 abgelassen wird, so daß der jetzt in der Einlaßkammer 2 herrschende, verminderte Luftdruck auf schacheren Widerstand vom Luftbalg trifft und die Klappe öffnen kann, damit mehr Luft in den Steuerkasten eingelassen wird und eine konstante Durchflußmenge durch die Auslaß-r Öffnung 6 beibehalten wird.

Wenn der Faltenbalg 68 eine Temperaturänderung im versorgten Raum feststellt, ändert ear in entsprechender Weise die von der Feder 58 erzeugte Druckkraft, indem er entweder diese Druckkraft erhöht oder vermindert, und zwar je nach dem, ob ein Anstieg oder eine Abnahme der Temperatur vorliegt. Bei erhöhter Temperatur bewegt sich der Ablaßöffnungsstopfen 56 von der Ablaßöffnung 47 weg und bei verminderter Temperatur bewegt sich der Ablaßöffnungsstopfen zur Ablaßöffnung 4-7, so daß die aus der Leitung 4-3 abgelassene Luftmenge entweder erhöht oder vermindert wird. Dadurch wiederum wird der Druck in der Kammer 41 und die Menge der aus der Leitung 33 durch die Auslaßöffnung 34 abgelassenen Luft so geändert, daß der Luftbalg 28 entweder mehr aufgeblasen wird,

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verm der Faltenbalg 68 einen Temperaturanstieg festgestellt hat, oder daß aus dem Luftbalg Luft abgelassen wird, wenn der Faltenbalg eine Temperaturabnahme festgestellt hat, damit die Klappe 16 weg von ihrer geschlossenen Stellung bzw. in Richtung ihrer geschlossenen Stellung bewegt wird, damit zum Ausgleich für die Temperaturänderung die Menge der dem Raum zugeführten Luft erhöht oder vermindert wird-.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß das Gesamtsystem für eine Zufuhr von Luft mit veränderbarer Menge durch die Auslaßöffnung 6 zum versorgten Bereich sorgt, so daß eine bestimmte Temperatur gehalten werden kann, die an der thermostatischen Baugruppe 67 gewählt wurde. Das Gesamtsystem arbeitet ferner in der Tfeise, daß es eine konstante Luftdurchflußmenge bei der bestimmten Luftmenge aufrechthält, die jzur Aufrecht erhaltung der gewählten, bestimmten Temperatur notwendig ist.

Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich aus der exzentrischen Beziehung der Luftklappe bezüglich der Achse, um die die Luftklappe schwenkt. Die Luftklappe 16 schließt dicht auf den die Öffnung 8 begrenzenden Oberflächen, so daß die Luftströmung durch die Einlaßkammer wirksam unterbunden wird. Bei einer Verschwenkung zum Öffnen der Öffnung 8 bewegt sich die Klappe 16 sowohl seitlich von diesen Oberflächen, weg als auch in Richtung dieser Oberflächen, statt über diese Oberflächen zu gleiten. Dies heißt mit anderen ¥orten - bei Betrachtung der Zeichnungen -, daß sich die Klappe nach außen und nach rechts von den Seitenwänden 12 und 13 wegbewegt, während sie sich nach oben bewegt. Daher besteht keine Reibung zwischen der Klappe 16 und der Einlaßkammer, die beim Öffnen und Schließen der Klappe überwunden we rden. muß t e .

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Zur Schalldämpfung sind sämtliche Innenwände des Steuerkastens mit schalldämpfendem Material Jk ausgekleidet. Ferner verläuft eine angewinkelte "Wand 76 geneigt vom Boden. 77 zur Auslaßöffnung 6. Diese Wand 76 ist ebenfalls mit schalldämpfendem Material 78 bedeckt und bildet zusammen mit einer Vorderwand 79 und dem Boden 77 einen Totluftraum 81, der ebenfalls zur Schalldämpfung beiträgt, die bei dem Steuerkasten erreicht wird.

Eine perforierte Platte 82. verläuft über die angewinkelte

Wand 76 und einen Abschnitt des Bodens 77 und reicht bis zu einer Stelle, an der sie sich im wesentlichen mit dem Ende der Einlaßkammer 2 überlappt. Auch dies dient der Schalldämpfung.

Obwohl lediglich eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, dürfte für den Fachmann klar sein, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Erfindungsgedanken bzw. den Rahmen der Patentansprüche zu verlassen.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Steuerkasten für ein Luftversorgungsaystem, gekennzeichnet durch eine unter Druck stehende Kammer (2), die einen Einlaß (8) zum Inneren des Steuerkastens (1) bildet, Mittel, die einen Auslaß (6) bilden, der Abstand zum Sinlaß hat, so daß durch den Steuerkasten Luft vom Einlaß zum Auslaß strömt, eine am Einlaß angeordnete Luftklappe (i6), Mittel (17, 18, 19), die die Luftklappe so tragen, daß diese eine erste Stellung einnehmen kann, in der sie den Einlaß schließt, und daß diese zum Öffnen des Einlasses aus dieser ersten Stellung herausbewegt werden kann, Mittel, die die Luftklappe in einer Bewegungsrichtung relativ zur ersten Stellung drücken, eine pneumatische Stelleinrichtung (21), die mit der Luftklappe verbunden ist und dazu dient, die Luftklappe gegen die Vorbelastung und entgegen der einen Bewegungsrichtung zu bewegen, und eine Einrichtung (32, 33), die dazu dient, die Stelleinrichtung der Luftströmung in die unter Druck stehende Kammer auszusetzen, so daß die Stelleinrichtung von in die Kammer strömender Luft betätigt wird.

2. Steuerkasten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Aufnehmerabschnitt (32) in der unter Druck stehenden Kammer (2), der zu der Einrichtung (32, 33) gehört, die zur Beaufschlagung der Stelleinrichtung (21) mit der Luftströmung dient, und der in die in die unter Druck stehende Kammer einströmende Luftströmung gerichtet ist, eine Leitung (33), die den Aufnehmerabschnitt mit der Stelleinrichtung 30 verbindet, daß ein Teil der in die unter Druck stehende Kammer einströmenden Luft in den Aufnehme rab schnitt und durch die Leitung zur Stelleinrichtung strömt und daß die Stell-

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einrichtung die Luftklappe (i6) entsprechend der Luftströmung zur Stelleinrichtung einstellt, und eine Einrichtung (36), die mit der Leitung verbunden ist und dazu dient, die Menge der vom Aufnehmerabschnitt zur Stelleinrichtung strömenden Luft zu ändern bzw. einzustellen.

3· Steuerkasten nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (21) einen aufblasbaren Luftbalg (28) und Mittel (29, 31) umfaßt, die den Luftbalg mit der Luftklappe verbinden, so daß sie die Luftklappe gegen die Vorbelastung bewegen und entsprechend dem Ausmaß, in dem der Luftbalg aufgeblasen ist, einstellen.

4. Steuerkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe (16) einen grundsätzlich gekrümmten Querschnitt· hat, daß die unter Druck stehende Kammer (2) ferner eine gekrümmte Fläche bildet, die dem Profil der Luftklappe entspricht und die den Einlaß (8) begrenzt, daß die Luftklappe zum Schließen des Einlasses auf der gekrümmten Fläche schließt; und daß die Haltemittel (17» 18, 19) eine Achse bilden, um die sich die Luftklappe bei ihrer Bewegung zur und aus der ersten Stellung bewegt, wobei die Mittelpunkte, um die die gekrümmten Oberflächen der Luftklappe und die gekrümmte Oberfläche erzeugt werden, aus einer Ebene versetzt sind, die bezüglich, der Luftströmung in der unter Druck stehenden Kammer mittig angeordnet ist.

5· Steuerkasten nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse gegenüber den Mittelpunkten versetzt ist.

6. Steuerkasten nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte zusammenfallen, wenn die Luftklappe (i6) auf der gekrümmten Oberfläche schließt.

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7· Steuerkasten nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch, gekennzeichnet, daß die unter Druck stehende Kammer eine Einlaßkammer (2) umfaßt, die in den Steuerkasten (i) hineinragt und innerhalb desselben in der gekrümmten Oberfläche endet, und daß die Luftklappe (16) an der Einlaß— kammer montiert ist.

8. Steuerkasten nach Anspruch 3 oder Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 bis 7,gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (48), die mit der Einrichtung (36) zur Änderung der Menge der zum Luft balg (28) strömenden. Luft verbunden ist und diese steuern kann, wobei die Steuereinrichtung eine temperaturempfindliche Einrichtung (67)» eine druckempfindliche Einrichtung (49) und Mittel (.62, 66) umfaßt, die die druckempfindliche Einrichtung mit der Luftströmung durch den Auslaß (6) verbinden, so daß die Steuereinrichtung die Luftströmung zum Luftbalg auf der Basis eines gewählten Temperaturzustandes ±n der Umgebung der temperaturempfindlichen Einrichtung und der Durchflußmenge durch den Auslaß ändert.

9· Steuerkasten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (36) zur Änderung der zum Luftbalg (28) strömenden Luftmenge eine Ablaßöffnung (34) umfaßt, die in Verbindung mit der Leitung (33) steht, und daß die Steuereinrichtung (48) in der Weise arbeitet, daß sie das Ausmaß des Öffnens dieser Ablaßöffnung ändert.

10. Steuerkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkasten (1) einen grundsätzlich rechtwinkligen Querschnitt hat, daß der Steuerkasten schalldämpfendes Material (74, 78) unißßt, das die Innenseite der "Wände (77, 79) des Steuerkastens bedeckt, daß der Steuerkasten eine angewinkelte Wand (76) um£ßt, die in .demselben

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unter einem Winkel zu den Wänden des Steuerkasfcens angeordnet ist und von einer Stalle in der Nahe des Einlasses (8) zum Auslaß (6) geneigt verläuft, und daß die angewinkelte Wand zusammen mit den Wänden des Steuerkastens einen im Querschnitt dreieckigen Luftraum (81) zwischen dem Einlaß und dem Auslaß bildet, der von der Luftströmung durch den Steuerkasten getrennt ist.

11. Steuerkasten nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine perforierte Platte (82), die sich über die angewinkelte Wand (76) erstreckt und über die die Luft bei ihrer Strömung vom Einlaß zum Auslaß streicht.

12. Steuerung für ein Luftversorgungssystem, gekennzeichnet durch eine Luftkammer (1 )_t die an das Luftversorgungssystem angeschlossen werden kann, eine in der Luftkammer angeordnete Luftklappe (16), die ein grundsätzlich gekrümmtes Profil hat, Mittel, die in der Luftkammer eine Steueröffnung (8) bilden, durch die Luft strömt und die eine gekrümmte Oberfläche umfaßt, die die Steueröffnung begrenzt und dem gekrümmten Profil der Luftklappe entspricht, Mittel (17j 18, 19)» die die Luftklappe so tragen, daß sie eine erste Stellung einnehmen kann, in der sie an der gekrümmten Oberfläche anliegt und den Einlaß schließt, und daß sie zum Öffnen des Einlasses aus dieser ersten Stellung bewegt werden kann, Mittel, die die Luftklappe in einer Bewegungsrichtung relativ zur ersten Stellung drücken, und eine Einrichtung (21 ), die mit der Luftklappe verbunden ist und dazu dient, diese gegen die Vorbelastung und entgegen der einen Bewegungsrichtung zu bewegen.

13· Steuerimg nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (17, 18, 19) eine Achse bilden, um die sich die

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Luftklappe bei ihrer Bewegung zur und aus der ersten Stellung dreht, wobei die Mittelpunkte, um die die gekrümmten Oberflächen der Luftklappe und die gekrümmten Oberflächen erzeugt; werden, aus einer Ebene versetzt sind, die relativ zur Luftströmung in der Luftkammer mittig angeordnet ist.

14. Steuerung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Achse gegenüber den Mittelpunkten versetzt ist.

15· Steuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte zusammenfallen, wenn die Luftklappe (16) auf der gekrümmten Oberfläche geschlossen ist.

16. Luftversorgungssystem, gekennzeichnet durch eine Luftkammer (i), die einen Kanal für eine Luftströmung bildet, eine in der Luftkammer angeordnete Luftklappe (16) zur Steuerung der Luftströmung durch die Luftkammer, Mittel (17> 18, 19)» die die Luftklappe beweglich in der Luftkammer so halten, daß sie zahlreiche verschiedene Stellungen einnehmen kann, damit die Luftströmung durch die Luftkammer geändert werden kann, Mittel, die die Luftklappe in eiier Bewegungsrichtung in der Luftkammer drücken, eine pneumatische Stelleinrichtung (21), die mit der Luftklappe verbunden ist und dazu dient, die Luftklappe gegen die Vorbelastung und entgegen der einen Bewegungsrichtung zu bewegen, und Mittel (32, 33)» die dazu dienen, die Stelleinrichtung der Luftströmung in die Luftkammer auszusetzen,- so daß- die Stelleinrichtung von in die Luftkammer einströmender Luft betrieben wird.

17. Luftversorgungssystem nach Anspruch i6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufnehmerabschnitt (32) in der Luftkammer (1, 2) zu der Einrichtung zur Beaufschlagung der Stellein-

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richtung (21 ) mit der Luftströmung gehört, wobei der Aufnehmerabschnitt in die in einen Einlaß einströmende Luft gerichtet ist, eine Leitung (33), die den Aufnehmerabschnitt mit der Stelleinrichtung so verbindet, daß ein Teil der in die Luftkaimner einströmenden Luft in. den Aufnehmerabschnitt und durch die Leitung zur Stelleinrichtung strömt und daß die Stelleinrichtung die Luftklappe entsprechend der Luftströmung zur Stelleinrichtung einstellt, und eine Einrichtung {36) , die mit der Leitung verbunden, ist und dazu dient, die Menge vom Aufnehmerabschnitt zur Stelleinrichtung strömender Luft zu verändern.

18. Luftversorgungssystem nach Anspruch 16 oder 17» gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (48), die mit der Einrichtung (3^) zur Änderung der Menge zur Stelleinrichtung (21) strömender Luft verbunden ist und diese steuert, wobei die Steuereinrichtung eine temperaturempfindliche Einrichtung (67), eine druckempfindliche Einrichtung (4°-) und Mittel (62, 66) umfaßt, die die druckempfindliche Einrichtung mit der Luftströmung durch die Luftkammer verbinden, so daß die Steuereinrichtung die Luftströmung zur Stelleinrichtung auf der Grundlage eines gewählten Temperaturzustandes in der Umgebung der temperaturempfindlichen Einrichtung und der Durchflußmenge durch die Luftkammer ändert.

19· Luftversorgungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Einrichtung (39) niit der Luftströmung stromab der Luftklappe (16) verbunden ist.

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