DE2519408A1

DE2519408A1 - Luftmengenregler

Info

Publication number: DE2519408A1
Application number: DE19752519408
Authority: DE
Inventors: Hillard Glenn Logsdon
Original assignee: Aeronca Inc
Current assignee: Aeronca Inc
Priority date: 1974-07-25
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1976-02-12
Also published as: GB1456621A; AU8012175A; IT1035357B; US3967642A; FR2280005A1; JPS5115236A; CA1020008A; DE7514002U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Klimatisieren bzw. Konditionieren von Luft und betrifft insbesondere einen Luftmengenregler, der es ermöglicht, bezüglich eines Luftstroms eine im wesentlichen konstante Durchsatzmenge aufrechtzuerhalten.

Bei PCLimatisierungsanlagen, bei denen Luft von einer zentral angeordneten Konditionierungsvorrichtung aus mehreren einzelnen Verteilungs- oder Abgabeeinrichtungen zugeführt wird, bewirken Änderungen des Luftbedarfs in den verschiedenen mit konditionierter Luft zu versorgenden Räumen oder Bereichen, daß in den LuftZuführungsleitungen oder Kanälen Druckschwankungen auftreten, die entsprechende Schwankungen der hindurchströmenden Luftmengen zur Polge haben. Daher sind die einzelnen Luftverteilereinrichtungen gewöhnlich mit Luftmengenreglern versehen, die geeignet sind, ohne Rücksicht auf Druckschwankungen in den Luftzuführungslei-

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tungen, an die sie angeschlossen sind, einen im wesentlichen konstanten Luftdurchsatz aufrechtzuerhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftmengenregler zu schaffen, der es ermöglicht, ohne Rücksicht auf Druckschwankungen der ihm zugeführten Luft beim Abgeben der Luft eine im wesentlichen konstante Durchsatzmenge aufrechtzuerhalten, bei dem zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Luftstroms bewegbare Leitorgane verwendet werden, deren Querschnittsform teilweise der Querschnittsform von Tragflügelprofilen ähnelt, der von vereinfachter Konstruktion ist, der sich im Vergleich zu bekannten Luftmengenreglern mit geringerem Kostenaufwand herstellen läßt, und der so verstellbar ist, daß er es ermöglicht, einen konstanten Luftdurchsatz innerhalb eines großen Bereichs unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten und Einstellungen aufrechtzuerhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung ein Luftmengenregler geschaffen worden, bei dem der Luftdurchsatz mit Hilfe von Tragflügelprofilteilen aufrechterhalten wird, die einander gegenüber und durch einen Abstand getrennt so angeordnet sind, daß sie einen von Luft durchströmbaren Kanal bilden, und die nahe ihren Leit- oder Vorderkanten derart schwenkbar gelagert sind, daß ihre Schlepp- bzw. Hinterkanten in die Strömungsrichtung weisen. Die zwischen den einander zugewandten Tragflügelprofilen hinwegströmende Luft übt auf die betreffenden Flächen der Tragflügelprofile Kräfte aus, die bestrebt sind, die Tragflügelprofile relativ zueinander so zu bewegen, daß der Querschnitt des durch sie

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abgegrenzten Luftkanals in Abhängigkeit von allen Schwankungen des Drucks in der Strömungεrichtung vor den Trag— flügelprofilen variiert wird, um die von dem Regler je Zeiteinheit abgegebene Luftmenge im wesentlichen konstant zu halten.

Bei der erfindungsgemäßen Hegelvorrichtung ist die Luftmenge, die zwischen den Tragflügelprofilen hindurchströmen kann, eine Funktion des Abstandes zwischen den Schwenkachsen der Tragflügelprofile und der dem Luftstrom ausgesetzten Flächen der Tragflügelprofile. Damit es möglich ist, den Regler so einzustellen, daß er nach Bedarf auch eine andere im wesentlichen konstante Luftdurchsatzmenge aufrechterhält, kann der Regler mit in der Strömungsrichtung vor den Tragflügelprofilen angeordneten Einrichtungen versehen sein, die im Strömungsweg der Luft liegen und dazu dienen, den wirksamen Teil der dem Luftstrom ausgesetzten Flächen der Tragflügelprofile zu variieren. Bei einer noch zu beschreibenden Ausführungsform der Erfindung dienen zum Verstellen des Luftmengenreglers zwei verstellbare Schieber, die einander gegenüber nahe den Vorderkanten der Tragflügelprofile angeordnet und derart gleitend geführt sind, daß sie sich aufeinander zu und voneinander weg bewegen lassen, um diejenigen Teile der benachbarten Tragflügelprofilflächen zu variieren, welche dem Luftstrom ausgesetzt sind.

Um eine gleichmäßigere und genauere Regelwirkung des Luftmengenreglers zu erzielen, kann man den Tragflügelprofilen Einrichtungen zuordnen, die dazu dienen, auf die Tragflügelprofile Vorspannkräfte wirken zu lassen, und die

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mindestens innerhalb eines bestimmten Bereichs von Stellungen der '-J-ragflügelprofile zueinander zur Wirkung kommen können und dazu dienen, die relative Stellung der l'ragflügelprofile zu variieren. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, eine im wesentlichen flach oder linear verlaufende Empfindlichkeitskurve des Luftmengenreglers über einen großen Bereich von in der Strömungsrichtung davor herrschenden Drücken zu erzielen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Pig. 1 eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung eines Teils einer Luftverteilungsvorrichtung mit einer Ausführungsform eines Luftmengenreglers;

Fig. 2 und 3 jeweils eine schematische Darstellung einer bestimmten Stellung, welche die Tragflügelprofile des Luftmengenreglers bei verschiedenen in der Strömungsrichtung davor herrschenden Drücke einnehmen können, wobei jeweils mit gestrichelten Linien das die Tragfiügelprofile miteinander verbindende Gestänge einschließlich einer Feder und eines Ausgleichsnockens angedeutet ist;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche für den Luftmengenregler den Luftdurchsatz als Funktion des statischen Drucks der dem Kegler zugeführten Luft sowie die variable Vorspannkraft veranschaulicht, welche in Abhängigkeit von dem statischen Druck durch die Feder und den Ausgleichsnocken aufgebracht wird;

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Fig. 5 eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung des Luftmengenreglers nach 5¹Xg. 1, welche den Luftmengenregler bei Betrachtung seiner Rückseite bzw. in der Strömungsrichtung der Luft zeigt, wobei man auch die verstellbaren Schieber zum Regeln der durchgelassenen Luftmenge erkennt;

Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 und 8 jeweils eine Fig. 6 ähnelnde yereinfachte

schematische Darstellung, aus der die jeweilige Stellung der

verstellbaren Schieber zum Regeln der Luftnienge ersichtlich ist; und

Fig. 9 eine Ansicht, in der die Schieber zum Regeln der Luftmenge ihre geschlossene Stellung einnehmen.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zum Verteilen bzw. Abgeben von Luft zur Verwendung in Verbindung mit einer zentral angeordneten Luftkondxtionierungsanlage zum Hegeln der Zufuhr konditionierter Luft zu einem bestimmten Raum oder einer Zone weist ein hohles, allgemein rechteckiges Gehäuse 11 auf, das an seinem der Strömung zugewandten Ende mit einander gegenüberliegenden Seitenwänden und einer Stirnwand 12 versehen ist. Die Innenflächen sämtlicher Wände des Gehäuses 11 können in der üblichen Weise mit einem wärme- und schallisolierenden Material 15 verkleidet sein. Ferner ist ein Luftverteilungs- bzw. LuftZuführungskanal bzw. eine Leitung 14 vorhanden, die dazu dient, konditionierte Luft unter einem relativ hohen Druck von der zentralen Konditionierungsanlage aus dem Gehäuse 11 über eine öffnung in seiner

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Stirnwand 12 zuzuführen.

Innerhalb des Gehäuses 11 ist mit der Luftverteilungsleitung 14 ein insgesamt mit 15 bezeichneter innerer Kanal verbunden, der durch die Stirnwand 12 freitragend unterstützt wird, Gemäß Fig. 1 weist der Kanal 15 an seinem von der Leitung 14 abgewandten Ende eine Stirnwand 17 auf, die freitragend durch paarweise einander gegenüber angeordnete, allgemein rechteckige Seitenwände 16 unterstützt wird, v/elche ihrerseits an der Stirnwand 12 des Gehäuses 11 befestigt und jeweils in einem Abstand von den Seitenwänden des Gehäuses angeordnet sind. Die Stirnwand 17 ist mit einer allgemein rechteckigen Öffnung als Durchlaß für Luft versehen und dient außerdem als tragende Wand für bestimmte Teile eines Luftmengenreglers, die auf entgegengesetzten Seiten der Wand 17 in der Nähe der rechteckigen öffnung angeordnet sind.

Der Kanal 15 bildet eine Entspannungskammer für die Luft, die dem Kanal über die Leitung 14 unter einem relativ hohen Druck zugeführt wird, und er dient gleichzeitig zum Aufnehmen und Dämpfen von Schwingungen, die durch die den Regler durchströmende Luft erzeugt werden, damit diese Schwingungen nicht auf die Wände des Gehäuses 11 übertragen werden. Zwar bildet die soeben beschriebene Anordnung eine bevorzugte Ausführungsform einer Unterstützung für den Luftmengenregler nach der Erfindung, doch ist zu bemerken, daß man den Kegler auch auf andere Weise mit Hilfe von Kanälen oder Gehäusen unterschiedlicher Konstruktion unterstützen könnte, die dazu dienen, Luft fortzuleiten, welche unter einem relativ hohen oder einem relativ niedrigen Druck steht.

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Gemäß Fig. 1 weist der Regler zwei jeweils insgesamt mit 21 und 22 bezeichnete Tragflügelprofile auf, die nahe der Öffnung in der sie tragenden Wand 17 einander gegenüber so gelagert sind, daß zwischen ihnen ein aus der öffnung austretender Luftstrom hindurchströmen kann. Ferner ist ersichtlich, daß sich die Vorderkanten 21a und 22a der einander gegenüber angeordneten Traflügelprofile 21 und 22 allgemein parallel zueinander längs einander gegenüberliegender Seiten der Wand 17 erstrecken, und daß gemäß Fig. 2 und 3 die Hinterkanten 21b und 22b in die Strömungsrichtung weisen. Die Tragflügelprofile sind nahe ihren Vorderkanten 21a und 22a auf beliebige Weise, z.B. mit Hilfe von durch die Wand 17 des Kanals 15 unterstützten Gelenken 18, schwenkbar gelagert. Somit können sich die einander gegenüberliegenden hinteren Abschnitte der Tragflügelprofile relativ zueinander bewegen und gemäß Pig. 2 und 3 in dem Strömungskanal in der Strömungsrichtung hinter der Öffnung der Wand 17 eine Drossel von variablem Querschnitt bilden.

Die einander zugewandten Flächen der Tragflügeiprofile 21 und 22 sind so geformt, daß die über sie hinwegströsende Luft auf jedes Tragflügelprofil eine Kraft ausübt, die bestrebt ist, die Tragflügelprofile relativ zueinander zu schwenken. Zwar könnte man die Flächen der tragflügeiprofile in der verschiedensten Weise ausbilden, doch sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Tragflügelprofile als gekrümmte Schaufeln oder Leitorgane ausgebildet, wobei die Fläche jedes Leitorgans annähernd einen Teil einer Zylinderfläche bildet, und die beiden Leitorgane weisen

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einander ähnelnde, kovex gekrümmte Flächen auf, über die hinweg sich ein Luftstrom bewegen kann; quer zur Strömungsrichtung der Luft haben die Tragflügelprofile einen gleichmäßigen Querschnitt und eine gleichmäßige Gberflächenform. Die Tragflügelprofile können auf wirtschaftliche Weise unter Anwendung bekannter Strangpreßverfahren aus einem beliebigen zweckmäßigen Material, z.B. einer Aluminiumlegierung, hergestellt sein.

Während des betriebs neigen die frei schwenkbaren, einander zugewandten Tragflügelprofile dazu, in dem sich über sie hinweg bewegenden Luftstrom zu "schwimmen", so daß sie sich entsprechend den hierbei zur Wirkung kommenden aerodynamischen Gesetzen in Abhängigkeit von allen Schwankungen des in der Strömungsrichtung vor dem Hegler herrschenden Drucks relativ zueinander bewegen, wobei sich der Querschnitt des durch die Profile abgegrenzten Luftkanals ändert, und wobei hierdurch der Luftdurchsatz des Reglers im wesentlichen konstant gehalten wird. Mit einfacheren Worten, ^e höher die Geschwindigkeit ist, mit der die Luft über die Innenflächen der Tragflügelprofile hinwegströmt, desto größer wird die durch den Luftstrom erzeugte "Auftriebskraft". Wenn sich die Geschwindigkeit der den Regler durchströmenden Luft infolge einer Erhöhung des Gesamtdrucks in der Strömungsrichtung vor dem ^egler erhöht, werden daher die Tragflügelprofile zusammengezogen, so daß sie den durch sie abgegrenzten Luftdurchlaß verkleinern, damit praktisch ein konstanter volumetrischer Luftdurchsatz aufrechterhalten wird. Verringert sich die Geschwindigkeit, mit der die Luft

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über die Innenflächen der Traflügelprofile hinwegströmt, z.B. deshalb, weil an einer anderen Stelle der Luftzuführungsleitung ein höherer Luftbedarf auftritt, verringert sich die auf die Tragflügelprofile wirkende "Auftriebskraft", so daß der Luftstrom die einander gegenüberliegenden Tragflügelprofile weiter auseinanderdrücken kann, um den Querschnitt des Luftdurchlasses zu vergrößern, so daß praktisch der Luftdurchsatz des Reglers im wesentlichen konstant gehalten wird. Es ist somit ersichtlich, daß die Tragflügelprofile den Luftdurchsatz konstant halten, ohne daß man eine äußere Kraftquelle benötigt, wie es im Gegensatz hierzu bei verschiedenen bekannten Luftmengenreglern der Fall ist, und ohne daß man Federn oder andere Vorspanneinrichtungen benötigt, wie sie bei den meisten bekannten Luftmengenreglern vorhanden sind, die nicht mit einer Kraftbetätigungseinrichtung versehen sind.

Die Wirkungsweise der Tragflügelprofile bei unterschiedlichen auf der Eintrittsseite herrschenden Bedingungen ist deutlicher aus Fig. 2 und 3 zu ersehen. Bei der Stellung nach Fig. 2 ist der in der Strömungsrichtung vor dem Regler herrschende Gesamtdruck relativ niedrig, und daher haben die einander gegenüberliegenden Tragflügelprofile eine Stellung eingenommen, in der sie durch einen relativ großen Abstand getrennt sind. Der Teil jeder Tragflügelprofilfläche, längs dessen jeweils eine Auftriebskraft erzeugt wird, erstreckt sich zwischen der Vorderkante 21a bzw. 22a des Tragfiügelprofils und dem Punkt, an dem der Luftstrom die gekrümmte Innenfläche des betreffenden Tragflügelprofils tangiert. Bei

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einer Erhöhung des Drucks vor dem Regler und einer darauf zurückzuführenden Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft gegenüber den Tragflügelprofilen bewegen sich die Tragflügelprofile aufeinander zu, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Bei der Stellung nach Fig. 3 ist die wirksame Fläche jedes Tragflügelprofils, längs welcher eine Auftriebskraft erzeugt wird, größer, und der engste Teil des durch die einander gegenüberliegenden hinteren Teile der Tragflügelprofile gebildeten Durchlasses ist gegenüber den Vorderkanten der Tragflügelprofile in der Strömungsrichtung weiter nach hinten versetzt.

Die gekrümmte bzw. teilzylindrische Form der Tragflügelprofilflächen bewirkt bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, daß über einen großen Bereich von in der St r ömungs richtung vor dem Regler herrschenden Drücken praktisch eine im wesentlichen gleichmäßige Strömungsregelung erzielt wird, und daß auf vorteilhafte V/eise ein bemerkbares Flattern der Tragflügelprofile während des Betriebs vermieden wird. Bezüglich der Form der Tragflügelprofile ist zu bemerken, daß die konvexen Flächen jedes Profils mehrere verschiedene Radien haben, und daß der Krümmungsradius jedes rofils nahe der Vorderkante am kleinsten ist und sich in der Strömungsrichtung vergrößert. Bei jeder Winkelstellung, welche die einander gegenüberliegenden Trag-· flügelprofile einnehmen können, bewirkt diese krümmung, daß die Tragflügelprofile in zwei Dimensionen zwischen ihren Vorderkanten und den Punkten, an denen der Luftstrom die weiter hinten liegenden T_eile der Profile tangiert, eine

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Düse der Bauart ASME "bilden.

Gemäß der Zeichnung kann der Regler ferner zv;ei einander gegenüberliegende ortsfeste, parallele Wände 23 und 24 aufweisen, die in unmittelbarer Nähe der Längskanten der rückwärtigen Teile der einander gegenüber liegenden Tragflügelprofile 21 und 22 angeordnet sind und zusammen mit den Tragflügelprofilen einen Kanal abgrenzen, der sich von der Öffnung der den Regler tragenden Stirnwand 17 aus in der Strömungsrichtung erstreckt, so daß dieser Kanal in der Unfangsrichtung allseitig abgeschlossen ist.

Um das einwandfreie Arbeiten des Luftmengenreglers zu erleichtern, kann ein Gestänge vorhanden sein, das die einander gegenüberliegenden Tragflügelprofile so miteinander verbindet, daß sie sich im Gleichtakt aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegen. Sind die Tragflügelprofile auf diese Weise miteinander verbunden, bewirkt der Regler eine einwandfreie Durchsatzregelung ohne Rücksicht auf die Lage, in welcher der Regler eingebaut worden ist. Ist der Regler z.B. in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise waagerecht angeordnet, befinden sich die Tragflügelprofile im wesentlichen im Gleichgewicht, denn die Tendenz des oberen Tragflügelprofils 21, nach unten zu schwingen und den Luftdurchlaß zu verkleinern, wird praktisch durch die Tendenz des unteren Tragflügelprofils 22 ausgeglichen, der dazu neigt, so nach unten zu schwingen, daß sich der Luftdurchlaß vergrößert. Ist der Regler geneigt oder stehend angeordnet, befinden sich die Tragflügelprofile ebenfalls im Gleichgewicht, so daß sie ungehindert bewegbar sind. Bezüglich des erwähnten Gestänges ist zu

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bemerken, daß an jedem Tragflügelprofil ein Schenkel 21c bzw. 22c ausgebildet ist, der sich von der gekrümmten Fläche des betreffenden Tragflügelprofils aus nach hinten erstreckt und es ermöglicht, eine Verbindung zu dem betreffenden anderen Tragflügelprofil herzustellen. Mit der Wand 23, die einer Längskante jedes Tragflügelprofils benachbart ist, ist ein zentrales Gestängeglied 25 gelenkig verbunden, und es sind weitere Gestängeglieder 26 und 27 vorhanden, welche die Schenkel 21c und 22c der beiden Tragflügelprofile so mit dem zentralen Gestängeglied 25 verbinden, daß sich die beiden Tragflügelprofile jeweils gegensinnig und im Gleichtakt bewegen.

Gemäß der Erfindung hat es sich gezeigt, daß sich bei dem Luftmengenregler nach der Erfindung eine genauere Wirkungsweise bezüglich der Einregelung eines konstanten Luftdurchsatzes innerhalb sehr enger Toleranzen erzielen läßt, wenn dies erwünscht ist, wenn man den Tragflügelprofilen eine Einrichtung zuordnet, die es ermöglicht, auf die Tragflügelprofile eine Vorspannkraft wirken zu lassen, welche in Abhängigkeit von der Stellung der Tragflügelprofile relativ zueinander variiert. Die Wirkungsweise einer solchen Vorspanneinrichtung geht am deutlichsten aus der graühischen Darstellung in Fig. 4 hervor. Die Kurve A veranschaulicht den Luftdurchsatz des Mengenreglers als Funktion des in der Strömungsrichtung vor dem Hegler herrschenden Luftdruck für den Fall, daß keine Vorspann- oder Ausgleichseinrichtung vorhanden ist. Wenn der Statische Druck in der Leitung in der Strömungsrichtung vor dem Regler zunimmt, steigt der

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Luftdurchsatz schnell bis auf den Punkt an, bei dem die Regelwirkung des Reglers beginnt. Nimmt der statische Druck weiter zu, geht der Luftdurchsatz im mittleren Bereich des statischen Drucks etwas zurück, um dann allmählich wieder in Eichtung auf den maximalen statischen Druck zuzunehmen, der allgemein bei dem Regler zur Wirkung kommt. Diese geringe Nichtlinearität des Ansprechverhaltens des Reglers kann bei den meisten. Anlagen als zulässig betrachtet v/erden. Es gibt Jedoch Fälle, in denen es erwünscht ist, den Luftdurchsatz innerhalb engerer Toleranzen zu regeln. Zu diesem Zweck kann man auf die beiden Tragflügelprofile eine variable Vorspannkraft wirken lassen, wenn die Profile bestimmte Stellungen relativ zueinander einnehmen, um die Ansprechkurve des Heglers "abzuflachen".

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist zu dem genannten Zweck eine Feder- und Ausgleichsnockenanordnung vorhanden, durch die eine relativ kleine Öffnungsvorspannkraft auf die beiden Tragflügelprofile ausgeübt wird, welche entsprechend der jeweiligen Stellung der Profile relativ zueinander variiert. Diese kleine variable Öffnungsvorspannkraft kommt innerhalb des mittleren Bereichs der Stellungen der Tragflügelprofile relativ zueinander zur Wirkung und dient dazu, eine geringfügige Änderung der Stellung herbeizuführen, welche die Tragflügelprofile anderenfalls innerhalb des mittleren Bereichs des statischen Drucks einnehmen würde, so daß die Luftdurchsatzkurve innerhalb des genannten Bereichs der statischen Drücke nach oben verlagert wird. In Fig. 4- repräsentiert die Kurve B die variable Öff-

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nungsvorspannkraft, die auf die Tragflügelprofile in Abhängigkeit vom statischen Druck ausgeübt wird, wobei diese Vorspannkraft ihren Höchstwert bei mittleren Werten des statischen Drucks erreicht, jedoch auf einen Kleinstwert zurückgeht, wenn der oberste oder unterste Teil des Bereichs der statischen Drücke erreicht wird, mit denen bei dem Regia? zu rechnen ist. Aus der vorstehenden Beschreibung ist ferner ersichtlich, daß die Stellung, welche die einander gegenüberliegenden Tragflügelprofile während des -betriebs einnehmen, auch eine Punktion des statischen Drucks ist. Die Kurve C in Fig. 4 repräsentiert den Luftdurchsatz des Luftmengenreglers für den Fall, daß auf die Tragflügelprofile eine variable Vorspannkraft wirkt, und es ist ersichtlich, daß der Kegler den Luftdurchsatz längs einer im wesentlichen flachen Kurve konstant hält, sobald der statische Druck den Ansprechbereich des Reglers erreicht hat.

Gemäß Fig. 1 arbeitet die Feder- und Ausgleichsnockenanordnung zum Aufbringen einer variablen ÖffnungεvorSpannkraft mit dem die einander gegenüberliegenden Tragflügelprofile verbindenden Gestänge zusammen. Es ist eine schwache Schraubenfeder 31 vorhanden, deren eines Ende mit einer Verlängerung des zentralen Gestängegliedes 25 verbunden ist. Das andere Ende der Feder 31 ist an einem Ende eines Gestängearms 32 und einer Nockenrolle 33 befestigt. Das entgegengesetzte Ende des Gestängearms 32 ist mit dem Schenkel 22c gelenkig verbunden, der einen Bestandteil des Tragflügelprofils 22 bildet. Auf einer nach unten ragenden Verlängerung der Wand 23 ist ein Nocken 34- befestigt, dessen gemäß

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Fig. 3 profilierte^Nockenflächemit der Nockenrolle 33 so zusammenarbeitet, daß dann, wenn sich die beiden Tragflügelprofile aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegen, beide Enden der Feder 31 relativ zueinander bewegt v/erden, um eine Vorspannkraft zu erzeugen, die in Abhängigkeit von der Stellung der Tragflügelprofile relativ zueinander variiert.

V/'ie erwähnt, ist der volumetrische Luftdurchsatz, der durch den Hegler aufrechterhalten wird, eine Punktion sowohl des Abstandes zwischen den Schwenkachsen der Tragflügelprofile als auch desjenigen ^rx'eils der Flächen der Tragflügelprofile, welcher dem Luftstrom ausgesetzt ist. Y/enn es erwünscht ist, dafür zu sorgen, daß sich der Ansprechpunkt des Luftmengenreglers einstellen läßt, kann man zu diesem Zweck ohne weiteres in der Strömüngsrichtung vor den Tragflügelprofilen im Strömungsweg der ihnen zuzuführenden Luft eine Einrichtung anordnen, die es ermöglicht, die Größe der Flächen der Tragflügelprofile zu variieren, welche dem Luftstrom ausgesetzt sind. Gemäß Fig. 5 sind in der Strömungsrichtung vor der tragenden Wand 17 zwei einander gegenüberliegende Schieber 41 und 42 angeordnet, die parallel zu den Vorderkanten der Tragflügelprofile verschiebbar gelagert sind, so daß es möglich ist, die Breite derjenigen Teile der Tragflügelprofile zu variieren, welche dem Luftstrom ausgesetzt sind. Der Abstand zwischen den beiden gleitend geführten Schiebern 41 und 42 kann nach Bedarf zwischen der vollständig geöffneten Stellung nach Fig. 5, 6 und 7> "bei der die Tragflügelprofile über ihre ganze Breite dem Luftstrom ausgesetzt sind, so daß ein maximaler Luftdurchsatz erzielt wird, über mittlere

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Stellungen ähnlich der in Fig. 8 gezeigten, bei denen jeweils nur ein Teil jedes Tragflügelprofils dem Luftstrom ausgesetzt ist, so daß jeweils ein mittlerer Wert des Luftdurchsatzes erreicht wird, und einer vollständig geschlossenen Stellung variiert werden, bei welcher dem Eegler keine Luft mehr zugeführt wird. Befinden sich die Schieber 41 und 42 in einer Mittelstellung zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Stellung, wird jeweils nur ein Teil der Fläche jedes Tragflügelprofils durch den Luftstrom beaufschlagt. Bei der z.B* in Fig. 8 gezeigten Mittelstellung überstreicht der Luftstrom in erster Linie nur die mittleren Teile der Tragflügelprofile. Zwar breitet sich der Luftstrom jenseits der Schieber 41 und 42 etwas aus, doch dienen die Wände 23 und 24 nicht in einem bemerkbaren Ausmaß dazu, den Luftstrom bei diesen mittleren Stellungen der Schieber zu führen oder zu begrenzen.

Die Schieber 41 und 42 sind an ihren oberen und unteren Enden mit umgebogenen Lippen 41a und 42a versehen, die in zugehörigen Nuten einer oberen Führungsschiene 43 bzw. einer unteren Führungsschiene 44 gleitend geführt sind, welche an der tragenden V/and 17 befestigt sind. Die bewegbaren Schieber sind so miteinander verbunden, daß sie sich im Gleichtakt aufeinander zu oder voneinander weg bewegen; zu diesem Zweck ist ein Gestänge vorhanden, zu dem ein zentral angeordnetes, drehbar gelagertes ^estängeglied 45 gehört, das auf einer zentral angeordneten senkrechten Strebe 45 gelagert ist; zwei Gestängeglieder 47 und 48 verbinden das zentrale Gestängeglied 45 mit den beiden Schiebern 41 und 42.

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Gemäß Fig. 6 kann man elastische Dichtungseinrichtungen, z.B. Filzstreifen 49, zwischen der tragenden Wand 17 einerseits und den Schiebern 41 und 42 andererseits anordnen, um ein unerwünschtes Hindurchströmen von Luft zu verhindern. Auf ähnliche Weise kann man elastische Dichtungen 46a in die einen l'-förmigen Querschnitt aufweisende zentrale Strebe 46 einbauen, damit eine vollständige Abdichtung bewirkt wird, wenn die Schieber 41 und 42 in ihre vollständig geschlossene Stellung gebracht werden, damit gegebenenfalls die Abgabe von Luft über den Regler vollständig unterbrochen v/erden kann.

Damit sich die Schieber von der Außenseite des Gehäuses 11 her bequem verstellen lassen, kann man den Schiebern ein entsprechendes Gestänge zuordnen, das durch eine Ϋ/εηα des Gehäuses 11 ragt. Gemäß Fig. 1 kann bei der einfachsten Anordnung ein Handrad bzw. ein Drehknopf 50 auf der Außenseite des Gehäuses 11 an einer bequem zugänglichen Stelle angeordnet und mit einer Welle 51 verbunden sein, die durch die betreffende Wand hindurch in das Gehäuse hineinragt. Der innere Endabschnitt der Welle oder Stange 51 ist mit Gewinde versehen und in eine Gewindebohrung eines Mutterteils 52 eingeschraubt. Durch die tragende Wand 17 ragt ein drehbarer Wellenstummel 55» mit dessen in die Strömungsrichtung weisendem Ende ein Kurbelarm 54- drehfest verbunden ist, welcher an dem Mutterteil 52 angelenkt ist. Ein weiterer Kurbelarm 55» eier gemäß Fig. 9 auf dem der Strömung zugewandten Ende des Wellenstummels 53 sitzt, ist durch ein Gestängeglied 56 mit dem zentralen Gestängeglied 45 verbunden, so daß jede mit Hilfe des Handrades 50 herbeigeführte Drehung des Wellenstummels 53 bewirkt, daß die bewegbaren Schieber 41 und 42

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entsprechend verstellt v/erden, wenn ein bestimmter konstanter Luftdurchsatz des Keglers gewählt werden soll.

Ein verstellbarer Luftmengenregler der soeben beschriebenen Art mit einer manuall zu betätigenden Verstelleinrichtung kann zweckmäßig bei einer Klimaanlage, z.B. einer solchen für den Betrieb mit konstantem Volumen, verwendet werden, wenn es zwar erwünscht ist, normalerweise mit einem geregelten konstanten Luftstrom zu arbeiten, bei der es jedoch gelegentlich erforderlich werden kann, den Ansprechpunkt des Reglers mit der Hand zu verstellen. Ein verstellbarer Luftmengenregler nach der Erfindung kann auch bei mit variablem Volumen arbeitenden Klimaanlagen verwendet werden,, bei denen der geregelte Luftstrom in Abhängigkeit von Änderungen des Luftbedarfs des betreffenden Raums bzw. der betreffenden Zone variiert wird. In solchen Anwendungsfällen für variable Luftdurchsätze kann man eine Betätigungseinrichtung, z.B. einen pneumatischen oder elektrischen Motor, vorsehen, der durch eine Regeleinrichtung, z.B. einen Thermostaten, gesteuert wird, so daß die zur Mengenregelung dienenden Schieber nach Bedarf verstellt werden können.

Da sich die Schieber 4-1 und 4-2 im rechten Winkel zum Luftstrom verstellen lassen, statt sich entgegen dem Luftstrom zu bewegen, können sie ohne Rücksicht auf den Druck, der auf ihre der Strömung zugewandten Flächen wirkt, mit einer relativ kleinen Kraft verstellt werden. Die Schieber arbeiten geräuschlos und können mit Hilfe einer relativ billigen Betätigungseinrichtung von geringer Leistung verstellt werden, die mit einem relativ kurzen Hub arbeitet.

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Schließlich ist festzustellen, daß keine mechanischen Verbindungen zwischen den Tragflügelprofilen und den verstellbaren Schiebern vorhanden sind, und daß daher die konstante Einregelung des Luftdurchsatzes durch ein Verstellen der Schieber nicht beeinflußt wird, Somit bewirkt der Segler bei jeder beliebigen Stellung der Schieber innerhalb des Regelbereichs eine Regelung des Luftdurchsatzes.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungsv;esentlich beansprucht.

Ansprüche

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Claims

dr. EBiCH NEUGEBAUER 25194 08 _{β MÜNCHEN}

PATJiNTANWALT telkfox (osid 224337 r. 292501

8 MÜNCHEN 26 - POSTFACH 31 „ TELEGBAMMADKESSE:

.. 9Λ BAVAKIAPATKNT HtSCHEN

ZWEIERÜCKENSTRASSE 10 £{/ TKLEX 6-24477

(NEBEN DEM DEUTSCHEN PATENTAMT)

1A-35OO ANSPRÜCHE

f 1.j Luftmengenregler mit einer Ventileinrichtung zum Aufrechterhalten eines im wesentlichen konstanten Luftdurchsatzes ohne Rücksicht auf Schwankungen des Drucks in der Strömungsrichtung vor der Ventileinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventileinrichtung zwei durch einen Abstand getrennte, einander gegenüberliegende Tragflügelprofile (21, 22) aufweist, die einen von Luft durchströmbaren Kanal abgrenzen, und daß die Tragflügelprofile nahe ihren Vorderkanten (21a, 22a) derart drehbar gelagert sind, daß sich die einander gegenüberliegenden Flächen (21b, 22b) der Tragflügelprofile von den Vorderkanten aus in der Strömungsrichtung der Luft erstrecken, so daß der zwischen den einander gegenüberliegenden Tragflügelprofilen hindurchströmende Luftstrom jeweils auf die betreffenden Flächen der Tragflügelprofile eine Kraft ausübt, durch welche die Tragflügelprofile in Abhängigkeit von den Schwankungen des Drucks in der Strömungsrichtung vor den Tragflügelpiⁿofilen aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden, um den Querschnitt des Luftkanals zwischen den Tragflügelprofilen zu variieren und hierdurch die Luftdurchsatzmenge des Reglers im wesentlichen konstant zu halten.

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BANKKONTEN: POiTSCHKCKKOXIU Mt¹NCHKN 5519 - BAYERISCHE Il VI¹OTHKKEX- V. »T.CHSEI.1IAX K MfXCHKN 4/694ΟΟ «KUTSCHE UANK Ml'NCIIK.V 7Ο/12 SOO - BAYERISCHE VERKINEIIANK JIVXCHtX SDtSO(I
2. Luftmengenregler nach. Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorderkanten (21a, 22a) der einander gegenüberliegenden Tragflügelprofile (21, 22) allgemein parallel zueinander und durch einen Abstand getrennt so angeordnet sind, daß sie sich im wesentlichen im rechten Winkel zur Strömungsrichtung der Luft erstrecken.
3. Luftmengenregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der Strömungsrichtung vor den einander gegenüberliegenden Tragflügelprofilen (21, 22) ein freitragend unterstützter Kanal (15) angeordnet ist, der an seinem in die Strömungsrichtung weisenden Ende (17) eine Öffnung für den Luftstrom aufweist, und daß die Tragflügelprofile in diesem Kanal nahe der Öffnung schwenkbar gelagert sind, um den aus der Öffnung entweichenden Luftstrom aufzunehmen.
4. Luftmengenregler naeh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der Strömungsrichtung vor den beiden Tragflügelprofilen (21, 22) nahe ihren Vorderkanten (21a, 22a) verstellbare Schieber (41, 42) angeordnet sind, und daß diese Schieber so gelagert sind, daß sie im wesentlichen parallel zu den Vorderkanten der Tragflügelprofile bev/egbar sind, um die Größe derjenigen Teile der Tragflügelprofilflächen zu variieren, die dem Luftstrom ausgesetzt sind, und um hierdurch den Luftdurchsatz zu variieren, auf den der Regler eingestellt ist.
5. Luftmengenregler nach Anspruch 4, dadurch g e kennze ichnet , daß zu den verstellbaren Schiebern zwei einander gegenüberliegende Schieber (41, 42) gehören,

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und daß eine mit den Schiebern zusammenarbeitende Einrichtung vorhanden ist, die dazu dient, die Schieber relativ zueinander zu bewegen, damit sich der Luftdurchsatz variieren läßt, auf den der ^egler eingestellt ist.
6. Luftmengenregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (31 bis 34-) zum Aufbringen einer variablen Vorspannkraft mit den beiden Tragflügelprofilen (21, 22) gekuppelt ist und mindestens über einen bestimmten Bereich der mittleren Stellungen der Tragflügelprofile relativ zueinander betriebsfähig ist, um auf die Tragflügelprofile eine Vorspannkraft aufzubringen, die in Abhängigkeit von den betreffenden Mittelstellungen der Tragflügelprofile relativ zueinander variabel ist, um eine gleichmäßigere Regelung des über den Regler abgegebenen Luftstroms zu erleichtern.
7. Luftmengenregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß zwei einander gegenüberliegende Wände (23, 24) vorhanden sind, die sich in der Strömungsrichtung erstrecken und nahe den zugehörigen Längskanten der beiden Tragflügelprofile (21, 22) angeordnet sind, um zusammen mit den Tragflügelprofilen einen in der Umfangsrichtung allseitig abgeschlossenen Luftkanal zu bilden.
8. Luftmengenregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Tragflügelprofile (21, 22) durch ein ^Gestänge (25, 26, 27) so miteinander verbunden sind, daß sie sich jeweils im Gleichtakt aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegen.

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9. Luftmengenregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Tragflügelprofile (21, 22) einander zugewandte und einander gegenüberliegende gekrümmte !Flächen von ähnlicher, allgemein konvexer Krümmung in der Strömungsrichtung auf v/eisen und jeweils quer zu der Strc— mungsrichtung einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt besitzen, und daß die einander gegenüberliegenden Tragflügelprofile nahe der genannten Öffnung eine geschweifte Mündung sowie zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen einen Durchlaß von variablem Querschnitt für den abzugebenden Luftstrom abgrenzen.
10. Luftmengenregler nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Krümmung (jedes Tragflügelprofils (21, 22) mehrere verschiedene Radien hat, daß der Krümmungsradius nahe der Vorderkante jedes Tragflügelpi-ofils am kleinsten ist, und daß sich der Itadius in der Strömungsrichtung vergrößert.
11. Luftmengenregler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß zu den Tragflügelprofilen zwei Strangpreßteile von gleichmäßigem Querschnitt gehören, und daß die einander zugewandten gekrümmten Flächen der Tragflügelprofile als zylindrische Flächen ausgebildet sind, die durch gedachte Linien erzeugt worden sind, die parallel zu den Schwenkachsen der Tragflügelprofile bewegt wurden.
12. Luftmengenregler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der beiden extrudierten Tragflügelprofile einen damit zusammenhängenden Schenkel

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ORIGINAL INSPECTED

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(21c, 22c) aufweist, der sich, von der Rückseite des betreffenden Tragflügelprofils aus nach, hinten erstreckt, und daß ein Gestänge (25, 26, 27) vorhanden ist, das die Schenkel der beiden Tragflügelprofile so miteinander verbindet, daß sich die einander gegenüberliegenden Tragflügelprofile jeweils im Gleichtakt aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegen.

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