DE2833822B1 - Decken-Luftauslassvorrichtung fuer variablen Volumenstrom zur Raumbelueftung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Decken-Luftauslaßvorrichtung für variablen Volumenstrom zur Raumbelüftung, mit wenigstens einer Primäröffnung zur Abgabe eines Minimal-Volumenstroms und einer zuschaltbaren variablen Sekundäröffnung in Form eines Spaltes zwischen einem verstellbaren Düsenkörper und einer ortsfesten Sitzfläche für diesen.

Eine Decken-Luftauslaßvorrichtung der obigen Bauart ist z. B. durch den Prospekt der Firma Kessler + Luch, Gießen, Ausgabe 23.3.78, bekannt geworden. Die

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Primäröffnung zur Abgabe eines Minimal-Volumenstroms bzw. Teil-Luftstroms besteht bei dieser Ausführung aus einer Vertikaldüse in einem tellerförmigen Düsenkörper, durch welche der Teil-Luftstrom senkrecht nach unten ausgeblasen werden kann. Wenn eine Erhöhung des Volumenstroms, z. B. für den Kühlfall erforderlich wird, wird der tellerförmige Düsenkörper um ein mehr oder weniger großes Ausmaß abgesenkt, um einen Ringspalt zwischen dem Düsenkörper und dessen ortsfesten Sitzfläche zu öffnen, durch welchen ein zusätzlicher Volumenstrom in radialer, horizontaler Richtung ausströmt. Abgesehen davon, daß der vertikale Luftstrahl störende Zugerscheinungen in einem Raum hervorrufen kann, bringt die zusätzliche horizontale Luftströmung die Gefahr mit sich, daß in bezug auf Abluftöffnungen in der Decke ein »Kurzschluß« auftreten kann und folglich die gewünschte Raumdurchspülung nicht erreicht wird. Ein weiterer Mangel dieser bekannten Decken-Luftauslaßvorrichtung besteht darin, daß der horizontale Volumenstrom glatte bzw. ebenflächige Deckenunterseiten erfordert, damit die Luftbewegung nicht durch ablenkende Flächen, wie sie z. B. bei strukturierten Decken vorhanden sind, behindert wird. Ferner wird durch die waagrechte Ausblasung eine größere Sekundärluft-Beimischung auftreten, was unwirtschaftlich ist. Schließlich wird infolge der um 90° getrennten Ausblasrichtungen kein stabiles Strömungsbild erreicht. Diesen Mangel weist auch z. B. die Ausführungsform nach Fig. 6 der DE-OS 24 43 685 auf, wenngleich bei diesem bekannten Luftauslaß die radiale Ausblasrichtung zur Horizontalen geneigt ist und folglich die bei waagrechter Ausblasrichtung auftretenden Nachteile hier vermieden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Decken-Luftauslaßvorrichtung der eingangs bezeichneten Art derart weiterzubilden, daß einem Minimal-Volumenstrom, der zur Horizontalen geneigt ist, im Bedarfsfalle ein veränderlicher zusätzlicher Volumenstrom mit gleicher Ausblasrichtung und konstanter Austrittsgeschwindigkeit zugeschaltet werden kann, um ein stabiles diffuses Strömungsbild bei wirtschaftlicherer Arbeitsweise zu erreichen und die Raumdurchspülung insgesamt zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird obige Aufgabe dadurch gelöst, daß der Düsenkörper an einer schrägen Mantelfläche, deren Neigung zur Horizontalen zwischen etwa 30° bis 60° beträgt, eine Reihe von parallel oder etwa parallel zur Mantelfläche verlaufenden Zuluft-Auslaßnuten aufweist, die bei an der Sitzfläche anliegendem Düsenkörper Primäröffnungen zur Erzeugung individueller Luftstrahlen bilden und bei von der Sitzfläche weg nach unten verstelltem Düsenkörper Leitstrahlen für den aus der spaltförmigen Sekundäröffnung parallel zu den Leitstrahlen austretenden VoIumenstrom erzeugen. Zur Abgabe des Minimal-Volumenstroms, d.h. einer minimalen Luftleistung ist der Düsenkörper gegen seine ortsfeste Sitzfläche gehalten, so daß nur die individuellen Luftstrahlen durch die offenen Austrittsprofile der Zuluft-Auslaßnuten bzw. Primäröffnungen gebildet werden. Die Luftstrahlrichtung, Strahltiefe, der Strahlwinkel und die Ausblasgeschwindigkeit sind konstant. Dieser Minimal-Volumenstrom kann z. B. 40% der Gesamtleistung ausmachen. Die Variation der ausgeblasenen Luftmenge von 40% bis 100% erfolgt bei konstanter Austrittsgeschwindigkeit durch Verstellung des Düsenkörpers relativ zu seiner ortsfesten Sitzfläche, wodurch ein mehr oder weniger großer, umlaufender Spalt freigegeben wird,

der innen durch die genutete Mantelfläche des Düsenkörpers und außen durch eine glatte oder ebene Fläche (Sitzfläche für den Düsenkörper) begrenzt ist. Die durch die Zuluft-Auslaßnuten erzeugten individuellen Luftstrahlen bilden nun stabilisierende Leitstrahlen, ■> für den aus der zugeschalteten spaltförmigen Sekundäröffnung in gleicher Richtung austretenden Volumenstrom. Entsprechend der zu fördernden Luftleistung ergibt sich bei konstanter Austrittsgeschwindigkeit dadurch ein stabiles diffuses Strömungsbild. Da die iu Zuluft-Auslaßnuten parallel zur Mantelfläche des Düsenkörpers verlaufen, und zwar alle mit gleicher Tiefe, ergibt sich ein Ausblaswinkel zur Horizontalen zwischen etwa 30°—60°, wobei die Strahlrichtung entsprechend dem vorgegebenen Neigungswinkel stabil bis zur vollkommenen Strahlauflösung bleibt. Geringfügige Strahlabweichungen im Strahl-Auflösungsbereich bei Übertemperaturen oder starken Untertemperaturen haben für die Funktion der erfindungsgemäßen Luftauslaßvorrichtung praktisch keine Bedeutung. Die Decken-Luftauslaßvorrichtung gemäß der Erfindung ist durch den gewählten Ausblaswinkel von etwa 30° —60° zur Horizontalen unabhängig von der jeweiligen Deckenkonstruktion, d.h. die Erfindung kann vorteilhaft auch bei strukturierten Decken zur Anwendung kommen. Die Geometrie der Luft-Auslaßvorrichtung bzw. der Primär- und Sekundäröffnung kann frei gewählt werden, d. h. es sind quadratische, rechteckige, geradlinige, gebogene, runde sowie andere beliebige Grundrisse möglich, die vorteilhaft zweckentsprechende Kombinationen mit z. B. Leuchten und Akustikelementen erlauben. Das jeweils erreichbare Strömungsbild ist direkt proportional zu der gewählten Geometrie der Luftauslaßvorrichtung, d. h., bei einer quadratischen Luftauslaßvorrichtung wird ein quadratischer Flächen- i^r> bereich im Raum luftmäßig erfaßt, bei einem rechteckigen oder geradlinigen Luftauslaß ergeben sich analoge Strömungsbilder. Es ist ferner möglich, die Primäröffnungen und die Sekundäröffnung nur entlang einer Seite, ausgewählten unterschiedlichen Seiten oder to sämtlichen Seiten eines mehrseitigen Düsenkörpers vorzusehen, so daß entsprechend eine ein-, mehr- oder allseitige wechselweise Ausblasung möglich ist. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Leitstrahlen-Ausbildung parallel oder im wesentlichen parallel zur Strahlrichtung des zusätzlichen Volumenstroms aus der spalt- oder schlitzförmigen Sekundäröffnung erfolgt, um die erwünschte Leitwirkung für letzteren zu erreichen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Düsenkörper die Form eines Pyramiden- oder Kegel- so stumpfes oder eine ähnliche Körperform und seine umlaufende Sitzfläche eine entsprechend angepaßte Raumform aufweisen. In diesem Fall können die Zuluft-Auslaßnuten an der Mantelfläche des Düsenkörpers strahlenähnlich angeordnet sein.

Nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Zuluft-Auslaßnuten einen bogenförmigen, rechteckigen, dreieckigen oder beliebigen polygonen Strömungsquerschnitt aufweisen, um die Leitwirkung der Einzel-Luftstrahlen in bezug auf die Luftströmung aus der variierenden schlitz- oder spaltförmigen Sekundäröffnung zu erzielen.

Zweckmäßig weist die Sitzfläche für den Düsenkörper gegenüber dessen Mantelfläche in der maximalen Verstellposition des Düsenkörpers noch eine geringfügige Überhöhung auf, was für die Stabilisierung der Einzelstrahlen vorteilhaft ist, um dadurch deren Strahlrichtung von Fremdlufteinflüssen unabhängig zu machen.

Um eine zu hohe Induktion im Mittelbereich der Luft-Auslaßvorrichtung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Düsenkörper ein Hohlkörper ist, der wenigstens an seiner Unterseite durch eine poröse, gelochte oder geschlitzte Platte geschlossen ist, durch die zusätzliche Luft in geringer Menge aus dem Innern des Düsenkörpers ausgeblasen werden kann. Dadurch wird auch eine Verschmutzung der Luftauslaßvorrichtung durch direkte Raumluftberührung mit dem Auslaß verhindert

Noch eine weitere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des durch eine Gewichtsausgleichsvorrichtung ausbalancierten Düsenkörpers durch eine Betätigungs-Membrane erfolgt, die durch den Druck der Zuluft gesteuert wird. Auf diese Weise wird eine sehr exakte Steuerung des Düsenkörpers zur Luftmengenvariation im Bereich von 40% bis 100% der Gesamtabgabeleistung möglich.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht einer Dekken-Luftauslaß vorrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Schrägansicht eines Düsenkörpers in Form eines Pyramidenstumpfes, der in der Decken-Luftauslaßvorrichtung der F i g. 1 verwendet werden kann;

F i g. 3 eine Schrägansicht eines Düsenkörpers in Form eines Kegelstumpfes, der z. B. anstelle des pyramidenstumpfförmigen Düsenkörpers in der Dekken-Luftauslaßvorrichtung der F i g. 1 eingebaut werden kann,

Fig.4 eine Schnittansicht, die in der linken und rechten Hälfte zwei weitere unterschiedliche Ausführungsformen des Düsenkörpers veranschaulicht und

F i g. 5 eine der F i g. 1 ähnliche schematische Schnittansicht, die den Düsenkörper in einer Einstellposition zeigt, in der die Sekundäröffnung zusammen mit den Primäröffnungen wirksam ist.

Die in den F i g. 1 und 5 gezeigte Decken-Luftauslaßvorrichtung 10 weist einen Luftverteiler 11 mit z. B. quadratischem lichten Querschnitt auf, der mit einem die Zuluft führenden Rohr 12 verbunden ist und eine Lamellenkonstruktion 13 enthält, welche eine Gleichrichtung des Volumenstroms in Auslaßrichtung bewirkt. Am unteren Rand des Luftverteilers 11 schließt sich eine die Sitzfläche 15 für einen Düsenkörper 14 bildende Wandung an, die die Auslaßöffnung der Luft-Auslaßvorrichtung 10 nach außen begrenzt. Der Düsenkörper 14 kann beispielsweise die Form einer vierseitigen Pyramide (F i g. 2) aufweisen, als Hohlkörper ausgebildet und an seiner Unterseite mit einer gelochten Platte 16 versehen sein. Die umlaufende Sitzfläche 15 weist eine dem pyramidenstumpfförmigen Düsenkörper 14 angepaßte Raumform auf, und der Düsenkörper 14 sitzt in der in F i g. 1 gezeigten Schließstellung im wesentlichen über seine volle Höhe satt auf der Sitzfläche 15 auf.

An der Mantelfläche 17 des pyramidenstumpfförmigen Düsenkörpers 14 sind strahlenförmig zahlreiche Zuluft-Auslaßnuten 18 vorgesehen, die bei in Schließstellung befindlichem Düsenkörper 14 (Fig. 1) sogenannte Primäröffnungen zur Erzeugung individueller Luftstrahlen 19 bilden, die den Minimal-Volumenstrom darstellen. In Abweichung vom Ausführungsbeispiel können erfindungsgemäß die Zuluft-Auslaßnuten auch umgekehrt in der Sitzfläche für den Düsenkörper

vorgesehen sein, der dann glatte Umschließungsflächen aufweist (Heizfall).

Im Ausführungsbeispiel weisen die Zuluft-Auslaßnuten 18 einen halbkreisförmigen Strömungsquerschnitt auf, der über die gesamte Länge der Auslaßnuten konstant ist. Es erweist sich als zweckmäßig, wenn der Durchmesser b der Zuluft-Auslaßnuten 18 gleich oder ungefähr gleich ist dem gegenseitigen Abstand c der Auslaßnuten 18. Bei Zuluft-Auslaßnuten mit z.B. rechteckigem Strömungsquerschnitt kann das Seitenverhältnis s: b = 1 :2 bis 2 :1 sein.

Im Ausführungsbeispiel beträgt ferner der Neigungswinkel der Sitzfläche 15 zur Horizontalen 45°, was auch für die Mantelfläche 17 des Düsenkörpers 14 gilt Wie die F i g. 1 und 5 weiter erkennen lassen, verlaufen die Zuluft-Auslaßnuten 18 parallel zur Mantelfläche 17 bzw. Sitzfläche 15.

Wenn die abzugebende Luftmenge über das Minimal-Volumen hinaus erhöht werden soll, wird der Düsenkörper 14 nach unten verstellt, wie z.B. in Fig.5 angedeutet ist, wodurch zwischen der Mantelfläche 17 des Düsenkörpers 14 und der Sitzfläche 15 eine sogenannte Sekundäröffnung 20 in Form eines ringförmigen Spaltes ausgebildet wird, durch den ein zusätzlicher Volumenstrom austritt, der durch die Leitstrahlen 19' (Fig.5) stabilisiert wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 2 und 5 wird z.B. ein quadratischer Flächenbereich im Raum luftmäßig bestrichen. Durch Verstellung des Düsenkörpers 14 kann eine Luftmengenvariation z.B. zwischen 40 bis 100% der Gesamtleistung erreicht werden. Die durch die gelochte Platte 16 austretende Luftmenge ist im Vergleich zur restlichen Abgabemenge minimal und gerade ausreichend, daß eine Verschmutzung der Luftauslaßvorrichtung durch Raumluft vermieden ist. Um die Richtung der Leitstrahlen 19 durch Fremdluft nicht zu beeinflussen, ist die Sitzfläche 15 in bezug auf den Düsenkörper auch dann noch geringfügig überhöht, wenn sich dieser in seiner maximalen Verstellposition (F i g. 5) befindet. Dies ist in F i g. 5 bei 35 angedeutet.

Die Vorrichtung zur Verstellung des Düsenkörpers 14 ist in den F i g. 1 und 5 nur schematisch gezeigt und in der Praxis so ausgeführt, daß der Düsenkörper 14 stabil, d.h. gleichmäßig geführt wird, um allseitig gleiche Strömungsquerschnitte zu erzielen. Zur Auf- und Abbewegung des Düsenkörpers 14 dient im vorliegenden Fall eine Betätigungsmembrane 22, deren bewegliche Seite 23 über eine Stange 21 mit dem Düsenkörper 14 verbunden ist. Ein Gehäuse 24 umschließt die Betätigungsmembrane 22 luftdicht und ist an der Oberseite des Luftverteilers 11 festgemacht. Der durch das Gehäuse 24 begrenzte Innenraum 25 steht über eine Zuleitung 26 in Verbindung mit dem die Zuluft führenden Rohr 12. Der Druck in dem Rohr 12 wird über die Zuleitung 26 in den Raum 25 zur Steuerung der Betätigungsmembrane 22 eingeführt, die entsprechend ίο dem anstehenden Druck die Stange 21 bewegt und den mit dieser verbundenen Düsenkörper 14 in eine entsprechende Auslaßposition fährt.

Die Verstellung des Düsenkörpers 14 kann in Abweichung vom Ausführungsbeispiel auch durch Fremdansteuerung pneumatisch oder elektrisch erfolgen. Der Hubweg des Düsenkörpers 14 ist linear zum geförderten Volumenstrom. Befindet sich der Düsenkörper 14 in seiner Schließstellung (F i g. 1), so bedeutet dies Abgabe einer minimalen Luftmenge, in der maximalen Verstellposition des Düsenkörpers 14 (F i g. 5) wird dagegen die Höchstluftmenge abgegeben. Um eine präzise Einstellung des Düsenkörpers 14 zu ermöglichen, ist im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 und 5 noch eine Gewichts-Ausgleichsvorrichtung 27 vorge- 2^r> sehen, die ein Ausgleichsgewicht 28 aufweist, das um eine Achse 29 schwenkbar gelagert ist und über einen Seilzug 30 mit dem Düsenkörper 14 verbunden ist. Dieser Seilzug läuft über eine Umlenkrolle 31, die um die Achse 29 drehbar ist.

Fig.3 zeigt einen kegelstumpfförmigen hohlen Düsenkörper 14a mit einer Mantelfläche 17a und Zuluft-Auslaßnuten 18a, der bei entsprechender Anpassung der Sitzfläche 15 in der Decken-Luftauslaß vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann. J5 F i g. 4 zeigt in der linken Hälfte der Schnittansicht einen den bereits beschriebenen Düsenkörpern ähnlichen Düsenkörper Hb, der zusätzlich zu der gelochten Platte t6b an der Unterseite durch eine gewölbte gelochte Platte 32 an der Oberseite verschlossen ist. In der rechten Hälfte der Schnittansicht der F i g. 4 weist der Düsenkörper 14c an seiner Unter- und Oberseite gelochte Platten 16c und 33 auf, deren Löcher durch Rohre 34 verbunden sind, um zusätzlich Luft aus der Unterseite des Düsenkörpers austreten zu lassen, die eine Verschmutzung desselben durch Raumluftberührung vermeidet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Decken-Luftauslaßvorrichtung für variablen Volumenstrom zur Raumbelüftung, mit wenigstens einer Primäröffnung zur Abgabe eines Minimal-Volumenstroms und einer zuschaltbaren variablen Sekundäröffnung in Form eines Spaltes zwischen einem verstellbaren Düsenkörper und einer ortsfesten Sitzfläche für diesen, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (14) an einer schrägen Mantelfläche (17), deren Neigung zur Horizontalen zwischen etwa 30° bis 60° beträgt, eine Reihe von parallel oder etwa parallel zur Mantelfläche verlaufenden Zuluft-Auslaßnuten (18) aufweist, die bei an der Sitzfläche (15) anliegenden Düsenkörper (14) Primäröffnungen zur Erzeugung individueller Luftstrahlen (19; F i g. 1) bilden und bei von der Sitzfläche (15) weg nach unten verstellten Düsenkörper (14) Leitstrahlen (19'; F i g. 5) für den aus der spaltförmigen Sekundäröffnung parallel zu den Leitstrahlen austretenden Volumenstrom erzeugen.

2. Decken-Luftauslaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (14; 14a,) die Form eines Pyramiden- oder Kegelstumpfes oder eine ähnliche Körperform und seine umlaufende Sitzfläche (15) eine entsprechend angepaßte Raumform aufweist.

3. Decken-Luftauslaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft-Auslaßnuten (18) an der Mantelfläche (17) des Düsenkörpers (14) strahlenähnlich angeordnet sind.

4. Decken-Luftauslaßvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft-Auslaßnuten (18) einen bogenförmigen, rechteckigen, dreieckigen oder beliebigen polygonen Strömungsquerschnitt aufweisen.

5. Decken-Luftauslaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzflächen (15) für den Düsenkörper (14) gegenüber dessen Mantelfläche (17) in der maximalen Verstellposition des Düsenkörpers (Fig.5) noch eine geringfügige Überhöhung (35) aufweist.

6. Decken-Luftauslaßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (14) ein Hohlkörper ist, der wenigstens an seiner Unterseite durch eine poröse, gelochte oder geschlitzte Platte (16) geschlossen ist.

7. Decken-Luftauslaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des durch eine Gewichtsausgleichsvorrichtung (27) ausbalancierten Düsenkörpers (14) durch eine Betätigungsmembrane (22) erfolgt, die durch den Druck der Zuluft gesteuert wird.