DE2833822B1 - Decken-Luftauslassvorrichtung fuer variablen Volumenstrom zur Raumbelueftung - Google Patents
Decken-Luftauslassvorrichtung fuer variablen Volumenstrom zur RaumbelueftungInfo
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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
ίο
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- ir>
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- 2r>
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)
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.
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