DE3042216C2

DE3042216C2 - Drallauslaß

Info

Publication number: DE3042216C2
Application number: DE3042216A
Authority: DE
Inventors: Franc Dr.-Ing. 5102 Würselen Sodec; Werner Ing.(grad.) 5170 Jülich Veldboer
Original assignee: H Krantz & Co 5100 Aachen GmbH; H Krantz GmbH and Co
Current assignee: H Krantz TKT GmbH
Priority date: 1980-11-08
Filing date: 1980-11-08
Publication date: 1986-03-27
Also published as: CH653430A5; ES274983Y; GB2090964A; IT1142054B; GB2090964B; NL8104890A; ATA465881A; FR2493917A1; FR2493917B1; IT8124900A0; NL183251B; BE891027A; DE3042216A1; AT373168B; ES274983U; NL183251C

Description

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Die Erfindung betrifft einen Drallauslaß gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Drallauslässe sind durch die DE-GM 03 910 und 78 06 683 bekannt und ermöglichen es, einen Teil des Luftvolumenstroms horizontal und einen weiteren Teil vertikal auszublasen. Das Verhältnis der beiden Teilvolumenströme iäßt sich durch eine Veränderung der Position des Ventiltellers variieren.

Mit den bekannten Auslässen ist es aber'nicht möglieh, das durch den Coanda-Effekt hervorgerufene Anlegen des austretenden Ringstrahles an die Decke mit Hilfe des Kernstrahles zu unterbinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drallauslaß der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß es je nach Bedarf möglich ist, die horizontal ausgeblasenen Luftstrahlen von dem vertikal ausgeblasenen Injektorstrahl zu induzieren und dadurch umzulenken.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Drallauslaß der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art ausgegangen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten

Merkmale aufweist.

Durch dieerfindungsgemäße diskontinuierliche Ausbildung des Obergangs des Außenrohres zum ausströmseitigen Rohrende lassen sich Randwirbel erzeugen, die den Coanda-Effekt stören. Zudem treten unterhalb der Blende starke Wirbel auf, die ein Anlegen des Ringstrahls an den Kernstrahl weiter begünstigen \ önnen. Schließlich wird durch die Ringscheibe ermöglicht, daß Luft in den Bereich oberhalb des austretenden Ringstrahls eindringen kann, wodurch ebenfalls ein Ablösen des Ringstrahls von der Decke begünstigt wird.

Somit wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Auslasses durch verschiedene, sich gegenseitig in ihrer Wirkung unterstützende Maßnahmen erreicht, daß die horizontal ausgeblasenen Luftstrahlen von dem vertikal ausgeblasenen Injektorstrahi induziert und somit umgelenkt werden können, wobei der Luftvolumenstrom des Injektorstrahles in bekannter Weise durch eine Positionsveränderung des Ventiltellers verändert werden kann. Mit dieser Veränderung ändert sich auch die Induktionswirkung des vertikal ausgeblasenen Injektorstrahls und damit die Richtung des gesamten Luftvolumenstromes. Bei durch den Ventilteller verschlossenem Kernrohr (Volumenstrom des Injektorstrahls = 0) tritt der aus dem Ringijuerschnitt austretende Luftstrahl mehr oder weniger normal von der Auslaßachse weg in den Raum ein. Durch Erhöhung des Luftvolumenstromes, der durch das Kernrohr als Injektorstrahl in den Raum tritt, wird der Gesamtluftstrahl mehr gebündelt und tritt steiler in den Raum ein. Ab einem bestimmten Luftvolumenstrom des Injektorstrahls wird der Gesamtvolumenstrahl fast konzentrisch zur Strahlachse vertikal nach unten in den Raum geblasen.

Es empfiehlt sich, die Einstellbarkeit des Ventiltellers so auszubilden, daß der Injektorstrahi sich entweder in kleinen Stufen oder aber vorzugsweise stufenlos regeln läßt, wobei die Regelung mit Steuerungsmittel erfolgen kann. Im Bedarfsfall kann auch eine einmalige Einstellung des Ventiltellers zum angestrebten Erfolg führen. Eine Regelung ohne Fremdenergie, z. B. mit Hilfe eines Thermostats, ist auch möglich.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drallauslasses beträgt der öffnungswinkel des kegeistumpfförmigen Abschnittes 20—60°, das Verhältnis der Höhe des zylindrischen Abschnittes zu dessen Durchmesser bis max. 0,4, das Verhältnis des Durchmessers des Kirnrohres zum Durchmesser des ■zylindrischen Abschnitts 0,1 —0,5, das Verhältnis des Außendurchmessers der Blende zum Innendurchmesser des Kernrohres 1,5—3 und das Verhältnis der Höhe der Ringscheibe zum Durchmesser des zylindrischen Abschnitts > 0,1.

Mit bestimmten Werten des Austrittswinkels und des Verhältnisses der Höhe des zylindrischen Abschnittes zu dessen Durchmesser läßt sich erreichen, daß sich die radial ausgeblasenen Luftstrahlen auch ohne Injektorstrahi nicht horizontal, sondern unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen ausbreiten. Je größer der Austrittswinkel und das besagte Höhen-Durchmesser-Verhältnis gewählt werden, desto größer ist der Winkel der eingeleiteten Luftstrahlen zur Horizontalen. Damit erzielt man, daß in hohen Räumen die Zuluft nicht horizontal, sondern mehr oder weniger steil direkt nach unten in den Raum ausgeblasen wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Drallauslaß kann der Luftvolumenstrom stufenlos von der horizontalen bis zur senkrechten Richtung eingeblasen werden. Im maximalen Kühllastfall und bei niedrigen Räumen wird ein

horizontales Ausblasen bzw. ein geringer Ausblaswinkel bevorzugt Im Heizfall und in hohen Räumen wird ein steiler Ausblaswinkel angestrebt, damit der Raum bis zum Boden intensiv mit Luft durchspült wird.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer Drallauslaß als Ausführungsbeispiel dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Drallauslaß in einem vertikalen Querschnitt;

F i g. 2 bis 4 den Drallauslaß mit unterschiedlich positioniertem Ventilteller.

Der Drallauslaß besteht im wesentlichen aus einem Außenrohr 1, das im oberen Bereich seines freien Querschnitts von einem Lochblech 2 durchsetzt ist Das Außenrohr 1 weist am ausströmseitigen Rohrende eine den Durchmesser vergrößernde Abrundung 3 auf.

Konzentrisch in dem Außenrohr ist ein Kernrohr 4 angeordnet auf dessen Außenumfang verwundene Schaufeln 5 sich radial über den zwischen dem Außenmotor 1 and dem Kernrohr 4 verbleibenden Ringraum erstrecken.

Der Kernrohr 4 ist ausströmseitig mit einer in den Ringraum hineinreichenden Blende 6 versehen und besitzt am einströmseitigen Rohrende eine in Strömungsrichtung des Durchmessers des Kernrohres 4 verkleinernde Abrundung 7. ■

Im Einlaufbereich des Kernrohres 4 ist ein Ventilteller 8 angeordnet der durch einen Stellmotor 9 einströmseitig in das Kernrohr 4 einführbar ist

Ausströmseitig ist an die Abrundung 3 des Außenrohres 1 konzentrisch ein Kragen 10 angeschlossen, der aus einem zylindrischen Abschnitt 11, einem an den zylindrischen Abschnitt angeschlossenen, sich in Strömungsrichtung erweiternden kegelstumpfförmigen Abschnitt 12 und einer an den kegelstumpfförmigen Abschnitt angeschlossenen und senkrecht zur Rohrachse ausgerichteten Ringscheibe 13 besteht

Wie Fig.2 zeigt werden die über den Ringquerschnitt eingeblasenen Luftstrahlen um etwa 90° zur Mittelachse des Drallauslasses umgelenkt, wenn der Ventilteller 8 den Querschnitt des Kernrohres 4 versperrt und somit ein Injektorstrahl entfällt.

Wie F i g. 3 zeigt, treten die über den Ringquerschnitt in den Raum eingeleiteten Strahlen in einem Winkel cc\ zur Horizontalen aus, der größer ist alf 0, weil der gegenüber F i g. 1 angehobene Ventilteller 8 die Ausbildung eines Injektorstrahls ermöglicht, der die aus dem Ringquerschnitt austretenden Strahlen induziert und somit gegenüber F i g. 2 umlenkt.

Wie F i g, 4 zeigt ist die induzierte Wirkung des durch das Kernrohr 4 geleiteten Injektorstrahls aufgrund der gegenüber F i g. 3 weiter nach oben verschobenen Position des Ventiltellers 8 so intensiv, daß die Gesamtluftstrahlen eine Bündelung erfahren und steil nach unten in den Raum gelangen, wobei der Winkel tx\ etwa 90° erreicht

Bemerkt sei noch, daß zwar der aus dem Kernrohr 4 austretende Strahl gegenüber dem durch das Lochblech und die Drallschaufeln stark gebremsten, aus dem Ringraum austretenden Strahl eine sehr viel höhere Austrittsgeschwindigkeit besitzt, aber eine geringere Induktionswirkung hat, da der aus dem Kernrohr 4 austretende Strahl nicht verdrallt ist, wogegen der aus dem Ringraum austretende Strahl zur Erzielung einer erhöhten Induktionswirkung vercirallt ist. Der unter der Blende 6 erzeugte Unterdruck kann den Ringstrahl deshalb besonders wirkungsvoll in Richtung zur Mittelachse des Auslasses ziehen, weil durch die diskontinuierliche Ausbildung des Überganges d<* Außenrohres 1 zum ausströmseitigea Rohrende dem Coanda-Effekt entgegengewirkt wird. Die Unterbrechung in der Abrundung erleichtert somit die Ablösung des Ringstrahls.

Im Heizfall mischt sich von der Ober- und Unterseite der Ringscheibe 13 aus, wenn diese dünn ausgebildet ist Raumluft bei, und zwar in horizontaler Richtung, und bewirkt daß der aufgeheizte, ohnehin nicht nach unten tendierende Ringstrahl sich horizontal ausbreitet Besitzt dagegen die Ringscheibe 13 erfindungsgemäß eine Außenrandhöhe Ai oder eine bestimmte Scheibenstärke, strömt dem Ringstrahl von unten in unveränderter Weise Raumluft zu. Die von oben dem Ringstrahl zuströmende Raumluft kann aber in Abhängigkeit von der Scheibenstärke nun vertikal dem Ringstrahl zuströmen und unterstützt somit die Umlenkung des Ringstrahls nach unten, und zwar durch die Beimischung der Raumluft mehr oder weniger senkrecht von oben nach unten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen?

Claims

Patentansprüche:

1. Drallauslaß aus einem Außenrohr und einem darin konzentrisch angeordneten Kernrohr mit sich über einen Ringquerschnitt zwischen dem Außendurchmesser des Kernrohres und dem Innendurchmesser des Außenrohres radial erstreckenden Drallschaufeln und einem außerhalb des Kernrohres gelagerten, einströmseitig in das Kernrohr einführbaren Ventilteller, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Kernrohres entspricht, wobei das Kernrohr am einströmseitigen Rohrende eine den Rohrquerschnitt in Strömungsrichtung verkleinernde Abrundung und am ausströmseitigen Rohrende eine in den freien Ringquerschnitt hineinreichende Blende und das Außenrohr eine den Durchmesser zum ausströmseitigen Rohrende hin vergrößernde Abrundungpijfweist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Rohrdurchmesser des Außenrohres (1) zum ausströmseitigen Rohrende hin vergrößernde Abrundung (3) in einen konzentrischen Kragen (10) übergeht der aus einem an die Abrundung (3) angeschlossenen zylindrischen Abschnitt (11), einem an den zylindrischen Abschnitt (11) angeschlossenen, sich in Strömungsrichtung erweiternden kegelstumpfförmigen Abschnitt (12) und einer an den kegelstumpfförmigen Abschnitt (12) angeschlossenen Ringscheibe (13) besteht.

2. Drallauslä3 nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel (λ) des kegelstumpfförmigen Abschnitts (12) 20—60°, das Verhältnis der Höhe (h) des zylind "ächen Abschnitts (11) zu dessen Durchmesser (D) bis max. 0,4, das Verhältnis des Innendurchmessers f'o/des Kernrohres (4) zum Durchmesser (D) des zylindrischen Abschnitts (11) 0,1— OA das Verhältnis des Außendurchmessers (di) der Blende (6) zum Innendurchmesser (d) des Kernrohres (4) 1,5—3 und das Verhältnis der Höhe (h\) der Ringscheibe (13) zum Durchmesser (D) des zylindrischen Abschnitts (11) > 0,01 ist.