DE3840268C1 - Air blow-out device for ventilation and air-conditioning installations - Google Patents

Abstract

Arranged in the blow-out swirl chamber 12 on the side opposite the diffuser 2 is a fan 1 which is assigned a suction stub 11. The room air 3 sucked in by the fan 1 experiences in the impeller swirling which is dependent upon the total pressure increase of the fan 1. The diffuser 2 deflects the axial swirling flow without losses into a radial discharge flow 4 of the conveyed air. By means of the construction according to the invention, the additional structural expenditure previously required to generate the swirling is dispensed with. To increase the swirling strength, a flow resistance can be constructed upstream or downstream of the fan for the purpose of boosting the pressure increase. In addition, devices for treating the air to be conveyed, e.g. a heat exchanger or a humidifier, can be arranged upstream of the fan. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftausblasvorrichtung für Lüftungs- und Klimaanlagen in Räumen unter Verwendung eines Wirbelerzeugers, der durch eine hohlzylindrische und/oder hohlkegelstumpfförmige Ausblaswirbelkammer gebildet ist, wobei in der Austrittsebene der Ausblas­ wirbelkammer ein Diffusor angeordnet ist, dessen Ein­ trittsdurchmesser kleiner oder gleich dem inneren Durch­ messer der Ausblaswirbelkammer ist und auf der Achse eine Düse und/oder ein Gleichrichter axial verstellbar angeordnet ist bzw. sind, wobei der Außendurchmesser der Düse mindestens so groß wie der Eintrittsdurch­ messer des Diffusors ist.The invention relates to an air blowing device for Ventilation and air conditioning systems in rooms using of a vortex generator, which is a hollow cylindrical and / or a frustoconical blow-out vortex chamber is formed, with the outlet in the outlet plane vortex chamber a diffuser is arranged, the one tread diameter less than or equal to the inner diameter Knife of the blow-out swirl chamber and on the axis a nozzle and / or a rectifier axially adjustable is or are arranged, the outer diameter the nozzle is at least as large as the inlet through knife of the diffuser.

Eine Luftausblasvorrichtung der aufgezeigten Gattung ist aus der DE-OS 36 42 056 bekannt. Hierbei wird über ein Zuluftrohr, das an einen Luftförderer, z. B. einen Ventilator, angeschlossen ist, dem Wirbelerzeuger Warm- oder Kaltluft zugeführt. Im Wirbelerzeuger ist ein spe­ zieller Drallerzeuger in Form eines verstellbaren Luft­ lenkelementerings angeordnet. Durch Verstellen der Luftlenkelemente kann die Drallstärke und damit die Strahlrichtung des austretenden Luftstrahls vom Hori­ zontal- bis zum Vertikalstrahl verändert werden. Da­ durch ist es möglich, im Heizfall die Warmluft ohne Drall von der Raumdecke vertikal in den Aufenthaltsbe­ reich eines Raumes zu blasen. Im Kühlfall wird durch Verstellen der Luftlenkelemente der austretende Luft­ strahl so stark verdrallt, daß die Kaltluft horizontal in den Raum geblasen und vor Erreichen des Aufenthalts­ bereichs intensiv mit Raumluft durchmischt wird.An air blowing device of the type shown is known from DE-OS 36 42 056. Here is about an air supply pipe connected to an air conveyor, e.g. B. one Fan, is connected to the vortex generator warm or cold air. A vortex is in the vortex generator zeal swirl generator in the form of an adjustable air arranged steering element rings. By adjusting the  Air steering elements can change the swirl strength and thus the Direction of jet of the exiting air jet from the Hori zontal- up to the vertical beam can be changed. There through it is possible to use the warm air without heating Twist from the ceiling vertically into the lounge to blow rich of a room. In the case of cooling, through Adjustment of the air steering elements of the emerging air jet swirled so strongly that the cold air is horizontal blown into the room and before reaching the stay area is intensively mixed with room air.

Nachteilig bei den bekannten Luftausblasvorrichtungen ist der komplizierte Aufbau des Drallerzeugers und die große Volumenstromänderung infolge der erheblichen Be­ einflussung der Druckverluste durch die Dralländerung. Außerdem sind zur Förderung der Luft vom Luftförderer zum Wirbelerzeuger entsprechende Förderleitungen er­ forderlich.A disadvantage of the known air blowing devices is the complicated structure of the swirl generator and the large volume flow change due to the considerable Be Influence of pressure losses due to the swirl change. They are also used to promote air from the air conveyor corresponding conveyor lines to the vortex generator conducive.

Aus der europäischen Patentanmeldung 01 57 999 ist eine Luftausblasvorrichtung mit einem zum Ansaugen und Fördern der Luft dienenden Gebläse bekannt. Der vom Gebläse erzeugte Luftstrom wird einer um eine vertikale Achse drehbar angeordneten Auslaßdüse zu­ geführt, die vorzugsweise nebeneinander angeordnete Lamellen aufweist. Dadurch soll ein sich fächerförmig verbreitender Luftstrom erreicht werden. Die durch das Gebläse entstehende Drallströmung wird durch die Anordnung der Auslaßdüse, insbesondere in Form der nebeneinander angeordneten Lamellen, zielgerichtet aufgehoben. Die Regelung des austretenden Luftstroms wird neben der Luftgeschwindigkeit und Einstellung der Auslaßdüse primär durch Änderung der Drehge­ schwindigkeit der Auslaßdüse erreicht.From European patent application 01 57 999 an air blowing device with one for suction and conveying the air-serving fan. The Airflow generated by the blower becomes one by one vertical axis rotatably arranged outlet nozzle performed, which are preferably arranged side by side Has slats. This should make a fan shape air flow can be achieved. By the swirl flow created by the fan Arrangement of the outlet nozzle, in particular in the form of side-by-side slats, targeted canceled. The regulation of the exiting air flow is next to the air speed and setting the outlet nozzle primarily by changing the rotary exhaust nozzle speed reached.

Nachteilig hierbei sind neben dem baulichen Aufwand die laufenden Betriebskosten und eine Störanfällig­ keit sowie die erforderliche Regelung oder Einstel­ lung der Drehgeschwindigkeit.In addition to the structural effort, this is disadvantageous the ongoing operating costs and a susceptibility to failure speed as well as the necessary regulation or setting rotation speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Luftausblasvorrichtung der aufgezeigten Gattung die Luftführungs- und Regelungseigenschaften bei Wegfall des zur Drallerzeugung erforderlichen zusätzlichen baulichen Aufwands zu verbessern.The invention has for its object in a Air blowing device of the type shown Air routing and control properties in the event of loss the additional required to generate swirl improve construction costs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der dem Diffusor gegenüberliegenden Seite der Ausblaswirbelkammer ein Ventilator mit zugeordne­ tem Ansaugstutzen angeordnet ist, wobei dem Ventilator oder dem Diffusor Strömungswiderstände vor- und/oder nachgeschaltet sein können. According to the invention, this object is achieved by that on the side opposite the diffuser a fan with the blow-out vortex chamber tem intake manifold is arranged, the fan or the diffuser upstream and / or can be connected downstream.  

Erfindungsgemäß wird der physikalische Effekt der Druck­ erhöhung, der in einem Ventilator auf der Erzeugung einer Drallströmung beruht, genutzt, wodurch auf einen spezi­ ellen Drallerzeuger verzichtet werden kann. Nach der Euler'schen Hauptgleichung ist die Druckerhöhung in einer Strömungsarbeitsmaschine von der Umfangskomponente der absoluten Austrittsgeschwindigkeit des Förderme­ diums abhängig. Die durch diese Umfangskomponente be­ dingte Drallstärke der geförderten Luft ist ausreichend, um alle gewünschten Eigenschaften eines Drallstrahles zum Zweck der Belüftung und Klimatisierung von Räumen zu verwirklichen, wenn dem Ventilator ein Diffusor nachgeschaltet ist.According to the invention, the physical effect is pressure increase in a fan on generating a Swirl flow is based, used, whereby on a spec ellen swirl generator can be dispensed with. After Euler's main equation is the pressure increase in a fluid flow machine from the peripheral component the absolute exit speed of the conveyor diums dependent. The be by this circumferential component the required twist strength of the conveyed air is sufficient, all the desired properties of a swirl jet for the purpose of ventilation and air conditioning of rooms to realize if the fan is a diffuser is connected downstream.

Falls die Drallstärke erhöht werden soll, kann dem Ventilator ein fester oder variabler Strömungswider­ stand zwecks Steigerung der Druckerhöhung vor- oder nachgebaut werden, wobei die Strömungswiderstände in Form von Drosseln, Streben oder Rohrleitungen ausge­ bildet sein können.If the twist strength is to be increased, the Fan a fixed or variable flow resistance stood in front of or to increase the pressure increase are reproduced, the flow resistances in Form of chokes, struts or pipes forms can be.

Es besteht die Möglichkeit, dem Ventilator Einrich­ tungen zur Aufbereitung der zu fördernden Luft vorzu­ schalten, z. B. einen Wärmetauscher und/oder einen Be­ feuchter. An den Wärmetauscher können eine Kühlmittel­ leitung und eine Heizmittelleitung angeschlossen sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Düse dem Diffusor nachgeschaltet.It is possible to set up the fan to prepare the air to be conveyed switch, e.g. B. a heat exchanger and / or a loading wetter. A coolant can be attached to the heat exchanger line and a heating medium line must be connected. In a preferred embodiment, the nozzle is downstream of the diffuser.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrie­ ben. Es zeigt
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. It shows

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Luftaus­ blasvorrichtung mit einem stetigen Übergang des Gehäuses der Ausblaswirbelkammer in den Diffusor; Figure 1 is a vertical section through a Luftaus blowing device with a steady transition of the housing of the Ausblaswirbelkammer in the diffuser.

Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch mit zylindrischem Ge­ häuse der Ausblaswirbelkammer; Fig. 2 as shown in Figure 1, but with a cylindrical Ge housing the blow-out vortex chamber.

Fig. 3 wie Fig. 1, jedoch mit in axialer Richtung verstellbarem Gleichrichter; Fig. 3 is as Figure 1, but with adjustable in the axial direction rectifier.

Fig. 4 wie Fig. 3, jedoch mit veränderter Stellung des Gleichrichters; Fig. 4 is as Figure 3 but with a modified position of the rectifier.

Fig. 5 wie Fig. 2, jedoch mit in axialer Richtung verstellbarer Düse; Fig. 5 is as Figure 2 but with adjustable in the axial direction of the nozzle.

Fig. 6 wie Fig. 5, jedoch mit veränderter Stellung der Düse; Fig. 6 as Figure 5 but with a changed position of the nozzle.

Fig. 7 wie Fig. 1, jedoch mit einer dem Diffusor nachgeschalteten in axialer Richtung ver­ stellbaren Düse und Fig. 7 as Fig. 1, but with a downstream of the diffuser in the axial direction ver adjustable nozzle and

Fig. 8 wie Fig. 1, jedoch mit einem dem Ventilator vorgeschalteten Wärmetauscher und einem Kombinationsbauteil, bestehend aus Gleich­ richter und Düse. Fig. 8 as Fig. 1, but with a fan connected upstream of the heat exchanger and a combination component consisting of rectifier and nozzle.

Die in Fig. 1 dargestellte Luftausblasvorrichtung be­ steht aus einer Ausblaswirbelkammer 12 mit einem An­ saugstutzen 11 für den Ventilator 1, der in radialer, diagonaler oder axialer Bauart ausgeführt sein kann. Die vom Ventilator 1 angesaugte Raumluft 3 erfährt im Laufrad einen Drall, der von der totalen Druckerhöhung des Ventilators 1 abhängt. Die axiale Drallströmung hinter dem Ventilator 1 kann mit Hilfe eines Diffusors 2 verlustfrei in eine radiale Abströmung 4 der geförderten Luft umgelenkt werden.The air blow-out device shown in FIG. 1 consists of a blow-out vortex chamber 12 with a suction nozzle 11 for the fan 1 , which can be designed in a radial, diagonal or axial design. The room air 3 sucked in by the fan 1 experiences a swirl in the impeller, which depends on the total pressure increase of the fan 1 . The axial swirl flow behind the fan 1 can be deflected without loss into a radial outflow 4 of the conveyed air with the aid of a diffuser 2 .

Die Drallstärke des Ventilators 1 kann abhängig von der konstruktiven Ausführung bei geringer Druckerhöhung so schwach sein, daß sich trotz der Diffusorwirkung keine radiale, sondern eine axiale Abströmung der geför­ derten Luft einstellt. Eine radiale Abströmung 4 wird dann erreicht, wenn man dem Ventilator 1 oder dem Diffusor 2 Strömungswiderstände, z. B. in Form von Lochblechen oder Drosseln, zum Zweck der Drallerhöhung vor- oder nachschaltet. Gestaltet man die Strömungs­ widerstände variabel, so wird mit einfachsten Mitteln eine stetige Steuerung der Strahlrichtung vom Axial- zum Radialstrahl mit variabler Drallstärke möglich.The swirl strength of the fan 1 can be so weak, depending on the design, with a slight increase in pressure that, despite the diffuser effect, there is no radial but an axial outflow of the air conveyed. A radial outflow 4 is achieved if the fan 1 or the diffuser 2 has flow resistances, for. B. in the form of perforated plates or chokes, upstream or downstream for the purpose of increasing the swirl. If the flow resistances are designed to be variable, continuous control of the jet direction from the axial to the radial jet with variable swirl strength is possible with the simplest of means.

Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich zur Ausführung nach Fig. 1 nur durch das zylindrische Ge­ häuse der Ausblaswirbelkammer 12.The embodiment according to FIG. 2 differs from the embodiment according to FIG. 1 only by the cylindrical housing of the exhaust vortex chamber 12 .

Ist die Drallstärke des Ventilators 1 aufgrund der Einbausituation der Luftausblasvorrichtung als konstante Größe vorgegeben, so lassen sich variable Strahlforma­ tionen der geförderten Luft dadurch erreichen, daß ge­ mäß Fig. 3 und 4 ein auf der Achse 13 der Luftausblas­ vorrichtung verschiebbarer Gleichrichter 5 dem Venti­ lator 1 nachgeschaltet ist. Der Gleichrichter 5, der die von Turboarbeitsmaschinen bekannte Funktion eines Nachleitrades hat, hebt die Drallstärke der Luftströmung ganz oder teilweise auf. Wird der Gleichrichter 5 in die Austrittsebene des Diffusors 2 positioniert, so er­ fährt die gesamte Luftströmung die Gleichrichterwirkung und der Luftstrahl wird axial mit einer großen verti­ kalen Geschwindigkeit in den Raum einströmen.If the swirl strength of the fan 1 input as a constant size due to the installation situation of the air jetting, then variable beam Forma blank functions of the delivered air achieved in that accelerator as Fig. 3 and 4, a device on the axis 13 of the air outlet displaceable rectifier 5 the Venti lator 1 is connected downstream. The rectifier 5 , which has the function of a guide wheel known from turbo working machines, cancels all or part of the swirl strength of the air flow. If the rectifier 5 is positioned in the exit plane of the diffuser 2 , it drives the entire air flow, the rectifier effect and the air jet will flow axially into the room at a large vertical speed.

Wird der Gleichrichter 5 in eine Stellung zwischen Diffusor 2 und Ventilator 1 gemäß Fig. 4 gebracht, so wird nur ein Teil der Drallströmung gleichgerichtet, der andere Teil bleibt drallbehaftet. Hierdurch wird es möglich, die Drallstärke der geförderten Luft zwi­ schen einem maximalen und einem minimalen Wert zu variieren. Der Luftstrahl kann somit stetig vom Axial­ strahl mit großer vertikaler Eindringtiefe im Heizfall bis zum Radialstrahl mit großer Drallstärke und hoher Induktion im Kühlfall gesteuert werden. In den Zwischen­ stellungen des Gleichrichters 5 ergeben sich für die Lüftungstechnik interessante Strahlformationen, die durch eine symmetrische Verdrängungsströmung mit in allen Richtungen wirkenden Geschwindigkeitskomponenten oder durch eine Aufteilung des Gesamtstrahls in einen horizontalen und vertikalen Teilstrahl gekennzeichnet sind.If the rectifier 5 is brought into a position between the diffuser 2 and the fan 1 according to FIG. 4, only part of the swirl flow is rectified, the other part remains twisted. This makes it possible to vary the swirl strength of the air conveyed between a maximum and a minimum value. The air jet can thus be continuously controlled from the axial jet with a large vertical penetration depth in the heating case to the radial jet with a large swirl strength and high induction in the cooling case. In the intermediate positions of the rectifier 5 there are interesting jet formations for ventilation technology, which are characterized by a symmetrical displacement flow with velocity components acting in all directions or by a division of the total jet into a horizontal and vertical partial jet.

An die Stelle des Gleichrichters 5 kann auch eine Düse 7 gesetzt werden. Der Austrittsdurchmesser der Düse 7 ist kleiner oder gleich dem Eintrittsdurchmesser des Diffusors 2. Die Düse bewirkt eine Beschleunigung der axialen Geschwindigkeitskomponente des Drallstrahls und hebt außerdem in der untersten Düsenposition nach Fig. 6 die Wirkung des Diffusors 2 auf. Durch Verschieben der Düse zwischen dem Diffusor 2 und dem Ventilator 1 auf der Achse 13 der Ausblasvorrichtung gemäß Fig. 5 kann ebenfalls die Strahlrichtung beliebig variiert werden.A nozzle 7 can also be used in place of the rectifier 5 . The outlet diameter of the nozzle 7 is less than or equal to the inlet diameter of the diffuser 2 . The nozzle causes the axial velocity component of the swirl jet to accelerate and, in the lowest nozzle position according to FIG. 6, also cancels the effect of the diffuser 2 . By moving the nozzle between the diffuser 2 and the fan 1 on the axis 13 of the blow-out device according to FIG. 5, the jet direction can also be varied as desired.

Die Düse 7 der vorstehend beschriebenen Art kann auch zum Zweck der Strahllenkung in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Diffusor 2 verstellbar angeordnet werden. Sind im Heizfall besonders hohe Eindringtiefen des Warm­ luftstrahls gefordert, so ist eine Kombination 6 der zuletzt genannten Maßnahmen aus Gleichrichter 5 und Düse 7 nach Fig. 8 sinnvoll. In diesem Fall vereinigt man alle vorher genannten Eigenschaften in einem Bauteil. Nach Fig. 8 ist dem Ventilator 1 ein Wärmetauscher 10 vorge­ schaltet, an dem eine Kühlmittelleitung 8 und eine Heiz­ mittelleitung 9 angeschlossen sind. The nozzle 7 of the type described above can also be arranged behind the diffuser 2 in an adjustable manner for the purpose of jet guidance in the flow direction. If particularly high penetration depths of the hot air jet are required in the case of heating, a combination 6 of the last-mentioned measures of rectifier 5 and nozzle 7 according to FIG. 8 is useful. In this case, all of the above properties are combined in one component. According to Fig. 8 the fan 1 is a heat exchanger 10 upstream of which a refrigerant pipe 8 and a heating medium line 9 are connected.

Aufstellung der BezugszeichenList of reference numbers

1 Ventilator
2 Diffusor
3 Raumluft
4 Abströmung radial
5 Gleichrichter
6 Kombinationsbauteil (Gleichrichter + Düse)
7 Düse
8 Kühlmittelleitung
9 Heizmittelleitung
10 Wärmetauscher
11 Ansaugstutzen für 1
12 Ausblaswirbelkammer
13 Achse 1 fan
2 diffuser
3 indoor air
4 radial outflow
5 rectifiers
6 combination component (rectifier + nozzle)
7 nozzle
8 coolant line
9 heating medium line
10 heat exchangers
11 intake manifolds for 1
12 exhaust swirl chamber
13 axis

Claims (8)

1. Luftausblasvorrichtung für Lüftungs- und Klimaan­ lagen in Räumen unter Verwendung eines Wirbeler­ zeugers, der durch eine hohlzylindrische und/oder hohlkegelstumpfförmige Ausblaswirbelkammer gebildet ist, wobei in der Austrittsebene der Ausblaswirbel­ kammer ein Diffusor angeordnet ist, dessen Eintritts­ durchmesser kleiner oder gleich dem inneren Durch­ messer der Ausblaswirbelkammer ist und auf der Achse eine Düse und/oder ein Gleichrichter axial verstell­ bar angeordnet ist bzw. sind, wobei der Außendurch­ messer der Düse mindestens so groß wie der Eintritts­ durchmesser des Diffusors ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Diffusor (2) gegenüberliegenden Seite der Ausblaswirbelkammer (12) ein Ventilator (1) mit zugeordnetem Ansaugstutzen (11) angeordnet ist.1. Air blow-out device for ventilation and air conditioning were in rooms using a vortex generator, which is formed by a hollow cylindrical and / or frustoconical blow-out vortex chamber, with a diffuser being arranged in the exit plane of the outlet vortex chamber, the inlet diameter of which is less than or equal to the inner diameter is the blow-out vortex chamber and on the axis a nozzle and / or a rectifier is or are axially adjustable bar, the outer diameter of the nozzle being at least as large as the inlet diameter of the diffuser, characterized in that on the diffuser ( 2 ) opposite side of the blow-out vortex chamber ( 12 ), a fan ( 1 ) with an associated intake ( 11 ) is arranged. 2. Luftausblasvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Ventilator (1) oder dem Diffusor (2) Strömungswiderstände vor- und/oder nachgeschaltet sind. 2. Air blowing device according to claim 1, characterized in that the fan ( 1 ) or the diffuser ( 2 ) flow resistors are connected upstream and / or downstream. 3. Luftausblasvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungswiderstände in Form von Drosseln, Streben oder Rohrleitungen aus­ gebildet sind.3. Air blowing device according to claim 2, characterized characterized in that the flow resistances in In the form of chokes, struts or pipes are formed. 4. Luftausblasvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventila­ tor (1) Einrichtungen zur Aufbereitung der zu för­ dernden Luft vorgeschaltet sind.4. Air blow-out device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ventila gate ( 1 ) devices for processing the air to be conveyed are connected upstream. 5. Luftausblasvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Ventilator (1) ein Wärme­ tauscher (10) vorgeschaltet ist.5. Air blowing device according to claim 4, characterized in that the fan ( 1 ) is preceded by a heat exchanger ( 10 ). 6. Luftausblasvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Ventilator (1) ein Befeuchter vorgeschaltet ist.6. Air blowing device according to claim 4, characterized in that the fan ( 1 ) is connected upstream of a humidifier. 7. Luftausblasvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Wärme­ tauscher (10) eine Kühlmittelleitung (8) und eine Heizmittelleitung (9) angeschlossen sind.7. Air blowing device according to one of claims 4 to 6, characterized in that a coolant line ( 8 ) and a heating medium line ( 9 ) are connected to the heat exchanger ( 10 ). 8. Luftausblasvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (7) dem Diffusor (2) nachgeschaltet ist.8. Air blowing device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the nozzle ( 7 ) is connected downstream of the diffuser ( 2 ).