DE4342880A1 - Device for applying a variable air volume flow to a room - Google Patents
Device for applying a variable air volume flow to a roomInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Raumes mit einem variablen Luftvolumenstrom, bestehend aus einer um eine Achse schwenk bar in einem Gehäuse gelagerten Klappe. An dieser ist im Bereich der Achse ein Tragarm befestigt, der mit einem verschiebbaren Gewicht bestückt oder an eine verstellbare Feder angeschlossen ist.The invention relates to a device for loading a room with a variable air volume flow, consisting of a swivel around an axis bar mounted in a housing. At this is in the area of the axis Support arm attached, which is equipped with a sliding weight or attached to a adjustable spring is connected.
Aus dem G 81 21 352.2 U1 ist eine derartige, als Druckminderer für Luftfüh rungskanäle ausgebildete Vorrichtung bekannt, der ein Volumenstromregler nach geschaltet ist. Damit der Druckminderer auch bei variablen Volumenströmen einen annähernd konstanten Differenzdruck erzeugt, ist die Fläche der Drosselklappe kleiner als der zugeordnete Strömungsquerschnitt im Gehäuse, wobei auf der Drosselklappe ein in seiner relativen Lage zu dieser verstellbares Gewicht angeord net ist. Durch die unterschiedliche Wirkung der Strömungskräfte auf die zu beiden Seiten der Schwenkachse befindlichen Flächenabschnitte der Drosselklappe einer seits und durch das Gewicht andererseits sollen Rückführmomente entstehen, die zur Erzeugung eines auch bei variablen Volumenströmen annähernd konstanten Differenzdruckes führen. Außerdem sollen mit dieser Ausbildung Flatter- und Schwingungsbewegungen der Drosselklappe unterdrückt werden. From the G 81 21 352.2 U1 is one such as a pressure reducer for air flow tion channels trained device known that the volume flow controller is switched. So that the pressure reducer even with variable volume flows generated approximately constant differential pressure is the area of the throttle valve smaller than the assigned flow cross section in the housing, whereby on the Throttle valve is arranged in its relative position to this adjustable weight is not. Due to the different effects of the flow forces on the two Surface sections of the throttle valve on one side of the pivot axis on the one hand and due to the weight on the other hand, there should be feedback moments which for generating an approximately constant even with variable volume flows Differential pressure lead. In addition, flutter and Vibration movements of the throttle valve are suppressed.
Aus energetischen Gründen kann im Teillastbereich bei der Beaufschlagung eines Raumes mit variablen Volumenströmen deren erhebliche Reduzierung erforderlich sein. Vielfach werden dabei die Einsatzgrenzen der verschiedenen Bauarten von Luftdurchlässen verlassen. Um die Einsatzgrenzen zu erweitern, ist es allgemein bekannt, entweder einen Teil der Durchlässe oder Teillängen von Lineardurch lässen mittels motorisch betätigter Schließklappen oder Schieber abzusperren und dadurch die unabgesperrten übrigen Durchlässe bzw. Teillängen mit einem ausreichend großen Volumenstrom zu beaufschlagen. Während einerseits die Einsatzgrenze eines Luftdurchlasses von dem minimal notwendigen Impuls der Luft am Austrittsquerschnitt des Luftdurchlasses bestimmt ist, wird andererseits die Einsatzgrenze eines Luftdurchlasses dadurch bestimmt, daß ein zu hoher Impuls der Luft am Austrittsquerschnitt den Komfort beeinträchtigt, indem zu hohe Raumluftgeschwindigkeiten, Temperaturunterschiede und Geräusche auftreten.For energetic reasons, a Room with variable volume flows, their considerable reduction required his. The application limits of the different types of Leave air outlets. In order to expand the application limits, it is general known, either part of the passages or partial lengths of linear passage can be shut off by means of motorized closing flaps or sliders and thereby the unblocked remaining passages or partial lengths with a to apply a sufficiently large volume flow. While on the one hand the Limit of use of an air passage from the minimum necessary momentum of the air is determined at the outlet cross section of the air outlet, on the other hand, the Limit of use of an air outlet is determined by the fact that an impulse that is too high The air at the outlet cross section affects comfort by being too high Indoor air velocities, temperature differences and noises occur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs be schriebenen Art so auszubilden, daß sich damit bei unterschiedlichen Volumen strömen die Luftdurchlässe je nach dem in einem Kanalsystem herrschenden Druck einzeln oder gruppenweise vollständig oder insbesondere bei Lineardurchlässen auch teilweise aktivieren bzw. inaktivieren lassen, wobei aufwendige, die Austrittsquerschnitte der Luftdurchlässe verändernde Einzeleinrichtungen entbehr lich sind.The invention has for its object to be a device of the beginning type to be written in such a way that with different volumes the air outlets flow depending on the pressure in a duct system individually or in groups completely or especially with linear diffusers can also partially activate or deactivate, with complex, the There is no need for individual devices to change the outlet cross sections of the air passages are.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ausgegangen, welche erfindungsgemäß die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale aufweist. To solve this problem, a device in the preamble of Claimed 1 type mentioned, which according to the invention in his characteristic part specified features.
Durch die erfindungsgemäße zusätzliche Schwenkbarkeit des Tragarms um spitzen Winkel ϕ₁ übernimmt die Vorrichtung eine Schaltfunktion, indem die Klappe bei Unter- oder Überschreiten eines minimalen bzw. maximalen Kanal drucks spontan selbsttätig in die Schließ- oder Offenstellung überführt wird, ohne dabei in einer Zwischenstellung zu verharren. Aufgrund ihrer Regelkennlinie wird die Klappe in Abhängigkeit vom Kanalvordruck jeweils sicher in eine ihrer beiden Endstellungen überführt und darin gehalten.Due to the additional pivotability of the support arm according to the invention acute angle ϕ₁ the device takes on a switching function by the Flap if a minimum or maximum channel is exceeded or not reached pressure is spontaneously automatically transferred to the closed or open position without to remain in an intermediate position. Because of its control characteristic depending on the duct pressure, the flap securely in one of their two End positions transferred and held in them.
Einzelne oder eine Gruppe von Luftdurchlässen, denen eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorgeschaltet ist, werden im Teillastbetrieb beim Unterschreiten eines minimalen Druckes Δpmin durch die Klappe spontan von der Luftzufuhr abge schnitten. Beim Überschreiten eines maximalen Druckes Δpmax wird die Klappe dagegen spontan geöffnet, wodurch sämtliche Luftdurchlässe mit Luft beauf schlagt werden, infolgedessen der Kanaldruck abfällt.Individual or a group of air passages, which is preceded by a device according to the invention, are cut off spontaneously from the air supply in partial load operation when the pressure drops below a minimum pressure Δ pmin through the flap. On the other hand, when a maximum pressure Δ pmax is exceeded , the flap is opened spontaneously, as a result of which all air passages are pressurized with air, as a result of which the duct pressure drops.
Bei einem linearen Luftdurchlaß kann dieser durch Integration der erfindungs gemäßen Vorrichtung in zwei gleiche oder ungleiche Teillängen unterteilt werden. Dabei befindet sich im normalen Einsatzbereich bei Δpmin < Δp < Δpmax die Klappe in Offenstellung, so daß beide Teillängen des linearen Luftauslasses beaufschlagt werden. Sinkt der Druck unterhalb des Druckes im normalen Einsatzbereich bei Δp < Δpmin, schwenkt die Klappe in Schließstellung, wodurch infolge der Teilbeaufschlagung des linearen Luftdurchlasses der Druck im Kanal ansteigt und sich der Strahlimpuls erhöht. Die Klappe bleibt sodann innerhalb der Druckgrenzen Δpmin < Δp < Δpmax in Schließstellung. Wird bei einer Teilbeauf schlagung Δp < Δpmax, schwenkt die Klappe in Offenstellung, wodurch der Druck aufgrund der Gesamtbeaufschlagung des linearen Luftdurchlasses erneut sinkt und folglich der Strahlimpuls reduziert wird. Die Klappe bleibt sodann innerhalb der Druckgrenzen Δpmin < Δp < Δpmax in Offenstellung. In a linear air passage this can be divided into two equal or different partial lengths by integrating the device according to the Invention. In the normal area of application, the flap is in the open position at Δ pmin <Δ p <Δ pmax , so that both partial lengths of the linear air outlet are acted upon. If the pressure drops below the pressure in the normal range of use at Δ p <Δ pmin , the flap pivots into the closed position, which increases the pressure in the duct and increases the jet pulse as a result of the partial loading of the linear air passage. The flap then remains in the closed position within the pressure limits Δ pmin <Δ p <Δ pmax . If Δ p <Δ pmax during partial impingement, the flap pivots in the open position , as a result of which the pressure drops again due to the total impingement of the linear air passage and the jet pulse is consequently reduced. The flap then remains in the open position within the pressure limits Δ pmin <Δ p <Δ pmax .
Aufgrund der Kennlinie gelangt die Klappe bei entsprechenden Differenzdrücken selbsttätig aus der Offenstellung in die Schließstellung und aus der Schließstellung in die Offenstellung. Je nach konstruktiver Ausgestaltung, insbesondere hinsicht lich des Winkels zwischen Tragarm und Klappe sowie der Position des Gewichts oder des Federangriffspunktes zur Achse schwenkt die Klappe bei einem Differenz druck Δpmax in die Offenstellung. Die zusätzliche Schwenkbewegung des Tragarms um den Winkel ϕ₁ beschleunigt die Schwenkbewegung der Klappe und verhindert unerwünschte Beharrungszustände in Klappenzwischenstellungen.Based on the characteristic curve, the flap automatically moves from the open position to the closed position and from the closed position to the open position at corresponding differential pressures. Depending on the design, in particular with regard to the angle between the support arm and the flap and the position of the weight or the spring point of application to the axis, the flap pivots at a differential pressure Δ pmax into the open position . The additional pivoting movement of the support arm by the angle ϕ₁ accelerates the pivoting movement of the flap and prevents undesirable persistent states in intermediate flap positions.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der an der Klappe gelenkig befestigte Tragarm um die Achse der Klappe oder um eine in einem Abstand zur Achse der Klappe angeordnete Achse schwenkbar.According to one embodiment of the invention, the one hinged to the flap Support arm around the axis of the flap or at a distance from the axis of the Flap arranged axis swiveling.
Durch die Schwenkbarkeit des Tragarms um eine in einem Abstand zur Achse der Klappe angeordnete Achse durchläuft die Kräftewirklinie zwar unverändert den Tragarmdrehpunkt und ermöglicht damit ein Umklappen des Tragarms um den Winkel ϕ₁, die Kräftewirklinie durchläuft jedoch nicht den Klappendrehpunkt und stellt dadurch ein zusätzliches Moment zum Überführen der Klappe in ihre Endstellungen sicher.Due to the pivoting of the support arm by a distance from the axis of the The axis arranged through the flap passes through the force line unchanged Support arm pivot point and thus allows the support arm to be folded around the Angle ϕ₁, but the line of action does not pass through the fulcrum and thereby provides an additional moment for transferring the flap into hers End positions safe.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung unterteilt die Achse, um welche die Klappe schwenkbar ist, diese in einen kleineren und in einen größeren Klappenabschnitt.According to a further embodiment of the invention, the axis divides around which the flap can be swiveled, this into a smaller and a larger one Flap section.
Diese Unterteilung ergibt aufgrund des Differenzdrucks ein um die Achse im Öffnungsdrehsinn wirkendes Moment, dem sich ein im Schließdrehsinn wirkendes Moment durch aus dem Gewicht oder der Feder resultierenden Kräften entgegen setzt. Due to the differential pressure, this subdivision results in an about the axis in Torque acting in the opening direction, which acts in the closing direction Moment due to forces resulting from the weight or the spring puts.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein äußerer Randstreifen des unteren Klappenabschnitts abgewinkelt und in einem größeren Winkel zur Strömungsrichtung geneigt ausgerichtet als die Klappe im übrigen.According to a further embodiment of the invention, an outer edge strip of the lower flap section angled and at a larger angle to Flow direction inclined than the valve in the rest.
Der abgewinkelte Klappenabschnitt ermöglicht die Ausnutzung der aufgrund der Strömung auf die Klappe wirkenden Impulskräfte, wodurch ein vergrößertes Moment im Öffnungsdrehsinn entsteht.The angled flap section allows the use of the due to Flow impulse forces acting on the flap, causing an enlarged Moment in the opening direction arises.
Der abgewinkelte Randstreifen der Klappe weist in deren Schließstellung vorzugs weise senkrecht zur Strömungsrichtung so daß die Abwinklung der Klappe entsprechend der in ihrer Offenstellung erwünschten Wirkung der Impulskräfte ausgebildet ist.The angled edge strip of the flap is preferred in its closed position point perpendicular to the flow direction so that the bend of the flap according to the desired effect of the impulse forces in their open position is trained.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist im Gehäuse ein den Strömungsquerschnitt verengendes Leitblech befestigt, durch dessen Anordnung die Schwenkbewegung der Klappe aus der Schließstellung beschleunigbar ist.According to a further embodiment of the invention, a is in the housing Flow cross section constricting baffle attached by its arrangement the pivoting movement of the flap can be accelerated from the closed position.
Das Leitblech bewirkt eine Strömungsbeeinflussung und damit eine Phasenver schiebung der Kennlinie, so daß dadurch eine Winkelbeschleunigung der Klappe erreicht wird.The baffle influences the flow and thus a phase ver shift of the characteristic curve, so that thereby an angular acceleration of the flap is achieved.
Schließlich sieht eine Ausgestaltung der Erfindung noch vor, daß die Klappe mit einem ausschließlich in Schließrichtung wirkenden, gleichfalls verschiebbaren Zusatzgewicht unmittelbar versehen ist. Finally, an embodiment of the invention provides that the flap with one that works exclusively in the closing direction and is also displaceable Additional weight is provided immediately.
Die Anordnung des Zusatzgewichts ermöglicht eine Veränderung der Höhe des Differenzdrucks, ab dem die Klappe aus der Schließ- in die Offenstellung ge schwenkt wird, ohne dazu die Grundeinstellung im Tragarmbereich verändern zu müssen.The arrangement of the additional weight allows a change in the height of the Differential pressure from which the flap ge from the closed to the open position is pivoted without changing the basic setting in the support arm area have to.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einem Schnitt dargestellt. Es zeigtIn the drawing are three embodiments of an inventive Device shown schematically in a section. It shows
Fig. 1 eine Ausbildung, bei welcher ein an einer Klappe gelenkig befestigter Tragarm unmittelbar auf der Klappenachse schwenkbar ist; Fig. 1 is a configuration in which a hingedly mounted on a flap support arm is pivoted directly on the damper shaft;
Fig. 2 eine Ausbildung, bei welcher ein an einer Klappe gelenkig befestigter Tragarm um eine in einem Abstand zur Klappen achse angeordnete Achse schwenkbar ist; Figure 2 shows an embodiment in which a support arm articulated to a flap is pivotable about an axis arranged at a distance from the flap.
Fig. 3 eine Ausbildung gemäß Fig. 2, wobei jedoch am Tragarm anstelle eines Gewichts eine Feder angreift. Fig. 3 shows an embodiment of FIG. 2, but a spring acts on the support arm instead of a weight.
Die Vorrichtung besteht aus einem abgebrochen dargestellten Gehäuse 1 in Form eines im Querschnitt rechteckförmigen Kanals, der in Richtung eines Pfeils 2 mit einem Volumenstrom beaufschlagbar ist.The device consists of a broken-off housing 1 in the form of a channel with a rectangular cross section, to which a volume flow can be applied in the direction of an arrow 2 .
Im Gehäuse 1 ist auf einer dieses durchquerenden Achse 3 eine Klappe 4 schwenkbar gelagert. Die Achse 3 ist entsprechend der gewünschten Kennlinie außermittig angeordnet und unterteilt die Klappe 4 in einen oberen kleineren und einen unteren größeren Klappenabschnitt. In the housing 1 , a flap 4 is pivotally mounted on an axis 3 passing through it. The axis 3 is arranged off-center according to the desired characteristic curve and divides the flap 4 into an upper, smaller and a lower, larger flap section.
Die in Schließstellung dargestellte und dabei in einem Winkel von 45° zur Horizontalen ausgerichtete Klappe 4 ist um einen Winkel ϕ von etwa 45° in die strichpunktiert angedeutete horizontale Offenstellung schwenkbar. Ein unterer Randstreifen 5 der Klappe 4 ist so um 45° nach unten abgewinkelt, daß er in Schließstellung der Klappe 4 rechtwinklig zur Horizontalen ausgerichtet ist.The flap 4 shown in the closed position and oriented at an angle of 45 ° to the horizontal can be pivoted by an angle ϕ of approximately 45 ° into the horizontal open position indicated by dash-dotted lines. A lower edge strip 5 of the flap 4 is angled 45 ° downward so that it is oriented at right angles to the horizontal in the closed position of the flap 4 .
Ein den Strömungsquerschnitt des Gehäuses 1 geringfügig verengendes Leitblech 6 ist bezogen auf die Schließstellung der Klappe 4 in Strömungsrichtung so hinter dem Randstreifen 5 angeordnet, daß erst nach einer den Öffnungsvorgang einleitenden Teilverschwenkung der Klappe 4 eine Freigabe des Strömungs querschnittes erfolgt.A slightly narrowing the flow cross section of the housing 1 baffle 6 is arranged in relation to the closed position of the flap 4 in the flow direction behind the edge strip 5 , that only after a partial pivoting of the flap 4 initiating the opening process, the flow cross section is released.
Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausbildung ist abströmseitig an die Klappe 4 ein Tragarm 7 angelenkt, der wie die Klappe 4 synchron mit dieser über einen Winkel ϕ um die Achse 3 schwenkbar ist. Der mit einem verschiebbaren Gewicht 8 bestückte Tragarm 7 ist jedoch so an die Klappe 4 angelenkt, daß der Tragarm 7 unabhängig von der Klappe 4 zusätzlich um einen spitzen Winkel ϕ₁ schwenkbar ist. Der Schwenkbereich des Tragarmes 7 erstreckt sich somit über einen Gesamtwinkel ϕ + ϕ₁.According to the design shown in FIG. 1, a support arm 7 is articulated on the outflow side of the flap 4 and , like the flap 4 , can be pivoted about the axis 3 in synchronism with it via an angle ϕ. The equipped with a displaceable weight 8 support arm 7 is hinged to the flap 4 , that the support arm 7 is independent of the flap 4 additionally pivotable by an acute angle ϕ₁. The pivoting range of the support arm 7 thus extends over a total angle ϕ + ϕ₁.
Dem unteren größeren Klappenabschnitt ist ein Zusatzgewicht 9 gleichfalls ver schiebbar zugeordnet, das abweichend vom Gewicht 8 auf die Klappe 4 aus schließlich eine Schließkraft ausübt, während das Gewicht 8 je nach der Position des Tragarmes 7 auf die Klappe 4 schließend oder öffnend wirkt. Die in ihrem Abstand zur Achse 3 verlagerbaren Gewichte 8 und 9 sind um den Winkel ϕ₀ entsprechend der gewünschten Kennlinie phasenverschoben angeordnet. The lower larger flap section is an additional weight 9 also slidably assigned, which exerts a closing force, different from the weight 8 on the flap 4 , while the weight 8, depending on the position of the support arm 7 on the flap 4, has a closing or opening effect. The weights 8 and 9 displaceable in their distance from the axis 3 are arranged out of phase by the angle ϕ₀ in accordance with the desired characteristic.
Bei geöffneter Klappe 4 ist der Strömungsquerschnitt des Gehäuses 1 freigegeben, so daß in Strömungsrichtung hinter der Vorrichtung angeordnete, nicht dargestell te Luftdurchlässe mit Luft hinreichend beaufschlagt werden. Aufgrund der Formgebung der Klappe 4 und des Zusammenwirkens der phasenverschobenen Gewichte 8 und 9 wird die Klappe 4 beim Überschreiten eines Δpmax spontan vollständig geöffnet und verbleibt bis zur Unterschreitung eines Δpmin in Offen stellung. Bei der Unterschreitung von Δpmin wird die Klappe 4 ebenso spontan in die Schließstellung überführt und darin gehalten, bis Δpmax überschritten wird.When the flap 4 is open, the flow cross section of the housing 1 is released, so that air passages arranged behind the device, not shown, are adequately acted upon by air. Due to the shape of the flap 4 and the interaction of the phase-shifted weights 8 and 9 , the flap 4 is spontaneously completely opened when a Δ pmax is exceeded and remains in the open position until a Δ pmin is undershot . When Δ pmin is undershot , flap 4 is also spontaneously transferred to the closed position and held therein until Δ pmax is exceeded.
Gegenüber der Ausbildung gemäß Fig. 1 unterscheidet sich die in Fig. 2 dar gestellte Ausführung im wesentlichen dadurch, daß der Tragarm 7′ um eine Achse 10 schwenkbar ist, die dem unteren Klappenabschnitt in einem Abstand zur Achse 3 zugeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Funktionen der Gewichte 8 und 9 aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 vom Gewicht 8 allein übernommen., Compared to the embodiment according to FIG. 1 differs in the Fig. 2 embodiment is supplied essentially by the fact that the support arm 7 'about an axis 10 is pivotally associated with the lower flap section at a distance from axis 3. In this exemplary embodiment, the functions of the weights 8 and 9 from the exemplary embodiment according to FIG. 1 are taken over by the weight 8 alone.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist an einem Festpunkt 11 des Gehäuses 1 das eine Ende einer vorgespannten Zugfeder 12 angeschlossen, deren anderes Ende am Tragarm 7′′ an einem Anschlußpunkt 13 angreift. Der Festpunkt 11 und der Anschlußpunkt 13 definieren mit der Achse 10, um die der Tragarm 7′′ schwenkbar ist, in beiden Endpositionen der Klappe 4 ein spitzwinkliges Dreieck, so daß die Zugfeder 12 unter erhöhter Vorspannung über eine Totpunkt lage des Tragarmes 7′′ diesen in Öffnungsrichtung bzw. Schließrichtung der Klappe 4 verschwenkt.In the embodiment shown in Fig. 3, one end of a preloaded tension spring 12 is connected to a fixed point 11 of the housing 1 , the other end of which engages the support arm 7 '' at a connection point 13 . The fixed point 11 and the connection point 13 define with the axis 10 , about which the support arm 7 '' is pivotable, in both end positions of the flap 4 an acute-angled triangle, so that the tension spring 12 with increased bias over a dead center position of the support arm 7 '' this is pivoted in the opening or closing direction of the flap 4 .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |