EP0263333A2 - Drall-Luftauslass - Google Patents
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- F24F13/28—Arrangement or mounting of filters
Definitions
- the innovation relates to a swirl air outlet with an air box with supply air connection and with an air outlet pipe in which guide vanes are arranged to generate a swirl.
- This negative pressure is particularly pronounced if - as usual - the clean rooms are kept under positive pressure and the positive pressure propagates into the installation rooms that are regularly provided above suspended ceilings. Leakages in the pipelines that can never be avoided then lead to the sucking in of contaminated air from the installation rooms, so that even high-quality filtered supply air is subsequently contaminated again.
- the outlet tube provided with the outflow nozzle and the swirler is provided with a filter insert as a unit, the unit being interchangeable and being fastened to the housing of the air outlet with fastening means.
- the filter insert is designed as a filter cartridge, the inner cylinder of which has a diameter which corresponds approximately to that of the outer tube.
- This design ensures that the air is passed from the inside of the filter cartridge into the outlet tube without impact loss.
- the swirl sensor which is fastened with a crossbeam, with a tripod or with a cross in the air outlet tube, can serve as a height stop.
- a bayonet attachment of the air outlet tube is preferably made possible in a simple manner via a tripod.
- the filter cartridge which is closed on one side with a cover and has a filter medium arranged between the inner cylinder and an outer cylinder, has an annular cover at the air outlet end connecting the inner cylinder and the outer cylinder and covering the filter medium arranged therebetween, which protrudes beyond the radius of the outer cylinder the fasteners cooperates.
- This outstanding cover makes it easy to attach the entire insert with the filter cartridge and outlet tube to the housing of the air outlet.
- the fastening means are designed as at least three screw bottles distributed over the circumference, which are supported on one side against the housing or connected to it and which can be tightened by means of nuts which are provided on screws fastened to the housing and guided through holes in the screw tabs are, each screw tab is assigned a screw with at least one nut.
- This embodiment ensures that the fastening means can be retightened as screw means, that the fastening means are not connected directly to the housing and that the support a good force distribution can be achieved. It is useful to support the non-cutting side of the fastening tabs so that the clamping height of the overhanging edge to be tensioned is reached.
- the screw tabs are designed as angle profile sections, the height of which corresponds to the height of the right-angled bend of the annular cover. This design supports one leg of the angle of the angle profile against the housing, while - because of the same height - the other leg presses on the web edge of the cover ring.
- the interposed seal results in a tensioning path that favors tensioning.
- the air outlet 10 consists essentially of the housing 11 surrounding the air box, which is closed with an upper cover 12. Fasteners such as rivets, screws or welded connections, indicated at 12.1, hold the lid on the housing.
- the end of the housing 11 opposite the cover 12 is provided with a circumferential ring, so that an air outlet opening is created.
- the filter insert 14 provided with the outflow tube 17 is inserted into this air outlet opening.
- the filter insert 14 consists of an outer cylinder 14.1 and an inner cylinder 14.2, between which the filter medium 15 is arranged.
- This filter medium is usually provided with axially extending folds which fill the space between the two air-permeable cylinders, preferably perforated sheet metal or expanded metal.
- the filter cartridge 14 is covered on one side with the cover 16.1, while the other side remains open as the air outlet side.
- the filter cartridge 14 thus formed protrudes into the air box of the air outlet 10, into which air of the supply air system flows through the tangential inlet opening 13. It goes without saying that supply air openings in the area of the cover plate 12 or other air supplies are also possible.
- the air outlet end of the filter cartridge 14 is provided in the area of the inner and outer cylinder with an annular cover 16.2, which covers the filter medium on this side.
- This annular cover 16.2 projects beyond the outer cylinder 14.1 and is bent at a distance from it at a right angle so that the standing edge points in the direction of the air outlet.
- Fastening tabs 11.1 supported against the housing 11, designed as individual angular profile pieces, are pressed by means of the screw 11.2 against the web edge of the annular cover, whereby between the housing 11, near the inner edge which is bent inwards for stability reasons and limits the air outlet opening, and the projecting part of the cover ring 16.2 the seal 16.3 is arranged.
- the bracket 19 shown as a cross-member, carries the swivel 18, which is formed from individual guide vanes 18.1, which are twisted in one sense, above the bolt 19.1 and on these, which are adjustable in height. These guide vanes are generally set at the same angle, so that the air exiting is given a uniform swirl. In special cases, however, it is also possible to adjust the angle of each of the guide vanes 18.1 in accordance with the requirements.
- the bolt 19.1 is shown as a screw bolt which is fixed in the crossbar 19 by means of the nuts 19.2, the height of the bolt 19.1 being displaced relative to the crossbar 19 when the nuts are loosened and can be fixed by tightening the nuts 19.2.
- Another height adjustability is given by the fact that the swirl sensor 18 is height-adjustable by means of nuts 19.3 on the bolt 19.1 and can be fixed in its height setting.
- the outflow tube 17, the lower end of which is designed as an outflow nozzle 17.1, is placed on the projecting part of the inner cylinder 14.3 of the filter cartridge.
- the lower edge of the outlet opening 17.1 advantageously closes with the lower edge of the suspended ceiling 20.
- the filter area must be increased in accordance with the air flow to be blown out. This can initially be done by increasing the number of folds until a fold density that can no longer be exceeded is reached. In addition, the depth of the folds can also be increased, the diameter of the outer cylinder increasing, given the diameter of the inner cylinder. However, this also requires a larger opening in the housing of the air outlet. In order to carry out a further enlargement of the filter area, it is advisable to increase the height of the filter cartridge, but this also increases the height of the air outlet.
- air outlets according to the innovation can generally also be built for extreme requirements, which meet the requirements both from a filtering point of view and from a fluidic point of view.
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Abstract
Description
- Die Neuerung betrifft einen Drall-Luftauslaß mit Luftkasten mit Zuluftstutzen sowie mit Luftauslaßrohr, in dem Leitschaufeln zur Erzeugung eines Dralls angeordnet sind.
- Drall-Luftauslässe haben sich für viele Aufgaben der Lüftungstechnik durchgesetzt. So lassen sich turbulenzreiche Mischströmungen in einfacher Weise erzeugen, ohne daß im wesentlichen durch überlange Kernlänge eines austretenden Freistrahls bedingte Zugerscheinungen auftreten. Werden derartige Drallauslässe in Bereichen eingesetzt, in denen erhöhte Anforderungen an die Luftreinheit gestellt werden - etwa in Reinen Räumen oder Reinen Arbeitsbereichen mit geringeren Anforderungen an die Luftreinheit - ergeben sich jedoch Probleme dadurch, daß die zur Reinigung der Zuluft eingesetzten Luftfilter n der Luftaufbereitungsanlage angeordnet sind. Die Verbindung von der Luftaufbereitungsanlage zu den einzelnen Luftauslässen geschieht über Rohrleitungen, in denen wegen der hohen Strömungsgeschwindigkeit der Luft in aller Regel Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck ist besonders dann ausgeprägt, wenn - wie üblich - die Reinen Räume unter Überdruck gehalten werden und der Überdruck sich in die regelmäßig oberhalb abgehängter Decken vorgesehenen Installationsräume fortpflanzt. Nie zu vermeidende Undichtigkeiten in den Rohrleitungen führen dann zu einem Einsaugen verunreinigter Luft aus den Installationsräumen, so daß selbst hochwertig gefilterte Zuluft nachträglich wieder verunreinigt wird.
- Hier setzt die Neuerung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt Drall-Luftauslässe der bekannten Bauart so weiter zu bilden, daß mit der Luft zum Ausblas gelangende Verunreinigungen dort abgeschieden werden, die zur Abscheidung eingesetzten Filter problemlos betrieben, gewartet und gewechselt werden können und die zu ersetzenden Teile als Einheit einfach und wirtschaftlich herstellbar sind.
- Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mit der Ausströmdüse und dem Drallgeber versehene Auslaßtubus mit einem Filtereinsatz versehen als Einheit ausgebildet ist, wobei die Einheit auswechselbar ist und mit Befestigungsmitteln am Gehäuse des Luftauslasses befestigbar ist. Durch diese Ausbildung wird eine einfache Endfilterung der Zuluft erreicht, wobei das Filter unmittelbar vor dem Luftausläß angeordnet ist, so daß die gefilterte, in den zu belüftenden Raum ausströmende Luft keine Möglichkeit zur Aufnahme von Verunreinigungen aus dem Installationsgeschoß oder dem Deckenzwischenraum mehr hat. Die Auswechselung von Filter und Zulufttubus mit Drallgeber als Einheit erleichtert die Wartungsarbeiten, wobei der Austausch des Filters an der ausge wechselten Einheit später erfolgen kann, wenn nicht die gesamte Einheit verworfen wird. Bei dieser Art des Wechselns entfällt die durch die immer unvollständige Filterung der Zuluft von Zeit zu Zeit notwendig werdende Reinigung des Auslaßtubus und des Drallgebers, wobei zu beachten ist, daß diese Verschmutzung in einer Filterstandzeit keine gravierenden Werte annimmt.
- Eine Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß der Filtereinsatz als Filterpatrone ausgebildet ist, deren Innenzylinder einen Durchmesser aufweist, der etwa dem des Außentubus entspricht. Durch diese Ausbildung wird ein stoßverlustfreier Übertritt der Luft aus dem Inneren der Filterpatrone in den Auslaßtubus erreicht. Für die Herstellung und einen eventl. später erfolgenden Austausch des Filters ergibt sich darüber hinaus eine Zentriermöglichkeit, wenn der Innenzylinder die Filterpatrone an der Luftaustrittsseite überragt und der Luftaustrittstubus mit geringem Spiel über diesen Überstand geführt werden kann. Es versteht sich von selbst, daß der Drallgeber, der mit einer Traverse, mit einem Dreibein oder mit einem Kreuz im Luftauslaßtubus befestigt ist als Höhenanschlag dienen kann. Ebenso versteht es sich von selbst, daß im Zusammenhang mit der Befestigung des Drallgebers vorzugsweise über ein Dreibein eine Bajonettbefestigung des Luftauslaßtubus in einfacher Weise ermöglicht wird.
- Weiter wird vorgeschalgen, daß die mit einem Deckel einseitig verschlossene und mit zwischen dem Innenzylinder und einem Außenzylinder angeordneten Filtermedium verschene Filterpatrone am Luftauslaßende eine den Innenzylinder und den Außenzylinder verbindende, das dazwischen angeordnete Filtermedium abdeckende ringförmige Abdeckung aufweist, die über den Radius des Außenzylinders ragend mit den Befestigungsmitteln zusammenwirkt. Durch diese überragende Abdeckung wird in einfacher Weise die Möglichkeit geschaffen den gesamten Einsatz mit Filterpatrone und Auslaßtubus am Gehäuse des Luftauslasses zu befestigen.
- Dabei bieten sich verschiedene Lösungen an, wie etwa schraubbare Befestigungsmittel oder klemmende Befestigungsmittel nach Art eines Bajonettverschlusses.
- Ein weiterer Vorschlag geht dahin, daß der nach außen überstehende Teil der ringförmigen Abdeckung im Abstand vom Außenzylinder rechtwinklig abgekantet und von den Befestigungsmitteln übergriffen ist. Durch diese Abkantung entsteht eine umlaufende Stehkante, an der die Befestigungsmittel,die mit Schrauben oder Federn den Andruck bewirken, angreifen. Durch den Abstand der Abkantung vom Außenzylinder wird darüber hinaus ein gegen das Gehäuse des Luftauslasses sich anlegender Ring enthalten, mit dessen Hilfe die Abdichtung des Einsatzes erreicht wird. In diesem Zusammenhang wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß eine Ringdichtung zwischen dem Gehäuse und dem, den Außenzylinder der Filterpatrone überragenden Teil der ringförmigen Abdeckung angeordnet ist. Durch diese Lage der Dichtung wirken die Befestigungsmittel gleichzeitig als Anpreßmittel, so daß mittels Nachstellen der Befestigungsmittel die Dichtwirkung verbessert werden kann. Die Dichtung wird zweckmäßigerweise als Rundschnurdichtung oder als Dachprofil-Dichtung ausgeführt; in beiden Fällen ergeben sich bei noch nicht zu hohen Anpreßkräften bereits durch die linienhafte Berührung hinreichende Dicht-Drücke, die die Dichtheit des Einsatzes bewirken.
- In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Befestigungsmittel als mindestens drei über den Umfang verteilte Schraubflaschen ausgebildet, die einseitig gegen das Gehäuse abgestützt oder mit ihm verbunden sind und die mittels Muttern, die auf am Gehäuse befestigten und durch Löcher in den Schraublaschen geführten Schrauben vorgesehen sind, anziehbar sind, wobei jeder Schraublasche eine Schraube mit mindestens einer Mutter zugeordnet ist. Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß die Befestigungsmittel als Schraubmittel nachziehbar sind, daß die Befestigungsmittel nicht direkt mit dem Gehäuse verbunden sind und daß durch das Abstützen eine gute Kraftverteilung erreicht werden kann. Zweckmäßig ist es dabei auf der nicht spanenden Seite der Befestigungslaschen diese so zu unterfüttern, daß die Spannhöhe des zu spannenden, überstehenden Randes erreicht wird. In diesem Zusammenhang wird vorgeschalgen, daß die Schraublaschen als Winkelprofil-Abschnitte ausgebildet sind, deren Höhe der Höhe der rechtwinkligen Abkantung der ringförmigen Abdeckung entspricht. Durch diese Ausbildung stützt sich der eine Schenkel des Winkels des Winkelprofils gegen das Gehäuse ab, während - wegen der Höhengleichheit - der andere Schenkel auf die Stegkante des Abdeckringes drückt. Durch die zwischengelegte Dichtung ergibt sich dabei ein das Spannen begünstigender Spannweg.
- Das Wesen der Neuerung wird anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Dabei zeigen
- Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch den Luftauslaß und
- Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie II-II (Fig. 1).
- Der Luftauslaß 10 besteht im wesentlichen aus dem den Luftkasten umschließenden Gehäuse 11, das mit einem oberen Deckel 12 verschlossen ist. Befestigungsmittel wie Nieten, Schrauben oder Schweißverbindungen, angedeutet bei 12.1, halten den Deckel auf dem Gehäuse. Das dem Deckel 12 gegenüberliegende Ende des Gehäuses 11 ist mit einem umlaufenden Ring versehen, so daß eine Luftaustrittsöffnung entsteht. In diese Luftaustrittsöffnung wird der mit dem dem Ausströmtubus 17 versehene Filtereinsatz 14 eingesetzt.
- Der Filtereinsatz 14 besteht aus einem Außenzylinder 14.1 und einem Innenzylinder 14.2, zwischen denen das Filtermedium 15 angeordnet ist. Dieses Filtermedium ist in aller Regel mit axial verlaufenden Falten versehen, die den Zwischenraum zwischen beiden luftdurchlässigen Zylindern, vorzugsweise Lochblech oder Streckmetall, ausfüllen. Einseitig ist die Filterpatrone 14 abgedeckt mit dem Deckel 16.1, während die andere Seite als Luftaustrittsseite offen bleibt. Die so gebildete Filterpatrone 14 ragt in den Luftkasten des Luftauslasses 10, in den durch die tangentiale Eintrittsöffnung 13 Luft der Zuluftanlage einströmt. Es versteht sich von selbst, daß auch Zuluftöffnungen im Bereich der Deckplatte 12 oder andere Luftzuführungen möglich sind.
- Das luftaustrittsseitige Ende der Filterpatrone 14 ist im Bereich von Innen- und Außenzylinder mit einer ringförmigen Abdeckung 16.2 versehen, die das Filtermedium nach dieser Seite hin abdeckt. Diese ringförmige Abdeckung 16.2 überragt den Außenzylinder 14.1 und ist im Abstand von diesem rechtwinklig so abgekantet, daß die Stehkante in Richtung des Luftaustrittes weist. Gegen das Gehäuse 11 abgestützte Befestigungslaschen 11.1, als einzelne Winkelprofilstücke ausgebildet, werden mittels der Schraube 11.2 gegen die Stegkante der ringförmigen Abdeckung gepreßt, wobei zwischen dem Gehäuse 11, nahe dem aus Stabilitätsgründen nach innen umgekanteten, die Luftaustrittsöffnung begrenzenden Innenrand und dem überstehenden Teil des Abdeckringes 16.2 die Dichtung 16.3 angeordnet ist. Die als Quertraverse dargestellte Halterung 19 trägt über den Bolzen 19.1 und auf diesen höhenverstellbar den Drallgeber 18, der aus einzelnen, in einem Sinne verdrehten Leitschaufeln 18.1 gebildet ist. Diese Leitschaufeln sind in aller Regel im gleichen Winkel angestellt, so daß der austretenden Luft ein einheitlicher Drall erteilt wird. In besonderen Fällen ist es jedoch auch möglich die Winkelanstellung jeder einzelnen der Leitschaufeln 18.1 den Erfordernissen entsprechend zu justieren. In der Darstellung ist der Bolzen 19.1 als Schraubbolzen dargestellt, der mittels der Muttern 19.2 in der Quertraverse 19 fixiert ist, wobei bei gelösten Muttern der Bolzen 19.1 gegenüber der Quertraverse 19 in seiner Höhe verschoben und durch Festziehen der Muttern 19.2 fixiert werden kann. Eine weitere Höhenverstellbarkeit ist dadurch gegeben, daß der Drallgeber 18 mittels Muttern 19.3 auf dem Bolzen 19.1 höhenverstellbar und in seiner Höheneinstellung fixierbar befestigt ist.
- Auf den überstehenden Teil des Innenzylinders 14.3 der Filterpatrone aufgesetzt ist der Ausströmtubus 17, dessen unteres Ende als Ausströmdüse 17.1 ausgebildet ist. Beim Einsatz in Räumen mit abgehängten Decken schließt die Unterkante der Austrittsöffnung 17.1 vorteilhafterweise mit der Unterkante der abgehängten Decke 20 ab.
- Bei der Auswahl des Filtermediums 15 sind die an die Filterung zu stellenden Anforderungen zu beachten. Da mit steigenden Anforderungen die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch das Filtermedium zurückgenommen werden muß, muß die Filterfläche entsprechend dem auszublasenden Luftstrom vergrößert werden. Dies kann zunächst durch Vergrößerung der Zahl der Falten geschehen, bis eine nicht mehr zu überschreitende Faltendichte erreicht wird. Darüber hinaus kann die Tiefe der Falten ebenfalls vergrößert werden, wobei - bei gegebenem Durchmesser des Innenzylinders - sich der Durchmesser des Außenzylinders vergrößert. Dies bedingt jedoch auch eine größere Öffnung im Gehäuse des Luftauslasses. Um eine weitere Vergrößerung der Filterfläche durchzuführen bietet sich eine Vergrößerung der Höhe der Filterpatrone an, wodurch allerdings die Höhe des Luftauslasses ebenfalls vergrößert wird. Durch eine Kombination aller drei Maßnahmen lassen sich jedoch in aller Regel auch für extreme Anforderungen Luftauslässe nach der Neuerung bauen, die den Anforderungen sowohl aus filtertechnischer Sicht als auch aus strömungstechnischer Sicht gerecht werden.
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