EP0548761B1

EP0548761B1 - Drosselvorrichtung

Info

Publication number: EP0548761B1
Application number: EP92121351A
Authority: EP
Inventors: Hans-Werner Dr.-Ing. Roth; Rolf Dipl.-Ing. Fichter
Original assignee: LTG Lufttechnische GmbH
Current assignee: LTG Lufttechnische GmbH
Priority date: 1991-12-23
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1997-08-27
Anticipated expiration: 2012-12-16
Also published as: EP0548761A2; EP0548761A3; DE4142757A1; DE4142757C2; ATE157440T1; DE59208830D1

Description

Die Erfindung betrifft eine lufttechnische Drosselvorrichtung, die einen Drosselkörper aufweist.
Eine lufttechnische Drosselvorrichtung ist aus der schweizerischen Patentschrift 501 879 bekannt, die ein Nagelbett aufweist, das einen Verdrängungskörper mit einem bestimmten Widerstandsbeiwert bildet. Hierdurch werden insbesondere im Bereich von Luftumlenkungen die Luftströmungsgeräusche reduziert.
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 032 447 geht eine Drosselvorrichtung hervor, bei der Fäden in Abhängigkeit von der Stärke der Luftströmung durchgebogen werden. Auf diese Art und Weise verändert sich selbständig der Druckverlustbeiwert in Abhängigkeit des Grades der Durchbiegung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosselvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die flexibel bei ihrer Montage auf der Baustelle den vorliegenden individuellen Verhältnissen angepaßt werden kann.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sie eine einen festen und somit vom Luftvolumenstrom unabhängigen Druckverlustbeiwert aufweisende Steganordnung besitzt, welche zur Einstellung des Druckverlustbeiwertes von einem Halteelement in vorbestimmter, einstellbarer Stellung gehalten ist. Durch die Lageverstellung ist eine wahlweise Einstellung des Druckverlustbeiwertes möglich. Die Einstellung erfolgt durch Verstellen des Halteelements. Ist die Einstellung erfolgt, so ist dadurch der gewünschte Druckverlustbeiwert fest vorgegeben. Sofern -je nach den momentan gewünschten Betriebsparameternwährend des Betriebs eine Verstellung erfolgt, das heißt, die jeweilige Lage beziehungsweise Stellung der Steganordnung wird -je nach dem angestrebten Betriebspunkt- verändert, so lassen sich hierdurch zum Beispiel Steuerungs- oder Regelungsaufgaben lösen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Borsten reihenförmig nebeneinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die einzelnen Borsten etwa in paralleler Ausrichtung zueinander angeordnet.
Möglich ist es jedoch auch, daß mehrere benachbarte Borsten jeweils ein Borstenbüschel bilden, wobei die einzelnen Borstenbüschel reihenförmig nebeneinander angeordnet sind. Dies führt zur Bildung einer Borstenbüschelreihe.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Drosselkörper derart mit Borsten versehen, daß -in Strömungsrichtung gesehen- mehrere Borsten jeweils hintereinander liegen. Dies führt quasi zu mehrstufig angeordneten Borstenreihen, die je nach Stellung zum zu drosselnden Luftstrom zu einem entsprechenden Druckverlustbeiwert führen, nicht zum Zusetzen aufgrund von Verschmutzungen neigen und Geräuschdämpfungseigenschaften ähnlich der bekannten Faservliese besitzen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Borsten an einem Ende in einem Halteelement gehalten sind und daß das andere Ende der Borsten jeweils ein freies Ende bildet. Alternativ ist es auch möglich, daß beide Enden der Borsten jeweils an einem Halteelement oder an einem gemeinsamen Halteelement befestigt sind.
Der "Selbstreinigungseffekt" wird verbessert, wenn die Borsten quer zu ihrer Längserstreckung vom zu drosselnden Volumenstrom angeströmt werden. Insbesondere bildet die Anströmung mit der Längserstreckung der Borsten einen spitzen Winkel. Bei dieser Ausgestaltung neigen die Borsten kaum zur Verschmutzung. Vorzugsweise erfolgt die Anströmung derart, daß sie zunächst auf das gehaltene bzw. eingespannte Ende der Borsten und erst dann -in Strömungsrichtung gesehen- auf das freie Ende der Borsten trifft.
Vorzugsweise können die Borsten von einer Klemmeinrichtung, insbesondere einer Klemmleiste, vorzugsweise an einem Ende gehalten werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die drosselnden Borsten -je nach gewünschtem Druckverlustbeiwert und/oder gewünschter Bauform- einstufig oder in Strömungsrichtung mehrstufig hintereinander liegend angeordnet sind. Die Mehrstufigkeit kann sich entweder kontinuierlich ergeben, indem -in Strömungsrichtung gesehen- eine Vielzahl von Borsten hintereinander liegend angeordnet sind oder es sind voneinander in Strömungsrichtung beabstandet angeordnete Borstengruppen (z. B. in Büschelform) vorgesehen.
Ein relativ großer Druckverlustbeiwert ergibt sich, wenn die freien Endbereiche verstellbarer, insbesondere verschwenkbarer Borsten im Verstellendbereich derart gegen eine Luftstrombegrenzungswand oder dergl. treten, daß sich die Borsten verdichten, insbesondere durchbiegen.
Die Borsten bestehen vorzugsweise aus Kunststoff- oder Metalldrähten. Als Material für die Borsten haben sich Polyäthylen, Messing oder nichtrostender Stahl bewährt. Der Querschnitt der Borsten ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die Borsten eine Drosselbürste, d. h. der Drosselkörper besitzt ein bürstenförmiges Aussehen. Sofern der Drosselkörper eine Borstenreihe bzw.eine Borstenbüschelreihe aufweist, nimmt die Drosselbürste ein etwa kammartiges Aussehen an.
Alternativ können die Borsten auch ein kegelförmiges Drosselelement bilden, dessen Kegelspitze vom Luftstrom angeströmt wird.
Sofern die Drosselbürste zwei Borstenreihen aufweist, liegt ein etwa doppelkammartiges Gebilde vor. Vorzugsweise schließen die beiden Borstenreihen einen stromabseitigen Winkel ein, der < 180° ist. Die Anströmung erfolgt derart, daß der Luftstrom zunächst auf die Spitze des genannten Winkels trifft und erst dann auf die weiter stromabseitig liegenden freien Enden der Borsten trifft.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß -in Strömungsrichtung betrachtet- die Borsten eine Borstenschnecke bilden, d. h. sie treffen auf ein wendelförmiges Borstengebilde.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß die Drosselvorrichtung an der Innenwandung eines eine Luftführungseinrichtung bildenden Rohrs angeordnet ist. Auf diese Art und Weise ist es möglich, z. B. eine Bürstenanordnung im Rohr unterzubringen, welche als Drosselelement dient oder zur Erhöhung des Druckverlustes zum Druckabgleich in einem Kanalsystem oder dergleichen Verwendung findet.
In der Lufttechnik werden sehr häufig Wickelfalzrohre eingesetzt. Diese werden aus Flachband spiralig gewickelt und an den Rändern gefalzt, so daß eine luftdichte bzw. im wesentlichen luftdichte Verbindung erfolgt. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Luftführungseinrichtung als starres oder flexibles Wickelfalzrohr ausgebildet sein, wobei die Drosselvorrichtung vorzugsweise im Falz innerhalb des Wickelfalzrohres befestigt, vorzugsweise die Borsten oder dergleichen mit ihren einen Enden im Falz befestigt, insbesondere eingeklemmt, ist bzw. sind. In Abhängigkeit von dem gewünschten Druckverlustbeiwert kann sich die Drosselvorrichtung mindestens über eine Teillänge der Luftführungseinrichtung erstrecken und/oder über eine entsprechend gewählte Steglänge der die Drosselvorrichtung bildende Steganordnung verfügen. Je länger die Borsten sind, um so größer ist der Strömungswiderstand; je länger sich die Drosselvorrichtung entlang der Strömungsrichtung in der Luftführungseinrichtung erstreckt, um so größer ist der Druckverlust. Das Befestigen der vorzugsweise als Borsten ausgebildeten Steganordnung im Falz von Wickelfalzrohren führt zur Ausbildung einer Bürste auf einer Schraubenlinie im Innern der Luftführungseinrichtung. Zusätzliche Mittel zur Befestigung der Drosselvorrichtung müssen dann nicht vorgesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, die Drosselvorrichtung (Borsten bzw. eine Bürste oder mehrere Bürsten) separat auf den Innenmantel des Rohres oder dergleichen zu befestigen, also nicht in den Falz mit einzuarbeiten.
Die Drosselvorrichtung kann vorzugsweise einem Luftauslaß, insbesondere einem Schlitzauslaß, vorgeordnet sein. Dies bedeutet, daß sie stromauf zum Luftauslaß liegt. Insbesondere Schlitzauslässe haben nur einen sehr geringen Druckverlust. Zur genauen Einstellung der Luftmenge, beispielsweise bei benachbarten Auslässen, kann es erforderlich sein, den Auslaßverlust zu erhöhen. Bisher hat man zu diesem Zweck den Luftauslässen einen "Festwiderstand" vorgeschaltet, der als Rohrstück mit Lochblech ausgebildet ist. Erfindungsgemäß kann anstelle dieses Lochblechs nunmehr die Drosselvorrichtung zur Anwendung kommen, die u.a. optimale akustische Eigenschaften besitzt, insbesondere wenn sie -wie beschrieben- mit Abstand stromauf zum Auslaß angeordnet ist.
Weitere vorteilige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, und zwar zeigt:

Figur 1: eine Drosselvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2: eine Drosselvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figur 3: eine Drosselvorrichtung in einem eckigen Luftkanal,
Figur 4: die Drosselvorrichtung der Fig. 3 in Seitenansicht,
Figur 5: eine weitere Ausführungsform einer Drosselvorrichtung in einem eckigen Luftkanal,
Figur 6: eine Drosselvorrichtung in einem Luftkanal mit kreisförmigem Querschnitt,
Figur 7: die Drosselvorrichtung der Figur 6 in Seitenansicht,
Figur 8: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Drosselvorrichtung in einem Luftkanal mit kreisförmigem Querschnitt,
Figur 9: die Darstellung der Figur 8 in Seitenansicht,
Figur 10: ein Ausführungsbeispiel mit schneckenförmig gestalteter Drosselvorrichtung,
Figur 11: eine verstellbare Drosselvorrichtung in Offenstellung,
Figur 12: die Drosselvorrichtung der Figur 11 in geschlossener Stellung,
Figur 13: eine Draufsicht auf die Drosselvorrichtung der Figur 12,
Figur 14: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Drosselvorrichtung in Offenstellung,
Figur 15: die Drosselvorrichtung der Figur 14 in Schließstellung,
Figur 16: eine Draufsicht auf die geschlossene Drosselvorrichtung der Figur 15,
Figur 17: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer kegelförmigen Drosselvorrichtung in offenstellung,
Figur 18: das Ausführungsbeispiel der Figur 17 in geschlossener Stellung,
Figur 19: ein Diagramm,
Figur 20: eine Drosselvorrichtung mit Kombi-Drosselkörper in Offenstellung,
Figur 21: das Ausführungsbeispiel der Figur 20 in Zwischenstellung,
Figur 22: die Drosselvorrichtung der Figur 20 in Schließstellung,
Figur 23 bis 25: mit Drosselvorrichtungen versehene Auslaßschienen,
Figur 26: einen Drallauslaß mit schneckenförmiger Drosselvorrichtung,
Figur 27: ein Ausführungsbeispiel eines weiteren Drallauslasses,
Figur 28: eine mit Stegen versehende Steganordnung, die den Drosselkörper einer Drosselvorrichtung bildet,
Figur 29: ein Drosselkörper nach einem anderen Ausführungsbeispiel,
Figur 30: ein weiterer Drosselkörper nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figur 31: ein winkelförmiger Drosselkörper, der Stege aufweist,
Figur 32: ein Luftauslaß, insbesondere Quelluftauslaß, mit erfindungsgemäßer Drosselvorrichtung,
Figur 33: drei Ansichten eines Luftauslasses, insbesondere Quelluftauslasses, mit erfindungsgemäßer Drosselvorrichtung,
Figur 34: eine Seitenansicht auf eine Luftführungseinrichtung mit im Innern liegender Drosselvorrichtung,
Figur 35: einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Figur,
Figur 36: eine schematische Detailansicht der Wandung der Luftführungseinrichtung gemäß Figur 34,
Figur 37: eine Darstellung gemäß Figur 36, jedoch nach einem anderen Ausführungsbeispiel,
Figur 38: einen an eine Luftführungseinrichtung angeschlossenen Schlitzauslaß,
Figur 39,40: als Flexschlauch ausgebildete Luftführungseinrichtungen,
Figur 41: eine Befestigung einer Drosselvorrichtung am Falz eines Flexschlauches und
Figur 42: eine Anordnung gemäß Figur 41, jedoch nach einem anderen Ausführungsbeispiel.

Die Figuren 1 -33 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele von Drosselvorrichtungen 1 bzw. Drosselkörper 2 von Drosselvorrichtungen 1 für die Einstellung eines Gas-, insbesondere Luftvolumenstroms. Je nach Ausbildung läßt sich der für den jeweiligen Anwendungsfall gewünschte Druckverlustbeiwert D durch eine Steganordnung 30 erzielen. Anstelle von Borsten können auch Stege oder anstelle von Stegen auch Borsten treten.
Die Figur 1 zeigt einen Drosselkörper 2, der von einer nicht dargestellten Luftführungseinrichtung, z. B. einen Luftkanal, umgeben ist, und von Zuluft (Pfeil 3) beaufschlagt wird. Der Drosselkörper 2 weist ein stabförmiges Halteelement 4 auf, an dem Borsten 5 reihenförmig nebeneinander angeordnet sind, die eine Steganordnung 30 bilden. Mehrere benachbarte Borsten 5 sind jeweils zu Borstenbüscheln 6 zusammengefaßt, so daß eine Borstenbüschelreihe 7 entlang der Längserstreckung des Halteelements 4 gebildet wird.
Das stabförmige Halteelement 4 erstreckt sich quer, insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung (Pfeil 3) der Zuluft. Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß die Längserstreckung des Halteelements 4 und die Strömungsrichtung (Pfeil 3) der Zuluft einen Winkel einschließen, der von 90° abweicht.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Borsten 5 quer zu ihrer Längserstreckung von dem zu drosselnden Volumenstrom (Pfeil 3) angeströmt werden. Gemäß Figur 1 ist vorgesehen, daß die Richtung des Volumenstroms (Pfeil 3) mit der Längserstreckung der Borsten 5 einen spitzen Winkel β einschließen, d. h., die Zuluft trifft - in Anströmungsrichtung gesehen - zunächst auf die dem Halteelement 4 zugewandten Endbereiche der Borsten 5 und streicht erst dann über die nicht eingespannten, freien Enden 8 der Borsten 5.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Figur 1 und auch in den noch folgenden Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß die Borsten vorzugsweise aus Kunststoff oder Metalldraht bestehen. Insbesondere kommen als Material Polyäthylen, Messing oder nichtrostender Stahl in Betracht.
Während der Drosselkörper der Figur 1 ein ebenes Element bildet, das in seiner Gestalt mit einer kammartigen Drosselbürste 9 vergleichbar ist, sind - gemäß Figur 2 - auch räumliche Elemente, z. B. rotationssymmetrische Elemente, denkbar. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 handelt es sich bei dem Drosselkörper 2 um ein rotationssymmetrisches Element, das eine kegelförmige Gestalt aufweist. Die Borsten 5 dieses Drosselkörpers 2 können entweder lediglich einen Kegelmantelbereich bilden; es ist jedoch auch möglich, daß - je nach gewünschtem Druckverlustbeiwert D - die Wandstärke vergrößert ist. Dies kann bis hin zu einem Vollkegel gehen. Die einzelnen Borsten 5 sind im Bereich der Kegelspitze 10 mittels eines nicht näher dargestellten Halteelements befestigt, so daß die Borsten einendig eingespannt und anderendig frei sind. Die Anströmung mit dem zu drosselnden Luftstrom erfolgt - gemäß Pfeil 3 - auf die Kegelspitze 10.
Figur 3 zeigt einen Drosselkörper 2, der in einer als Rechteckkanal ausgebildeten Luftführungseinrichtung angeordnet ist. Der mit Steganordnung (30) versehene Drosselkörper 2 besteht aus einem stabförmigem Halteelement 4, das zu beiden Seiten mit Borsten 5 versehen ist, die - gemäß Figur 4 - einen Winkel θ einschließen, der < als 180° ist. Mithin liegt eine Art doppelkammerartige Drosselbürste 12 vor. Das stabförmige Halteelement 4 erstreckt sich parallel zur Ober- bzw. Unterwand 13 des Rechteckkanals 11; die Borsten 5 verlaufen im wesentlichen parallel zu den Seitenwänden 14 des Rechteckkanals 11. Die Anströmung beim Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 mit Zuluft oder dergleichen erfolgt derart, daß -gemäß Pfeil 3 - der Volumenstrom zunächst auf die eingespannten Endbereiche der Borsten 5 und dann auf die weiter stromab liegenden freien Enden 8 der Borsten 5 trifft. Die freien Enden 8 erstrecken sich vorzugsweise bis zur Ober- bzw. Unterwand 13 des Rechteckkanals. Es kann dort jedoch auch ein Abstand verbleiben, sofern dies für die Erzielung des gewünschten Druckverlustbeiwertes D erforderlich ist. Die Neigung der Borsten 5 zur Strömungsrichtung (Pfeil 3) wird ebenfalls in Abhängigkeit von dem gewünschten Druckverlustbeiwert D gewählt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist es auch möglich, das Halteelement 4 im Bereich einer Wandung, z. B. Oberwand 13 des Rechteckkanals anzuordnen. Die Borsten 5 erstrecken sich dann über die gesamte Höhe des Rechteckkanals 11.
Bei den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen und auch noch bei den folgenden Ausführungsbeispielen ist es möglich, daß die Drosselvorrichtungen 1 ein- oder mehrstufig ausgebildet sind. Mehrstufig bedeutet, daß mehrere Borsten 5 bzw. Borstenreihen und/oder Borstenbüschel - in Strömungsrichtung gesehen - hintereinander liegend angeordnet sind. Beispielsweise können mehrere Drosselkörper 2 hintereinander liegend vom zu drosselnden Volumenstrom passiert werden.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 6 zeigt eine Drosselvorrichtung 1, die als Luftführungseinrichtung einen Kanal 15 mit kreisförmigem Querschnitt aufweist. Der Drosselkörper 2 ist entsprechend dem Drosselkörper 2 des Ausführungsbeispiels der Figur 3 ausgebildet. Es besteht jedoch der Unterschied, daß die Borsten 5 der Steganordnung 30 nicht alle die gleiche Länge besitzen, sondern - zu den Seiten hin - eine kürzere Länge entsprechend der Querschnittskontur der Luftführungseinrichtung aufweisen.
Die Figur 7 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Figur 6. Auch hier schließen die Borstenreihen beiderseits des Halteelements einen Winkel Θ ein, der < als 180° ist.
Die Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit im Querschnitt kreisförmiger Luftführungseinrichtung und als Kegel ausgebildetem Drosselkörper 2. Die Kegelspitze 10 befindet sich im Mittelpunkt des Kanals 15.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 10 ist ein Drosselkörper 2 vorgesehen, bei dem die Borsten 5 der Steganordnung 30 wendelförmig angeordnet sind, d. h., es liegt eine Borstenschnecke 16 vor. Je nach Winkelstellung (Steigung) der Borsten 5 und Anzahl der Windungen der Borstenschnecke 16 stellt sich der gewünschte Druckverlustbeiwert D ein.
Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen der Figuren 1 - 10 ergibt sich ein "fester" Druckverlustbeiwert D. Bei den folgenden Ausführungsbeispielen der Figuren 11 - 22 ist der Druckverlustbeiwert D einstellbar, in dem der Drosselkörper 2 verstellbar ausgebildet ist, so daß - je nach Stellung -ein entsprechender Druckverlustbeiwert herbeigeführt werden kann. In der Lufttechnik sind hierdurch z. B. Steuerungen oder Regelungen von Luftvolumenströmen möglich.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 11 liegt eine Luftführungseinrichtung mit rechteckigem Querschnitt (Rechteckkanal 11) vor. Die Anordnung entspricht dem Ausführungsbeispiel der Figur 5. Demgegenüber besteht jedoch der Unterschied, daß das Halteelement 4 verdrehbar (Pfeil 17) gelagert ist, so daß die Borsten 5 des Drosselkörpers 2 verschwenkt werden können. In Abhängigkeit der Winkelstellung der Borsten stellt sich der zugehörige Druckverlustbeiwert D ein. In der Figur 4 ist eine geöffnete Stellung des Drosselkörpers 2 wiedergegeben. In der Figur 12 liegt die Schließstellung vor. Die Borsten 5 weisen eine Länge auf, die größer als der Abstand zwischen Ober- und Unterwand 13 des Rechteckkanals 11 ist, so daß in der Schließstellung ein Durchbiegen erfolgt. Aufgrund dieser Durchbiegung bündeln sich die Borsten 5, wodurch der Druckverlustbeiwert D ansteigt. Insbesondere im Falle der Kunststoffborste ist sichergestellt, daß sie immer wieder in ihre alte Form/Position zurückfedert. Dies ist auch bei Federdraht der Fall.
In der Figur 13 ist die Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Figur 12 dargestellt.
Die Figuren 14 bis 16 zeigen ein Ausführungsbeispiel, das dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 entspricht. Allerdings liegt zwischen den Borstenreihen ein Winkel Θ vor, der nicht < 180° ist, sondern 180° beträgt. Die einzelnen Stellungen des Drosselkörpers 2 der Figuren 14 - 16 entspricht den Stellungen des Drosselkörpers 2 der Figuren 11 - 13. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 14 - 16 liegt eine Luftführungseinrichtung mit im Querschnitt kreisförmigem Kanalquerschnitt vor; der Drosselkörper 2 ist doppelkammartig ausgebildet.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 17 zeigt einen kegelförmigen Drosselkörper 2, der in - bzw. entgegen der Strömungsrichtung (Pfeil 3) längsverschieblich durch geeignete, nicht dargestellte Mittel innerhalb der Luftführungseinrichtung 18 verlagerbar ist. Je nach Stellung des Drosselkörpers 2 läßt sich ein Drosselquerschnitt 19 der Luftführungseinrichtung 18 aufgrund der Kegelform des Drosselkörpers 2 mehr oder weniger verschließen, wodurch der gewünschte Druckverlustbeiwert D einstellbar ist.
Wie erwähnt, kann beim Schließen der erfindungsgemäßen Drosselvorrichtungen 1 vorgesehen sein, daß sich die Borsten 5 des jeweiligen Drosselkörpers 2 bündeln, wodurch der Druckverlustbeiwert D ansteigt. Damit nimmt der Druckverlustbeiwert D jedoch nicht so stark zu, wie es z. B. bei Klappen mit luftundurchlässigem Klappenblatt erfolgt. Betrachtet man das Diagramm der Figur 19, so ist dort - mit der Kurve 20 - der Zusammenhang des Druckverlustbeiwertes D in Abhängigkeit von der Winkelstellung α des Drosselkörpers 2 dargestellt. Es sei davon ausgegangen, daß bei α = 90° die Schließstellung erreicht ist. Die Kurve 20, die eine relativ starke Krümmung aufweist, zeigt den Zusammenhang von D und α bei konventionellen Klappen mit luftundurchlässigem Klappenblatt. Mit 21 ist eine Kurve bezeichnet, die einem erfindungsgemäßen Drosselkörper 2 mit Borsten 5 entspricht. Es wird deutlich, daß die großen Werte des Druckverlustbeiwertes D nicht wie bei der luftundurchlässigen konventiellen Klappe erzielbar sind. Allerdings besteht ein etwa linearer Zusammenhang zwischen D und α. Dieser stärker lineare Zusammenhang zwischen dem Druckverlustbeiwert D und dem Verdrehwinkel α kommt Regelgeräten zugute, die dadurch stabiler und genauer arbeiten können.
Die Kurve 22 (Strichlinie) der Figur 19 zeigt die Abhängigkeit des Druckverlustbeiwertes D von dem Verdrehwinkel α einer Drosselvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 20 - 22. Der Drosselkörper 2 ist als Kombi-Klappe 23 ausgebildet, d. h., es ist ein mit Borsten 5 versehenes Teil und ein konventionelles, luftundurchlässiges Klappenblatt 24 vorgesehen. Die Borsten 5 und das Klappenblatt 24 schließen einen Winkel δ zwischen sich auf. Die Anordnung ist derart getroffen, daß beim Schließen des Drosselkörpers 2 zunächst - gemäß Figur 21 - die Borsten 5 gegen die Luftführungseinrichtung treten, wodurch sich der Druckverlustbeiwert D entsprechend der Kurve 22 vergrößert. Dies erfolgt etwa bis zum Endpunkt der Kurve 21. Im Verlauf des weiteren Schließens tritt dann - im wesentlichen unter Aufhebung des Winkels δ - das Klappenblatt 24 gegen die Wandung der Luftführungseinrichtung, wodurch sich der Druckverlustbeiwert D noch weiter erhöht und schließlich einen Endwert erreicht (Kurve 22), der dem Endwert der Kurve 20 entspricht.
Die Figuren 23 - 25 zeigen mit Auslaßschiene 25 versehene Luftauslässe 26. Jede Auslaßschiene 25 weist eine Luftleitwalze 26 auf. In der Zuführung zur Auslaßschiene 25 ist jeweils eine Drosselvorrichtung 1 mit Steganordnung 30 angeordnet, die in ihrer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausbildung mit Borsten 5 entspricht. Der Drosselkörper 2 ist bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 23 - 25 jeweils unmittelbar stromauf der jeweiligen Auslaßschiene 25 angeordnet. Hierdurch wird die Anströmung der Luftleitwalze 26 und die Verteilung über der Auslaßlänge verbessert. Neben dem gewünschten Druckverlust ermöglichen die Drosselkörper 2 eine Verminderung der Anzahl der Anschlußstutzen für die Zuführung der Zuluft, wodurch Montagekosten und auch Materialkosten eingespart werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Drosselkörper 2 sind die Drosselgeräusche sehr stark gedämpft, so daß die Geräusche nicht "durchstrahlen", was bei herkömmlichen Luftauslässen, insbesondere Luftauslässen mit Auslaßschiene, oft der Fall ist.
Die Figur 26 zeigt einen geräuscharmen Drallerzeuger 27. Dieser kann in ein sehr kompaktes Gehäuse eingebaut und ferner ungleichförmig angeströmt werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Drosselkörpers 2 ist dies dennoch ohne nachteilige Auswirkungen auf das Strömungsgeräusch. Der Drosselklappe 2 ist wendelförmig ausgebildet.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 27 zeigt einen Drallerzeuger 27, der Luftleitschaufeln 28 aufweist, die kreisausschnittsförmig ausgebildet sind. Sie weisen erfindungsgemäß Borsten 5 auf, die beispielsweise einendig in entsprechende Halteelemente 4 eingespannt sein können. Die Anordnung der Luftleitschaufeln 28 ist nach Art eines Propellers vorgesehen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Drosselklappe 2 bildenden Luftleitschaufeln 28 sind ausgeprägte Ablösegebiete durch Falschanströmung verhindert, so daß ein extrem geräuscharmer Betrieb möglich ist.
Die erfindungsgemäßen bürstenförmigen Drosselkörper 2 kombinieren die Vorteile einer geräuscharmen Drosselung mit geringer Wartung bzw. Wartungsfreiheit und geringen Herstellungskosten.
In den Figuren 28 bis 31 sind Ausführungsbeispiele von Drosselkörpern 2 dargestellt, die anstelle der Borsten der vorhergehenden Ausführungsbeispiele Stege 31 aufweisen, die die Steganordnung 30 bilden. Diese Ausführungsbeispiele der Drosselkörper 2 können bei Drosselvorrichtungen 1 gemäß der im Zuge dieser Anmeldung dargestellten Ausführungsbeispiele anstelle der dort vorgesehenen Borsten eingesetzt werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 28 sind Stege 31 vorgesehen, die die gleichen Längen und die gleichen Breiten und auch die gleichen Lückenbreiten zwischen sich aufweisen. Vorzugsweise sind die Stege 31 als Blechstege ausgebildet. Als Material kommt wiederum vorzugsweise Messing oder ein nichtrostender Stahl in Betracht. Es ist jedoch auch möglich, daß die mit Stegen 31 versehenen Drosselkörper 2 aus Kunststoff bestehen, vorzugsweise aus Polyäthylen.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 29 weisen die Stege 31 unterschiedliche Formen auf. Die Längen der Stege 31 sind unterschiedlich und auch ihre Breiten. Ferner sind auch die Lücken zwischen einander benachbarten Stegen 31 unterschiedlich groß ausgebildet. Vorzugsweise können -wie dargestelltdie einzelnen Stege 31 auch eine unregelmäßige Form aufweisen, das heißt, sie laufen zum Beispiel spitz zu oder sind mit Krümmungen versehen und dergleichen.
Vorzugsweise sind bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 28 und 29 die Stege 31 einstückig mit einem Halteelement 4 (Quersteg) ausgebildet. Insbesondere bilden die Drosselkörper 2 der Ausführungsbeispiele der Figuren 28 und 29 Drosselbürsten, die kammartige Gestalt aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 30 sind zwei mit Stegen 31 versehene Drosselkörper 2 hintereinanderliegend angeordnet, so daß eine mehrstufige Drosselvorrichtung gebildet wird. Beide Drosselbürsten 9 bilden zusammen die Steganordnung 30.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 31 können auch winkelförmige Drosselkörper 2 gebildet werden, das heißt, zwei kammartige mit Stegen 31 versehene Drosselkörper hängen an ihrer Unterkante des Halteelements 4 vorzugsweise einstückig zusammen und sind dort im Winkel zueinander abgebogen. Diese Ausgestaltung entspricht der Ausgestaltung gemäß der Figur 7, jedoch sind anstelle der dort gezeigten Borsten Stege 31 vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 31 kann beispielsweise ein Blechstreifen durch Stanzung mit den Stegen 31 versehen und dann durch Kantung entsprechend abgewinkelt werden.
Die Figur 32 zeigt einen Quelluftauslaß 35, der als linienförmiges Auslaßelement ausgebildet ist. Die Zuluft (Pfeil 3) tritt in Lufteintrittsstutzen 36 ein, die in einen Luftverteilkasten 37 münden. Der Luftverteilkasten 37 weist einen Schlitz 38 auf. An der einen Schlitzbegrenzungswandung sind Borsten 5 eines Drosselkörpers 2 angeordnet, die den Schlitz zumindest teilweise abdecken und eine Drosselung der dort austretenden Luft bewirken. Die freien Enden der Borsten 5 stehen einer abgewinkelten Blechwandung 39 der anderen Schlitzbegrenzungswandung gegenüber. Die Rückwand 40 des Luftverteilkastens 37 erstreckt sich über die Ebene des Schlitzes 38 hinaus. An ihrem oberen Ende ist eine mit Luftaustrittsöffnungen 41 versehene Abdeckung 42 angeordnet, die sich viertelkreisförmig über den Schlitz 38 wölbt und bis auf die obere Wandung des Luftverteilkastens 37 reicht. Die dort eingezeichneten Pfeile stellen den Luftaustritt da. Die Luftaustrittsöffnungen 41 haben eine derartige Größe, daß sie größer als 40% der Abdeckfläche freigeben. Aufgrund der Borsten 5 wird eine ausgezeichnete Luftverteilung längs des Auslasses erzielt.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 33 ist ein weiterer Quelluftauslaß 35 in drei verschiedenen Ansichten dargestellt. Er weist einen quaderförmigen Luftverteilkasten 37 auf, in den ein Lufteintrittsstutzen 36 mündet. Der Luftverteilkasten 37 ist mit mehreren, parallel zueinander verlaufenden Schlitzen 38 versehen, wobei jeweils von einer Schlitzseite aus eine Blechwandung 39 vorzugsweise senkrecht abgewinkelt ist. Von der anderen Schlitzseite gehen Borsten 5 aus, die den jeweiligen Schlitz 38 teilweise oder ganz abdecken, so daß dort der Drosselkörper 2 gebildet wird. Gemäß der linken Abbildung der Figuren 33 kann ebenfalls -wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 32- eine Abdeckung 42 vorgesehen sein, die die Schlitze 38 überdeckt und die mit Luftaustrittsöffnungen 41 versehen ist, die eine Austrittsfläche > 40% der Abdeckfläche freigeben. Die Bürstenreihe (Borsten 5) sind nach Abnehmen der Abdeckung 42 sehr gut zugänglich. Aufgrund der Borsten wird eine gute, gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung der ausströmenden Luft erzielt. Ferner ermöglicht die Konstruktion des Ausführungsbeispiels der Figur 33 eine sehr geringe Bauhöhe des Quelluftauslasses 35.
Die Figur 34 zeigt eine Luftführungseinrichtung 50, die als Rohr 51 ausgebildet ist und im Innern eine Drosselvorrichtung 1 (Figur 35) trägt. Bei dem Rohr 51 handelt es sich um ein starres Wickelfalzrohr 51', das aus Flachband spiralig gewickelt wird, wobei die Ränder 52 gefalzt und hierdurch miteinander verbunden werden. Aus den Figuren 36 und 37 gehen derartige Falze 53 hervor. Zwischen den Falzen 53 können -gemäß der Figuren 36 und 37- offene oder geschlossene Sicken 54 ausgebildet werden.
Die Figur 35 zeigt einen Querschnitt durch das Wickelfalzrohr 51' gemäß der Figur 34. Es ist erkennbar, daß die Drosselvorrichtung 1 als Borsten 5 ausgebildet ist, die einendig an der Innenseite des Wickelfalzrohrs 51' befestigt sind und etwa radial nach innen ragen. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung der Borsten 5 im Falz 53, wie dies aus den Figuren 36 und 37 hervorgeht. Dies führt dazu, daß eine wendelförmige Bürste innerhalb des Rohres 51 gebildet wird. Vorzugsweise werden die Borsten 5 im Falz 53 verklemmt. Die Länge der Borsten sowie die Ausbildung der so gebildeten Bürste über die Länge des Rohres wird in Abhängigkeit vom gewünschten Druckverlustbeiwert gewählt.
Alternativ ist es nach einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel auch möglich, die Borsten nicht mit in den Falz einzuarbeiten, sondern separat auf der Innenrohrmantelfläche mit geeigneten Mitteln zu befestigen.
Gemäß Figur 38 kann eine mit Drosselvorrichtung 1 ausgebildete Luftführungseinrichtung 50 an einen Verbindungsstutzen 55 eines Luftauslasses 56 angeschlossen sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Luftauslaß 56 um einen Schlitzauslaß. Die Luftführungseinrichtung 55 ist als flexibles Rohr, insbesondere als Flexschlauch 57 ausgebildet. An dessen Stelle kann jedoch auch zum Beispiel ein starres Wickelfalzrohr zum Einsatz kommen. Wesentlich ist, daß durch diesen Anschluß dem Luftauslaß 56 zur Erhöhung des Druckverlustes eine Drosselvorrichtung 1 vorgeschaltet wird, um z. B. einen gewünschten Druckabgleich zu erzielen.
Die Figuren 39 und 40 verdeutlichen, daß die Luftführungseinrichtung 50 bei Ausbildung als Flexschlauch 57 in gewünschter Weise, auch mit starken Krümmungen, verlegbar ist. Die Figuren 41 und 42 zeigen Längsschnitte durch die Wandung von Flexschläuchen, die aus Bandabschnitten spiralig gewickelt und an den Rändern 52 gefalzt sind (Falze 53). In die Falze 53 sind Borsten 5 einer Drosselvorrichtung 1 eingeklemmt.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 41 handelt es sich um einen Falz 53, der an einer Innenlage 58 des Flexschlauches 57 realisiert ist. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 42 sind abwechselnd die Innenlagen 58 bzw. Außenlagen 59 des Flexschlauches 57 miteinander durch Falze verbunden. In die jeweils gebildete Falztasche sind die entsprechenden Enden der Borsten bzw. Stege oder dergleichen eingeklemmt. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Borsten zusätzlich oder ausschließlich in der Falztasche zu verkleben.

Claims

Lufttechnische Drosselvorrichtung für die Einstellung eines Gas-, insbesondere Luftvolumenstroms, mit einem Drosselkörper, der eine einen festen und somit vom Luftvolumenstrom unabhängigen Druckverlustbeiwert aufweisende Steganordnung besitzt, welche zur Einstellung des Druckverlustbeiwertes von einem Halteelement in vorbestimmter, einstellbarer Stellung gehalten ist.
Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) der Steganordnung (30) von Borsten (5) gebildet sind.
Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) der Steganordnung (30) von Kunststoff- oder Blechstegen gebildet sind.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) der Steganordnung (30) oder die Borsten (5) reihenförmig nebeneinander angeordnet sind.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere benachbarte Stege (31) oder Borsten (5) jeweils ein Stegbüschel (32) oder Borstenbüschel (6) bilden.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stegbüschel (32) oder Borstenbüschel (6) zur Bildung einer Stegbüschelreihe (33) oder Borstenbüschelreihe (7) nebeneinander angeordnet sind.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung gesehen mehrere Stege (31) oder Borsten (5) hintereinander liegen.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) an einem Ende in dem Halteelement (4) gehalten sind und daß das jeweilige andere Ende der Stege (31) oder Borsten (5) ein freies Ende (8) bildet.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) quer zu ihrer Längserstrekkung vom zu drosselnden Volumenstrom angeströmt werden.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Volumenstroms mit der Längserstreckung der Stege (31) oder Borsten (5) einen Winkel bildet.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des stromabseitigen Volumenstroms mit der von dem gehaltenen Ende der Stege (31) oder Borsten ausgehenden zum freien Ende verlaufenden Längserstreckung der Stege (31) oder Borsten (5) einen spitzen Winkel (β) einschließt.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) in einer Klemmeinrichtung, insbesondere einer Klemmleiste, an einem Ende gehalten werden.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die drosselnden Borsten -je nach gewünschtem Druckverlustbeiwert (D)- einstufig oder in Strömungsrichtung mehrstufig hintereinander liegend angeordnet sind.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (55) schwenkbar angeordnet sind.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Endbereiche der Borsten (5) im Verstellendbereich derart gegen eine Luftstrombegrenzungswand (Wand einer Luftführungseinrichtung) treten, daß sie sich verdichten, insbesondere daß die Borsten (5) durchbiegen.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) aus Kunststoff -insbesondere Kunststoffdrähten-, Messing oder nichtrostendem Stahl -insbesondere Metalldrähten- bestehen.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) eine Drosselbürste (12) bilden.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbürste (12) kammartig ausgebildet ist.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) ein kegelförmiges Drosselelement (2) bilden, dessen Kegelspitze (10) angeströmt wird.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbürste (12) aufgrund zweier Stegreihen oder Borstenreihen doppelkammartig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise beide Stegreihen oder Borstenreihen einen stromabseitigen Winkel (Θ) einschließen, der < 180° ist.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) eine Borstenschnecke (16) bilden.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) einstückig mit dem Halteelement (4) ausgebildet sind.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (31) oder Borsten (5) unterschiedliche Gestalt, insbesondere unterschiedliche Stegbreiten und/oder -längen bzw. Borstendicken und/oder -längen, aufweisen.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lükken zwischen benachbarten Stege (31) oder Borsten (5) unterschiedlich breit sind.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie an der Innenwandung eines eine Luftführungseinrichtung bildenden Rohrs (51) angeordnet ist.
Drosselvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (51) als starres oder flexibles Wickelfalzrohr (51') oder Flexschlauch (57) ausgebildet ist, wobei die Drosselvorrichtung (1) vorzugsweise im Falz befestigt, inbesondere die Borsten mit ihren einen Enden im Falz befestigt, vorzugsweise eingeklemmt, ist beziehungsweise sind.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich -in Abhängigkeit von dem gewünschten Druckverlustbeiwert- mindestens über eine Teillänge der Luftführungseinrichtung (50) erstreckt und/oder über eine entsprechende Steglänge der Steganordnung (30) verfügt.
Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Luftauslaß (56), insbesondere einem Schlitzauslaß, vorgeordnet, d.h. stromauf, ist.