DE29715816U1

DE29715816U1 - Durchgangsluftschleieranlage

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Publication number: DE29715816U1
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Current assignee: GERHARDT, HANS-JOACHIM, PROF. M.SC.DR.-ING., DE
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2007-09-04

Description

SCHWABE·«? SANOMAIR "¹MARX

PATENTANWÄLTE
STUNTZSTRASSE 16 · D-81677 MÜNCHEN

Anwaltsakte 42 840 X

WSP Ingenieurgemeinschaft Prof. Dr.-Ing. C. Kramer Prof. Dipl.-Ing. H.-J. Gerhardt Welkenrather Straße 120 52074 Aachen

Durchgangsluftschleieranlage

Beschreibung

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume von einander mittels Luftschleier, die im folgenden auch als Durchgangsoder Torluftschleieranlage bezeichnet werden soll. Luftschleieranlagen sind seit Jahrzehnten bekannt und werden vielfach zur berührungslosen Abdichtung der Zugangstüren zu z. B. Kaufhäusern benutzt. Sie bestehen im allgemeinen aus einer ebenen Strahlströmung, welche aus einer geeigneten Strömungsführung oberhalb der Türöffnung austritt. Die Eigenschaften von Strahlströmungen werden in den einschlägigen Textbüchern der Strömungsmechanik behandelt. Eine effektive Abtrennung zweier Räume - z. B. eines Kaufhausinnenraumes von der Atmosphäre - ergibt sich, wenn Luft des Kernbereichs des Luftstrahles auf den der Ausblasebene gegenüberliegenden Seite (Boden) auftrifft. Die Länge des Kernbereiches beträgt je nach Turbulenz der ausströmenden Luft das vier- bis sechsfache der Strahlaustrittsbreite. Bei üblichen Luftschleieranlagen, bei denen zur Vermeidung hoher Druckverluste die aus der Strömungsführung austretende Luft vergleichsweise turbulent ist, sollte die Strahlbreite so gewählt werden, daß sie

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etwa 1/4 der abzudichtenden Öffnung entspricht. Dies führt zu sehr großen Strahlbreiten bei sehr großen Öffnungshöhen, z. B. sehr hohen Türöffnungen.

Falls die Temperaturen in den mittels Luftschleiern von einander abzutrennenden Räumen groß sind, erweisen sich Luftschleieranlagen vorteilhaft, bei welchen sich die Strahlströmung aus zwei Teilstrahlen zusammensetzt. Solche Systeme sind beispielsweise in den Patentschriften US 3211078 und US 3229609 beschrieben. Bei diesen Systemen besteht der Luftschleier aus zwei ebenen Teilstrahlen, welche aus einer Strömungsführung oberhalb der Türöffnung austreten, welche in der Austrittsebene in Längsachse geteilt ist. Dabei wird der dem jeweiligen Bereich zugewandte Strahl mit Luft aus diesem Bereich versorgt. Eine Berührung der beiden Luftströme mit unterschiedlicher Temperatur erfolgt nur im Bereich der Trennebene zwischen den beiden Teilstrahlen. Tritt die Luft aus den Teilstrahlen mit derselben Geschwindigkeit aus, so ergibt sich eine nur geringe Vermischung der beiden Teilstrahlen. Der auf den Boden auftreffende Luftstrahl teilt sich wiederum näherungsweise entlang seiner Trennebene und strömt in den jeweiligen Bereich ab. Wegen der Mischung der beiden Teilstrahlen entlang ihrer Trennebene ist die Kernlänge eines solchen Luftstrahles bestehend aus mindestens zwei Teilstrahlen geringer als die Kernlänge eines einfachen Luftstrahles. Zur sicheren Abtrennung unterschiedlicher Bereiche voneinander beträgt die optimale Strahlbreite des gesamten Strahles, bestehend aus z. B. zwei Teilstrahlen, etwa 1/3 der Höhe der abzudichtenden Öffnung.

Wendet man die oben beschriebenen Luftschleieranlagen zur berührungslosen Abdichtung sehr hoher Tür- oder Toröffnungen an, so ergibt sich ein wesentlicher Nachteil durch die erforderliche große Breite der Luftaustrittsebene. Geht man beispielsweise von einer Torhöhe H = 6 m aus, so betrüge die erforderliche Breite der Luftaustrittsebene (= Strahlbreite) s = 6/3 = 2 m. Verbunden mit dieser großen Strahlbreite ist ein großer Luftvolumenstrom und somit eine große erforderliche Antriebsleistung für die verwendeten Ventilatoren.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume zu schaffen, welche durch eine sehr hohe Tür- bzw. Türöffnung miteinander verbunden sind. Dabei soll zum einen die Leistung der Luftschleieranlage und zum anderen die Vermischung der möglicherweise unterschiedlich konditionierten Luft der beiden Räume minimiert werden.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.

Die mit der Neuerung erzielten Vorteile beruhen auf der Ausbildung eines Luftschleiers, der die Öffnung zwischen zwei Räumen berührungslos so abtrennt, daß die Strahlbreite möglichst gering ist und daß dennoch der Luftaustausch zwischen den Atmosphären der beiden Räume minimiert wird. Hierdurch wird erstmals eme berührungslose Trennung zweier Räume bei geringem Energieaufwand möglich, da die Abtrennwirkung nicht auf dem Volumenstrom des Luftschleiers, sondern auf strömungstechnischen Gegebenheiten beruht.

Die Neuerung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Torluftschleieranlagen mit der abzudichtenden Öffnung dreis-

seitig zuströmender Luft,

Figur 2 einen Vertikalschnitt in der Längsmittelachse der in Figur 1 dargestellten Anordnung und

Figur 3 eine spezielle Ausführung der Torluftschleieranlage gemäß der Neuerung, bei welcher eine Seite der abzudichtenden Öffnung un-

mittelbar an eine senkrecht zur Abdichtebene verlaufenden Wand begrenzt wird.

Die aus Figur 1 ersichtliche, allgemein durch die Bezugszeichen (3), (4a) und (4b) angedeuteten Strömungsführungen erzeugen einen Luftstrom (1), welcher parallel zur Abdichtebene (2) und senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur oberen Berandung entsprechend der Strömungsführung (3) und senkrecht oder näherungsweise senkrecht zu den seitlichen Berandungen entsprechend den Strömungsführungen (4a) und (4b) austritt.

Der Vertikalschnitt in Figur 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der neuerungsgemäßen Torluftschleieranlage, bei der die Strömungsffihrung (3) in der Ebene der Wand (5), welche die Abtrennung zwischen den beiden betrachteten Bereichen (6) und (7) darstellt, geteilt ist. Der Lufstrom (1) besteht also aus den Teilstrahlen (la) und (Ib), welche in die Bereiche (6) bzw. (7) eintreten, aus welchen die durch die Ventilatoren (8) angesaugte Luft jeweils entnommen wurde.

Für die in Figur 3 dargestellte Situation befindet sich die abzudichtende Öffnung (2) in unmittelbarer Nähe einer seitlichen Begrenzungswand (9), welche senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur Abdichtebene verläuft. Der Luftstrom (1) wird hier durch eine Strömungsführung (3), (4a) und (4b) erzeugt, wobei lediglich an der der Wand 9 gegenüberliegenden seitlichen Begrenzung der Abdichtebene (2) eine Strömungsführung (4a) und (4b) vorgesehen ist.

Claims

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Durchgangsluftschleieranlage

Schutzansprüche

1. Durchgangsluftschleieranlage zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume (6) und (7) voneinander, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Trennung der beiden Räume (6) und (7) erforderlicher Luftstrom (1) aus einer oder mehreren in einer oberen Begrenzung und wenigstens einer seitlichen Begrenzung der Durchgangsöffhung (2) befindlichen Strömungsführung (3, 4a und 4b) parallel zur Abtrennebene austritt.
2. Durchgangsluftschleieranlage zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume (6) und (7) voneinander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (1) durch Axialventilatoren (8) erzeugt wird, die in Strömungsführungen (3), (4a) und (4b) angeordnet sind, welche sich an der Begrenzung der abzudichtenden Öffnung befinden.
3. Durchgangsluftschleieranlage gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (1) aus zwei. Teilstrahlen (la) und (Ib) besteht, welche durch getrennte, aber benachbarte Strömungsführungen

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(3), bzw. (4a) und (4b) gebildet sind, mittels derer der Luftstrom des Teilstrahls (Ib) aus dem einen Raum (6) und der Luftstrom des Teilstrahls (la) aus dem anderen Raum (5) entnommen wird.
4. Durchgangsluftschleieranlage zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume (6) und (7) voneinander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (1) an der Oberseite und einer vertikalen und/oder schrägen Begrenzung der Öffnung (2) parallel zur Abdichtebene ausgeblasen wird und sich in der Nähe der vertikalen und/oder schrägen Begrenzung der Öffnung (2) eine Wand (9) senkrecht und/oder schräg zur Abdichtebene befindet, welche als Prallfläche für den Lufstrom (1) dient.