Leiteinrichtung zum gerichteten Einführen eines flüssigen, dampf- oder gasförmigen Mediums aus einer Leitung in einen Raum. Die Erfindung betrifft eine Leiteinrich- tung zum .gerichteten Einführen eines flüs sigen, dampf- oder gasförmigen Mediums aus einer Leitung in einen Raum und besteht darin, dass zum Ableiten des Mediums aus der in der Leitung vorhandenen Strömung in die für die Strömung im Raum gewünschte Richtung, beim Austritt aus.
der Leitung auf der konkaven Seite der abgelenkten Strö mung eine Umlenkfläche vorgesehen ist.
Auf .der Zeichnung sind Ausführungsbei- :spiele der Erfindung schematisch dargestellt. Fig.1 und 2 zeigen eine Leitung mit Aus lassöffnungen, Fig. 3 die schleierförmige, gerichtete Ein- führung,des Mediums aus der Leitung in den Raum,
Fig.4-7 die Auflösung des Schleiers über seine Breite in einzelne Strahlen, Fig.9-18 .die Ablenkung von Teiletrö- men des Schleiers, Fig.1-9-27 die Ablenkung des in .den Raum einzuführenden Schleiers in eine hori zontale Ebene bei Bodenaustritt aus der Lei tung.
In Fig. 1 ist die Leitung 1 von -dem Seite, in File. 2- im Längsschnitt gezeigt. Zum. ge richteten Einführen z. B. von Luft aus der Leitung 1 in einen Raum 2 ist eine Leitein- richtung an der Seitenwand 4 vorgesehen. D:
e Luft durchströmt die Leitung 1 in der Richtung des Pfeils 5 und gelangt über Schlitze 3, .deren Länge .grösser ist als die halbe Breite .der sie aufweisenden Leitungs wandung, .in den Raum 2.
Die Leitung 1 kann entweder am Ende abgeschlossen sein oder in einem anschliessen den Leitungsstück, welches: zweckmässig einen kleineren Querschnitt hat, fortgesetzt sein. Insbesondere bei am Ende abgeschlossenen ZufuhrleituAgen @grösserer Länge wird die Luftgeschwindigkeit am Anfang ;grösser als am Ende sein.
Hingegen ist der statische Druck darin am Anfang kleiner als am Ende, so dass der Gesamtdruck aus dem dynami schen und dem statischen Druck für alle Austrittsöffnungen 3 über die ganze Leitung nahezu derselbe sein kann.
Auf der konkaven Seite der abgelenkten" Strömung ist bei der Auslassöffnung 3 in der Leitungs.wandun.g 4 eine bei 6 beginnende Umlenkfläche vorge sehen, die gemäss Fig. 1 und 2 aus einem an die Wandung 4 angeschlossenen, gebogenen Teil 7, bei der Ausführung nach Fig. 3 aus einem solchen Teil 7 und einem daran an schliessenden, ebenen Teil, der Zunge $, be steht.
Der der Wandung 4,entlang strömende Teilstrom 9, wird durch die Umlienkfläche aus der in der Leitung vorhandenen Strö mung, dargestellt durch .die Pfeile 5, senk- recht zur Längsachse :der Leitung 1 in die für :
die .Strömung im Raum 2 gewünschte Richtung abgelenkt, Im Gegensatz zu der üblichen Umlenkung einer Strömung mindestens mittels einer Leit fläche auf der konvexen Seite der abgelenk ten Strömung wird das ausströmende Medium mittels einer auf der konkaven Seite,der ab gelenkten Strömung liegendenLeitfläche um gelenkt. Es wird hierzu folgender Effekt be nutzt:
Sofern die Reynaldeche Zahl für die Strömungsverhältnisse im engsten Quer schnitt 11 einen bestimmten Mindestwert er reicht, der für verschiedene Fälle verschieden sein kann, ergibt sich eine Saugwirkung bzw.
zwischen ,der Strömung und der Um lenkfläche bildet sich .ein geringerer Druck als der Umgebungsdruck aus, so dass sich das aus der Leitung 1 austretende Medium an die Rundung 7 Anlegt,ohne Üass auf der kon vexen Seite des Schleiers 13, eine Leitfläche erforderlich wäre.
Bei genügend grossem Krümmungsradius der Rundung 7 im Zusammenhang mit der Dicke .des Schleiers 13 bzw. der Breite des Querschnittes 11 ist :die Fortsetzung der Rundung 7 mit einem ebenen Teil, 8 nicht erforderlich.
Bei kleinerem Krümmungs- radius für die Rundung 7 dient die ebene Zunge 8 noch -zur Stabilisierung der umge lenkten Strömung, indem sie sich an diese Fläche ansaugen kann.
Die Endkante 2,1 der Zunge 8 bzw. des Teils 7 beim Fehlen der selben sohl mindestens um die doppelte Breite des Querschnittes 11 von der Wandung 4 ent fernt sein,
um eine wirksame Umlenkung senkrecht zur Wandung 4 zu erhalten.. Bei Ablenkung der -Strömunz um einen kleineren Winkel kann gegebenenfalls auch nur eine ebene Zunge 8 vorgesehen sein, welche aus, der Ebene der Wandung 4 ohne grössere nun_ dung- 7 abgeknickt ist.
Da das Medium in Form eines Schleiers 13 von relativ geringer Dicke entsprechend der Breite des engsten Querschnittes 11 und grosssser Breite entsprechend- der Länge oder Höhe 1-2 (Fig. 1) .der Auslassöffnungen 3 in den Raum 2 eingeführt wird, vermisclht er sich sehr rasch mit der Raumluft, die durch den Schleier 1.3 mitgerissen wird und ent- sprechend der Pfeile 14 zuströmt.
Infolgedes sen tritt nicht nur eine Durchmischung von Raumluft und Frischluft in den Zonen 15 ein, sondern auch der Kern 16 wird abgebaut und der Schleier 1.3 verdickt sich, wie durch die Begrenzungslinien 17 angedeutet. Dabei wird gleichzeitig :die Geschwindigkeit der eingeführten Luft sehr rasch abgebremst, trotzdem .die Luft längs der Uml@enkfläache 7, 8 nahezu die gleich hohe Geschwindigkeit wie im Kanal 1 aufweist.
Die Austrittsge- schwindigkeit der Luft aus der Öffnung ist gleich oder eventuell etwas grösser als die Geschwindigkeit in der Leitung 1 je nach -dem Unterschied der Drücke in und ausserhalb -der Leitung 1. Die Geschwindigkeitsabnahme infolge der durch das Mitreissen vergrösserten. bewegten Luftmasse berechnet sich wie für den runden Strahl bekannt.
Jedoch mischt sich der Schleier 13 praktisch nur auf zwei Seiten, in den Zonen 15 mit der Umgebungs luft, und die Geschwindigkeit nimmt wohl etwa halb so schnell ab wie nach der Formel: Vz" = Geschwindigkeit im Kern 16 des Schleiers 18 im Abstand x vom Quer- schnitt 11 in m/sec.
Vo = Geschwindigkeit im Querschnitt 11 in m/sec.
b = Breite des Querschnittes 11.
<I>x</I> und b in m. Die Formel gilt von<I>x</I> =12,b an. Das. sehr rasche Abb,remsen der Luftge schwindigkeit ermöglicht, dass auch die Ge schwindigkeit in der Leitung 1 bedeutend höher als bisher gewählt werden kann, so dass für eine gleiche einzuführende Luft menge die Quersehnittabmess.ungen der Lei tung 1 verkleinert werden können.
Bei den bekannten Anordnungen zur Ein- führung von Luft aus einer Leitung in einen Raum wird -die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Leiteinrichtung weitgehend herabgesetzt, um eine kleine Eintrittsge- schwindigkeit in ,den Raum zu erhalten. Da-
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bei tritt dann der Luftstrom meist als Strahl init einem grösseren rechteckigen Querschnitt ein, dessen Breite und Höhe nicht wesentlich voneinander verschieden sind.
Dies hat den Nachteil, dass infolge des kompakten Strahls die Vermischung :der Frischluft mit der Raumluft längere Zeit dauert, so dass trotz der kleinen Geschwindigkeit das Auftreten von Zug durch Aufprall und Reflektion des Strahl;
an Flächen der Decke oder im Raum durchaus möglich ist. Auch ist die Tiuftge- ,schtvindigkeit in der Leitung 1 infolge der klcirien Austrittsgeschwindigkeit beschränkt.
Weil nun die Luft in Schleiern 13 von geringer Dicke eingeführt wird, sind längs des Kanals 1. viele Austrittsöffnungen 3 vor gesehen, deren Teilang 18 so eng gewählt -erden kann, dass eine gegenseitige Beein- fIussung der Schleier gerade noch nicht ein tritt.
Diese enge Teilung hat den Vorteil, da.ss im Gegensatz zu den, 'bisher bekannten Einfii'hrung.vorrichtungeweine über die ganze Länge des Raumes gleichmässige Frischluft zufuhr stattfindet, so dass für den Luftwech- sel die Gefahr von toten Ecken im Raum weitgehend aufgehoben ist.
Um eine noch raschere Vermischung .des Schleiers 13 mit der Raumluft zu erzielen, kann die der Umlenkfläche 7, 8 ge2,enüber- liegende Kante 10 der Öffnung 3 gewellt oder sgezaakt sein (F'ig. 4, 4a; 5, 5a und 6, 6a). <B>i</B> au, Diese Auszackung kann in der Form einer gebrochenen Linie (F'ig. 5) oder rechteekzahn- förmig ausgebildet sein.
Die Auflösung des Schleiers in einzelne Strahlen zeigt Fig. 7 für die Querschnitte <I>AA,</I> RB und<I>CC</I> in Fig.4a. Die Wellen des Schleiers sind im Querschnitt CC schon so gross, da.ss nur noch einzelne Strahlen von der Umlenlifläclie 7, die hier nur als gebogene Fläche ohne anschliessende ebene Fläche aus gebildet ist, abströmen und somit sieh all- seitig auflösen können,
so .dass eine grössere Gesrhwindigkeitsabna'hme als nach der Yor- mel auftreten wird.
Anstatt die Kante 10 zu wellen oder aus- zuzaeken, lzann auch der senkrecht zur Strö- mungsrichtung gelegte Querschnitt des Teils 7 wellenförmig ausgebildet sein oder .die For men nach Fig. 5 und 6 aufweisen, wodurch ebenfalls die Auflösung des Schleiers 13 in Einzelstrahlen erfolgt.
<B>a</B> In Fig. 8 und 9 ist eine weitere Art der Auflösung dargestellt. Die Zunge 8 der Um lenkfläche ist mit Leitflächen 19" 220 ver sehen, die V-förmig mit zugespitztem oder abgerundetem Ende über die Abströmkante 21 der Zunge 8 vorsteht.
Die Teilströme 22 des Schleiers werden durch die Leitflächen 19 und 20 im Gegensatz zu den Strömen 23. im Sinne der Pfeile 24 (Fig. 8) quer zur Aus strömrichtung des Schleiers 13 umgelenkt.
In Fig.1,0 sind weitere Leitflächen 25 und 26 vorgesehen. Während die Leitflächen 25 lediglich ein Breitquetschen der Teil ströme 27 bewirken, verursachen die wink lig abgebogenen Leitflächen 2:6 eine Auftei lung des Schleiers 18 und eine Ablenkung in der Richtung der Pfeile 28. Füreine solche Umlenkung können auch Leitschaufeln 29 vorgesehen sein (Fig.1i1 und 12), die zur Einstellung einer bestimmten Ab:strömrich- tung 28 gegebenenfalls um eine zur Zunge 8 senkrechte Achse drehbar angeordnet werden können.
Eine einseitige Umlenkung von Teilströ men 22 quer zur Zunge 8 wird mittels der Leitschaufeln 30. und 31 erzielt (Fig. <B>13,</B> 13a und 14). Anstatt solche becherförmige Leit- schaufeln 30 und 3,1 auf die Zunge 8 aufzu schweissen, kann diese mit gebogenen Aus stanzungen<B>32,</B> 33 versehen sein (Fig. 15 und 16), die denselben Effekt herbeiführen.
Die Schaufeln 3,4 (Fig. 17 und 1.8) bewir ken neben der Umlenkung der Teilströme 22 eine Auflösung derselben in Wirbelströme 35, welche als trichterförmig sich breitende Schleier abströmen.
Bei der Raumlüftung von grossen Sälen, insbesondere Fabriksälen sind .die Zufuhrlei- tungen manchmal unmittelbar unter der Raumdecke angebracht. Die Luft tritt so wohl durch die Seitenwände als auch .durch die Bodenfläche der Leitungen aus.
Während bei den Seitenflächen .die Luft strahlen zwecks guter Vermischung mit der Raumluft ohne weiteres auf ihrer ganzen Länge senkrecht zu diesen Flächen ausströ men können, ibst dies beider aus der Boden- fläche austretenden Luft meist nicht maög- lich, wenn Zugs:erscheinuugen im Raum ver- mied-en werden sollen.
Aus diesem Grunde # sind nicht nur Teilströme dieser Strahlen, sondern die ganzen Strahlen in horizontaler Richtung umzulenken.
In Fig.19-21 wird zunächst ,der aus der Auslassöffnung 3 austretende Tei'lotrom 9 mittels der gebogenen Umlen@kflä@che 7 senk recht nach unten umgelenkt. Durch die quer zur Ausströmrichtung angeordnete, horizon- tale Prallfdäehe 3.6,
die mit einem Steg 37 den Schleier 13 in zwei Teile teilt, wird be wirkt, dass ,der aufgeteilte Schleier 13 hori zontal in der Richtung der Pfeile 3'7 abfliesst. Damit nun der abfliessende, geteilte Schleier sich im Raum 2 -verteilt, eind:
zu beiden Sei ten .des Steges 37 Schaufelkränze 3$@ ange ordnet, welche @di.e austretende Luft in der Ebene der Prallplatte 36 in einer Riüchtung quer zur Achse der Leitung 1 umdenken. Die Platte 36 kann auch als gelochtes Blech aus gebildet .sein, so- dass auch etwas von der aus tretenden Luft senkrecht nach unten strömt.
In einfacherer aber dafür sehr billiger Weise wird die Umlenkung des Luftschleiers in eine horizontale Ebene dadurch erreicht, dass in Fig. 222 unterhalb der Umlenkfläche 7 ein gebogenes, zweckmässig gelochtes Bdeeh 40 vorgelagert ist. Durch das gelochte Blech tritt wiederum eine geringe Luftmenge in Form von feinen Strahlen nach unten auf,
die übrige strömt in der Pfeilrichtung längs der Leitungswand 4 ab.
Anstatt die Strömungsrichtung der aus der Auslassöffnung 3 austretenden Luft nur um 90 umzulenken, kann sie auch um einen grösseren Winkel (Fig.23) umgelenkt wer den mittels der TJmlen-kfIäche 41, :die eine Umlenkung um 180 bewirkt.
Zur Trnterstüt- zung dieser Lenkung, insbesondere wenn die austretende Luftmenge zur Regelung der Luftzufuhr sich wesentlich ändert, ist eine Hilfsfläche 42, gegebenenfadIs ein gelochtes und gebogenes Blech, vorgesehen:
. An der Auetrittskante 43 der Umlenkfläche 41 kann auf der äussern untern Seite ein Schaufel kranz, wie der Schaufelkranz 38 (Fig.21), vorgesehen sein. Die LTmlen!k±läche 41 kann für Auslassöffnungen in .den Seitenwänden, besonders aber für Auslassöffnungen im Bo den von Raumlüftungskanälen verwendet werden..
Die Krümmung der UmlenkfUche 7 kann kreisbogenförmig mit konstantem Krüm- mungsradius ausgebildet sein oder mit gegen eine Abströmkante 21 zunehmendem K.rüm- mungsradius in die für die Strömung im Raum benötigte Leitrichtung übergehen.
In Fig. 24 bis 2 7 schliesst an die Umlenk- fläche 7 eine spiralförmige Leitfläche 44, 45 mit quer zur anströmenden Luft gerichtetem Austritt an. Auch hier strömt die gesamte Luft in horizontaler Richtung in den Raum 2 weiter. Während in Fig. 24 die Leitspirale mit dem enger gewundenen.
Teil 45 an .die Fläche 7 anschliesst, ist das Umgekehrte in Fig. 25, der Fall, wobei gleichzeitig ein Nach strömen von Raumluft durch den Durchtritt 46 möglich ist.
Fig. 26 zeigt die Anbringung an .der Lei tung 1 und die Abströmung in trichterförmi gen Schleiern. Die Austrittskante 47 ist in Fig. 25 und 2,6 ähnlich einer Schraubenlinie ausgebildet, wie die Abwicklung ,der Leits:pi- i rale 44, 45 in Fig. 27 am besten zeigt.
Die Leitfläche 44, 45 könnte auch -aus gelochtem Blech bestehen.
Die Leitvorrichtung nach der Erfindung kann auch beim Einleiten von Wasser in i .eine Schleusenkammer bzw. von Dampf in eine Kammer verwendet werden:.
Die Verstel- lung der Umlenkfläche 7 kann dadurch er zielt werden, dass die Umlenkfläehe nicht fest. mit der Leitungswandung 4 verbunden ist, sondern angeschraubt und entweder in der Leitungswandung 4 oder in,der Umlenk- fläche 7 .längliche Scb2ntze für die Sehrauben vorgesehen: sind. Diese Verstellung bezweckt, die Grösse des @ustrittsqueischnittes 11 ver ändern zu können.