Einleitung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufweitung eines Luftvolumenstroms, umfassend

- einen Luftverteilraum, umfassend

- einen Lufteintrittsquerschnitt zur Verbindung mit

- einem Luftkanal und

- eine Strahlerzeugungseinrichtung, die eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen aufweist, die gemeinsam einen Luftdurchtrittsquerschnitt bilden,

- einen Zwischenraum, in den die Durchtrittsöffnungen münden und

- eine Vergleichmäßigungseinrichtung in Form eines Siebs, einer perforierten

Platte oder eines porösen Materials, durch die der Luftvolumenstrom aus dem Zwischenraum heraus hindurchtritt und die auf einer dem Zwischenraum abgewandten Seite einen Luftaustrittsquerschnitt definiert, wobei der Luftaustrittsquerschnitt wesentlich größer als der Lufteintrittsquerschnitt ist und die Durchtrittsöffnungen jeweils einen dem Luftverteilraum zugewandten Einlaufbereich aufweisen, in dem der Luftvolumenstrom jeweils umgelenkt wird.

Stand der Technik

In verschiedenen Bereichen der Technik besteht die Notwendigkeit der gleichmäßigen

Luftverteilung über einen größeren Querschnitt, wobei die Zuluft aus wirtschaftlichen, technischen und Platzgründen über einen Kanal oder ein Rohr möglichst kleinen Querschnitts zugeführt wird. Demnach besteht eine drastische Querschnittserweiterung zwischen einer Zuluftleitung und daran anschließenden lufttechnischen Einrichtungen bzw. Anlagen, wobei mit steigender Querschnittsfläche die Geschwindigkeit der Zuluft abnimmt. Aus diesem Grund ist der Luftaustrittsquerschnitt wesentlich größer als der Lufteintrittsquerschnitt, wobei im Sinne der vorliegenden Anmeldung davon ausgegangen wird, dass der Luftaustrittsquerschnitt mindestens fünfmal, vorzugsweise zehnmal, weiter vorzugsweise fünfzigmal größer ist, als der Lufteintrittsquerschnitt. Es versteht sich, dass die Vorrichtung an individuelle Anforderungen angepasst werden kann und die vorgenannten Größenverhältnisse nur beispielhaft erwähnt sind.

Durch die Querschnittserweiterung werden die Strömungsverhältnisse der Zuluft negativ beeinflusst und Verwirbelungen treten auf. Zur gleichmäßigen Aufweitung des Volumenstroms werden Vorrichtungen angeordnet, die auch als Diffusoren bezeichnet werden können.

In der Praxis erweist es sich als problematisch, Luft gleichmäßig abzubremsen. In bewegter Luft sinkt der statische Druck ab, wodurch Strömungen stets die Tendenz haben, runde

Strahlformen zu bilden. Unregelmäßigkeiten im Strahlbild neigen dazu, sich mit der Lauflänge zu vergrößern. Aus diesem Grund gelingt es häufig nur mit sehr großen Druckverlusten, einen gleichförmigen Volumenstrom im Austritt des Diffusors zu erreichen. Alternativ sind Diffusoren mit stetiger Querschnittserweiterung bekannt, die aufgrund der sehr langsamen

Querschnittserweiterung eine sehr große Bauform aufweisen und sich an vielen Stellen als unbrauchbar erweisen.

Aus der DE 29 41 276 A1 ist eine Strömungsverteilungsvorrichtung bekannt, die eine als perforierte Platte ausgebildete Begrenzungswand umfasst. Die Öffnungen in der Platte sind gleichmäßig verteilt und besitzen jeweils eine in einen Verteilraum hineinragende lippenförmige Umlenkvorrichtung. Durch den Aufprall der Zuluft auf die Umlenkvorrichtungen wird diese um 90° umgelenkt, in die Öffnungen geleitet und verlässt auf der anderen Seite der Platte die Vorrichtung in den zu belüftenden Raum hinein. Hierdurch soll ein gleichmäßiger Volumenstrom erzeugt werden.

Durch das Auftreffen der Zuluft auf die Umlenkvorrichtungen wird versucht, den gesamten Zuluftvolumenstrom in viele einzelne Teilvolumenströme aufzuteilen, wobei diese

Teilvolumenströme der bekannten Vorrichtung ein sehr turbulentes Strömungsverhalten aufweisen. Hinzu kommt, dass sich die in den Verteilraum hineinragenden Lippen auch im Hinblick auf die Luftströmung innerhalb des Verteilraums als unzweckmäßig erweisen. Die hineinragenden Lippen stören zum einen eine gleichmäßige Luftströmung und zum anderen die Luftverteilung innerhalb des Verteilraums. Während auf die oberen Lippen ausreichend Zuluft trifft, werden die im„Schatten“ befindlichen nachfolgenden Lippen kaum mit Zuluft angeströmt. Insgesamt ist die erzielte Luftverteilung nicht für hohe Anforderungen geeignet.

Das Dokument DE 10 201 1 014 393 A1 befasst sich mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Belüften eines Raumes, wobei Primärluft zugeführt, entsprechend temperiert und an den Raum abgegeben wird. Dabei wird Raumluft induziert und in einem Luftverteilraum mit der Primärluft gemischt. Die bekannte Vorrichtung dient nicht zur Aufweitung eines

Luftvolumenstroms im Sinne dieser Anmeldung, da die austretende Luft die bekannte

Vorrichtung turbulent verlässt. Auch ist ein Induzieren von Raumluft gemäß der vorliegenden Erfindung nicht gewünscht. Insbesondere in Reinräumen oder anderen Räumen mit hohen Anforderungen an die Raumluft, ist die bekannte Vorrichtung nicht einsetzbar.

Auch die DE 198 26 566 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Belüftung eines Raumes, bei der Primärluft mit induzierter Raumluft gemischt und in den Raum abgegeben wird, die nicht zur Aufweitung eines Luftvolumenstroms geeignet ist.

Aufgabe

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Vorrichtung zur Verteilung eines Luftvolumenstroms zu entwickeln, das sich durch einen geringen Druckverlust, ein geringes Bauvolumen und eine homogene Verteilung des Luftvolumenstroms auszeichnet.

Lösung

Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass die Einlaufbereiche sich, von dem Luftverteilraum in Richtung des Zwischenraums betrachtet, trompetenförmig, konisch oder gestuft verjüngen, wobei sich Eintrittsquerschnitte der Durchtrittsöffnungen im Wesentlichen innerhalb einer gemeinsamen Eintrittsebene befinden, wobei ein Verhältnis von einer Länge jeweils einer Durchtrittsöffnung entlang einer Mittelachse derselben gemessen zu einem dem Zwischenraum zugewandten Öffnungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3, weiter vorzugsweise mindestens 5, beträgt.

Durch die erfindungsgemäße Form der Durchtrittsöffnungen wird eine sehr gute

Gleichverteilung des Volumenstroms erreicht, so dass durch die besondere„Lochform“ der Durchtrittsöffnungen hohe Luftgeschwindigkeiten im vorgeschalteten Luftkanal erlaubt werden können. Durch die Lochform, die sich im Einlaufbereich in Strömungsrichtung betrachtet ausgehend von einem größeren Durchmesser verjüngt, wird eine Umlenkung der Luftströmung in jede einzelne Durchtrittsöffnung hinein erreicht. Somit ist nicht mehr der statische Druck oberhalb der Strahlerzeugungseinrichtung entscheidend, sondern der Gesamtdruck. Da dieser auch bei sehr langen Düsenkästen relativ konstant ist, wird über die gesamte Länge der Strahlerzeugungseinrichtung ein sehr gleichmäßiges Ausströmen erreicht. Bei einer trompetenförmigen Ausbildung der Einlaufbereiche ist eine Wandung derselben im Querschnitt betrachtet leicht konvex gewölbt. Handelt es sich um konische Einlaufbereiche ist die Wandung derselben im Querschnitt betrachtet geradlinig. Bei einer gestuften Ausbildung der Einlaufbereiche existieren Stufen zwischen verschieden geformten, insbesondere jeweils zylindrischen, Abschnitten. Durch die Verengung des Querschnitts über die Höhe des

Einlaufbereichs entstehen bogenförmige Stromlinien, so dass man derartige Einlaufbereiche auch als„gerundeten Einlauf bezeichnet.

Die Durchtrittsöffnungen haben vorzugsweise einen runden Querschnitt, wobei es auch denkbar wäre, die Durchtrittsöffnungen mit einem ovalen oder eckigen Querschnitt auszubilden. Wichtig ist lediglich, dass der Querschnitt sich ausgehend von dem Eintrittsquerschnitt in Strömungsrichtung betrachtet über die Höhe des Einlaufbereichs verjüngt.

Wie bereits erwähnt, wird der Volumenstrom in dem Luftverteil raum aufgrund der

erfindungsgemäßen Einlaufbereiche der Durchtrittsöffnungen gleichmäßig in dieselben eingeleitet, was im Gegensatz dazu bei im Einlaufbereich scharfkantig ausgebildeten

Durchtrittsöffnungen, also Durchtrittsöffnungen mit einem konstanten Querschnitt auch im Einlaufbereich, gerade nicht der Fall ist. Zwar findet bei im Einlaufbereich scharfkantig ausgebildeten Durchtrittsöffnungen auch eine Aufteilung des Volumenstroms in eine Vielzahl von Teilvolumenströme statt, jedoch sind die Strömungsverhältnisse sowohl innerhalb der Durchtrittsöffnungen als auch oberhalb der Durchtrittsöffnungen im Luftverteilraum äußerst turbulent, da neben den Einlaufbereichen in den geschlossenen Bereichen der

Strahlerzeugungseinrichtung, in denen sich keine Durchtrittsöffnungen befinden,

Verwirbelungen auftreten. Dies ist darauf zurück zu führen, dass die Zuluft unmittelbar neben einer Eintrittsöffnung einer Durchtrittsöffnung auf den geschlossenen Bereich trifft. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Eintrittsöffnung der jeweiligen Durchtrittsöffnungen jedoch aufgeweitet und eine Seitenfläche derselben gegenüber einer Mittelachse der Durchtrittsöffnung abgeschrägt, so dass eine sanfte Umlenkung des Volumenstroms erreicht wird. Diese „Senkung“ hat eine umlaufende Seitenfläche, die einen Winkel zwischen 25° und 45° mit der Eintrittsebene einschließt. Die Seitenfläche der„Senkung“ kann im Falle einer

trompetenförmigen Ausbildung des Einlaufbereichs gewölbt bzw. gekrümmt sein, wobei ein mittlerer Winkel dann vorteilhafterweise den vormals genannten Betrag aufweisen sollte.

Im Sinne der Erfindung befinden sich Eintrittsquerschnitte der Durchtrittsöffnungen im

Wesentlichen innerhalb einer gemeinsamen Eintrittsebene. Hierbei ist wesentlich, dass die Eintrittsebene in eine Längsrichtung des Luftverteilraums betrachtet geradlinig, also eben verläuft, sodass der Volumenstrom ohne Hindernisse strömen kann. Hierdurch wird eine gleichmäßige Strömung innerhalb des Luftverteilraums erreicht. Typischerweise ist der

Luftverteilraum langgestreckt ausgebildet, was bedeutete, dass seine Länge größer ist als seine Breite und Höhe. Vorteilhafterweise ist die Länge mindestens doppelt so groß,

vorteilhafterweise mindestens viermal so groß, als die Breite und die Höhe des Luftverteilraums. Es versteht sich, dass in Abhängigkeit des Anwendungsfalls die Länge auch wesentlich länger ausgebildet sein kann. Im Luftverteil raum strömt der Volumenstrom ausgehend vom dem Eintrittsquerschnitt in Längsrichtung des Luftverteilraums, wobei der Luftvolumenstrom mittels der Durchtrittsöffnungen typischerweise um 90° umgelenkt wird. Handelt es sich um einen Luftverteilraum, der beispielsweise entlang einer Raumdecke angeordnet ist und seine

Längsrichtung somit horizontal verläuft, wobei der Luftkanal über eine ebenfalls horizontal und senkrecht zu der Längsrichtung des Luftverteilraums verlaufende Längsachse verfügt, ist die Strömungsrichtung des Luftvolumenstroms im Luftverteil raum ebenfalls horizontal in

Längsrichtung des Luftverteilraums. Ist die Strahlerzeugungseinrichtung unterhalb des

Luftverteilraums angeordnet, so dass die Längsachsen der Durchtrittsöffnugnen vertikal verlaufen, wird der Luftvolumenstrom mittels der Durchtrittsöffnungen also in vertikale Richtung umgelenkt.

In eine Querrichtung des Luftverteilraums betrachtet kann die Eintrittsebene geradlinig, gekrümmt oder abschnittsweise schräg verlaufen.

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Strahlerzeugungseinrichtung den Volumenstrom unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit im Luftkanal gleichmäßig aufteilen kann, wird eine Vielzahl von Teilvolumenströmen gleichmäßig über die Fläche der

Strahlerzeugungseinrichtung erzeugt, die im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Durchgangsöffnungen gerichtet sind.

Ein Verhältnis von einer Länge jeweils einer Durchtrittsöffnung entlang einer Mittelachse derselben gemessen zu einem dem Zwischenraum zugewandten Öffnungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung beträgt mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3, weiter vorzugsweise mindestens 5. Die Länge der erfindungsgemäßen Durchtrittsöffnung sorgt dafür, dass dem Teilvolumenstrom die Strömungsrichtung besonders gut aufgeprägt wird. Die

Strahlerzeugungseinrichtung dient somit als eine Art Gleichrichter der Teilvolumenströme.

Die Durchtrittsöffnungen können in einem Längsschnitt betrachtet insgesamt die

unterschiedlichsten Geometrien aufweisen und zum Beispiel insgesamt konisch oder trompetenförmig verlaufen, oder aber eine Aufteilung zwischen dem Einlaufbereich und der übrigen Durchtrittsöffnung aufweisen. Handelt es sich bei der Durchtrittsöffnung um eine Art Durchgangsbohrung mit einem konstanten Durchmesser und einem entsprechend

aufgeweiteten Einlaufbereich, kann von einer Unterteilung der Durchtrittsöffnung in

Einlaufbereich und übriger Duchgangsbohrung (Kanal) gesprochen werden. Dabei können die Einlaufbereiche und die jeweils korrespondierenden Kanäle in einem Übergangsquerschnitt, in dem der Einlaufbereich in den Kanal übergeht, denselben Querschnitt besitzten. Demnach geht in diesem Fall der Einlaufbereich direkt in den Kanal über, ohne dass die Durchgangsöffnungen einen Sprung aufweisen. Dies hat für die Strömung wiederum den Vorteil, dass keine

Verwirbelungen entstehen können.

Die Vergleichmäßigungseinrichtung kann beispielsweise als Sieb ausgebildet sein, das an beiden Längsseiten so umgekantet ist, dass die Vergleichmäßigungseinrichtung im Querschnitt ein U bildet. In diesem Fall wird der Zwischenraum dreiseitig von einem Sieb begrenzt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegen Sperrflächen der

Strahlerzeugungseinrichtung, die sich zwischen den Eintrittsquerschnitten der

Durchtrittsöffnungen befinden, ebenfalls im Wesentlichen innerhalb der Eintrittsebene. In Bezug auf die Ausbildung der Strahlerzeugungsrichtung in Längsrichtung des Luftverteilraums betrachtet müssen die Sperrflächen und die Eintrittsquerschnitte abermals auf einer geraden Linie verlaufen, so dass die Strömung innerhalb des Luftverteilraums ohne störende

Einschnürungen oder Aufweitungen gleichmäßig strömen kann. In einer Richtung senkrecht oder quer zu der Längsrichtung des Luftverteilraums bedeutet die Formulierung„im

Wesentlichen innerhalb der Eintrittsebene“, dass die gemeinsame Ebene beispielsweise auch gekrümmt verlaufen kann oder aber auch abschnittsweise geneigt sein kann. Beispielsweise ist es möglich, dass die Strahlerzeugungseinrichtung als Rohr ausgebildet ist und somit eine zylinderförmige Eintrittsebene besitzt. Auch bei einer als Rohr ausgebildeten

Strahlerzeugungseinrichtung liegen die Sperrflächen und die Eintrittsquerschnitte in

Längsrichtung des Luftverteilraums betrachtet jeweils auf einer Linie. In Querrichtung der derart ausgeformten Strahlerzeugungseinrichtung liegen die Sperrflächen und die Eintrittsquerschnitte dann auf einem Kreis.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in einem Querschnitt betrachtet - Tangenten der Wandung der Einlaufbereiche mit der Eintrittsebene zusammenfallen. Hierdurch entsteht ein weicher Übergang von der Eintrittsebene zu der Seitenfläche im Einlaufbereich der Kanäle.

Im Hinblick auf die trompetenförmigen, konischen oder gestuften Einlaufbereiche ist es besonders vorteilhaft, wenn jeweils der Eintrittsquerschnitt der Durchtrittsöffnung größer ist als das 2-fache des korrespondierenden, dem Zwischenraum zugewandten Öffnungsquerschnitts. Vorteilhafterweise kann das vorgenannte Verhältnis auch 2,5 oder maximal 3 betragen. Im Falle eines kreisrunden Querschnitts der Durchtrittsöffnungen gilt das vorgenannte Verhältnis für die entsprechenden Durchmesser. Da sich der größte Querschnitt auf der dem Luftverteilraum zugewandten Seite der Durchtrittsöffnung befindet, wird durch dieses Merkmal erreicht, dass ein Volumenstrom mit einem Querschnitt entsprechend des größten Querschnitts der

Durchtrittsöffnung in selbige eingeleitet wird. Auf diese Weise trifft verhältnismäßig wenig Zuluft auf die Sperrflächen der Strahlerzeugungseinrichtung und es treten quasi keine Verwirbelungen im Luftverteilraum oberhalb der Strahlerzeugungseinrichtung auf. Im Fall eines Kreisrunden Querschnitts der Durchtrittsöffnungen weisen die Kanäle einen zylindrischen Querschnitt und die Einlaufbereiche einen kegelstumpfförmigen Querschnitt auf.

Aufgrund der günstigen Strömungsverhältnisse der vorliegenden erfindungsgemäßen

Vorrichtung ist es möglich, dass ein Durchtrittsquerschnitt der Strahlerzeugungseinrichtung kleiner ist als das 0,5-fache des Lufteintrittsquerschnitts des Luftverteilraums. Gemäß der Erfindung ist es ferner möglich, dass der Durchtrittsquerschnitt kleiner als das 0,4-fache, kleiner als das 0,25-fache oder noch kleiner als der Lufteintrittsquerschnitt ist. In einzelnen

Anwendungsfällen kann das vorgenannte Verhältnis sogar bei 0,05 liegen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Durchtrittsöffnungen auf einer dem Zwischenraum zugewandten Seite hin einen Abschnitt besitzen, in dem ein Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt im Bereich der

Durchtrittsöffnung. Der Abschnitt bildet somit eine Einschnürung der Durchtrittsöffnung, so dass der dem Zwischenraum zugewandte Öffnungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung kleiner ist, als der Querschnitt der Durchtrittsöffnung selbst. Der Abschnitt wirkt wie eine Düse, die ein „Ausrichten“ der Teilvolumenströme vornimmt. Die austretenden Teilvolumenströme sind zum einen äußerst gerade gerichtet und werden beschleunigt, so dass die Strömungsverhältnisse optimiert sind. Wesentlich für die Funktion des Abschnitts ist, dass sich der Querschnitt verjüngt, wobei es unerheblich ist, ob die Verringerung des Querschnitts sprunghaft oder kontinuierlich erfolgt. Eine derartige Ausführung der Erfindung eignet sich für Diffusoren, an die besonders hohe Anforderungen gestellt werden. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn der Querschnitt des Abschnitts am Austritt desselben kleiner als 80% des Querschnitts der Durchtrittsöffnung beträgt, wenn die Durchtrittsöffnung - abgesehen von dem

Einlaufbereich - einen konstanten Querschnitt aufweist. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Durchtrittsöffnungen von Rohrstücken gebildet sind, die an einem Ende aufgeweitet sind. Rohre sind standardmäßig in verschiedenen Durchmessern und aus verschiedensten Materialien erhältlich, so dass auf Standard-Produkte zurückgegriffen werden kann. Die Rohre müssen zunächst auf die erforderliche Länge geschnitten und an einem Ende entsprechend aufgeweitet werden. Diese Methode ist einfach, materialsparend und wird insbesondere bei größeren Durchtrittsöffnungsdurchmessern ab 20 mm eingesetzt.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zwischen Außenseiten von benachbarten Rohrkörpern jeweils ein Freiraum besteht. Auf diese Weise kann die Strahlerzeugungseinrichtung materialsparend und folglich auch mit geringem Gewicht gefertigt werden, da die Rohrkörper nach den individuellen Vorgaben beabstandet zueinander positioniert werden können.

Hinsichtlich der Herstellung der Strahlerzeugungseinrichtung ist es ferner besonders vorteilhaft, wenn Einlaufbereichwandungen im Bereich der Eintrittsquerschnitte der Einlaufbereiche mit einem plattenförmigem Oberteil der Strahlerzeugungseinrichtung verbunden sind, vorzugsweise aus Metall bestehen und mit dem plattenförmigem Oberteil verschweißt, oder einstückig mit dem plattenförmigen Oberteil der Strahlerzeugungseinrichtung ausgeformt sind, vorzugsweise als Spritzgussbauteil oder Druckgussbauteil. Somit ist eine wirtschaftlich günstige Herstellung der Strahlerzeugungseinrichtung möglich.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn ein lichter Abstand zwischen der

Strahlerzeugungseinrichtung und der Vergleichmäßigungseinrichtung besteht, der das Drei- bis Zehnfache des Durchmessers der Durchtrittsöffnung in einem Bereich eines konstanten

Durchmessers beträgt. Dieser Abstand entspricht dann der in Strömungsrichtung gemessenen Länge des Zwischenraums. In dem Zwischenraum können die einzelnen Teilvolumenströme frei strömen und der Abstand bestimmt die sogenannte„Freistrahllänge“, die wesentlich für den Energieabbau im Volumenstrom ist. Die aus der Strahlerzeugungseinrichtung strömen sind erfindungsgemäß gerade gerichtet, verlieren in dem Zwischenraum an Energie und treten gleichmäßig in die Vergleichmäßigungseinrichtung ein, in der eine Vergleichmäßigung des Volumenstroms erfolgt.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Vorrichtung mit der Strahlerzeugungseinrichtung dem Zwischenraum und der Vergleichmäßigungseinrichtung ist es möglich, optimale

Strömungsverhältnisse am Luftaustrittsquerschnitt zu erhalten, obwohl zuvor eine drastische Aufweitung des Volumenstroms stattgefunden haben kann. Hinsichtlich der Vergleichmäßigungseinrichtung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn sie ein Sieb, eine perforierte Platte oder ein poröses Material aufweist, wobei mehrere derselben hintereinander angeordnet sind. Durch das Nachschalten eines oder mehrerer Siebe, perforierter Platten oder die Anordnung von porösem Material, wie beispielsweise einen

Schwamm, nach dem Zwischenraum, kann die hohe Luftgeschwindigkeit im Austritt der Kanäle (Austrittsquerschnitt) effektiv genutzt werden. Eventuelle Ungleichförmigkeiten bei der

Ausströmung aus der Strahlerzeugungseinrichtung können sich im Zwischenraum ausgleichen, so dass eine hervorragende Gleichverteilung im Austrittsquerschnitt erreicht wird. Aufgrund der Gleichförmigkeit beim Austritt des Volumenstroms aus der Vorrichtung kann diese

beispielsweise zur Anströmung von Schlitzdüsen genutzt werden, wobei eine sehr

gleichförmige Beaufschlagung über die Schlitzgänge erreichbar ist.

Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Beaufschlagung eines weiteren Luftverteilraums, der zur Versorgung von Schüttbetten oder Filterelementen genutzt wird. Da die Luftgeschwindigkeiten am Austritt der Vorrichtung bereits sehr gering und ohne lokale Spitzenwerte sind, kann das Filterbett nochmals eine deutlich größere Anströmfläche besitzen. In der Praxis sind Flächenverhältnisse von 1 :10 realisierbar zwischen Luftaustrittsquerschnitt der Vorrichtung und Filterbett. Bezogen auf den Lufteintrittsquerschnitt der Vorrichtung bedeutet dies ein Flächenverhältnis von bis zu 1 : 100 bei sehr geringen Abweichungen der

Luftgeschwindigkeit über die Filterfläche. Solche Flächenverhältnisse sind mit anderen

Techniken kaum erreichbar, insbesondere da die hier offenbarte Vorrichtung eine Auslegung mit großer Sicherheit ermöglicht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein

Lufteintrittsquerschnitt in den Zwischenraum ausschließlich von den Öffnungsquerschnitten der Durchtrittsöffnungen gebildet ist. Demnach kann in dem Zwischenraum keine Induktion von Raumluft erfolgen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der den Zwischenraum passierende Luftvolumenstrom sehr gleichmäßig strömt und keinerlei Störung unterworfen wird.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Strahlerzeugungseinrichtung und die

Vergleichmäßigungseinrichtung äquidistant zueinander angeordnet sind, was sich wiederum positiv auf die gleichmäßige Strömung des Luftvolumenstroms insgesamt auswirkt.

In Bezug auf den gewünschten Druckabbau in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ferner vorteilhaft, wenn die Vergleichmäßigungseinrichtung einen Druckverlustbeiwert z noh

mindestens 2, vorzugsweise zwischen 5 und 20, weiter vorzugsweise zwischen 5 und 50 aufweist. Somit ist es nicht möglich, ein einfaches Leitblech vorzusehen. Schließlich sei angemerkt, dass die verschiedenen Einzelmerkmale der Unteransprüche je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein können.

Ausführungsbeispiel:

Die vorstehend beschriebene Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 : einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Figur 2: eine dreidimensionale Ansicht der Vorrichtung aus Figur 1 ,

Figur 3: eine dreidimensionale Unteransicht der Strahlerzeugungseinrichtung aus Figur 1 ,

Figur 4: eine dreidimensionale Ansicht einer alternativ ausgestalteten erfindungsgemäßen

Strahlerzeugungseinrichtung und

Figur 5: Längsschnitte dreier alternativer Durchtrittsöffnungen.

In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Verteilung eines Luftvolumenstroms (Pfeil 2) gezeigt, die sich aus einem Luftverteilraum 3, einer Strahlerzeugungseinrichtung 4 mit darin angeordneten Durchtrittsöffnungen 5 und einer Vergleichmäßigungseinrichtung 6 zusammensetzt, wobei sich zwischen der Strahlerzeugungseinrichtung 4 und der

Vergleichmäßigungseinrichtung 6 ein Zwischenraum 7 befindet. Der Luftverteilraum 3 ist über nicht in der Figur 1 dargestellte Mittel mit einem Luftkanal 8 verbunden, so dass der

Luftvolumenstrom (Pfeil 2) ausgehend von dem Luftkanal 8 über einen Lufteintrittsquerschnitt 9 in den Luftverteil raum 3 gelangt. Der Luftkanal 8 wird von einem Rohr gebildet und weist einen Durchmesser von 200 mm auf. Die Vorrichtung 1 besitzt ein quaderförmiges Gehäuse 10 mit einer Breite von 220 mm, einer Höhe von 400 mm und einer Länge von 2 m. In dem Gehäuse 10 sind die Strahlerzeugungseinrichtung 4 und die Vergleichmäßigungseinrichtung 6 so angeordnet, dass oberhalb der Strahlerzeugungseinrichtung 4 ein Freiraum verbleibt, der den Luftverteilraum 3 bildet. Der Luftverteilraum 3 wird demnach von Wänden des Gehäuses 10 und von einer Oberkante der Strahlerzeugungseinrichtung 4 begrenzt. Sowohl die

Strahlerzeugungseinrichtung 4 als auch die Vergleichmäßigungseinrichtung 6 befinden sich unterhalb des Luftkanals 8. Die Teile der Vorrichtung 1 sind in dem vorliegenden Beispiel aus Aluminium gefertigt.

Die Strahlerzeugungseinrichtung 4 weist drei parallel zueinander verlaufende Reihen mit beabstandet zueinander befindlichen Durchtrittsöffnungen 5 auf, wobei in der Figur 1 lediglich 2 Durchtrittsöffnungen 5 zu erkennen sind, da die Durchtrittsöffnungen 5 der dritten Reihe versetzt positioniert sind und in dem Schnitt gemäß Figur 1 nicht zu sehen sind. Im

vorliegenden Fall ist der Querschnitt der Durchtrittsöffnungen 5 rund, so dass ein zylindrischer Kanal 11 entsteht, wobei ein Einlaufbereich 12 kegelstumpfförmigen ausgebildet ist. Zwecks besserer Bezugnahme werden die Durchtrittsöffnungen 5 nachfolgend so beschrieben, dass ein sich zu dem Zwischenraum zugewandter Kanal und ein dem Luftverteilraum 3 zugewandter Einlaufbereich unterschieden werden.

Wie bereits erwähnt, weist der Einlaufbereich 12 mit einem maximalen Durchmesser auf eine dem Luftverteilraum 3 zugewandten Seite der Strahlerzeugungseinrichtung 4 und definiert jeweils einen Eintrittsquerschnitt 13. Der Durchmesser der Kanäle 11 beträgt jeweils 10 mm und der maximale Durchmesser der Einlaufbereiche 12 beträgt jeweils 20 mm. Die in

Strömungsrichtung betrachtete Länge der Kanäle 11 beträgt jeweils 30 mm und die in

Strömungsrichtung betrachtete Länge des Einlaufbereichs 12 beträgt 5 mm. Durch die in Strömungsrichtung des Luftvolumenstroms betrachtete Einschnürung der Einlaufbereiche 12 auf einen Durchmesser, der dem der der Kanäle 11 entspricht, erfolgt eine optimale Umlenkung des Luftvolumenstroms in die einzelnen Durchtrittsöffnungen 5 hinein. Auch Teile des

Luftvolumenstroms, die außerhalb einer Projektion der Eintrittsquerschnitte 13 der einzelnen Durchtrittsöffnungen 5 strömen, werden sanft in den Einlaufbereich 12 gesogen, so dass in einem Bereich von Sperrflächen 15 der Strahlerzeugungseinrichtung 4, die sich zwischen und neben den Eintrittsquerschnitten 13 der Durchtrittsöffnungen 5 befinden, keine Turbulenzen oder Verwirbelungen ausbilden. Eine Strömungsrichtung innerhalb der Durchtrittsöffnungen 5 ist beispielhaft mit einem Pfeil 28 symbolisiert.

Die Eintrittsquerschnitte 13 der Durchtrittsöffnungen 5 sowie die Sperrflächen 15 der

Strahlerzeugungseinrichtung 4 befinden sich im gezeigten Beispiel in einer Ebene. Alternativ ist in eine Breitenrichtung der Vorrichtung 1 eine leicht gewölbte Ausbildung einer Oberfläche der Strahlerzeugungseinrichtung denkbar, wobei der Krümmungsradius größer als 1 m betragen sollte. Ferner ist eine Ausbildung der Strahlerzeugungseinrichtung denkbar, bei der die

Oberfläche ebenfalls in Breitenrichtung der Vorrichtung betrachtet mit zueinander einen Winkel einschließende Abschnitten besteht. Von besonderer Bedeutung ist, dass die

Eintrittsquerschnitte 13 in eine Längsrichtung der Vorrichtung 1 betrachtet, also in Längsrichtung des Gehäuses 10 beziehungsweise des Luftverteilraums 3, geradlinig verlaufen, so dass der Luftvolumenstrom geradlinig strömen kann.

Die Summe der Querschnitte der Durchtrittsöffnungen 5 bildet einen Luftdurchtrittsquerschnitt der Strahlerzeugungseinrichtung 4. Die einzelnen Durchtrittsöffnungen 5 haben auf einer dem Zwischenraum 7 zugewandten Seite hin jeweils einen Öffnungsquerschnitt 16, der in den Zwischenraum 7 mündet. Im vorliegenden Beispiel wird der Zwischenraum 7 seitlich von geschlossenen Wandungen begrenzt, so dass ein Einströmen von Luft in den Zwischenraum 7 ausschließlich über die von den Öffnungsquerschnitten 16 der Durchtrittsöffnungen 5 erfolgen kann. Ein Induzieren von Umgebungsluft ist unmöglich und auch nicht gewünscht.

Gemäß der Figur 1 ist der Öffnungsquerschnitt 16 kleiner ausgebildet als der Querschnitt des übrigen Kanals 1 1 , so dass beim Austritt der Teilvolumenströme aus den Kanälen 1 1 eine Einschnürung vorliegt, die eine Düsenwirkung erzeugt. Dementsprechend besitzen die Kanäle 11 einen Abschnitt 14, in dem der Querschnitt eingeschnürt ist. Im vorliegenden Fall erfolgt die Einschnürung kontinuierlich über eine Höhe des Abschnitts 14. Alternativ ist auch eine sprunghafte Einschnürung denkbar. Ferner könnte der Abschnitt auch von einem Ring gebildet werden, der an dem Austrittsquerschnitt des Kanals angebracht ist.

Die Vergleichmäßigungseinrichtung 6 besteht aus zwei beabstandet zueinander, parallel verlaufenden Sieben 17, die an ihren beiden Längsseiten jeweils von einer U-förmigen Leisten 18 eingefasst sind, so dass die Vergleichmäßigungseinrichtung 6 in der Figur 1 eine

Rechteckform aufweist.

Schließlich besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 aus Figur 1 einen langgestreckten, leicht trichterförmigen Auslass 19, aus dem der vergleichmäßigte Luftvolumenstrom

beispielsweise in einen zu belüftenden Raum austritt. Ein Querschnitt der

Vergleichmäßigungseinrichtung 6, durch den der Volumenstrom die

Vergleichmäßigungseinrichtung 6 verlässt, ist als Luftaustrittsquerschnitt 22 definiert.

Aus der Figur 2 geht eine dreidimensionale Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 aus Figur 1 hervor, wobei lediglich eine Hälfte derselben dargestellt ist und zwecks einer besseren Veranschaulichung teilweise auf die Darstellung einer Seitenwand des Gehäuses 10 verzichtet wurde. Die Länge L der Vorrichtung 1 ist mit einer Linie 23 dargestellt, die am Ende gestrichelt ist, was verdeutlichen soll, dass die Vorrichtung 1 länger ist, als in der Figur 2 dargestellt. Die drei Reihen von Durchtrittsöffnungen 5 der Strahlerzeugungseinrichtung 4 sind gut zu erkennen. Auch die Querschnittserweiterung von dem Luftkanal 8 zu dem Luftverteilraum 3 geht deutlich aus der Figur 2 hervor. Mittels eines Pfeiles 24 wird die Strömungsrichtung innerhalb der gezeigten Hälfte des Luftverteilraums 3 angedeutet, wobei die Strömungsrichtung innerhalb der nicht gezeigten Hälfte des Luftverteilraums 3 in die entgegengesetzte Richtung verläuft, da sich der aus dem Luftkanal 8 ausströmende Luftvolumenstrom zu beiden Seiten hin aufteilt.

Die Figur 3 zeigt einen beispielhaften Aufbau der Strahlerzeugungseinrichtung 4, von der eine dreidimensionale Unteransicht dargestellt ist. Die Strahlerzeugungseinrichtung 4 weist ein plattenförmiges Oberteil 20 auf, die als Spritzgussbauteil einteilig mit den einzelnen

Durchtrittsöffnungen 5 ausgeformt ist. Das plattenförmige Oberteil 20 ist an beiden Längsseiten aufgekantet und besitzt somit zwei Seitenwände 21. In der Figur 3 weisen die Kanäle 11 keinen Abschnitt mit eingeschnürtem Querschnitt auf. Auf die Abschnitte kann bei Anwendungen mit weniger hohen Anforderungen an die Strömungseigenschaften verzichtet werden. In Bezug auf die Herstellung der Strahlerzeugungseinrichtung ist es auch denkbar, dass aus

standardmäßigen Rohren Rohrabschnitte geschnitten werden, die einseitig aufgeweitet und anschließend auf eine Platte geschweißt werden.

Alternativ kann die Strahlerzeugungseinrichtung auch von einer Platte gebildet sein, in die entsprechende Durchtrittsöffnungen eingebracht werden.

Ein zweites Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1‘ geht aus der Figur 4 hervor, die ein dickwandiges Rohr 25 zeigt, das den Luftverteilraum 3‘ umgibt oder begrenzt. Der Übersicht halber ist nur ein Abschnitt des Rohrs 25 dargestellt, das in Realität deutlich länger ausgebildet ist und somit eine langgestreckte Vorrichtung entsteht. Der Luftkanal zur Speisung der Vorrichtung ist nicht in der Figur 4 dargestellt, wobei dieser an beliebiger Stelle des Rohrs 25 angebracht sein kann. Es besteht bei der Vorrichtung die Möglichkeit, den Luftkanal in radiale Richtung zu dem Rohr 25 anzubringen, andererseits ist es aber auch möglich, den Luftkanal parallel zu der Längsachse 26 des Rohrs 25 vorzusehen, so dass der Luftkanal an einer nicht dargestellten Stirnseite des Rohrs 25 angebracht ist. Es versteht sich, dass das Rohr 25 an beiden Stirnseiten geschlossen ausgebildet ist, um einen geschlossenen Luftverteilraum 3‘ zu erhalten.

Ein Abschnitt 27 des Rohres 25 ist als Strahlerzeugungseinrichtung 4‘ ausgebildet, indem die Wandung der Rohrs 25 mit Durchtrittsöffnungen 5‘ versehen ist, die eine radial zu dem Rohr 25 verlaufende Längsachse besitzten. Die einzelnen Durchtrittsöffnungen 5‘ sind im Hinblick auf ihren Querschnitt und die Aufteilung in Einlaufbereich 12, Kanal 11 und Abschnitt 14 des Kanals mit geringerem Querschnitt analog zu den Durchtrittsöffnungen 5 aus der Figur 1 aufgebaut. In einem Abstand zu dem Rohr 25 ist auf einer unteren Seite eine

Vergleichmäßigungseinrichtung 6‘ in Form eines Siebs angeordnet, wobei das Sieb eine an das Rohr 25 angepasste Krümmung aufweist, so dass der Abstand an jeder Stelle gleich ist.

Alternativ ist denkbar, die Vorrichtung derart zu modifizieren, dass die Wandung des Rohrs umlaufend mit Durchtrittsöffnungen versehen ist und die Vergleichmäßigungseinrichtung ebenfalls als Rohr ausgebildet ist, so dass der Luftvolumenstrom über den gesamten Umfang des Rohrs beziehungsweise über den gesamten Umfang der Vergleichmäßigungseinrichtung in einen Raum abgegeben wird.

Schließlich zeigt die Figur 5 Längsschnitte von drei unterschiedlich ausgebildeten

Durchtrittsöffnungen 5“, 5‘“, 5““, wobei jeweils der Einlaufbereich 12“, 12‘“, 12““ anders ausgebildet ist. Bei der in der Figur 5 links dargestellten Durchtrittsöffnung 5“ ist der

Einlaufbereich 12“ trompetenförmig. Bei der in der Figur 5 in der Mitte dargestellten

Durchtrittsöffnung 5‘“ ist der Einlaufbereich 12‘“ gestuft ausgebildet und die in der Figur 5 rechts dargestellte Durchtrittsöffnung 5““ weist einen trichterförmigen oder kegelstumpfförmigen Einlaufbereich 12““ auf. Das Verhältnis von dem größten Durchmesser des Einlaufbereichs 12 zu dem Durchmesser des Kanals 11 beträgt jeweils 2.

Selbstverständlich können die Durchtrittsöffnungen auch insgesamt konisch ausgebildet sein, wobei sich ihr Querschnitt in Richtung des Zwischenraums verkleinert. Bei solchen

Durchtrittsöffnungen ist eine definitive Unterteilung in Einlaufbereich und Kanal, wie in den zuvor gemachten Beispielen, nicht möglich. Auch weitere verschiedene Ausbildungen der Durchtrittsöffnungen sind möglich.

Bezugszeichenliste:

1 , 1‘ Vorrichtung

2 Pfeil

3, 3‘ Luftverteilraum

4 4 Strahlerzeugungseinrichtung Durchtrittsöffnung, 6‘ Vergleichmäßigungseinrichtung

Zwischenraum

Luftkanal

Lufteintrittsquerschnitt

0 Gehäuse

1 Kanal

2, 12“, 12‘“, 12““ Einlaufbereich

3 Eintrittsquerschnitt

4 Abschnitt des Kanals

5 Sperrfläche

6 Öffnungsquerschnitt

7 Sieb

8 Leiste

9 Auslass

0 plattenförmiges Oberteil1 Seitenwand

2 Luftaustrittsquerschnitt3 Linie

4 Pfeil

5 dickwandiges Rohr

6 Längsachse 27 Abschnitt des Rohrs

28 Pfeil

H Höhe

B Breite

L Länge