[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abtrennung zweier Räume
von einander mittels Luftschleier, die im folgenden auch als Durchgangs- oder 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 etwa 1/4 der abzudichtenden Öffnung entspricht. Dies führt zu sehr
großen Strahlbreiten bei sehr großen Öffnungshöhen, z. B. sehr hohen Toröffnungen.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abtrennung
zweier Räume zu schaffen, welche durch eine sehr hohe Tür- bzw. Toröffnung miteinander
verbunden sind. Dabei soll zum einen die Leistung der Luftschleieranlage und zum anderen
die Vermischung der möglicherweise unter schiedlich konditionierten Luft der beiden
Räume minimiert werden.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
[0006] Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.
[0007] Die mit der Erfindung 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 eine berührungslose Trennung
zweier Räume bei geringem Energieaufwand möglich, da die Abtrennwirkung nicht auf
dem Volumenstrom des Luftschleiers, sondern auf strömungstechnischen Gegebenheiten
beruht.
[0008] Die Erfindung 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 dreisseitig zuströmender
Luft in einer ersten Ausführung,
- Figur 2
- einen Vertikalschnitt in der Längsmittelachse der in Figur 1 dargestellten Anordnung
und
- Figur 3
- eine zweite Ausführung einer Torluftschleieranlage, bei welcher eine Seite der abzudichtenden
Öffnung unmittelbar von einer senkrecht zur Abdichtebene verlaufenden Wand begrenzt
wird.
[0009] 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.
[0010] Der Vertikalschnitt in Figur 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen
Torluftschleieranlage, bei der die Strömungsführung (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 (1a) und (1b), welche
in die Bereiche (6) bzw. (7) eintreten, aus welchen die durch die Ventilatoren (8)
angesaugte Luft jeweils entnommen wurde. Die Strömungsführungen 4a und 4b sind wie
die Strömungsführung 3 ausgebildet, jedoch mit einem horizontal ausgeblasenen Luftstrom
im Falle der Strömungsführung 4b und einem Luftstrom mit horizontaler Komponente im
Falle der Strömungsführung 4a.
[0011] 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.
[0012] Es wird somit ein Bereich von wenigstens einer der seitlichen Berandungen des Durchgangs
als Strömungsführung mitverwendet. Vorzugsweise reicht der genutzte Bereich bis zum
Boden. Besonders bevorzugt werden wenigstens ein kompletter Seitenbereich und der
gesamte Überkopfbereich als Strömungsführung genutzt. Obgleich die seitlichen Berandungen
vorzugsweise senkrecht zur Ausblasrichtung verlaufen, entspricht es ebenso einer bevorzugten
Ausführung, wenn ein Luftstrom mit horizontaler Komponente schräg zur Berandung, bei
der er austritt, ausgeblasen wird.
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 Durchgangsöffnung (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 (1a) und (1b) besteht, welche durch
getrennte, aber benachbarte Strömungsführungen (3), bzw (4a) und (4b) gebildet sind,
mittels derer der Luftstrom des Teilstrahls (1b) aus dem einen Raum (6) und der Luftstrom
des Teilstrahls (1a) 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.
