DE3905092C2

DE3905092C2 -

Info

Publication number: DE3905092C2
Application number: DE3905092A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Al-Ko Therm Maschinenfabrik 8876 Jettingen-Scheppach De GmbH
Current assignee: Al-Ko Therm Maschinenfabrik 8876 Jettingen-Scheppach De GmbH
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1992-01-30
Also published as: DE3905092A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen Fluidströmen, insbesondere von Luftströmen für Lüftungs-, Heizungs- oder Klimatisierungseinrichtungen, mit einer Mischkammer, die mehrere, vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordnete Zuströmquerschnitte für die Fluidströme und wenigstens einen Abströmquerschnitt für das Gemisch aufweist, und mit einer in der Mischkammer angeordneten Mischeinrichtung, die mindestens ein mit von seiner Achse abstehenden Flügeln versehenes Flügelelement aufweist.The invention relates to a device for mixing Fluid flows, especially air flows for ventilation, Heating or air conditioning systems, with a Mixing chamber, the several, preferably at right angles to each other arranged inflow cross sections for the fluid flows and at least one outflow cross section for the mixture has, and arranged in the mixing chamber Mixing device that has at least one with its axis projecting wings provided wing element.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 31 80 245 bekannt. Hierbei besteht die Mischeinrichtung aus einem zum Abströmquerschnitt parallelen, stationären Gatter mit gestellfest fixierten, unbeweglichen Flügelelementen, deren Flügel bezüglich der Achse schräg angestellte bzw. verwundene Flügelflächen aufweisen. Eine Anordnung dieser Art bewirkt zwar eine Drehung der das Gatter durchsetzenden Strömung. Dies führt aber zu keiner intensiven Vermischung einzelner Teilströme, sondern lediglich zu einer Spiralbewegung der Gesamtströmung, innerhalb welcher die Teilströme erhalten bleiben. Außerdem bewirkt ein stationäres Gatter hier vorliegender Art einen hohen Strömungswiderstand.A device of this type is from US-PS 31 80 245 known. Here, the mixing device consists of a parallel to the discharge cross-section, stationary gate fixed, immovable wing elements, their Wings inclined or twisted with respect to the axis Have wing surfaces. An arrangement of this kind causes a rotation of the flow passing through the gate. However, this does not lead to intensive mixing of individuals Partial flows, but only to a spiral movement the total flow within which the partial flows remain. In addition, a stationary gate here a high flow resistance.

Es wurde auch schon versucht, zur Bildung der Mischeinrichtung ein frei drehbar gelagertes Turbinenrad vorzusehen, das durch die es passierende Strömung angetrieben werden soll. Die dabei sich einstellende Drehzahl des Turbinenrads ist jedoch oft so gering, daß die das Turbinenrad durchsetzende Strömung keine nennenswerte Umlenkung und damit Vermischung erfährt.Attempts have also been made to form the mixing device to provide a freely rotatable turbine wheel, that are driven by the current passing through it should. The resulting speed of the turbine wheel is, however, often so small that the one passing through the turbine wheel Flow no significant redirection and therefore Mixing experiences.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, die in jedem Falle einen vergleichsweise hohen Mischeffekt ergibt.Based on this, it is therefore the task of the present one Invention, a device of the type mentioned create that in any case a comparatively high Mixing effect results.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Flügelelement als antreibbares Flügelrad ausgebildet ist, daß die Flächen der Flügel parallel zur Drehachse verlaufen, so daß sie im wesentlichen in radialer Richtung fördern und daß das Flügelrad in der Nähe hinter einem der Zuströmquerschnitte mit zum Zuströmquerschnitt im wesentlichen senkrechter Achse angeordnet ist.This object is achieved in that the Vane element is designed as a drivable impeller, that the surfaces of the wings run parallel to the axis of rotation, so that they convey substantially in the radial direction and that the impeller is close behind one of the Inflow cross sections with the inflow cross section essentially vertical axis is arranged.

Das erfindungsgemäße Flügelrad fungiert hier in vorteilhafter Weise als reines Schleuderrad, welches das es in axialer Richtung anströmende Fluid in radialer Richtung abschleudert. Hierdurch kommt es zu einer Verschneidung und dementsprechend zu einer intensiven Vermischung mit dem weiteren Fluidstrom. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Flügelrads wird daher die eingangs erwähnte Aufgabe mit einfachen und kostengünstigen Mitteln gelöst.The impeller according to the invention functions advantageously here Way as a pure centrifugal wheel, which it in Fluid flowing in the axial direction in the radial direction hurled. This leads to an intersection and accordingly for intensive mixing with the further fluid flow. With the help of the invention Impeller is therefore the task mentioned at the beginning solved simple and inexpensive means.

In vorteilhafter Weise kann das Flügelrad mit zum zugeordneten Zuströmquerschnitt genau senkrechter Achse angeordnet sein, so daß sich eine maximale Schleuderwirkung er gibt.In an advantageous manner, the impeller can also be assigned Inflow cross section arranged exactly vertical axis be so that there is a maximum spin effect gives.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß das Flügelrad in der drehachsparallel gesehenen Frontansicht innerhalb des zugeordneten Zuströmquerschnitts und in der lotrecht zur Drehachse gesehenen Draufsicht innerhalb eines anderen Zuströmquerschnitts liegt. Diese Anordnung ergibt eine besonders intensive Verschneidung und Vermischung der einzelnen Teilströme.Another advantageous measure can consist in that the impeller seen in the axis of rotation Front view within the assigned inflow cross section and seen in the perpendicular to the axis of rotation Top view within another inflow cross section lies. This arrangement results in a particularly intensive one Blending and mixing of the individual sub-streams.

Eine weitere, ganz besonders zu bevorzugende Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, daß das Flügelrad auf einer mit Abstand vom zugeordneten Zuströmquerschnitt parallel zu diesem angeordneten Stauwand aufgenommen ist. Diese unterstützt die Schleuderwirkung des Flügelrads, ohne daß ein ungünstiger Rückstau zu befürchten wäre, da das vor der Stauwand angeordnete Flügelrad für einen zuverlässigen Abtransport des die Stauwand anströmenden Strömungsmittels sorgt. Another, particularly preferred advanced training of the overarching measures may consist of: the impeller on a distance from the assigned Inflow cross section arranged parallel to this dam wall is included. This supports the spin effect the impeller without an unfavorable backflow would be to be feared, since that arranged in front of the dam wall Impeller for reliable removal of the fluid flowing into the dam wall.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben.Further advantageous configurations and expedient Training of the overarching measures are in the remaining subclaims.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.The following is a preferred embodiment the invention explained in more detail with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein schematisch dargestelltes Lüftungsaggregat und Fig. 1 shows a longitudinal section through a schematically illustrated ventilation unit and

Fig. 2 eine Frontansicht des Lüftungsaggregats gemäß Fig. 1. Fig. 2 is a front view of the ventilation unit of FIG. 1.

Das der Zeichnung zugrundeliegende Lüftungsaggregat be steht aus einem mit einem schematisch angedeuteten Ven tilator 1 versehenen, ein kastenförmiges Gehäuse aufwei senden Ventilatorteil 2, einem diesem stromaufwärts vor geordneten, mit Wärmetauschern 3 versehenen Konditionie rungsteil 4, einem diesem stromaufwärts vorgeordneten, mit eine Filterwand 5 versehenen Filterteil 6 und einem diesem wiederum stromaufwärts vorgeordneten Mischteil 7, in welchem eine Vermischung von zwei mittels des Venti lators 1 angesaugten Teilströmen 8, 9, beispielsweise in Form von Frischluft und Umluft, stattfindet.The ventilation unit on which the drawing is based consists of a fan with a schematically indicated Ven 1 , a box-shaped housing having a fan part 2 , an upstream of this, provided with heat exchangers 3 conditioning part 4 , an upstream of this, provided with a filter wall 5 Filter part 6 and this upstream upstream mixing part 7 , in which a mixing of two by means of the ventilator 1 partial streams 8 , 9 , for example in the form of fresh air and recirculated air, takes place.

Das Mischteil 7 ist im Bereich seiner vom benachbarten Filterteil 6 abgewandten Frontwand 10 und im Bereich einer hierzu lotrechten Umfangswandung, hier der decken seitigen Umfangswandung 11, mit jeweils einem den Teil strömen 8 bzw. 9 zugeordneten Zuströmquerschnitt 12 bzw. 13 versehen, an die jeweils ein Anschlußstutzen 14 für einen Zuströmkanal angesetzt sein kann. Im Bereich der Anschlußstutzen 14 können Jalousien 15 vorgesehen sein. Vom Ventilatorteil 2 geht ein Anschlußstutzen 16 für einen Abzugkanal ab.The mixing part 7 is provided in the region of its side facing away from the adjacent filter member 6 front wall 10 and in the region of this vertical peripheral wall, where the cover-side peripheral wall 11 with one of the partial streams 8 and 9 associated infeed cross-section 12 and 13, respectively, to each of a connecting piece 14 can be attached for an inflow channel. Blinds 15 can be provided in the area of the connecting piece 14 . From the fan part 2 , a connecting piece 16 for an exhaust duct goes off.

Die Wärmetauscher 3, mit denen die vorbeiströmende Luft erwärmt oder gekühlt werden kann sowie die Filterwand 5 erstrecken sich über den gesamten Querschnitt der zuge ordneten, kastenförmigen Gehäuse, die zur Bildung ent sprechender Durchgänge im Bereich der einander zugewand ten Ansatzquerschnitte offen sind. Dies gilt auch für die Verbindung des kastenförmigen Gehäuses des Misch teils 7 mit dem kastenförmigen Gehäuse des Filterteils 6. Es ergibt sich dementsprechend ein über den gesamten Gehäusequerschnitt sich erstreckender Abströmquerschnitt 17 des Mischteils 7.The heat exchanger 3 , with which the flowing air can be heated or cooled, and the filter wall 5 extend over the entire cross section of the associated box-shaped housing, which are open for the formation of appropriate passages in the region of the mutually facing approach cross-sections. This also applies to the connection of the box-shaped housing of the mixing part 7 with the box-shaped housing of the filter part 6 . Accordingly, there is an outflow cross-section 17 of the mixing part 7 that extends over the entire housing cross-section.

Der Innenraum des kastenförmigen Gehäuses des Misch teils 7 bildet eine Mischkammer 18, in der sich ein Flügelrad 19 befindet, das mittels eines zugeordneten Motors 20 in Umfangsrichtung antreibbar ist. Im darge stellten Ausführungsbeispiel ist das Flügelrad 20 hier zu mit seiner Nabe auf dem Wellenstummel des Antriebs motors 20 aufgenommen. Zur Erzielung einer kompakteren Anordnung wäre es aber auch ohne weiteres denkbar, einen Nabenläufermotor vorzusehen.The interior of the box-shaped housing of the mixing part 7 forms a mixing chamber 18 in which there is an impeller 19 which can be driven in the circumferential direction by means of an associated motor 20 . In Darge presented embodiment, the impeller 20 is added here with its hub on the stub shaft of the drive motor 20 . To achieve a more compact arrangement, however, it would also be readily conceivable to provide a hub rotor motor.

Das Flügelrad 19 ist mit Abstand hinter einem der Zu strömquerschnitte, hier hinter dem im Bereich der zum Abströmquerschnitt 17 parallelen Frontwand 10 vorgesehe nen Zuströmquerschnitt 12, angeordnet. Die Drehachse des Flügelrads 19 verläuft dabei etwa lotrecht zur Ebene des zugeordneten Zuströmquerschnitts 12. Der Durchmes ser des Flügelrads 12 ist kleiner als die lichte Höhe des zugeordneten Zuströmquerschnitts 12. Der Abstand des Flügelrads 19 vom hierzu parallelen Zuströmquerschnitt 12 ist größer als der Abstand des anderen Zuströmquer schnitts 13 von der den Zuströmquerschnitt 12 enthalten den Frontwand 10, so daß das Flügelrad 19, wie am besten aus Fig. 2 erkennbar ist, in der drehachsparallel gese henen Frontansicht innerhalb des zugeordneten Zuströmquer schnitts 12 und in der lotrecht zur Drehachse gesehenen Draufsicht innerhalb des anderen Zuströmquerschnitts 13 liegt.The impeller 19 is arranged at a distance behind one of the flow cross-sections, here behind the inlet cross-section 12 provided in the region of the front wall 10 parallel to the discharge cross-section 17 . The axis of rotation of the impeller 19 runs approximately perpendicular to the plane of the assigned inflow cross section 12 . The diameter of the impeller 12 is smaller than the clear height of the associated inflow cross section 12 . The distance of the impeller 19 from the parallel inflow cross section 12 is greater than the distance of the other inflow cross section 13 from the inflow cross section 12 contain the front wall 10 , so that the impeller 19 , as can best be seen from FIG. 2, is seen in the axis of rotation parallel hen front view within the associated inflow cross section 12 and in the top view seen perpendicular to the axis of rotation lies within the other inflow cross section 13 .

Die Flügel 21 des Flügelrads 19 sind so angeordnet und ausgebildet, daß sich keine Förderwirkung mit axialer Komponente, sondern ausschließlich mit radialer Kompo nente, ergibt. Die Flügel 21 werden dementsprechend durch ebene Laschen gebildet, deren Ebene gegenüber der Dreh achse nicht geneigt ist, sondern achsparallel verläuft. Der Antrieb des Flügelrads 19 erfolgt mit die Geschwin digkeit des es anströmenden Teilstroms 8 soweit überstei gender Geschwindigkeit, daß die Luft des Teilstroms 8 das Flügelrad 19 in axialer Richtung praktisch nicht durch setzen kann, ohne von den Flügeln 21 erfaßt und in radia ler Richtung abgeschleudert zu werden, wie durch die Richtungspfeile 8a angedeutet ist. Das Flügelrad 19 ar beitet dementsprechend als Schleuderrad, welches die Luft des unteren Teilstroms 8 nach oben abschleudert, wo eine Verschneidung mit dem gegenläufigen, oberen Teilstrom 9 stattfindet, wie durch die Richtungspfeile 8a, 9a ange deutet ist. Dabei ergibt sich intensive Vermischung der beiden Teilströme 8, 9 und dementsprechend eine gleich mäßige Belastung der Wärmetauscher 3.The wings 21 of the impeller 19 are arranged and designed such that there is no conveying effect with an axial component, but only with a radial component. The wings 21 are accordingly formed by flat tabs, the plane of which is not inclined with respect to the axis of rotation, but runs parallel to the axis. The drive of the impeller 19 takes place with the speed of the incoming partial flow 8 so far overstei gender speed that the air of the partial flow 8 can practically not put the impeller 19 in the axial direction without being detected by the vanes 21 and flung in the radial direction to be, as indicated by the directional arrows 8 a. The impeller 19 ar accordingly works as a centrifugal wheel, which throws the air of the lower partial flow 8 upwards, where an intersection with the opposite upper partial flow 9 takes place, as indicated by the directional arrows 8 a, 9 a. This results in intensive mixing of the two partial flows 8 , 9 and, accordingly, a uniform load on the heat exchanger 3 .

Der Antriebsmotor 20 mit dem Flügelrad 19 ist auf einer zwischen dem Abströmquerschnitt 17 und dem hierzu paral lelen Flügelrad 19 zugeordneten Zuströmquerschnitt 12 angeordneten Stauwand 22 aufgenommen. Diese ist auf den Boden des Mischteil-Gehäuses aufgesetzt und besitzt eine bis etwa in Höhe der Drehachse des Flügelrads 19 reichen de Höhe. Die Stauwand 22 wird dementsprechend vom oberen Bereich des Flügelrads 19 überragt. Die mit Abstand vom hierzu parallelen Zuströmquerschnitt 12 angeordnete Stau wand 22 bewirkt eine Umlenkung einer achsparallel auf tretenden Strömung und unterstützt dementsprechend die Schleuderwirkung des Flügelrads 19. Da dieses für einen zuverlässigen Abtransport sorgt, bewirkt die Stauwand 22 keinen ungünstigen Rückstau, sondern stellt lediglich sicher, daß das Flügelrad 19 praktisch aus dem vollen schöpfen kann.The drive motor 20 to the impeller 19 is received 12 arranged baffle plate 22 on an associated between the outflow cross-section 17 and the impeller 19 thereto paral Lelen infeed cross-section. This is placed on the bottom of the mixing part housing and has a height that extends up to approximately the height of the axis of rotation of the impeller 19 . The baffle wall 22 is accordingly towered over by the upper region of the impeller 19 . The arranged at a distance from the parallel inflow cross-section 12 baffle wall 22 causes a deflection of an axially parallel to occurring flow and accordingly supports the centrifugal effect of the impeller 19th Since this ensures reliable removal, the baffle 22 does not cause an unfavorable backflow, but merely ensures that the impeller 19 can draw practically from the full.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich ein etwa in der Mitte des zugeordneten Zuströmquerschnitts 12 angeordnetes Flügelrad 19 vorgesehen. Es wäre aber auch ohne weiteres denkbar, mehrere, gleichmäßig über die Breite des zugeordneten Zuströmquerschnitts 12 ver teilt angeordnete Flügelräder der dem dargestellten Ausführungsbeispiel zugrundeliegenden Art vorzusehen.In the exemplary embodiment shown, only an impeller 19 arranged approximately in the middle of the assigned inflow cross section 12 is provided. However, it would also be readily conceivable to provide a plurality of impellers of the type on which the illustrated embodiment is based, evenly distributed over the width of the associated inflow cross section 12 .

Claims

1. Device for mixing fluid flows, in particular air flows for ventilation, heating or air conditioning devices, with a mixing chamber ( 18 ) which has a plurality of inflow cross sections ( 12, 13 ), preferably arranged at right angles to one another, for the fluid flows and at least one outflow cross section ( 17 ) for the mixture, and with a mixing device arranged in the mixing chamber ( 18 ), which has at least one wing element provided with projecting from its axis ( 21 ), characterized in that the wing element is designed as a drivable impeller ( 19 ) that the Surfaces of the vanes ( 21 ) run parallel to the axis of rotation so that they convey substantially in the radial direction, and that the impeller ( 19 ) is arranged in the vicinity behind one of the inflow cross sections ( 12, 13 ) with an axis substantially perpendicular to the inflow cross section.

2. Device according to claim 1, characterized in that the impeller ( 19 ) with the associated inflow cross-section ( 12 ) is arranged exactly perpendicular axis.

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller ( 19 ) is arranged in front of a baffle wall ( 22 ) arranged parallel to this at a distance from the associated inflow cross section ( 12 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the impeller ( 19 ) on the baffle wall ( 22 ) is taken up men.

5. The device according to claim 3, characterized in that the impeller ( 19 ) projects above the baffle wall ( 22 ).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral speed of the driven impeller ( 19 ) is greater than the flow speed of the flow cross-section ( 12 ) flowing in via the associated flow cross-section ( 8 ).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the wing gel wheel corresponds at most to the clear height of the associated inflow cross section ( 12 ).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller ( 19 ) to the outflow cross section ( 17 ) parallel inflow cross section ( 12 ) is assigned.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance of the impeller ( 19 ) from the parallel inflow cross-section ( 12 ) corresponds at least to the distance of the other inflow cross-section ( 13 ) from the one inflow cross-section ( 12 ) containing wall.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller ( 19 ) in the front view seen in parallel to the axis of rotation lies within the assigned inflow cross section ( 12 ) and in the top view seen perpendicular to the axis of rotation within the other inflow cross section ( 13 ).

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller ( 19 ) has a plurality of wings ( 21 ) formed by flat, star-shaped tabs.