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Dokumentenidentifikation DE102004033337B3 02.03.2006
Titel Klimatisierungsvorrichtung mit einer Drosselvorrichtung
Anmelder Smart Micro Engineering GmbH Gesellschaft für High-Tech-Industrieplanung, 82205 Gilching, DE
Erfinder Pollak-Diener, Gerhard Martin, 82110 Germering, DE
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Anmeldedatum 09.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004033337
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.03.2006
IPC-Hauptklasse F24F 13/12(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse F24F 13/10(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      F24F 7/00(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      F24F 11/04(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drosselvorrichtung (7) zur variablen Drosselung eines Luftstromes, insbesondere bei einer hochpräzisen Klimatisierung eines Raumes (10), mit einem ersten Lochblech (13) mit einem ersten Lochbild; einem in Strömungsrichtung hinter dem ersten Lochblech (13) angeordneten zweiten Lochblech (15) mit einem zweiten Lochbild zum Bilden eines Überlappungsquerschnitts der Löcher (16) des zweiten Lochblechs (15) mit den Löchern (14) des ersten Lochblechs; und mit einer Verstelleinrichtung (18) zum Verschieben der beiden Lochbleche (13, 15) relativ zueinander zum Verändern des Überlappungsquerschnitts der Löcher (14, 16) der beiden Lochbleche (13, 15) für eine variable Drosselung des durch die beiden Lochbleche (13, 15) hindurchtretenden Luftstromes; und eine Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere zur hochpräzisen Klimatisierung eines Raumes, mit einer derartigen Drosselvorrichtung.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungsvorrichtung mit mindestens einer Drosselvorrichtung.

Obwohl allgemein auf die Drosselung eines Luftstromes anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf eine Drosselung eines Luftstromes in einer Klimatisierungsvorrichtung für eine hochpräzise Klimatisierung eines Raumes näher erläutert.

Bei einer hochpräzisen Klimatisierung von Räumen existieren zwei Arten von Ungenauigkeiten, nämlich zum einen Ungenauigkeiten über der Zeit und zum anderen Ungenauigkeiten über dem Ort. Die Ungenauigkeiten bezüglich der Temperatur über der Zeit lassen sich mit den üblichen Regeleinrichtungen bei entsprechend empfindlicher Messtechnik bis auf sehr geringe Abweichungen im Bereich von etwa 0,001 K beherrschen. Ungenauigkeiten bezüglich der Temperatur über dem Ort (Temperaturgradient) sind mit elektronischen Maßnahmen nur dahingehend zu beeinflussen, dass an mehreren Orten eine Messung und entsprechend eine Regelung erfolgt. Dabei stößt man jedoch schnell auf messtechnische Grenzen, da der hierfür notwendige Aufwand mit dem Quadrat des inversen Rasterabstandes steigt.

Eine Aufbereitung der einem zu klimatisierenden Raum zugeführten Luft erfolgt üblicherweise in einem zentralen Umluftgerät, welches über Kühl-/Heizmittel die Luft im Durchschnitt auf eine Soll-Temperatur bringt. Da eine Durchströmung der Kühl-/Heizmittel des Umluftgerätes quer zur Strömungsrichtung der Luftströmung erfolgt, bleibt trotz Kompensation mit gegenläufig durchströmten Rohrschlangen immer ein gewisser Temperaturgradient über der Austrittsfläche bestehen. Dieser Temperaturgradient liegt bei optimaler Auslegung der Kühl-/Heizmittel in der Größenordnung von etwa 0,02 K/m.

Aus dem Stand der Technik ist der Ansatz bekannt, den Luftstrom in mehrere Teilluftströme aufzuteilen, um diese Teilluftströme beispielsweise mittels eines Elektrolufterhitzers und einer elektronischen Temperaturregelung nachzubehandeln.

An diesem Ansatz gemäß dem Stand der Technik hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass zwar der Durchschnittswert jedes Teilluftstromes wieder auf einen einheitlichen Soll-Wert regelbar ist, der Temperaturgradient jedoch dadurch nicht beeinflusst werden kann.

Bei einer Verteilung des Luftstromes durch beispielsweise ein Kanalnetz lässt sich in der Regel nicht realisieren, dass alle Wege der Teilluftströme exakt gleich lang sind. Daher müssen entweder Ungenauigkeiten in der Luftverteilung in Kauf genommen werden, oder es müssen Einstellorgane zur Eindrosselung der Teilströme vorgesehen werden, über welche im Rahmen einer Einregulierung ein Abgleich vorgenommen wird. Als Einstellorgane werden dabei üblicherweise Drosselklappen oder Jalousieklappen eingesetzt.

An diesen Ansätzen gemäß dem Stand der Technik hat sich jedoch für die Nachbehandlung mit einem Elektrolufterhitzer die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass die Drosselklappen oder Jalousieklappen erhebliche Ungleichmäßigkeiten im Strömungsfeld verursachen. Wird ein Elektrolufterhitzer mit einem ungleichen Strömungsprofil angeströmt, so werden folglich die einzelnen Teilluftströme unterschiedlich stark erwärmt und der ohnehin bereits vorhandene Temperaturgradient in der Regel weiter erhöht.

Die Druckschrift DE 23 51 232 A1 beschreibt eine Luftdrossel für Be- und Entlüftungsanlagen, welche einen Drehschieber aufweist. Ferner ist eine Platte mit einer kreisförmigen Hauptluftöffnung vorgesehen, deren wirksamer Querschnitt durch den Drehschieber je nach Drehstellung verändert werden kann. Der Drehschieber besteht aus einer Membran mit Löchern von teils gleichem und teils unterschiedlichem Querschnitt.

In der Druckschrift DE 21 332 79 A ist eine Drosselvorrichtung beschrieben, bei welcher ein schalenförmiges Drosselglied bei Drehung eines Gewindeschaftes zusammen mit diesem gedreht und in axialer Richtung derart bewegt wird, dass eine Öffnung aufgrund der Schalenform des Drosselgliedes entsprechend der Drehung weniger oder mehr durch das Drosselglied verschlossen wird.

Die Druckschrift US 63 86 208 B1 offenbart eine Lüftungsvorrichtung für einen Reinraum, wobei eine innere Kammer zum Bearbeiten von Materialien und eine äußere Kammer vorgesehen ist, welche die innere Kammer umgibt und welche eine Luftzirkulation zwischen der äußeren Kammer und der inneren Kammer bewirkt.

In der Druckschrift US 59 84 775 A ist eine Vorrichtung bestehend aus einer unteren festen Platte, einer mittleren bewegbaren Platte und einem oberen Gitter mit Luftlöchern bekannt, wobei die Luftlöcher nicht konform zu Löcchern der bewegbaren Platte oder zu den Löchern der festen Platte ausgebildet sind.

Aus der Druckschrift DE 198 27 447 C1 ist eine Anordnung zur Klimatisierung von Räumen bekannt, welche mehrere Klimatisierungseinheiten zum Kühlen oder Erhitzen einer Luftströmung aufweist, wobei jede Klimatisierungseinheit mit einer eigenen Regelung versehen ist und alle Einheiten im Wesentlichen in der gleichen Ebene oberhalb einer Maschine angeordnet sind.

In der Druckschrift US 16 50 918 ist eine Lüftungseinrichtung im Automobilbereich beschrieben, welche nicht für eine hochpräzise Klimatisierung eines Raumes unter Reinraumbedingungen geeignet ist. Die Lüftungseinrichtung besteht aus einer ersten Platte und einer zweiten Platte, wobei die beiden Platten über eine Handhabe für eine Einstellung des Strömungsquerschnitts relativ zueinander verschiebbar sind. An der oberen und unteren Endseite der Vorrichtung ist jeweils eine Befestigungseinrichtung vorgesehen, wobei mittels einer Verstellschraube eine variable Montage der Vorrichtung an einem zugeordneten Kraftfahrzeugabschnitt gewährleistet wird.

Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Klimatisierungsvorrichtung zu schaffen, die durch die Drosselung keine Ungleichmäßigkeiten im Strömungsfeld eines Teilluftstromes erzeugt bzw. vorhandene Ungleichmäßigkeiten optimal beseitigt und damit nach dem Passieren des Heizmittels bei variabler Drosselung des Luftstromes einen möglichst geringen Temperaturgradienten gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Klimatisierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Somit weist die vorliegende Erfindung gegenüber den bekannten Lösungsansätzen gemäß dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass für die variable Drosselung des Luftstromes lediglich ein Bauteil, nämlich eine erfindungsgemäße Drosselvorrichtung, eingesetzt wird, welche neben der variablen Drosselung des Luftstromes zusätzlich für ein gleichmäßiges Strömungsfeld des Luftstromes durch eine Drossel sorgt. Durch die erfindungsgemäße Drosselvorrichtung wird ein eventuell vorhandenes ungleichförmiges Strömungsprofil vergleichmäßigt, wodurch die Erwärmung der Luft beim Passieren des Heizmittels nahezu gradientenfrei erfolgt. Der vorher vorhandene geringe Temperaturgradient wird daher durch das Passieren des Heizmittels nicht verstärkt.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Klimatisierungsvorrichtung.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind das erste Lochbild des ersten Lochblechs und das zweite Lochbild des zweiten Lochblechs konform zueinander ausgebildet, so dass vorzugsweise in einem ersten Zustand mit einem maximalen Überlappungsquerschnitt der Löcher die Löcher des ersten Lochblechs mit den Löchern des zweiten Lochblechs fluchten. Beide Lochbleche sind vorteilhaft als feinmaschige Lochbleche ausgebildet, so dass ein gutes Durchmischen der hindurchtretenden Teilluftströme gewährleistet wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Verstelleinrichtung eine Gewindestange auf, welche an einem Lochblech, vorzugsweise spielfrei, drehbar gelagert ist und einen Gewindeabschnitt aufweist, der sich mit dem anderen Lochblech derart in einem Gewindeeingriff befindet, dass eine Drehung der Gewindestange eine Verschiebung der beiden Lochbleche relativ zueinander bewirkt. Dabei ist der Gewindeabschnitt der Gewindestange vorzugsweise als Feingewinde mit einer Gewindesteigung von beispielsweise 0,5 mm ausgebildet. Dadurch kann eine hochpräzise Relativbewegung der beiden Lochbleche zueinander durch Drehung der Gewindestange ausgeführt werden, so dass der Überlappungsquerschnitt der Löcher auf eine hochpräzise Art eingestellt werden kann.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gewindestange über beispielsweise eine Welle mit einer Dreheinrichtung für eine Drehung der Gewindestange gekoppelt, wobei die Dreheinrichtung beispielsweise als digitaler Einstellknopf ausgebildet ist. Der digitale Einstellknopf ermöglicht vorteilhaft eine reproduzierbare Einstellung der beiden Lochbleche zueinander mit einer Auflösung von in etwa 0,1 %.

Die Drosselvorrichtung ist vorteilhaft in Strömungsrichtung hinter einem Temperaturregister einer Nachbehandlungsanordnung angeordnet, so dass die Luft durch die Drosselvorrichtung im gesamten Lüftungskanal angestaut wird und damit das Temperaturregister gleichförmig durchströmt. Ungleichmäßigkeiten in der Temperatur, die durch das Passieren der einzelnen Heizdrähte oder Heizstangen hervorgerufen werden, werden anschließend beim Passieren der Drosselvorrichtung infolge von Turbulenzen durch intensive Durchmischung ausgeglichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert. Von den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Klimatisierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

2 eine Vorderansicht einer Drosselvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

3 eine linksseitige Querschnittsansicht der Drosselvorrichtung entlang der Schnittlinie I-I aus 2; und

4 eine Querschnittsansicht der Drosselvorrichtung entlang der Schnittlinie II-II aus 2 aus Sicht von oben.

In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.

1 illustriert eine schematische Ansicht einer Klimatisierungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 ersichtlich ist, weist die Klimatisierungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Umluftgerät 1, beispielsweise ein Radial- oder Lineargebläse, zum Bilden einer vorbestimmten Luftströmung auf. In Strömungsrichtung hinter dem Umluftgerät 1 ist beispielsweise eine Kühleinrichtung 2 vorgesehen, welche einer Abkühlung der durch das Umluftgerät 1 erwärmten Luftströmung dient.

Wie in 1 ferner ersichtlich ist, wird die erzeugte Luftströmung anschließend vorzugsweise einem Kanalnetz 3 zugeführt, so dass eine Aufteilung des Luftstromes in mehrere Teilluftströme erfolgt. Dabei wird die erzeugte Luftströmung in mehrere Rohranschlüsse einzelner Verteilerkanäle geführt.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in jeder einzelnen Kanalleitung 4 der nachfolgend beschriebene Aufbau vorgesehen ist, wobei im folgenden eine Nachbehandlungsanordnung 5, 6, 7 in einer Kanalleitung 4 exemplarisch für die weiteren Kanalleitungen näher erläutert wird.

Zum Verhindern einer ungleichmäßigen Strömung mit einem Temperaturgradienten und zum Liefern eines gleichförmigen Strömungsquerschnitts ist in jeder Kanalleitung 4 des Kanalnetzes 3 in Strömungsrichtung vorzugsweise eine Nachbehandlungsanordnung 5, 6, 7 angeordnet.

Die Nachbehandlungsanordnung 5, 6, 7 besteht beispielsweise aus einem Lochblech 5, welches ein vorbestimmtes Lochbild aufweist. Wie in 1 ferner illustriert ist, ist in Strömungsrichtung hinter dem Lochblech 5 ein Elektroheizregister 6 angeordnet, welches die dadurch hindurchtretende Luftströmung auf eine vorbestimmte Temperatur heizt. Beispielsweise wird die Temperatur der Luftströmung an vorbestimmter Stelle, beispielsweise an den Eintrittsöffnungen zu dem zu klimatisierenden Raum, mittels Sensoreinrichtungen (nicht dargestellt) gemessen und die gemessenen Daten an eine zentrale Steuereinheit übersendet. Die zentrale Steuereinheit regelt daraufhin die einzelnen Elektroheizregister bzw. Temperaturregister 6 derart, dass die Luftströmung mit der gewünschten Temperatur in den zu klimatisierenden Raum 10 eingeführt wird.

Ferner ist in 1 dargestellt, dass jede Nachbehandlungsanordnung in Strömungsrichtung hinter dem Elektroheizregister 6 eine Drosselvorrichtung 7 umfasst, welche weiter unten unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 näher erläutert wird.

Die aus der Drosselvorrichtung 7 austretende Luftströmung wird vorteilhaft über eine Rohrleitung 8 mit beispielsweise einem Durchmesser von in etwa 160 mm zu einer Filtereinrichtung 9 geleitet. Die Filtereinrichtung 9 dient einer Filterung der Luftströmung zum Erfüllen der Reinheitsanforderungen der in dem zu klimatisierenden Raum 10 einzuleitenden Luft.

Nachfolgend wird die Luftströmung, vorzugsweise über in der Decke des zu klimatisierenden Raumes 10 vorgesehenen Lüftungsöffnungen, in den zu klimatisierenden Raum 10 mit der vorbestimmten Temperatur und mit einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit, beispielsweise mit 0,35 m/s, eingeleitet. In 1 ist die in den zu klimatisierenden Raum 10 eingeleitete Luftströmung bzw. Luftströmungen durch die dargestellten Pfeile symbolisch illustriert.

Der zu klimatisierende Raum 10 mit beispielsweise extremen Anforderungen an eine Temperaturgenauigkeit der Luftströmung weist vorzugsweise einen Doppelboden 11 auf, in welchem ein Kanalsystem zum Herausführen der Luftströmung aus dem zu klimatisierenden Raum 10 vorgesehen sind. Dabei kann das Kanalsystem an einer oder mehreren Seiten des Raums 10 zum Zurückführen der Luftströmung zu dem Umluftgerät 1 vorgesehen werden.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 eine Drosselvorrichtung 7 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

2 illustriert dabei eine Vorderansicht einer exemplarischen Drosselvorrichtung 7, 3 eine linksseitige Ansicht der exemplarischen Drosselvorrichtung entlang der Schnittlinie I-I aus 2 und 4 eine Draufsicht auf die Drosselvorrichtung entlang der Schnittlinie II-II aus 2.

Die Drosselvorrichtung 7 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem ersten Lochblech 13 und einem zweiten in Strömungsrichtung direkt hinter dem ersten Lochblech 13 parallel angeordneten zweiten Lochblech 15, welches sich in verschiebbarer Anlage mit dem ersten Lochblech 13 befindet.

Das erste Lochblech 13 weist ein erstes Lochbild mit mehreren Löchern 14 auf. Gemäß dem in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die einzelnen Löcher 14 des ersten Lochbildes einen kreisrunden Querschnitt, beispielsweise mit einem Durchmesser von 5 mm auf. Die Dichte der Löcher 14 des ersten Lochbildes ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Gesamtquerschnitt aller Löcher 14 des ersten Lochblechs 13 maximal 50 % des Gesamtquerschnitts des Lochbildes des ersten Lochblechs 13 einnimmt. Dadurch wird gewährleistet, dass die durch die Drosselvorrichtung 7 hindurchtretende Luftströmung bis zu einem maximalen Wert gedrosselt werden kann, d.h. bei welchem kein Luftstrom durch die Drosselvorrichtung 7 hindurchtreten kann. Dies wird weiter unten ausführlicher erläutert werden.

Wie ferner in den 2 bis 4 ersichtlich ist, weist die Drosselvorrichtung 7 vorzugsweise ein zweites Lochblech 15 mit einem vorbestimmten Lochbild auf, welches ebenfalls mehrere Löcher 16 umfasst. Ferner sind gemäß dem vorliegenden Beispiel auch die Löcher 16 des zweiten Lochblechs mit einem kreisrunden Querschnitt und mit einem Durchmesser von ebenfalls beispielsweise 5 mm und der oben angegebenen Dichte ausgestaltet. Allerdings ist für einen Fachmann offensichtlich, dass das vorliegende Ausführungsbeispiel lediglich eine Alternative darstellt. Beispielsweise können die Löcher 14 und 16 der beiden Lochbleche 13 und 15 rechteckige, quadratische, ovale oder andersartig ausgestaltete Querschnittsprofile aufweisen. Auch kann die Dichte der einzelnen Löcher und somit die jeweiligen Profile der Lochbilder entsprechend den gewünschten Anforderungen variiert werden. Für den Fall, dass der Abstand zwischen zwei jeweils benachbarten Löchern eines Lochblechs mindestens so groß ist wie die Querschnittsausdehnung der entsprechenden Löcher können die beiden Lochbleche 13 und 15 derart relativ parallel zueinander verschoben werden, dass keinerlei Überlappungsbereiche von Löchern 14 des ersten Lochblechs mit Löchern 16 des zweiten Lochblechs 15 existieren. Dadurch kann ein Hindurchtreten der Luftströmung durch die Drosselvorrichtung 7 vollständig verhindert werden.

Die beiden Lochbilder der beiden Lochbleche 13 und 15 sind, wie in den 2 bis 4 illustriert ist, konform zueinander ausgebildet, d.h. die beiden Lochbilder sind derart identisch zueinander ausgebildet, dass in einer ersten Stellung der beiden Lochbleche 13 und 15 zueinander jeweils ein Loch 14 des ersten Lochblechs mit einem jeweils zugeordneten Loch 16 des zweiten Lochblechs 15 vollständig fluchtet.

Wie in den 2 bis 4 zudem dargestellt ist, weist die Drosselvorrichtung 7 eine Schieneneinrichtung 17 auf, welche einer relativen Verschiebung der beiden Lochbleche 13 und 15 parallel zueinander dient. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an zwei gegenüberliegenden Seiten des ersten Lochblechs 13 jeweils eine Schiene 17 montiert, in welchen das zweite vorzugsweise parallel zum ersten Lochblech 13 verstellbar angeordnete Lochblech 15 gleitend verschiebbar gelagert ist.

Die Drosselvorrichtung 7 weist ferner vorteilhaft eine Verstelleinrichtung 18 für eine lineare Verschiebung der beiden Lochbleche 13 und 15 relativ zueinander auf. Die Verstelleinrichtung 18 umfasst eine Gewindestange 19, vorzugsweise eine Feingewindestange 19, welche beispielsweise mit einem Ende über einen Sicherungsring 20 und einen Haltewinkel 21 fest an dem zweiten Lochblech 15 drehbar und vorzugsweise spielfrei gelagert ist. Die Gewindestange 19 weist ferner einen vorzugsweise im mittleren Bereich der Gewindestange 19 angeordneten Gewindeabschnitt 22 auf, welcher sich mit einem zugeordneten Gewinde eines fest an dem ersten Lochblech 13 montierten Trägers 23 im Gewindeeingriff befindet. Die miteinander korrespondierenden Gewinde des Gewindeabschnitts 22 und des Trägers 23 sind vorzugsweise als Feingewinde mit einer Gewindesteigung von beispielsweise 0,5 mm ausgebildet, so dass eine hochpräzise Feineinstellung der beiden Lochbleche 13 und 15 relativ zueinander bewerkstelligt werden kann.

Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist die Gewindestange 19 mit dem freien Ende mit einer Dreheinrichtung 24 verbunden, wobei die Dreheinrichtung 24 beispielsweise als digitaler Einstellknopf ausgebildet ist und über eine zusätzliche Welle mit der Gewindestange 19 verbunden werden kann. Der digitale Einstellknopf 24 weist beispielsweise einen Anzeigebereich von 000 bis 999 auf und ermöglicht somit eine reproduzierbare Einstellung der Eindrosselung der Luftströmung bzw. der relativen Verschiebung der beiden Lochbleche 13 und 15 zueinander mit einer Auflösung von 0,1 %. Es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass anstelle des digitalen Einstellknopfs 24 andere gängige Einstelleinrichtungen Verwendung finden können, mit denen eine ähnliche Auflösung der Eindrosselung der Luftströmung erreicht werden kann.

Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Klimatisierungsvorrichtung mit einer Drosselvorrichtung, mit welcher eine hochpräzise Klimatisierung eines Raumes 10 gewährleistet wird. Durch Drehen an dem digitalen Einstellknopf 24 wird die Gewindestange 19 durch den Gewindeeingriff mit dem Träger 23 derart verstellt, dass sich das mit der Gewindestange 19 gekoppelte zweite Lochblech 15 in Abhängigkeit der Verstellung der Gewindestange 19 relativ zu dem ersten Lochblech 13 linear verschiebt. Ausgehend von einer ersten Stellung, in welcher die Löcher 16 des zweiten Lochblechs 15 mit den Löchern 14 des ersten Lochblechs 13 fluchten, erfolgt aufgrund dieser linearen Verschiebung des zweiten Lochblechs 15 bezüglich des ersten Lochblechs 13 eine Verringerung des Überlappungsquerschnitts der Löcher 16 und 14, wie in 2 illustriert ist. Somit kann durch eine Drehung des digitalen Einstellknopfs 24 durch die relative Verschiebung der beiden Lochbleche 13 und 15 zueinander der durch die beiden Lochbleche 13 und 15 durchtretende Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit des Überlappungsquerschnitts der Löcher 14 und 16 der beiden Lochbleche 13 und 15 hochpräzise gesteuert werden. Die relative Verschiebung der beiden Lochbleche 13 und 15 zueinander kann ausgehend von der ersten Stellung mit einem maximalen Überlappungsquerschnitt der einzelnen Löcher der beiden Lochbleche 13 und 15 so lange bewerkstelligt werden, bis keinerlei Überlappung der Löcher 14 und 16 in einer zweiten Stellung existiert. In dieser zweiten Stellung ist somit eine Luftströmung durch die beiden Lochbleche 13 und 15 hindurch gesperrt.

Mit der vorliegenden Erfindung kann somit die Drosselung des Luftstromes in hochpräziser Weise variabel gesteuert werden, wobei die Drosselvorrichtung zusätzlich einer Vergleichmäßigung des Luftstromes dient. Die in den Elektroheizgeräten 6 erwärmte Luft erhält ein gleichförmiges Strömungsprofil und wird nach einem Passieren der Elektroheizregister 6 durch Hindurchtreten durch die Drosselvorrichtung 7 derart gut durchmischt, dass ein gleichmäßiges Strömungsfeld mit einem äußerst geringen oder vorzugsweise keinem Temperaturgradienten gewährleistet wird. Somit werden über der Zeit und über dem Ort konstante Temperaturbedingungen geschaffen, welche eine hochpräzise Klimatisierung insbesondere eines Raumes mit extremen Anforderungen an die Temperaturgenauigkeit ermöglichen.

Beispielsweise kann die Drosselvorrichtung 7 in der Klimatisierungsvorrichtung gemäß 1 auch in Strömungsrichtung gesehen vor dem zugeordneten Elektroheizregister 6 angeordnet sein, so dass das Anstauen bereits vor dem Elektroheizregister 6 erfolgt. In diesem Fall wäre das Lochblech 5 vorzugsweise in Strömungsrichtung hinter dem Elektroheizregister 6 angeordnet.

Ferner können beispielsweise mehrere Lochbleche hintereinander mit unterschiedlichen Lochbildern ausgebildet sein, welche relativ zueinander verschiebbar sind, wobei der Strömungsquerschnitt durch die mehreren Lochbleche hindurch mittels einer oder mehreren Regeleinrichtungen reproduzierbar einstellbar ist.

1Umluftgerät 2Kühleinrichtung 3Kanalnetz 4Kanalleitung 5Lochblech 6Elektroheizregister 7Drosselvorrichtung 8Rohrleitung 9Filtereinrichtung 10zu klimatisierender Raum 11Doppelboden 13erstes Lochblech 14Löcher des ersten Lochblechs 15zweites Lochblech 16Löcher des zweiten Lochblechs 17Schieneneinrichtung 18Verstelleinrichtung 19Gewindestange 20Sicherungsring 21Haltewinkel 22Gewindeabschnitt 23Träger 24Dreheinrichtung

Anspruch[de]
  1. Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere zur hochpräzisen Klimatisierung vorzugsweise eines auf Reinraumbedingungen bestimmten Raumes (10), mit:

    einem Umluftgerät (1) zum Erzeugen einer Luftströmung, welches mit einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung (2) gekoppelt ist;

    einem in mehrere Kanäle (4) unterteilten Kanalnetz (3); mehreren, jeweils mit mehreren Einrichtungen (5, 6, 7) ausgestatteten Nachbehandlungsanordnungen, von denen jeweils eine einem der mehreren Kanäle (4) zugeordnet ist, wobei jede Nachbehandlungsanordnung eine Drosselvorrichtung (7) zur variablen Drosselung eines Luftstromes, insbesondere bei einer hochpräzisen Klimatisierung eines Raumes (10), mit einem ersten Lochblech (13) mit einem ersten Lochbild; einem in Strömungsrichtung hinter dem ersten Lochblech (13) angeordneten zweiten Lochblech (15) mit einem zweiten Lochbild zum Bilden eines Überlappungsquerschnitts der Löcher (16) des zweiten Lochblechs (15) mit den Löchern (14) des ersten Lochblechs (13); und mit einer Verstelleinrichtung (18) zum Verschieben der beiden Lochbleche (13, 15) relativ zueinander zum Verändern des Überlappungsquerschnitts der Löcher (14, 16) der beiden Lochbleche (13, 15) für eine variable Drosselung des durch die beiden Lochbleche (13, 15) hindurchtretenden Luftstromes aufweist, wobei die Verstelleinrichtung (18) eine Gewindestange (19) aufweist, welche an einem Lochblech (15) drehbar gelagert ist und einen Gewindeabschnitt (22) aufweist, der sich mit dem anderen Lochblech (13) derart in einem Gewindeeingriff befindet, dass eine Drehung der Gewindestange (19) eine lineare Verschiebung der beiden Lochbleche (13, 15) relativ zueinander bewirkt;

    Mehreren Rohrleitungen (8), von denen jeweils eine einer der mehreren Nachbehandlungsanordnungen zugeordnet ist; und mit

    mehreren Filtereinrichtungen (9), von denen jeweils eine einer der mehreren Rohrleitungen (8) zum Filtern der in den Raum (10) eingeleiteten Luftströmung zugeordnet ist.
  2. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lochbild des ersten Lochblechs (13) und das zweite Lochbild des zweiten Lochblechs (15) konform zueinander ausgebildet sind.
  3. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lochblech (13) und das zweite Lochblech (15) jeweils als feinmaschiges Lochblech ausgebildet sind, wobei die Löcher (14; 16) eines Lochblechs (13; 15) jeweils eine Querschnittsabmessung von in etwa 5mm aufweisen und zusammen eine Querschnittsfläche von maximal 50% der Gesamtquerschnittsfläche des jeweiligen Lochbilds bilden.
  4. Klimatisierungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindeabschnitt (22) der Gewindestange (19) als Feingewinde mit einer Gewindesteigung von beispielsweise 0,5mm ausgebildet ist.
  5. Klimatisierungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; dass die Gewindestange (19) über eine Welle oder dergleichen mit einer Dreheinrichtung (24) für eine Drehung der Gewindestange (19) gekoppelt ist.
  6. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (24) als digitaler Einstellknopf ausgebildet ist.
  7. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Einstellknopf (24) eine reproduzierbare Einstellung der beiden Lochbleche (13, 15) relativ zueinander mit einer Auflösung von in etwa 0,1% ermöglicht.
  8. Klimatisierungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselvorrichtung (7) in Strömungsrichtung vor oder hinter einem Temperaturregister (6) einer Nachbehandlungsanordnung angeordnet ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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