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Dokumentenidentifikation DE60117162T2 19.10.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001334316
Titel VENTIL FÜR VARIABLE STRÖMUNGEN, FEUERKLAPPE UND KOMBINIERTE FEUERKLAPPE UND VENTIL FÜR VARIABLE STRÖMUNGEN
Anmelder Lindinvent AB, Lund, SE
Erfinder LINDBORG, Herman, S-240 10 Dalby, SE
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Aktenzeichen 60117162
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 26.10.2001
EP-Aktenzeichen 019812254
WO-Anmeldetag 26.10.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/SE01/02358
WO-Veröffentlichungsnummer 2002035156
WO-Veröffentlichungsdatum 02.05.2002
EP-Offenlegungsdatum 13.08.2003
EP date of grant 08.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.10.2006
IPC-Hauptklasse F24F 13/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F24F 13/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F24F 11/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F24F 13/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F16K 3/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil für veränderliche Durchflüsse, und insbesondere ein Ventil, dass zum Einstellen der Luftströmung mit geringem Arbeitswiderstand für das Ventil angepasst ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Ventil, das mit einer begrenzten Lärmerzeugung sehr geringe Luftströmungen vorsehen kann und Kühlluft ohne die Probleme des Absinkens von kalter Luft zur Verfügung stellen kann.

Hintergrund

Viele Immobilien, zum Beispiel Privathäuser und Büros, sind heutzutage mit eingebauten Lüftungssystemen ausgebildet, um für die Bewohner und Angestellten ein besseres Innenraumklima zur Verfügung zu stellen. In vielen bestehenden Lüftungssystemen ist die Luftströmung jedoch unabhängig von der Notwendigkeit für Belüftung gleich, das heißt, unabhängig davon, ob sich in einem Raum zum Beispiel Menschen befinden oder nicht. Diese Lüftungssysteme verursachen deshalb unnötigen Energieverbrauch und erhöhte Energiekosten. Um die Zukunftsanforderungen an geringere Energiekosten zu erfüllen, muss die Luftströmung beträchtlich verringert werden, wenn keine Menschen anwesend sind. Die Strömung muss auf den wirklichen Lüftungsbedarf eingestellt werden, aber gleichzeitig die Hygienebeschränkungen bezüglich der Temperatur, CO2-Konzentration, Zugluft und einen niedrigen Geräuschpegel erfüllen. Durch Bereitstellen von gekühlter Luft (16–17°C) in der Weise, die keine Zugluft zur Folge hat, in Kombination mit der Steuerung der Energiezuführung zu den Strahlungsheizern an den Fenstern bedeutet, dass es möglich ist, eine optimale Lösung für das Innenraumklima über das gesamte Jahr zu erhalten. Auf diese Weise kann Abwärme von Menschen, Computern und hereinkommendem Sonnenlicht ohne Bedarf an Luftleitblechen oder großen Luftmengen geregelt werden. Dieses bringt es mit sich, dass Zuluftterminals in der Lage sein müssen, die Kühlluft derart so zu verteilen, dass keine Zugluft verursacht wird und den Geräuschpegel keine gegebenen Grenzwerte übersteigen lässt, wenn der Durchfluss auf ein Minimum von wenigen Litern pro Sekunde reduziert ist.

Unter den gegenwärtig bekannten Lüftungssystemen kann kein System die obigen Erfordernisse erfüllen. In vielen Lüftungssystemen wird die Luftströmung zum Beispiel mit Hilfe einer konventionellen Regelklappe, wie zum Beispiel einer Drosselklappe, geregelt. Beim Reduzieren des Luftdurchflusses in diesen Systemen tritt an der Kante der Platte über eine sehr kurze Strecke eine erhebliche Druckdifferenz auf, die zu einer beträchtlichen Turbulenz führt, d. h. über den Rand der Platte wird ein starkes Geräusch erzeugt. Um den Geräuschpegel im Raum auch auf ein akzeptables Niveau zu senken, d. h. auf ungefähr 30 dB (A), wird deshalb ein Schalldämpfer benötigt. Darüber hinaus kann eine Drosselklappe den Luftdurchfluss nicht effizient reduzieren, weil zwischen der Platte und dem Gehäuse der Drosselklappe sogar in einem geschlossenen Zustand ein schmaler offener Spalt besteht. Es gibt Drosselklappen, die mit einer Gummidichtung angeordnet sind, diese sind jedoch in der Anwendung nicht vorteilhaft, da sie Betätigungselemente mit hohem Drehmoment erfordern.

Wenn ein für stationäre Durchflüsse vorgesehenes konventionelles Zuluftterminal zusammen mit einer Drosselklappe verwendet wird, um unter Anwendung von Kühlluft eine an den gegenwärtigen Bedarf anpassbare Belüftung zu erhalten, wäre die Luftgeschwindigkeit in dem Terminal bei kleinen Durchflüssen so gering, dass ein Kaltlufttropfeffekt auftritt, d. h. dass Luft aus dem Lüftungssystem ausströmt, ohne ausreichend im Raum verteilt zu werden. Dieses ist zum Beispiel in bestimmten Konferenzanlagen ein Problem, bei denen Konferenzteilnehmer, die in der Nähe der Lüftungsanlage sitzen, erleben, dass Kaltluft auf sie geblasen wird, während in einem Abstand von der Anlage sitzende Teilnehmer überhaupt gar keine Lüftung erleben. Demzufolge ist dieses ein Effekt von nicht in optimaler Weise verteilter Luft.

Ein anderes Beispiel des bekannten Standes der Technik ist in 1 gezeigt. Das Ventil in dieser Anlage umfasst ein Rohr 1 mit einer Rohrleitung 2 zur Luftzufuhr, die vorzugsweise mit einer Ausgabeöffnung 3 an einer Decke 4 angeordnet ist. Eine Durchflussreduziereinrichtung 5 ist außerdem mit einer Fläche 6versehen, die zu einer Öffnung 3 des Rohres zeigt. Der Zustrom der Luft durch das Rohr 1 tritt hauptsächlich in die Richtungen der Pfeile a und b auf. Die Luftströmung wird durch Anheben oder Absenken der Durchflussreduziereinrichtung 5 zum Öffnen des Zwischenraumes zwischen der Fläche 6 und der Öffnung 3 eingestellt, was durch den Doppelpfeil in der Figur dargestellt ist. Eine Strichlinie in der Figur stellt dar, dass die Durchflussreduziereinrichtung 5 in irgendeiner Weise an dem Rohr 1 oder an der Decke 4 befestigt und in unterschiedlichen Höhenpositionen einstellbar ist. Betätigungselemente zum Einstellen der Luftströmung können mit irgendeiner Form von Antriebsmitteln versehen sein, wobei die Position vorzugsweise durch pneumatische Mittel durch die Steuerung von mechanischen Temperatursensoren eingestellt wird. In einer einfacheren Ausführungsform kann das Betätigungselement manuell einstellbar sein, zum Beispiel durch eine Schraube in einer länglichen Öffnung gebildet werden. Ein Nachteil bei der Einrichtung gemäß 1 besteht darin, dass eine Strömungsregelung mit Druck von der Zuluft ausgeführt wird, der zu der einstellbaren Durchflussreduziereinrichtung 5 hin wirksam ist. Beim Verringern des Durchflusses, d. h., wenn die Durchflussreduziereinrichtung 5 zu der Öffnung 3 hin gebracht wird, arbeitet die Durchflussreduziereinrichtung demzufolge zu dem in der Luftrohrleitung in dem Rohr 1 vorhandenen Luftdruck hin, der sowohl durch den statischen als auch dynamischen Druck bewirkt wird. Das bedeutet, dass eine bestimmte Kraft zum Reduzieren des Durchflusses benötigt wird, und dass für die dynamische Einstellung ein Motor benötigt wird, wobei der Motor so gestaltet ist, dass er die notwendige Arbeit ausführen kann. Es ist jedoch wünschenswert, dass der Motor so leise wie möglich ist, da er innerhalb einer Büroanlage oder dergleichen angeordnet ist und in Abhängigkeit von bestimmten gegebenen Parametern dynamisch eingestellt wird. Gleichzeitig wird einem klar, dass, je mehr Arbeit der Motor zu verrichten hat, umso mehr Lärm erzeugt wird. Ein anderer Nachteil bei der Lösung gemäß 1 besteht darin, dass mit einer Drosselklappe oder Irisklappe für diesen Zweck, Reduzierung an einem Punkt oder viel mehr am Rand der Öffnung 3 erreicht wird. Eine hohe Reduzierung bei sehr kleinen Luftdurchflüssen, d. h. wenn die Platte abgehoben ist, bringt deshalb aufgrund der Turbulenz, die entlang der Ränder der Öffnung 3 während der starken Druckänderung gebildet wird, einen erhöhten Geräuschpegel mit sich. Um dieses zu verhindern, wird der Abstand zwischen dem Rohr 1 und der Durchflussreduziereinrichtung 5 gewöhnlich durch Anwendung von Abstandhaltern begrenzt, wobei der Luftdurchfluss nicht vollständig reduziert werden kann. Demzufolge kann der Luftdurchfluss basierend auf dem Lüftungsbedarf nicht vollständig eingestellt werden, wobei es schwer ist, die gewünschten Einspareffekte zu erreichen.

SE 442669 offenbart ein Zuluftterminal, bei dem eine konusförmige Durchflussreduziereinrichtung angeordnet ist, die zum Zweck der Regulierung des Durchflusses dichter an eine oder weiter weg von einer Einlassrohröffnung gebracht werden kann. Die offenbarte Lösung nutzt die gleichen Prinzipien wie der Stand der Technik gemäß 1 und leidet somit an den gleichen Nachteilen. Dieses Dokument bildet außerdem die Basis für den Oberbegriff des Anspruches 1.

DE 2105077 betrifft ein selbstregelndes Ventil für konstante Durchflüsse, das zum Ausgleich von Änderungen im Zuluftdruck angepasst ist. Ein Federmechanismus wird verwendet, so dass im Fall eines Druckabfalls in der Zuluft die Drosselklappenöffnung reguliert wird, um das Aufrechterhalten einer konstanten Strömung zu unterstützen.

SE 516616 offenbart einen Luftverteiler, der zum manuellen Betätigen vorgesehen ist, um die Divergenz des Ausgangsluftstrahles zu regeln. Ein Laufschaufelkranz ist in stationärer Position in Bezug auf ein äußerstes Rohr befestigt, das eine Manschette umfasst. Im Luftverteiler befindet sich ein verschiebbares separates Zylinderrohr, dass zum Führen der Luft verwendet wird und das in unterschiedliche Regulierungspositionen in Bezug auf den stationären Laufschaufelkranz gebracht werden kann. Die Vorrichtung ist weder für die Regulierung der Ausgangsströmung vorgesehen, noch ist sie dazu geeignet, sondern ist vorgesehen, um die Divergenz des Ausgangsstrahles durch Verschieben des separaten Zylinderrohres zu regeln, so dass ein variabler Anteil der Zufuhrluft durch den Laufschaufelkranz geführt wird, während ein komplementärer Anteil außerhalb des separaten Zylinderrohres geführt wird.

Ein anderes, mit Lüftungssystemen des Standes der Technik verbundenes Problem ist die Integration von Brandschutzklappen. Um das Verteilen von Rauch und heißen Gasen im Lüftungssystem zu verhindern, die eine Beschädigung oder potentielles Ausbreiten eines Feuers verursachen, ist grundsätzlich jedes Lüftungssystem von heute mit irgendeiner Form einer Abschaltfunktion in Form von Brandschutzklappen versehen. Deshalb sind normalerweise sowohl eine Durchflussreduziereinrichtung als auch eine Brandschutzklappe in dem gleichen Rohr angeordnet, da es keine befriedigende Lösung zum Kombinieren der beiden gibt. Eine Brandschutzklappe muss das Rohr vollständig schließen können, was bedeutet, dass, wenn eine Drosselklappe verwendet wird, sie mit einer Gummidichtung um ihren Drosselklappenschieber herum versehen sein muss. Die Nachteile solch einer Einrichtung sind infolge der bewirkten Reibung vielfach. Sowohl die Gummidichtung als auch das Betätigungselement, das oft jeden Tag geprüft wird, um seine Funktion zu kontrollieren, werden vorzeitig abgenutzt und die Schließgeschwindigkeit der Brandschutzklappe wird infolge der trockenen Reibung langsam.

US 4,397,223 betrifft ein hin und her gehendes Stellglied für ein Ventil in Form eines Luftdiffusors. Das Stellglied ist zur Reaktion auf Feuer oder große Hitze und zum Schließen des Ventils in solch einem Fall vorgesehen. Da die Feder, die zum Schließen des Ventils im Fall der oben genannten Situationen verwendet wird, gegen den Luftdruck im Verbindungsrohr arbeiten muss, wurde ein Sperrmechanismus vorgesehen, um das Öffnen des Ventils in dem Fall, dass der Druck die Schließkraft der Feder übersteigt, zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, das die obigen Erfordernisse erfüllt und das die mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile nicht zeigt.

Zusammenfassung der Erfindung

Demzufolge betrifft die Erfindung ein Fluidventil für veränderliche Durchflüsse von beispielsweise Luft, umfassend ein Rohr mit einem Eingangsende und einem Ausgangsende, eine Durchflussreduziereinrichtung mit einer Drosselfläche, die zu dem Ausgangsende hin weist, zur Regulierung des Luftstromes durch das Rohr, und ein Betätigungselement zum variablen Einstellen des Abstandes zwischen der Drosselfläche der Durchflussreduziereinrichtung und dem Ausgangsende. Das Ventil ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr ein dynamisches Rohrelement mit offenen Enden umfasst, das verschiebbar, konzentrisch mit einem stationären Rohrelement angeordnet ist, wobei das Betätigungselement vorgesehen ist, um das dynamische Rohrelement zur Regulierung des Abstandes zwischen der Ausgangsöffnung und der Drosselfläche entlang des stationären Rohrelementes zu verschieben.

Ein Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Ventil besteht darin, dass es sehr geringe Stellkräfte erfordert, da das Element, das beim Öffnen und Schließen des Ventiles bewegt wird, ein Rohrelement mit offenen Enden ist, das in seiner Axialrichtung verschoben wird. Dadurch wirkt der Luftdruck nur radial nach außen auf die Mantelfläche des Rohrelementes, wirkt jedoch der Bewegung des Rohrelementes nicht entgegen. Damit kann ein kleiner Motor mit geringem Eingangsleistungswirkungsgrad verwendet werden, so dass er leise und mit geringem Energieverbrauch arbeitet.

Vorzugsweise ist die Durchflussreduziereinrichtung mit Stangen in einem feststehenden Abstand von dem stationären Rohrelement angeordnet.

Das Betätigungselement umfasst vorzugsweise Antriebsmittel und ein Getriebe, das zum Umwandeln eines Momentes im Antriebsmittel in eine Axialverschiebung des dynamischen Rohrelementes in Bezug auf das stationäre Rohrelement vorgesehen ist.

Das Antriebsmittel ist vorzugsweise an der Durchflussreduziereinrichtung vorgesehen, wobei das Getriebe das Antriebsmittel mit dem dynamischen Rohrelement verbindet.

Das Getriebe umfasst vorzugsweise eine Gewindestange, die sich in das dynamische Rohrelement erstreckt, wobei die Stange mit Hilfe des Antriebsmittels drehbar und mit einem Schraubenmutterelement schraubverbunden angeordnet ist, das fest mit dem dynamischen Rohrelement verbunden ist, wobei das Betätigungselement zur Regulierung der Axialverschiebung mittels Drehen der Stange ausgebildet ist.

Das Schraubenmutterelement ist vorzugsweise an einer oder mehreren Befestigungsstangen mittig in der Rohrleitung des dynamischen Rohrelementes befestigt.

Das Antriebsmittel umfasst vorzugsweise einen Gleichstrommotor.

Auf der Oberfläche der Durchflussreduziereinrichtung ist vorzugsweise ein Isolierteppich angeordnet, der zum Ausgangsende des dynamischen Rohrelementes zeigt, alternativ auf einer Oberfläche des dynamischen Rohrelementes an seinem Ausgangsende, das zu der Drosselfläche zeigt. In der Innenrohrleitung des Rohres ist vorzugsweise ein stationäres Druckreduzierelement angeordnet, wobei das stationäre Druckreduzierelement über einen verlängerten Abschnitt der Rohrleitung eine kleinere Querschnittsfläche für die Rohrleitung definiert.

Das stationäre Rohrelement hat vorzugsweise an dem Ende des stationären Rohrelementes, das zu dem Ausgangsende gerichtet ist, einen Befestigungsflansch, der zum Befestigen an einer Fläche um eine Belüftungsöffnung in der Fläche herum vorgesehen ist. Alternativ kann das stationäre Rohrelement an dem Ende, das zu dem Ausgangsende gerichtet ist, zum Befestigen an einem zweiten Rohr vorgesehen sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat das dynamische Rohrelement einen äußeren Drosselflansch, der an dem Ausgangsende hervorsteht. Der Drosselflansch hat vorzugsweise eine Flanschoberfläche, die sich zwischen dem Rand des Ausgangsendes des Rohres und dem Außenrand des Drosselflansches erstreckt, wobei zwischen der Flanschoberfläche und der Drosselfläche ein Strömungsabstand ausgebildet ist. In einer Ausführungsform sind die Flanschfläche und die Drosselfläche im Wesentlichen parallel, alternativ nimmt der Abstand zwischen der Flanschoberfläche und der Drosselfläche vom Rand des Ausgangsendes zum Außenrand hin ab.

In einer Ausführungsform erstreckt sich die Drosselfläche im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Rohres. In einer alternativen Ausführungsform zeigt die Drosselfläche eine teilweise konische Form entlang der Achse des Rohres, die sich zu dem Ausgangsende hin verjüngt. In einer Ausführungsform mit einem Drosselflansch ist der Drosselflansch in solch einer Ausführungsform im Wesentlichen trichterförmig mit einem oberen Winkel, der der konusförmigen Drosselfläche entspricht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen

1 ein Ventil für veränderliche Durchflüsse gemäß Stand der Technik zeigt;

2 eine Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Ventil für veränderliche Durchflüsse zeigt;

3 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils zeigt, das mit einem Drosselflansch versehen ist;

4 eine Ausführungsform der Erfindung mit der trichterförmigen Ausgangsöffnung zeigt;

5 eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, die zur Befestigung zwischen zwei Rohren angepasst ist;

6 eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, die mit einem stationären Druckreduzierelement 34 zur nominalen Reduzierung des Luftdurchflusses versehen ist.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil für veränderliche Luftdurchflüsse, das die Luftdurchflüsse ohne gegen den Luftdruck arbeiten zu müssen reduzieren kann, und das durch Minimieren von Turbulenzeffekten während der Drosselung außerdem die Luftgeschwindigkeit aufrechterhält, so dass kein Tropfen von kalter Luft stattfindet und die Geräuscherzeugung minimiert ist.

In 2 ist ein Ventil gezeigt, das ein Rohr 11, 12 umfasst, das zum Beispiel an der Decke 4 eines Raumes angeordnet ist, wobei das Rohr 11, 12 eine Rohrleitung 13 für die Luftströmung bildet. Das Rohr umfasst ein erstes stationäres Rohrelement 11, das vorzugsweise an dem ersten offenen Ende 14 des Rohrelementes feststehend zu der Decke 4 hin angeordnet ist. Ein offenes Eingangsende 15 ist an dem zweiten Ende des Rohrelementes 11 angeordnet, zur Verbindung mit einem Lüftungssystem (nicht gezeigt) zum Zuführen von Luft angeordnet. Demzufolge ist das Ventil für den Luftstrom von dem Eingangsende 15 durch die Rohrleitung 13 und aus der Ausgangsöffnung 14 heraus vorgesehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil umfasst das Rohr 11, 12 außerdem ein zweites dynamisches Rohrelement 12, das axial verschiebbar an dem ersten Rohrelement 11 angeordnet ist. Vorzugsweise ist das dynamische Rohrelement 12 innen von dem ersten Rohrelement 11 angeordnet, wie es in 2 offenbart ist, so dass es deshalb einen Außendurchmesser besitzt, der den Innendurchmesser des stationären Rohrelementes 11 nicht überschreitet. In einer alternativen Ausführungsform kann das dynamische Rohrelement 12 jedoch außen von dem stationären Rohrelement 11 angeordnet sein. Das dynamische Rohrelement 12 umfasst auch ein Eingangsende 16, das in die gleiche Richtung wie das Eingangsende 15 des stationären Rohrelementes zeigt, bzw. ein Ausgangsende 17, das entsprechend zum Ausgangsende 14 des stationären Rohrelementes zugewandt ist. Das Ausgangsende 17 des dynamischen Rohrelementes 12, das außerdem das Ausgangsende des Rohres 11, 12 bildet, erstreckt sich in Abhängigkeit von der Drosselung des Ventils in einem unterschiedlichen Ausmaß außerhalb des Ausgangsendes 14 des stationären Rohrelementes 11. Das Ausgangsende 14 des stationären Rohrelementes ist in einer Ausführungsform zur feststehenden Befestigung an der Decke oder in einer Wand angepasst. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventiles, bei der das dynamische Rohrelement 12 innen von dem stationären Rohrelement 11 vorgesehen ist, ist das Ausgangsende 14 mit einem äußeren Befestigungsflansch 20 versehen, der zur Befestigung an der Decke oder der Wand mit geeigneten Befestigungsmitteln, wie zum Beispiel Schrauben, Nieten, Klebstoff oder dergleichen angepasst ist.

Außerdem umfasst das Ventil eine Durchflussreduziereinrichtung 18 zur Regulierung der Luftströmung aus dem Rohr 11, 12. Die Durchflussreduziereinrichtung 18 weist eine Fläche 19 zu dem Ausgangsende 17 des Rohres 11, 12 hin auf.

Die Fläche 19 zwingt somit Luft aus dem Rohr 11, 12, seitwärts in die Richtung der Pfeile A und B zu strömen, wobei die Belüftungsluft herausgeführt und in den Raum verteilt wird. Es sollte beachtet werden, dass das Rohr 11, 12 und die Durchflussreduziereinrichtung 18 in dem erfindungsgemäßen Ventil jeweils einen bestimmten Querschnitt besitzen, obwohl es aus der Figur nicht offensichtlich ist, und dass das Ventil zum Luftaustrag durch den gesamten Umfang der Öffnung des Ausgangsendes 17 angeordnet sein kann. Der Querschnitt ist vorzugsweise rund, kann aber natürlich auch dreieckig, rechteckig oder von irgend einer anderen Form sein.

Die Durchflussreduziereinrichtung ist stationär und ist vorzugsweise mit Hilfe von Abstandsstangen 21 fest an dem stationären Rohrelement 11 befestigt, wobei die Abstandsstangen den maximalen Abstand d bestimmen, um den das zweite verschiebbare Rohrelement 12 aus dem stationären Rohrelement 11 heraus verschoben werden kann. Wie aus den Pfeilen A und B offensichtlich ist, sind die Abstandsstangen 21 nicht als die Luftströmung behindernd anzusehen, sondern bilden vielmehr einzelne Halterungsmittel.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil wird der Luftdurchfluss durch Anwendung eines Betätigungselementes zum Verändern des Abstandes zwischen dem Ausgangsende 17 des dynamischen Rohrelementes 12 und der Fläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 verändert, wobei zwischen der Betätigungselementeinstellung und dem Luftstrom aus dem Ventil heraus eine lineare Beziehung erreicht wird. Der in der Rohrleitung bestehende Luftdruck wirkt radial auswärts auf die Wände des dynamischen Rohrelementes 12. Abgesehen von bestimmter Reibung wirkt jedoch weder der durch Überdruck in der Zuluft durch die Eingangsöffnung 16 bewirkte statische Druck noch der durch die Luftströmung selbst bewirkte dynamische Druck in der axialen Richtung mit irgendeiner Kraft auf das dynamische Rohrelement 12. Dieses bedeutet, dass die Regulierung der Drosselung mit sehr kleiner Kraft durchgeführt werden kann, was wiederum bedeutet, dass sowohl der von dem Antriebsmittel 22 für das Betätigungselement geforderte Wirkungsgrad als auch der erzeugte Lärm minimiert werden können.

In seiner einfachsten Ausführungsform ist das Betätigungselement eine Einrichtung, die zum Einstellen des dynamischen Rohrelementes 12 in unterschiedlichen Abständen von der Fläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 angeordnet ist. In einer einfachen Art und Weise kann dieses durch das dynamische Rohrelement 12 erreicht werden, das mit einer bestimmten Reibung in dem stationären Rohrelement 11 vorgesehen ist, zum Beispiel durch einen dazwischen liegenden O-Ring. Das dynamische Rohrelement 12 kann dann in das stationäre Rohrelement 11 hinein oder aus diesem heraus verschoben werden, zum Beispiel manuell, und kann dann in der ausgewählten Position mit Hilfe der Reibung festgehalten werden.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventiles, die ebenfalls in 2 dargestellt ist, ist das Betätigungselement automatisiert und mit Antriebsmitteln 22 an der Durchflussreduziereinrichtung 18 versehen. Das Antriebsmittel 22 sorgt für die Anwendung einer geringen Drehzahl zum Erreichen eines hohen Momentes, und wird zum Beispiel durch einen Gleichstrommotor gebildet, wobei jedoch auch beliebige andere Antriebsmittel verwendet werden können, wie zum Beispiel ein Schrittmotor oder ein pneumatischer Motor. Das Antriebsmittel 22 des Betätigungselementes ist zum Verschieben des dynamischen Rohrelementes 12 mit Hilfe eines geeigneten Getriebes 23, 24, 25 in Bezug auf die Durchflussreduziereinrichtung 18 zur Regulierung des Durchflusses durch das Ventil vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Getriebe des Betätigungselementes eine Stange 23 mit einem Außengewinde, wobei sich die Stange innerhalb des dynamischen Rohrelementes 12 entlang seiner Längsachse, vorzugsweise mittig in der Rohrleitung 13 erstreckt. Die Stange 23 ist mit Hilfe des Antriebsmittels 22 drehbar. Außerdem ist ein Schraubenmutterelement 24 mit einem Innengewinde mittig in dem dynamischen Rohrelement 12 angeordnet, vorzugsweise mit Hilfe von einer oder mehreren Befestigungsstangen 25 mit dem dynamischen Rohrelement 12 verbunden, die den Luftstrom durch die Rohrleitung 13 nicht wesentlich beeinflussen. Die Stange 23 ist im Schraubeingriff durch das Schraubenmutterelement 24 angeordnet. Das Getriebe 23, 24, 25 ist so angeordnet, dass die Drehung der Stange 23 nicht die Drehung des dynamischen Rohrelementes 12 bewirkt. Durch Drehung der Stange 23 mit Hilfe des Antriebsmittels 22 des Betätigungselementes wird das dynamische Rohrelement dadurch durch Verschiebungskräfte, die auf das Gewinde des Schraubenmutterelementes 24 wirken, dazu gebracht, sich in das oder aus dem stationären Rohrelement 11 von der Fläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 weg oder zu dieser hin zu verschieben. Auf diese Weise wird die Drosselung, d. h. der Abstand zwischen der Ausgangsöffnung 17 und der Fläche 19, kontrollierbar. Nur wenn der Zwischenraum zwischen dem Ausgangsende 17 und der Fläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 sehr klein ist, das heißt nahe dem Verschluss, hat der Luftdruck Einfluss auf das dynamische Rohrelement 12 in seiner Axialrichtung, und dann nur aufgrund des dynamischen Druckes.

In einer alternativen Ausführungsform sind die Innenseite des stationären Rohrelementes 11 und die Außenseite des dynamischen Rohrelementes 12 mit Gewinde versehen und greifen durch diese Gewinde ineinander. Durch Drehung des dynamischen Rohrelementes 12 ist es einfach zu der oder von der Durchflussreduziereinrichtung 18 für erhöhte oder verringerte Drosselung verschiebbar. Das Einstellen der Drosselung kann manuell erfolgen, aber gleichermaßen ist es möglich, ein Betätigungselement mit Antriebsmittel 22 für solch eine Konstruktion anzuordnen, um die Drehung des dynamischen Rohrelementes 12 durchzuführen.

In den die vorliegende Erfindung zeigenden Figuren ist das dynamische Rohrelement 12 in einem Abstand innerhalb des stationären Rohrelementes 11 gezeichnet, um die Figur zu vereinfachen. Der radiale Abstand zwischen den Rohrelementen 11 und 12 ist jedoch in der Regel schmal genug, um den Luftdurchgang zwischen den Rohrelementen 11 und 12 zu verhindern, und gleichzeitig groß genug, dass das dynamische Rohrelement 12 in beiden Richtungen innerhalb des ersten Rohrelementes 11 derart leicht verschiebbar ist, dass minimale Reibung vorgesehen wird, außer die Reibung hat einen Selbstzweck gemäß einer zuvor beschriebenen Ausführungsform.

In 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt, die alle Elemente aus 2 umfasst, obwohl nicht alle Einzelheiten dargestellt sind und Bezugszeichen für einige Elemente in 3 weggelassen sind. In der Ausführungsform gemäß 3 hat das dynamische Rohrelement 12 einen äußeren Drosselflansch 30, der sich von dem dynamischen Rohrelement 12 im wesentlichen parallel zur Fläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 erstreckt, wobei der Drosselflansch 30 einen Flügel an der Außenseite des Ausgangsendes 17 des dynamischen Rohrelementes 12 bildet. Da das dynamische Rohrelement 12senkrecht zur Fläche 19 an der Durchflussreduziereinrichtung 18 verschoben wird, bleibt der Winkel zwischen der Flanschoberfläche 31, mit der der Flansch 30 zu der Drosselfläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 zeigt und der Drosselfläche 19 unabhängig von der Strömungseinstellung konstant.

Die Ausführungsform, die einen Drosselflansch 30 umfasst, der sich im Wesentlichen parallel zur oberen Fläche 19 erstreckt, basiert auf der Überzeugung des Erfinders, dass eine optimale Durchflussreduzierung mit einer minimalen Lärmerzeugung eine ist, die durch eine verlängerte Drosselung ähnlich dem engen Durchgang in einem Schlauch bewirkt wird. In solch einem engen Durchgang bewirkt die konstante Reibung an den Wänden des Schlauches einen Druckabfall zwischen dem Eingangsende und dem Ausgangsende, wobei der Druck zwischen diesen Enden gleichmäßig abfällt. Scharfe Kanten auf der anderen Seite, an denen ein plötzlicher Druckabfall erzeugt wird, wie zum Beispiel in einem Drosselventil, führen zu erheblicher Turbulenz, die sowohl Geräusch als auch Unterdruck erzeugt, der der Kraft entgegenwirkt, die während des Drosselns auf die Drosselklappe aufzubringen ist. Durch die Anordnung gemäß 3 wird eine verlängerte Strömungsstrecke aus dem Ventil heraus erreicht, wobei die Strömungsstrecke hauptsächlich durch die Strecke zwischen der Kante 32 des Innendurchmessers des Rohrelementes 12 an dem Ausgangsende 17 und der Außenkante 33 des Flansches 30 definiert wird. Für Ventile, bei denen der Rohrdurchmesser für das stationäre Rohrelement 11 eine Standardgröße im Bereich von 10–40 Zentimetern darstellt, liegt die Länge der Strömungsstrecke innerhalb des Bereiches von 1–20 Zentimetern und vorzugsweise zwischen 4–10 Zentimetern, zum Beispiel 7 Zentimeter. Natürlich sind geeignete Maße des Flansches 30 vom Luftdruck abhängig, für den das Ventil ausgelegt ist. Der Flansch 30 kann mit einem Außendurchmesser 33 hergestellt werden, der außerhalb der Abstandsstangen 21 verläuft, wobei in dem Flansch 30 geeignete Aussparungen ausgebildet sind, in denen die Abstandsstangen 21 während der Durchflussregelung laufen sollen.

Dank des Abstandes zwischen den begrenzenden Flächen 31 und 19, die im Wesentlichen parallel oder etwas zur Außenkante 33 hin geneigt sind, findet eine allmähliche Veränderung im Luftdruck statt, während der Luftwiderstand oder die Turbulenz gleichmäßig über die gesamte Strömungsstrecke mit folglich minimaler Geräuscherzeugung verteilt wird. Dieses ist auch für eine hohe Durchflussreduzierung mit minimaler Strömung gültig. Die Ausführungsform mit einer geneigten Strömungsstrecke, d. h., bei der die Strecke zwischen der Fläche 31 des Flansches 30 und der Fläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 nach außen zu der Kante 33 hin abnimmt, ist angepasst, um die radiale Volumenausweitung der Strömungszone auszugleichen, wobei die Strömungszone demzufolge die gesamte Zone zwischen den Flächen 31 und 19 in drei Dimensionen betrifft. Da die Oberfläche der Strömungszone zwischen 31 und 19 mit dem Quadrat des Radius nach außen zu der Kante 33 hin ansteigt, so tut es auch das Volumen, wenn die Begrenzungsflächen 31 und 19 parallel sind. Dieses würde bedeuten, dass der Druckabfall nicht vollständig gleichmäßig zwischen der Innenkante 32 und der Außenkante 33 verteilt würde, sondern mehr zu der Innenkante 32 hin. Der Winkel des Flansches 30 zur Durchflussreduziereinrichtung 18 gleicht dieses Phänomen somit aus. Der Winkel des Flansches 30 zur Drosselfläche 19 hin ist jedoch relativ spitz, vorzugsweise in dem Bereich von 0–20 Grad. Es ist natürlich ebenfalls möglich, den Flansch in Bezug auf die Drosselfläche 19 etwas gewölbt auszubilden, so dass der Winkel zwischen ihnen von der Innenkante 32 zur Außenkante 33 abnimmt, gleichzeitig wie der Abstand zwischen dem Flansch 30 und der Drosselfläche 19 abnimmt.

3 zeigt auch eine Ausführungsform eines stationären Druckreduzierelementes 34, das an der inneren Mantelfläche des dynamischen Rohrelementes 12 angeordnet ist. Da es feststehend an dem dynamischen Rohrelement 12 befestigt ist, ist es in gewissem Sinne beweglich, jedoch nicht in solcher Art und Weise, dass es sich darauf auswirkt, dass die Druckreduzierung als Konsequenz der Position des dynamischen Rohrelementes 12 in Bezug auf die Durchflussreduziereinrichtung 18 verändert wird. In einer Ausführungsform, bei der das dynamische Rohrelement 12 so angeordnet ist, dass es außerhalb des stationären Rohrelementes 11 verläuft, ist das stationäre Druckreduzierelement 34 natürlich vorzugsweise an dem stationären Rohrelement 11 angeordnet. Charakterisierend für das stationäre Druckreduzierelement 34 ist, dass es über eine verlängerte Strecke in dem Rohr 13 eine vorgegebene Verengung der Innenquerschnittsfläche für die Rohrleitung 13 oder den Innendurchmesser der Rohrleitung 13 in dem Fall, dass das Rohr 11, 12 zylindrisch ist, definiert, wobei der „Schlaucheffekt" gemäß dem obigen erreicht wird. In einer Ausführungsform, die für Lüftungsrohre von Standardgrößen im Bereich von 10–40 Zentimeter Durchmesser ausgelegt ist, definiert das stationäre Druckreduzierelement 34 eine Innenquerschnittsfläche, die von der Innenquerschnittsfläche des Rohres 11, 12 verengt ist. Vorzugsweise beträgt die Querschnittsfläche für das stationäre Druckreduzierelement 34 über eine Strecke von 5–50 Zentimeter 10–80 % der Innenquerschnittsfläche des Rohres 11, 12. Das ausgewählte Maß ist abhängig von dem Luftdruck der in das Ventil eintretenden Luft und welcher maximale Druck außen in dem Raum gewünscht wird, den das Ventil mit Luft versorgt. Das stationäre Druckreduzierelement 34 ist vorzugsweise an dem Flansch 30 des dynamischen Rohrelementes 12 in solch einer Art und Weise abgerundet, dass die Öffnung 17 des dynamischen Rohrelementes 12 zur Durchflussreduziereinrichtung 18 hin sich allmählich vergrößert. Vorzugsweise zeigt das Abrunden einen Radius, der gleich der Dicke des stationären Druckreduzierelementes 34 ist. Des Weiteren ist die Durchflussreduziereinrichtung 18 in dieser Ausführungsform so ausgebildet, dass die Fläche 19 ein vorzugsweise symmetrisch erhöhtes Teil 35 besitzt, wobei die Symmetrieachse des erhöhten Teiles 35 mit der Längsachse des dynamischen Rohrelementes 12 zusammenfällt. Das stationäre Druckreduzierelement 34 ist vorzugsweise aus einem schallisolierenden Material, wie zum Beispiel Kunststoffschaum, ausgebildet.

In einer Ausführungsform ist außerdem ein schallisolierender Teppich 36 an der Oberfläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 angeordnet. Solch ein Teppich umfasst in einer Ausführungsform das erhöhte Teil 35, das zur Aufnahme des Antriebsmittels 22 des Betätigungselementes angepasst ist, und das außerdem mit einer geeigneten konischen Spitze ausgebildet ist, die an die Abrundung des stationären Druckreduzierelementes 34 angepasst ist. Vorzugsweise hat der Teppich 36 eine radiale Ausdehnung, die im Wesentlichen mit der Außenkante 33 des Flansches 30 übereinstimmt.

In einer Ausführungsform, dargestellt in 6, ist das stationäre Druckreduzierelement 34 statt dessen an der Durchflussreduziereinrichtung 18 angeordnet, wobei es mittig in die Rohrleitung 13 ragt und im Wesentlichen das Antriebsmittel 22 und die Stange 23 umschließt. Das Schraubenmutterelement 24 des Getriebes kann in dieser Ausführungsform über dem Druckreduzierelement 34 angeordnet sein, oder, wie es in 6 dargestellt ist, innerhalb. Dieses kann durch Ausbilden des Druckreduzierelementes 34 in Kunststoffschaum oder dergleichen und Ausbilden eines Schlitzes für jede Befestigungsstange 25 erreicht werden, was dem Schraubenmutterelement 24 ermöglicht, in einer Auskehlung (nicht gezeigt) unter dem Druckreduzierelement 34 zu verlaufen. Vorzugsweise ist das stationäre Reduzierelement 34 mit abgerundeten Enden gemäß 6 ausgebildet und kann mit dem Schallisolierungsteppich 36 integriert sein. In dieser Ausführungsform bildet das stationäre Druckreduzierelement 34 auch das erhöhte Teil, das das Antriebsmittel 22 abdeckt, entsprechend dem erhöhten Teil 35 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Das Druckreduzierelement 34 gemäß der Ausführungsform der 6 definiert über einen verlängerten Abschnitt der Rohrleitung 13 auch eine verengte Innenquerschnittsfläche in der Rohrleitung und bewirkt deshalb den Schlaucheffekt.

Das Druckreduzierelement 34 ist somit die statische Entsprechung zur Strömungsstrecke zwischen den Flächen 19 und 31. Bei einer großen Öffnung des Ventiles, d. h., wenn das dynamische Rohrelement 12 weit in das stationäre Rohrelement 11 hinein verschoben ist, bewirkt die verlängerte Durchflussbegrenzung, die durch das Druckreduzierelement 34 vorgesehen wird, eine nominale Druckreduzierung. Bei erhöhter Strömungsreduzierung erhöht sich der Beitrag des Flügels 30 zur Durchflussreduzierung, indem er dichter zur Durchflussreduziereinrichtung 18 bewegt wird, und übernimmt schließlich. Wenn das stationäre Druckreduzierelement 34 gemäß der Ausführungsform der 6 ausgebildet ist und außerdem in Vergleich mit dem Abstand zwischen der Durchflussreduziereinrichtung 18 und dem stationären Rohrelement 11 relativ kurz ist, muss der Reduziereffekt des stationären Druckreduzierelementes 34 bis zu einem gewissen Maß von der Position des dynamischen Rohrelementes 12 abhängig sein. Man erkennt das jedoch auch für ein weniger verlängertes Druckreduzierelement 34, zum Beispiel, wenn das Druckreduzierelement 34 ungefähr doppelt so lang wie der Abstand zwischen der Durchflussreduziereinrichtung 18 und dem stationären Rohrelement 11 ist, wie es in der Figur dargestellt ist, wobei die daraus verursachte Reduzierung nicht von der Position des dynamischen Rohrelementes 12 in signifikanter Art und Weise abhängig ist, sondern nur die nominale Reduzierung verursacht. Gemäß der oben erläuterten Ausführungsform dominiert die durch die Drosselung des dynamischen Rohrelementes 12 zur Durchflussreduziereinrichtung 18 hin bewirkte Durchflussreduzierung für kleine Ventilöffnungen.

Die verlängerten Durchflussreduziereinrichtungen, umfassend eine dynamische Durchflussreduziereinrichtung 30 und eine statische Durchflussreduziereinrichtung 34, sind selbstverständlich einzeln anwendbar und sind beide zur minimalen Geräuscherzeugung ausgebildet. In einer Ausführungsform, die diese beiden umfasst, wie zum Beispiel in 3, definieren sie die Randbedingungen für das Ventil. Die statische Durchflussreduziereinrichtung 34 definiert den maximalen Durchfluss durch das Ventil bei einem vorgegebenen Luftdruck der Luftzuführung in das Ventil. Dieses wird sowohl durch die Länge der Durchflussreduziereinrichtung 34 als auch die durch diese in der Rohrleitung 13 definierte Innenquerschnittsfläche definiert und kann dadurch basierend auf dem bestehenden Bedarf konstruiert werden. Die dynamische Durchflussreduziereinrichtung 30 definiert die Durchflussreduzierung beim Drosseln und ihren Einfluss auf die Durchflussreduzierung bei einer bestimmten Ventilöffnung, d. h. die Position des dynamischen Rohrelementes 12 in Bezug auf die Durchflussreduziereinrichtung 18, und wird hauptsächlich durch die Länge des Flansches 30 von der Innenkante 32 zur Außenkante 33 reguliert.

6 stellt auch ein Detail dar, das in gleicher Weise mit jeder der in den 35 dargestellten Ausführungsformen kombiniert werden kann, nämlich eine an dem Flansch 30 angeordnete Isoliereinrichtung 43. Diese Isoliereinrichtung 43 kann in Kombination mit dem Teppich 36 oder allein verwendet werden und ist angepasst, um eine Schallisolierung für die Strömung vorzusehen.

In 4 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die große Ähnlichkeiten mit der Ausführungsform der 3 aufweist. Die Lösung gemäß 4 unterscheidet sich jedoch dadurch, dass der Durchflussreduzierflansch 30 mit einem Öffnungswinkel zu dem dynamischen Rohrelement 12 hin versehen ist, wobei der Öffnungswinkel von 90° verschieden ist, so dass die Ausgangsöffnung 17 einen Trichter mit allmählich größer werdender Öffnung bildet. Außerdem ist das angehobene Teil 35 an der Durchflussreduziereinrichtung 18 in einer entsprechenden Art und Weise ausgebildet, so dass Parallelität oder ein bestimmter Winkel entsprechend dem, was in Bezug auf 3 beschrieben ist, zwischen der Drosselfläche 19 der Durchflussreduziereinrichtung 18 und der Drosselfläche 31 des Flansches 30 bleibt.

Das erfindungsgemäße Ventil, wie es in den 24 ausgebildet ist, kann vorteilhafterweise in der Decke eines Raumes angeordnet sein. Das Ventil ist dann so gestaltet, dass das stationäre Rohrelement 11 in einer Öffnung in der Decke angeordnet ist, so dass der Befestigungsflansch 20 parallel mit und an der Innenseite der Decke angeordnet ist. Ein erfindungsgemäßes Ventil kann jedoch auch zur Durchflussregulierung in Rohren verwendet werden, in denen keine oder sehr geringe Geräuscherzeugung auftritt. 5 zeigt ein Ventil, bei dem ein zweites Rohr 40 dicht am Ausgangsende 14 des stationären Rohrelementes 11 vorgesehen ist. In der in 5 dargestellten Ausführungsform hat die Durchflussreduziereinrichtung 18 eine Oberfläche 19, die parallel oder in einem bestimmten Winkel in der zuvor beschriebenen Art und Weise zu dem Flansch 30 des dynamischen Rohrelementes 12 ist. Die Durchflussreduziereinrichtung 18 hat außerdem eine zweite Oberfläche 41, die von dem dynamischen Rohrelement 12 weg zeigt. In 5 ist diese zweite Oberfläche 41 der Durchflussreduziereinrichtung 18 in die Richtung weg von dem dynamischen Rohrelement 12 konisch geneigt. Diese Fläche 41 kann jedoch in beliebiger anderer Art und Weise ausgebildet sein, um in das zweite Rohr 40 zu passen. Wenn das Rohr 40 gerade statt konisch ist, kann die zweite Oberfläche 41 der Durchflussreduziereinrichtung 18 zum Beispiel eine zylindrische Form haben. Wie durch die Figur vorgeschlagen wird, ist die Durchflussreduziereinrichtung an dem zweiten Rohr 40 vorzugsweise mit einer Aufhängeinrichtung 42 befestigt, die ein Paar einzelner Aufhängungselemente umfasst, die so ausgebildet sind, dass sie die Luftströmung nicht behindern oder stören.

Die Anordnung des Flansches 30 und der Durchflussreduziereinrichtung 18 ist in der Ausführungsform der 5 ähnlich zu der der 4, mit einer trichterförmigen, sich vergrößernden Ausgangsöffnung 17. Man erkennt jedoch, dass eine Anordnung gemäß 3 ebenfalls verwendet werden könnte. Des Weiteren ist es möglich, die Ausführungsform gemäß 5 an die einfache Ausführungsform gemäß 2 anzupassen, das heißt, ohne den verlängerten Flansch 30. In solch einem Fall erreicht man immer noch den Vorteil der Durchflussregulierung, die nicht ausgeführt werden muss, während Arbeit entgegen dem Luftdruck ausgeführt wird. Des Weiteren kann die Konstruktion gemäß 5 natürlich mit der statischen Durchflussreduziereinrichtung 34 ergänzt werden oder ohne sie verwendet werden.

In einer alternativen Ausführungsform zu der aus 5 ist der Übergang zwischen den Rohren in einem Winkel angelegt. Für solch eine winklige Ausführungsform bildet die Oberfläche 19 im Grunde die Endfläche der Rohrleitung 13 des Rohres 11, 12. Das zweite Rohr 40, das an ein Rohr 11, 12 anschließt, ist in dieser Ausführungsform so ausgebildet, dass es sich seitlich von der Öffnung 17 des Ventils erstreckt. Unter Bezugnahme auf 5 würde das Rohr 40 dann im Wesentlichen horizontal oder in einem anderen Winkel nach außen in einer oder beiden Richtungen vom Ventil verlaufen. Das Rohr 40 greift dann an dem unteren Ende 14 des stationären Rohrelementes und an der Drosselfläche 19 mit dem Ventil ineinander, zum Beispiel dort, wo in 5 eine Aufhängeeinrichtung 42 dargestellt ist. Das Antriebsmittel des Betätigungselementes kann in solch einer Ausführungsform an der Innenseite der Endfläche 19 der Rohrleitung 13 oder an der Außenseite angeordnet sein, mit der in der Endfläche 19 für die Getriebestange 23 ausgebildeten Auskehlung.

Die Ausführungsformen, die eine verlängerte Durchflussreduzierung haben, ausgeführt mit dem Flansch 30 oder der statischen Reduziereinrichtung 34, führen zur allmählichen Luftdruckreduzierung, wobei der Luftwiderstand oder die Turbulenz gleichmäßig über die gesamte Strömungsstrecke verteilt wird, wobei die Geräuscherzeugung auf ein Minimum reduziert ist. Demzufolge kann das Ventil den Durchfluss bei einem ausgeübten Luftdruck von mehr als 100 Pa reduzieren und sperren. Aufgrund dessen, dass das Ausströmen aus dem Ventil nicht durch den gleichen Turbulenzeffekt wie bei Ventilen gemäß dem bekannten Stand der Technik beeinträchtigt wird, kann das erfindungsgemäße Ventil auf bis zu 15°C herunter gekühlte Luft an der Decke entlang mit einer Wurfweite von bis zu 1,5 Metern verteilen. Der Durchfluss wird vorzugsweise in Abhängigkeit vom Bedarf von nur wenigen l/s bis zu mehr als 70 l/s geregelt, zum Beispiel mit Hilfe von Sensoren, die zum Messen der Temperatur, der CO2-Menge und so weiter angepasst sind. Die Erfindung kann somit ausgebildet sein, um eine an den Bedarf angepasste Belüftung für die gesamten derzeit bestehenden Büroräume, Schulen und so weiter als auch für neu hergestellte zu managen. Sie hat deshalb die Voraussetzungen, eine wichtige Komponente in einer Systemlösung für eine wesentliche Reduzierung des Energiebedarfs für die Zukunft zu bilden.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Ventil als Brandschutzklappe ausgebildet. Die erfindungsgemäße Brandschutzklappe kann an der Ausgabe in einen Raum angeordnet sein, d. h., die Brandschutzklappenfunktion wird mit der Funktion eines Zuluftterminals, wie es zum Beispiel in den 24 oder 6 dargestellt ist, kombiniert. In einer alternativen Ausführungsform ist die Brandschutzklappe zwischen zwei Rohren oder Rohrleitungen 11 und 40 angeordnet, wie es in 5 dargestellt ist. Der Nutzen einer erfindungsgemäßen Brandschutzklappenkonstruktion besteht darin, dass sie geschlossen wird, ohne zum Druck der Luft oder des Gases innerhalb des Rohres 11, 12 des Ventils hin wirksam zu sein. Dieses bedeutet, dass das Schließen sehr schnell ausgeführt werden kann und ohne ein Betätigungselement anwenden zu müssen, das kräftiger ist als das, das für die normale Durchflussregelung benötigt wird. Zwischen dem stationären Rohr 11 und dem dynamischen Rohr 12 ist eine geeignete Dichtung vorzusehen, wie es zum Beispiel oben unter Anwendung eines zwischengelegten O-Ringes offenbart ist, und zwischen der Öffnung des Ausgangsendes 17 des dynamischen Rohres 12 und dem entsprechenden Teil der Durchflussreduziereinrichtung 18. Zum Realisieren solch einer Dichtung sind verschiedene Wege denkbar.

Das erfindungsgemäße kombinierte Zuluftterminal zur Durchflussregulierung und die Brandschutzklappe stellen somit eine Lösung zur Verfügung, die weniger Energieverbrauch hat, und die außerdem sowohl effizienter ist als auch weniger Platz erfordert, als die bekannten Ventile.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass die erfindungsgemäße Ventilkonstruktion nicht auf die Regulierung von Luftströmungen begrenzt ist, sondern auch für jedes andere Gas anwendbar ist. Es ist auch offensichtlich, dass die gegebenen Beispiele von Maßen nicht als beschränkend zu interpretieren sind, sondern nur als Beispiele, um die Beschreibung zu erklären. Ein Fachmann auf dem Gebiet erkennt außerdem, dass verschiedene der beschriebenen Ausführungsformen in unterschiedlicher Art und Weise innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Ansprüche kombiniert werden können, obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.


Anspruch[de]
Ventil für veränderliche Durchflüsse, umfassend ein Rohr (11, 12) mit einem Eingangsende (15) und einem Ausgangsende (17), eine Durchflussreduziereinrichtung (18) mit einer Drosselfläche (19), die zu dem Ausgangsende (17) hinweist, zur Regulierung des Luftstromes durch das Rohr (11, 12), ein Betätigungselement zum variablen Einstellen des Abstandes zwischen der Oberfläche (19) der Durchflussreduziereinrichtung (15) und dem Ausgangsende (17), dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (11, 12) ein dynamisches Rohrelement (12) umfasst, das offene Enden (16, 17) besitzt, das verschiebbar konzentrisch mit einem stationären Rohrelement (11) angeordnet ist, wobei das Betätigungselement vorgesehen ist, um das dynamische Rohrelement (12) zur Regulierung des Abstandes zwischen der Ausgangsöffnung (17) und der Drosselfläche (19) entlang des stationären Rohrelementes (11) zu verschieben. Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussreduziereinrichtung von dem stationären Rohrelement beabstandet befestigt ist. Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussreduziereinrichtung (18) in einem feststehenden Abstand von dem stationären Rohrelement (11) mit Stangen (21) versehen ist. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (4) Antriebsmittel (22) und eine Übersetzung (23, 24, 25) umfasst, die zum Umwandeln eines Momentes im Antriebsmittel (22) in eine Axialverschiebung des dynamischen Rohrelementes (12) in Bezug auf das stationäre Rohrelement (11) ausgebildet ist. Ventil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (22) an der Durchflussreduziereinrichtung (18) angeordnet ist, und dass die Übersetzung (23, 24, 25) das Antriebsmittel (22) mit dem dynamischen Rohrelement (12) verbindet. Ventil gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung (23, 24, 25) eine Gewindestange (23) umfasst, die sich in das dynamische Rohrelement (12) erstreckt, wobei die Stange (23) mit Hilfe des Antriebsmittels (22) drehbar und mit einem Schraubenmutterelement (24) schraubverbunden angeordnet ist, das feststehend am dynamischen Rohrelement (12) vorgesehen ist, wobei das Betätigungselement zur Regulierung der Axialverschiebung mittels Drehen der Stange ausgebildet ist. Ventil gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubenmutterelement (24) mit Hilfe von Befestigungsstangen (25) mittig in dem dynamischen Rohrelement (12) befestigt ist. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (22) einen Gleichstrommotor umfasst. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche (19) der Durchflussreduziereinrichtung (18) ein Isolierteppich (36) angeordnet ist, der zum Ausgangsende (17) des dynamischen Rohrelementes (12) hin weist. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenrohr (13) des Rohres (11, 12) ein stationäres Druckreduzierelement (34) angeordnet ist, wobei das stationäre Druckreduzierelement (34) über einen verlängerten Abschnitt der Rohrleitung (13) des Rohres (11, 12) eine verengte Querschnittsfläche umgrenzt. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stationäre Rohrelement (11) an seinem Ende (14), das zu dem Ausgangsende (17) gerichtet ist, mit einem Befestigungsflansch (20) versehen ist, der zum Montieren auf einer Fläche um eine Belüftungsöffnung in der Fläche herum vorgesehen ist. Ventil gemäß einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stationäre Rohrelement (11) an seinem Ende (14), das zu dem Ausgangsende (17) gerichtet ist, zum Befestigen eines zweiten Rohres ausgebildet ist. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Rohrelement (12) einen äußeren Drosselflansch (30) besitzt, der an dem Ausgangsende (17) hervorsteht. Ventil gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselflansch (30) eine Flanschoberfläche (31) besitzt, die sich zwischen dem Rand (32) des Ausgangsendes (17) des Rohres (11, 12) und dem Außenrand (33) des Drosselflansches (30) erstreckt, wobei zwischen der Flanschoberfläche (31) und der Drosselfläche (19) eine Strömungsstrecke ausgebildet ist. Ventil gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschfläche (31) und die Drosselfläche (19) im Wesentlichen parallel sind. Ventil gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Flanschoberfläche (31) und der Drosselfläche (19) von dem Rand (32) des Ausgangsendes (17) zum Außenrand (33) hin abnimmt. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drosselfläche (19) im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Rohres (11, 12) erstreckt. Ventil gemäß einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselfläche (19) eine teilweise konische Form entlang der Achse des Rohres (11, 12) besitzt, die sich zum Ausgangsende (17) hin verjüngt. Ventil gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Befestigung zwischen einem ersten Leitungsrohr und einem zweiten Leitungsrohr ausgebildet ist, wobei das Rohr das erste Leitungsrohr bildet und wobei ein Ende des zum Ausgangsende hin ausgerichteten stationären Rohrelementes zur luftdichten Befestigung am zweiten Leitungsrohr ausgebildet ist. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es angeordnet ist, als Brandschutzklappe zu fungieren, wobei das Betätigungselement ausgebildet ist, das dynamische Rohrelement entlang des stationären Rohrelementes in Kontakt mit der Drosselfläche zu bringen, um die Ausgangsöffnung zu verschließen.






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