DE102006018404B4

DE102006018404B4 - Lärmoptimierter Luftverteiler

Info

Publication number: DE102006018404B4
Application number: DE102006018404.1A
Authority: DE
Inventors: Joakim HOLMGREN; Jens Vasel
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2020-11-26
Anticipated expiration: 2026-04-21
Also published as: RU2008145722A; CN101427080A; EP2008033A1; JP5084824B2; JP2009534621A; CN101427080B; CA2644970C; US20090032330A1; US7815012B2; RU2439443C2; CA2644970A1; EP2008033B1; WO2007121855A1; BRPI0710670A2; DE102006018404A1

Abstract

Luftverteiler aufweisend:einen ersten Luftkanal (3), der sich in eine erste Richtung erstreckt,einen zweiten Luftkanal (4), der sich in eine zweite unterschiedliche Richtung erstreckt,eine Verbindungsstelle (8) zwischen dem ersten Luftkanal (3) und dem zweiten Luftkanal (4);einen perforierten Körper (5), der an der Verbindungsstelle (8) eingesetzt ist und zum Umlenken eines Luftstroms in dem ersten Luftkanal (3) in den zweiten Luftkanal (4) angepasst ist,wobei ein Teil der Oberfläche des Körpers (5), wo der Luftstrom auf den Luftverteiler auftreffen wird, perforiert ist, so dass bei der Umlenkung des Luftstroms ein Teil des Luftstroms durch die Perforierungen (9) des Körpers (5) austritt, wodurch kleine Wirbel erzeugt werden, sodass ein tieffrequentes Rauschen reduziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen lärmoptimierten Luftverteiler, um das Entstehen von Lärm bei der Umlenkung eines Luftstroms zu vermeiden, speziell von tieffrequentem Rauschen in Lüftungssystemen.
In Lüftungssystemen, wie sie beispielsweise in Flugzeugen verwendet werden, wird an Verbindungsstellen zwischen Luftkanälen aufgrund der Umlenkung eines Luftstroms beim Übergang von einem Luftkanal in einen anderen, ein tieffrequentes Rauschen mit hohem Pegel erzeugt. Die Luftstromgeschwindigkeit in bestimmten Luftkanälen, den sogenannten Steigleitungen ist typischerweise sehr groß. Wenn dieser Luftstrom in querverlaufende Luftkanäle umgelenkt wird, sollte dieser Luftstrom zu beiden Seiten des querverlaufenden Luftkanals abgelenkt werden. Die Verteilung in den beiden Richtungen kann unterschiedlich sein, beispielsweise auch 100% in eine Richtung. Die an der Verbindungsstelle der Luftkanäle erzeugten Turbulenzen stellen eine signifikante Quelle von tieffrequentem Rauschen (Lärm) dar. Dieses Rauschen kann in der Praxis durch die Verwendung von herkömmlichen Schalldämpfern nicht reduziert werden. Insbesondere in einer Kabine eines Luftfahrzeugs, das ein Lüftungssystem aufweist, beeinträchtigt ein derartiges Rauschen das Komfortgefühl von Passagiere in der Kabine.
Die WO 2005/030 581 A1 offenbart einen Mischer zum Mischen von konditionierter Luft und Luft von einer Kabine auf eine vorbestimmte Temperatur.
Die US 6 024 639 A offenbart eine Kombination aus einem Mischer und einem Rauchsensor.
Die EP 1 141 636 B1 beschreibt einen Luftverteiler zur Verteilung steriler Luft in einem Luftkanal mit einem kegelstumpfförmigen, perforierten Diffusionskörper, der an einer Verbindungsstelle zwischen einem ersten Luftkanal, der sich in eine erste Richtung erstreckt, und einem zweiten Luftkanal, der sich in eine zweite unterschiedliche Richtung erstreckt, vorgesehen ist.
Die WO 02/23 099 A1 beschreibt ein mattenförmiges Schallabsorptionsmittel, das in einem Luftkanal angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Luftverteilers zum Reduzieren von Lärm, der aufgrund von tieffrequentem Rauschen erzeugt wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist dem Patentanspruch 1 zu entnehmen. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Luftverteiler gemäß der Erfindung hat einen perforierten Körper, der an einer Verbindungsstelle zwischen einem ersten Luftkanal, der sich in eine erste Richtung erstreckt, und einem zweiten Luftkanal, der sich in eine zweite unterschiedliche Richtung erstreckt, einsetzbar ist zum Umlenken eines Luftstroms in dem ersten Luftkanal in den zweiten Luftkanal, wobei ein Teil des Luftstroms durch die im Körper ausgebildeten Perforierungen hindurchtritt.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung hat der Körper eine Y-Form, wobei das Basisende des Y-förmigen Körpers in den ersten Luftkanal und die beiden Kopfenden des Y-förmigen Körpers in den zweiten Luftkanal münden. Ein derartiger Y-förmiger Körper wird vorzugsweise verwendet, um den Luftstrom in beide Richtungen des zweiten Luftkanals zu verteilen.
Gemäß einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung hat der Körper eine L-Form, wobei der eine Schenkel des L-förmigen Körpers in den ersten Luftkanal und der andere Schenkel des L-förmigen Körpers in den zweiten Luftkanal mündet. Ein derartiger L-förmiger Körper wird vorzugsweise verwendet, um den Luftstrom hauptsächlich in eine Richtung in den zweiten Luftkanal zu verteilen. Die Perforierung ermöglicht auch, dass ein Anteil in die andere Richtung umgelenkt wird.
Wenn der Körper eine L-Form aufweist, ist gemäß der Erfindung ein Ende des ersten Luftkanals an ein Ende des zweiten Luftkanals angeschlossen, wobei die Luftkanäle sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken.
Gemäß einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung ist der Körper auf seiner gesamten Oberfläche perforiert. Alternativ können sich konstruktive Vorteile ergeben, wenn die jeweiligen Anfangsbereiche und Endbereiche des „Y“ oder „L“- Körpers nicht perforiert sind, wodurch die Festigkeit verbessert wird.
Gemäß einer weiteren Weiterentwicklung der Erfindung hat der Körper die Form der Luftkanäle und ist vorzugsweise röhrenförmig ausgebildet bzw. hohl. Gemäß einer anderen Weiterentwicklung ist der Körper plattenförmig ausgebildet und wird in die Lüftungskanäle eingesetzt.
Gemäß der Erfindung wird der oben genannte Luftverteiler in Lüftungssystemen von Luftfahrzeugen verwendet.
Mit dem oben beschriebenen Luftverteiler ist es möglich, die Erzeugung von tieffrequentem Rauschen zu verhindern, welches sonst an die Kabine eines Luftfahrzeugs übertragen werden würde, was das Komfortgefühl der Passagiere beeinträchtigen würde.
Der Luftverteiler gemäß der Erfindung ist klein in seinem Aufbau und kann leicht in bestehende Lüftungssysteme integriert werden.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Luftverteilers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, der in ein Lüftungssystem eingebaut ist;
2 eine genauere Ansicht des Luftverteilers gemäß 1;
3 eine Ansicht eines Luftverteilers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, der in ein Lüftungssystem eingebaut ist; und
4 eine Ansicht eines Luftverteilers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

In den Figuren werden gleichen Bezugszeichen für gleiche Komponenten in verschiedenen Ansichten verwendet.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Luftverteilers 1, der in ein Lüftungssystem 2 eingebaut ist. 1 zeigt einen Ausschnitt des Lüftungssystems 2 enthaltend einen ersten Luftkanal 3 und einen zweiten Luftkanal 4. Der erste Luftkanal 3 (Steigleitung) verläuft im Wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Luftkanal 4.
Üblicherweise ist die Strömungsgeschwindigkeit eines Luftstroms in dem ersten Luftkanal 3 groß. In 1 ist der Luftstrom durch den Pfeil angedeutet.
Wie in 1 gezeigt, ist an der Verbindungsstelle des ersten Luftkanals 3 und des zweiten Luftkanals 4, also dort, wo der erste Luftkanal 3 in den zweiten Luftkanal 4 einmündet und ein Luftstrom in dem ersten Luftkanal 3 in den zweiten Luftkanal 4 umgelenkt wird, der Luftverteiler 1 vorgesehen. Der Luftverteiler 1 enthält einen Körper 5 mit einer Mehrzahl von Perforierungen, die in der Form von Löchern ausgebildet sind und seine Umfangsfläche bildet einen Hohlraum, wie in 2 gezeigt.
Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Körper 5 des Luftverteilers 1 Y-förmig ausgebildet. Im in das Lüftungssystem eingebauten Zustand mündet ein Basisende 6 des Y-förmigen Körpers 5 in den ersten Luftkanal 3, und die beiden Kopfenden 7a, b münden jeweils in den zweiten Luftkanal 4. Speziell mündet in der 1 das Kopfende 7a des Y-förmigen Körpers 5 zur linken Seite in den Luftkanal 4, und das Kopfende 7b mündet zur rechten Seite in den zweiten Luftkanal 4.
1 zeigt auch zwei Abzweiger 13 in dem Luftkanal 4. Eine direkte Anströmung dieser Abzweiger 13 ist akustisch und strömungstechnisch ungünstig. Gemäß dem Luftverteiler 1 wird vermieden, dass die Abzweiger direkt von einem Luftstrom in dem Luftkanal 3 angeströmt werden
Wie in 2 gezeigt, ist der Körper 5 des Luftverteilers 1 röhrenartig ausgebildet. Das Basisende 6 und die Kopfenden 7a, b werden in geeigneter Weise an den Luftkanälen 3, 4 befestigt. Beispielsweise wird das Basisende 6 des Körpers 5 des Luftverteilers 1 mittels eines Klebebands Bereich des ersten Luftkanals 3 an diesem befestigt.
Der Körper 5 des Luftverteilers 1 kann aus Plastik oder aus Metall oder einem anderen geeigneten Material sein.
Wenn, wie in 1 durch die Pfeile angedeutet, ein Hauptluftstrom durch den ersten Luftkanal 3 strömt, wird dieser an der Verbindungsstelle 8 des ersten Luftkanals 3 und des zweiten Luftkanals 4 nach links und nach rechts abgelenkt. Der Luftstrom strömt dabei durch den Körper 5 und durch die im Körper 5 ausgebildeten Perforierungen 9, wie in 2 gezeigt. Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der gesamte Körper 5 mit Perforierungen 9 versehen, also mit Durchgangslöchern, so dass ein Luftstrom durch die Perforierungen 9 hindurchströmen kann.
Wenn der Luftstrom durch die Perforierungen strömt, werden nur kleine Stromwirbel erzeugt, die kein tieffrequentes Rauschen induzieren. Diese kleinen Stromwirbel induzieren hochfrequentes Rauschen, welches bei Bedarf einfach durch herkömmliche Schalldämpfer reduziert werden kann.
3 zeigt einen Luftverteiler 1 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Luftverteiler gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Körper 5 plattenförmig ausgebildet ist. Der Körper 5 hat eine Y-Form oder eine V-Form, wobei im eingebauten Zustand das Basisende 6 des Y-förmigen Körpers 5 in Richtung ersten Luftkanal 3 weist, und die beiden Kopfenden 7a und 7b des Y-förmigen Körpers 5 sich jeweils nach links und nach rechts teilweise in den zweiten Luftkanal 4 erstrecken. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, hat der Körper 5 des Luftverteilers 1 auf seiner gesamten Oberfläche Perforierungen (Durchgangslöcher), so dass ein durch den ersten Luftkanal 3 strömender Luftstrom, der auf das Basisende 6 des Körpers 5 und auf Oberflächenbereiche der Kopfenden 7a, b des Körpers 5 trifft, nach links und nach rechts in der Figur in den zweiten Luftkanal 4 abgelenkt wird und teilweise durch die Perforierungen 9 im Körper 5 hindurchtritt. Durch dieses Hindurchströmen durch die Perforierungen 9 wird ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Erzeugung von tieffrequentem Lärm bei hohem Pegel, der durch große Wirbel entsteht, verhindert, da durch die Perforierungen 9 lediglich kleine Wirbel erzeugt werden.
Der Körper 5 ist ähnlich wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material und kann beispielsweise einstückig ausgebildet sein oder stückig, so dass beispielsweise die Kopfenden 7a, 7b jeweils an einem Ende gebogen sein können und die jeweils gebogenen Enden beispielsweise mittels Schweißen miteinander verbunden sein können, um das Basisende 6 des Körpers 5 zu bilden.
Ähnlich wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Körper 5 des Luftverteilers 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in geeigneter Weise in dem ersten bzw. zweiten Luftkanal jeweils befestigt werden, beispielsweise verklebt oder verklemmt werden.
4 zeigt zwei Luftverteiler 1 gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Luftverteiler 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den Luftverteilern gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Form des Körpers 5 L-förmig ist. Wie in 4 gezeigt, ist ein Schenkel 10 des Körpers 5 an den ersten Luftkanal 3 angeschlossen, und ein zweiter Schenkel 11 des Körpers 5 ist an den zweiten Luftkanal 4 angeschlossen.
Wie in 4 gezeigt, ist der Schenkel 10 des Körpers 5 des Luftverteilers 1 mittels eines Klebebands 12 derart an dem ersten Luftkanal 3 befestigt, dass ein durch den ersten Luftkanal 3 strömender Luftstrom auf den Luftverteiler 1 trifft und durch diesen in den zweiten Luftkanal 4 umgelenkt wird. Bei der Umlenkung tritt ein Teil des Luftstroms durch die Perforierungen 9 des Körpers 5 aus, wodurch kleine Wirbel erzeugt werden, so dass tieffrequentes Rauschen reduziert wird. Demnach werden gemäß dem Luftverteiler 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die gleichen Wirkungen erzielt, wie gemäß im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel.
Die 4 zeigt ferner in der Mitte einen Anschluss 14, der hauptsächlich mit Luft versorgt wird, die durch die Perforierungen strömt, wodurch große Wirbel (tieffrequenter Lärm im Bereich des Anschlusses) vermieden wird. Die perforierte Ausformung des Körpers 5 erlaubt auch eine Querströmung im Luftkanal 4. Die Luftmengen im Luftkanal 3 betragen jeweils beispielsweise 50 1/s. Wenn beispielsweise 101/s nach rechts verteilt werden sollen und 10 1/s durch den Anschluss 14 in der Mitte, müssen 30 1/s nach links in den Luftkanal 4 strömen. Die perforierte Ausgestaltung des Luftverteilers 1 erleichtert es, dies zu erreichen.
Obwohl die Erfindung im Vorangegangenen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise ist der Körper 5 gemäß dem Luftverteiler 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel als röhrenförmig ausgebildet gezeigt. Alternativ ist es möglich, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3, den Körper 5 plattenförmig auszubilden.
Ferner kann nur ein Teil der Oberfläche des Körpers 5 perforiert sein, beispielsweise an einer kritischen Stelle, wo ein Luftstrom auf den Luftverteiler 1 auftrifft.
Ferner wurde im Vorangegangenen die Verwendung des Luftverteilers gemäß der Erfindung in Luftfahrzeugen beschrieben. Es ist selbstverständlich, dass der erfindungsgemäße Luftverteiler auch in anderen Lüftungsanlagen in anderen Anwendungsgebieten als der Luftfahrt verwendet werden kann, bei denen sich das Problem stellt, dass ein Luftstrom mit großer Geschwindigkeit in einen anderen Luftkanal umgelenkt werden muss, wodurch tieffrequentes Rauschen erzeugt wird, das mit herkömmlichen Dämpfern schwer gedämpft werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Luftverteiler
2: Lüftungssystem
3: Luftkanal
4: Luftkanal
5: Körper
6: Basisende
7a, b: Kopfende
8: Verbindungsstelle
9: Perforierung
10: erster Schenkel
11: zweiter Schenkel
12: Klebeband
13: Abzweigung
14: Anschluss

Claims

Luftverteiler aufweisend: einen ersten Luftkanal (3), der sich in eine erste Richtung erstreckt, einen zweiten Luftkanal (4), der sich in eine zweite unterschiedliche Richtung erstreckt, eine Verbindungsstelle (8) zwischen dem ersten Luftkanal (3) und dem zweiten Luftkanal (4); einen perforierten Körper (5), der an der Verbindungsstelle (8) eingesetzt ist und zum Umlenken eines Luftstroms in dem ersten Luftkanal (3) in den zweiten Luftkanal (4) angepasst ist, wobei ein Teil der Oberfläche des Körpers (5), wo der Luftstrom auf den Luftverteiler auftreffen wird, perforiert ist, so dass bei der Umlenkung des Luftstroms ein Teil des Luftstroms durch die Perforierungen (9) des Körpers (5) austritt, wodurch kleine Wirbel erzeugt werden, sodass ein tieffrequentes Rauschen reduziert wird.
Luftverteiler nach Anspruch 1, wobei der Körper (5) eine Y-Form aufweist, ein Basisende (6) des Y-förmigen Körpers (5) in den ersten Luftkanal (3) und die beiden Kopfenden (7a, b) des Y-förmigen Körpers (5) in den zweiten Luftkanal (4) einmünden.
Luftverteiler nach Anspruch 1, wobei der Körper (5) eine L-Form aufweist, wobei ein Schenkel (10) des L-förmigen Körpers (5) in den ersten Luftkanal (3) und der andere Schenkel (11) des L-förmigen Körpers (5) in den zweiten Luftkanal (4) mündet.
Luftverteiler nach Anspruch 3, wobei ein Ende des ersten Luftkanals (3) an ein Ende des zweiten Luftkanals (4) anschließt.
Luftverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der perforierte Körper (5) zumindest auf einem Teil seiner Oberfläche Perforierungen (9) aufweist.
Luftverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Körper (5) die Form der Luftkanäle (3, 4) aufweist.
Luftverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Körper (5) röhrenförmig ausgebildet ist.
Luftverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Körper (5) plattenähnlich ausgebildet ist.
Verwendung des Luftverteilers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Lüftungssystem eines Luftfahrzeugs, Zugs, Busses, Autos, LKWs oder Gebäuden.