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Die
Erfindung bezieht sich auf den Bereich der gekühlten Container, die Anlagen
aufnehmen sollen.
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In
vielen Bereichen, wie z. B. Telefonie, müssen Anlagen in Gebieten installiert
werden, die Klimaschwankungen unterliegen. Im Allgemeinen werden diese
Anlagen in einem geschlossenen Container installiert, der auch als
Schrank bezeichnet wird, damit sie nicht direkt der Witterung und/oder
böswilligen Handlungen
ausgesetzt sind.
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Da
manche dieser Anlagen aus Bauelementen bestehen, wie beispielsweise
Batterien oder optische Vorrichtungen, die keine starken Temperaturschwankungen
vertragen, ist es also erforderlich, die Container, in denen sie
eingebaut werden, zu klimatisieren.
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So
hat man erwogen, die Container mit einem Wärmetauscher des Typs Luft/Luft
auszustatten. Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, den Container mit
so genannten „doppelhäutigen" Wänden auszurüsten. Aber
die Leistungen dieser Vorrichtungen haben sich rasch als unzureichend
erwiesen.
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Dann
hat man Container konzipiert, die eine Innenwand einschließen, welche
ein Volumen zum Aufnehmen einer Anlage begrenzt, und eine Außenwand,
die den Container von seiner Umgebung trennt, wobei eine dritte
Mittelwand zwischen der Innen- und der Außenwand angeordnet ist. Die
Mittelwand und die Innenwand definieren einen Innenraum, in dem
die Luft zirkuliert, die vom inneren Volumen herkommt, zum einen,
und zum anderen zirkuliert Luft, die von außen herkommt im Außenraum, der
durch die Mittelwand und die Außenwand
definiert wird. Die Mittelwand spielt somit die Rolle eines Kalorienaustauschers
zwischen den Luftströmen,
die im Außen-
beziehungsweise im Innenraum zirkulieren.
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US-A-6082441 schlägt außerdem vor,
die Außenwand
mit Elementen zu verkleiden, die Schatten bringen oder sie mit einer
Wand zu verdoppeln, die einen niedrigen Reflexionsgrad hat, so dass
die Innenluft als thermisch isolierende Schicht dient.
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Aber
diese Lösung
ist nicht mehr effizient genug, wenn die Temperatur über circa
20°C ansteigt und
ist praktisch unnütz,
wenn die Außentemperatur über circa
40°C steigt.
Wenn der Container unmittelbar der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist,
erreicht die Außenwand
dann eine sehr hohe Temperatur. Die im Außenraum zirkulierende Luft
wird dann bei der Berührung mit
selbiger überhitzt
und kann die Kalorien aus der im Innenraum zirkulierenden Luft nicht
mehr aufnehmen. Außerdem
gewährleistet
diese Lösung keine
ausreichende Isolierung, wenn die Außentemperaturen sehr niedrig
sind. Die Luft des Außenraums
absorbiert dann nämlich
die Kalorien aus der Luft des Innenraums durch die Mittelwand. Durch
die Innenwand senkt die Luft des Innenraums dann die Temperatur
der Luft, die die Anlage umgibt, übermäßig ab, was deren Funktion
beeinträchtigt.
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Es
wurde ebenfalls vorgeschlagen, im Inneren der Container eine Klimaanlage
einzubauen, aber erstens ist die Zuverlässigkeit dieser Vorrichtungen
nicht gewährleistet,
zweitens erfordern sie ziemlich häufige Wartungsarbeiten und
drittens erhöhen sie
die Kosten für
die Container ganz deutlich.
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Folglich
ist keine bekannte Lösung
voll zufrieden stellend. Zweck der Erfindung ist es also, den vorgenannten
Nachteilen ganz oder teilweise abzuhelfen, indem ein Container vorgeschlagen
wird, der ein effektives Beherrschen der Temperatur ermöglichen
kann, welche die in ihm enthaltene Anlage umgibt, sogar bei extremen
Temperaturen, insbesondere bei niedriger Temperatur bis zu –30°C oder bei
hoher Temperatur bis zu +50°C.
Hierfür
schlägt
sie einen Container vor, der Wände
einschließt,
welche einen Innenbereich begrenzen, der mindestens eine Anlage
aufnehmen kann, und von denen mindestens eine aus mindestens drei
Unterwänden
besteht, die so mit Zwischenraum angeordnet sind, dass mindestens
ein erster Luftzirkulationsraum definiert wird, der mit der Außenseite
des Containers über
mindestens zwei Außenöffnungen
in Verbindung steht, und ein zweiter Luftzirkulationsraum, der mit
dem Innenbereich durch mindestens zwei Innenöffnungen in Verbindung steht,
wobei die erste Unterwand aus einem thermisch isolierenden Material
besteht.
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Definitionsgemäß bezeichnet
man als erste Unterwand (oder äußere Unterwand
diejenige, die der Außenseite
des Containers gegenüber
liegt, als zweite Unterwand (oder innere Unterwand) diejenige, die
dem Innenbereich gegenüber
liegt, und als dritte Unterwand (oder mittlere Unterwand) diejenige, die
zwischen die erste und die zweite Unterwand eingefügt ist.
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Die
erste Unterwand besteht aus einem thermisch isolierenden Material.
Vorzugsweise besteht die dritte Unterwand aus einem Material, das
eine wirksame Übertragung
von Kalorien zwischen dem ersten und dem zweiten Raum gewährleisten
soll.
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Auf
diese Art und Weise schafft man mindestens einen internen Luftstrom
und einen externen Luftstrom, die Kalorien vermittels der mittleren
Unterwand austauschen können.
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Die
Struktur des Containers (oder Schranks) dient also nicht nur dazu,
die Anlagen zu schützen, sondern
auch als Wärmetauscher.
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Vorzugsweise
besteht die zweite Unterwand außerdem
ebenfalls aus einem thermisch isolierenden Material. Somit wird
der Wärmeschutz
noch verstärkt
und die Beherrschung der Temperatur wird noch wirksamer.
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Zur
Gewährleistung
einer optimalen Effektivität
der Erfindung ist es wünschenswert,
dass keine thermische Kontinuität
zwischen der ersten, zweiten und dritten Unterwand besteht.
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Außerdem kann
der Container mit mindestens einer ersten Luftzirkulationsvorrichtung
ausgestattet sein, die es ermöglicht,
Luft außerhalb
des Containers durch mindestens eine erste Außenöffnung anzusaugen, dann die
Luft im ersten Raum zirkulieren zu lassen bevor sie durch mindestens
eine zweite Außenöffnung nach
außen
ausgestoßen
wird. Ein Teil zumindest dieser ersten Luftzirkulationsvorrichtung
wird vorzugsweise etwa auf der Ebene der zweiten Außenöffnung installiert.
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An
Stelle der oder in Ergänzung
zur ersten Luftzirkulationsvorrichtung kann man ebenfalls mindestens
eine zweite Luftzirkulationsvorrichtung vorsehen, die es ermöglicht,
Luft im Innenbereich durch mindestens eine erste Innenöffnung anzusaugen,
sie dann im zweiten Raum zirkulieren zu lassen, bevor sie durch
mindestens eines zweite Innenöffnung
in den Innenraum ausgestoßen
wird. Zumindest ein Teil dieser zweiten Luftzirkulationsvorrichtung
wird vorzugsweise etwa auf der Ebene der zweiten Innenöffnung installiert.
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Unabhängig davon,
ob es sich um die erste oder die zweite Luftzirkulationsvorrichtung
handelt, ist es vorteilhaft, wenn sie mindestens einen Lüfter einschließt.
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Außerdem kann
der Container eine Steuerungsvorrichtung einschließen, die
es gestattet, die Funktion der ersten und/oder zweiten Luftzirkulationsvorrichtung
zu steuern. Diese Steuerungsvorrichtung kann sogar in Form eines
Thermostats aufgebaut sein, um die Temperatur im Innenbereich zu
regeln.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsart schließt der Container
mindestens drei Wände
ein, die aus den Unterwänden
gebildet werden. In diesem Fall ist es besser, dass die drei Wände untereinander in
Verbindung stehen, um ein einziges gestaltetes Element zu bilden.
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Diese
drei Wände
sind beispielsweise zwei Seitenwände
und eine obere Wand, die das Dach des Containers bildet.
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Und
schließlich:
die Zirkulationsrichtung der Luft im ersten Raum ist vorzugsweise
derjenigen der Luft im zweiten Raum entgegen gesetzt.
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Der
Container gemäß der Erfindung
findet eine besonders interessante Anwendung, wenn es sich bei den
Anlagen, die untergebracht werden sollen, um Fernsprechanlagen handelt.
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Weitere
Kennzeichen und Vorteile der Erfindung treten bei der Analyse der
nachstehenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten einzigen Figur
zutage, die schematisch in einer senkrechten Schnittansicht ein
Ausführungsbeispiel
eines Teils eines gekühlten
Containers gemäß der Erfindung
veranschaulicht. Diese Figur kann nicht nur zur Ergänzung der
Erfindung dienen, sondern gegebenenfalls auch zu ihrer Definition
beitragen.
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Der
Container (oder Schrank) 1, der veranschaulicht wird, enthält zwei
seitliche Wände
(hier senkrecht) 2 und 3, eine vordere Wand 4 (hier
ebenfalls senkrecht), eine untere Wand 5, die einen Stützboden
bildet, eine obere Wand 6, die ein Dach bildet, und eine
(nicht dargestellte) rückwärtige Wand, ebenfalls
senkrecht und etwa gegenüber
der vorderen Wand 4 angeordnet. Die erste 2 und
die zweite 3 seitliche Wand sind etwa einander gegenüber angeordnet,
während
die obere Wand 6 etwa gegenüber der unteren Wand 5 angebracht
ist. Nach der Montage begrenzen diese Wände einen geschlossenen Innenbereich 7,
in dem mehrere Anlagen 8 (hier drei) untergebracht sind.
Diese Anlagen 8 sind beispielsweise optische Fernsprechbauelemente
und eine Batterie. Im Allgemeinen besteht die vordere Wand 4 aus
ein oder zwei Türen,
die den Zugang zum Innenbereich 7 gestatten.
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Bei
dem Beispiel, das veranschaulicht wird, stellen zumindest die obere
Wand 6 und die erste 2 und zweite 3 seitliche
Wand ein einziges Element dar, das umgebogen ist, um drei Seiten
des Schranks 1 zu begrenzen. Natürlich könnten die vordere 4 und/oder
die rückwärtige Wand
ebenfalls dieses gebogene Element bilden. Dieses einzige Element
und folglich die drei Wände 2, 3 und 6 bestehen
hier aus drei Unterwänden 9, 10 und 11.
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Die
erste Unterwand 9 kommt mit der Außenluft in Berührung. Die
zweite Unterwand 10 liegt dem Innenbereich 7 in
Berührung
mit der Innenluft gegenüber.
Die dritte Unterwand 11 ist zwischen die erste 9 und
die zweite 10 Unterwand zwischengeschoben. Diese drei Unterwände 9–11 haben
voneinander Abstand, um zwei Luftzirkulationsrume 12 und 13 zu
definieren. Genauer gesagt definieren die erste 9 und die
dritte 11 Unterwand einen ersten Raum 12, der als
Außenraum
bezeichnet wird, während
die zweite 10 und die dritte 11 Unterwand einen
zweiten Raum 13 definieren, der als Innenraum bezeichnet
wird.
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Der
Außenraum 12 steht
mit der Außenseite durch
mindestens zwei Außenöffnungen
in Verbindung. Bei dem Beispiel, das veranschaulicht wird, sieht
man drei Außenöffnungen 14, 15 und 16 vor. Die
erste Außenöffnung 14 wird
an dem Ende der ersten seitlichen Wand 2 gebildet, das
in der Nähe der
unteren Wand 5 gelegen ist, die zweite Außenöffnung 15 wird
an dem Ende der zweiten seitlichen Wand 3 gebildet, das
in der Nähe
der unteren Wand 5 gelegen ist, während die dritte Außenöffnung 16 in der
ersten Unterwand 9 der oberen Wand 6 gebildet wird.
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Der
Innenraum 13 steht mit dem Innenbereich 7 (das
heißt
Innenseite des Schranks 1) durch mindestens zwei Innenöffnungen
in Verbindung. Bei dem Beispiel, das veranschaulicht wird, sieht
man drei Innenöffnungen 17, 18 und 19 vor.
Die erste Innenöffnung 17 wird
in der zweiten Unterwand 10 der oberen Wand 6 gebildet,
die zweite Innenöffnung 18 wird
an dem Ende der ersten seitlichen Wand 2 gebildet, das
in der Nähe
der unteren Wand 5 gelegen ist, und die dritte Innenöffnung 19 wird
an dem Ende der zweiten seitlichen Wand 3 gebildet, das
in der Nähe der
unteren Wand 5 gelegen ist.
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Vorzugsweise
enthält
der Schrank 1 mindestens eine erste Luftzirkulationsvorrichtung 20,
die es ermöglicht,
Außenluft
durch die erste 14 und die zweite 15 Außenöffnung (Eintrittsöffnung)
anzusaugen, sie anschließend
im Außenraum 12 zirkulieren zu
lassen, bevor sie durch die dritte Außenöffnung 16 (Austrittsöffnung)
nach außen
ausgestoßen
wird. Die Ansaugung der Außenluft
ist insofern vorzuziehen, als sie es ermöglicht eine Überhitzung
auf der Ebene der Lufteintrittsöffnungen
zu verhindern.
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Bei
dem Beispiel, das veranschaulicht wird, wird die erste Luftzirkulationsvorrichtung 20 vorzugsweise
auf der Unterwand 9 der oberen Wand 6 auf der
Ebene der dritten Außenöffnung 16 installiert.
Es handelt sich hier um einen Lüfter,
der die Außenluft ansaugt,
so dass sie im Außenraum 12 (zwischen
der ersten 9 und der dritten 11 Unterwand) zwischen
der ersten 14 und der dritten 16 Außenöffnung zirkuliert, wobei
den Pfeilen F1 und F2 gefolgt wird, und zwischen der zweiten 15 und
der dritten 16 Außenöffnung,
wenn man den Pfeilen F'1
und F'2 folgt.
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Ebenfalls
vorzugsweise schließt
der Schrank 1 mindestens eine zweite Luftzirkulationsvorrichtung 21 ein,
die es ermöglicht,
Innenluft durch die erste Innenöffnung 17 (Eintrittsöffnung)
anzusaugen, sie dann im Innenraum 7 zirkulieren zu lassen,
bevor sie durch die zweite 18 und die dritte 19 Innenöffnung (Austrittsöffnung)
in den Innenbereich ausgestoßen wird.
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Bei
dem Beispiel, das veranschaulicht wird, wird die zweite Luftzirkulationsvorrichtung 21 vorzugsweise
auf der Unterwand 10 der oberen Wand 6 auf der
Ebene der ersten Innenöffnung 17 installiert. Es
handelt sich hier um einen Lüfter,
der die Innenluft ansaugt, so dass sie im Innenraum 13 (zwischen
der zweiten 10 und der dritten 11 Unterwand) zwischen der
ersten Innenöffnung 17 und
der zweiten 18 und der dritten 19 Innenöffnung zirkuliert,
wenn man den Pfeilen F3 und F4 und F'3 und F'4 folgt.
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Die
Lüfter 20 und 21 werden
beispielsweise über
eine 48 V (Volt)-Batterie gespeist, die im Innenbereich 7 angesiedelt
ist und dergestalt ist, dass sie eine Luftzirkulationsgeschwindigkeit
im Außenraum 12 und
im Innenraum 13 mindestens gleich circa 1,5 m/s (zum Beispiel)
ermöglicht.
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Selbstverständlich könnte man
an Stelle der Lüfter
eine andere Art von Luftzirkulationsvorrichtung, wie beispielsweise
eine Turbine, verwenden.
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Außerdem könnte man
lediglich eine einzige Luftzirkulationsvorrichtung verwenden, die
am Innen- oder Außenluftzirkulationskreislauf
installiert ist. Aber die vorgeschlagene Ausführungsart wird derzeit bevorzugt
insofern als sie es ermöglicht,
die Innenluft und die Außenluft
in entgegen gesetzten Richtungen zirkulieren zu lassen, was die
Wärmeübertragung zwischen
den beiden Luftströmen,
dem Innenluft- und dem Außenluftstrom,
erhöht.
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Außerdem kann
der Schrank (oder Container) 1 wie veranschaulicht eine
Steuerungsvorrichtung 22 einschließen, welche die Aufgabe hat,
die Funktion der ersten 20 und/oder der zweiten 21 Luftzirkulationsvorrichtung
zu steuern. Mehrere Ausführungsarten
können
für diese
Steuerungsvorrichtung ins Auge gefasst werden. Sie kann nämlich programmiert
werden, um die Funktion einer oder mehrerer Luftzirkulationsvorrichtungen
während
bestimmter Tageszeiträume
auszulösen
oder an einen (Innen- oder Außen-)Temperatursensor
gekoppelt werden, um (wie ein Thermostat) die Temperatur im Innenbereich 7 zu
regeln, und zwar durch das Managen der Funktion von mindestens einer
der Luftzirkulationsvorrichtungen.
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So
kann man die Funktionsweise mit erzwungener Konvektion bei hohen
Temperaturen bevorzugen und die Funktionsweise mit natürlicher (oder
nicht erzwungener) Konvektion bei niedrigen Temperaturen (die Innenluftschicht
stellt dann eine zusätzliche
Isolationsschicht dar). Außerdem
wird dadurch ermöglicht,
die Betriebszeiten der Luftzirkulationsvorrichtungen zu beschränken und
folglich deren Lebensdauer zu verlängern, und gleichzeitig die Wartungsarbeiten
in größeren Abständen durchzuführen. Außerdem wird
es dadurch möglich,
die Luftzirkulationsvorrichtungen zu deaktivieren, wenn die Außentemperatur
unter einen Schwellenwert fällt.
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Die
erste Unterwand 9 besteht aus einem thermisch isolierenden
Material, um die Wirkung der Sonne bei hohen Temperaturen zu begrenzen
und die Wirkung der Kälte
bei niedrigen Temperaturen. Man kann beispielsweise ein Material
wählen,
das eine Wärmeleitzahl
K kleiner als circa 1,5 W/m2/°C aufweist.
Man kann zum Beispiel ein circa 20 mm dickes Material vom Typ Polyurethanschaum
wählen.
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Es
ist vorteilhaft für
die dritte Unterwand 11 (oder mittlere Unterwand) ein Material
zu wählen,
das es ermöglicht,
den Kalorienaustausch zwischen dem Innenluftstrom und dem Außenluftstrom
zu maximieren. Man kann beispielsweise ein Material wählen, das
eine Wärmeleitzahl
K bei (nicht erzwungener) natürlicher
Konvektion in der Größenordnung
von 7 W/m2/°C aufweist, um einen Wert von
mindestens 15 W/m2/°C bei der erzwungenen Konvektion
zu erreichen (das heißt
wenn die Luftzirkulationsvorrichtungen arbeiten). Zum Beispiel kann
man ein circa 0,5 mm dickes Aluminiumblech wählen. Dieses Blech kann ebenfalls
gestaltet sein, beispielsweise in U-Form, um die Austauschfläche zu erhöhen, die
von der Unterwand 11 dargeboten wird.
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Um
die Austauschfläche
zu verstärken,
die von den Unterwänden 9–11 dargeboten
wird, kann man Wellplatten verwenden, beispielsweise mit einem 20
mm-Schritt.
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Dank
der Erfindung ist es nunmehr möglich, die
Temperaturschwankungen im Inneren des Schranks zum Beispiel bis
auf einige Grad genau zu steuern.
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Außerdem ist
es nunmehr möglich,
den Schrank bei Temperaturbedingungen zwischen ungefähr –30°C und +50°C effizient
zu nutzen.
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Die
Erfindung beschränkt
sich nicht auf die vorstehend lediglich beispielhaft beschriebenen
Ausführungsarten
des Containers, sondern sie schließt alle Varianten ein, die
sich der Fachmann im Rahmen der nachstehenden Ansprüche vorstellen
kann.
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So
haben wir eine zweifache Luftzirkulation in zwei seitlichen Wänden und
der oberen Wand (oder Dach) beschrieben. Aber diese zweifache Luftzirkulation
könnte
nur im Dach und/oder in einer oder mehreren seitlichen Wänden einschließlich der
rückwärtigen Wand,
ja sogar in der unteren Wand und/oder der vorderen Wand durchgeführt werden.
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Außerdem haben
wir (Innen- und Außen-)Luftzirkulationsräume beschrieben,
die zwei Eintrittsöffnungen
und eine Austrittsöffnung
oder eine Eintrittsöffnung
und zwei Austrittsöffnungen
aufweisen. Aber die Erfindung gilt auch für Räume, die eine einzige Eintrittsöffnung und
eine einzige Austrittsöffnung
oder mehrere Eintrittsöffnungen
und mehrere Austrittsöffnungen,
manche davon mit einer Luftzirkulationsvorrichtung ausgestattet,
aufweisen.
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Außerdem haben
wir Innen- und Außenluftzirkulationsräume beschrieben,
die jeweils eine Inneneintrittsöffnung
und eine Außenaustrittsöffnung in der
vorderen Wand aufweisen. Aber diese Öffnungen könnten an jedweder sonstigen
Position angeordnet sein, sobald sie die Luftzirkulation innerhalb
des Innen- und des Außenraums
gestatten. Das Gleiche gilt für
die Positionen der Innenaustrittsöffnungen und der Außeneintrittsöffnungen.
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Außerdem haben
wir einen Schrank beschrieben, bei dem die Luftzirkulationsvorrichtungen auf
der Ebene der oberen Wand (oder Dach) angeordnet waren, aber diese
Vorrichtungen könnten
auf jedweder sonstigen Wand angeordnet sein, die aus drei Unterwänden besteht.