УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ АТМОСФЕРЫ ПОМЕЩЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F24F9/00 

Изобретение относится к вентиляционным системам и более точно касается устройства для удаления вредных примесей из атмосферы помещения локально в зоне их выделения.

Известно устройство для удаления вредных примесей из атмосферы помещения [1], содержащее вытяжной зонт и средство подачи приточного воздуха, выполненное в виде ряда щелевых сопел, объединенных подающим воздуховодом. Средство для подачи приточного воздуха создает воздушную завесу, позволяющую локализовать зону выделения вредных примесей.

Однако это устройство характеризуется низкой эффективностью, вызванной нестабильной локализацией вредных примесей, поскольку ограничение зоны их выделения осуществляется лишь с одной стороны. Кроме того, при использовании данного устройства возникают сложности с формированием устойчивых струй, истекающих из щелевых сопел и образующих воздушную завесу - неизвестно, до какого уровня доходят струи, в то время как эффективная очистка обеспечивается лишь в случае, когда струи, дойдя до уровня пола помещения, ослабевают настолько, что именно на этом уровне поворачивают внутрь и уходят в вытяжку, увлекая с собой выделяющиеся вредные примеси.

Известно, кроме того, устройство для удаления вредных примесей из атмосферы помещения [2], содержащее вытяжной зонт и средство подачи приточного воздуха в зону выделения вредных примесей, включающее в себя щелевые сопла, расположенные по периметру зонта и ориентированные по направлению к источнику образования вредных примесей, и приспособление для распределения воздуха от подающего воздуховода к щелевым соплам. Последнее в известном устройстве представляет собой сообщенный с подающим воздуховодом единый коллектор, расположенный по периферии зонта или образованный из четырех отдельных патрубков, подключенных по одному к торцу каждого из четырех щелевых сопел, расположенных по сторонам четырехугольного зонта.

Это устройство в отличие от вышеописанного позволяет более надежно локализовать зону образования вредных примесей, поскольку воздушная завеса здесь образуется по всей периферии зонта, охватывая зону выделения вредных примесей со всех сторон.

В то же время в этом случае, как и в вышеописанном, струи, истекающие из щелевых сопел, являются неустойчивыми и нерегулируемыми. При подаче воздуха через одно отверстие в единый коллектор или с торцов в щелевые сопла, разные точки по длине щели сопла находятся в неравноценных условиях в отношении напора подаваемого воздуха. Это принуждает выбирать расход воздуха, исходя из условий в точках с минимальным напором, что приводит в итоге к непроизводительным затратам.

В основу изобретения положена задача создать устройство для удаления вредных примесей из атмосферы помещения с такой конструкцией приспособления подачи воздуха в щелевые сопла, которая позволяла бы обеспечить равномерный напор по всей длине периметра вытяжного зонта.

Эта задача решается тем, что в устройстве для удаления вредных примесей из атмосферы помещения, содержащем вытяжной зонт и средство подачи приточного воздуха в зону образования вредных примесей, включающее в себя щелевые сопла, расположенные по периметру зонта и ориентированные по направлению к источнику образования примесей, и приспособление для распределения воздуха от подающего воздуховода к щелевым соплам, согласно изобретению, приспособление для распределения воздуха выполнено в виде расположенной в центральной части зонта распределительной камеры, сообщенной с подающим воздуховодом и оснащенной нагнетательными патрубками по числу щелевых сопел, подключенными каждый к соответствующему соплу в месте, равноотстоящем от торцов этого сопла.

Предпочтительно для обеспечения разворота струй на уровне источника вредных примесей ширину b щели каждого сопла выбирают из условия выполнения соотношения:

где b - ширина сопла, м;
F - площадь поперечного сечения зонта, м²;
P - периметр зонта, м;
H - высота установки зонта над источником вредных примесей, м.

Целесообразно также для повышения равномерности и сглаживания турбулентности струй каждое щелевое сопло оснастить сотовым насадком с отношением длины каждого сота к его эквивалентному диаметру равным по меньшей мере 10: 1.

Устройство для удаления вредных примесей из атмосферы помещения, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает:
равномерный по всему периметру зонта напор приточного воздуха;
повышение эффективности локализации вредных примесей за счет обеспечения разворота и замыкания приточных струй на уровне источника вредных примесей при ширине щелевого сопла, определяемой из соотношения (1);
стабильность локализации и удаления вредных примесей вследствие формирования сотовым насадком устойчивой слаботурбулентной струи и обеспечения равномерности скоростей всасывания за счет расположения распределительной камеры в зоне максимума спектра всасывания;
уменьшение расхода удаляемого воздуха за счет снижения эжектирующей способности приточных струй вследствие применения сотовых насадков с отношением длины сота к его эквивалентному диаметру не менее 10:1;
снижение материалоемкости за счет уменьшения габаритов воздуховодов при подсоединении нагнетательных патрубков к середине сопел.

На фиг. 1 изображено устройство для удаления вредных примесей из атмосферы помещения, изометрия; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.3 - участок А на фиг.2; на фиг.4 - вид снизу по стрелке В на фиг.3; на фиг.5 - то же, что и на фиг.2, с другим расположением подающего воздуховода; на фиг. 6 - схема, поясняющая принцип работы предлагаемого устройства.

Вариант выполнения устройства для удаления вредных примесей из атмосферы помещения, изображенный на фиг.1 и 2, содержит зонт 1, к верхней части которого подсоединен вытяжкой воздуховод 2 и к боковой стенке - подающий воздуховод 3. По периметру зонта 1 расположены четыре идентичных щелевых сопла 4, ориентированных по направлению к источнику вредных примесей (на фиг.1, 2 не показан), в данном случае вниз. Устройство включает в себя также приспособление для распределения воздуха от подающего воздуховода 3 к щелевым соплам 4, выполненное в виде расположенной в центральной части зонта 1, симметрично относительно его центральной вертикальной оси, распределительной камеры 5, имеющей форму параллелепипеда, сообщенной с подающим воздуховодом 3 и оснащенной нагнетательными патрубками 6 по числу щелевых сопел 4, в данном случае четырьмя, сообщенными каждый с соответствующим соплом 4 в месте, равноотстоящем от торцов этого сопла. Подающий воздуховод 3 проходит через боковую стенку 7 зонта 1 и подключен к распределительной камере 5 сверху в центре, в то время как нагнетательные патрубки 6 подсоединены одними концами к боковым стенкам камеры 5, расположены перпендикулярно вертикальной оси зонта 1 и симметрично относительно нее. Другими концами патрубки 6 подсоединены к серединам щелевых сопел 4. Устройство содержит вытяжной вентилятор 8, установленный в вытяжном воздуховоде 2, и нагнетатель 9, например, радиальный вентилятор, установленный в подающем воздуховоде 3.

Каждое щелевое сопло 4 снабжено сотовым насадком 10 (фиг.3, 4) с отношением длины l каждого сота к его эквивалентному диаметру d равным по меньшей мере 10:1.

Ширина b щели каждого сопла 4 выбрана с учетом выполнения соотношения:

где b - ширина сопла, м;
F - площадь поперечного сечения зонта, м²;
P - периметр зонта, м;
H - высота установки зонта над источником вредных примесей, м.

На фиг. 5 изображен еще один вариант выполнения устройства, согласно изобретению, в котором, в отличие от изображенного на фиг.1, 2, подающий воздуховод 3 заведен в полость под зонтом 1 через стенку вытяжного воздуховода 2 и затем аналогично тому, как это изображено на фиг.1 и 2, изогнут под прямым углом и подведен к верхней стенке распределительной камеры 5. Устройство работает следующим образом.

Устройство для удаления вредных примесей, согласно изобретению, располагают над источником выделения 11 вредных примесей, находящимся на основании 12 на высоте H от уровня источника 11, как это показано на фиг. 6.

Приточный воздух, подаваемый нагнетателем 9 (на фиг.6 не показан), поступает по подающему воздуховоду 3 в распределительную камеру 5, затем по нагнетательным патрубкам 6 распределяется по щелевым соплам 4. Пройдя через сотовый насадок 10, воздух поступает в помещение устойчивыми слаботурбулентными приточными струями 13, ограждающими источник 11 вредных примесей от рабочей зоны помещения.

При установке вытяжного зонта 1 на высоте H над источником 11 вредных примесей, выбранной в соответствии с соотношением (1), разворот приточных струй происходит, по существу, на уровне источника 11. Благодаря расположению распределительной камеры 5 в центральной части зонта 1 (максимум спектра всасывания) обеспечивается равномерная скорость всасывания, что позволяет избежать неприятных краевых эффектов, т.е. срыва потока и образования вихрей по краям зонта 1.

Достигнув источника 11, приточные струи 13 вследствие разрежения, создаваемого вытяжным вентилятором 8 (на фиг.6 не показан), разворачиваются и замыкаются (показано изогнутыми стрелками на фиг.6), обеспечивая эффективную локализацию вредных примесей. Загрязненный воздух поступает под вытяжной зонт 1 и удаляется из помещения по вытяжному воздуховоду 2. Таким образом в помещении образуется замкнутая вокруг источника 11 циркуляция воздуха, что позволяет использовать в качестве приточного как обработанный, так и необработанный воздух (наружный, рециркуляционный и др.).

Вариант устройства, изображенный на фиг.5, работает аналогично тому, как это было описано выше. Конструкция, представленная на фиг.5, является более компактной и является предпочтительной при условии достаточной высоты потолков помещения.

Устройство согласно изобретению удобно в изготовлении, поскольку допускает применение унифицированных элементов (распределительная камера, нагнетательные патрубки, сопла с насадками и др.).

Устройство, кроме того, удобно в обслуживании, поскольку характеризуется легкостью регулировки распределения расхода воздуха по щелевым соплам 4 благодаря центральной компоновке приемно-распределительной камеры 5 и симметрично расположенным нагнетательным патрубкам 6.

Использование: в системах вентиляции. Сущность изобретения: устройство для удаления вредных примесей из атмосферы помещения содержит вытяжной зонт и средство подачи приточного воздуха в зону образования вредных примесей, включающее в себя щелевые сопла, расположенные по периметру зонта и ориентированные по направлению к источнику образования вредных примесей, и приспособление для распределения воздуха от подающего воздуховода к щелевым соплам. Приспособление для распределения воздуха выполнено в виде расположенной в центральной части зонта распределительной камеры, сообщенной с подающим воздуховодом и оснащенной нагнетательными патрубками по числу щелевых сопел, сообщенными каждый с соответствующим соплом в месте, равноотстоящем от торцов этого сопла. В предпочтительном варианте сопла снабжены сотовыми насадками и ширина щели каждого сопла b выбрана из условия выполнения соотношения:

где b - ширина сопла, м; F - площадь поперечного сечения зонта, м²; P -периметр зонта, м; H - высота установки зонта над источником вредных примесей, м. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для удаления вредных примесей из атмосферы помещения, содержащее вытяжной зонт и средство подачи приточного воздуха в зону образования вредных примесей, включающее в себя щелевые сопла, расположенные по периметру зонта и ориентированные по направлению к источнику образования вредных примесей, и приспособление для распределения воздуха от подающего воздуховода к щелевым соплам, отличающееся тем, что приспособление для распределения воздуха выполнено в виде расположенной в центральной части зонта распределительной камеры, сообщенной с подающим воздуховодом и оснащенной нагнетательными патрубками по числу щелевых сопл, сообщенными каждый с соответствующим соплом в месте, равноотстоящем от торцов этого сопла. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ширина b щели каждого сопла выбрана из условия выполнения соотношения

где b ширина сопла, м;
F площадь поперечного сечения зонта, м²;
Р периметр зонта, м;
Н высота установки зонта над источником вредных примесей, м. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каждое щелевое сопло снабжено сотовым насадком с соотношением длины каждого сота и его эквивалентного диаметра по меньшей мере 10 1.