ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ РЕШЕТКА Российский патент 1998 года по МПК F24F13/06 

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха и может быть использовано для подачи приточного воздуха в различные помещения.

Известна воздухораспределительная решетка для подачи воздуха в вентилируемое помещение, содержащая прямоугольный каркас, в котором закреплена рама, с установленными в нем на осях с возможностью поворота относительно последних направляющими лопатками, выполненными в виде продольных параллельных пластин, причем оси вращения последних связаны жестко по краям с общими стержнями, перпендикулярными к этим осям и соединенными с общей регулирующей ручкой, выступающей снаружи воздухораспределительной решетки [1].

Однако для данной решетки характерна громоздкость конструкции, а также вышеуказанное конструктивное выполнение направляющих лопаток не обеспечивает высокую интенсивность затухания приточных струй, что в свою очередь снижает эффективность процесса смешения приточного воздуха с воздухом помещения, приводя тем самым к ухудшению микроклимата в последнем.

В качестве прототипа выбрана воздухораспределительная решетка, содержащая корпус с установленной в нем по меньшей мере одной группой направляющих лопаток, выполненных в виде параллельных неподвижных пластин, при этом параллельные между собой лопатки одной группы в случае выполнения упомянутой решетки, содержащей несколько групп лопаток, могут быть установлены относительно параллельных между собой лопаток других групп параллельно или под углом к ним [2].

Данная воздухораспределительная решетка хотя и обладает компактностью и простотой конструкции, однако вышеуказанное конструктивное выполнение направляющих лопаток не обеспечивает высокую интенсивность затухания приточных струй. Кроме того, данное конструктивное выполнение решетки не обеспечивает возможность регулирования расхода воздуха и направления его потока, что требует дополнительной установки в воздухоподводящую трубу заслонки, регулирующей вышеуказанные параметры воздуха.

Задача изобретения - создание воздухораспределительной решетки, обеспечивающей высокую интенсивность процесса смешения приточного воздуха с воздухом помещения, а также возможность регулирования расхода воздуха и направления его потока при сохранении компактности конструкции.

Технический результат - повышение интенсивности затухания приточных струй, а также обеспечение возможности регулирования расхода воздуха и направления его потока.

Указанный технический результат достигается тем, что в воздухораспределительной решетке, содержащей корпус с установленной в нем по меньшей мере одной группой направляющих лопаток, выполненных в виде параллельных пластин, согласно изобретению последние со стороны выхода воздуха выполнены разрезными с образованием поочередно отогнутых на угол 15-30^o в противоположные стороны участков.

Усилению указанного технического результата способствует то, что число отогнутых участков составляет 10-20.

Кроме того, усилению указанного технического результата способствует выполнение отогнутых участков с длиной кромок по линии разреза, составляющей 0,02-0,1 максимального размера пластины в направлении движения воздуха.

Усилению указанного технического результата способствует также то, что отогнутые в противоположные стороны участки имеют криволинейную поверхность и обращены друг к другу выпуклыми сторонами.

Достижению указанного технического результата способствует также то, что направляющие лопатки установлены с возможностью поворота.

Выполнение направляющих лопаток в виде пластин со стороны выхода воздуха разрезными с образованием отогнутых на угол 15-30^o в противоположные стороны участков способствует тому, что поток воздуха, проходящий по каналам, образованным упомянутыми лопатками, попадая на отогнутые участки пластин, разделяется на ряд высокотурбулизированных выпускных потоков, направление которых совпадает с направлением отогнутых участков. При этом поток воздуха, сходя с лопатки, несет в себе большое число вихрей, соизмеримых с отогнутым участком и являющихся мелкомасштабными для общего потока воздуха, проходящего через каналы решетки. Энергия вихрей диссипирует в помещении, обеспечивая большой угол раскрытия и быстрое затухание приточной струи, способствуя тем самым повышению интенсивности процесса смешения приточного воздуха с воздухом помещения, что в конечном итоге приводит к улучшению микроклимата в последнем. Сравнительные экспериментальные исследования воздухораспределительных решеток с направляющими лопатками, выполненными в соответствии с изобретением, и лопатками, выполненными в форме прямоугольных пластин (как у прототипа), показали, что в первом случае наблюдается снижение скоростного коэффициента струи в 2-2,5 раза, который составляет 1,2-1,7, а коэффициент местного сопротивления при этом не превышает величины 1,7-1,8, что и приводит в конечном итоге к повышению интенсивности затухания приточных струй. Экспериментально также установлено, что при выполнении упомянутых участков отогнутыми на угол меньше 15^o скоростной коэффициент струи на выходе из решетки практически не изменяется, наблюдается малая турбулизация потока. Наличие заметных вихрей, обеспечивающих достижение указанного технического результата, наблюдается в интервале угла отгиба 15-30^o. При увеличении угла отгиба больше 30^o отмечается быстрый рост коэффициента местного сопротивления решетки, снижается количество воздуха, проходящего через нее, а величина скоростного коэффициента струи на выходе из решетки практически не изменяется и, как следствие, не повышается интенсивность затухания приточной струи. Эксперимент также показал, что наибольшая эффективность по затуханию приточной струи и интенсивности процесса смешения приточного воздуха с воздухом помещения наблюдается в случае выполнения пластин с отогнутыми участками в количестве 10-20, а также при длине кромки отогнутого участка по линии разреза 0,02-0,1 максимального размера пластины в направлении движения воздуха. При данном соотношении параметров отогнутых участков осуществляются режим безотрывного течения воздуха в межлопаточном пространстве и образование мелкомасштабных по отношению к общему размеру лопатки вихрей. Этот процесс еще более усиливается при выполнении отогнутых участков с криволинейной поверхностью и при условии, что упомянутые участки обращены друг к другу выпуклыми сторонами.

Установка направляющих лопаток с возможностью поворота способствует еще более интенсивному затуханию приточных струй, а также обеспечивает возможность регулирования расхода воздуха и направление его потока при сохранении компактности воздухораспределительной решетки, не требуя установки для этой цели специальных регулирующих устройств.

На фиг. 1 представлено схематичное изображение воздухораспределительной решетки с одной группой неподвижно установленных параллельно оси струи направляющих лопаток; на фиг. 2 - схематичное изображение воздухораспределительной решетки с двумя группами неподвижных направляющих лопаток, в которой параллельные между собой лопатки одной группы установлены под углом относительно параллельных между собой лопаток другой группы; на фиг. 3 - схематичное изображение воздухораспределительной решетки с направляющими лопатками, установленными с возможностью поворота; на фиг. 4, 5 - варианты выполнения направляющих лопаток в виде пластин различной формы; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 4; фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 5.

Воздухораспределительная решетка содержит корпус 1, в котором установлены, например, одна (фиг. 1 и фиг. 3) или две (фиг. 2) группы направляющих лопаток 2, выполненных в виде параллельных, например, металлических пластин, которые со стороны выхода воздуха выполнены разрезными с образованием поочередно отогнутых, в частности, на угол α = 30^o в противоположные стороны участков 3, имеющих прямолинейные (фиг. 6) или криволинейные (фиг. 7) поверхности, причем в последнем случае эти поверхности обращены друг к другу выпуклыми сторонами. Направляющие лопатки 2 в группах могут быть установлены параллельно оси потока (фиг. 1, 3) или под углом к ней (фиг. 2). Упомянутые лопатки 2 могут быть выполнены в виде разрезных со стороны выхода воздуха пластин, например, прямоугольной формы (фиг. 4), иметь форму, изображенную на фиг. 5, или иную форму (не показано). На фиг. 4 показана направляющая лопатка, в частности, с двадцатью отогнутыми участками 3, а на фиг. 5 - с десятью участками. Длина "c" кромки отогнутого участка 3 по линии разреза равна, в частности, 0,1 ее максимального размера "b" в направлении движения воздуха (фиг. 4-7). Направляющие лопатки 2 могут быть установлены в корпусе 1 неподвижно (фиг. 1, 2) или, например, закреплены с одной стороны на осях 4 и установлены в корпусе 1 с возможностью поворота вместе с последними (фиг. 3).

Воздухораспределительная решетка работает следующим образом. Поток приточного воздуха по воздуховоду системы вентиляции (не показано) под действием вентилятора сначала поступает в корпус 1 и далее распределяется по щелевым каналам, образованным направляющими лопатками 2, образуя при этом ряд плоских струй, которые при соприкосновении с отогнутыми участками 3 разбиваются на ряд высокотурбулизированных потоков, направление которых совпадает с направлением отогнутых участков 3 направляющих лопаток 2. При этом поток воздуха, сходя с отогнутых участков 3 направляющей лопатки 2, несет в себе большое число вихрей, соизмеримых с отогнутыми участками, то есть мелкомасштабных для общего потока воздуха, проходящего через каналы решетки. Энергия вихрей диссипирует в помещении, обеспечивая быстрое затухание приточной струи, способствуя тем самым повышению интенсивности процесса смешения приточного воздуха с воздухом помещения, что в конечном итоге приводит к улучшению микроклимата в последнем. Регулирование расхода воздуха и изменение направления его потока осуществляются с помощью поворота на заданный угол направляющих лопаток 2 вместе с осями 4, на которых они закреплены. Поворот лопаток 2 в этом случае может быть осуществлен независимо друг от друга. Уменьшение или увеличение расхода приточного воздуха происходит за счет изменения проходного сечения каналов, образованных направляющими лопатками 2, и не требует установки для этих целей дополнительного регулирующего устройства.

Изобретение предназначено для использования в системах вентиляции и кондиционирования при подаче приточного воздуха в различные помещения. Воздухораспределительная решетка содержит корпус с установленными в нем направляющими лопатками, выполненными в виде параллельных пластин, согласно изобретению последние со стороны выхода воздуха выполнены разрезными с образованием отогнутых на угол 15-30^o в противоположные стороны участков. Для достижения более высокого технического результата число отогнутых в противоположные стороны участков составляет 10-20, а длина кромки упомянутых участков по линии разреза составляет 0,02-0,1 максимального размера пластины в направлении движения воздуха. Кроме того, отогнутые в противоположные стороны участки имеют криволинейную поверхность и обращены друг к другу выпуклыми сторонами. Для обеспечения возможности регулирования расхода и направления его потока направляющие лопатки установлены с возможностью поворота. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Воздухораспределительная решетка, содержащая корпус с установленной в нем по меньшей мере одной группой направляющих лопаток, выполненных в виде параллельных пластин, отличающаяся тем, что последние со стороны выхода воздуха выполнены разрезными с образованием поочередно отогнутых на угол 15 - 30^o в противоположные стороны участков. 2. Решетка по п.1, отличающаяся тем, что число отогнутых участков составляет 10 - 20. 3. Решетка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что длина кромки отогнутого участка по линии разреза составляет 0,02 - 0,1 максимального размера пластины в направлении движения воздуха. 4. Решетка по пп.1, 2 или 3, отличающаяся тем, что отогнутые в противоположные стороны участки имеют криволинейную поверхность и обращены друг к другу выпуклыми сторонами. 5. Решетка по пп.1 - 3 или 4, отличающаяся тем, что направляющие лопатки установлены с возможностью поворота.