ВЕНТИЛЯТОРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК F04D25/00 

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к вентиляционным установкам, и может найти широкое применение как в быту, так и в промышленных системах.

Известно вентиляторное устройство, содержащее корпус с нагнетательным элементом, соединенным с приводом через муфту-стабилизатор и генератор и установленным с возможностью вращения вокруг своей оси (см. авторское свидетельство СССР N 666301, кл. F 04 D 25/04, 1979). Недостатками данной установки являются сложность конструкции и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к заявленному является вентиляторное устройство, содержащее полый нагнетательный элемент и воздухопровод, соединяющий нагнетательный элемент с вторичным нагнетательным узлом, при этом нагнетательный элемент сообщен с окружающей средой и установлен с возможностью вращения вокруг своей оси (см. авторское свидетельство СССР N 211773, кл. F 24 F 7/00, 1968). К недостаткам данного устройства относятся низкая нагнетательная способность и ограниченные функциональные возможности.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик вентиляторного устройства и расширение его функциональных возможностей.

Поставленная задача решается путем того, что в вентиляторном устройстве, содержащем полый нагнетательный элемент и воздухопровод, соединяющий нагнетательный элемент с вторичным нагнетательным узлом, нагнетательный элемент сообщен с окружающей средой, установлен с возможностью вращения вокруг своей оси и выполнен в виде полых лопастей с отверстиями, соединяющими через полости лопастей воздухопровод с окружающей средой. Это позволяет повысить нагнетательную способность устройства.

Нагнетательный элемент может содержать Г-образные реактивные трубки, полости которых сообщены с полостью нагнетательного элемента и окружающей средой. Нагнетательный элемент может также содержать дополнительные сплошные лопасти. Это дает возможность повысить реактивную тягу и, соответственно, скорость вращения лопастей.

Для улучшения теплообмена поверхности лопастей нагнетательного элемента могут быть выполнены гофрированными, а полости лопастей могут быть разделены перегородками на отдельные каналы. По меньшей мере часть поверхности каждой из лопастей может быть выполнена в виде сквозной решетки или сетки, через отверстия которой полость лопасти соединена с окружающей средой.

Для использования вентиляторного устройства в качестве теплообменного аппарата на воздухопроводе могут быть установлены охлаждающее и нагревающее устройства.

С помощью вентиляторного устройства может разбрызгиваться какая-либо жидкость, например вода. Для осуществления этого воздухопровод может быть соединен с трубопроводом для жидкости.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 изображен поперечный разрез устройства; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1; на фиг.3 - пример выполнения устройства с реактивными трубками; на фиг. 4-6 - примеры выполнения устройства, вид сверху; на фиг.7-10a - варианты выполнения лопастей; на фиг. 11 - схематичное изображение устройства с вторичным нагнетательным узлом; на фиг. 12 - схематичное изображение устройства с вторичным нагнетательным узлом, вариант выполнения; на фиг. 13 - схематичное изображение устройства с двухфазным вторичным нагнетательным узлом.

Вентиляторное устройство содержит нагнетательный элемент 1 с полостью 2 и боковыми проходными отверстиями 3, 4, при этом отверстие 3 соединяет полость 2 с полостью 5 лопасти 6, а отверстие 4 соединяет полость 2 с полостью 7 лопасти 8. Нагнетательный элемент 1 имеет резьбовое соединение с накидной гайкой 9, в которой размещена шайба 10. В лопасти 6, например в задней ее грани, выполнено проходное отверстие 11, соединяющее полость 5 с окружающей средой. Аналогичное проходное отверстие 12 выполнено в лопасти 8. Отверстие 12 соединяет полость 7 с окружающей средой.

Нагнетательный элемент 1 может быть выполнен с дополнительными Г-образными трубками 13 и 14, полости которых сообщены с полостью нагнетательного элемента 1 через отверстия 3, 4 и с окружающей средой (фиг. 5). В частном случае, не отраженном в формуле изобретения, на Г-образных трубках 13 и 14 могут быть закреплены сплошные без полостей лопасти 15 и 16, которые могут быть одновременно закреплены на нагнетательном элементе 1 (фиг. 3). Аналогично лопастям 8 и 6 на нагнетательном элементе могут быть закреплены дополнительные лопасти 17 и 18 (фиг.4). Нагнетательный элемент может дополнительно содержать сплошные лопасти 15a и 16a (фиг. 6). Для лучшей передачи тепла при использовании вентиляторного устройства в качестве теплообменного аппарата на поверхности лопастей выполняются радиальные гофры 19, которые могут иметь различную форму, например с радиусной образующей, и в сечении иметь форму квадрата или треугольника (фиг. 7). Лопасти 6 и 8 могут иметь несколько проходных отверстий 20, представляющих собой решетку (фиг. 8). По меньшей мере часть лопасти, а в отдельных случаях вся лопасть, может быть выполнена из сетки 21, через отверстия которой полость 2 соединена с окружающей средой (фиг. 9). Отверстия 11 и 12 могут быть связаны с окружающей средой через форсунки 22, закрепленные на лопастях (фиг. 10). При выполнении вентиляторного устройства в качестве теплообменного аппарата в полостях 5, 7 лопастей 6, 8 нагнетательного элемента 1 размещены перегородки 23a (фиг. 10a).

Вентиляторное устройство содержит воздухопровод 23. Шайба 10 жестко крепится на воздухопроводе 23, при этом нагнетательный элемент и накидная гайка 9 установлены так, что имеют возможность вращаться относительно шайбы 10 и воздухопровода 23. На воздухопроводе 23 могут быть установлены нагреватель 24, например паронагреватель или электронагреватель, и охладитель 25, например холодильник фрионовый, а также фильтр 26 для очистки воздуха. Воздухопровод 23 связывает нагнетательный элемент 1 с выходом вторичного нагнетательного узла 27, вход которого соединен с заборным устройством 28. Фильтр 26 может быть установлен на заборном устройстве 28. В качестве нагнетательного узла 27 может использоваться, например компрессор или вторичный вентилятор с электроприводом. Воздухопровод 23 может быть собран в виде коллектора и иметь отводы 29, 30, 31, соединенные через запорно-регулирующие вентили 32, 33, 34 с нагнетательными элементами.

При выполнении вентиляторного устройства с двухфазным вторичным нагнетательным узлом нагреватель 24 и охладитель 25 могут быть установлены непосредственно на отводах 29, 30, 31 воздухопровода 23, а вторичный нагнетательный узел 27 выполнен из двух параллельно установленных устройств, например компрессора 35 и насоса 36. При этом компрессор 35 установлен на дополнительном воздухопроводе 37, а насос - на трубопроводе 38 для жидкости. Дополнительный воздухопровод 37 через редуцирующее устройство, например стабилизатор давления 39, соединен с одним входом смесителя 41, а трубопровод 38 для жидкости через другое редуцирующее устройство, стабилизатор давления 40 соединен с другим входом смесителя 41, выход которого подключен к воздухопроводу 23. Давление после стабилизаторов 39 и 40 в трубопроводе 38 для жидкости и дополнительном воздухопроводе 37 устанавливается приблизительно одинаковым. На воздухопроводе 23 может быть установлен предохранительный механизм 42, например предохранительный клапан, позволяющий защитить воздухопровод 23 от перегрузки при перекрытии вентилей 32, 33, 34. Так, например, при превышении давления воздуха на выходе из компрессора 35 механизм 42 откроется и излишек воздуха будет поступать на вход компрессора 35.

Сжатая газовая среда, например сжатый воздух, подается по воздухопроводу 23 в полость 2 нагнетательного элемента 1, откуда через полости 5, 7 лопастей 6, 8 выходит из отверстий 11 и 12 с достаточной силой, создавая реактивную тягу. Лопасти 6, 8 начинают вращаться, создавая определенный напор воздуха. Частично воздух может выходить через отверстия 20 или отверстия сетки 21. Трубки 13 и 14 могут создавать дополнительную реактивную тягу. Если необходимо подогреть воздух, то включается подогреватель 24. Если необходимо охладить воздух, то включается охладитель 25. Скорость вращения нагнетательных элементов регулируется вентилями 32, 33, 34, которые уменьшают или увеличивают подачу воздуха на нагнетательные элементы.

При выполнении вентиляторным устройством функций теплообменника гофры 19 способствуют лучшей теплоотдаче прогретых лопастей при их вращении. Для той же цели служат перегородки 23a, они увеличивают путь прогретого воздуха в полости 5, 7 лопастей 6, 8. Тем самым увеличивается отдача его тепла поверхности лопасти, а через нее окружающей среде. Форсунка 22 способствует лучшему перемешиванию прогретого воздуха с окружающей средой. Вращение лопастей позволяет перемешивать прогретый или охлажденный воздух с окружающей средой и нагнетать воздух в нужном направлении. Так, например, при расположении лопастей 6 и 8 под потолком помещения вращающиеся лопасти имеют возможность нагнетать прогретый воздух вниз, не допуская тем самым переохлаждения нижней части помещения. Скорость вращения лопастей легко регулируется уменьшением подачи на них сжатого воздуха, например, перекрытием или открытием вентиля 32. Если лопастей несколько и они закреплены на одном коллекторе и питаются от одного коллектора, скорость их вращения может при помощи вентилей 32, 33, 34 устанавливаться (задаваться) совершенно разной.

Принцип работы вентиляторного устройства с двухфазным вторичным нагнетательным узлом аналогичен, только по воздухопроводу 23 на лопасти 6 и 8 подается из смесителя 41 газоводяная смесь. В частном случае компрессор может быть отключен, тогда по воздухопроводу 23 на нагнетательный элемент будет подаваться жидкость, например вода.

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к вентиляционным установкам, и позволяет повысить эксплуатационные характеристики вентиляторного устройства и расширить его функциональные возможности. В вентиляторном устройстве, содержащем полый нагнетательный элемент и воздухопровод, соединяющий нагнетательный элемент с вторичным нагнетательным узлом, нагнетательный элемент сообщен с окружающей средой, установлен с возможностью вращения вокруг своей оси и выполнен в виде полых лопастей с отверстиями, соединяющими через полости лопастей воздухопровод с окружающей средой. 8 з.п.ф-лы, 14 ил.

1. Вентиляторное устройство, содержащее полый нагнетательный элемент и воздухопровод, соединяющий нагнетательный элемент с вторичным нагнетательным узлом, при этом нагнетательный элемент сообщен с окружающей средой и установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, отличающееся тем, что нагнетательный элемент выполнен в виде полых лопастей с отверстиями, соединяющими через полости лопастей воздухопровод с окружающей средой. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагнетательный элемент содержит Г-образные реактивные трубки, полости которых сообщены с полостью нагнетательного элемента и окружающей средой. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагнетательный элемент дополнительно содержит сплошные лопасти. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхности лопастей выполнены гофрированными. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полости лопастей разделены перегородками на отдельные каналы. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере часть поверхности каждой из лопастей выполнена в виде сквозной решетки, через отверстия которой полость лопасти соединена с окружающей средой. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере часть лопасти выполнена из сетки, через отверстия которой полость лопасти связана с окружающей средой. 8. Устройство по пп.1 - 7, отличающееся тем, что на воздухопроводе установлены охлаждающее и нагревающее устройства. 9. Устройство по пп.1 -8, отличающееся тем, что воздухопровод соединен с трубопроводом для жидкости.