ПОТОЛОЧНАЯ ВЕНТИЛЯТОРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2003 года по МПК F04D17/04 

Изобретение относится к области вентиляционной техники и предназначено для вентиляции помещений.

Для притока и циркуляции воздуха в помещении с целью создания требуемых скоростных и температурных полей применяют приточные насадки [1]. При этом для рассеяния воздуха во все стороны используют насадок в виде равномерно перфорированной полусферы, являющейся по сравнению с другими типами насадок наиболее эффективной. Вместе с тем даже при значительном сопротивлении движению воздуха (суммарная площадь щелей или отверстий значительно меньше площади подводящей трубы) рассеяния потока по большому объему помещения достичь не удается, что является существенным недостатком данного насадка. Причиной этому является то, что радиально вытекающие из всех отверстий струйки воздуха поворачивают и сливаются в общий факел, который распространяется по геометрической оси насадка так, как будто он выпущен непосредственно из цилиндрической трубы.

Известен насадок для раздачи воздуха во все стороны, представляющий собой цилиндрическую трубу, заглушенную на конце и имеющую на боковой поверхности перфорацию [1]. Однако данному насадку присущ диффузорный эффект, обусловленный тем, что струйки воздуха, вытекающие из первых по направлению потока отверстий, под влиянием составляющей поступательной скорости настилаются на стенки воздуховода и при своем движении вдоль оси сбивают и те струйки, которые почти нормально вытекают вблизи заглушенного конца. Поэтому вместо раздачи во все стороны от оси воздуховода получается поток вдоль оси, словно он вытекает из круглого отверстия.

Широко известны потолочные пропеллерные вентиляторы, используемые для обмена и циркуляции воздуха в помещении [прототип]. При вращении пропеллера забираемый им из надпропеллерного пространства воздух вводится в помещение в виде нисходящей расширяющейся свободной осесимметричной струи (турбулентной струи). Поскольку угол расширения струи составляет 25...29^o [1], то она занимает малый объем вентилируемого помещения, что является недостатком потолочно-пропеллерных вентиляторов. Стремление устранить этот недостаток установкой нескольких вентиляторов с определенным размещением относительно друг друга устраняет отмеченный недостаток лишь частично, но в то же время существенно повышает стоимость вентиляционной системы. Поэтому потолочные пропеллерные вентиляторы имеют существенный недостаток.

В результате анализа научной и патентной литературы предлагается потолочная вентиляторная установка: ее схема представлена на фиг.1, а на фиг.2 приведено сечение А-А фиг.1.

Потолочная вентиляторная установка, монтируемая на потолке, состоит из мотор-редуктора 1 и диаметрального вентилятора 2, который имеет рабочее колесо 3, образованное дисками и криволинейными, загнутыми вперед лопатками, и закрытый с торцев спиральный корпус, имеющий основание 4 и делительную стенку 5.

Открытая часть колеса 3, соответствующая дуге а-а окружности - от входной кромки основания 4 корпуса до входной кромки его делительной стенки 5, образует входное окно 6, а конечная часть основания 4 и делительная стенка 5 - выходной патрубок 7 вентилятора 2.

Мотор-редуктор 1 закреплен на потолочном перекрытии, а на его выходном валу - подшипниковый узел 8 для крепления корпуса диаметрального вентилятора 2. Рабочее колесо 3 консольно закреплено на выходном валу 9 мотор-редуктора 1.

Вентиляторная установка работает следующим образом. При вращении рабочего колеса 3 диаметрального вентилятора 2 воздух из входного окна 6 захватывается лопатками колеса 3, последовательно проходит его межлопаточные каналы в центростремительном направлении и внутреннее пространство колеса 3. Затем воздух вновь захватывается лопатками колеса 3 и последовательно проходит его межлопаточные каналы в центробежном направлении и спиральный корпус, а затем выходным патрубком 7 отводится в помещение. Направление вращения рабочего колеса 3 и спирального корпуса диаметрального вентилятора 2, а также движение воздуха на входе в вентилятор, в его проточной части и на выходе из него на фиг.2 показаны соответствующими стрелками.

При выходе потока воздуха из выходного патрубка 7 диаметрального вентилятора 2 возникает реактивная сила - сила тяги, которая приводит во вращение спиральный корпус в направлении, противоположном направлению вращения колеса 3. При установившемся режиме работы диаметрального вентилятора 2 и при выходе струи воздушного потока в атмосферу (т.е. когда статическое давление в струе на выходе из вентилятора равно давлению окружающего воздуха) сила тяги равна изменению количества движения воздуха, прошедшего через проточную часть вентилятора 2 [2, 3]. Следовательно, для силы тяги имеем
Р=m(v-v_в),
где m - секундная масса воздуха, проходящая через проточную часть вентилятора;
v - средняя скорость воздуха на выходе из вентилятора;
v_в - скорость движения средней точки выходного сечения выходного патрубка вентилятора.

Потолочная вентиляторная установка аналогичным образом может быть образована радиальным вентилятором, при этом ее устройство и процесс работы аналогичны устройству и процессу работы описанной установки.

Вследствие вращения корпуса вентилятора 2 под воздействием реактивной силы в вентилируемое помещение равномерно вводится расширяющаяся вращающаяся турбулентная струя воздушного потока, а вследствие того, что воздух в вентилятор 2 всасывается через вращающееся входное окно 6, то струя воздуха вначале искривляется вниз, а затем - вверх, благодаря чему объем вентилируемой части помещения возрастает, а циркуляция воздуха в данном объеме протекает более равномерно.

Благодаря выше отмеченному характеру ввода воздуха предлагаемой потолочной вентиляторной установкой в вентилируемое помещение и подводу воздуха ко входному окну ее диаметрального вентилятора улучшаются санитарно-гигиенические условия находящемуся в помещении персоналу и снижаются затраты средств вследствие применения меньшего числа вентиляторных установок в помещении.

Литература
1. Батурин В. В. Основы промышленной вентиляции. - М. : Профиздат (издательство ВЦСПС), 1956. - 527 с.

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1969. - 824 с.

3. Стрелков С.П. Механика. - М.: Наука, 1975. - 559 с.

Изобретение относится к вентиляционной технике, предназначено для вентиляции помещений и обеспечивает улучшение санитарно-гигиенических условий для персонала и снижение затрат средств за счет уменьшения числа вентиляторов в помещении. Это достигается тем, что в потолочной вентиляторной установке (ПВУ), состоящей из диаметрального вентилятора (ДВ) и механизма привода (мотор-редуктора), спиральный корпус (СК) ДВ посредством подшипникового узла закреплен на валу привода во вращение рабочего колеса (РК), благодаря чему возникающая при работе ПВУ сила тяги приводит во вращение СК В в направлении, противоположном направлению вращения РК. 2 ил.

Потолочная вентиляционная установка, содержащая вентилятор и механизм его привода, отличающаяся тем, что корпус диаметрального вентилятора посредством подшипникового узла закреплен на валу привода во вращение рабочего колеса данного вентилятора.