УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА Российский патент 2009 года по МПК F24F13/65 

Изобретение относится к устройствам для распределения приточного воздуха систем вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано в помещениях, имеющих теплоизбытки.

Известно устройство для распределения приточного воздуха (а.с. СССР №1562619, кл. F24F 13/065, 1988 г.), содержащее входной конический патрубок и присоединенный к нему полусферический насадок с окружными рядами выпускных отверстий, выполненных на его поверхности, перекрытых коническими козырьками, прикрепленными к наружной поверхности насадка; в основаниях конических козырьков образованы выпускные отверстия, к внутренней поверхности насадка в зоне выпускных отверстий первого по ходу ряда прикреплены под острым углом к внутренней поверхности изогнутые пластины, при этом пластины и козырьки первого по ходу воздуха ряда отверстий расположены в одном направлении, а в остальных рядах козырьки размещены своими основаниями навстречу друг другу; насадок присоединен к входному патрубку с кольцевым зазором и с возможностью вращения; коническую обечайку, охватывающую входной патрубок с образованием воздушной кольцевой полости, сообщенной с помещением, а на внешней поверхности патрубка в месте присоединения к нему насадка и в зоне окружных рядов отверстий прикреплены пояса из гидрофильного материала.

Недостатками такого устройства являются:

- невозможность регулирования расхода воздуха, а следовательно, и скоростей приточных струй;

- невозможность регулирования подачи воздуха из помещения к основному потоку, выходящему из устройства в виде струй, а следовательно, регулирования перепада температур между приточными струями и воздухом помещения.

Известно устройство для распределения приточного воздуха (патент РФ №2290570, приоритет от 12.07.2005 г., кл. F24F 13/065) - ближайший аналог, содержащее входной патрубок и присоединенный к нему полусферический насадок с окружными рядами выпускных отверстий, выполненных на его поверхности, и окружные ряды конических козырьков, перекрывающих выпускные отверстия и прикрепленных к наружной поверхности насадка с образованием в их основаниях выпускных окон, изогнутые пластины, прикрепленные под острым углом к внутренней поверхности насадка в зоне выпускных отверстий первого по ходу воздуха ряда, коническую обечайку, охватывающую патрубок с образованием воздушной кольцевой полости, сообщенной с помещением, при этом пластины и козырьки первого по ходу потока ряда отверстий расположены в одном направлении, а в остальных рядах козырьки попарно обращены своими основаниями навстречу друг другу, причем патрубок выполнен коническим, а насадок присоединен к нему с кольцевым зазором и возможностью осевого вращения, на патрубке в месте присоединения к нему насадка и в зоне окружных рядов отверстий прикреплены пояса из гидрофильного материала, а к входу конического патрубка присоединен цилиндрический патрубок с размещенным в нем створчатым клапаном, внешняя поверхность цилиндрического патрубка снабжена резьбой и охвачена кольцом с внутренней резьбой, соответствующей резьбе на поверхности патрубка, нижняя половина кольца имеет внешнюю коническую форму, позволяющую при вращении кольца по резьбе изменять величину зазора для прохода воздуха из помещения в кольцевую полость, образованную между обечайкой и входным патрубком за счет вхождения в нее конусной части кольца.

Недостатком данного устройства является невозможность использования его в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, управляемых системами автоматического регулирования параметров воздушной среды в обслуживаемых помещениях.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для распределения приточного воздуха, позволяющего осуществлять регулирование перепада температур между приточными струями и воздухом помещения, а также расход воздуха, следовательно, и скорость приточных струй в автоматическом режиме, т.е. использовать предлагаемое устройство в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, оснащенных системами автоматического регулирования параметров воздушной среды в помещениях.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом устройстве для распределения приточного воздуха, содержащем входной патрубок и присоединенный к нему полусферический насадок с окружными рядами выпускных отверстий, выполненных на его поверхности, и окружные ряды конических козырьков, перекрывающих выпускные отверстия и прикрепленных к наружной поверхности насадка с образованием в их основаниях выпускных окон, изогнутые пластины, прикрепленные под острым углом к внутренней поверхности насадка в зоне выпускных отверстий первого по ходу воздуха ряда, коническую обечайку, охватывающую патрубок с образованием воздушной полости, сообщенной с помещением, при этом пластины и козырьки первого по ходу потока ряда отверстий расположены в одном направлении, а в остальных рядах козырьки попарно обращены своими основаниями навстречу друг другу, причем патрубок выполнен коническим, а насадок присоединен к нему с кольцевым зазором и возможностью кольцевого вращения, на патрубке в месте присоединения к нему насадка и на поверхности последнего в зонах окружных рядов отверстий прикреплены пояса из гидрофильного материала, а к входу конического входного патрубка присоединен цилиндрический патрубок с размещенным в нем створчатым клапаном, внешняя поверхность цилиндрического патрубка снабжена резьбой и охвачена кольцом с внутренней резьбой, соответствующей резьбе на поверхности патрубка, нижняя половина кольца имеет внешнюю коническую форму, позволяющую при вращении кольца по резьбе изменять величину зазора для прохода воздуха из помещения в кольцевую полость, образованную между обечайкой и входным патрубком за счет вхождения в нее конусной части кольца, к боковой поверхности цилиндрической части кольца плотно примыкает боковая поверхность диска, на которой закреплена полоса из фрикционного материала, например, из тормозной ленты любой марки, толщиной 4-5 мм, диск закреплен на оси, скрепленной соосно с валом исполнительного механизма, таким образом, диск и кольцо образуют фрикционную передачу; исполнительный механизм соединен электрически с регулятором температуры воздуха, к которому подключен датчик температуры, расположенный в помещении, а рычаг створчатого клапана скреплен с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха, к которому подключен датчик расхода, размещенный во входном патрубке; оба исполнительных механизма установлены на кронштейнах, прикрепленных к цилиндрическому патрубку.

Такое решение поставленной задачи обеспечивает технический результат, заключающийся в создании конструкции устройства, позволяющего осуществлять регулирование перепада температур между приточными струями и воздухом помещения, а также расход воздуха (скорость приточных струй) в автоматическом режиме, т.е. использовать предлагаемое устройство в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, оснащенных системами автоматического регулирования параметров воздушной среды в помещениях.

Анализ аналогов показал, что заявляемое техническое решение является новым. Новизна решения заключается в том, что боковая поверхность цилиндрической части кольца, охватывающего цилиндрический патрубок, и боковая поверхность диска плотно примыкают друг к другу, образуя фрикционную передачу, при этом для лучшего механического контакта (сцепления) боковых поверхностей на диске (на его боковой поверхности) закреплена пластина из фрикционного материала, например из тормозной ленты любой марки, толщиной 4-5 мм, а сам диск закреплен на оси, скрепленной соосно с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором температуры, к которому подключен датчик температуры, расположенный в помещении. Кроме того, рычаг створчатого клапана соединен с валом исполнительного механизма, к которому электрически подключен регулятор расхода воздуха с подключенным к нему регулятором расхода, размещенном во входном патрубке. При этом оба исполнительных механизма установлены на кронштейнах, прикрепленных к цилиндрическому патрубку.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 приведено предлагаемое устройство для распределения приточного воздуха; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1.

Устройство содержит входной патрубок 1 (имеющий коническую форму) и присоединенный к нему полусферический насадок 2 с окружными рядами выпускных отверстий 3, а также ряды конических козырьков 4, перекрывающих отверстия 3 и прикрепленных к наружной поверхности насадка 2 с образованием в их основаниях 5 выпускных окон 6, изогнутые пластины 7, прикрепленные под острым углом к внутренней поверхности насадка 2 в зоне выпускных отверстий 3 первого по ходу воздуха ряда, коническую обечайку 8, охватывающую патрубок 1 с образованием воздушной кольцевой полости 9, сообщенной с помещением, при этом пластины 7 и козырьки 4 первого по ходу потока ряда отверстий 3 расположены в одном направлении, а в остальных рядах обращены своими основаниями 5 друг к другу, причем насадок 2 присоединен к патрубку 1 с кольцевым зазором 10 и с возможностью осевого вращения. На патрубке 1, в месте присоединения к нему насадка 2, и на поверхности последнего в зоне окружных рядов отверстий 3 прикреплены пояса 11 из гидрофильного материала. Насадок 2 стержнями 12 и муфтами 13 прикреплен к оси 14 и патрубку 1 с возможностью вращения в муфтах 13 вместе с осью 14. Козырьки 4 могут быть выштампованы. Изогнутые пластины 7 вогнутой стороной обращены к потоку воздуха. К коническому патрубку 1 прикреплен цилиндрический патрубок 15, внутри которого смонтирован створчатый клапан 16, рычаг 17 которого соединен с осью 18 исполнительного механизма 19, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха (L) 20, к которому подключен датчик расхода 21. На внешней поверхности патрубка 15 нарезана резьба 22, аналогичная резьба нарезана на внутренней поверхности кольца 23, охватывающего патрубок 15; нижняя половина кольца 23 имеет конусную форму. К боковой поверхности кольца 23 плотно примыкает боковая поверхность диска 24, на которой закреплена пластина 25 из фрикционного материала. Диск 24 закреплен на оси 26, соосно скрепленной с валом 27 исполнительного механизма 28, соединенного электрически с регулятором температуры (t°) 29, к которому подключен датчик температуры воздуха 30. Исполнительные механизмы 19 и 28 установлены на кронштейнах 31, закрепленных на патрубке 15.

Устройство работает следующим образом. Воздух из отвода магистрального воздуховода (не показан) поступает в цилиндрический патрубок 15, проходит между створками клапана 16 и далее поступает во входной патрубок 1. Основной поток воздуха с несколько увеличивающейся скоростью (за счет конструкции патрубка 1) поступает в сферический насадок 2. Часть этого потока встречает на своем пути изогнутые пластины 7, за счет их расположения вогнутой стороны к потоку воздуха, возникает сила, создающая крутящий момент, приводящий насадок 2 во вращение. Отраженный от пластин 7 воздух поступает через отверстия 3 в конические козырьки 4 и далее через выпускные окна 6 выходит наружу. Выходящий из первого по ходу потока ряда выпускных окон 6 воздух создает дополнительный крутящий момент, способствующий вращению насадка 2. Выходящие из окон 6 воздушные струи попарно направленных навстречу друг другу окон 6 сталкиваются, завихряются и теряют скорость. Вращение насадка 2 приводит к импульсному выпуску и более интенсивному завихрению этих струй, т.е. способствует снижению их скоростей. Часть воздушного потока, проходящего через патрубок 1, поступает в кольцевой зазор 10 и далее встречается с воздушным потоком, выходящим из окон 6 первого ряда. За счет столкновения этих потоков происходит их завихрение, что приводит к потере их скоростей, а вращение насадка 2 интенсифицирует этот процесс. В то же время воздушный поток, выходящий из кольцевого зазора 10, создает разрежение в воздушной полости 9, сообщенной с помещением. В результате создается движение (подсос) воздуха из помещения, который подмешивается к потоку, движущемуся из насадка 2 в помещение, изменяя его температуру. В холодный период года при поступлении в патрубок 1 холодного воздуха на его поверхности и на поверхности насадка 2 выпадает сконденсировавшаяся влага из воздуха, которая стекает на пояса 11 из гидрофильного материала. При обдуве влажного гидрофильного материала влага испаряется, увлажняя приточные струи (повышая их влагосодержание). Фронт движения воздушного потока от насадка 2 в помещение имеет форму, близкую полусферической, т.е. движение приточных струй в помещение происходит примерно по радиусам полусферы в нескольких плоскостях одновременно. Скорость движения потока через устройство регулируется с помощью изменения расхода воздуха путем частичного (или полного) прикрытия (открытия) створок клапана 16, управляемого исполнительным механизмом 18, получающим команды от регулятора расхода (L) воздуха 20, на который поступают сигналы от датчика расхода 21. Необходимый расход воздуха устанавливается заранее настройкой регулятора расхода 20. Перепад температур между приточными струями и воздухом помещения поддерживается на заданном уровне с помощью регулятора температуры (t°) воздуха 29, получающего сигналы от установленного в помещении датчика температуры 30. Регулятор 29 управляет исполнительным механизмом 28, подавая ему команды на вращение выходного вала 27 в ту или иную сторону. При этом вращение вала 27 передается скрепленной с ним оси 26 диска 24, который связан фрикционно (с помощью полосы 25 из фрикционного материала) с кольцом 23 (образует фрикционную передачу), которое, вращаясь по резьбе 22, перемещается вверх либо вниз, при этом конусная часть кольца 23 входит (либо выходит) в воздушную полость 9, уменьшая (либо увеличивая) площадь для подсоса воздуха из помещения, что приводит к изменению количества подмешиваемого воздуха из помещения к приточному воздуху, выходящему из насадка 2, изменяя при этом его температуру.

Предлагаемое устройство является промышленно применимым, так как включает в себя действующее устройство (по патенту РФ №2290570), дополненное деталями, не представляющими сложности в изготовлении и монтаже, а исполнительные механизмы, регуляторы расхода и температуры воздуха и датчики выпускаются промышленностью.

Предлагаемое устройство для распределения приточного воздуха по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществлять регулирование перепада температур между приточными струями и воздухом помещения, а также расход воздуха (скорость приточных струй) в автоматическом режиме, т.е. использовать устройство в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, оснащенных системами автоматического регулирования параметров воздушной среды в помещениях.

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано в помещениях, имеющих теплоизбытки. Оно предназначено для систем, оснащенных приборами для автоматического поддержания заданных параметров воздушной среды и позволяет распределять воздух в помещении, осуществляя гашение скоростей приточных струй и уменьшая разницу температур между приточными струями и воздухом помещения. В холодное время года устройство позволяет также увлажнять воздух, поступающий в помещение, используя выпадение конденсата на поверхности входного патрубка и полусферического насадка. При этом конструкция устройства позволяет распределять приточный воздух полусферическим фронтом. Гашение скоростей приточных струй происходит за счет их импульсного истечения, завихрения и столкновения их друг с другом. Уменьшение перепадов температур осуществляется за счет подмешивания к приточному воздуху воздуха из помещения. Гашение скоростей приточных струй и уменьшение перепада температур между воздухом помещения и приточным воздухом происходит в автоматическом режиме с помощью системы автоматического регулирования заданных параметров воздушной среды в помещении. Технический результат - регулирование перепада температур. 3 ил.

Устройство для распределения приточного воздуха, содержащее входной патрубок и присоединенный к нему полусферический насадок с окружными рядами выпускных отверстий, выполненных на его поверхности, и окружные ряды конических козырьков, перекрывающих выпускные отверстия и прикрепленных к наружной поверхности насадка с образованием в их основаниях выпускных окон, изогнутые пластины, прикрепленные под острым углом к внутренней поверхности насадка в зоне выпускных отверстий первого по ходу воздуха ряда, коническую обечайку, охватывающую патрубок с образованием воздушной кольцевой полости, сообщенной с помещением, при этом пластины и козырьки первого по ходу потока ряда отверстий расположены в одном направлении, а в остальных рядах козырьки попарно обращены своими основаниями навстречу друг другу, причем патрубок выполнен коническим, а насадок присоединен к нему с кольцевым зазором и возможностью кольцевого вращения, на патрубке, в месте присоединения к нему насадка, и на поверхности последнего в зонах окружных рядов отверстий прикреплены пояса из гидрофильного материала, а ко входу конического входного патрубка присоединен цилиндрический патрубок с размещенным в нем створчатым клапаном, внешняя поверхность цилиндрического патрубка снабжена резьбой и охвачена кольцом с внутренней резьбой, соответствующей резьбе на поверхности патрубка, нижняя половина кольца имеет внешнюю коническую форму, позволяющую при вращении кольца по резьбе изменять величину зазора для прохода воздуха из помещения в кольцевую полость, образованную между обечайкой и входным патрубком за счет вхождения в нее конусной части кольца, отличающееся тем, что к боковой поверхности цилиндрической части кольца плотно примыкает боковая поверхность диска, на которой закреплена полоса из фрикционного материала, например из тормозной ленты любой марки, толщиной 4-5 мм, диск закреплен на оси, скрепленной соосно с валом исполнительного механизма, таким образом, диск и кольцо образуют фрикционную передачу; исполнительный механизм соединен электрически с регулятором температуры воздуха, к которому подключен датчик температуры, расположенный в помещении, а рычаг створчатого клапана скреплен с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха, к которому подключен датчик расхода, размещенный во входном патрубке, оба исполнительных механизма установлены на кронштейнах, прикрепленных к цилиндрическому патрубку.