УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2009 года по МПК F04D29/70 

Изобретение относится к устройству для прохождения воздуха, в частности к фильтрующему вентилятору или выходному фильтру в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.

В случае расположенных в корпусе узлов, создающих соответствующее отходящее тепло, это отходящее тепло необходимо отводить из корпуса, а температуру в корпусе контролировать с помощью более или менее активного вдувания или всасывания атмосферного воздуха во внутреннее пространство корпуса с помощью вентилятора. Известным примером этого является корпус компьютера. Обычно такие корпуса оборудованы фильтрующим вентилятором, который работает или постоянно, или включается и выключается управляющим устройством в зависимости от температуры в корпусе. Типичным примером такого фильтрующего вентилятора является фильтрующий вентилятор, раскрытый в DE 4013645 A1. Фильтрующий вентилятор устанавливается в углублении стенки корпуса и фиксируется, например, с помощью резьбовых соединений. Вместе с тем в другом месте корпуса предусматриваются соответствующие щели для выхода воздуха.

В результате накапливания электростатического заряда на электронных конструктивных элементах и компонентах, установленных в корпусе, на них скапливаются частицы грязи и пыли, так что в работе конструктивных элементов могут произойти сбои. Известно, что для предотвращения загрязнения в вентиляторе предусматривается дополнительный фильтрующий мат предпочтительно из трикотажного или нетканого синтетического материала с тем, чтобы из потока воздуха, нагнетаемого вентилятором в направлении потока, отфильтровать эти частицы пыли и грязи. Для этого, если смотреть в направлении потока воздуха, фильтрующий мат предпочтительно следует устанавливать перед вентилятором, причем промежуточное пространство между фильтрующим матом и вентилятором должно по существу герметично изолироваться от окружающего пространства с помощью основного корпуса и держателя вентилятора. Фильтрующие маты, применяемые в этих фильтрующих вентиляторах, устанавливаются между внешней вентиляционной решеткой и основным корпусом. Вентиляционная решетка посредством зажимных, или защелкивающих, или резьбовых соединений разъемно соединяется с основным корпусом.

Выход воздуха в устройстве для прохождения воздуха у известных вентиляторов закрыт решеткой, которая закрывает выход плоско или чашеобразно, в виде плоскости или чаши. Воздух, проходящий от выхода через решетку в корпус, движется аксиально или соответственно в направлении потока прямо в корпус. Затем воздух должен распределяться либо самостоятельно, либо путем активного распределения. Активного распределения воздуха желательно избегать и соответственно следует стремиться к тому, чтобы воздух распределялся сам. Кроме того, не исключена возможность того, что поток выходящего воздуха, в частности, по центру частично снова окажется засосанным в проход.

Задача изобретения состоит в том, чтобы устройство для прохождения воздуха вышеописанного типа выполнить таким образом, чтобы воздух, выходящий из устройства для прохождения воздуха, выпускался в корпус в нескольких направлениях и устранялось обратное всасывание воздуха.

Эта задача в устройстве для прохождения воздуха решается с помощью признаков, приведенных в пункте 1 формулы изобретения.

В соответствии с этим сущность изобретения заключается в том, что со стороны выпуска воздуха из устройства для прохождения воздуха поверх выхода воздуха устанавливается решетка, имеющая восходящий участок и плоский участок, причем восходящий участок переходит в плоский участок, а на плоском участке предусмотрен сплошной участок.

При этом предпочтительно, чтобы поток воздуха, проходящий через структуру решетки, выпускался через восходящий участок преимущественно в боковой области решетки, т.е. приблизительно радиально, благодаря чему достигается лучшее перемешивание воздуха внутри корпуса.

Это перемешивание поддерживается с помощью сплошного участка, который выступает в качестве препятствия на пути потока. Вместе с тем по сравнению с обычными овальными решетками сокращается глубина монтажа. Одновременно сплошной участок действует как запирающий элемент, препятствующий обратному потоку воздуха в корпус. Другой вариант выполнения согласно изобретению предусматривает, что держатель вентилятора имеет боковую стенку и приемный элемент для вентилятора, состоящего предпочтительно из ротора, предпочтительно состоящего из лопастей, или соответственно из ротора и привода, причем держатель на стороне решетки имеет выполненный в виде диффузора участок, который представляет собой составную часть боковой стенки или выполнен с ней за одно целое, причем этот участок отогнут от боковой стенки на внутренний угол (α), равный 180-270°, особенно предпочтительно до 290°, причем решетка имеет восходящий или нисходящий участок и плоский участок, причем восходящий или нисходящий участок переходит в плоский участок, а на плоском участке предусмотрен сплошной участок.

Помимо вышеприведенных преимуществ в этом варианте выполнения дополнительно достигается то, что благодаря предотвращению обратного потока достигается увеличение мощности производительности по воздуху. Оно доходит до 10%. Кроме того, предпочтительно благодаря наличию выполненной в виде диффузора структуры на стороне отводимого воздуха может осуществляться максимально свободный от сопротивления выпуск воздуха. Это вызывает лишь незначительные потери давления.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Форма выполненного в виде диффузора участка обеспечивает особенно эффективный выпуск воздуха. Смещение начала к центру приводит к уменьшению свободной площади выпуска, в результате чего происходит дальнейшее сокращение области обратного всасывания. Наличие плавного перехода от боковой стенки к выполненному в виде диффузора участку приводит к незначительному сопротивлению и тем самым к незначительным потерям в потоке при переходе в выполненный в виде диффузора участок, причем становится возможным даже свободный от сопротивления (беспрепятственный) выпуск воздуха.

Благодаря замыкающему расположению решетки простейшим образом достигается защитное закрывание устройства для прохождения воздуха.

Линейный подъем в соответствии со следующим вариантом изобретения простейшим образом способствует радиальному выходу воздуха через решетку. Центральное расположение плоского участка выгодным образом, несмотря на наличие восходящего участка, позволяет прямой выпуск воздуха в аксиальном направлении через решетку.

Наличие сплошного участка в центре обеспечивает простое отклонение части потока воздуха, проходящего через устройство для прохождения воздуха, в радиальном направлении. Наличие небольшого по сравнению с плоским участком сплошного участка обеспечивает часть потока воздуха, выходящую аксиально из устройства для прохождения воздуха. Наличие дискообразной пластины и ее установка на решетке или ее встраивание в саму решетку позволяет разделять воздушный поток простейшим образом. Параллельное расположение плоского участка относительно выхода воздуха простейшим образом способствует разделению потока воздуха.

Примеры выполнения изобретения представлены на чертежах, на которых:

фиг.1 - вид спереди устройства для прохождения воздуха;

фиг.2 - вид спереди устройства для прохождения воздуха с открытой передней крышкой;

фиг.3 - вид сзади устройства для прохождения воздуха с открытой передней крышкой;

фиг.4 - вид сверху задней стороны устройства для прохождения воздуха;

фиг.5 - вид сбоку и в разрезе устройства для прохождения воздуха;

фиг.6 - разрез участка решетки в соответствии с фиг.5;

фиг.7 - вид сбоку и частично в разрезе одного из вариантов выполнения устройства для прохождения воздуха;

фиг.8 - вид сбоку устройства для прохождения воздуха с открытой передней крышкой;

фиг.9 - вид сбоку и частично в разрезе другого варианта выполнения устройства для прохождения воздуха и

фиг.10 - вид сбоку в разрезе еще одного варианта выполнения устройства для прохождения воздуха.

На фиг.1 изображен вид спереди устройства 10 для прохождения воздуха. На передней стороне, расположенной вне проветриваемого корпуса (не показан), предусмотрена так называемая декоративная крышка 15, через которую воздух посредством вентилятора 20 (см. фиг.5) засасывается в устройство 10 для прохождения воздуха. Декоративная крышка 15 снабжена подвижными пластинчатыми элементами 16 и установлена на основном корпусе 11, к которому примыкает держатель 12 вентилятора 20, внутри которого вентилятор и расположен. Держатель 12 вентилятора 20 имеет боковую стенку 19. В задней области боковой стенки 19 расположена диффузорная область 22. Эта область 22 после перехода 23 отогнута от боковой стенки 19. К держателю 12 вентилятора 20 или соответственно к диффузорной области 22 примыкает задняя стенка 18, на которую устанавливается решетка 30.

На фиг.2 устройство 10 для прохождения воздуха изображено с открытой декоративной крышкой 15. Позади декоративной крышки 15 установлен фильтрующий мат 13, отфильтровывающий пыль из всасываемого воздуха. После фильтрующего мата 13 установлена решетка 14, которая выступает в качестве вентиляционной решетки и предохраняет вентилятор 20 от попадания в него руки, например, при замене фильтрующего мата 13.

На задней стенке 18 расположена решетка 30, соединенная с задней стенкой 18 с помощью крепежных участков 34 (фиг.3). В открытой области 21 задней стенки 18, через которую выходит воздух, засасываемый вентилятором 20, находится зарешеченная область, которая состоит из восходящей области 35 и плоской области 36. Решетка 30 сформирована здесь из кольцевых прутьев 31 и несущих перемычек 33. В центре в плоской области 36 расположен пластинчатый элемент 32, выступающий в качестве элемента сопротивления потоку и тем самым в качестве отклоняющего элемента для выходящего воздуха. На фиг.4 изображена задняя стенка, аналогичная фиг.3, с закрытой декоративной крышкой 15.

На фиг.5 устройство 10 для прохождения воздуха изображено в смонтированном состоянии в монтажной стене 50. При этом между монтажной стеной 50 и основным корпусом 11 расположено уплотнение 17, которое гарантирует отсутствие вхождения какого-либо воздуха в промежуток между монтажной стеной 50 и устройством 10 для прохождения воздуха.

На фиг.6 решетка 30 показана в увеличенном виде. В области А всасываемый воздух движется в направлении решетки 30.

Посредством пластинчатого элемента 32 воздух, попадающий на него, отклоняется в сторону. В результате поток воздуха разделяется на аксиальную составляющую В и на радиальную составляющую С. Аксиальная составляющая В выходит через плоскую область 36 решетки 30. Радиальная составляющая С выходит через восходящую область 35. Таким образом, воздух внутри проветриваемого корпуса (не показан) разделяется проще и непосредственнее. Могут быть предусмотрены и дополнительные направляющие элементы и т.п. Одновременно воздух может проходить через решетку 30 быстрее, вследствие чего увеличение расхода воздуха в вентиляторе 20 равнозначно повышению производительности. Благодаря боковой выдаче воздуха существенно сокращается и обратный подсос воздуха в области пластинчатого элемента 32. Кроме того, наличие пластинчатого элемента 32 препятствует обратному потоку воздуха в устройство 10 для прохождения воздуха.

На фиг.7 изображен разрез держателя 12 вентилятора 20 в первом варианте выполнения изобретения. Внутри держателя 12 установлен вентилятор 20. Вентилятор 20 состоит из ротора с лопастями 27 и привода 24 в виде мотора. Лопасть 27 имеет вершину 25 и заднюю кромку 26. Держатель 12 состоит в числе прочего из боковой стенки 19 и диффузорной области 22. Первый вариант выполнения диффузорной области 22 изображен на фиг.7. Другой вариант выполнения следует из фиг.9.

Диффузорная область 22 соединена с боковой стенкой 19. Правда, соединение осуществляется в концевой области держателя 12 в области 21 задней стенки устройства 10 для прохождения воздуха. Диффузорная область 22 выполнена под углом к боковой стенке 19. Этот угол с боковой стенкой 19 образует внешний угол β и внутренний угол α. На фиг.7 показаны углы между продолжением 28 боковой стенки 19 и продолжением 29 диффузорной области 22. Начало 41 диффузорной области 22 смещено относительно вентилятора 20 к приводу 24 вентилятора. Смещение 39 показано на фиг.7 между продолжением 28 боковой стенки 19 и параллелью 38, проведенной из начала диффузорной области 22, к продолжению 28 боковой стенки 19. Начало 41 диффузорной области располагается непосредственно за задней кромкой 26 лопастей 27. На фиг.8 изображен вид сбоку в соответствии с фиг.7 при закрытом держателе 12 и открытой декоративной крышке 15.

Другой вариант выполнения держателя 12 вентилятора 20 относительно расположения диффузорной области 22 изображен на фиг.9. Начало 41 диффузорной области 22 находится в переходе 23 непосредственно у боковой стенки 19. Во избежание ненужного (излишнего) сопротивления потоку переход 23 осуществляется плавно как на внешнем углу β, так и на внутреннем углу α. Начало 41 располагается на уровне вершины 25 лопасти 27.

В соответствии с фиг.10 решетка 30 выполнена таким образом, что при изменении направления воздуха она не касается вентилятора 20, хотя лопасти 27 вентилятора выступают за держатель 12 вентилятора. Для этого решетка 30 опять же имеет по центру плоский участок 36. Снаружи в направлении плоского центрального участка 36 предусмотрена нисходящая область 37, переходящая в плоскую область 36. По бокам установлены несущие перемычки 33, на которых для обеспечения полной защиты вентилятора 20 от соприкосновения предусмотрены кольцевые прутки 31 решетки.

Устройство для прохождения воздуха, в частности фильтрующий вентилятор или выходной фильтр, с вентилятором или без него для установки в монтажном проеме в стене, в частности, корпусов для создающих отходящее тепло узлов, например, распределительных шкафов, шкафов для электронного оборудования, компьютерных систем, причем устройство для прохождения воздуха содержит основной корпус с или без держателя вентилятора; закрывающее устройство, выполненное в виде декоративной крышки с или без отформованных со стороны выпуска воздуха и окружных, вводимых в основной корпус боковых стенок и с имеющей удерживаемые на противоположных боковых стенках декоративной крышки пластинчатые элементы вентиляционной решеткой; и фильтрующий мат, расположенный между основным корпусом и вентиляционной решеткой, причем устройство для прохождения воздуха выполнено таким образом, что воздух, выходящий из устройства для прохождения воздуха, выпускается в корпус в нескольких направлениях. Для этого со стороны выпуска воздуха из устройства для прохождения воздуха поверх выпуска воздуха установлена решетка, имеющая восходящий участок и плоский участок, причем восходящий участок переходит в плоский участок, а на плоском участке предусмотрен сплошной участок. 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство для прохождения воздуха, в частности фильтрующий вентилятор или выходной фильтр, с вентилятором (20) или без него, для установки в монтажном проеме (50) в стене, в частности, корпусов для создающих отходящее тепло узлов, например, распределительных шкафов, шкафов для электронного оборудования, компьютерных систем, причем устройство (10) для прохождения воздуха содержит основной корпус (11) с или без держателя (12) вентилятора; закрывающее устройство, выполненное в виде декоративной крышки (15) с или без отформованных со стороны выпуска воздуха и окружных, вводимых в основной корпус (11) боковых стенок и с имеющей удерживаемые на противоположных стенках декоративной крышки (15) пластинчатые элементы (16) вентиляционной решеткой (14), и фильтрующий мат (13), расположенный между основным корпусом (11) и вентиляционной решеткой (14), отличающееся тем, что со стороны выпуска воздуха из устройства (10) для прохождения воздуха поверх выхода (21) воздуха установлена решетка (30), имеющая восходящий участок (35) и плоский участок (36), причем восходящий участок (35) переходит в плоский участок (36), а на плоском участке (36) предусмотрен сплошной участок (32).

2. Устройство для прохождения воздуха по п.1, отличающееся тем, что держатель (12) имеет боковую стенку (19) и приемный элемент для вентилятора, состоящего предпочтительно из ротора, предпочтительно состоящего из лопастей (27), или соответственно из ротора и привода, состоящего из лопастей (27), или соответственно из ротора и привода (24), причем держатель (12) вентилятора на стороне решетки (30) имеет выполненный в виде диффузора участок (22), причем этот участок, предпочтительно, представляет собой составную часть боковой стенки (19) или выполнен с ней за одно целое, при этом участок (22) отогнут от боковой стенки на внутренний угол (α), равный 180-270°, предпочтительно 290°, при этом решетка (30) имеет восходящий или нисходящий участок (35, 37) и плоский участок (36), причем восходящий или нисходящий участок (35) переходит в плоский участок (36), а на плоском участке (36) предусмотрен сплошной участок (32).

3. Устройство для прохождения воздуха по п.2, отличающееся тем, что выполненный в виде диффузора участок (22) выполнен линейным или нисходяще увеличивающимся.

4. Устройство для прохождения воздуха по п.2 или 3, отличающееся тем, что начало (41) выполненного в виде диффузора участка (22) расположено непосредственно на боковой стенке (19).

5. Устройство для прохождения воздуха по п.2 или 3, отличающееся тем, что выполненный в виде диффузора участок (22) смещен (39) относительно боковой стенки (19) в направлении центра вентилятора (20).

6. Устройство для прохождения воздуха по п.4, отличающееся тем, что начало (41) выполненного в виде диффузора участка (22) располагается на уровне задней кромки (26) или вершины (25) лопасти (27) вентилятора (20).

7. Устройство для прохождения воздуха по п.2, отличающееся тем, что внутренний угол (α) и/или ответный ему внешний угол (β) выполнены плавными.

8. Устройство для прохождения воздуха по п.1, отличающееся тем, что решетка (30) замыкает устройство (10) для прохождения воздуха.

9. Устройство для прохождения воздуха по п.1, отличающееся тем, что возрастающий участок (35) является линейно возрастающим.

10. Устройство для прохождения воздуха по п.1, отличающееся тем, что плоский участок (36) и/или сплошной участок (32) расположен соосно с выходом (21) воздуха.

11. Устройство для прохождения воздуха по п.1, отличающееся тем, что сплошной участок (32) выполнен меньшим, чем плоский участок (36).

12. Устройство для прохождения воздуха по п.1, отличающееся тем, что сплошной участок (32) представляет собой дискообразную пластину, устанавливаемую на плоском участке (36) и/или встраиваемую в него.

13. Устройство для прохождения воздуха по п.1, отличающееся тем, что плоский участок (36) расположен параллельно выходу (21) воздуха.