КЛАПАН ДЛЯ ВЫТЯЖНОГО КАНАЛА Российский патент 2020 года по МПК F24F13/02 F24F13/08 F24F7/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к области технологии строительства. В частности, изобретение связано с технологией вентиляции. Более конкретно, изобретение относится к клапану для вытяжного воздуховода, в соответствии с ограничительной частью п. 1, для создания по существу ламинарного потока вытяжного воздуха.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В частности, в конструкции вентиляционных каналов зданий, оборудованных принудительной вентиляцией, обычной задачей является создание по возможности почти ламинарного потока воздуха, чтобы свести к минимуму аэродинамическое сопротивление, т.е. потерю давления. Для получения ламинарного потока воздуха при формировании вентиляционных каналов избегают острых углов. То же самое относится к клапану, устанавливаемому на конце отверстия вытяжного воздуховода вне здания, задачей которого является, с одной стороны, выпуск вытяжного воздуха из здания, а с другой -предотвращение попадания в вентиляционный канал дождя, снега, мусора, мелких животных и других посторонних предметов. Известны клапаны, т.е. «колпаки», в которых используются раструбы, соединенные с концом вытяжного воздуховода и проходящие в направлении потока, над которыми находится вставка, передающая дождевую воду мимо раструба к отверстию для удаления воды в корпусе клапана. Одним из таких клапанов является клапан VILPE® Hattu-160, посредством которого труба вытяжного воздуховода надежно защищена, без ухудшения характеристик потока вентиляционного канала. Тем не менее, было бы целесообразно дополнительно уменьшить потери давления в вентиляционном канале для обеспечения работы вентиляционного оборудования на пониженной мощности и для повышения энергоэффективности.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Одним из решений является новый тип клапана, который оптимизирует характеристики потока. Внутри корпуса клапана, снабженного отверстием для вытяжного воздуха, расположен открытый наружу раструб, выполненный с возможностью соединения посредством проточного соединения с наружным концом вытяжного воздуховода и отвода воздуха в направлении потока к отверстию для вытяжного воздуха в корпусе. По меньшей мере часть вставки, расположенной внутри корпуса, на некотором расстоянии в направлении потока от наружного конца вытяжного воздуховода, содержит отражающую поверхность, расширяющуюся в направлении потока, и сужающуюся выходную поверхность. Отношение расстояния между вставкой и наружным концом вытяжного воздуховода, и внутренним диаметром корпуса составляет 0,4 или более.

[0004] Более конкретно, изобретение отличается тем, что заявлено в отличительной части п. 1.

[0005] Благодаря новому типу клапана вытяжного канала достигается уменьшенная потеря давления, что оказывает благоприятное влияние на энергоэффективность вентиляционной системы, без ущерба для защиты канала. Поскольку вентиляционное оборудование может работать при меньшей мощности, чем ранее, существует также дополнительное преимущество снижения шума в вентиляционной системе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0006] Далее более подробно рассмотрены некоторые примеры вариантов реализации настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает поперечный разрез клапана вытяжного канала в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения,

Фиг. 2 изображает вид сбоку разреза с дополнительными ссылочными номерами для клапана вытяжного канала в соответствии с фиг. 1 и

Фиг. 3 изображает вид в перспективе с поперечным разрезом клапана вытяжного канала в соответствии с фиг. 1.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Как показано на фиг. 1-3, клапан 100 вытяжного канала 200 выполнен с возможностью установки на наружном конце вытяжного воздуховода 200 вне здания. Клапан 100 имеет корпус 10, выполненный с возможностью соединения с наружным концом вытяжного канала 200. Корпус 10 может быть выполнен из одной или более частей. В примере, показанном на фиг. 1, корпус 10 содержит две части 11, 12, соединенные друг с другом посредством профильного соединения для способствования установке. В качестве альтернативы, детали 11, 12 могут быть соединены друг с другом, например, путем склеивания, винтового соединения, заклепок или некоторого другого соединения. С точки зрения технологии изготовления, также может быть предусмотрен клапан, выполненный из одной части (не показано). Гнездовая часть 11 соединяет наружный конец вытяжного канала 200 посредством профильного, винтового или другого соединения, и может содержать крышку 14, проходящую по периметру вытяжного канала 200. Гнездо 11 содержит на нижнем конце ряд отверстий 50 для удаления воды, которые выполнены для отвода дождевой воды, поступающей в корпус 10, из корпуса 10, без скапливания воды внутри корпуса. Главным образом, нижняя поверхность гнезда 11 выполнена так, что проходит наружу и вниз от осевой линии клапана 100, чтобы направлять дождевую воду наружу из корпуса 10 клапана. В примерах в соответствии с фигурами, нижняя поверхность, кроме того, является криволинейной, в частности, выпуклой кверху.

[0008] Гнездо 11 также содержит раструб 40, расположенный внутри корпуса 10 и выполненный с возможностью соединения с проточным соединением с наружным концом вытяжного канала 200. В варианте реализации, показанном на фиг. 1-3, раструб 40 представляет собой отдельный компонент, соединенный с гнездом 11 посредством профильного соединения. Альтернативно раструб 40 может быть закреплен в крышке 14 посредством профильного или другого соединения, или в стыке между гнездом 11 и крышкой 14, или раструб 40 может быть выполнен как одно целое с гнездом 11 или крышкой 14. Раструб 40 имеет форму, открытую в направлении потока. Таким образом, свободный конец раструба 40 шире, чем его нижний конец, соединенный с вытяжным каналом 200. В данном случае направление потока определено как нормальное к отверстию, соединяющему раструб 40 с вытяжным каналом 200, который в варианте реализации, показанном на фигурах, находится в вертикальном направлении. Вследствие монтажных допусков направление Y потока может отклоняться от вертикального направления.

[0009] Кожух 12, соединенный с гнездом 11 корпуса 10, выполнен с возможностью защиты раструба 40 от факторов влияния окружающей среды, таких дождь, мусор и мелкие животные. Кожух 12 охватывает раструб 40 и содержит вставку 30, расположенную над раструбом 40. Более конкретно, вставка 30 расположена на расстоянии Y2 в направлении Y потока от раструба 40 и на расстоянии Y1 от наружного конца вытяжного канала 200, с которым соединен раструб 40. Вставка 30 может полностью находиться в корпусе 10, как показано на фиг. 1-3, или может проходить над корпусом 10 для вывода воздушного потока (не показано). Вставка 30 выполнена, с одной стороны, для защиты раструба 40 от факторов влияния окружающей среды и, с другой стороны, для способствования ламинарному потоку. Таким образом, вставка 30 содержит отражающую поверхность 31, расширяющуюся в направлении Y потока, которая принимает воздух, поступающий из вытяжного канала 200, и подаваемый раструбом 40. В соответствии с одним вариантом реализации изобретения отражающая поверхность 31 является выпуклой в направлении Y потока, будучи, например, сферической, или она может иметь форму с изменяющимся радиусом (не показано). Иначе говоря, нижняя часть вставки 30 выпуклая. Отражающая поверхность 31 распространяет поступающий воздух в направлении кожуха 12 корпуса 10. Более конкретно, отражающая поверхность 31 выполнена с возможностью направления потока вытяжного воздуха поперек направления Y потока, к промежутку между внутренней поверхностью корпуса 10 и вставкой 30, который имеет ширину Х3 в направлении, поперечном к направлению Y потока. С другой стороны, в направлении Y потока вставка 30 имеет сужающуюся выходную поверхность 32. Иначе говоря, вставка 30 имеет сужающуюся верхнюю часть. В соответствии с вариантом реализации, показанным на фигурах, выходная поверхность 32 представляет собой конус со скругленной вершиной, а также другие сужающиеся формы, например, могут быть предусмотрены купола. Отражающая и выходная поверхности 31, 32 совпадают по круговому наружному краю вставки. Наружный край предпочтительно выполнен как пилообразный сливной край 33, острые концы которого разделяют стекающую водную массу на управляемые сливные потоки, что способствует предотвращению искривления потока воды в направлении осевой линии клапана 10, и, следовательно, в направлении раструба 40. Иначе говоря, благодаря сливному краю 33 поток воды направляется в виде струек к внутренней поверхности корпуса 10.

[0010] Верхний конец корпуса 10 имеет такую форму, что между кожухом 12 и вставкой образовано 30 выпускное отверстие 20. Таким образом, выпускное отверстие 20 расположено на наружном конце корпуса 10, в направлении Y потока. Иначе говоря, корпус 10 открыт сверху. Выпускное отверстие 20 является кольцевым для предотвращения поступления дождевой воды в раструб 40. Корпус 10 также охватывает направляющий элемент 13, который окружает выходную поверхность 32 вставки 30, между вставкой 30 и корпусом 10. В соответствии с вариантом реализации изобретения, показанным на фигурах, направляющий элемент 13 представляет собой цилиндр 13, который проходит и сужается в направлении Y потока. Направляющий элемент 13 сравнительно короткий и расположен с возможностью окружения вставки 30 сверху, таким образом, обуславливая наименьшую возможную потерю давления. Направляющий элемент 13 способствует направлению дождевой воды от раструба 40.

[0011] При выборе формы клапана 100 особое внимание уделяют поведению сжимаемого и текучего вещества в канале. Таким образом, были разработаны взаимные отношения размеров клапана 100 для сведения к минимуму турбулентности, однако без ухудшения защиты раструба 40. В соответствии с одним вариантом реализации изобретения, например, отношение расстояния Y1 между вставкой 10 и наружным концом вытяжного канала 200 к внутреннему диаметру Х2 составляет 0,4 или более. Если, например, клапан 100 выполнен с размерами, подходящими для 125-миллиметрового вытяжного канала 200, размер Х4 которого составляет 125 мм, отношение Y1/X2 составляет порядка 0,6. Если клапан 100 выполнен с размерами, подходящими для 160-миллиметрового вытяжного канала 200, размер Х4 которого составляет 160 мм, отношение Y1/X2 составляет порядка 0,5. По мере увеличения отношения расстояние вставки 30 от вытяжного канала 200 становится больше, так что поток вытяжного воздуха может проходить в клапан 100, только плавно обтекая вставку 30. С той же целью вставка 30, в соответствии с одним вариантом реализации изобретения, расположена на расстоянии Y2 в направлении потока от раструба 40, таким образом, что отношение расстояния Y2 между вставкой 30 и раструбом 40 к внутреннему диаметру Х2 корпуса 10 составляет 0,1 или более, предпочтительно, 0,2 или более. Если, например, клапан 100 выполнен с размерами, подходящими для 125-миллиметрового вытяжного канала 200, размер Х4 которого составляет 125 мм, отношение Y2/X2 составляет порядка 0,2. Если клапан 100 выполнен с размерами, подходящими для 160-миллиметрового вытяжного канала 200, размер Х4 которого составляет 160 мм, отношение Y2/X2 составляет порядка 0,13. Таким образом, поток остается плавным. Должно быть понятно, что размеры реальных деталей могут отличаться от номинальных размеров, указанных выше.

[0012] С другой стороны, целесообразно учитывать защитные характеристики вставки. Следовательно, наружный диаметр X1 вставки 30, особенно, наибольший наружный диаметр на сливном крае 32, является достаточно большим по сравнению с внутренним диаметром Х5 раструба 40. В соответствии с одним вариантом реализации отношение Х1/Х5 составляет 1 или более, предпочтительно 1,2 или более. Если, например, клапан 100 выполнен с размерами, подходящими для 125-миллиметрового вытяжного канала 200, размер Х4 которого составляет 125 мм, или для 160-миллиметрового вытяжного канала 200, размер Х4 которого составляет 160 мм, отношение Х1/Х5 составляет порядка 1,2. Таким образом, вставка 30 является достаточно широкой относительно размера рупора 40. Как очевидно из приведенных выше примеров, вставка 30 не обязательно должна быть значительно шире, чем внутренний диаметр Х5 раструба 40.

[0013] Аналогично, целесообразно обеспечить достаточно широкий промежуток между вставкой 30 и внутренней поверхностью корпуса. В соответствии с одним вариантом реализации изобретения отношение ширины Х3 промежутка между вставкой 30 и корпусом 10 к внутреннему диаметру Х4 вытяжного канала 200 составляет 0,1 или более, предпочтительно 0,2 или более. С другой стороны, отношение промежутка Х3 между вставкой 30 и внутренней поверхностью корпуса 10 к внутреннему диаметру Х2 корпуса 10 составляет 0,05 или более, предпочтительно 0,1 или более.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0014] Известный клапан сравнивали с клапаном, выполненным в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, в имитации потока, в которой при скорости потока 5 м/с сравнивали друг с другом характеристики потока традиционного клапана и клапана, выполненного в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, предназначенного для 125-миллиметрового вытяжного канала, результаты испытаний приведены в таблице:

[0015] Параметры Y2/X1, Y2/X2, Y2/Y1 и Y1/X2 в столбце таблицы «Известный клапан» пропущены вследствие отсутствия вставки, снабженной выпуклой отражающей поверхностью. Однако вставка имела выходную поверхность, сужающуюся в направлении потока, как и сравнимый клапан, выполненный в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения. Как очевидно из таблицы, с помощью нового типа клапана может быть достигнута потеря давления, почти на 30% меньшая, чем при использовании известного клапана.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

Настоящее изобретение относится к области технологии строительства и связано с технологией вентиляции. Более конкретно изобретение относится к клапану для вытяжного воздуховода. Клапан для вытяжного канала, выполненный с возможностью соединения с наружным концом вытяжного канала, и содержит корпус, имеющий внутренний диаметр (Х2) и отверстие для вытяжного воздуха, открытый раструб, расположенный внутри корпуса и выполненный с возможностью соединения с проточным соединением с наружным концом вытяжного канала и отвода воздуха в направлении (Y) потока к отверстию для вытяжного воздуха в корпусе, и вставку (30), которая: расположена по меньшей мере частично внутри корпуса на расстоянии (Y1) в направлении (Y) потока от наружного конца вытяжного канала, содержит отражающую поверхность, расширяющуюся в направлении (Y) потока, при этом вставка содержит выходную поверхность, сужающуюся в направлении (Y) потока, при этом отношение расстояния (Y1) между вставкой и наружным концом вытяжного воздуховода к внутреннему диаметру (Х2) корпуса составляет 0,4 или более. Благодаря новому типу клапана вытяжного канала достигается уменьшенная потеря давления, что оказывает благоприятное влияние на энергоэффективность вентиляционной системы без ущерба для защиты канала. Поскольку вентиляционное оборудование может работать при меньшей мощности, чем ранее, существует также дополнительное преимущество снижения шума в вентиляционной системе. 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Клапан (100) для вытяжного канала, выполненный с возможностью соединения с наружным концом вытяжного канала (200) и содержащий:

корпус (10), имеющий внутренний диаметр (Х2) и отверстие (20) для вытяжного воздуха,

открытый раструб (40), расположенный внутри корпуса (10) и выполненный с возможностью соединения с проточным соединением с наружным концом вытяжного канала (200) и отвода воздуха в направлении (Y) потока к отверстию (20) для вытяжного воздуха в корпусе (10), и

вставку (30), которая:

расположена по меньшей мере частично внутри корпуса (10) на расстоянии (Y1) в направлении (Y) потока от наружного конца вытяжного канала (200),

содержит отражающую поверхность (31), расширяющуюся в направлении (Y) потока, при этом вставка

содержит выходную поверхность (32), сужающуюся в направлении (Y) потока,

отличающийся тем, что

отношение расстояния (Y1) между вставкой (10) и наружным концом вытяжного канала (200) к внутреннему диаметру (Х2) корпуса составляет 0,4 или более.

2. Клапан (100) вытяжного канала по п. 1, в котором отношение расстояния (Y1) между вставкой (10) и наружным концом вытяжного канала (200) к внутреннему диаметру (Х2) корпуса составляет 0,5 или более.

3. Клапан (100) вытяжного канала по п. 1 или 2, в котором корпус (10) имеет открытую верхнюю часть.

4. Клапан (100) вытяжного канала по п. 1, 2 или 3, в котором отражающая поверхность (31) является выпуклой в направлении (Y) потока.

5. Клапан (100) вытяжного канала по любому из предшествующих пунктов, в котором вставка (30) расположена на расстоянии (Y2) в направлении (Y) потока от раструба (40),

при этом отношение расстояния (Y2) между вставкой (30) и раструбом (40) к внутреннему диаметру (Х2) корпуса (10) составляет 0,1 или более, предпочтительно 0,2 или более.

6. Клапан (100) вытяжного канала по любому из предшествующих пунктов, в котором вставка (30) имеет наружный диаметр (XI), поперечный к направлению потока,

при этом отношение наружного диаметра (X1) вставки (30) к внутреннему диаметру (Х5) наружного конца раструба (40) составляет 1 или более, в частности 1,2 или более.

7. Клапан (100) вытяжного канала по любому из предшествующих пунктов, в котором наибольший наружный диаметр (XI) вставки (30) больше, чем диаметр устья раструба, для предотвращения попадания дождевой воды в раструб.

8. Клапан (100) вытяжного канала по любому из предшествующих пунктов, в котором отражающая поверхность (31) имеет такую форму, чтобы направлять поток вытяжного воздуха в направлении, поперечном к направлению потока, в промежуток между внутренней поверхностью корпуса (10) и вставкой (30),

причем промежуток имеет ширину (Х3) в направлении, поперечном к направлению (Y) потока.

9. Клапан (100) вытяжного канала по любому из предшествующих пунктов, в котором отношение ширины (Х3) промежутка к внутреннему диаметру (Х4) вытяжного канала (200) составляет 0,1 или более, предпочтительно 0,2.

10. Клапан (100) вытяжного канала по любому из предшествующих пунктов, в котором отношение ширины (Х3) промежутка к внутреннему диаметру (Х2) корпуса (10) составляет 0,05 или более, предпочтительно 0,1 или более.

11. Клапан (100) вытяжного канала по любому из предшествующих пунктов, в котором вставка (30) содержит пилообразный сливной край (33) между отражающей поверхностью (31) и выходной поверхностью (32) в направлении (Y) потока.

12. Клапан (100) вытяжного канала по любому из предшествующих пунктов, в котором в смонтированном виде направление (Y) потока является вертикальным или по существу вертикальным.